文庫(kù)發(fā)布：s0土力學(xué)緒論

土力學(xué)主講教師：代啟亮水利水電與建筑學(xué)院緒論什么是土？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、沒有膠結(jié)或膠結(jié)很弱的顆粒堆積物。風(fēng)化巖石地球顆粒堆積物地球（1）什么是土？緒論非連續(xù)介質(zhì)碎散性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)物緒論（2）土有哪些特點(diǎn)？特點(diǎn)1緒論多相介質(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—空氣土的組成特點(diǎn)2緒論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)空變異性特點(diǎn)3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)度特性滲透特性緒論特點(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。緒論（3）土力學(xué)的特點(diǎn)土力學(xué)與其它力學(xué)課程的比較緒論土力學(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)的工程問題緒論（4）為什么要學(xué)習(xí)土力學(xué)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)境緒論與土有關(guān)的工程問題緒論土力學(xué)與巖土工程和地下工程等密切相關(guān)緒論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。與土有關(guān)的工程問題A.加拿大特朗斯康谷倉(cāng)

緒論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)體逐漸糾正過來，但其位置比原來降低了４米。與土有關(guān)的工程問題緒論與土有關(guān)的工程問題B.舟曲縣泥石流緒論與土有關(guān)的工程問題緒論與土有關(guān)的工程問題由于甘南藏族自治州舟曲縣突降強(qiáng)降雨，縣城北面的羅家峪、三眼峪泥石流下泄，由北向南沖向縣城，造成沿河房屋被沖毀，泥石流阻斷白龍江、形成堰塞湖。截至8月8日21時(shí)，泥石流災(zāi)害已造成127人死亡，76人受傷，近2000人失蹤，緊急轉(zhuǎn)移安置4.5萬人，倒塌房屋120余戶300余間。

緒論與土有關(guān)的工程問題C.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(yán)重?fù)p傷

液化：松砂地基在振動(dòng)荷載作用下喪失強(qiáng)度變成流動(dòng)狀態(tài)的一種現(xiàn)象緒論與土有關(guān)的工程問題C.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)滑入海中緒論與土有關(guān)的工程問題以上幾個(gè)實(shí)例可歸結(jié)為與土有關(guān)的強(qiáng)度問題緒論與土有關(guān)的工程問題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)

緒論與土有關(guān)的工程問題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:正常向游人開放。處理措施A.比薩斜塔緒論與土有關(guān)的工程問題B.虎丘塔問題：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。緒論與土有關(guān)的工程問題C.關(guān)西機(jī)場(chǎng)1986年：開工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世界最大人工島（日本大阪）緒論與土有關(guān)的工程問題設(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問題：沉降大且有不均勻沉降C.關(guān)西機(jī)場(chǎng)緒論與土有關(guān)的工程問題地基的沉降及不均勻沉降（墨西哥城）緒論與土有關(guān)的工程問題以上幾個(gè)實(shí)例可歸結(jié)為與土有關(guān)的變形問題緒論與土有關(guān)的工程問題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：直接損失8000萬美元，起訴5500起，間接損失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：地震引發(fā)的滲透破壞－水力劈裂緒論與土有關(guān)的工程問題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。緒論與土有關(guān)的工程問題11：00左右洞口不斷擴(kuò)大并向壩頂靠近，泥水流量增加Teton壩緒論與土有關(guān)的工程問題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壩緒論與土有關(guān)的工程問題11:57壩坡坍塌，泥水狂瀉而下Teton壩緒論與土有關(guān)的工程問題12：00過后坍塌口加寬Teton壩緒論與土有關(guān)的工程問題洪水掃過下游谷底，附近所有設(shè)施被徹底摧毀Teton壩緒論與土有關(guān)的工程問題失事后現(xiàn)場(chǎng)狀況Teton壩緒論與土有關(guān)的工程問題九江大堤決口潰口原因：堤基管涌1998年8月7日13:10發(fā)生管涌險(xiǎn)情，20分鐘后，在堤外迎水面找到2處進(jìn)水口又過20分鐘，防水墻后的土堤突然塌陷出1個(gè)洞，5m寬的堤頂隨即全部塌陷，并很快形成一寬約62m的潰口。緒論與土有關(guān)的工程問題長(zhǎng)江堤防工程堤基管涌發(fā)生發(fā)展過程示意圖砂環(huán)管涌口粘性土砂性土滲水雜填土管涌：在滲流作用下，無粘性土體中的細(xì)小顆粒，通過土的孔隙，發(fā)生移動(dòng)或被水流帶出的現(xiàn)象。堤基管涌緒論與土有關(guān)的工程問題管涌砂環(huán)砂性土堤基管涌破壞示意圖管涌破壞當(dāng)管涌發(fā)生時(shí)，滲流將導(dǎo)致向源侵蝕，使堤防基礎(chǔ)下部出現(xiàn)滲流通道當(dāng)水頭差足夠大時(shí)，侵蝕將加速并掏挖堤防基礎(chǔ)。形成通道后極易引起潰決緒論與土有關(guān)的工程問題以上幾個(gè)實(shí)例可歸結(jié)為與土有關(guān)的滲透問題緒論與土有關(guān)的工程問題哈利法塔哈利法塔,原名迪拜大廈,是位于阿拉伯聯(lián)合酋長(zhǎng)國(guó)迪拜的一棟已經(jīng)建成的摩天大樓，有160層，總高828米，比臺(tái)北101足足高出320米。迪拜塔由韓國(guó)三星公司負(fù)責(zé)營(yíng)造，2004年9月21日開始動(dòng)工，2010年1月4日竣工啟用，同時(shí)正式更名哈利法塔。

