土力学方面的希望对你有用学习教案

1、会计学1土力学方面的希望土力学方面的希望(xwng)对你有用对你有用第一页，共50页。1. 1. 土的工程土的工程(gngchng)(gngchng)应用应用 土工建筑材料土工建筑材料 建筑物基础之地基建筑物基础之地基(dj)(dj) 建筑环境建筑环境土的工程土的工程(gngchng)(gngchng)应用应用绪论学习土力学的目的？学习土力学的目的？土力学第1页/共49页第二页，共50页。2. 2. 与土有关与土有关(yugun)(yugun)的的工程问题工程问题与土有关的工程与土有关的工程(gngchng)(gngchng)问题问题绪论(xln)学习土力学的目的？学习土力学的目的？第2页/共

2、49页第三页，共50页。与土有关与土有关(yugun)(yugun)的工程问题的工程问题绪论(xln)为什么要学习为什么要学习(xux)(xux)土力学？土力学？加拿大特朗斯康谷仓 事故：事故：19131913年年9 9月装谷物，月装谷物，1010月月1717日日装了装了3182231822谷物时，谷物时，1 1小时竖向沉降达小时竖向沉降达2424小时倾斜小时倾斜26265353西端下沉西端下沉 东端上抬东端上抬上部钢混筒仓完好无损上部钢混筒仓完好无损概况：长，宽，高，共概况：长，宽，高，共6565个圆筒仓。个圆筒仓。 钢混筏板基础，厚钢混筏板基础，厚61cm61cm，埋深。，埋深。 1911

3、1911年动工，年动工，19131913年完工，自重年完工，自重20000T20000T。第3页/共49页第四页，共50页。与土有关的工程与土有关的工程(gngchng)(gngchng)问题问题绪论(xln)为什么要学习为什么要学习(xux)(xux)土力学？土力学？加拿大特朗斯康谷仓 处理：处理：事后在下面做了七十多个支撑于基岩上的混凝土墩，使用事后在下面做了七十多个支撑于基岩上的混凝土墩，使用388388个个50t50t千斤顶以及支撑系统，把仓体逐渐纠正过来，其位置比原来降千斤顶以及支撑系统，把仓体逐渐纠正过来，其位置比原来降低了米。低了米。 原因：原因：地基土事先未进行调查，地基土事先

4、未进行调查，据邻近结构物基槽开挖取据邻近结构物基槽开挖取土试验结果，计算地基承土试验结果，计算地基承载力应用到此谷仓。载力应用到此谷仓。19521952年经勘察试验与计算，地年经勘察试验与计算，地基实际承载力小于破坏时基实际承载力小于破坏时的基底压力。因此，的基底压力。因此，谷仓地基因超载发生强度谷仓地基因超载发生强度破坏而滑动破坏而滑动。2653失事后1913.10.181952.10.5 试验孔填土褐色粉质粘土灰色粉质粘土-0.61-12.34-13.72-4.271952.10.3 试验孔第4页/共49页第五页，共50页。与土有关与土有关(yugun)(yugun)的工程问题的工程问题绪

5、论(xln)为什么要学习为什么要学习(xux)(xux)土土力学？力学？香港宝城滑坡 19721972年年7 7月某日清晨，香港宝城路附近，月某日清晨，香港宝城路附近，两万立方米残积土从山坡上下滑，巨大滑两万立方米残积土从山坡上下滑，巨大滑动体正好冲过一幢高层住宅动体正好冲过一幢高层住宅-宝城大厦，宝城大厦，顷刻间宝城大厦被冲毁倒塌并砸毁相邻一幢顷刻间宝城大厦被冲毁倒塌并砸毁相邻一幢大楼一角约五层住宅。大楼一角约五层住宅。死亡死亡7 7人。人。原因：原因：山坡上残积土本身强度较低，加之雨水入渗使其强度进一步山坡上残积土本身强度较低，加之雨水入渗使其强度进一步大大降低，使得大大降低，使得土体滑动

6、力超过土的强度，于是山坡土体发生滑动。土体滑动力超过土的强度，于是山坡土体发生滑动。第5页/共49页第六页，共50页。香港香港1900年建市，年建市，1977年成立年成立(chngl)土力工程署土力工程署1972 Po Shan 滑坡滑坡 ( 20,000 m3)(67 死、死、20 伤伤)第6页/共49页第七页，共50页。Early 1972 滑坡滑坡(hup)前前July 1972 滑坡后滑坡后第7页/共49页第八页，共50页。与土有关的工程与土有关的工程(gngchng)(gngchng)问题问题绪论(xln)为什么要学习为什么要学习(xux)(xux)土土力学？力学？阪神大地震中地基液

