地大 復(fù)試 土力學(xué) 課件 第一章 序論

土力學(xué)

Soilmechanics主講徐光黎李麗平什么是土？土有哪些特點(diǎn)？土力學(xué)有何特點(diǎn)？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)？土力學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)介與展望緒論Chapter0introduction土是指：地球表面的整體巖石在大氣中經(jīng)受長(zhǎng)期的風(fēng)化作用而形成的、覆蓋在地表上碎散的、沒(méi)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（1）什么是土？非連續(xù)介質(zhì)碎散性（2）土有哪些特點(diǎn)？

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(duì)位移引起強(qiáng)度低巖石風(fēng)化的產(chǎn)物多相介質(zhì)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)雜的相互作用有孔隙流體流動(dòng)固相—土骨架液相—水氣相—空氣土的組成（2）土有哪些特點(diǎn)？自然變異性自然界的產(chǎn)物非均勻性各向異性結(jié)構(gòu)性時(shí)空變異性（2）土有哪些特點(diǎn)？碎散性三相體系自然變異性力學(xué)特性復(fù)雜

變形特性強(qiáng)度特性滲透特性（2）土有哪些特點(diǎn)？學(xué)科研究對(duì)象理論力學(xué)質(zhì)點(diǎn)或剛體材料力學(xué)單個(gè)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(shí)體結(jié)構(gòu)或板殼結(jié)構(gòu)水力學(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（3）土力學(xué)有何特點(diǎn)？比較一下學(xué)習(xí)過(guò)的力學(xué)課程：土力學(xué)——研究土體的應(yīng)力、變形、強(qiáng)度、滲流和長(zhǎng)期穩(wěn)定性的一門學(xué)科。是工程力學(xué)的一個(gè)分支。土力學(xué)連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的基本知識(shí)描述碎散體特性的理論土的強(qiáng)度、變形/穩(wěn)定性和滲透特性以及與此有關(guān)的工程問(wèn)題（3）土力學(xué)有何特點(diǎn)？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(wèn)題（4）為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？１．土的工程應(yīng)用土工建筑材料建筑物基礎(chǔ)之地基建筑環(huán)境（4）為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？與土有關(guān)的工程問(wèn)題（4）為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？（4）為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？土力學(xué)與巖土工程和地下工程等密切相關(guān)與土有關(guān)的工程事故A.加拿大特朗斯康谷倉(cāng)

事故：1913年9月裝谷物，10月17日裝了31822Ｔ谷物時(shí)，1小時(shí)豎向沉降達(dá)30.5cm24小時(shí)傾斜26°53ˊ西端下沉7.32m

東端上抬1.52m上部鋼混筒倉(cāng)完好無(wú)損概況：長(zhǎng)59.4m，寬23.5m，高31.0m，共65個(gè)圓筒倉(cāng)。鋼混筏板基礎(chǔ)，厚61cm，埋深3.66m。1911年動(dòng)工，1913年完工，自重20000T。（4）為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？A.加拿大特朗斯康谷倉(cāng)

原因：地基土事先未進(jìn)行調(diào)查，據(jù)鄰近結(jié)構(gòu)物基槽開(kāi)挖取土試驗(yàn)結(jié)果，計(jì)算地基承載力應(yīng)用到此谷倉(cāng)。1952年經(jīng)勘察試驗(yàn)與計(jì)算，地基實(shí)際承載力遠(yuǎn)小于谷倉(cāng)破壞時(shí)發(fā)生的基底壓力。因此，谷倉(cāng)地基因超載發(fā)生強(qiáng)度破壞而滑動(dòng)。處理：事后在下面做了七十多個(gè)支撐于基巖上的混凝土墩，使用388個(gè)50t千斤頂以及支撐系統(tǒng)，才把倉(cāng)體逐漸糾正過(guò)來(lái)，但其位置比原來(lái)降低了４米。與土有關(guān)的工程問(wèn)題（4）為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？B.香港寶城滑坡