緒論與土有關(guān)的工程問題

北引橋主橋航道橋蘇通長(zhǎng)江公路大橋蘇通大橋位于江蘇省東部的南通市和蘇州市之間，全長(zhǎng)32.4公里，是我國(guó)建橋史上工程規(guī)模最大、綜合建設(shè)條件最復(fù)雜的特大型橋梁工程，創(chuàng)造四項(xiàng)世界之最。

2010年3月26日，在美國(guó)土木工程協(xié)會(huì)（ASCE）舉行的2010年度頒獎(jiǎng)大會(huì)上，蘇通大橋工程獲得2010年度土木工程杰出成就獎(jiǎng)，這也是中國(guó)工程項(xiàng)目首次獲此殊榮。

緒論與土有關(guān)的工程問題緒論與土有關(guān)的工程問題竣工通車于1991年12月1日，總長(zhǎng)8346米，主橋長(zhǎng)846米，跨徑423米，通航凈高46米，橋下可通行5.5萬噸巨輪。它是目前世界上第四大雙塔雙索面斜拉橋，呈“H”形的主橋塔高150米，主橋設(shè)有6條機(jī)動(dòng)車道，橋面總寬為30.35米，兩側(cè)各設(shè)2米寬的人行道。上海南浦大橋緒論土工結(jié)構(gòu)物或地基土強(qiáng)度問題變形問題滲透問題

強(qiáng)度特性變形特性滲透特性土力學(xué)可以解決工程實(shí)踐問題，這正是土力學(xué)存在的價(jià)值以及我們學(xué)習(xí)土力學(xué)的目的。緒論（5）土力學(xué)包括哪些內(nèi)容？基礎(chǔ)物理性質(zhì)誘因土中應(yīng)力具體應(yīng)用土壓力……核心滲透特性變形特性強(qiáng)度特性基礎(chǔ)與主線誘因具體應(yīng)用第一章：土的物理性質(zhì)指標(biāo)和工程分類第二章：土的滲透性第三章：土體應(yīng)力計(jì)算第四章：土的壓縮與固結(jié)第五章：土的抗剪強(qiáng)度滲透特性變形特性強(qiáng)度特性第六章：擋土結(jié)構(gòu)物上的土壓力第七章：邊坡穩(wěn)定性分析第八章：地基承載力計(jì)算緒論第0章緒論（2學(xué)時(shí)）第1章土的物理性質(zhì)及工程分類（6學(xué)時(shí)）第2章土的滲透性（4學(xué)時(shí)）第3章土體中的應(yīng)力計(jì)算（6學(xué)時(shí)）第4章土的壓縮和固結(jié)（6學(xué)時(shí)）第5章土的抗剪強(qiáng)度（4學(xué)時(shí)）第6章?lián)跬翂Y(jié)構(gòu)物上的土壓力（4學(xué)時(shí)）第7章邊坡穩(wěn)定性分析（4學(xué)時(shí)）第8章地基承載力（4學(xué)時(shí)） 共40學(xué)時(shí)土工實(shí)驗(yàn)：8學(xué)時(shí)課程內(nèi)容緒論注意土的基本特點(diǎn)-通過與其它材料對(duì)比注重理論聯(lián)系實(shí)際-通過現(xiàn)場(chǎng)觀察與試驗(yàn)注重正確學(xué)習(xí)方法-概念，原理，方法內(nèi)容間聯(lián)系

要記憶，但不能死記（6）如何學(xué)好土力學(xué)？緒論土力學(xué)發(fā)展的歷史（7）土力學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)介與展望土力學(xué)成為一門獨(dú)立學(xué)科的重要標(biāo)志Terzaghi是土力學(xué)的奠基人1776Coulomb強(qiáng)度定律，土壓力理論1856Darcy定律1857Rankine

新的土壓力理論1925Terzaghi

有效應(yīng)力原理及滲透固結(jié)理論1936第一屆國(guó)際土力學(xué)及基礎(chǔ)工程會(huì)議1949中國(guó)土力學(xué)研究的興起緒論在土力學(xué)理論上作出杰出貢獻(xiàn)的部分名人摩爾

郎肯泰勒太沙基