偉大的岩土工程師(外國篇)

太沙基

太沙基

卡爾·太沙基——公認的土力學之父,1883年10月2日生於布拉格(當時屬奧地利),美籍奧地利土力學家。1904年和1912年先後獲得格拉茨(Graz)工業大學的學士和博士學位。1963年10月25日死於美國馬薩諸塞州的Winchester。

其早年從事土工問題合理分析方法的研究。研究成果於1925年發表在他著名的同時也使國際上第一本《土力學》專著中,該書標誌著土力學這一學科的誕生。

太沙基不僅促使了土力學的誕生,而且他終身為土力學研究事業奮鬥,對土力學的發展起到了巨大深刻的影響。就在他去世的兩天前,還在為他的專業論文而努力工作。太沙基在許多方面都對土力學做出了重要貢獻,特別是在有效應力原理、土的固結理論、基礎工程的設計與施工及圍堰分析和滑坡機制等方面做出了奠基工作。不過,太沙基最終要的貢獻還是他處理工程問題的方式,這是他一直懟岩土工程師所教導和闡釋的。

人物成就:

①國際土力學與地基基礎學會從第一屆(1936年)到第三屆(1957年)主席。

②發表了兩部經典專著《理論土力學》和《工程實用土力學》,直到現在還對岩土工程的理論和應用產生巨大的影響。

達西

Henry Darcy(1803-1858),達西於1803年6月10日出生在法國第戎(Dijon)。在他的少年時期正值國內政局動蕩,因此其學業也不很穩定。

1821年,18歲的達西進入巴黎工藝學校(Polytechnic School)學習,2年後入巴黎路橋學校(School of Bridges and Roads),該校屬法國帝國路橋工兵團,法國許多世界級的科學家,如皮托(Pitot)、聖文南(Saint-Venant)、科里奧利(Coriolis)、納維葉(Navier)等都出自該校,其中一些還在該校任教。

達西的一項傑出成就是第戎供水系統的建造。19世紀上半葉,大多數城市都沒有供水和排水系統,供水依靠馬車從城市附近的河流、井、泉取水運送。1839~1840年,達西設計和主持建造了第戎鎮的供水系統,它甚至比巴黎的供水系統早了20年。為了感謝達西對家鄉的貢獻,人們將該鎮的中心廣場以他的名字命名。達西拒絕了鎮上欲付給他的高額補償,他最終得到的好處是他本人及親屬可免費用水。

1855年達西利用常水頭試驗裝置,對均勻砂土進行了大量一維滲透試驗,得出了層流條件下,土中水滲透速度與水頭損失之間關係的滲流規律,創立了著名的達西定律。

人物成就:

①法國第戎供水系統的建造。

②創立了土的滲流定律。

庫倫

Charles-Augustin de Coulomb(1736 -1806)是法國力學家、物理學家。1736年6月生於昂古萊姆,1806年8月23日於巴黎逝世。曾就學於巴黎馬扎蘭學院和法蘭西學院,服過兵役。庫倫的一生非常輝煌,他在1774年當選為法國科學院院士。於1784年出任供水委員會監督官,後又擔任地圖委員會監督官。1802年,法皇拿破崙又任命他為教育委員會委員,1805年升任教育監督主任。

庫倫直接從事工程實踐,並善於從中歸納出理論規律。他對力學有多方面的貢獻。他最 早給出擋土牆豎直面所受土壓力的計算公式及砂土的強度公式,指出矩形截面梁彎曲時中性 軸的位置和內力分布。

其實,土力學的發展當以庫倫首開先河,當時的土力學正處於萌芽期,他在1773年發表了論文《極大極小準則在若干靜力學問題中的應用》,並根據試驗創立了著名的砂土抗剪強度理論,為今後的土體破壞理論奠定了基礎。

人物成就:

①1774年當選為法國科學院院士。

②開創土力學發展的先河。

莫爾

Christian Otto Mohr,於1835年生於德國北海岸的Wesselburen,16歲入Hannover技術學院學習。畢業後,在Hannover和Oldenburg的鐵路工作,作為結構工程師,曾設計了不少一流的鋼桁架結構和德國一些最著名的橋樑。他是19世紀歐洲最傑出的土木工程師之一。與此同時,Mohr也一直在進行力學和材料強度方面的理論研究工作。

