Question

土的力学性质为什么非常复杂

Answer 1

问：土的力学性质为什么非常复杂

答：对于人类，土是最古老的材料一。“水来土湮”，古代人类在与洪水的斗争之中，土是他们最原始的武器。同时，在土层深厚的大河名川中下游两岸，也是人类发源、繁衍和生息的乐园，目前也还是政治、经济和文化发达的地区。在这些广裹深厚的土层上，人类耕耘营造、生生不息，取得了关于土的丰富的知识和经验。但土力学发展成为一门独立的学科却是 1 9 2 5 年卡尔·太沙基发表了他的“土力学”一书以后的事。因而在庞大的力学家族中，土力学还是一个较年轻的成员。这种情况是与土本身的力学性质的复杂性有关的。我们知道，理论力学将对象理想化为刚体；材料力学将对象理想化为线弹的固体；连续介质力学将对象理想化为均匀的连续介质。这种理想化的连续介质，对土体来说，仍嫌粗糙。土由不连续的固体颗粒、液体和气体三相组成。 固体颗粒的矿物成分、粗细、形状、级配、密度及构造，土粒间孔隙中水与气体的比例及形态都对土的力学性质有很大的影响。土与其他力学学科所研究的对象不同之处还在于它是地质历史的产物。它们历尽苍桑,经历过漫长的风化、搬迁、沉积和地壳运动等过程，形成其独特的性质。原状土一般是不均匀的、各向异性的，有一定的胶结性或特定的结构性。因而重复性极少，严格地讲，世界上没有性质完全相同的两种原状土。同样，在室内试验研究中的重塑土也由于存制样、固结方式和程序等差别，很难达到完全一致。而在室内试验中研究原状土、取样扰动或代表性问题,就成了研究工作的严重障碍性。

答：因此，土的力学性质比其他材料复杂得多,而且影响因素也更多。比如土的应力应变关系是明显的非线性、弹塑性、具有剪胀(缩)性、应变硬化(或软化)、流变性等等，且与应力状态、应力历史和应力路线有关，一般呈各向异性，有明显的卸载一再加载回滞圈，存在着各种因素的藕和关系。因而，在目前已有的数以百计的本构模型中，尚无一个模型能反映上述的所有性质和影响因素。