摘要：土力學(xué)在經(jīng)歷多個(gè)發(fā)展時(shí)期后，不僅深度方面獲得長(zhǎng)足發(fā)展，同時(shí)廣度也得到有效拓展。基于現(xiàn)代科技的發(fā)展，人們對(duì)土力學(xué)發(fā)展的重要性有了全新認(rèn)識(shí)，認(rèn)識(shí)到試驗(yàn)與實(shí)踐的重要性，是研究動(dòng)荷載聯(lián)系的關(guān)鍵所在。因此，土力學(xué)在工程發(fā)展中占據(jù)著重要地位，特別是在現(xiàn)代土木工程中發(fā)揮著極為重要的作用，決定著建筑整體壽命與使用安全性?；诖?，從土力學(xué)發(fā)展歷程入手，分析土力學(xué)現(xiàn)狀，探討土力學(xué)發(fā)展趨勢(shì)，力求助推土力學(xué)應(yīng)用水平邁上新高。

關(guān)鍵詞：土力學(xué)；發(fā)展現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢(shì)隨著現(xiàn)代化城市建設(shè)腳步不斷加快，土力學(xué)的應(yīng)用為土木工程發(fā)展帶來有力推動(dòng)，其重要作用不言而喻。土力學(xué)不僅是土木工程必需的基礎(chǔ)，其應(yīng)用能有效增強(qiáng)建筑所具有的抗震性能，它通過對(duì)土體地質(zhì)特點(diǎn)的研究，了解土體在工程活動(dòng)影響下可能產(chǎn)生的各種變形情況，保證高層建筑、高速公路與地下工程等現(xiàn)代工程建設(shè)可以走入快速與穩(wěn)步發(fā)展軌道［1］。可見，對(duì)土力學(xué)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)的研究是十分必要的，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1土力學(xué)發(fā)展歷程

1.1萌發(fā)期

法因在1773年通過試驗(yàn)，完成土壓力理論的創(chuàng)立，同時(shí)也創(chuàng)立了庫(kù)侖定律，使得土體破壞理論發(fā)展獲得足夠支持。英國(guó)于1857年也提出土壓力理論。法國(guó)在1885年，根據(jù)對(duì)豎向集中力作用的研究，獲得新的理論解釋。后續(xù)150年的研究一直是圍繞土體破壞問題，未能有新突破。

1.2古典土力學(xué)

Terzaghi在1923年提出土體一維固結(jié)理論，從此開始對(duì)土體變形進(jìn)行全面研究，而后根據(jù)有效應(yīng)力原理的提出與研究形成土力學(xué)，使其成為一個(gè)獨(dú)立的學(xué)科體系。

1.3現(xiàn)代土力學(xué)

Roscoe于1963年成功發(fā)表劍橋模型，從而首次從全新角度完成土的壓硬性數(shù)學(xué)模型構(gòu)建，成為現(xiàn)代土力學(xué)進(jìn)一步發(fā)展的新開端。在該時(shí)期，土力學(xué)研究獲得諸多新進(jìn)展，如非飽和土固結(jié)理論、土的細(xì)觀力學(xué)、非線性模型和彈塑性模型等。此后至20世紀(jì)50年代，工程技術(shù)發(fā)展腳步加快，使得土力學(xué)獨(dú)立性增強(qiáng)，同時(shí)其應(yīng)用范圍具有廣泛性。

2土力學(xué)現(xiàn)狀分析

2.1基礎(chǔ)理論持續(xù)完善

近幾年，土力學(xué)研究力度加大，基礎(chǔ)理論體系逐步完善化，特別是土體流變和土體力學(xué)的研究較為深入，同時(shí)也大力研究土體動(dòng)力學(xué)，使得相關(guān)基礎(chǔ)理論得到持續(xù)完善。在此前提下，土力學(xué)的作用凸顯出城市立體化、居住環(huán)境適宜化、工程功能化等建設(shè)特點(diǎn)。與此同時(shí)，在生存空間拓展的前提下，地下空間開發(fā)腳步加快，并逐漸向海洋范圍內(nèi)拓展，成功修建海底隧道、跨海大橋等，這些均是基于基礎(chǔ)理論不斷完善的例證，同時(shí)也是我國(guó)工程建設(shè)快速發(fā)展的結(jié)果。

