黄文熙
摘要: 岩土工程学报终于和读者见面了,这是我国岩土工程学界值得高兴的事情。出版岩土工程学报的目的,就是为了充分发扬学术民主,开展学术交流,促进岩土工程这门科学技术的发展,从而使我国尽快改变目前的落后面貌,赶上国际先进水平。 建国初期或五十年代,我国在江淮平原修建了许多主体水利工程,例如,一系列水库,水闸等,这些工程不仅推动了我国经济建设飞速前进,而且也为我国岩土工程学的发展创造了有利条件。在这些工程中,我国科研人员和工程技术人员成功的运用了一些先进的施工方法和施工技术,同时也使岩土工程方面的试验研究工作取得了一定的进展。
岩土工程学报终于和读者见面了,这是我国岩土工程学界值得高兴的事情。出版岩土工程学报的目的,就是为了充分发扬学术民主,开展学术交流,促进岩土工程这门科学技术的发展,从而使我国尽快改变目前的落后面貌,赶上国际先进水平。
建国初期或五十年代,我国在江淮平原修建了许多主体水利工程,例如,一系列水库、水闸等,这些工程不仅推动了我国经济建设飞速前进,而且也为我国岩土工程学的发展创造了有利条件。在这些工程中,我国科研人员和工程技术人员成功的运用了一些先进的施工方法和施工技术,同时也使岩土工程方面的试验研究工作取得了一定的进展。
例如在软土地基加固处理方面,砂井预压、砂垫层、振捣、电化加固、混凝土板桩墙的就地浇筑,以及利用补偿基础原理在河道的裁弯取直段建造水闸的施工技术都已积累了比较成熟的经验。全国建立了许多土工试验室。另外在基本研究方面,如砂土液化、粘土流变以及其它一些项目的研究也进入了当时的国际先进行列。
随着水电建设的发展,特别是在长江三峡工程的推动下,我国岩石力学试验研究工作也得到了相应的发展。如坝基软弱夹层性质的研究及相应的处理方法、有关地下建筑物喷锚支护的岩石力学间题、考虑软弱结构面的模型试验研究、加固坝基的灌浆技术(高压灌浆化学灌浆等)、预应力岩锚等都取得可喜的成果。岩体基本力学特性的研究也有了很大的进展。
这些成就说明:建国以来,在党的领导下,我国岩土工程学的发展正在缩短与国际水平的差距,而我国广大岩土工程科研工作者也确曾为我国社会主义建设作出了一定贡献。
但是我们不能不看到我们所取得的成就是不够的,或者说是很不够的,究其原因当然有主观和客观因素。客观上来说,我国生产力和科学技术的发展还是处在较低的水平,这就使我们主观认识能力存在着一定的局限性,主观努力也有不足。特别应该提出的是十年之间林彪“四人帮“推行极左路线的后果给国家和民族所带来的巨大灾难,国民经济走到了崩溃的边缘,使科学技术事业也遭到了严重的破坏。科技队伍整垮了,科学研究中断了,试验设备和机构砸烂了。这一切不但使我们和国际水平之间原来已经缩短了的差距又重新拉大了,而且要弥补这种损失,任务也是很艰巨的。我们承认我们要取得的“赶超“成就不会是一跳而就的,形势要求我们必须做非常艰苦的努力,我们也正在做这样的努力。
为了实现“赶超“这一宏伟目标,我想抛砖引玉就岩土工程学这门科学技术的发展,提出下列一些意见供讨论参考。
一、试验室内、现场原位测试技术和仪器设备的研究。例如,为了适应两三百米高的土石坝的兴建,及适应对粗颗粒材料特性的研究,应积极研制高压三轴仪(围压达50-100kg/cm2)和大型三轴仪(试样直径达100cm; 高度达200cm, 围压达25~50kg/cm2)。为了探讨中主应力,主应力轴转向等对土的应力~应变~强度~时间关系(即本构关系)的影响,应研制真三轴仪,平面应变压缩仪、扭剪仪、多面直剪仪等。为测定土的动力特性指标,应研制各种动力试验设备。为探讨结构不被破坏情况下土的力学特性,应研制各种新型现场原位测试设备(如旁压仪等),并应力求改进原状土取样设备。要开展岩体内地应力、岩体变形特性、岩体强度特性以及相应的测试仪器和测试技术的研究。此外应重视测试仪器的自动化。为了实现这些目标,建议国内应建立研制各种岩土工程测试设备的专业工厂。