1868年,32歲的Mohr應邀前往斯圖加特技術學院,擔任工程力學系的教授。他的講課簡明、清晰,深受學生歡迎。作為一個理論家和富有實踐經驗的土木工程師,他對自己所講的主題了如指掌,因此總能帶給學生很多新鮮和有趣的東西。1873年,Mohr到德累斯頓(Dresden)技術學院任教,直到1900年他65歲時。退休後,Mohr留在德累斯頓(繼續從事科學研究工作直至1918年去世。

Mohr出版過一本教科書並發表了大量的結構及強度材料理論方面的研究論文,其中相當一部分是關於用圖解法求解一些特定問題的。他提出了用應力圓表示一點應力的方法(所以應力圓也被成為Mohr圓),並將其擴展到三維問題。應用應力圓,他提出了第一強度理論。Mohr對結構理論也有重要的貢獻,如計算梁撓度的圖乘法、應用虛位移原理計算超靜定結構的位移等。莫爾繼庫倫的早期研究工作,提出土的剪切破壞理論,認為在破壞面上,法嚮應力σ於抗剪強度τf之間存在著函數關係,並提出土中一點的應力極限平衡條件,推導了莫爾-庫倫強度破壞準則。

人物成就:

①提出了莫爾應力圓。

②推導了土的抗剪強度破壞準則。

以上四位偉大的岩土工程師創立了土力學的四大基本理論:①有效應力原理(太沙基,1936);②達西定律(達西,1856);③單向固結理論(太沙基,1924年)④莫爾-庫倫強度理論(庫倫,1773;莫爾,1910)。他們奠定了土力學的基礎!

布辛奈斯克

Valentin Joseph Boussinesq(1842-1929)布辛奈斯克是法國著名的物理學家和數學家。於1842年3月13日生於法國Saint-Andre- de-Sangonis,1929年2月19日卒於巴黎。1876年獲得博士學位後,先後在多所學校擔任數學教師,之後擔任里爾理學院(Faculty of Sciences of Lille)的微積分教授、(Sorbonne)巴黎大學數學和物理系教授,1886年當選法國科學院院士。1886年至1918年退休前任巴黎科學院的力學教授。

Boussinesq一生對數學物理中的所有分支(除電磁學外)都有重要的貢獻。在流體力學方面,他主要研究渦流、波動、固體物對液體流動的阻力、粉狀介質的力學機理、流動液體的冷卻作用等方面。他在紊流方面的成就深得著名科學家Saint Venant的讚賞,而在彈性理論方面的研究成就受到了Love的稱讚。對數學,儘管他的初衷是用其解決實際問題,但仍舊作出了突出的貢獻。

1877年,Boussinesq提出了淺水長波近似,建立了著名的Boussinesq方程,此後得到了廣泛的應用和推廣。1885年,布辛奈斯克基於彈性力學理論推導了在半無限彈性體表面作用集中力F時,在彈性體內任意點M處所引起的應力解。從而開創了土力學地基中附加應力的基本解答。

人物成就:

①1886年當選法國科學院院士。

②1885年推導了地基中附加應力的基本解答。

Casagrande

Casagrande

Arthur Casagrande(1902 - 1981),1902 年 8 月 28 日 生於奧地利,並在奧地利接受教育。 1926 年移民到美國定居,先在公共道路局工作,之後作為 Terzaghi 最重要的助手在麻省理工學院從事土力學的基礎研究工作,曾在麻省理工學院和哈佛大學任教。

Arthur Casagrande對土力學有巨大的貢獻與影響,如土的分類、土坡的滲流、土的抗剪強度、砂土液化的流動結構和臨界孔隙比等。Casagrande教授還是一名活躍的諮詢顧問,參加過世界上許多重要的土木工程諮詢工作。他對土力學最重要的影響還是在哈佛大學的教學活動。1932 年, Casagrande 到哈佛大學從事土力學的研究工作,此後的 40 多年中,他發表了大量的研究成果,並培養了包括 Janbu 、 Soydemir 等著名人物在內的土力學人才,許多土力學的帶頭人都是他在哈佛大學的學生,並受到他的研究精神的影響。

