為什麼土木工程中的四大力學裡沒有彈性力學?
土木工程中的四大力學分別是理論力學、材料力學、結構力學、土力學,但是為什麼沒有把彈性力學加上去稱為五大力學,研究生階段可以知道,彈性力學是材料力學結構力學的深化,而土力學很多是根據彈性力學的假設和方法進行推導的,土力學的基礎是彈性力學。
有些學校說「四大力學」就是指理論力學,材料力學,結構力學,彈性力學。
這種非正式的定義傳來傳去難免出現偏差。
另外糾正一下題主,雖然土力學的一部分公式是由彈性力學推出來的,但你不能說「土力學的基礎是彈性力學」,土力學的的每一個實際問題都不符合彈性力學的基本假定。
土木本科沒有四大力學的說法,一般本科課程設置多以實用為主,很多高校沒把彈性力學設為必修,或者說不是教學的重點。
試比較土力學和彈性力學,顯然是土力學更加實用。學完土力學你可以根據規範計算地基沉降,地基承載力,主動被動土體壓力,推廣到許許多多岩土工程設計中,絕大多數岩土設計都離不開土力學基本概念。而彈性力學相對而言比較艱深,數理要求也高,直接用於工程中的知識甚少,並不屬於本科生專科生需要熟練掌握的範疇。
題主對於知識的分類太過於刻意了,其實你有點故意按照大學課程本身的內容來分類,而不是按照力學本身的涵蓋範圍來分類的,這就導致認知出現了偏差。
比如大學本科課程裏的結構力學大概也就學到標準方形橫樑的應力計算和配筋方法,但是不代表結構力學就只有這部分內容。其實彈性力學裡學到的很多東西,比如空心球體圓柱體彈性的結構受力分析,也是結構力學,只不過本科時候的結構力學課程受限於篇幅沒有涵蓋而已。到了彈性力學,借著講彈性力學的機會順便講給你聽。
還有比如土力學,你只是學到了幾個土的公式就斷言說土力學的基礎是彈性力學。回去看看土力學最基本的模型Mohr-Coulomb Criteria,哪怕是本科部分的土力學的大部分問題和模型,都是假定土體是完全elasto-plastic的,也就是說小形變可以近似套用彈性力學,比如地震波問題。稍微大一點形變接近critical states,或者有大的孔隙水壓力變化的問題,就不可以用彈性模型了,比如土體的沉降之類的分析。如果研究生階段的一些問題再考慮到dilation或者liquefaction,那就連塑性力學都難以適用。
這裡補一個土在各個形變範圍裏的剪切模量圖,可以看出只有shear strain在0.001以下才能被認為是完全彈性的,這個基本只有在機械波問題裏才會遇到。像是圖裡提到的Retaining Walls、Foundation和Tunnels基本上都在彈塑性帶上。注意這個測量是在不同形變範圍綜合不同測量手段達到的,因為測量本身可能有誤差,所以要使用最好先了解這些對應的測量方法的基本原理。