土力學研究內容及應用講義T18

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：liuxiyuan721@126.com手機——地殼表層巖石經過風化后覆蓋在地表上的沒有膠結或膠結很弱的碎散礦物顆粒的集合體。土具有成層性。每一層的物質組成、物理化學狀態(tài)基本一致，工程性質大體相仿的同一層土稱為土層。由若干厚度不等、性質各異、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力、應變、強度、穩(wěn)定和滲透等規(guī)律。1．土的應力與應變的關系。2．土的強度及土的變形和時間的關系。3．土在外荷作用下的穩(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：解決工程建設中有關土的工程技術問題。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)建筑物周圍的介質或環(huán)境——隧道、涵洞及地下建筑結論：作為建筑地基、建筑材料或建筑介質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，也要分析其性質的形成條件，并結合自然條件和建筑物修建后對土體的影響，分析并預測土體性質的可能變化，提出有關的工程措施，以滿足各類工程建筑的要求。

土力學是進行地基基礎設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：比薩斜塔傾斜原因及治理措施比薩斜塔傾斜情況及原因基礎建立在一半是軟粘土一半是砂卵石的地基上。由于次固結作用產生傾斜。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果

在斜塔北側的塔基下碼放了數(shù)百噸重的鉛塊，并使用鋼絲繩從斜塔的腰部向北側拽住，還抽走了斜塔北側的許多淤泥，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束。除自然因素外，可確保3個世紀內不發(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59.4m。其下為鋼筋混凝土片筏基礎，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小時內西端下沉8.8m，東端上抬1.5m，整體傾斜26°53′。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底面以下一部分土體滑動，向側面擠出，使東端地面隆起。谷倉地基治理理措施：在地基中做了了70多個支承于深深16m基巖上的混凝凝土墩，使用用了88個50kN的千斤頂和支支承系統(tǒng)，才才把倉體逐漸漸糾正過來。。然而谷倉位位置比原來降降低了4m。工程程實實例例二二：：加加拿拿大大特特郎郎斯斯康康谷谷倉倉地地基基破破壞壞事事故故土和和其其它它材材料料一一樣樣，，受受力力后后將將發(fā)發(fā)生生變變形形。。如如果果這這種種變變形形超超過過了了一一定定的的限限度度，，就就會會使使結結構構物物損損壞壞或或不不能能正正常常使使用用，，這這類類問問題題在在土土力力學學中中叫叫做做變形形問問題題。如果果土土受受力力超超過過了了它它所所能能承承受受的的能能力力，，土土便便要要被被破破壞壞，，結結構構物物將將隨隨之之倒倒毀毀或或不不能能使使用用。。土土體體的的破破壞壞，，在在力力學學中中亦亦稱稱為為穩(wěn)穩(wěn)定定性性喪喪失失。。研研究究土土體體是是否否會會破破壞壞這這一一類類問問題題稱稱為為穩(wěn)定定問問題題，土土的的穩(wěn)穩(wěn)定定性性取取決決于于它它的的強強度度。。總結結：：四、、發(fā)發(fā)展展歷歷史史1773Coulomb強度度定定律律，，土土壓壓力力理理論論1856Darcy定律律1857Rankine新的的土土壓壓力力理理論論1925Terzaghi有效效應應力力原原理理及及滲滲透透固固結結理理論論1936第一一屆屆國國際際土土力力學學及及基基礎礎工工程程會會議議1949中國土力力學研究究的興起起土力學成為一門門獨立學學科的重重要標志志Terzaghi是土力學學的奠基基人始于18世紀工業(yè)業(yè)革命五、研究究內容基礎物理性質質先導土中應力力具體應用用土壓力土坡穩(wěn)定定地基承載載力核心滲透特性性變形特性性強度特性性基礎與主主線先導具體應用研究內容容第一章土的物理理性質及及工程分分類第二章土中的應應力計算算第三章土中水的的運動規(guī)規(guī)律第四章土的壓縮縮性和地地基沉降降第五章土的抗剪剪強度理理論滲透特性性變形特性性強度特性性第六章土壓力計計算第七章土坡穩(wěn)定定分析第八章地基承載載力六、如何何學好土土力學？？注意土的的基本特特點-通過與其其它材料料對比注重理論論聯(lián)系實實際-通過現(xiàn)場場觀察與與試驗注重正確確學習方方法-概念，原原理，方方法內容間聯(lián)聯(lián)系要記憶，，但不能能死記學時分分配及及說明明本課程程共40學時。。其中32學時教教學，，8學時試試驗。。試驗另另行安安排。?？疾檎n課參考書書目教材：：徐東強強主編編，《土力學學》，中國國建材材工業(yè)業(yè)出版版社參考書書：華南理理工大大學等等四院院校主主編，，《地基及及基礎礎》（第三三版）），中中國建建筑工工業(yè)出出版社社。東南大大學、、浙江江大學學、