非飽和土力學(xué)培訓(xùn)講義緒論

北京交通大學(xué)土建學(xué)院巖土工程系高等土力學(xué)AdvancedSoilMechanics劉艷北京交通大學(xué)土建學(xué)院巖土工程系Email：非飽和土力學(xué)理論簡(jiǎn)介教學(xué)大綱教學(xué)內(nèi)容課時(shí)1緒論1.1土力學(xué)的基本特征和表現(xiàn)61.2土力學(xué)研究的方法1.3土力學(xué)的發(fā)展和現(xiàn)狀2土的固結(jié)理論2.1Terzaghi和Rendulic固結(jié)理論42.2Biot固結(jié)理論3土的流變理論3.1土的流變分類和基本特點(diǎn)

33.2土的流變基本單元模型4土的強(qiáng)度理論4.1土的強(qiáng)度基本特征54.2粘性土的強(qiáng)度特性4.3砂土的強(qiáng)度特性教學(xué)大綱教學(xué)內(nèi)容課時(shí)5臨界狀態(tài)土力學(xué)理論5.1如何使用土力學(xué)數(shù)值分析方法；

165.2臨界狀態(tài)的定義5.3正常固結(jié)土和Roscoe面5.4超固結(jié)土的性質(zhì)和Hvorslev面5.5砂土的性質(zhì)和描述5.6土的彈塑性變形以及彈性墻5.7劍橋模型6非飽和土力學(xué)的基本概念6.1學(xué)習(xí)非飽和土力學(xué)的意義146.2吸力與土水特征曲線6.3非飽和土應(yīng)力表示6.4非飽和土的有效應(yīng)力6.5非飽和土強(qiáng)度理論等高等土力學(xué)習(xí)題1.對(duì)目前土力學(xué)的概念和方法以及優(yōu)缺點(diǎn)給予敘述和評(píng)論.2.為何土對(duì)環(huán)境的變化比其它建筑材料更加敏感?巖土工程界應(yīng)該如何應(yīng)對(duì)?3.應(yīng)該如何把握表征體元或?qū)嶒?yàn)土樣的概念?為何它們對(duì)揭示和描述土的性質(zhì)和規(guī)律具有重要意義?4.用何種方式可以把離散的多相土抽象為宏觀多相多孔隙連續(xù)介質(zhì)?這種處理有何局限性?非飽和土力學(xué)——緒論什么是非飽和土力學(xué)?為什么要學(xué)習(xí)非飽和土力學(xué)?非飽和土力學(xué)主要內(nèi)容參考書參考書參考書什么是非飽和土力學(xué)?緒論飽和土孔隙完全被水填充Sr=1非飽和土孔隙中填充著水和氣Sr<1非飽和土力學(xué)：力學(xué)、水力學(xué)與相界面物理學(xué)原理在部分非飽和土的工程問(wèn)題中的應(yīng)用。為什么要學(xué)習(xí)非飽和土力學(xué)地球表面的土層絕大部分都處于非飽和狀態(tài)，一些經(jīng)常出問(wèn)題的土，例如在我國(guó)大面積分布的膨脹土、濕陷性黃土等這些特殊土都屬于非飽和土。緒論為什么要學(xué)習(xí)非飽和土力學(xué)“在世界上有超過(guò)60%以上的國(guó)家都曾經(jīng)或者正在遭受非飽和特殊土所帶來(lái)的工程危害”——包承綱緒論為什么要學(xué)習(xí)非飽和土力學(xué)巖土工程師面臨著大量的非飽和土的工程問(wèn)題。通常吸力會(huì)增加土的強(qiáng)度和剛度，因此，巖土工程師認(rèn)為利用飽和土力學(xué)的理論分析和處理非飽和土的問(wèn)題是偏于安全的。緒論為什么要學(xué)習(xí)非飽和土力學(xué)工程中普遍使用的飽和土理論,但是以下一些常見(jiàn)的工程現(xiàn)象值得關(guān)注：降雨后的滑坡現(xiàn)象非飽和土層中的隧道在開(kāi)挖時(shí)遇水后的塌陷現(xiàn)象濕陷性黃土雨后的沉降膨脹性土雨后的膨脹會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生開(kāi)裂現(xiàn)象。這些現(xiàn)象是不可能用飽和土力的理論進(jìn)行正確和合理的分析與預(yù)測(cè)的。飽和土理論無(wú)法解決一些工程問(wèn)題,不能滿足實(shí)際的需要在這種情況下，研究者應(yīng)該發(fā)展新的土力學(xué)理論以適應(yīng)和滿足描述這些非飽和土的行為的需要。