土力學(xué)研究內(nèi)容及應(yīng)用講義T18

土力學(xué)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(jī)——地殼表層巖石經(jīng)過風(fēng)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(xué)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(xué)是研究土的學(xué)科。

主要研究土的碎散特性及其受力后的應(yīng)力、應(yīng)變、強(qiáng)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(qiáng)度及土的變形和時(shí)間的關(guān)系。3．土在外荷作用下的穩(wěn)定性計(jì)算。二、課程簡介特點(diǎn)：屬于工程力學(xué)范疇，是理論性和實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)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(xué)的研究對象。土力學(xué)不僅研究土體當(dāng)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(xué)是進(jìn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和計(jì)算的理論依據(jù)。學(xué)好土力學(xué)很重要三、土在工程中的用途

工程實(shí)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(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(gè)世紀(jì)以來，塔已向南傾斜了大約30厘米，斜度達(dá)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(shí)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(gè)世紀(jì)內(nèi)不發(fā)生倒塌危險(xiǎn)。

工程實(shí)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(gè)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(chǔ)，厚2m。谷倉自重20萬kN，當(dāng)裝谷27萬kN后，發(fā)現(xiàn)谷倉明顯失穩(wěn)，24小時(shí)內(nèi)西端下沉8.8m，東端上抬1.5m，整體傾斜26°53′。工程實(shí)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(jìn)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(dòng)破壞?；A(chǔ)底面以下一部分土體滑動(dòng)，向側(cè)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(gè)支承于深深16m基巖上的混凝凝土墩，使用用了88個(gè)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(shí)實(shí)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(huì)會(huì)使使結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)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(xué)學(xué)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(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)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(xué)學(xué)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(huì)會(huì)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(qiáng)強(qiáng)度度。?？偨Y(jié)結(jié)：：四、、發(fā)發(fā)展展歷歷史史1773Coulomb強(qiáng)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(yīng)應(yīng)力力原原理理及及滲滲透透固固結(jié)結(jié)理理論論1936第一一屆屆國國際際土土力力學(xué)學(xué)及及基基礎(chǔ)礎(chǔ)工工程程會(huì)會(huì)議議1949中國土力力學(xué)研究究的興起起土力學(xué)成為一門門獨(dú)立學(xué)學(xué)科的重重要標(biāo)志志Terzaghi是土力學(xué)學(xué)的奠基基人始于18世紀(jì)工業(yè)業(yè)革命五、研究究內(nèi)容基礎(chǔ)物理性質(zhì)質(zhì)先導(dǎo)土中應(yīng)力力具體應(yīng)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(qiáng)度特性性基礎(chǔ)與主主線先導(dǎo)具體應(yīng)用研究內(nèi)容容第一章土的物理理性質(zhì)及及工程分分類第二章土中的應(yīng)應(yīng)力計(jì)算算第三章土中水的的運(yùn)動(dòng)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(qiáng)度理理論滲透特性性變形特性性強(qiáng)度特性性第六章土壓力計(jì)計(jì)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(xué)好土土力學(xué)？？注意土的的基本特特點(diǎn)-通過與其其它材料料對比注重理論論聯(lián)系實(shí)實(shí)際-通過現(xiàn)場場觀察與與試驗(yàn)注重正確確學(xué)習(xí)方方法-概念，原原理，方方法內(nèi)容間聯(lián)聯(lián)系要記憶，，但不能能死記學(xué)時(shí)分分配及及說明明本課程程共40學(xué)時(shí)。。其中32學(xué)時(shí)教教學(xué)，，8學(xué)時(shí)試試驗(yàn)。。試驗(yàn)另另行安安排。?？疾檎n課參考書書目教材：：徐東強(qiáng)強(qiáng)主編編，《土力學(xué)學(xué)》，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(xué)等等四院院校主主編，，《地基及及基礎(chǔ)礎(chǔ)》（第三三版）），中中國建建筑工工業(yè)出出版社社。東南大大學(xué)、、浙江江大學(xué)學(xué)、