弱電統(tǒng)一理論“V－A”理論

1958年，費(fèi)曼和蓋爾曼與馬爾薩克和蘇達(dá)珊兩組理論家?guī)缀跬瑫r(shí)提出了“V－A”理論，修改費(fèi)米理論。

按照V－A理論，中子與質(zhì)子或中微子與電子不僅形成了矢量流(V)，而且還形成了一種軸矢量流(A)。流－流耦合還是對的，只不過流是矢量流與軸矢量流的組合。V和A在空間反射變換下符號的變化剛好相反，所以“V—A”理論中的拉格朗日函數(shù)包括的兩項(xiàng)在空間反射變換下符號的變化相反，變換后的拉格朗日函數(shù)與變換以前不再相同，不變性不再存在。

V—A理論盡管有許多成功之處，但它沒有改變四個(gè)粒子點(diǎn)作用的基本形式，因而費(fèi)米理論的一些嚴(yán)重的困難問題仍然沒有得到解決。其中包括不可重整化和在高能下破壞幾率守恒。理論家們繼續(xù)探索克服這些困難的可能性。有的人建議弱作用中的這兩個(gè)流不是直接接觸，而是通過交換重的帶電粒子發(fā)生作用。這些帶電粒子自旋和光子一樣，都是1，稱為中間矢量玻色子，記為W 和W-。還有的人認(rèn)為弱作用和電磁作用既然這么象，它們應(yīng)該有更深刻的聯(lián)系。

最早給出弱作用與電磁作用統(tǒng)一形式的是施溫格。他在1957年建議光子和弱作用中間玻色子W 和W-是一個(gè)家族的三個(gè)成員，以非常直接的方式把弱作用與電磁作用統(tǒng)一了起來。但是W非常重，光子沒有質(zhì)量，它們怎么能看成一個(gè)多重態(tài)的成員，對此他不能給出令人滿意的解釋。V－A理論發(fā)表后，施溫格讓他的學(xué)生格拉肖繼續(xù)這項(xiàng)工作。格拉肖對規(guī)范不變性和重整化極為欣賞。他在規(guī)范理論的基礎(chǔ)上重新思考這個(gè)問題。1959年，格拉肖覺得自己已經(jīng)建立了一個(gè)弱作用與電磁作用的統(tǒng)一理論，于是十分得意地把自己的想法告訴了當(dāng)時(shí)正在做同樣研究工作的薩拉姆(A．Salam)。誰知，令他十分沮喪的是，薩拉姆很快就發(fā)現(xiàn)了他的幾處嚴(yán)重的數(shù)學(xué)錯(cuò)誤。1961年他終于發(fā)表了一個(gè)模型，成為后來居主導(dǎo)地位的理論。也完成了完全類似的模型。

此外，在他們給出的模型中，粒子的質(zhì)量問題沒有能自然地解決，都是人為加上去的。這樣做與規(guī)范不變性矛盾，因而成為這個(gè)模型的一大障礙。要克服這一障礙，看來需要有某種突破性進(jìn)展，使得人們既能給規(guī)范粒子以質(zhì)量，又能不破壞規(guī)范不變性。

1961年，芝加哥大學(xué)南部(Y．Nambu)的工作朝這個(gè)方向邁進(jìn)了一步。

南部既是場論專家，又是一位超導(dǎo)理論專家。他熟悉高能物理與固體物理兩大領(lǐng)域。他的研究工作側(cè)重于量子場論在粒子物理和多體問題中的應(yīng)用，很善于把一些概念從一個(gè)領(lǐng)域“翻譯”到另一個(gè)領(lǐng)域。1961年，他和一位博士后焦納－拉西尼奧(G．Jona-Lasinio)一起，把在超導(dǎo)理論研究中起了重要作用的“對稱性自發(fā)破缺”的概念引入到了粒子物理中。

