1区域土性
我国地域辽阔、岩土类别多、分布广。以土为例,软粘土、黄土、膨胀土、盐渍土、红粘土、有机质土等都有较大范围的分布。如我国软粘土广泛分布在天津、连云港、上海、杭州、宁波、温州、福州、湛江、广州、深圳、南京、武汉、昆明等地。人们已经发现上海粘土、湛江粘土和昆明粘土的188金宝博平台性质存在较大差异。以往人们对岩土材料的共性、或者对某类土的共性比较重视,而对其个性深入系统的研究较少。对各类各地区域性土的188金宝博平台性质,开展深入系统研究是岩土188金宝博平台发展的方向。探明各地区域性土的分布也有许多工作要做。岩土188金宝博平台师们应该明确只有掌握了所在地区土的188金宝博平台特性才能更好地为经济建设服务。
2模型研究
本构模型研究
在经典土力学中沉降计算将土体视为弹性体,采用布西奈斯克公式求解附加应力,而稳定分析则将土体视为刚塑性体,采用极限平衡法分析。采用比较符合实际土体的应力-应变-强度(有时还包括时间)关系的本构模型可以将变形计算和稳定分析结合起来。自Roscoe与他的学生(1958~1963)创建剑桥模型至今,各国学者已发展了数百个本构模型,但得到188金宝博平台界普遍认可的极少,严格地说尚没有。岩体的应力-应变关系则更为复杂。看来,企图建立能反映各类岩土的、适用于各类岩土188金宝博平台的理想本构模型是困难的,或者说是不可能的。因为实际188金宝博平台土的应力-应变关系是很复杂的,具有非线性、弹性、塑性、粘性、剪胀性、各向异性等等,同时,应力路径、强度发挥度、以及岩土的状态、组成、结构、温度等均对其有影响。
开展岩土的本构模型研究可以从两个方向努力:一是努力建立用于解决实际188金宝博平台问题的实用模型;一是为了建立能进一步反映某些岩土体应力应变特性的理论模型。理论模型包括各类弹性模型、弹塑性模型、粘弹性模型、粘弹塑性模型、内时模型和损伤模型,以及结构性模型等。它们应能较好反映岩土的某种或几种变形特性,是建立188金宝博平台实用模型的基础。188金宝博平台实用模型应是为某地区岩土、某类岩土188金宝博平台问题建立的本构模型,它应能反映这种情况下岩土体的主要性状。用它进行188金宝博平台计算分析,可以获得188金宝博平台建设所需精度的满意的分析结果。例如建立适用于基坑188金宝博平台分析的上海粘土实用本构模型、适用于沉降分析的上海粘土实用本构模型,等等。笔者认为研究建立多种188金宝博平台实用模型可能是本构模型研究的方向。
在以往本构模型研究中不少学者只重视本构方程的建立,而不重视模型参数测定和选用研究,也不重视本构模型的验证工作。在以后的研究中特别要重视模型参数测定和选用,重视本构模型验证以及推广应用研究。只有这样,才能更好为188金宝博平台建设服务。
3相互作用
不同介质间相互作用
李广信(1998)认为岩土188金宝博平台不同介质间相互作用及共同作用分析研究可以分为三个层次:①岩土材料微观层次的相互作用;②土与复合土或土与加筋材料之间的相互作用;③地基与建(构)筑物之间相互作用〔2〕。
土体由固、液、气三相组成。其中固相是以颗粒形式的散体状态存在。固、液、气三相间相互作用对土的188金宝博平台性质有很大的影响。土体应力应变关系的复杂性从根本上讲都与土颗粒相互作用有关。从颗粒间的微观作用入手研究土的本构关系是非常有意义的。通过土中固、液、气相相互作用研究还将促进非饱和土力学理论的发展,有助于进一步了解各类非饱和土的188金宝博平台性质。
与土体相比,岩体的结构有其特殊性。岩体是由不同规模、不同形态、不同成因、不同方向和不同序次的结构面围限而成的结构体共同组成的综合体,岩体在188金宝博平台性质上具有不连续性。岩体188金宝博平台性质还具有各向异性和非均一性。结合岩体断裂力学和其它新理论、新方法的研究进展,开展影响188金宝博平台岩体稳定性的结构面几何学效应和力学效应研究也是非常有意义的。
当天然地基不能满足建(构)筑物对地基要求时,需要对天然地基进行处理形成人工地基。桩基础、复合地基和均质人工地基是常遇到的三种人工地基形式。研究桩体与土体、复合地基中增强体与土体之间的相互作用,对了解桩基础和复合地基的承载力和变形特性是非常有意义的。
地基与建(构)筑物相互作用与共同分析已引起人们重视并取得一些成果,但将共同作用分析普遍应用于188金宝博平台设计,其差距还很大。大部分的188金宝博平台设计中,地基与建筑物还是分开设计计算的。进一步开展地基与建(构)筑物共同作用分析有助于对真实188金宝博平台性状的深入认识,提高188金宝博平台设计水平。现代计算技术和计算机的发展为地基与建(构)筑物共同作用分析提供了良好的条件。目前迫切需要解决各类188金宝博平台材料以及相互作用界面的实用本构模型,特别是界面间相互作用的合理模拟。
4测试技术
岩土188金宝博平台测试技术不仅在岩土188金宝博平台建设实践中十分重要,而且在岩土188金宝博平台理论的形成和发展过程中也起着决定性的作用。理论分析、室内外测试和188金宝博平台实践是岩土188金宝博平台分析三个重要的方面。岩土188金宝博平台中的许多理论是建立在试验基础上的,如Terzaghi的有效应力原理是建立在压缩试验中孔隙水压力的测试基础上的,Darcy定律是建立在渗透试验基础上的,剑桥模型是建立在正常固结粘土和微超固结粘土压缩试验和等向三轴压缩试验基础上的。测试技术也是保证岩土188金宝博平台设计的合理性和保证施工质量的重要手段。
岩土188金宝博平台测试技术一般分为室内试验技术、原位试验技术和现场监测技术等几个方面。在原位测试方面,地基中的位移场、应力场测试,地下结构表面的土压力测试,地基土的强度特性及变形特性测试等方面将会成为研究的重点,随着总体测试技术的进步,这些传统的难点将会取得突破性进展。虚拟测试技术将会在岩土188金宝博平台测试技术中得到较广泛的应用。及时有效地利用其他学科科学技术的成果,将对推动岩土188金宝博平台领域的测试技术发展起到越来越重要的作用,如电子计算机技术、电子测量技术、光学测试技术、航测技术、电、磁场测试技术、声波测试技术、遥感测试技术等方面的新的进展都有可能在岩土188金宝博平台测试方面找到应用的结合点。测试结果的可靠性、可重复性方面将会得到很大的提高。由于整体科技水平的提高,测试模式的改进及测试仪器精度的改善,最终将导致岩土188金宝博平台方面测试结果在可信度方面的大大改进。