岩石类材料强度理论的历史演变

发布时间：2017-10-18 12:08

  本文关键词：岩石类材料强度理论的历史演变

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【摘要】：建筑是历史的载体,而石头又是建筑的语言。工程建筑伴随着人类文明一起进步。在早期的时候,其主要是为人类提供遮风挡雨的地方,后来它开始超越了提供简单的居住需求,逐渐成为人类改造自然的手段和表现方式。对于工程建筑来讲,岩石类材料作为迄今为止应用最广泛、最重要的工程材料。从古代埃及宏伟的金字塔、古希腊罗马庄严而又神圣的神庙剧场到中国绵延万里的长城、宫殿建筑群,以及自工业革命以来,涌现出来的摩天大楼、巨型桥梁水坝等工程建筑,其到处都在发挥着基础作用。作为材料来讲,岩石类材料具有多方面的性能。其中,强度无疑是它的最重要性能。本文专门选取岩石类材料作为研究对象,考察其强度理论的演变历史。面对浩如烟海的史料,选择何种视角切入至关重要。本文关注的是岩石类材料强度理论范式如何从无到有的建立起来,理论内部如何演进发展。在第一章节,我们会看到,由于与生产实践的密切关系,岩石类材料的强度问题出现的很早。在整个前科学时期,工匠们依靠经验,是这一研究领域的主角。直到文艺复兴时期,伽利略等人开始使用实验和数学方法对这一问题进行了专门研究,将这一问题的研究引导上了正确轨道。由于受到时代的局限,伽利略等人的研究难以突破,但是他们的成功和不足都为后来的探索照亮了道路。第二章节探讨岩石类材料强度理论范式如何初步建立起来。正是在经典力学的光辉之下,与这一问题相关的基本假设(连续介质假设)、基本概念(应力、应变)、分析方法(分析力学)、数学工具(微积分)逐一发展起来,岩石类材料强度理论的形成就是水到渠成的事情。经典强度理论之下的诸多理论之间的竞争交替也是一段非常值得考察的历史。第三章节会讨论这一问题的理论范式的进一步发展。经典强度理论之下的诸多理论的不足,促使人们寻求一个更好的理论,统一强度理论应运而生。统一强度理论的出现,将这一领域的研究带上了新的高度,一定程度上结束了“百家争鸣”的局面。第四章节会关注这一领域的新的发展动向,探讨一下这些新的发展动向会否为岩石类材料强度研究带来理论范式更替。第五章节对这一主题的历史进行了一番总结。管中窥豹,以小见大,通过对岩石类材料强度理论历史的一番考察,我们对技术、科学与社会之间的复杂关系会有更深的体会。技术发展遵循自己独特的逻辑,其以实践的需要为第一动力,与科学未必在一致的节奏上,但实际上其发展又离不开科学进步的带动。
【关键词】：工程建筑 岩石类材料 强度理论 范式 统一强度理论
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU521
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 绪论9-13
• 一、选题依据9-12
• (一) 国外研究现状11
• (二) 国内研究现状11-12
• 三、可能的创新与不足12-13
• (一) 可能的创新点12
• (二) 存在的不足之处12-13
• 第一章 前科学时期：问题的起源13-24
• 第一节 工匠时代：早期的工程实践13-17
• 一、古代西方的工程实践14-15
• 二、古代中国的工程实践15-16
• 三、工匠的经验16-17
• 第二节 范式的曙光：文艺复兴时期学者与工匠的新方法17-22
• 一、达芬奇的新思想、新方法17-19
• 二、伽利略与实验方法19-21
• 三、形变的发现：胡克定律21-22
• 第三节 为什么伽利略等人的研究难以突破22-24
• 第二章 范式的初步形成：在经典力学的光辉下24-39
• 第一节 近代科学的光辉：为什么经典力学如此重要24-26
• 第二节 “百家争鸣”：岩石类材料强度理论范式如何初步建立起来26-37
• 一、最自然地突破口：最大应力的观点29-30
• 二、焦点的转移：从应力到应变30-31
• 三、力的分类：从主应力到剪应力31-33
• 四、它山之石,可以攻玉：能量、功的观念的引入33-34
• 五、工欲善其事,必先利其器：应力圆分析与莫尔强度理论34-37
• 第三节 为什么说岩石类材料强度研究“起了大早,赶了晚集”37-39
• 第三章 范式的进一步发展：一个统一的强度理论是否可能39-48
• 第一节 为什么说经典强度理论“百家争鸣,美中不足”39-41
• 第二节 一个统一的强度理论是否可能?41-48
• 一、早期的联合强度理论及其努力42
• 二、从单剪到双剪：统一强度理论为什么可行42-46
• 三、怎样评价统一强度理论46-48
• 第四章 新范式的曙光,抑或旧瓶新酒：怎样看待领域的最新发展48-51
• 第一节 新思想、新方法、新技术的影响和冲击48-49
• 第二节 是旧瓶装新酒,还是新范式的曙光?49-51
• 第五章 总结51-54
• 参考文献54-57
• 致谢57-58

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本文编号：1054835