7、化神户码头：神户码头：地震引起大面积砂地震引起大面积砂土地基液化后产生土地基液化后产生很大的侧向变形和很大的侧向变形和沉降，大量的建筑沉降，大量的建筑物倒塌或遭到严重物倒塌或遭到严重损伤损伤 液化：松砂地基在振动荷载作用下液化：松砂地基在振动荷载作用下丧失强度变成流动状态丧失强度变成流动状态的一种的一种现象现象第8页/共49页第九页，共50页。与土有关的工程与土有关的工程(gngchng)(gngchng)问题问题绪论(xln)为什么要学习为什么要学习(xux)(xux)土力学？土力学？阪神大地震中地基液化神户码头：神户码头：沉箱式岸墙因砂土地基液沉箱式岸墙因砂土地基液化失稳滑入海中化失稳滑入

8、海中第9页/共49页第十页，共50页。与土有关的工程与土有关的工程(gngchng)(gngchng)问题问题绪论(xln)为什么要学习为什么要学习(xux)(xux)土力学？土力学？以上几个实例可归结为与土有关的强度问题第10页/共49页第十一页，共50页。与土有关与土有关(yugun)(yugun)的工程问题的工程问题绪论(xln)为什么要学习为什么要学习(xux)(xux)土力学？土力学？比萨斜塔目前：目前：塔向南倾斜，南北两端沉降差，塔向南倾斜，南北两端沉降差， 塔顶离中心线已达，倾斜塔顶离中心线已达，倾斜5.55.513601360：再复工，至再复工，至13701370年竣工，全塔共

9、年竣工，全塔共8 8层，高度为层，高度为55m55m12721272：复工，经复工，经6 6年，至年，至7 7层，高层，高48m48m，再，再停工停工11781178：至至4 4层中，高约层中，高约29m29m，因倾斜停工，因倾斜停工11731173：动工动工原因：原因：地基持力层为粉砂，下面为粉土和粘土地基持力层为粉砂，下面为粉土和粘土层，模量较低，层，模量较低，变形较大变形较大。1590:1590: 伽利伽利略在此塔做略在此塔做落体实验落体实验 第11页/共49页第十二页，共50页。与土有关与土有关(yugun)(yugun)的工程问题的工程问题绪论(xln)为什么要学习为什么要学习(xu

10、x)(xux)土力学？土力学？比萨斜塔1838-18391838-1839：挖环形基坑卸载挖环形基坑卸载1933-19351933-1935：基坑防水处理基坑防水处理 基础环灌浆加固基础环灌浆加固19901990年年1 1月月: : 封闭封闭19921992年年7 7月：月：加固塔身，用压重加固塔身，用压重 法和取土法进行地法和取土法进行地 基处理基处理目目 前前: : 已向游人开放。已向游人开放。 处理措施第12页/共49页第十三页，共50页。与土有关的工程与土有关的工程(gngchng)(gngchng)问题问题绪论(xln)为什么要学习为什么要学习(xux)(xux)土力学？土力学？虎丘

11、塔问题：问题：塔身向东北方向严重倾斜，塔塔身向东北方向严重倾斜，塔 顶离中心线已达，底层顶离中心线已达，底层 塔身发生不少裂缝，成为危险塔身发生不少裂缝，成为危险 建筑物而封闭。建筑物而封闭。概况：概况：位于苏州市虎丘公园山顶，落成于位于苏州市虎丘公园山顶，落成于宋太祖建隆二年（公元宋太祖建隆二年（公元961961年）。全塔年）。全塔7 7层层，高，塔的平面呈八角形。，高，塔的平面呈八角形。原因：原因：坐落于不均匀粉质粘土层上，坐落于不均匀粉质粘土层上， 产生产生不均匀沉降不均匀沉降。处理：处理：在塔四周建造一圈桩排式地下在塔四周建造一圈桩排式地下 连续墙并对塔周围与塔基进行连续墙并对塔周围与

12、塔基进行 钻孔注浆和打设树根桩加固塔钻孔注浆和打设树根桩加固塔 身，效果良好。身，效果良好。第13页/共49页第十四页，共50页。与土有关的工程与土有关的工程(gngchng)(gngchng)问题问题绪论(xln)为什么要学习为什么要学习(xux)(xux)土力学？土力学？日本关西国际机场 世界最大人工岛19861986年：年：开工开工19901990年：年：人工岛完成人工岛完成19941994年：年：机场运营机场运营面积：面积：4370m4370m1250m1250m填筑量：填筑量6m m3 3平均厚度：平均厚度：33m33m设计时预测沉降：设计时预测沉降：5.7