正如我們在前面指出的，在粒子物理的各種對稱性中，有些只是近似成立。如同位旋對稱性只對強(qiáng)相互作用成立，電磁相互作用和弱相互作用使它發(fā)生破壞。這類近似的對稱性稱為明顯破缺的對稱性。南部的貢獻(xiàn)在于，他根據(jù)與固體物理中的一些現(xiàn)象的類比，指出在粒子物理中還可能有另一種對稱性。它不是明顯破缺的，其拉格朗日函數(shù)有著準(zhǔn)確的對稱性。但是由于系統(tǒng)的基態(tài)或真空態(tài)不具有這種對稱性，使拉格朗日函數(shù)具有的對稱性表現(xiàn)不出來。人們稱為對稱性被自發(fā)破缺了。薩拉姆舉過一個(gè)很有趣的例子。假定人們已經(jīng)在圓形餐桌前入座，準(zhǔn)備進(jìn)餐。每人面前有一個(gè)盤子，兩個(gè)盤子之間有一塊餐巾。于是每個(gè)人的面前有兩塊餐巾，一塊在左，一塊在右，但誰也不能肯定哪塊餐巾屬于自己。這就是說餐巾的擺放表現(xiàn)出左右對稱性。這時(shí)，突然有一個(gè)人拿起了他右邊的餐巾，大家也就隨著他拿起了自己右邊的餐巾。結(jié)果，左右的對稱性被破缺了。

我們再來設(shè)想生活在一塊大鐵磁體的內(nèi)部，其中有無數(shù)個(gè)小磁針。當(dāng)溫度很高，又沒有任何外加磁場時(shí)，這些小磁針的取向完全雜亂無章，整個(gè)磁體有著繞空間任何方向的轉(zhuǎn)動不變性，我們感受不到有任何特殊的方向性。但是，一旦溫度降低到所謂的居里溫度以下時(shí)，磁體內(nèi)部的這些小磁針會自發(fā)地沿某一方向排列起來，出現(xiàn)了整塊磁體的自發(fā)磁化。結(jié)果使繞任意軸的轉(zhuǎn)動對稱性遭到了破缺，只剩下了繞磁化方向的轉(zhuǎn)動不變性。在磁體內(nèi)部的我們，憑著指南針可以覺察出空間出現(xiàn)了一個(gè)特殊的磁化方向。實(shí)際上描寫磁體的拉格朗日函數(shù)并沒有改變，它仍然具有繞任意軸的轉(zhuǎn)動不變性，只是由于這時(shí)的最低能量態(tài)或基態(tài)變成了自發(fā)磁化態(tài)，它不具有繞任意軸的轉(zhuǎn)動不變性。結(jié)果，對稱性明顯地降低了。人們把這種原因造成的對稱性破缺稱為對稱性的自發(fā)破缺。由于原來的對稱性被遮蓋了，故也有人稱之為潛藏的對稱性。

南部的文章發(fā)表以后，很多理論家認(rèn)為，自發(fā)破缺對稱性很可能是解決規(guī)范粒子質(zhì)量問題的關(guān)鍵。但是，就在人們開始進(jìn)行嘗試時(shí)，劍橋大學(xué)的戈德斯通 (J．Goldstone)發(fā)表的一篇文章使這一工作遇到了意想不到的困難。在這篇文章中他給出了一個(gè)定理，人們稱之為戈德斯通定理。它說：一個(gè)連續(xù)的對稱性如果發(fā)生了自發(fā)破缺，則一定伴隨出現(xiàn)一些零質(zhì)量的粒子。人們稱這些粒子為戈德斯通粒子。它們是自旋為零的玻色子。這些粒子所以不受歡迎是因?yàn)樵谧匀唤缰腥藗儼l(fā)現(xiàn)的零質(zhì)量玻色子只有光子。我們不需要再多的零質(zhì)量粒子。

為了解決規(guī)范粒子的質(zhì)量問題，理論家們發(fā)現(xiàn)，既需要對稱性的自發(fā)破缺，又必須消除零質(zhì)量的戈德斯通玻色子，這一難題吸引了很多人的興趣。美國的超導(dǎo)理論家安德森向粒子物理的同行們提過一個(gè)建議，他認(rèn)為應(yīng)當(dāng)存在一種方法使這些無質(zhì)量粒子不出現(xiàn)。因?yàn)樵诔瑢?dǎo)理論中，對稱性的自發(fā)破缺沒有帶來任何無質(zhì)量的粒子。找到了這一問題的一個(gè)相當(dāng)吸引人的解決辦法的，是一位英國理論物理學(xué)家希格斯(P．W．Higgs)。