2.2計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用

科技水平?jīng)Q定學(xué)科發(fā)展速度與質(zhì)量。20世紀(jì)60年代后，科技發(fā)展速度越來越快，計(jì)算機(jī)技術(shù)獲得進(jìn)一步發(fā)展，使得計(jì)算分析能力得到極大程度提升，也助推測(cè)試能力全面提高［2］。土力學(xué)依托計(jì)算技術(shù)獲得進(jìn)一步深入研究，同時(shí)室內(nèi)外測(cè)試技術(shù)隨之獲得相應(yīng)發(fā)展，例如現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)提升了土力學(xué)研究的細(xì)致性，借助計(jì)算機(jī)數(shù)值計(jì)算、模擬分析等功能，完成高質(zhì)量數(shù)據(jù)處理，保證土力學(xué)研究極具科學(xué)性與精準(zhǔn)性。在科技發(fā)展前提下，土力學(xué)新技術(shù)隨之出現(xiàn)，產(chǎn)生了更多新材料，特別是合成材料發(fā)展極為迅速，迎來土力學(xué)新的革命。

3土力學(xué)發(fā)展趨勢(shì)

3.1信息化施工方法

近幾年，現(xiàn)代建筑工程呈現(xiàn)出規(guī)模化、復(fù)雜化、大型化的發(fā)展趨勢(shì)。高層建筑與高速公路快速發(fā)展，地下空間利用率不斷提高，實(shí)現(xiàn)了生存空間的全面拓展。部分工程開始向海洋范圍進(jìn)軍，海底修建隧道對(duì)土力學(xué)發(fā)展提出新要求，同時(shí)碼頭、人工島、機(jī)場(chǎng)等工程數(shù)量增加，推動(dòng)了土力學(xué)迅速發(fā)展。在此前提下，土力學(xué)在各領(lǐng)域中的應(yīng)用需要關(guān)鍵數(shù)據(jù)支持，例如巖土工程施工過程中會(huì)產(chǎn)生各種信息與數(shù)據(jù)，要結(jié)合信息分析方式獲得精準(zhǔn)的分析結(jié)果，為各環(huán)節(jié)施工帶來指導(dǎo)。因此，信息化施工方法極具合理性與可行性，是土力學(xué)發(fā)展新方向。目前，現(xiàn)有原位測(cè)試方法只能滿足中小型工程建設(shè)需要，部分環(huán)節(jié)對(duì)土的結(jié)構(gòu)會(huì)造成破壞，同時(shí)鉆孔取土深度越來越深，要求土力學(xué)與信息化施工相結(jié)合。除此之外，原位試驗(yàn)與室內(nèi)試驗(yàn)方式差別較大，例如在無(wú)側(cè)向變形條件下，可以完成壓縮模量測(cè)量，還應(yīng)注意土自身所具有的初始應(yīng)力狀態(tài)可能會(huì)受到沉積條件影響，但這方面的研究還缺少深入性?，F(xiàn)階段，建筑規(guī)模基礎(chǔ)面積不斷增加，部分已超過10 000 m2，整體荷載為3 000 t，所以深層土力學(xué)指標(biāo)的明確尤為重要，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定方法應(yīng)不斷更新，應(yīng)更加重視該方面的研究。

