土土力第0章緒論

1、土 力 學Soil Mechanics 蘇州科技學院 巖土教研室1 課程時數(shù)：34 學時（講課）+ 6 學時（實驗）授課方式：講課+自學答疑：課前、課后答疑 視情況不定期安排集中答疑和質(zhì)疑 期末集中答疑4 考核方式：筆試（70%）+平時成績（30%）關(guān)于本課程5 主要參考書：陳希哲土力學地基基礎(chǔ)錢家歡土力學黃文熙土的工程性質(zhì)土工試驗方法標準（GBJ123-88）建筑地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（GB50007-2002）6 主要參考雜志： 巖土工程學報 土木工程學報巖土力學 巖石力學與工程學報 7 實驗： 實驗地點：土木工程實驗中心 實驗時間：待定 實驗報告要求：目的、原理、方法、過程、數(shù)據(jù) 處理及結(jié)論

2、8 教師介紹： 主講：楊冬英 試驗：饒春如學習要求（1）上課必須出席，不定期點名，計入平時成績。（2）試驗：注意觀察，聯(lián)系理論，深入分析。 （3）作業(yè)：按時、獨立完成 不交、遲交或不認真完成者在平時成績中扣分緒論土力學的概念及學科特點土力學的發(fā)展史本課程的內(nèi)容、要求和學習方法土力學：研究土體的一門力學，是研究土的應(yīng)力、變形、強度、滲流及長期穩(wěn)定性的一門學科。課程特點：概念多、名詞多，須強記；涉及學科多，包括工程地質(zhì)、水力學、塑性力學、材料力學、結(jié)構(gòu)力學等，知識面寬；不僅是一門科學，也是一門藝術(shù)。0.1土力學的概念及學科特點風化巖石地球顆粒堆積物地球什么是土？土是由固體、液體和氣體所組成的混合物

3、碎石土1.1 研究對象1.2 研究對象粘土細砂粗砂卵石碎石粘土0.2土力學的發(fā)展簡史國外1922，瑞典 弗蘭紐斯（Fellenius）：土坡穩(wěn)定分析法1773，法國 庫侖（Coulomb）：砂土抗剪強度公式; 土壓力理論1869，英國 朗肯（Rankine）：擋土墻壓力理論1885，法國布辛奈斯克（Boussinesq）：集中荷載下半空間彈性解古典土力學1925，奧地利 太沙基（Terzaghi）：一維固結(jié)理論，有效應(yīng)力原理1929，太沙基（Terzaghi）：工程地質(zhì)學1936，第一屆國際土力學與基礎(chǔ)工程（現(xiàn)改為巖土工程）會議（ICSMFEICSMGE）在美召開，這是本學科最高級別的學術(shù)會議

4、，每四年召開一次，至2010年已經(jīng)召開了17屆?，F(xiàn)代土力學 代表性人物： 李春 (隋朝) 趙州石拱橋（地基：密實粗砂層） 茅以升（橋梁專家） 錢塘江大橋 (橋基: 沉箱) 黃文熙、沈珠江（南京水利，清華）、盧肇鈞、周鏡（鐵道）、汪聞韶、陳祖煜（北京水利）、曾國熙（浙大） 1957年我國才有代表參加國際會議；19622007，全國土力學與巖土工程會議已召開10次。 刊物：巖土工程學報；巖石力學與工程學報; 巖土力學；地基處理。 現(xiàn)已形成自成體系的新學科巖土工程：巖土力學、工程地質(zhì)、基礎(chǔ)工程。國內(nèi) 我國土木工程學會1957年起設(shè)立了土力學及基礎(chǔ)工程委員會，由茅以升主持開展工作，并于1978年成立土

5、力學及基礎(chǔ)工程學會。 第一屆土力學及基礎(chǔ)工程學術(shù)會議1962年在天津召開，二至九屆會議分別在 武漢(1966，二屆) 杭州(1979，三屆) 武漢(1983，四屆) 廈門(1987，五屆) 上海(199l，六屆) 西安(1994，七屆) 南京(1999，八屆) 北京(2003，九屆) 重慶(2007，十屆) 蘭州(2011，十一屆)課程內(nèi)容： 課堂教學 ：11章； 實驗教學 ：土工(室內(nèi))試驗，主要實驗包括: (1)土的密度、含水量、比重試驗; (2)液限、塑限試驗; (3)壓縮試驗; (4)剪切試驗 學習要求和方法： (1) 理論、室內(nèi)外測試、工程實踐三者結(jié)合 (2) 搞清概念、掌握原理、學

6、以致用。要求牢固掌握土力學基本概念和原理，并能應(yīng)用于分析和解決實際工程問題。 多媒體課件教學0.3 課程內(nèi)容、要求和學習方法1.工程應(yīng)用廣泛2.存在大量與土有關(guān)的工程問題為什么要學習土力學？1. 工程應(yīng)用 土工建筑材料 建筑物基礎(chǔ)之地基 建筑環(huán)境為什么要學習土力學？ 地基與基礎(chǔ)工程設(shè)計的理論依據(jù)（建筑、道路、橋梁 、堤壩）地基土體的強度條件，防止發(fā)生強度破壞地基土體的變形條件，防止變形過大影響適用性邊坡工程天然邊坡穩(wěn)定性分析，加固設(shè)計人工邊坡設(shè)計（山區(qū)建筑場地、露天礦場、土石碾壓壩等）地下工程淺部地下工程（城市人防工程、地下隧道、商場、倉庫）深部地下工程（礦山地下工程、國防工程）為什么要學習土