在1964年和1966年，希格斯在南部和戈德斯通的工作基礎(chǔ)上，以一種最簡單的場論模型為例，建議了一種所謂的希格斯機(jī)制。他討論的是滿足定域 U(1)規(guī)范不變性的一個(gè)復(fù)標(biāo)量場與電磁場的相互作用。人們很早就認(rèn)識到，由于光子的質(zhì)量為零，所以它只有兩個(gè)與其動量方向垂直的橫極化方向。而一般的有質(zhì)量的矢量粒子應(yīng)該有三個(gè)極化方向，其中兩個(gè)是橫極化，一個(gè)是沿運(yùn)動方向的縱極化。此外，在通常的情況下，復(fù)標(biāo)量場的兩個(gè)實(shí)分量，都具有非零的質(zhì)量，場的真空態(tài)也是具有定域的U(1)規(guī)范不變性的。但希格斯驚奇地發(fā)現(xiàn)，當(dāng)理論中的參數(shù)取一種特殊選擇使真空態(tài)的U(1)規(guī)范不變性遭到破壞的同時(shí)，光子不再是零質(zhì)量，它的縱極化分量出現(xiàn)了。而標(biāo)量場只剩了一個(gè)有質(zhì)量的分量，另一分量不見了。原來，由于對稱性發(fā)生了自發(fā)破缺，標(biāo)量場的一個(gè)分量轉(zhuǎn)化為一個(gè)零質(zhì)量的戈德斯通玻色子，它被光子“吃”掉了，變成了光子的縱分量，這就是希格斯機(jī)制。標(biāo)量場剩下的有質(zhì)量粒子被稱為希格斯粒子。

溫伯格的文章解決了弱電統(tǒng)一理論中規(guī)范粒子的質(zhì)量難題，但從1967年這篇文章發(fā)表到七十年代初，極少有人對它感興趣。原因之一是，人們認(rèn)為它只是希格斯機(jī)制與拉格肖的弱電統(tǒng)一模型的一種結(jié)合，并沒有對于一直困擾人們的這個(gè)理論是否可以重整化給出任何討論。原因之二是溫伯格的模型只涉及到輕子的弱相互作用。這方面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)非常少。把這個(gè)模型簡單的擴(kuò)充，使其可以處理強(qiáng)子并不困難，但得到的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)相矛盾。這樣一來，這個(gè)模型似乎沒有什么應(yīng)用可言。薩拉姆幾乎與溫伯格同時(shí)完成了完全類似的工作，他也未能解決重整化以及中性流問題。

弱電統(tǒng)一規(guī)范理論的可重整性是由荷蘭烏德勒支大學(xué)維特曼(M．Veltman)教授的博士生特·霍夫特(G．’tHooft)于1971年給出證明的。維特曼從1968年起就研究規(guī)范理論的重整化問題。他發(fā)現(xiàn)：當(dāng)令矢量粒子的質(zhì)量等于零時(shí)，他從有質(zhì)量規(guī)范理論導(dǎo)出的結(jié)果，不能回到已經(jīng)確立的無質(zhì)量理論。他想不出為什么會有這種怪現(xiàn)象。維特曼仔細(xì)地核對了自己的計(jì)算，并更新了方法重新進(jìn)行推導(dǎo)，最后他終于證明了人們通常的看法是對的，即一個(gè)靠手放進(jìn)去規(guī)范粒子的質(zhì)量的楊－米爾斯理論是不可重整的。而且有質(zhì)量的矢量介子有三個(gè)極化自由度，無質(zhì)量的只有兩個(gè)極化自由度。多余的這個(gè)自由度引起了奇怪的現(xiàn)象.

就在這時(shí)，特·霍夫特成了他的研究生。他給特·霍夫特建議了幾個(gè)選題，特·霍夫特都不感興趣。特·霍夫特想要一個(gè)特別困難的、富有挑戰(zhàn)性的題目。維特曼同他談到了自己正在做的規(guī)范理論重整化的問題，但他覺得這個(gè)題目對特·霍夫特不合適。一個(gè)原因是特·霍夫特將會在一個(gè)沒有人感興趣的領(lǐng)域上工作。另一個(gè)理由是這問題太難，維特曼自己也還不會做。特·霍夫特聽了這些介紹非常感興趣，認(rèn)為這正是自己要找的挑戰(zhàn)性的工作。由于特·霍夫特有過關(guān)于對稱性自發(fā)破缺方面的一些研究經(jīng)驗(yàn)，他把標(biāo)量多重態(tài)引入了楊－米爾斯理論，實(shí)際上重新發(fā)明了希格斯機(jī)制。他很快就證明了，通過對稱性自發(fā)破缺使矢量玻色子獲得質(zhì)量的楊－米爾斯規(guī)范理論是可以重整的。維特曼聽了他的結(jié)果之后，最初有些懷疑。剛好，維特曼設(shè)計(jì)了一套程序，可以用計(jì)算機(jī)進(jìn)行復(fù)雜的解析運(yùn)算。他驗(yàn)算了特·霍夫特的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)它完全正確，這使維特曼極為驚訝。他一直想要的一個(gè)物理上現(xiàn)實(shí)的、有質(zhì)量矢量玻色子的可重整化的理論終于找到了。

