《凍土力學(xué)系列叢書:凍土破壞力學(xué)》從凍土的基本物理力學(xué)性質(zhì)入手,分析了土體在凍結(jié)和外力作用下的力學(xué)行為過(guò)程。將凍土視為在機(jī)械荷載作用下發(fā)生破壞的介質(zhì),分析了不同種類機(jī)械與凍土的相互作用條件,研究了在機(jī)械振動(dòng)荷載過(guò)程中凍土破壞的過(guò)程,并提出了相關(guān)的理論和試驗(yàn)研究體系。
《凍土力學(xué)系列叢書:凍土破壞力學(xué)》可作為我國(guó)寒區(qū)工程及相關(guān)工程機(jī)械制造方面的科研、設(shè)計(jì)人員及相關(guān)專業(yè)研究生、教師的參考書。
第ⅪⅣ屆蘇聯(lián)共產(chǎn)黨代表大會(huì)已經(jīng)預(yù)見(jiàn)到在廣闊分布著多年和季節(jié)性凍土的遠(yuǎn)東地區(qū)、西伯利亞、極北地區(qū)和俄羅斯聯(lián)邦政府管轄范圍內(nèi)的非黑土地區(qū),生產(chǎn)力將如雨后春筍般不斷提高。而俄羅斯將近47%的領(lǐng)土上均發(fā)育著多年凍土。
根據(jù)中央組織化、機(jī)械化和技術(shù)援助建設(shè)科研實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)研究院的資料,在1975年出于建設(shè)需要進(jìn)行的凍土開(kāi)挖土方量大約為10億m3,而截至第十個(gè)“五年計(jì)劃”末期這個(gè)數(shù)字應(yīng)該能增加數(shù)倍,并占據(jù)每年生產(chǎn)活動(dòng)所需土方總作業(yè)量的25%~30%。價(jià)值為100萬(wàn)盧布的建設(shè)安裝工程平均能進(jìn)行15萬(wàn)~200萬(wàn)m3的土方作業(yè)量,水利建設(shè)項(xiàng)目甚至能達(dá)到200萬(wàn)~250萬(wàn)m3。同時(shí),凍土土方作業(yè)的成本大約是融土條件下的5倍以上。
在現(xiàn)有的破壞凍土的建筑作業(yè)方法中,最普遍的為利用專業(yè)機(jī)械的力學(xué)方法。
通過(guò)研究機(jī)械元件與土體間的相互作用過(guò)程并嘗試加以改善,能令機(jī)械元件有效地進(jìn)行凍土區(qū)土方作業(yè),進(jìn)而制作出新型的掘土機(jī)械。
凍土是缺陷強(qiáng)烈發(fā)育的、在結(jié)構(gòu)和物理力學(xué)性質(zhì)上呈現(xiàn)不均一性的復(fù)雜介質(zhì)。其缺陷表現(xiàn)為存在于其中的微、巨裂隙,以及大量的錯(cuò)位斷層和空隙、應(yīng)力集中區(qū)域、雜質(zhì)等。即使是一些相對(duì)均一的連續(xù)性介質(zhì)(如金屬和合金),在每平方厘米面積上切割的位錯(cuò)總長(zhǎng)度也可達(dá)到10~1000km,或者以數(shù)量計(jì)可達(dá)到
‘10(8)~10(12)條。
在發(fā)生變形時(shí),介質(zhì)內(nèi)的缺陷會(huì)促進(jìn)裂縫的形成與增長(zhǎng),裂縫進(jìn)一步發(fā)育會(huì)造成凍土結(jié)構(gòu)狀態(tài)的破壞,同時(shí)裂縫的擴(kuò)展方式將決定其破壞特征是脆性還是偽脆性。
凍土破壞力學(xué)是基于對(duì)材料(無(wú)缺陷和存在內(nèi)部缺陷的)中裂縫發(fā)育條件和其物理力學(xué)性質(zhì)、應(yīng)力作用之間聯(lián)系的研究而建立的。所謂材料的破壞,實(shí)質(zhì)上就是指將材料分為n(n≥2)個(gè)獨(dú)立個(gè)體的新表面的發(fā)育過(guò)程。
在使用凍土作為地基材料時(shí),應(yīng)當(dāng)令其裂縫的發(fā)育過(guò)程盡可能緩慢,使地基具有長(zhǎng)期的承載力。因?yàn)榱芽p的發(fā)育會(huì)為凍土的破壞提供條件,而外部作用施加的速度將決定凍土短期強(qiáng)度的特征。
由于在線性彈性力學(xué)破壞和流變破壞之間缺乏明確的界限,關(guān)于凍土破壞的理論描述距離完善尚有很長(zhǎng)的路要走,其未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)將是通過(guò)不斷深入的實(shí)驗(yàn)和理論研究,建立起半經(jīng)驗(yàn)的靜力學(xué)理論。
本書將凍土視為在機(jī)械荷載作用下發(fā)生破壞的介質(zhì),給出了相關(guān)概念。
本書并不奢求能夠給出全面詳實(shí)的關(guān)于凍土破壞問(wèn)題的論述,而且書中所涉及的許多問(wèn)題都有待進(jìn)一步討論研究。
本書的撰寫有賴于作者在該方向長(zhǎng)久以來(lái)的研究工作。同時(shí)作者在此向A.N.澤列寧(莫斯科國(guó)立汽車和道路技術(shù)學(xué)院),M.I.嘉里別林(全蘇土木工程函授學(xué)院),I.P.巴爾巴昌(中央組織化、機(jī)械化和技術(shù)援助建設(shè)科研實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)研究院),S.H.瓦爾塔諾夫(全蘇土方機(jī)械工程研究所),A.M.古林(烏拉爾國(guó)立技術(shù)學(xué)院),G.A.什羅逸朵(全蘇建筑機(jī)械工程研究所),以及為本書的準(zhǔn)備與出版提供了大量建議和幫助的莫斯科水利土壤改良研究所土質(zhì)改良和建筑機(jī)械教研室的全體成員致以誠(chéng)摯的謝意。
查看全部↓