3.2計(jì)算機(jī)分析研究

計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展成功將計(jì)算分析領(lǐng)域持續(xù)擴(kuò)大，通過計(jì)算機(jī)使得土坡穩(wěn)定分析、專家系統(tǒng)、數(shù)值計(jì)算方法、概率數(shù)值等多種方法開始與土力學(xué)工程融合，還有極限數(shù)值方法、AutoCAD技術(shù)也能應(yīng)用于土力學(xué)工程，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)也可滿足土力學(xué)工程分析需要?？梢?，土力學(xué)工程問題計(jì)算機(jī)分析研究成為新時(shí)期下的發(fā)展新趨勢(shì)。在土力學(xué)工程計(jì)算機(jī)分析過程中，還會(huì)進(jìn)行抗震分析。在持續(xù)發(fā)展下，土力學(xué)工程計(jì)算機(jī)數(shù)值分析不僅會(huì)使用到有限元法，同時(shí)也經(jīng)常使用到離散單元法、不連續(xù)變形分析等不同方法，還有拉格朗日元法、半解析元法和流形元法也合理應(yīng)用于土力學(xué)工程分析。目前，計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)能力快速增加，而且計(jì)算速度也不斷加快，數(shù)值模擬法可以探究諸多未知領(lǐng)域，同樣也是探究土力學(xué)的有力工具。在數(shù)值模擬法具體應(yīng)用過程中，該方法與土力學(xué)的結(jié)合存在爭(zhēng)議。（1）支持意識(shí)認(rèn)為：①數(shù)值分析法能夠?qū)?fù)雜數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分解，從而由機(jī)理入手對(duì)土所具有的工程性質(zhì)進(jìn)行科學(xué)預(yù)測(cè)；②改變傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)性的描述；③數(shù)值分析法在土力學(xué)問題中的應(yīng)用可以將簡(jiǎn)單問題做到快速處理，還可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜問題的處理。（2）反對(duì)意見認(rèn)為：①數(shù)值分析法的應(yīng)用難度大，工程師難以掌握，所以易給預(yù)測(cè)結(jié)果帶來影響，有可能與工程實(shí)際情況不相符合；②模型使用會(huì)用到各種類型的參數(shù)，但參數(shù)的獲得難度較大，一般的試驗(yàn)無(wú)法獲得所需參數(shù)；③本構(gòu)模型的使用具有一定的局限性，無(wú)法將土的實(shí)際情況全面反映，給預(yù)測(cè)結(jié)果帶來影響；④數(shù)值分析過于精確，有一定可能忽略隱藏特點(diǎn)的不確定性，從而使得工程事故無(wú)法預(yù)測(cè)而增加事故數(shù)量。為此，工程問題計(jì)算分析研究還應(yīng)進(jìn)一步開展，才能有突破性發(fā)展。在科技驅(qū)動(dòng)下，發(fā)展數(shù)值分析成為土力學(xué)新的研究方向，而該過程計(jì)算機(jī)的使用是必需的，還需融合數(shù)學(xué)知識(shí)，推動(dòng)土力學(xué)進(jìn)一步發(fā)展。

3.3結(jié)構(gòu)與地基作用

在房屋地基設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，上部結(jié)構(gòu)與地基共同作用所產(chǎn)生的問題成為土力學(xué)發(fā)展必須持續(xù)探討的重要課題，還應(yīng)包括基礎(chǔ)計(jì)算的探討。地基應(yīng)力分布也影響著上部結(jié)構(gòu)對(duì)沉降的敏感性。目前，地下空間開發(fā)項(xiàng)目數(shù)量增加，原有的箱形基礎(chǔ)已略顯落后，已由多層地下空間框筏結(jié)構(gòu)成功代替。在現(xiàn)階段，人們對(duì)建筑要求不斷提高，裙房與主樓連接位置已開始不設(shè)沉降縫。部分基礎(chǔ)寬度已增加至近百米，多個(gè)不同建筑物需要在一個(gè)大面積的厚筏上完成建造。目前，地基與建筑物之間產(chǎn)生的相互作用分析已取得一定成果，若想將分析成果應(yīng)用在工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，還需要繼續(xù)努力。由于部分工程是對(duì)地基進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計(jì)，未將其與建筑物同步設(shè)計(jì)，所以地基與建筑物共同作用的分析仍需進(jìn)一步開展，才能對(duì)工程真實(shí)性狀有全新認(rèn)識(shí)，實(shí)現(xiàn)工程設(shè)計(jì)整體水平的全面提升?，F(xiàn)階段，各類工程實(shí)用本構(gòu)模型的構(gòu)建尤為重要，該模型能夠?qū)ν琳鎸?shí)性狀進(jìn)行較好描述，找到土的應(yīng)力、時(shí)間與應(yīng)變等因素之間的關(guān)系，通過科學(xué)試驗(yàn)的方式獲得數(shù)學(xué)模型，同時(shí)將試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行大力推廣，使其成為一般情況的數(shù)學(xué)模型。所在土本構(gòu)模型構(gòu)建過程中，應(yīng)做好土體應(yīng)力、時(shí)間與應(yīng)變之間關(guān)系的建立，同時(shí)要注意各類工程材料的模型構(gòu)建，更要注意相互作用界面，將相互作用下的模擬問題有效解決，保證模擬合理，對(duì)宏觀力學(xué)現(xiàn)象的解釋有一定幫助。