他安排了特·霍夫特于1971年夏天在阿姆斯特丹的一次高能物理會上給出了一個(gè)報(bào)告，但與會代表并沒有完全相信這一結(jié)果。這是因?yàn)?，特·霍夫特采用的所謂“路經(jīng)積分”方法，人們認(rèn)為數(shù)學(xué)上存在一些含混之處。此外，特·霍夫特是一個(gè)不知名的研究生，似乎不是能夠解決困擾了許多主要的場論專家近二十年的難題的人。1972年美籍韓國理論物理學(xué)家本杰明·李(B．W．Lee)以人們更熟悉的數(shù)學(xué)工具重新證明了這個(gè)結(jié)果。李一直從事規(guī)范場理論的研究，完成過一些很有影響的工作。他的權(quán)威性使人們相信了特·霍夫特的結(jié)論：規(guī)范玻色子通過希格斯機(jī)制獲得質(zhì)量的規(guī)范理論是可以重整化的，因此是一個(gè)物理的現(xiàn)實(shí)的理論。

在這以后，溫伯格和薩拉姆的文章重新引起了人們極大的興趣。溫伯格的文章在1967到1970年之間只有一次被引用。而到1973年，一年被引用的次數(shù)高達(dá)162次。人們除了計(jì)算更高階微擾修正外，許多還嘗試構(gòu)造替代模型。一般的做法是：選擇更大的統(tǒng)一群，更復(fù)雜的對稱性破缺方案以及不同的多重態(tài)的安排。怎樣來判斷一個(gè)模型優(yōu)于另一個(gè)模型呢？溫伯格在1974年的一篇評論文章中提出了兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：一個(gè)是自然，另一個(gè)是現(xiàn)實(shí)。所謂的自然是指理論中包含的參量不是手放進(jìn)去的，而是可以計(jì)算的。所謂的現(xiàn)實(shí)，是指理論的預(yù)言能得到實(shí)驗(yàn)的支持。溫伯格在文章中指出：“我們需要一個(gè)理論既是自然的又是現(xiàn)實(shí)的。迄今，這一點(diǎn)遠(yuǎn)沒有做到?！?

電弱統(tǒng)一模型的一個(gè)新奇之處是預(yù)言存在中性流。例如電子和中微子散射過程，在普通的弱相互作用V-A理論中只有由W 傳遞的帶電流過程。而按照電弱統(tǒng)一模型，還應(yīng)該同時(shí)存在，由Z0傳遞的中性流相互作用過程。在這個(gè)過程中，入射粒子和出射粒子的電荷沒有發(fā)生任何變化。這兩個(gè)圖對散射過程的貢獻(xiàn)是近似相同的。還有一類反應(yīng)過程，只能由Z0傳遞，它們在V-A理論中是不存在的。例如，vμe→vμe的彈性散射。如果實(shí)驗(yàn)上能找到這種類型的事例，無疑是對中性流存在給出最可靠的證據(jù)。1973年在西歐中心(CERN)的實(shí)驗(yàn)家們分析了兩年中拍攝的一百四十萬張?jiān)剖艺掌K于發(fā)現(xiàn)了三個(gè)這樣的事例，從而證明了純輕子的弱相互作用中性流的存在。這使得電弱統(tǒng)一模型得到了充分的肯定，并促成了1979年溫伯格、薩拉姆和格拉肖三位理論物理學(xué)家共享了諾貝爾物理獎。

當(dāng)時(shí)在他們建立的模型中一些重要的角色特別是傳遞弱相互作用的媒介，W 、W-和Z0三個(gè)規(guī)范粒子，還沒有發(fā)現(xiàn)。理論家們相信它們一定存在，而且預(yù)言W粒子的質(zhì)量大約為80GeV，Z粒子約為90GeV。它們比質(zhì)子重將近100倍。尋找這樣重的粒子成為實(shí)驗(yàn)家面臨的一個(gè)重大的難題。

