土质学与土力学的发展史及在土木工程中的作用
摘要：土质学和土力学是研究与土的工程问题有关的学科，本文分三个阶段叙述了土质学与土力学的发展史，在每个阶段中对土力学学学科发展史上一些著名理论和重要时间进行了介绍。之后简要概括了该学科在我国的发展概况。文章后半部分从建筑工程、道路工程和侨联工程三个方面说明了土力学在现代土木工程中发挥的重要作用。鉴于作者能力有限，本文仅作为普及性文章，对土力学的初学者提供借鉴。 关键词：土力学的发展史；土力学地位；
1.引言
土质学是地址学科的一个分支，他是从土的成因与成分出发，研究土的基本工程性质及影响土性质变化的本质因素。土力学好似工程力学的一个分支，只要研究土体在荷载作用喜爱，土中的应力、变性、强度和稳定性，及渗流规律的一门学科。现代土力学是有土质学与土力学工程构成的，两者岁属两个分支，但其关系非常密切，并在发展中相互渗透、相互结合。
2.土质学与土力学的发展史
土力学是一门古老而又年轻的科学学，人类自远古以来就广泛利用土作为建筑物地基和建筑材料。中外许多历史悠久的著名建筑、桥梁和水利工程，都不自觉地应用土力学原理解决了地基承载力、变性和稳定等问题，使其前面不坏，流传至今。但是对土力学的理论研究是在18世纪欧洲工业革命开启的。本文将按照三阶段划分法介绍土力学的发展史
2.1奠基阶段
十八世纪欧洲工业革命的兴起，大规模的城市、水利和 道路、铁路的兴建，遇到了很多余土力学有关的问题，随着这些问题的解决，土力学的理论逐步地产生并得到发展。1776年，法国学者库伦(C.A.Coulomb）根据实验提出了砂土抗剪强度理论和挡土墙压力的滑楔理论，即库伦理论，被认为是土力学的开始。1856年，法国学者达西（H.Darcy）创立了砂土的渗透定律，即达西定律；1869年，英国学者郎肯(W.J.M.Rankine)又从不同的途径建立了挡土墙的理论，即郎肯理论；1885年，法国学者布辛奈斯克
(J.Boussinesq)求得半无限弹性体在垂直集中力作用下的应力和变性的理论解答。这些理论的形成和发展都对土力学的发展起到了重要的作用。
2.2发展与逐步完善阶段
20世纪初，随着人们对构筑物需求的不断增长，高层建筑和大型工业建筑开始打量涌现出来，随之而来的是一些重大的工程事故，德国的装机魔头大滑坡。瑞典的铁路塌方和美国的地基承载力问题等，对地基问题提出了新的要求，从而推动了土力学的发展。1920年法国学者普朗特(L.Prandtl)推出了地基滑动面的数学公式；1922年瑞典学者弗兰纽斯(W.Fwllenius)提出了进行土坡稳定性分析的圆弧滑动面法，即条分发；1925年，美国著名科学家、土力学的奠基人太沙基(K.Te.zaghi)归纳了前人的成就，出版了《土力学》专著，这本书的出版，标志着土力学成为一门独立的学科。在太沙基理论的基础上，形成了一有效应力原理、渗透固结理论和极限平衡理论为基础的土力学理论体系，研究土的强度与变形特性，解决地基承载力和变性挡土墙压力和突破稳定等于工程密切相关的土力学课题。
2.3土力学的新时期
20世纪六十年代以后，现代科技的发
展尤其电子技术渗透到土力学的研究领域，计算机的出现、计算方法的改进与发展、测试技术的发展、本身模型的建立于发展等，推动了土力学研究工作的深入开展。这一阶段最重要的特征就是把土的应力、应变、强度和稳定等手里变化过程统一用一个本构关系加以研究，改变了古典土力学中把各受理阶段认为割裂开来的情况，从而更符合土
的真实性。 2.4土质学与土力学在我国的发展史
我国在工程建筑中使用土有着悠久的
历史，秦长城、隋朝大运河、明清故宫等我过古代劳动人民在工程实践中对土的认识已经积累了相当的经验。但是土力学作为一门独立的学科在我国的研究起步较晚。在解放前，我国工程建设极少，高等院校开设土力学的课程也寥寥无几，建国后，我国在水利水电、铁道公路、工业与明勇建筑等工程需要迅速发展，促使这门学科在我国不断发展。20世纪50年代，陈宗基院士关于土的流变学和粘土结构的研究，黄文熙院士对土的野花的讨论以及考虑土的侧向变性的地基沉降极端方法的提出，对现代土力学的发展都有所推动。1957年，中国土木工程协会设立了土力学及基础工程委员会，1978年成立了土力学及基础工程学会。近年来，随着我国房屋建筑、交通工程、水电工程、石油开采等大型工程的建设，对一大批设计土力学的困难问题进行了深入研究攻关，取得了许多成果。
3土质学和土力学在土木工程中的作用地位
3.1土力学与建筑工程
“高楼万丈平地起”，任何建筑物、构筑物都不能是没有地基的“空中楼阁”，特别是随着社会发展，越来越多高层建筑、高塔、多功能复杂的建筑物的出现对地基提出了越来越高的要求，地基和基础的的安全、稳定至关重要，土作为低下结构的周围介质或环境，其稳定性及其结构相互作用自然成为了主要的研究对象。可以说，土力学在现代建筑工程中发挥着举足轻重的作用。
3.2土力学与道路工程
土力学在道路工程中主要表现为路基和路面两个部分。公路路基是土体构筑物，
汉天然土地基和人工填土陆地两大部分，路基应具有足够的承载能力和抗变形能力，能
够经受车辆荷载的反复作用为不产生结构性破坏和过量的沉降变形，同时还应具有较好的抗渗透性和谁稳定性，降低谁的浸入及软化作用，保证路基长期处于稳定状态，而路基的稳定是路面稳定的一个保证。在我国，皖西地区的膨胀土易吸水膨化软化，失水收缩干裂，东北地区和青藏地区突击的冻胀与翻浆，软土路基排水等问题都土力学学科的研究和发展。随着我国高等级级公路和高铁的迅速发展，对路基路面提出了更高的要求，土力学也将发挥更重要的作用。
3.3土力学与桥梁工程
基础常常是建桥成败的关键，长期以来，在桥墩基础的结构动力设计和特性分析中，主要采取的是土力学近似方法。对于超静定的大跨度桥梁结构，基础的沉降、倾斜活水平位移是引起结构过大次生应力的重要因素；在软土地区高速公路建设中的“桥头跳车”是影响工程质量的技术难题，解决这一难题的技术关键在于图和处理好桥墩与高路堤之间沉降差，这涉及和高路堤的沉降计算与控制、填土的碾压质量控制以及阮籍的加固处理等问题。
4.总结
以太沙基为代表的经典土力学经过近百年的发展，已经取得了巨大的进步，其应
用范围也在不断扩大。随着经济、技术和相关学科的快速发展，土质学与土力学也不断被赋予更多的内容，土力学也将向更加宽广的领域发展。
参考文献
1.《土质学与土力学》，李艳春主编，中国建材工业出版社，2005 5.《土力学》，龚文惠主编，华中科技大学出版社，2007
6.《土力学地基基础》，熊晓云、郭生元、窦丽然主编，2007