3.4環(huán)境土力學(xué)工程

在巖土工程與環(huán)境科學(xué)深度融合前提下，環(huán)境土力學(xué)借助土力學(xué)工程觀點(diǎn)和先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用為環(huán)境保護(hù)帶來便捷，也依托土力學(xué)工程方法推動(dòng)環(huán)境治理水平提升。在各類建筑工程開展過程中，環(huán)境破壞問題日趨嚴(yán)重，特別是地下水的過量抽取已給地面帶來威脅，出現(xiàn)區(qū)域性地面沉降，同時(shí)采礦也有可能引發(fā)采空區(qū)坍塌事故等，可見，部分施工對(duì)周圍環(huán)境有直接影響。除此之外，工業(yè)垃圾和廢棄物排放中存在一些未經(jīng)科學(xué)處理的有毒有害物質(zhì)，隨意排放或者隨意堆砌，也會(huì)給環(huán)境帶來不同程度污染。

在洪水、滑坡、地震與地裂等自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)，環(huán)境會(huì)受到不同程度破壞，其中隱伏巖溶造成的地面塌陷危害極大。以上問題的解決給巖土工程研究人員提出新課題，應(yīng)從問題治理與預(yù)防等多個(gè)角度入手完成深入與細(xì)致的研究?，F(xiàn)階段，城市化建設(shè)進(jìn)程不斷加快，工業(yè)化發(fā)展速度迅猛，凸顯出環(huán)境巖土工程研究工作開展的重要性，必須保護(hù)好生態(tài)環(huán)境，將可持續(xù)綠色發(fā)展理念落到實(shí)處，從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度對(duì)環(huán)境土力學(xué)工程做到高度重視。在多位學(xué)者共同努力下，關(guān)于土的理論研究已較為深入，同時(shí)取得非常關(guān)鍵的成果，還應(yīng)帶著綠色理念與持續(xù)發(fā)展觀念繼續(xù)探索，從而涌現(xiàn)新理論與新方法，確保為土力學(xué)持續(xù)研究夯實(shí)足夠的理論基礎(chǔ)。在此前提下，土力學(xué)開始與多學(xué)科交叉融合，城市規(guī)劃、土地資源等諸多領(lǐng)域的發(fā)展離不開土力學(xué)幫助，環(huán)境保護(hù)也離不開土力學(xué)大力支持。隨著土力學(xué)與多學(xué)科更緊密地融合，為相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)一步發(fā)展帶來有力推動(dòng)。

3.5特殊性土質(zhì)處理

通過對(duì)各類工程特殊土性質(zhì)與利用處理的深入探索，已獲得具有一定價(jià)值的重要成果。在發(fā)展過程中，也出現(xiàn)一些新的難題，如沿海深厚高孔隙位置存在一些未能正常固結(jié)的淤泥，從而引發(fā)各種沉降問題等。這些問題的解決需要使用到土力學(xué)。又如在部分工程中，倉(cāng)庫(kù)地坪開裂，高速公路路基出現(xiàn)不均勻下沉等問題頻發(fā)，但現(xiàn)有研究與已成熟的技術(shù)處理手段對(duì)這類問題未能做到很好解決。為此，檢驗(yàn)手段更新與處理工藝水平提升尤為重要，應(yīng)通過土力學(xué)研究將這些問題得到有效解決，改變處理工藝落實(shí)的現(xiàn)狀。未來，智能化技術(shù)會(huì)與土力學(xué)研究巧妙融合，依托智能化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)獲得沉降問題分析與解決所需的關(guān)鍵性數(shù)據(jù)，同時(shí)還應(yīng)探索智能化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，保證土力學(xué)研究具有準(zhǔn)確性與全面性［3］。

4結(jié)語(yǔ)

在新發(fā)展環(huán)境下，土力學(xué)的應(yīng)用與研究為現(xiàn)代化城市進(jìn)程的加速夯實(shí)了牢固基礎(chǔ)，所發(fā)揮的作用也越來越重要。因此，土力學(xué)的發(fā)展與研究將走入深入并得到廣泛應(yīng)用，確保土力學(xué)價(jià)值的充分發(fā)揮，從而為社會(huì)穩(wěn)步與和諧發(fā)展帶來足夠的理論與技術(shù)支持，為人類發(fā)展作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

［1］楊光華.土力學(xué)發(fā)展的四個(gè)階段的思考［J］.巖土工程學(xué)報(bào)，2022，44（9）：17301732.

［2］陳強(qiáng).巖土工程實(shí)踐工作中土力學(xué)相關(guān)問題研究［J］.四川水泥，2021（3）：318319.

［3］郝亞勛.土力學(xué)理論及其基本問題在工程中的應(yīng)用［J］.江西建材，2019（10）：8283.