實(shí)驗(yàn)家們深知，電子－正電子對撞機(jī)是尋找新粒子的最好的工具?？上У氖牵?0年代末，已建成的e e-對撞機(jī)中最大能量的是歐洲的PETRA，它能達(dá)到的最高能量只有38GeV，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于所需要的能量。當(dāng)時(shí)運(yùn)行的質(zhì)子加速器，最大的有兩臺，一臺是在美國費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室，最高能量是500GeV，另一個(gè)是西歐中心(CERN)的SPS，其最高能量為450GeV。表面上看，這兩個(gè)能量值都比所預(yù)言的W和Z的質(zhì)量高得多，似乎是可用的，但其實(shí)不然。原因是這兩臺機(jī)器都是把質(zhì)子加速去轟擊固定的靶中的質(zhì)子。一方面，高速運(yùn)動的質(zhì)子束流與固定的靶質(zhì)子碰撞時(shí)，很大的一部分能量要轉(zhuǎn)化成靶質(zhì)子的功能；另一方面，質(zhì)子與質(zhì)子碰撞產(chǎn)生新粒子靠的是質(zhì)子中的組分夸克之間的相互作用，它們僅能分得質(zhì)子總能量的一部分、所以有效的能量其實(shí)是很小的。費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室的質(zhì)子加速器的有效的能量最高只有32GeV，而SPS不超過30GeV，因此都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于所需要的能量。

西歐中心(CERN)當(dāng)時(shí)正在設(shè)計(jì)能量為100GeV的電子正電子對撞機(jī)LEP，它無疑是最理想的。但它要到八十年代末才能建成，CERN的實(shí)驗(yàn)家魯比亞不甘心等待。這是一場激烈的競賽，拖延時(shí)間意味著會有更多的人能搶先得到發(fā)現(xiàn)這些重要粒子的榮譽(yù)。

1976年，魯比亞(C．Rubbia)等開始探索一條捷徑。到1981年他們成功地把超級質(zhì)子加速器SPS改造成了270GeV×270GeV 的一臺質(zhì)子與反質(zhì)子的對撞機(jī)。其后實(shí)驗(yàn)家們又經(jīng)過一年多的努力，使亮度提高了一百多倍。1982年底，UA1組得到了140000個(gè)碰撞事例，經(jīng)過計(jì)算機(jī)篩選，終于找到了5個(gè)事例可以確認(rèn)為W粒子的產(chǎn)生。能量為81±5GeV，與理論預(yù)言完全一致。W粒子終于被他們找到了。不久，UA2組也找到了四個(gè)事例，質(zhì)量與UA1組的結(jié)果完全一致。1983年1月25日，他們正式發(fā)布了關(guān)于發(fā)現(xiàn)W粒子的消息。同年的5月份，6個(gè)Z0粒子產(chǎn)生的事例也被魯比亞發(fā)現(xiàn)。 6月份，找到Z0粒子的消息正式公布于眾。它們的質(zhì)量也完全符合理論預(yù)言。由于這兩項(xiàng)重要的發(fā)現(xiàn)，魯比亞于1984年得到了諾貝爾物理獎。2100433B

圖書簡介：

本書論述的鋼管混凝土結(jié)構(gòu)新理論，由國際鋼結(jié)構(gòu)著名學(xué)者鐘善桐教授在近40余年的研究基礎(chǔ)上總結(jié)而成．書中闡述的內(nèi)容為具有國際領(lǐng)先地位的成果，反映了我國學(xué)者在鋼管混凝土結(jié)構(gòu)領(lǐng)域保持國際領(lǐng)先水準(zhǔn)的理論探索和工程實(shí)踐．

“統(tǒng)一理論”是運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，由鋼材和混凝土的本構(gòu)關(guān)系，用數(shù)值分析法導(dǎo)出鋼管混凝土基本構(gòu)件典型應(yīng)力應(yīng)變?nèi)^程的關(guān)系曲線，并得到統(tǒng)一設(shè)計(jì)公式．“統(tǒng)一理論”的提出和確立，標(biāo)志著鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的研究進(jìn)入了一個(gè)嶄新的高度，并為其發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)．

本書可供大學(xué)土木工程專業(yè)本科和研究生作為教材使用，亦可作為土木工程技術(shù)人員和研究人員的參考書 ．

目錄

第1章前言

1.1鋼管混凝土構(gòu)件的特點(diǎn)