二、基本理论的研究。如前所述,过去基本理论的研究虽有一定的成就,但基础仍然很薄,并没形成完整体系,加之“四人帮“的严重破坏,所以我们的队伍所面临的仍然是一些急待攻克的课题,例如:
(1) 岩土的粘弹塑性应力~应变~强度~时间关系;
(2) 岩体与非饱和土的孔隙压力增长与消散机理;
(3) 岩体、土体与结构物的相互作用;
(4) 岩土动力学;
(5) 的概率论与数理统计在岩土工程学中的应用;
(6) 各种岩土工程设计与分析中需用的电子计算机计算程序的编制等等。
这些问题的研究,有的处在初期探索阶段,有的甚致还是空白。
不过我们在研究和解决这些问题的时候应该有一个正确的思想方法。例如我们在选择岩土的本构方程时,应该懂得,最有实用价值的本构方程应是那些能解决手头具体工程问题的最简单的方程。至于它对解决其它复杂问题是否具有普遍性,似乎不必过多考虑。诚然,考虑因素愈多,则本构方程愈带普遍性,但是它也会带来结构分析计算上的巨大困难,随之而来的是巨大的费用。非但如此,理论和实践的对比表明,复杂的本构方程反而会影响到计算结果本身的可靠性。因此;针对任何一个具体问题,总是应该在计算工作量与计算结果的现实意义两者之间取得相互协调的基础上来选择相应的本构方程。
我认为,对本构方程的研究越来越深入的同时,仍然不能忽视已有的种种简便的计算方
法的研究。
常用软土地基与土坡的fi=0法就是一例。只要抗剪强度指标选择适当,它仍然不失为一
种解决工程问题行之有效的简便方法。
地基沉降计算也反映了类似的情况。三维或平面应变的弹塑性分析当然比常规的一维计算前进了儿大步。但是这方面所面临的困难是软土和砂的原体变形指标难于测定。因此繁复的弹塑性分析在这类场合也可能就失去了它的实际意义了。例如对千砂土地基,经验证明,用现场原位测试方法,如标准贯入试验或圆锥触探试验估算地基沉降量,比根据室内用“原状“土样所取得的试验指标算出的沉降量要可靠得多。对特别松软的粘土地基,因为试样扰动对单向固结试验结果影响比较小,因此用常规的固结试验和单向分层综合法估算的地基沉降量有时反而比应用三轴试验成果和考虑三维条件所得的计算值更符合实际。
阐述这些观点并不是企图对从事本构关系等基本研究的工作者们泼冷水,恰恰相反,我们认为只有深入钻研,才能深刻认识理论和实践的辩证关系,也只有理解这一点,才能使我们从原地跨出一大步。
三、模型试验与原型观测。一切基本研究成果必需通过模型试验(包括相似模型、离心机模型)和原型观测来验证。应该特别重视各项工程在施工期与运用期的观测资料的搜集与分析。这些资料正是修正设计施工的依据。
四、施工技术。目前各国的施工技术正向大型、重型和强力的方向发展。因为这样的机具才是进行大面积大体积工程施工的主要武器。我们对这些施工技术和机具应有计划的引进和加强研制。值得提出的是这几年对软土地基用振冲法加固已取得了可喜的成果。但还必需加强对基椿、强穷、深层搅拌、旋喷、予压、化学加固、冰冻、灌浆、喷描、控制爆破等施工技术的研究,并尽决提高它们的机械化水平。
总的来说,岩上工程学犹如医学,还不能把它称之为一门严谨的科学,它本身具有强烈的实践性。我们必须根据我们所掌握的全部理论知识和实践经验,去分析每一项工程实例,才能使我们得到一个完整的概念,才能找到一个合理的解决问题的方案。
我国岩土工程学工作者们肩负着赶超世界水平的重任,瞻望未来我们感到任重而道远。但是我们充满必胜的信心,因为我们是“大禹治水“的故乡,我们的祖先对岩土并不生疏。今天我们有老一辈同志的社会主义责任感和事业心,有新一代的蓬勃朝气和革命热情,有伟大祖国光明前途的鼓舞,有党的正确路线的指引,我们的目的一定能够达到。
只要我们坚持百家争鸣的方针,这一刊物就一定能得到全国岩土工程界的关心和支持,我们的事业也将更加繁荣和兴旺。我们的全部工作也必将有益于祖国和世界,有益于实现四个现代化的伟大事业。