1972年7月某日清晨，香港寶城路附近，兩萬(wàn)立方米殘積土從山坡上下滑，巨大滑動(dòng)體正好沖過(guò)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(qiáng)度較低，加之雨水入滲使其強(qiáng)度進(jìn)一步大大降低，土體滑動(dòng)力超過(guò)土的強(qiáng)度，于是山坡土體發(fā)生滑動(dòng)。與土有關(guān)的工程問(wèn)題（4）為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？香港1900年建市，1977年成立土力工程署港島1972PoShan滑坡(~20,000m3)(死67人、傷20人)PoShanRoadConduitRoadNotewellRoadEarly1972滑坡前June1972滑坡后以上幾個(gè)實(shí)例可歸結(jié)為與土有關(guān)的強(qiáng)度問(wèn)題與土有關(guān)的工程問(wèn)題（4）為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？A.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(dá)5.27m，傾斜5.5°1360：再?gòu)?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(dòng)工原因：地基持力層為粉砂，下面為粉土和粘土層，強(qiáng)度較低，變形較大。1590:伽利略在此塔做落體實(shí)驗(yàn)與土有關(guān)的工程問(wèn)題（4）為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？A.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(jìn)行地基處理目前:正常向游人開(kāi)放。處理措施與土有關(guān)的工程問(wèn)題（4）為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？B.虎丘塔問(wèn)題：塔身向東北方向嚴(yán)重傾斜，塔頂離中心線已達(dá)2.31m，底層塔身發(fā)生不少裂縫，成為危險(xiǎn)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(duì)塔周圍與塔基進(jìn)行鉆孔注漿和打設(shè)樹根樁加固塔身，獲得成功。與土有關(guān)的工程問(wèn)題（4）為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？C.關(guān)西機(jī)場(chǎng)1986年：開(kāi)工1990年：人工島完成1994年：機(jī)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)面積：4370m×1250m填筑量：180×106m3平均厚度：33m與土有關(guān)的工程問(wèn)題（4）為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？世界最大人工島（日本大阪）設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)測(cè)沉降：

5.7－7.5m完成時(shí)實(shí)際沉降：

8.1m，5cm/月(1990年)預(yù)測(cè)主固結(jié)完成：

20年后比設(shè)計(jì)超填：3m問(wèn)題：沉降大且有不均勻沉降與土有關(guān)的工程問(wèn)題（4）為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？C.關(guān)西機(jī)場(chǎng)與土有關(guān)的工程問(wèn)題（4）為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？地基的沉降及不均勻沉降（墨西哥城）以上幾個(gè)實(shí)例可歸結(jié)為與土有關(guān)的變形問(wèn)題與土有關(guān)的工程問(wèn)題（4）為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？Teton壩（美國(guó)idaho州

）概況：土壩，高90m，長(zhǎng)1000m，建于1972-75年，1976年6月失事?lián)p失：直接8000萬(wàn)美元，起訴5500起，2.5億美元，死14人，受災(zāi)2.5萬(wàn)人，60萬(wàn)畝土地，32公里鐵路原因：地震引發(fā)的滲透破壞－水力劈裂與土有關(guān)的工程問(wèn)題（4）為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？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(wèn)題（4）為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？Teton壩11：00左右洞口不斷擴(kuò)大并向壩頂靠近，泥水流量增加與土有關(guān)的工程問(wèn)題（4）為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？Teton壩11:30洞口繼續(xù)向上擴(kuò)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(kāi)始沖擊壩趾處的設(shè)施。與土有關(guān)的工程問(wèn)題（4）為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？11：50左右洞口擴(kuò)大加速，泥水對(duì)壩基的沖蝕更加劇烈。Teton壩與土有關(guān)的工程問(wèn)題（4）為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？11:57壩坡坍塌，泥水狂瀉而下Teton壩與土有關(guān)的工程問(wèn)題（4）為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？12：00過(guò)后坍塌口加寬Teton壩與土有關(guān)的工程問(wèn)題（4）為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？洪水掃過(guò)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(wèn)題（4）為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)？失事后現(xiàn)場(chǎng)狀況Teto