13、-7.5 m5.7-7.5 m完成时实际沉降：完成时实际沉降：8.1 m8.1 m，5cm/5cm/月月 (1990(1990年年) )预测主固结完成：预测主固结完成：2020年后年后比设计超填：比设计超填：3m3m问题：沉降大且有不均匀沉降第14页/共49页第十五页，共50页。与土有关与土有关(yugun)(yugun)的工程问题的工程问题绪论(xln)为什么要学习为什么要学习(xux)(xux)土土力学？力学？以上几个实例可归结为以上几个实例可归结为与土有关的变形问题变形问题第15页/共49页第十六页，共50页。美国美国(mi u)Teton坝坝概况概况(gikung)(gikung)：土

14、坝，高土坝，高90m90m，长，长1000m1000m，建于，建于1972-751972-75年，年，19761976年年6 6月失事月失事损失：损失：直接直接80008000万美元，起万美元，起诉诉55005500起，亿美元，起，亿美元，死死1414人，受灾万人，人，受灾万人，6060万亩土地万亩土地(td)(td)，3232公里铁路公里铁路原因：原因：渗透破坏水力劈裂渗透破坏水力劈裂与土有关的工程问题与土有关的工程问题绪论为什么要学习土力学？为什么要学习土力学？第16页/共49页第十七页，共50页。Teton坝坝1976年6月5日上午10:30左右，下游(xiyu)坝面有水渗出并带出泥土。

15、与土有关与土有关(yugun)(yugun)的工程问题的工程问题绪论(xln)为什么要学习土力学？为什么要学习土力学？第17页/共49页第十八页，共50页。Teton坝坝1111：0000左左右右(zuyu)(zuyu)洞口不断扩洞口不断扩大并向坝顶大并向坝顶靠近，泥水靠近，泥水流量增加流量增加与土有关与土有关(yugun)(yugun)的工程问题的工程问题绪论(xln)为什么要学习土力学？为什么要学习土力学？第18页/共49页第十九页，共50页。Teton坝坝11:30洞口继续向上扩大，泥水冲蚀了坝基，主洞的上方又出现(chxin)一渗水洞。流出的泥水开始冲击坝趾处的设施。与土有关与土有关(

16、yugun)(yugun)的工程问题的工程问题绪论(xln)为什么要学习土力学？为什么要学习土力学？第19页/共49页第二十页，共50页。11：50左右洞口扩大加速，泥水对坝基的冲蚀更加(gnji)剧烈。Teton坝坝与土有关的工程与土有关的工程(gngchng)(gngchng)问题问题绪论(xln)学习土力学的目的？学习土力学的目的？第20页/共49页第二十一页，共50页。11:57 坝坡坍塌(tnt)，泥水狂泻而下Teton坝坝与土有关与土有关(yugun)(yugun)的工程问题的工程问题绪论(xln)学习土力学的目的？学习土力学的目的？第21页/共49页第二十二页，共50页。12：0

17、0过后(guhu)坍塌口加宽Teton坝坝与土有关的工程与土有关的工程(gngchng)(gngchng)问题问题绪论(xln)学习土力学的目的？学习土力学的目的？第22页/共49页第二十三页，共50页。洪水扫过下游谷底，附近所有设施(shsh)被彻底摧毁Teton坝坝与土有关与土有关(yugun)(yugun)的工程问题的工程问题绪论(xln)学习土力学的目的？学习土力学的目的？第23页/共49页第二十四页，共50页。九江大堤(d d)决口溃口原因溃口原因(yunyn)(yunyn)：堤基管涌堤基管涌1998年8月7日13:10发生(fshng)管涌险情，20分钟后，在堤外迎水面找到2处进水

18、口又过20分钟，防水墙后的土堤突然塌陷出1个洞，5 m宽的堤顶随即全部塌陷，并很快形成一宽约62m的溃口。 与土有关的工程问题与土有关的工程问题绪论学习土力学的目的？学习土力学的目的？第24页/共49页第二十五页，共50页。长江堤防长江堤防(dfng)(dfng)工程堤基管涌发生发展过程工程堤基管涌发生发展过程示意图示意图砂环砂环管管涌涌口口粘性粘性(zhn xn)土土砂性土砂性土渗水渗水(shn shu)杂填土杂填土管涌：管涌：在渗流作用下，无粘性土体中的细小颗粒，通在渗流作用下，无粘性土体中的细小颗粒，通过土的孔隙，发生移动或被水流带出的现象。过土的孔隙，发生移动或被水流带出的现象。 堤基