人物成就:

①第五屆( 1961 ~ 1965 )國際土力學與基礎工程學會的主席 ,是美國土木工程師協會 Terzaghi 獎的首位獲獎者。

②美國土木工程師協會 Terzaghi 獎的首位獲獎者。

泰勒

Donald Wood Taylor(1900-1955),1900年出生於美國馬薩諸塞州的Worcester,1955年逝於馬薩諸塞州的Arlington。Taylor於1922年畢業於Worcester技術學院,在美國海岸與大地測量部和新英格蘭電力協會工作了9年,之後到麻省理工學院土木工程系任教,直到去世。

Taylor教授積极參加Boston土木工程師學會及美國土木工程師學會的工作,曾任Boston土木工程師學會的主席。自1948年~1953年,他一直擔任國際土力學與基礎工程學會的秘書。

Taylor教授在粘性土的固結問題、抗剪強度和砂土剪脹及土坡穩定分析等領域均有不少建樹。他的論文「土坡的穩定」獲得Boston土木工程師學會的最高獎勵——Desmond Fitzgerald獎。他編寫的教科書《土力學基本原理》多年來一直得到廣泛應用,是一部經典的土力學教材。

人物成就:

①Boston土木工程師學會的主席。

②Boston土木工程師學會的最高獎勵Desmond Fitzgerald獎獲得者。

Peck

Peck

Ralph Brazelton Peck(1912-2008),於1912年6月23日出生於加拿大Manitoba 的 Winnipeg, 6 歲時移居美國,並在 Rensselaer 工業大學和哈佛大學接受教育。1934 畢業於 Rensselaer 工學院土木工程專業, 1937 年 6 月獲土木工程博士學位。Peck 起初的志向是結構工程,後轉而研究岩土工程。1939年在哈佛,Peck博士開始作為太沙基的助手和代表參加了芝加哥地鐵的初期建設的諮詢與監測工作。Peck博士負責管理土力學試驗室和現場測試,在這一大規模的地鐵建設中,土力學發揮了重要作用。1948年,Peck教授與太沙基還共同出版了專著《 Soil Mechanics in Engineering Practice 》,並於1996年在他的主持下進行修訂,出了第3版。他的另一本書《基礎工程》(1974年第2版)直到現在還作為世界上許多大學教材參考書。

Peck 一生共計發表了 200 篇(本)論著,為土力學及基礎工程的發展作出了重要的貢獻。他將土力學應用在土工結構的設計、施工建造和評估中,並努力將研究成果表述為工程師容易接受的形式,他是世界上最受人尊敬的諮詢顧問之一。Peck教授在 Illinois 大學任教 30 多年,給學生們留下深刻印象。

Peck 曾在 1969~1973 年間擔任國際土力學與基礎工程學會主席,曾榮獲美國土木工程師協會頒發的 Norman 獎章( 1944年 )、 Wellington 獎( 1965 年)、 Karl Terzaghi 獎( 1969 年),並在 1975 年獲得由福特總統頒發的國家科學獎章。

人物成就:

①1969~1973 年間擔任國際土力學與基礎工程學會主席

②榮獲Norman 獎章( 1944年 )、 Wellington 獎( 1965 年)、 Karl Terzaghi 獎( 1969 年)、國家科學獎章(1975年)

郎肯

William John Macquorn Rankine(1820-1872),看到他的名字,你一定不會陌生!對,他就是朗肯土壓力理論的創始人:威廉·約翰·麥誇恩·朗肯。這位偉大的岩土工程專家於1820年7月5日生於英國的愛丁堡,1872年12月24日卒于格拉斯哥。

朗肯早年在J.B.麥克尼爾指導下成為工程師,1855年起擔任格拉斯哥大學土木工程和力學系主任。1853年當選為英國皇家學會會員。

朗肯在土力學問題上有多方面研究成果。例如擋土牆理論,特別是分析土對擋土牆的壓力和擋土牆的穩定性問題(19世紀50年代),早在土力學的萌芽期,他就於1857年根據土中一點的極限平衡提出了另一種土壓力理論。在1858年他出版了《應用力學手冊》,是工程師以及建築師經常引用的參考書,他寫的《土木工程手冊》多次再版。《科學論文雜集》(Miscellaneous Scientific Papers)中收集了他的154篇科技論文。

