1.2 土力学发展简介

1.2.1 土力学发展史

土力学学科的发展可大致概括为四个阶段,即经验积累阶段、理论提高阶段、形成独立学科阶段和现代土力学阶段。

1.经验积累阶段

人类自远古以来就广泛利用土作为建筑物的地基和建筑材料。“水来土掩”是我国古代劳动人民用土防御洪水的写照。古代伟大的建筑（如我国的长城、大运河、灌溉渠道、桥梁、宫殿、庙宇）以及世界上著名建筑物的建造都积累了丰富的经验。但由于社会生产力和技术条件的限制，直至18世纪中叶，土力学的研究还停留在感性认识阶段。

2.理论提高阶段

18世纪产业革命后，随着大量建筑物的兴建和科技进步，促使人们对土作进一步的研究，开始对积累的经验做理论上的解释。

1776年，法国库仑（C.A.Coulomb）在试验的基础上提出了土的抗剪强度理论，指出，无黏性土的强度取决于粒间摩擦力，黏性土的强度由黏聚力和粒间摩擦力两部分组成。同时，还发表了著名的滑动楔体理论，假定挡土墙后的土体中出现一楔体，通过研究楔体上力的平衡而求主动土压力和被动土压力。

进入19世纪50年代，很多学者致力于土压力和渗流方面的研究。1856年,法国达西（H.Darcy）在研究砂土透水性的基础上，提出了著名的达西定律。同时期，斯笃克（G.G.Stokes）研究了固体颗粒在液体中的沉降规律问题。1857年，英国朗肯（W.J.M.Rankine）假定挡土墙后土体为均匀的半无限空间体，应用极限平衡的概念论来解土压力问题。这一土压力理论与库仑土压力理论并称古典土压力理论。在土体的应力分布与计算方面，1885年,法国布辛奈斯克（V.J.Boussinesq）研究了半无限空间体表面作用有集中力的情况，提出了土中应力的解析解，称为布辛奈斯克课题，它是各种竖直分布荷载下应力计算的基础。

以后，很多学者对土力学的专门课题进行了研究，如1916年，由瑞典彼得森（K.E.Petterson）首先提出，继而由美国泰勒（D.W.Taylor）和瑞典费伦纽斯（W.Fellenius）等进一步发展了的圆弧滑动法。该方法被广泛用于土坡稳定分析。

1920年，法国普朗特尔（L.Prandtl）提出了地基滑动面计算的数学公式，用于计算地基承载力。

3.形成独立学科阶段

1925年，美国太沙基（K.Terzaghi）著名的教科书Erdbaumechanik的出版，被公认为是近代土力学的开始。他在总结实践经验和大量试验的基础上提出了很多独特的见解，其中，著名的有效应力原理和固结理论，是对土力学学科的突出贡献。

20世纪50—60年代，基本上处于土力学理论和技术的完善和发展阶段。1955年,英国毕肖普（A.W.Bishop）发展了古典的圆弧滑动法，提出土坡稳定计算中考虑条间水平力的方法，并应用有效强度指标计算土坡稳定。20世纪50年代后期，挪威简布（N.Janbu）与加拿大摩根斯坦（N.R.Morgenstern）等人相继提出了考虑条间力，滑动面取任意形状的土坡稳定计算方法，在强度理论、强度计算等方面进一步发展了莫尔-库仑准则。

在土压力和承载力方面，俄国索科洛夫斯基（B.B.Coкoлoвcкий）将古典塑性理论引进了土力学，在散体极限平衡方面，有关地基、土坡和挡土墙的稳定分析方面，都获得了严格的数值解，并著有专著《散体静力学》。

4.现代土力学阶段

随着电子计算机的问世和应用，土力学进入了全新的发展阶段。新的非线性应力应变关系和应力应变模型（如邓肯-张模型、剑桥模型）的建立；土的微观结构的研究；加拿大费瑞德伦德（D.G.Fredlund）以及我国众多学者对于非饱和土的研究等，将土的基本性质、有效应力原理、固结理论、土的动力特性以及流变学的研究推向了新的阶段。从1936年开始，每4年一次的国际土力学与基础工程会议一直延续至今。各大洲区域性的土力学会议每2~4年召开一次。国际性的土工刊物《土工技术》（Geotechnique）已创刊多年。各种岩土工程的期刊、规范和规程相继颁布。这些会议的召开、期刊和规范标准的制定有力地推动了学科的交流和发展。

1.2.2 我国土力学学科发展现状

我国是具有悠久建筑历史的国家。随着历史的沿革，本学科的发展取得了长足的进展。尤其是新中国成立以后，土力学学科的发展突飞猛进。陈宗基关于土的微观结构的研究、黄文熙建立的土的硬化模型、南京水利科学研究院建立的土的本构关系模型等都是对岩土工程的贡献。几十年来，岩土工作者的研究和实践，既放眼于世界，又着眼于我国的实际，在土的基本性质、原位测试技术、基础托换、复合地基、地基处理等方面；无论是土力学的理论，还是岩土工程应用，都得到了长足的进展，积累了宝贵的经验。

近年来，大型水利工程（如葛洲坝工程、黄河小浪底工程、举世瞩目的三峡工程、南水北调工程以及长江上游拟建和正在修建的跨入世界先进行列的高约300m的土石坝工程）、蓬勃发展的港口航道工程、海洋工程以及工业与民用建筑工程的兴建，为本学科的发展和应用提供了广阔的基地；我国每4年召开一次土力学与基础工程学术会议；国家及各行业、各地区的岩土工程相关规程、规范（如土工试验规程、建筑地基检测规范、地基勘察规范、地基基础设计和地基处理规范等）的制定；各类土力学与基础工程教材和专著的出版；由中国水利学会、中国土木工程学会、中国力学学会、中国建筑学会、中国水力发电工程学会、中国振动工程学会主办的《岩土工程学报》等刊物的发刊，对于指导我国岩土工程的理论和实践发挥着重要作用。新的理论、新的施工工艺、新的测试技术和新的计算手段标志着岩土工程的发展进入了一个崭新的阶段。