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纪念 James Mitchell (1930-2023) Part III: 土特性基础 [书]

计算岩土力学

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1. 引言

岩土工程的先驱人物James K. Mitchell于2023年12月17日在马萨诸塞州的家中安详离世(1930-2023)，享年93岁。

(1) 纪念岩土工程的先驱 James Mitchell (1930-2023) Part I: 生平

(2) 纪念岩土工程的先驱 James Mitchell (1930-2023) Part II: 月球和大坝土力学 (视频)

本文着重回顾Mitchell教授的经典著作《Fundamentals of Soil Behavior (土特性基础)》。

2. 《土特性基础》概述

1976年，Mitchell因"在研究土和土稳定的工程特性及其在设计中的应用方面处于领先地位"入选国家工程院NAE，同年出版了他的专著《Fundamentals of Soil Behavior》(422p.)。与差不多同时代的另外两本经典土力学专著相比，Mitchell的著作着重从微观上解释土的工程特性，这为后来发展的地质环境工程(Geoenvironmental Engineering)奠定了基础。这里提到的另外两本经典土力学专著分别是：

(1) Terzaghi K., and Peck R. B. (1967) Soil Mechanics in Engineering Practice, 2nd Edition.

(2) Lambe T. W. and Whitman, R. (1969) Soil mechanics.

1993年，Mitchell在从UC Berkeley退休之前，出版了他的专著《Fundamentals of Soil Behavior》第2版(437p.); 2005年他与他的学生Kenichi Soga合作，出版了目前的这本专著的第3版(577p)。

Kenichi Soga是Mitchell在UC Berkeley的最后一个博士研究生，他的博士论文题目为《Mechanical behavior and constitutive modelling of natural structured soils (自然结构土的力学行为和本构模拟)》。Soga毕业于1994年, 毕业后进入英国剑桥大学工作，2016年重新返回UC Berkeley，因“在地质力学和计算模拟以及地下基础设施模拟和监测方面的进步”，Soga于2023年入选美国国家工程院(NAE)。Dr. Soga近年来的主要研究方向是发展材料点法(MPM)，包括对开源软件Anura3D的贡献【安装Anura3D指南---基于物质点法(MPM)的岩土数值模拟；Anura3D的主要特性 | MPM应用论文】。

在Mitchell最后的日子里，正在着手《Fundamentals of Soil Behavior》第4版的编辑工作，第4版除了第3版的合作者Kenichi Soga外，还加入了英国帝国理工学院的Catherine O’Sullivan教授，O’Sullivan的主要研究方向是颗粒离散元模拟(Particulate Discrete Element Modelling)，类似于PFC，事实上O’Sullivan的研究是基于PFC的前身Trubal程序发展的，当年Cundall用FORTRAN语言写的三维颗粒流程序Trubal(PFC3D的最初版本)是开源的，这个程序在上世纪90年代初也曾传入到国内的大学。Anyway, Mitchell最终没有完成他的愿望，不过这本书的第4版仍然可能在不久的将来出版。