《冻土力学系列丛书:冻土破坏力学》从冻土的基本物理力学性质入手,分析了土体在冻结和外力作用下的力学行为过程。将冻土视为在机械荷载作用下发生破坏的介质,分析了不同种类机械与冻土的相互作用条件,研究了在机械振动荷载过程中冻土破坏的过程,并提出了相关的理论和试验研究体系。
《冻土力学系列丛书:冻土破坏力学》可作为我国寒区工程及相关工程机械制造方面的科研、设计人员及相关专业研究生、教师的参考书。
第ⅪⅣ届苏联共产党代表大会已经预见到在广阔分布着多年和季节性冻土的远东地区、西伯利亚、极北地区和俄罗斯联邦政府管辖范围内的非黑土地区,生产力将如雨后春笋般不断提高。而俄罗斯将近47%的领土上均发育着多年冻土。
根据中央组织化、机械化和技术援助建设科研实验设计研究院的资料,在1975年出于建设需要进行的冻土开挖土方量大约为10亿m3,而截至第十个“五年计划”末期这个数字应该能增加数倍,并占据每年生产活动所需土方总作业量的25%~30%。价值为100万卢布的建设安装工程平均能进行15万~200万m3的土方作业量,水利建设项目甚至能达到200万~250万m3。同时,冻土土方作业的成本大约是融土条件下的5倍以上。
在现有的破坏冻土的建筑作业方法中,最普遍的为利用专业机械的力学方法。
通过研究机械元件与土体间的相互作用过程并尝试加以改善,能令机械元件有效地进行冻土区土方作业,进而制作出新型的掘土机械。
冻土是缺陷强烈发育的、在结构和物理力学性质上呈现不均一性的复杂介质。其缺陷表现为存在于其中的微、巨裂隙,以及大量的错位断层和空隙、应力集中区域、杂质等。即使是一些相对均一的连续性介质(如金属和合金),在每平方厘米面积上切割的位错总长度也可达到10~1000km,或者以数量计可达到
‘10(8)~10(12)条。
在发生变形时,介质内的缺陷会促进裂缝的形成与增长,裂缝进一步发育会造成冻土结构状态的破坏,同时裂缝的扩展方式将决定其破坏特征是脆性还是伪脆性。
冻土破坏力学是基于对材料(无缺陷和存在内部缺陷的)中裂缝发育条件和其物理力学性质、应力作用之间联系的研究而建立的。所谓材料的破坏,实质上就是指将材料分为n(n≥2)个独立个体的新表面的发育过程。
在使用冻土作为地基材料时,应当令其裂缝的发育过程尽可能缓慢,使地基具有长期的承载力。因为裂缝的发育会为冻土的破坏提供条件,而外部作用施加的速度将决定冻土短期强度的特征。
由于在线性弹性力学破坏和流变破坏之间缺乏明确的界限,关于冻土破坏的理论描述距离完善尚有很长的路要走,其未来的发展趋势将是通过不断深入的实验和理论研究,建立起半经验的静力学理论。
本书将冻土视为在机械荷载作用下发生破坏的介质,给出了相关概念。
本书并不奢求能够给出全面详实的关于冻土破坏问题的论述,而且书中所涉及的许多问题都有待进一步讨论研究。
本书的撰写有赖于作者在该方向长久以来的研究工作。同时作者在此向A.N.泽列宁(莫斯科国立汽车和道路技术学院),M.I.嘉里别林(全苏土木工程函授学院),I.P.巴尔巴昌(中央组织化、机械化和技术援助建设科研实验设计研究院),S.H.瓦尔塔诺夫(全苏土方机械工程研究所),A.M.古林(乌拉尔国立技术学院),G.A.什罗逸朵(全苏建筑机械工程研究所),以及为本书的准备与出版提供了大量建议和帮助的莫斯科水利土壤改良研究所土质改良和建筑机械教研室的全体成员致以诚挚的谢意。
查看全部↓