1.2鋼管混凝土結(jié)構(gòu)在我國的應(yīng)用和發(fā)展

1.3鋼管混凝土的理論研究概況

第2章鋼管混凝土統(tǒng)一理論與圓鋼管混凝土的工作性能

2.1鋼管混凝土統(tǒng)一理論

2.2圓鋼管混凝土軸心受壓時(shí)的工作性能

2.3圓鋼管混凝土軸心受壓時(shí)Nε(σ-ε)全過程分析

2.4圓鋼管混凝土軸心受拉時(shí)的工作性能

2.5圓鋼管混凝土受扭和受剪時(shí)的工作性能

2.6圓鋼管混凝土受彎時(shí)的工作性能

第3章鋼管混凝土構(gòu)件的強(qiáng)度

3.1圓鋼管混凝土構(gòu)件軸心受壓時(shí)的強(qiáng)度

3.2各種截面鋼管混凝土構(gòu)件軸心受壓時(shí)的強(qiáng)度和剛度

3.3各種截面鋼管混凝土構(gòu)件軸心受拉、受扭和受剪時(shí)的強(qiáng)度和剛度

3.4各種截面鋼管混凝土構(gòu)件受彎時(shí)的承載力和剛度

第4章鋼管混凝土構(gòu)件的穩(wěn)定和多種荷載作用下構(gòu)件的承載力

4.1圓鋼管混凝土軸壓構(gòu)件的穩(wěn)定

4.2各種截面鋼管混凝土軸壓構(gòu)件的穩(wěn)定

4.3格構(gòu)式圓鋼管混凝土軸壓構(gòu)件的穩(wěn)定

4.4各種截面鋼管混凝土壓彎構(gòu)件的承載力

4.5多種荷載作用下鋼管混凝土構(gòu)件的承載力

第5章空心鋼管混凝土構(gòu)件的強(qiáng)度與穩(wěn)定

5.1空心鋼管混凝土構(gòu)件軸心受力時(shí)的工作性能和承載力

5.2空心鋼管混凝土構(gòu)件軸心受壓時(shí)的穩(wěn)定承載力

5.3空心鋼管混凝土構(gòu)件受扭、受剪和受彎時(shí)的承載力

5.4多種荷載作用下空心鋼管混凝土構(gòu)件的承載力

第6章鋼管混凝土構(gòu)件其他性能的統(tǒng)一性、連續(xù)性和相關(guān)性

6.1圓鋼管混凝土構(gòu)件的抗震性能

6.2鋼管混凝土構(gòu)件的施工初應(yīng)力的影響

6.3鋼管混凝土構(gòu)件的抗火性能

后記

參考文獻(xiàn) 2100433B

基于十二面體單元主剪面應(yīng)力對和主剪面應(yīng)力對的作用這兩個(gè)概念提出巖土發(fā)生剪切破壞的新機(jī)理，基于該機(jī)理提出巖土的三剪統(tǒng)一強(qiáng)度理論并對其進(jìn)行微細(xì)觀及宏觀理論分析，完成所需的巖土在復(fù)雜應(yīng)力條件下的強(qiáng)度和變形試驗(yàn)，特別是巖土破壞特征方面的試驗(yàn)，進(jìn)一步完善對所提理論的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；研究以三剪統(tǒng)一強(qiáng)度理論為基礎(chǔ)的巖土彈塑性本構(gòu)關(guān)系及其在巖土工程有限元計(jì)算中的應(yīng)用方法；研究在實(shí)際巖土工程問題中如何依據(jù)工程巖土體的實(shí)際情況來確定強(qiáng)度準(zhǔn)則中所需巖土力學(xué)參數(shù)值的方法；針對采用有限元計(jì)算、巖土體為非均質(zhì)體的復(fù)雜巖土工程問題，提出一套系統(tǒng)的理論和方法用于解決巖土力學(xué)參數(shù)的空間變異性分析、巖土力學(xué)參數(shù)隨機(jī)場的離散、單元體力學(xué)參數(shù)的最優(yōu)估值、單元體網(wǎng)格的合理劃分等問題；根據(jù)所得理論研究成果，完成相應(yīng)的有限元計(jì)算編程，對一些著名的巖土工程數(shù)值計(jì)算軟件進(jìn)行相應(yīng)的二次開發(fā)。 2100433B