《土力學(xué)與地基基礎(chǔ)》-緒論

《土力學(xué)與地基基礎(chǔ)》-緒論第一頁，共45頁。什么是土？土有哪些特點？土力學(xué)有何特點？為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？土力學(xué)包括哪些內(nèi)容？如何學(xué)好土力學(xué)？緒論2第二頁，共45頁。土是指：第四紀以來地球表面的整體巖石在大氣中經(jīng)受長期的風(fēng)化作用而形成的、覆蓋在地表上碎散的、沒有膠結(jié)或膠結(jié)很弱的顆粒堆積物。緒論風(fēng)化巖石地球顆粒堆積物地球什么是土？3第三頁，共45頁。土有哪些特點？緒論4第四頁，共45頁。碎散性土有哪些特點？非連續(xù)介質(zhì)受力以后易變形體積變化主要是孔隙變化剪切變形主要由顆粒相對位移引起強度低緒論巖石風(fēng)化的產(chǎn)物5第五頁，共45頁。多相介質(zhì)三相性（三相體系）受力后由土骨架、孔隙介質(zhì)共同承擔(dān)存在復(fù)雜的相互作用孔隙流體流動緒論土有哪些特點？固相—土骨架液相—水氣相—空氣6第六頁，共45頁。天然性（自然變異性）自然界的產(chǎn)物緒論土有哪些特點？非均勻性各向異性結(jié)構(gòu)性時空變異性7第七頁，共45頁。碎散性三相性天然性力學(xué)特性復(fù)雜變形特性強度特性滲透特性緒論土有哪些特點？8第八頁，共45頁。土力學(xué)有何特點？緒論學(xué)科研究對象理論力學(xué)質(zhì)點或剛體材料力學(xué)單個彈性桿件（桿、軸、梁）連續(xù)固體結(jié)構(gòu)力學(xué)若干彈性桿件組成的桿件結(jié)構(gòu)彈性力學(xué)彈性實體結(jié)構(gòu)或板殼結(jié)構(gòu)流體力學(xué)不可壓縮的連續(xù)流體（水）連續(xù)流體土力學(xué)天然的三相碎散堆積物碎散材料9第九頁，共45頁。土力學(xué)有何特點？土力學(xué)緒論連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的基本知識描述碎散體特性的理論土的變形、強度和滲透特性以及與此有關(guān)的工程問題10第十頁，共45頁。為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？1.土具有廣泛的工程應(yīng)用2.存在大量與土有關(guān)的工程問題緒論11第十一頁，共45頁。1.土的工程應(yīng)用建筑物基礎(chǔ)之地基土工建筑材料建筑環(huán)境緒論為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？12第十二頁，共45頁。地基、基礎(chǔ)緒論為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？13第十三頁，共45頁。路基（建筑材料）緒論為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？14第十四頁，共45頁。土壩（建筑材料）緒論為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？15第十五頁，共45頁。隧道（建筑環(huán)境）緒論為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？16第十六頁，共45頁。2.與土有關(guān)的工程問題緒論為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？17第十七頁，共45頁。與土有關(guān)的工程問題緒論為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？加拿大特朗斯康谷倉事故：1913年9月裝谷物，10月17日裝了31822Ｔ谷物時，1小時豎向沉降達30.5cm24小時傾斜26°53ˊ西端下沉7.32m東端上抬1.52m上部鋼混筒倉完好無損概況：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。第十八頁，共45頁。與土有關(guān)的工程問題緒論為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？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４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19第十九頁，共45頁。與土有關(guān)的工程問題緒論為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？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６7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。20第二十頁，共45頁。香港1900年建市，1977年成立土力工程署1972PoShan滑坡(~20,000m3)(67死、20傷)PoShanRoadConduitRoadNotewellRoad21第二十一頁，共45頁。Early1972滑坡前July1972滑坡后22第二十二頁，共45頁。與土有關(guān)的工程問題緒論為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？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23第二十三頁，共45頁。與土有關(guān)的工程問題緒論為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？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24第二十四頁，共45頁。與土有關(guān)的工程問題緒論為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？以上幾個實例可歸結(jié)為與土有關(guān)的強度問題25第二十五頁，共45頁。與土有關(guān)的工程問題緒論為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？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，傾斜5.5°1360：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。1590:

伽利略在此塔做落體實驗26第二十六頁，共45頁。與土有關(guān)的工程問題緒論為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？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27第二十七頁，共45頁。與土有關(guān)的工程問題緒論為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？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：位于蘇州市虎丘公園山頂，落成于宋太祖建隆二年（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。28第二十八頁，共45頁。與土有關(guān)的工程問題緒論為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？關(guān)西國際機場

世界最大人工島1986年：開工1990年：人工島完成1994年：機場運營面積：4370m×1250m填筑量：180×106m3平均厚度：33m設(shè)計時預(yù)測沉降：5.7-7.5m完成時實際沉降：8.1m，5cm/月(1990年)預(yù)測主固結(jié)完成：20年后比設(shè)計超填：

3m問題：沉降大且有不均勻沉降29第二十九頁，共45頁。與土有關(guān)的工程問題緒論為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？以上幾個實例可歸結(jié)為與土有關(guān)的變形問題30第三十頁，共45頁。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－水力劈裂與土有關(guān)的工程問題緒論為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？31第三十一頁，共45頁。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。與土有關(guān)的工程問題緒論為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？32第三十二頁，共45頁。Teton壩11：00左右洞口不斷擴大并向壩頂靠近，泥水流量增加與土有關(guān)的工程問題緒論為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？33第三十三頁，共45頁。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。與土有關(guān)的工程問題緒論為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？34第三十四頁，共45頁。11：50左右洞口擴大加速，泥水對壩基的沖蝕更加劇烈。Teton壩與土有關(guān)的工程問題緒論為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？35第三十五頁，共45頁。11:57壩坡坍塌，泥水狂瀉而下Teton壩與土有關(guān)的工程問題緒論為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？36第三十六頁，共45頁。12：00過后坍塌口加寬Teton壩與土有關(guān)的工程問題緒論為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？37第三十七頁，共45頁。洪水掃過下游谷底，附近所有設(shè)施被徹底摧毀Teton壩與土有關(guān)的工程問題緒論為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？38第三十八頁，共45頁。以上幾個實例可歸結(jié)為與土有關(guān)的滲透問題與土有關(guān)的工程問題緒論為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？39第三十九頁，共45頁。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(xué)可以解決工程實踐問題，這正是土力學(xué)存在的價值以及我們學(xué)習(xí)土力學(xué)的目的。緒論為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？40第四十頁，共45頁。緒論土力學(xué)包括哪些內(nèi)容？基礎(chǔ)物理性質(zhì)預(yù)備土中應(yīng)力具體應(yīng)用土壓力……核心滲透特性變形特性強度特性41第四十一頁，共45頁。基礎(chǔ)與主線預(yù)備具體應(yīng)用緒論土力學(xué)包括哪些內(nèi)容？第一章土的物理性質(zhì)和工程分類第二章土的滲透性和滲流問題第三章土體中的應(yīng)力計算第四章土的變形特性和地基沉降計算第五章土的抗剪強度土力學(xué)（2）城市巖土工程高等土力學(xué)環(huán)境巖土工程土動力學(xué)與土工抗震工程滲透特性變形特性強度特性42第四十二頁，共45頁。緒論如何學(xué)好土力學(xué)？注意土的基本特點-通過與其它材料對比