的物理學(xué)家霍金去世,對(duì)世界來說是一大損失。物理學(xué)涵蓋世界每一個(gè)角落。各行各業(yè)都離不開物理學(xué)。這里要說到的土工材料就屬于材料物理學(xué)。
材料物理是從物理學(xué)原理出發(fā)提供材料結(jié)構(gòu)、特性與性能的一門新興交叉學(xué)科,主要面向新能源與新信息等新功能材料探索。凝聚態(tài)物理學(xué)是研究凝聚態(tài)物質(zhì)的物理性質(zhì)與微觀結(jié)構(gòu)以及它們之間的關(guān)系,即通過研究構(gòu)成凝聚態(tài)物質(zhì)的電子、離子、原子及分子的運(yùn)動(dòng)形態(tài)和規(guī)律,從而認(rèn)識(shí)其物理性質(zhì)的學(xué)科。故與凝聚態(tài)物理學(xué)相比,材料物理更偏向于生活實(shí)用。當(dāng)前科技發(fā)展中的新方法、新技術(shù)、新手段的加入會(huì)使得基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)又賦予了土工材料新生命。
物理課程是一門涉及領(lǐng)域廣闊、時(shí)代性、社會(huì)性十分強(qiáng)的課程,它時(shí)刻面對(duì)著新時(shí)代、新科技的挑戰(zhàn)。物理學(xué)本身就是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué),他的發(fā)展離不開大量的實(shí)驗(yàn),而土木工程中的很多規(guī)范的制定都要建立在物理實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,通過理論分析,建立模型利用相關(guān)物理知識(shí)完成大量實(shí)驗(yàn),得出數(shù)據(jù)做出科學(xué)分析。關(guān)聯(lián)到土木合成材料中去,新時(shí)代的土木工程與以往有很大的不同。為適應(yīng)各類工程建設(shè)高速發(fā)展的要求,人們需要建造大規(guī)模、大跨度、高聳、輕型、大型、精密設(shè)備現(xiàn)代化的建筑物,既要求高質(zhì)量和快速施工,又要求高經(jīng)濟(jì)效益。這就向土木工程提出新的課題,并推動(dòng)土木材料工程前進(jìn)。高強(qiáng)輕質(zhì)的新土工材料材料不斷出現(xiàn)。比如鋼輕的鋁合金、鎂合金和玻璃纖維增強(qiáng)塑料已開始應(yīng)用。但是這些材料有些彈性模量偏低,有些價(jià)格過高,應(yīng)用范圍受到限制,因而尚待作新的探索。另外,對(duì)提高鋼材和混凝土的強(qiáng)度和耐久性,雖已取得顯著成果,仍繼續(xù)進(jìn)展,以上這些問題的解決都無法脫離物理學(xué)知識(shí)的大量應(yīng)用。建設(shè)地區(qū)的工程地質(zhì)和地基的構(gòu)造及其在天然狀態(tài)下的應(yīng)力情況和力學(xué)性能,不僅直接決定基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和施工,還常常關(guān)系到工程設(shè)施的選址、結(jié)構(gòu)體系和建筑材料的選擇,對(duì)于地下工程影響就更大了,我們要通過大量的物理模型進(jìn)行試驗(yàn),觀察總結(jié),得出更符合我們要求的數(shù)據(jù)。工程地質(zhì)和地基的勘察技術(shù),目前主要仍然是現(xiàn)場(chǎng)鉆探取樣,室內(nèi)分析試驗(yàn),這是有一定局限性的。為適應(yīng)現(xiàn)代化大型建筑的需要,急待利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)來創(chuàng)造新的生產(chǎn)方法。