人物成就:

①1855年起擔任格拉斯哥大學土木工程和力學系主任。

②1853年當選為英國皇家學會會員。

斯開普頓

A.W.Skempton(1914-2001),斯開普頓於1914年生於英國的Northampton,並在Northampton School和倫敦帝國大學接受教育。他的學士學位(1935年)、碩士學位(1936年)及博士學位(1949年)也是在倫敦帝國大學獲得的。

A.W.Skempton興趣廣泛,對涉及土力學、岩石力學、工程地質學中所遇到的問題都頗感興趣。他對土木工程的歷史進行了深入的研究。Skempton教授對土力學的貢獻主要包括有效應力原理的基礎,黏土中孔隙水壓力和孔隙壓力係數A、B,地基變形分析方法,地基承載力和土坡穩定性分析等。Skempton教授在職業生涯中表現出能從複雜問題中確定其中重要關鍵部分的本領。由Skempton教授建立並領導的倫敦帝國大學土力學研究中心已成為世界上頂尖的土力學研究所之一。

此外,Skempton教授還是第四屆(1957-1961)國際土力學與基礎工程學會主席。

人物成就:

①建立並領導的倫敦帝國大學土力學研究中心

②第四屆(1957-1961)國際土力學與基礎工程學會主席。

Bjerrum

Laurits Bjerrum(1918-1973),他於1918 年8月6日生於丹麥。在丹麥技術大學接受本科教育,而在瑞士蘇黎世的聯邦技術學院接受研究生教育。

Laurits Bjerrum 在丹麥和瑞士工作一段時間後,於 1951 年到挪威並成為挪威岩土工程研究所(Norwegian Geotechnical Institute )的首任所長。在他的帶領下,NGI 成為國際著名的岩土工程研究所。Bjerrum 及其在 NGI 的同事發表了大量的學術論文,內容主要包括抗剪強度機理、靈敏土的特性研究和邊坡穩定性等。

Laurits Bjerrum 是第六屆(1965 年~ 1969年 )國際土力學與基礎工程學會的主席。

人物成就:

①挪威岩土工程研究所(Norwegian Geotechnical Institute )的首任所長。

②第六屆(1965 年~ 1969年 )國際土力學與基礎工程學會的主席。

Roscoe

Kenneth Harry Roscoe(1914-1970)於1914年12月出生於英國,他於1934年在劍橋大學的伊曼紐爾學院(Emmanuel College)接受大學本科教育。

二戰後,Roscoe返回劍橋大學讀研究生,畢業後留校從事土力學的研究,建立了土力學實驗室。他致力於土性及其力學原理的研究,這是當時劍橋學派研究的熱門課題。他於1958年所提交的論文《關於土體的屈服》奠定了臨界狀態土力學的基礎,被英國土力學學會授予成就獎。

他的研究成果主要包括:所設計的剪切儀成為以后土力學平面剪切儀的先驅;提出了確定土體臨界狀態時孔隙比的方法;1963年,提出的劍橋模型創建了臨界狀態土力學,劍橋模型的建立,開創了現代土力學之門,所以說他為現代土力學的誕生和發展作出了重要貢獻。此外,Roscoe教授在捷克、丹麥、法國、德國、希臘、墨西哥、荷蘭和挪威等地進行了廣泛的學術交流和演講,在他的領導下,劍橋大學關於土力學機理的研究成果得到國際岩土工程界的普遍認可。以Roscoe為奠基者的劍橋學派在現代土力學的發展歷史中佔有重要的地位。

人物成就:

①1958年獲得英國土力學學會成就獎。

②1963年提出著名的劍橋模型,創建了臨界狀態土力學,開創了現代土力學。

Sowers

George F Sowers(1921 - 1996),Sowers從事土木工程專業服務和教育50年,很少有人能像他那樣將岩土工程及工程地質的實踐與其研究及教育結合得如此完美。他被稱為工程師的工程師,同時又是一個國際知名的教育者。

