太沙基与土力学的发展.ppt

太沙基与土力学的发展,专题研讨-刘强强,太沙基K(KarlTerzaghi,18831963）美籍奥地利土力学家，现代土力学的奠基人之一，被公认为现代土力学创始人。,现代土力学之父,一、求学探索时期,卡尔太沙基(KarlTerzaghi)在格拉兹工业大学时期攻读机械工程学。他逐渐认识到机械工程这门学问与自己的性格不相符合。之后再次入校攻读了一年地质学，接着从事了一系列的土木工程实际工作。在从事各种土木建筑工程的过程中,太沙基痛感当时的基础工程技术明显地落后于钢筋混凝土技术，他认为土的性状之所以不能准确地预测,关键就在于不能明确地掌握地质条件和工程上的问题,认为将失败的工程实例与地基的地质条件加以详细比较，就能够解决问题。,太沙基的生平-求学探索时期,二、现代土力学诞生时期,太沙基的生平土力学诞生时期,1916-1925年，太沙基在土耳其任教，这段时期也是诞生现代土力学的时期。他做了系统的研究工作，给工程地质方面的土,下了一个明确的定义,并得出需要进行定量测定的结论，并制作了大量实验装置。1921年,他根据粘土试验成果,发现了土力学的基本原理-土体固结理论，发表了土力学一书。,三、土力学普及时期,太沙基的生平土力学普及时期,1925年，太沙基在麻省理工讲学，杂志上以“土力学原理”为题连续发表文章，逐渐成为土木工程学中新领域的创始人。但当时具有强烈的经验主义倾向的基础工程方面的技术人员,对于以物理学、胶体化学和微分方程式贯穿起来的土力学,抱有不信任感。1930年回国在维也纳工业大学任教，1938年二战时，迁居美国。这一时期，太沙基的土力学逐渐被人所认可。定居美国后，太沙基担任了一系列重大工程建设的顾问，在不断地工程实践中完善了他的理论。,太沙基的土力学从理论到实践,太沙基一直秉持着土力学是服务于工程实践的理论，他反对为了研究而研究。他曾经这样说过“虽然早期阶段曾经大量地运用了理论的方法,可是近年来,我认为即使不作那些琐碎的计算,同样可以解决几乎所有的实际问题”,“Unfortunately,soilsaremadebynatureandnotbyman,andtheproductsofnaturearealwayscomplex.Itspropertieschangefrompointtopointwhileourknowledgeofitspropertiesarelimitedtothosefewspotsatwhichthesampleshavebeencollected.Insoilmechanicstheaccuracyofcomputedresultsneverexceedsthatofacrudeestimate，andtheprincipalfunctionoftheoryconsistsinteachinguswhatandhowtoobserveinthefield.”,“土壤乃自然天成而非人力所为。天工造物自有其复杂性天然状态下的土壤毫无均一性可言。不同位置的土壤，性状大不相同。我们对他的认识，仅仅局限于取样的几个点。在土力学中，计算结果的精确程度并不比粗略的估算高多少。理论的主要功能，仅在于教导我们在现场需要观察什么，和如何观察”,土力学的发展古典土力学的基本问题,Terzaghi理论(1923),Biot静力固结理论(1941),Biot动力固结理论(1956),Durcker运动学理论(1952),土力学的发展现代土力学的基本问题,土力学的发展从古典土力学到现代土力学,古典土力学,现代土力学,线弹性多孔介质刚塑性介质,Duncan、剑桥模型等非线性本构,Terzaghi、Biot两相饱和土固结理论,Fredlund等三相非饱和土固结理论,土体极限平衡理论,软化材料逐渐破坏理论,液化破坏理论,本构模型,固结理论,破坏理论,土力学的发展从古典土力学到现代土力学,本构模型,刚塑性模型,线弹性模型,结构性模型,非线性-弹塑性模型,土力学的发展从古典土力学到现代土力学,固结理论,固体骨架,土中水,土中气体,饱和土,非饱和土,饱和土固结理论是以土体连续变形的为基本假设。对于非饱和土，气体具有很高压缩性，同时，部分气体溶解于水中，很难满足严格的连续条件。非饱和土的渗透性包括透气性和透水性，渗透性与非饱和土的基质吸力和含水量密切相关。非饱和土的有效应力参量和有效应力原理的适用性较窄，有效应力公式中含有与基质吸力有关的参量不易确定。非饱和土的水气接触是一个复杂的物理-化学界面，Fredlund称之为第四相。,土力学的发展从古典土力学到现代土力学,固结理论,土力学的发展从古典土力学到现代土力学,破坏理论,逐渐破坏理论,应变软化材料在遭受多次的加载和卸载和卸载之后，进一步变形所需的应力变小，发生应变软化现象，逐渐破坏。,液化破坏理论,松软土体受到力学扰动时体积收缩.如果土体是饱和的,且内部的孔隙水无法排出,就引起内压升高。当内压升高到等于围压,土体就完全失去强度,达到液化状态,太沙基对土力学的贡献,在太沙基所处的时代，他是一位土力学这一新领域的创始人，是把自己的一生奉献给土力学的普及与发展,并保持领导者地位