新土力学：太沙基《土力学》成果的深入研究与发展

太沙基《土力学》发表以来，国内外在土力学研究中有很多深入的新进展，取得了众多杰出的成果，例如《理论土力学》的发展。沈珠江2000年的《理论土力学》[43]专著是Terzaghi 1943年的《理论土力学》[201]的重大发展。蒋彭年先生评价它“是太沙基理论土力学问世后的50多年，特别是近20年来土力学理论研究的重大成果”“对推动理论土力学的发展，对促进现代土力学学科体系的形成和对指导岩土工程实践都将作出贡献”。其他例子包括《岩土塑性力学原理》、《土塑性力学》、《岩土塑性力学》、《高等土力学》、《流变土力学》、《计算土力学》、《损伤土力学》、《岩土破损力学》、《散粒体力学》、《临界状态土力学》、《土动力学》、《不饱和土力学》、《黄土力学》、《海洋土力学》、《实验土力学》等许多杰出的新成果和著作。此外，还有各种专门研究边坡稳定、地基承载力、土压力理论、滑坡动力学、基坑、基础、路基等的成果和著作，如陈祖煜的《土质边坡稳定分析—原理，方法，程序》[202]等。至于全国各地的建筑、道路、地铁、水利工程、地下工程等方面的研究成果，更是不计其数。现在中国是世界的工地，在无数美观的建筑下面，都有“看不到”的土。对于中高层建筑，大约1/3的投资是在地下，有大量这方面的研究和成果。以上这些研究，在理论和实践上都为国家的建设作出了巨大的贡献。《岩土塑性力学原理》、《高等土力学》、《计算土力学》等都是新的土力学，是土力学新的发展，是对土力学的杰出贡献，可称之为新土力学或高等新土力学。

我们这里讲的新土力学的内容是土力学的基本部分。它与传统土力学或太沙基土力学、单剪土力学相对应，是考虑中间主应力的土力学、基础新土力学、普通新土力学。它的材料参数和取得参数的试验方法以及很多分析问题的方法与太沙基土力学是相同的。它只是在太沙基土力学的基础上加了两个字，是加了两个字的新土力学或新土力学基础，简称新土力学。

新土力学克服了上述的一些太沙基土力学长期没有解决的根本性问题，具有很多新的特点和优势，并且新土力学还将传统的单剪土力学作为一个特例包含其中。太沙基土力学的各种结果都可以从新土力学的有关内容中简化得出。因此，新土力学也可以作为大学本科学生和研究生的教学用书。新土力学的理论不仅包含了传统土力学，而且可以产生一系列新的结果，它将比传统土力学有更丰富的内容。但它并不难懂，它只是在太沙基土力学中增加了σ2和b两个字，而增加这两个字的研究工作经历了四十多年。

1961年，俞茂宏提出金属材料的双剪强度理论。1985年，俞茂宏提出岩土材料的广义双剪强度理论，它比莫尔-库仑强度理论增加了一个σ2；1991年，俞茂宏提出统一强度理论，比双剪强度理论增加了一个b，比莫尔-库仑强度理论增加了σ2和b。多年来，新土力学的理论只增加了σ2和b两个字，研究效率不高，但它为土力学的土体强度理论部分提供了一个新的理论基础。它的公式与莫尔-库仑强度理论一样很简单，并且是线性的；特别是它的材料参数和获得参数的实验仪器和方法都与莫尔-库仑强度理论一样，可以在土体结构强度理论中得到方便的应用。(www.xing528.com)

新土力学中关于土体结构的一些公式是近十年来发展起来的。1994年，俞茂宏等[167]以广义双剪强度理论为基础提出了平面应变双剪滑移线场。1997年，俞茂宏等[168]又将其扩展为平面应变统一滑移线理论，并推导出统一黏聚力公式和统一摩擦角公式，它们可以很好地说明平面应变问题的中间主应力对结构强度的增强作用。1996年，严宗达[169-170]提出平面应力双剪特征线场；1998年，俞茂宏和张永强[171]将其推广为平面应力统一特征线场理论；2001年，俞茂宏和李建春[172]提出空间轴对称统一特征线场理论。1996年，蒋明镜和沈珠江[173-174]得出柱形孔扩张问题的统一解；2002—2006年，范文、沈珠江等、谢群丹等、应捷等、陈秋南等、高江平等得出了不同形式的基于统一强度理论的土压力公式[175-181]；2002—2003年，周小平、王建华、张永兴等[182-183]得出条形地基承载力公式的双剪解和统一解；2003—2005年，高江平等、王祥秋等、陈秋南等、李杭州等、汪鹏程等[184-201]得出条形地基、地下洞室、土压力理论、边坡稳定性等问题的统一解。他们有的采用条分法，有的采用滑楔理论，有的采用能量法，有的采用特征线法，都得出了一系列新的结果。

2006年，土力学中关于土体结构的三个组成部分，即条形基础地基、土压力理论以及边坡稳定性都有了包含中间主应力的新的统一解。汪鹏程和朱向荣[90]、刘杰和赵明华[188]、李杭州等[187]以及徐栓强和俞茂宏[190]都得出了复合地基等其他土力学问题的新解。这些工作在土力学基础内容之外，又有了新的扩展。

至此，构成土力学基础的两大部分，即土体材料强度理论和土体结构强度理论都有了新的结果，新土力学形成的条件已经成熟。太沙基土力学中的土体材料强度理论和土体结构强度理论分别是新土力学的土体材料强度理论和土体结构强度理论的一个特例。因此，新土力学与太沙基土力学是可以类比的。下面我们以地基承载力公式为例来说明它们之间的关系。