Sowers於1942年獲得Case學院土木工程專業的學士學位,作為Terzaghi和Casagrande的學生,於1947年獲得哈佛大學的碩士學位。在以後50年的生涯中,Sowers一生共發表學術論文130餘篇,出版專著8本,所編寫的土力學及基礎工程教材被美國國內高校廣為採用。

他一直同時保持著兩個令人羨慕的職位:法律高級工程顧問和喬治亞工學院的教授。同時,還活躍於美國土木工程師協會、美國材料試驗協會、國際土力學與基礎工程學會、美國全國職業工程師協會、地震工程研究院、美國大壩委員會、美國地震協會等十多個學術團體,並曾擔任國際土力學與基礎工程學會的副主席。

由於貢獻突出,Sowers曾獲得美國土木工程師協會的Middlebrooks獎(1977,1994)、Terzaghi獎(1995)等多個獎項。

人物成就:

①曾任國際土力學與基礎工程學會的副主席。

②曾獲美國土木工程師協會的Middlebrooks獎(1977,1994)。

Leonards

Gerald A. Leonards(1921-1997),Leonards於1921年4月29日出生於加拿大魁北克(Quebec)的蒙特利爾(Montreal)後加入美國國籍,1997年2月1日逝世。

Leonards於1943年獲得McGill大學(蒙特利爾)土木工程學士學位,並分別於1948和1952獲普渡(Purdue)大學土木工程碩士學位及博士學位,其博士論文的題目是「壓實粘土的強度特徵(Strength Characteristics of Compacted Clays)」。

他於1944~1946年間在McGill大學任教,1946年後在普渡大學任教,並曾任該校土木工程學院的院長,他所開設的高等基礎工程和應用土力學課程深受學生歡迎,曾被學生評為最佳土木工程教師。所編寫的《基礎工程》一書1962年由McGraw-Hill出版後,迅速成為世界範圍的標準參考書。

Leonards的研究興趣十分廣泛,在壓實粘土的強度及壓縮性、軟土的強度和固結、土壩開裂、凍土行為、邊坡穩定、軟土上築堤、砂土液化、樁基礎、岩土工程事故調查方法學等方面都有開創性的研究工作。

1989年,Leonards當選為美國國家科學院院士。他還曾獲得包括美國土木工程師協會Terzaghi獎(1989年)在內的無數專業和技術協會的獎勵。

人物成就:

①1989年當選為美國國家科學院院士。

②曾獲美國土木工程師協會Terzaghi獎(1989年)。

維西可

Aleksandar Sedmak Vesic(1924-1982),維西可於1924年8月8日生於南斯拉夫,1950年畢業於貝爾格萊德大學土木工程專業,1956年獲該校博士學位。

20世紀50年代早期,他主要從事橋樑和大壩的設計工作。後來去比利時工作,以擴展在土力學及基礎工程方面的知識。1964年,Vesic成為Duke大學的教授,並組織和領導了該校在土力學方面的研究工作。並先後擔任該校土木工程系的主任和工程學院的院長。

Vesic的研究工作主要集中在淺基礎和深基礎的破壞,他論證了無粘性土地基的破壞方式不僅與其相對密度有關,還與基礎的相對埋深有關。他闡明了地基的整體剪切破壞、局部剪切破壞以及沖切破壞形式。Vesic對地下核爆炸引起地表沉陷這一問題十分感興趣,與其他科學家一起對這一問題進行了理論推導,並對土在高壓作用下的表現進行了小比例的試驗。他是在研究破壞時考慮土的壓縮性的第一人,並引入了相應的剛性係數指標。此外,他的論文還澄清了筏板基礎下基底反力的分布中的許多問題。

傑出的成就也為他帶來許多榮譽,他曾獲得美國土木工程師協會的Middlebrooks獎(1974)等獎項。

1982年5月3日,Vesic不幸英年早逝,這是岩土工程界的一個重大損失。

人物成就:

①曾任Duke大學土木工程系的主任和工程學院的院長。

②曾獲美國土木工程師協會的Middlebrooks獎(1974年)。


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