土力学(第5版)
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1.4 土力学课程的特点及学习方法

土力学系技术基础课,和其他技术基础课相比,既有共同点,也有其特殊性。掌握课程特点,采用正确的学习方法是学好该课程的关键。

1.4.1 土力学课程特点

1.研究对象复杂多变

如前所述,土力学是以土与由其构成的土体为研究对象的。其一,土不同于一般固体材料,一般固体材料具有连续性和均匀性,它们的力学规律的数学关系式与实际比较符合,其理论结果与实际情况相近。土是由固体颗粒、土中水和气体组成的多相松散集合体,它的强度一般比土粒强度小得多。其成因类型和成层规律非常复杂,且难于了解清楚。其二,土和土体在外界条件,诸如温度、湿度、压力、水流、振动等环境因素影响下,其性质会有显著变化。其三,水工建筑物的规模大、地基基础多为隐蔽工程,当事故发生后,处理起来很困难。土和建筑物的上述特点构成土力学的研究对象具有复杂性和多变性。

2.研究内容广泛

土力学研究内容相当广泛。首先,它是一门技术基础课,它以多种课程为先修课程,如人们熟悉的数学、物理、化学、理论力学、材料力学、弹性力学、工程地质学、水力学等。它的后续课程是水利水电等相关专业的专业课,如水工建筑物、水利施工、港口工程和海洋工程建筑物等。

其次,土力学内容的广泛性还体现在土力学学科的多方应用上。如水利水电工程、农业水利工程、港口航道与海岸工程、海洋工程、土木建筑工程、道路桥梁工程、冶金工程、能源工程以及国防工程等,以上各行业的相关建筑物都需建在地基上,从事这些行业的设计和施工人员都需具备坚实的土力学基础知识。近年来,随着科学技术的发展,土力学的研究领域有了明显的扩大。土动力学、海洋土力学、环境土力学等将土力学的应用推向了一个新的阶段。

3.研究方法特殊

土力学是一门新型学科,自1925年形成独立学科至今还不到一百年的历史,理论上尚不成熟。因此,在解决问题时不得不借助固体力学和流体力学的理论。为了弥补这些不足,土力学中引入了很多假设、半经验公式指标和参数。实践表明,在应用有关理论解决工程问题时,一些指标和参数带来的误差远大于理论本身。这一问题只有随着生产和科学技术不断发展,才能逐步完善。

1.4.2 学习方法

根据土力学课程的特点,学习中要把握好理论、实践和基本功训练三大环节。通过学习,掌握本学科的基本理论、基本知识和基本技能。具体要求如下。

1.掌握土的特点和基本性质

紧紧抓住土的特点和基本性质,认真领会土力学课程所涉及的基本理论和基本知识。弄懂应用这些理论的假设和适用条件,切忌生搬硬套。

2.正确理解与应用土力学中的指标、参数和半经验公式

学习中要对这些指标、参数、公式有正确的理解,使这些数值建立于正确概念的基础之上。在计算中必须慎重对待有关指标和参数的取值,特别注意到这些数值取值不当对理论解答的影响往往大于理论本身的精确性。

为了克服由于指标、参数和经验公式多,容易引起混乱,学习中要做到自始至终明确从土的物理性质到力学性质,由力学性质到解决工程中地基变形、土体稳定问题的方法,以及当地基变形和土体稳定不能满足时所采取的处理措施的课程总体系,保持清楚的思路。

3.加强基本功训练,重视实践环节

基本功内容包括很多方面,如基础知识掌握、基本试验技能、基本计算手段等。在校学习期间,要重视教学试验,因为它是巩固所学的基础知识,增强动手能力,实现理论向实践过渡的重要环节;在学习过程中要注意联系实际。土力学是一门实践性很强的科学,理论落后于实践目前仍是岩土力学的普遍规律。所以,实践是掌握土力学知识、推动学科发展的关键。正如黄文熙院士在《寄语青年岩土力学工作者》题词中所指出的:“你们要一丝不苟地进行基本训练。应从每个试验数据、每种试验方法、每篇试验报告做起,不可能设想,没有严格的基本功训练,会创造出优秀的成果。”“你们切不可丝毫轻视实践,我多次说过,岩土工程远不能说是一门具有严密理论体系的学科,我积数十年研究之经验,深知欲推动岩土工程学发展,非强烈依赖于实践不可。”