评海南学者蒙理明探索新概念土力学

2014-04-15张淑云

建材世界 2014年1期

关键词：土力学非饱和建材

符昕，张淑云

（海口市建设工程质量安全监督站，海口 570206）

海南学者蒙理明2013，34（3）期起，在《建材世界》期刊共发表论文8篇，进行“非饱和土有效应力的大气张力通用公式与新概念土力学”项目的写作。该项目萌发于1999年，实践来源是审核基坑支护方案的工作，经历14年持续的努力。

论文中最具影响力的是，认为“经典有效应力原理”的观点有一部分是不成立的；另一部分可以用新概念来描述，使其更明确和实用。

1 新概念土力学项目最具影响力的看点

美籍奥地利土力学家、现代土力学的创始人太沙基1923年提出了饱和土中的有效应力原理。有效应力原理看起来简单，但它是土力学中极为重要的原理，灵活应用并不容易。90年来，土力学的许多重大进展都是与有效应力原理的推广和应用相联系的。

科学的进步在于敢于创新和实事求是。蒙理明在论文“非饱和土大气张力通用公式与地基压缩变形初探”中写到：经典有效应力原理的“土的压缩变形的变化只取决于有效应力的变化”的观点是不成立的。饱和砂类土在压缩变形的主要时间内，即土颗粒移动下落的过程，起作用的主要是水压力，而不是有效应力。自由水和孔隙气渗流时同样具有抗压能力，具有“等效压缩模量”，与总应力压缩模量曲线相似，主导了地基土的压缩变形。非饱和土有五相，并且是“复合”在一起的。五个具有不同抗压能力（有不同的压缩模量）的部分共同抵抗压力，所以，地基压缩变形应该用总应力计算。…有效应力的实质是自由水和孔隙气没有抗剪能力。在土体达到抗剪极限状态的时候，截面上一部分能够抗剪，一部分不能抗剪。强调“有效应力是土体中提供抗剪强度的点的集合所对应的应力”的新概念，能够迅速找到与抗剪强度相对应的应力。从而在涉及抗剪极限状态的计算中，准确地采用有效应力或总应力。

简言之，论文中认为“经典有效应力原理”的观点，不成立的部分是“土的压缩变形的变化只取决于有效应力的变化”，可以用新概念来描述的另一部分是有效应力，即“有效应力是土体中提供抗剪强度的点的集合所对应的应力”。

2 新概念土力学项目的要点

8篇论文按发表顺序见参考文献［1－8］，包括了抗剪强度、有效自重应力、地基承载力、地基压缩变形、朗肯土压力、土坡稳定等等土力学的许多基本内容。

2008年和2010年，蒙理明在与论文相关的著作《土体有效应力原理的通用公式与基坑支护及地基计算的实际水压力算法》中写到：“关于土体有效应力原理：应该用绝对压强来论述；应该重视花生米和糖葫芦的不同，科学地区别对待砂性土和粘性土，深入研究结合水、自由水和土中气。这两点结合，将会走向土力学的新里程！”

还写到：“在绝对压强下，再没有负孔隙水压力之说。毛细水柱在上升过程中始终作用着正的压力。其上升的原因是由于表面张力的存在，使下表面的压力＞上表面的压力加上毛细水柱的重力，总的合力向上。”

在该著作里，还引入了自由水孔隙比、自由水通道率、自由水孔隙系数等新的物理量，强调了广义水头包括一般水头、附加水头、渗流水头；还指出了浮重度概念的缺点。这些，都为这次写作奠定了很好的基础。

3 学者简介和项目支持

蒙理明（1955－），海南省海口市人，1982年毕业于武汉理工大学（原武汉建材学院）工民建7710班，海口市建设工程质量安全监督站教授级高工，海口城建建筑质量安全鉴定中心专家，海南省建设培训与执业资格注册中心授课专家，1995年由建设部聘为“建设部工程质量监督师”，2004年获“海南省首届十大专利发明人”称号。

教学方面，共制作大型讲座课件11个，含13个课程，主要讲授新规范、新技术，有《建设工程质量事故分析与处理》、《二级建造师临时执业资格通过人员培训》、《建筑边坡工程技术规范》、《既有建筑的维护和改造（含建筑抗震加固技术规程）》、《建筑工程资料管理规程》、《建筑施工组织设计规范》、《建筑地基基础施工质量验收规范（及本人土力学专著交流）》、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》、《建筑施工安全检查标准》、《高层建筑混凝土结构技术规程》、《土木工程施工新技术》。每期2～3天半，总共授课约8千人次。

海口城建建筑质量安全鉴定中心对“非饱和土有效应力的大气张力通用公式与新概念土力学”项目大力关心和支持，实践了《中华人民共和国科学技术进步法》关于“国家保障科学技术研究开发的自由，鼓励科学探索和技术创新，保护科学技术人员的合法权益。全社会都应当尊重劳动、尊重知识、尊重人才、尊重创造”的精神。

感谢《建材世界》对该项目的重视和帮助，使项目写作得到超预期的完成。

蒙理明的探索精神值得我们敬佩与学习，衷心地希望他探索的新概念土力学在未来能够得到有力地验证，能为科学的进步贡献一份力量。