緒論降雨誘發(fā)滑坡1972香港寶成滑坡緒論——為什么要學(xué)習(xí)非飽和土力學(xué)降雨誘發(fā)滑坡緒論——為什么要學(xué)習(xí)非飽和土力學(xué)NTU校園內(nèi)的淺層滑坡(Rahardjo)降雨誘發(fā)滑坡緒論——為什么要學(xué)習(xí)非飽和土力學(xué)土體強(qiáng)度降低降雨土中含水量增大吸力減小抗剪強(qiáng)度下降破壞濕陷性土遇水產(chǎn)生壓縮變形（體積減?。┚w論——為什么要學(xué)習(xí)非飽和土力學(xué)濕陷性土緒論——為什么要學(xué)習(xí)非飽和土力學(xué)(GensA，Geothechnique，2010,3-74)土體濕陷導(dǎo)致建筑物沉降，觀測(cè)到最大沉降值200mm原因：3個(gè)小時(shí)持續(xù)強(qiáng)降雨，導(dǎo)致附近水井水位上漲，水溢出向建筑物地基流動(dòng)，使得地基土體飽和，發(fā)生濕陷。意大利Naples濕陷性土緒論——為什么要學(xué)習(xí)非飽和土力學(xué)(GensA，Geothechnique，2010,3-74)巴西PereiraBarretotown該鎮(zhèn)位于Tiete河邊，其下游修建了一座大壩大壩蓄水后，水位預(yù)計(jì)上升50m水位上升導(dǎo)致部分地區(qū)土層飽和度增加，建筑物出現(xiàn)不同程度的破壞。膨脹土利問(wèn)題土中籌黏粒仆成分扎主要將由親宵水性季礦物予組成其，同抓時(shí)具撐有顯陜著的陪吸水春膨脹注和失抽水收旺縮兩盜種變震形特淘性的奸黏性土膨脹土倦在我國(guó)訴的分布虹范圍很矩廣，如廣所西、柳云南堤、河灣南、包湖北思、四酸川、討陜西增、河醋北、秧安徽匙、江蘇等衡地均有望不同范漲圍的分速布。膨脹土夾引起的意災(zāi)害常著常會(huì)造痛成巨大趣的經(jīng)濟(jì)喘損失。救據(jù)Jo茫ne革s和Ho胸lt蚊z(197權(quán)3)報(bào)導(dǎo)滿，在渡美國(guó)療，每絮年由送于膨污脹土矩漲縮矩對(duì)房栽屋、獵管線暢和道藝路造掩成的賣損害租大23億美元構(gòu)，比水圈災(zāi)、臺(tái)氣風(fēng)、龍仍卷風(fēng)和征地震所桐造成的紐奉損害加咐在一起獎(jiǎng)還要多崇一倍以蕩上緒論——為什么雪要學(xué)習(xí)調(diào)非飽和逗土力學(xué)膨脹土閥問(wèn)題路基隆起邊坡滑移樓房開(kāi)裂墻體開(kāi)裂緒論——為什暈么要蛾學(xué)習(xí)義非飽博和土枕力學(xué)圖片醉來(lái)源干：h配tt湖p墻體開(kāi)裂膨脹伸土問(wèn)享題環(huán)境變化（如降雨、砍伐樹(shù)木、剝除植被等）膨脹土含水量變化土體出現(xiàn)顯著變形（膨脹性越大，隆起量越大）建筑物不均勻沉降，地面隆起破壞緒論——為什廣么要從學(xué)習(xí)紹非飽醋和土項(xiàng)力學(xué)土壩滲曲流問(wèn)題緒論——為什么宏要學(xué)習(xí)姿非飽和播土力學(xué)蓄水晶前蓄水后滲流問(wèn)題土體與大氣交界面處的水平衡；飽和帶或含水層中的凈水補(bǔ)給率；地下廢物存儲(chǔ)和隔離的永久覆蓋層設(shè)計(jì)；地表淺層污染物的遷移與清理；非飽和土堆石壩的瞬態(tài)與穩(wěn)態(tài)滲流。非飽和土的應(yīng)用變形問(wèn)題膨脹土的脹縮現(xiàn)象；黏土的干裂現(xiàn)象；塌陷土現(xiàn)象；非飽和土的固結(jié)與沉降；土體壓實(shí)。強(qiáng)度問(wèn)題氣候變化誘發(fā)的斜坡穩(wěn)定與滑坡問(wèn)題；支擋結(jié)構(gòu)的側(cè)向土壓力與穩(wěn)定性；開(kāi)挖與鉆孔穩(wěn)定性；水分變化條件下的淺基礎(chǔ)承載力；非飽和土中應(yīng)力波的傳播。緒論——為什么浸要學(xué)習(xí)墊非飽和砌土力學(xué)非飽和舌土力學(xué)勺主要內(nèi)偉容飽和土力學(xué)非飽和土力學(xué)滲流問(wèn)題變形問(wèn)題強(qiáng)度問(wèn)題應(yīng)力變量Te俊rz恢ag雜hi有效肉應(yīng)力妥原理Dar虎cy定律Moh浴r-C拜onl衰umn強(qiáng)度準(zhǔn)箱則Te參rz獵ag腹hi固結(jié)艱理論Bi著ot固結(jié)理喂論劍橋愧模型非飽怨和土劇的有梳效應(yīng)瓜力原蛋理孔隙羨水流