7、力學？事故：1913年9月裝谷物，10月17日裝了31822谷物時，1小時豎向沉降達30.5cm24小時傾斜2653西端下沉7.32m 東端上抬1.52m上部鋼混筒倉完好無損加拿大特朗斯康谷倉概況：長59.4m，寬23.5m，高31.0m，共65個圓筒倉。鋼混筏板基礎(chǔ)，厚61cm，埋深3.66m。1911年動工，1913年完工，自重20000T。2. 與土有關(guān)的工程問題加拿大特朗斯康谷倉 處理：事后在下面做了七十多個支撐于基巖上的混凝土墩，使用388個50t千斤頂以及支撐系統(tǒng)，把倉體逐漸糾正過來，其位置比原來降低了米。 原因：地基土事先未進行調(diào)查，據(jù)鄰近結(jié)構(gòu)物基槽開挖取土試驗結(jié)果，計算地基承載

8、力應(yīng)用到此谷倉。1952年經(jīng)勘察試驗與計算，地基實際承載力小于破壞時的基底壓力。因此，谷倉地基因超載發(fā)生強度破壞而滑動。2653失事后1913.10.181952.10.5 試驗孔填土褐色粉質(zhì)粘土灰色粉質(zhì)粘土-0.61-12.34-13.72-4.271952.10.3 試驗孔香港寶城滑坡 1972年7月某日清晨，香港寶城路附近，兩萬立方米殘積土從山坡上下滑，巨大滑動體正好沖過一幢高層住宅-寶城大廈，頃刻間寶城大廈被沖毀倒塌并砸毀相鄰一幢大樓一角約五層住宅。死亡7人。原因：山坡上殘積土本身強度較低，加之雨水入滲使其強度進一步大大降低，使得土體滑動力超過土的強度，于是山坡土體發(fā)生滑動。香港190

9、0年建市，1977年成立土力工程署1972 Po Shan 滑坡 ( 20,000 m3)(67 死、20 傷)Po Shan RoadConduit RoadNotewell RoadEarly 1972 滑坡前July 1972 滑坡后阪神大地震中地基液化神戶碼頭：地震引起大面積砂土地基液化后產(chǎn)生很大的側(cè)向變形和沉降，大量的建筑物倒塌或遭到嚴重損傷 液化：松砂地基在振動荷載作用下喪失強度變成流動狀態(tài)的一種現(xiàn)象阪神大地震中地基液化神戶碼頭：沉箱式岸墻因砂土地基液化失穩(wěn)滑入海中以上幾個實例可歸結(jié)為與土有關(guān)的強度問題比薩斜塔目前：塔向南傾斜，南北兩端沉降差1.80m， 塔頂離中心線已達5.27m

10、，傾斜5.51360：再復(fù)工，至1370年竣工，全塔共8層，高度為55m1272：復(fù)工，經(jīng)6年，至7層，高48m，再停工1178：至4層中，高約29m，因傾斜停工1173：動工原因：地基持力層為粉砂，下面為粉土和粘土層，模量較低，變形較大。比薩斜塔1838-1839：挖環(huán)形基坑卸載1933-1935：基坑防水處理 基礎(chǔ)環(huán)灌漿加固1990年1月: 封閉1992年7月：加固塔身，用壓重 法和取土法進行地 基處理目 前: 已向游人開放。 處理措施虎丘塔問題：塔身向東北方向嚴重傾斜，塔 頂離中心線已達2.31m，底層 塔身發(fā)生不少裂縫，成為危險 建筑物而封閉。概況：位于蘇州市虎丘山頂，落成于宋太祖建隆

11、二年（公元961年）。全塔7層，高47.5m，塔的平面呈八角形。原因：坐落于不均勻粉質(zhì)粘土層上， 產(chǎn)生不均勻沉降。處理：在塔四周建造一圈樁排式地下 連續(xù)墻并對塔周圍與塔基進行 鉆孔注漿和打設(shè)樹根樁加固塔 身，效果良好。以上幾個實例可歸結(jié)為與土有關(guān)的變形問題Teton壩概況：土壩，高90m，長1000m，建于1972-75年，1976年6月失事?lián)p失：直接8000萬美元，起訴5500起，2.5億美元，死14人，受災(zāi)2.5萬人，60萬畝土地，32公里鐵路原因：滲透破壞水力劈裂Teton壩1976年6月5日上午10:30左右，下游壩面有水滲出并帶出泥土。Teton壩11：00左右洞口不斷擴大并向壩頂靠

12、近，泥水流量增加Teton壩11:30洞口繼續(xù)向上擴大，泥水沖蝕了壩基，主洞的上方又出現(xiàn)一滲水洞。流出的泥水開始沖擊壩趾處的設(shè)施。11：50左右洞口擴大加速，泥水對壩基的沖蝕更加劇烈。Teton壩11:57 壩坡坍塌，泥水狂瀉而下Teton壩12：00過后坍塌口加寬Teton壩洪水掃過下游谷底，附近所有設(shè)施被徹底摧毀Teton壩失事現(xiàn)場目前的狀況Teton壩九江大堤決口潰口原因：堤基管涌1998年8月7日13:10發(fā)生管涌險情，20分鐘后，在堤外迎水面找到2處進水口又過20分鐘，防水墻后的土堤突然塌陷出1個洞，5 m寬的堤頂隨即全部塌陷，并很快形成一寬約62m的潰口。 以上幾個實例可歸結(jié)為與土有關(guān)的滲透問題土工結(jié)構(gòu)物或地基土強度問題變形問題滲透問題 強度特性 變形特性 滲透特性土力學可以解決工程實踐問題，這正是土力學存在的價值以及我們學習土力學的目的。土力學包括哪些內(nèi)容