土力學教案與課件緒論

1、土力學主講教師：劉熙媛 博士 副教授 注冊土木（巖土）工程師 地下工程系 系主任E-mail： 手機： 土地殼表層巖石經(jīng)過風化后覆蓋在地表上的沒有膠結(jié)或膠結(jié)很弱的碎散礦物顆粒的集合體。土具有成層性。每一層的物質(zhì)組成、物理化學狀態(tài)基本一致，工程性質(zhì)大體相仿的同一層土稱為土層。由若干厚度不等、性質(zhì)各異、以一定上下層序組合在一起的土層集合體稱為土體。土的基本特性：碎散性、三相體系、自然變異性一、土的特性 緒 論?天津市典型工程地質(zhì)條件土力學是研究土的學科。 主要研究土的碎散特性及其受力后的應(yīng)力、應(yīng)變、強度、穩(wěn)定和滲透等規(guī)律。1土的應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系。2土的強度及土的變形和時間的關(guān)系。3土在外荷作用下的

2、穩(wěn)定性計算。二、課程簡介特點： 屬于工程力學范疇，是理論性和實踐性很強的學科。研究目的： 解決工程建設(shè)中有關(guān)土的工程技術(shù)問題。二、課程簡介(1)地基直接承受建筑物荷載影響的地層；(2)建筑材料路堤、土壩；(3)建筑物周圍的介質(zhì)或環(huán)境隧道、涵洞及地下建筑結(jié)論：作為建筑地基、建筑材料或建筑介質(zhì)的地殼表層土體是土力學的研究對象。土力學不僅研究土體當前的性狀，也要分析其性質(zhì)的形成條件，并結(jié)合自然條件和建筑物修建后對土體的影響，分析并預(yù)測土體性質(zhì)的可能變化，提出有關(guān)的工程措施，以滿足各類工程建筑的要求。 土力學是進行地基基礎(chǔ)設(shè)計和計算的理論依據(jù)。學好土力學很重要三、土在工程中的用途 工程實例一：比薩斜塔

3、傾斜原因及治理措施比薩斜塔傾斜情況及原因 基礎(chǔ)建立在一半是軟粘土一半是砂卵石的地基上。由于次固結(jié)作用產(chǎn)生傾斜。塔高56.7m。近一個世紀以來，塔已向南傾斜了大約30厘米，斜度達到8度。比薩斜塔傾斜原因及治理措施比薩斜塔治理措施及結(jié)果 在斜塔北側(cè)的塔基下碼放了數(shù)百噸重的鉛塊，并使用鋼絲繩從斜塔的腰部向北側(cè)拽住，還抽走了斜塔北側(cè)的許多淤泥，并在塔基地下打入10根50米長的鋼柱。歷時10年半的比薩斜塔拯救工作已全部結(jié)束。除自然因素外，可確保3個世紀內(nèi)不發(fā)生倒塌危險。 工程實例二：加拿大特郎斯康谷倉地基破壞事故谷倉地基破壞情況：建于1913年的加拿大特郎斯康谷倉由65個圓柱形筒倉組成，高31m，底面長

4、59.4m。其下為鋼筋混凝土片筏基礎(chǔ)，厚2m。谷倉自重20萬kN，當裝谷27萬kN后，發(fā)現(xiàn)谷倉明顯失穩(wěn)，24小時內(nèi)西端下沉8.8m，東端上抬1.5m，整體傾斜2653。工程實例二：加拿大特郎斯康谷倉地基破壞事故谷倉地基破壞原因：事后進行勘查分析，發(fā)現(xiàn)基底之下為厚十余米的淤泥質(zhì)軟粘土層。地基的極限承載力為251kPa，而谷倉的基底壓力已超過300kPa，從而造成地基的整體滑動破壞?；A(chǔ)底面以下一部分土體滑動，向側(cè)面擠出，使東端地面隆起。谷倉地基治理措施：在地基中做了70多個支承于深16m 基巖上的混凝土墩，使用了88個50kN的千斤頂和支承系統(tǒng)，才把倉體逐漸糾正過來。然而谷倉位置比原來降低了4m

5、。工程實例二：加拿大特郎斯康谷倉地基破壞事故土和其它材料一樣，受力后將發(fā)生變形。如果這種變形超過了一定的限度，就會使結(jié)構(gòu)物損壞或不能正常使用，這類問題在土力學中叫做變形問題。如果土受力超過了它所能承受的能力，土便要被破壞，結(jié)構(gòu)物將隨之倒毀或不能使用。土體的破壞，在力學中亦稱為穩(wěn)定性喪失。研究土體是否會破壞這一類問題稱為穩(wěn)定問題，土的穩(wěn)定性取決于它的強度?？偨Y(jié)：四、發(fā)展歷史1773 Coulomb 強度定律，土壓力理論1856 Darcy 定律1857 Rankine 新的土壓力理論1925 Terzaghi 有效應(yīng)力原理及滲透固結(jié)理論1936 第一屆國際土力學及基礎(chǔ)工程會議1949 中國土力學

6、研究的興起土力學成為一門獨立學科的重要標志Terzaghi是土力學的奠基人始于18世紀工業(yè)革命五、研究內(nèi)容基礎(chǔ)物理性質(zhì)先導(dǎo)土中應(yīng)力具體應(yīng)用土壓力土坡穩(wěn)定地基承載力核心滲透特性變形特性強度特性基礎(chǔ)與主線先導(dǎo)具體應(yīng)用研究內(nèi)容第一章土的物理性質(zhì)及工程分類第二章土中的應(yīng)力計算第三章土中水的運動規(guī)律第四章土的壓縮性和地基沉降第五章土的抗剪強度理論滲透特性變形特性強度特性第六章土壓力計算第七章土坡穩(wěn)定分析第八章地基承載力六、如何學好土力學？注意土的基本特點 - 通過與其它材料對比 注重理論聯(lián)系實際 - 通過現(xiàn)場觀察與試驗注重正確學習方法 - 概念，原理，方法 內(nèi)容間聯(lián)系 要記憶，但不能死記學時分配及說明本課程共40學時。 其中32學時教學，8學時試驗。試驗另行安排?？疾檎n參考書目教材：徐東強主編，土力學，中國建材工業(yè)出版社參考書：華南理工大學等四院校主編，地基及