《土力學原理十記》筆記完結篇

簡直感人，十記的筆記終於弄完了。談不上「知行合一」，但是我想寫出來如果算作「知行」的「行」的話，那「行」是為了更好的「知」。也即輸出倒逼輸入，將「知行合一」理解進了一步吧。

第九記：地基承載力記（「派系」林立的方法中看聯繫）。地基承載力本質是外力分量，相對於整體地基而言，將地基中一系列連續區域的抗剪強度發揮到極限狀態的外荷載值；抗剪強度則是土體的內力本質，由土的性質決定，是土體內部某一點的強度特性。

此記以較堅硬地基中易發生的整體剪切破壞為前提，將地基承載力的計算分為兩個大的派別：基於彈塑性理論的限制塑性區開展法（臨塑荷載為起點）和基於理想塑性理論的極限分析法（極限荷載為破壞依據）。中國採用的是第一種：基於彈塑性理論的限制塑性區開展法，這與國內有關地基中應力的確定方法多源於彈性理論分析密切相關。國際上採用第二種：基於理想塑性理論的極限分析法，即多把地基土中的滑動部分視為剛體，研究其滑動的極限條件。這兩種方法在力學模型、塑性開展區（限制塑性開展區一般特指土體由彈性階段過渡到塑性階段的屈服狀態）及極限滑移面（塑性力學中的滑移線理論）上有區別，但在求解承載力的過程中都依據了力的平衡原理及莫爾-庫倫準則（前者作為屈服準則，後者作為破壞準則）。

此記將普朗特的典型極限分析法（以普朗特楔體為脫離體）與太沙基承載力計演算法（以三角形楔體為脫離體）進行了詳細分析，帶我們領略了一遍土力學學科的理論聯繫實踐之美。經典的經驗公式是土力學的里程碑。而魏錫克法的創新性體現在對於地基承載力各種影響因素的修正（修正係數）。

有個案例，長江入海口的河口治理工程的導堤因地基失穩破壞了，施工完成時地基沒問題，但是在寒潮大風過後，地基土體為高靈敏度的新近沉積的淤泥土在波浪的動荷載作用下失穩了。後來用塑料排水板固結排水，提高了淤泥土的地基承載力，工程最終還是按計劃完成了。

第十記：邊坡記（尋找圓弧滑動條分法計算的命門）。此記詳細講解了求解邊坡穩定問題的核心問題：條分法。把邊坡像切蛋糕一樣切成條塊（即條分法）是為求解邊坡安全係數的需要（黏土滑動楔體設定滑動面為圓弧面）。並認定滑動面上各點的安全係數發揮程度是相同的。而安全係數是抗剪強度與滑動力的比值，一般計算時採用為抗剪（滑）力矩和滑動力矩之比。這時究竟怎麼取捨相關的平衡方程來求解滑動面上的各點法嚮應力，以及評估捨棄方程後必然存在的副作用程度，就是非常關鍵了。

此記中有個非常細緻與關鍵的細節，即飽和土體的水位線應該在坡頂處，將整個邊坡浸沒。因為根據前面第三記滲流記提到的固液同相接觸前提，水的作用是分別作用在土條四個面上的水壓力，則邊坡頂也有水壓力，這個在很多教材建模時也很容易忽略。頂部水壓力疊加合力對滑動面圓心的合力距則是作為滑動力矩的減小量放在分母上（因為並沒有類似抗剪強度那樣的安全儲備）。

此記詳細解釋了瑞典條分法（忽略了土條側面上的水平力）與畢肖普條分法（合理迴避了土條側面上的水平力），他們都大刀闊斧的解除了超靜定，關鍵不同在於求解抗滑力矩的法嚮應力的計算上。而畢肖普條分法更加精確。目前工程界常用的簡化畢肖普法公式，忽略了土條頂部水壓力部分形成的等效抗滑力矩增量，這樣計算出來的安全係數值明顯偏小。

安全係數的計算應該是在明理的基礎上循章的求解。土力學源於物理，其中很多問題的解法都不是基於數學上的巧合，而是循理而析的必然結果。學好土力學，首要是了解為什麼要這麼做。舉一反三，把那個「一」反覆琢磨研究，從基本原理出發再結合實際 「反三」。

筆記完成了，再用此書封面鎮一下樓，感謝河海大學沈揚老師的這本書，讓我受益匪淺！

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