19、管涌与土有关的工程问题与土有关的工程问题绪论学习土力学的目的？学习土力学的目的？第25页/共49页第二十六页，共50页。管涌砂环砂性土堤基管涌砂性土堤基管涌(un yn)破破坏示意图坏示意图管涌破坏当管涌当管涌(un (un yn)yn)发生时发生时，渗流将导致，渗流将导致向源侵蚀，使向源侵蚀，使堤防基础下部堤防基础下部出现渗流通道出现渗流通道当水头差足够大时当水头差足够大时，侵蚀，侵蚀(qnsh)(qnsh)将将加速并掏挖堤防基加速并掏挖堤防基础。形成通道后极础。形成通道后极易引起溃决易引起溃决与土有关的工程问题与土有关的工程问题绪论学习土力学的目的？学习土力学的目的？第26页/共49页第二

20、十七页，共50页。以上几个(j )实例可归结为与土有关的渗透问题与土有关的工程与土有关的工程(gngchng)(gngchng)问题问题绪论(xln)学习土力学的目的？学习土力学的目的？第27页/共49页第二十八页，共50页。土工(t n)结构物或地基土强度强度(qingd)(qingd)问题问题变形问题变形问题渗透问题渗透问题 强度特性强度特性(txng)(txng) 变形特性变形特性(txng)(txng) 渗透特性渗透特性(txng)(txng)土力学可以解决工程实践问题，这正是土力学存在的价值以及我们学习土力学的目的。绪论第28页/共49页第二十九页，共50页。岩石岩石(yn(ynsh

21、)sh)风化风化(fnghu)(fnghu)（物理、化学）（物理、化学）作用作用岩石岩石(ynsh)(ynsh)破碎破碎 化学化学成分改变成分改变搬运沉积搬运沉积大小、形状和大小、形状和成分都不相同成分都不相同的松散颗粒集的松散颗粒集合体（合体（土土） 一、土的形成一、土的形成第29页/共49页第三十页，共50页。土是指：土是指： 地球表面的整体岩石在大气中地球表面的整体岩石在大气中经受长期的风化作用而形成的、覆经受长期的风化作用而形成的、覆盖在地表上碎散的、没有胶结或胶盖在地表上碎散的、没有胶结或胶结很弱的颗粒堆积物。结很弱的颗粒堆积物。 按堆积或沉积的条件按堆积或沉积的条件(tiojin)

22、(tiojin)分：残积土和运积土（分：残积土和运积土（坡积土、冲积土、风积土、冰碛土坡积土、冲积土、风积土、冰碛土）岩石岩石地球颗粒堆积物颗粒堆积物地球第30页/共49页第三十一页，共50页。(lingho)(lingho)、级配不良、级配不良n 颗粒大小分析试验颗粒大小分析试验n 对于大于对于大于0.075 mm0.075 mm的土粒常采用筛分的土粒常采用筛分法法n 而对于小于的土粒则采用密度计法而对于小于的土粒则采用密度计法土土固相固相液相液相气相气相第31页/共49页第三十二页，共50页。l 单粒结构(jigu)l 分散结构(jigu)l 絮状结构(jigu)第32页/共49页第三十三

23、页，共50页。第33页/共49页第三十四页，共50页。筛分法：筛分法：用一套孔径不同的筛子用一套孔径不同的筛子，按从上至下筛孔逐渐，按从上至下筛孔逐渐减小放置减小放置(fngzh)(fngzh)。将。将事先称过质量的烘干土事先称过质量的烘干土样过筛，称出留在各筛样过筛，称出留在各筛上的土质量，然后计算上的土质量，然后计算其占总土粒质量的百分其占总土粒质量的百分数。数。适用于粗粒土适用于粗粒土(0.075mm) (0.075mm) 第34页/共49页第三十五页，共50页。第35页/共49页第三十六页，共50页。CwsssVmG4)(%100swmm)/(3cmgVmsd)/(3cmgwsat)/(3cmgVVmwvssatsvVVe VVnv%100vwrVVs)/(3cmgVm第36页/共49页第三十七页，共50页。气气水水土粒土粒msmwmVsVwVVa质量质量(zhl(zhling)ing)m m体积体积(tj)(tj)V VVv第37页/共49页第三十八页，共50页。%100swmm)/(3cmgVmCwsssVm