土力学教案与课件绪论

1、土力学主讲教师：刘熙媛 博士 副教授 注册土木（岩土）工程师 地下工程系 系主任E-mail： 手机： 土地壳表层岩石经过风化后覆盖在地表上的没有胶结或胶结很弱的碎散矿物颗粒的集合体。土具有成层性。每一层的物质组成、物理化学状态基本一致，工程性质大体相仿的同一层土称为土层。由若干厚度不等、性质各异、以一定上下层序组合在一起的土层集合体称为土体。土的基本特性：碎散性、三相体系、自然变异性一、土的特性 绪 论?天津市典型工程地质条件土力学是研究土的学科。 主要研究土的碎散特性及其受力后的应力、应变、强度、稳定和渗透等规律。1土的应力与应变的关系。2土的强度及土的变形和时间的关系。3土在外荷作用下的

2、稳定性计算。二、课程简介特点： 属于工程力学范畴，是理论性和实践性很强的学科。研究目的： 解决工程建设中有关土的工程技术问题。二、课程简介(1)地基直接承受建筑物荷载影响的地层；(2)建筑材料路堤、土坝；(3)建筑物周围的介质或环境隧道、涵洞及地下建筑结论：作为建筑地基、建筑材料或建筑介质的地壳表层土体是土力学的研究对象。土力学不仅研究土体当前的性状，也要分析其性质的形成条件，并结合自然条件和建筑物修建后对土体的影响，分析并预测土体性质的可能变化，提出有关的工程措施，以满足各类工程建筑的要求。 土力学是进行地基基础设计和计算的理论依据。学好土力学很重要三、土在工程中的用途 工程实例一：比萨斜塔

3、倾斜原因及治理措施比萨斜塔倾斜情况及原因 基础建立在一半是软粘土一半是砂卵石的地基上。由于次固结作用产生倾斜。塔高56.7m。近一个世纪以来，塔已向南倾斜了大约30厘米，斜度达到8度。比萨斜塔倾斜原因及治理措施比萨斜塔治理措施及结果 在斜塔北侧的塔基下码放了数百吨重的铅块，并使用钢丝绳从斜塔的腰部向北侧拽住，还抽走了斜塔北侧的许多淤泥，并在塔基地下打入10根50米长的钢柱。历时10年半的比萨斜塔拯救工作已全部结束。除自然因素外，可确保3个世纪内不发生倒塌危险。 工程实例二：加拿大特郎斯康谷仓地基破坏事故谷仓地基破坏情况：建于1913年的加拿大特郎斯康谷仓由65个圆柱形筒仓组成，高31m，底面长

4、59.4m。其下为钢筋混凝土片筏基础，厚2m。谷仓自重20万kN，当装谷27万kN后，发现谷仓明显失稳，24小时内西端下沉8.8m，东端上抬1.5m，整体倾斜2653。工程实例二：加拿大特郎斯康谷仓地基破坏事故谷仓地基破坏原因：事后进行勘查分析，发现基底之下为厚十余米的淤泥质软粘土层。地基的极限承载力为251kPa，而谷仓的基底压力已超过300kPa，从而造成地基的整体滑动破坏。基础底面以下一部分土体滑动，向侧面挤出，使东端地面隆起。谷仓地基治理措施：在地基中做了70多个支承于深16m 基岩上的混凝土墩，使用了88个50kN的千斤顶和支承系统，才把仓体逐渐纠正过来。然而谷仓位置比原来降低了4m

5、。工程实例二：加拿大特郎斯康谷仓地基破坏事故土和其它材料一样，受力后将发生变形。如果这种变形超过了一定的限度，就会使结构物损坏或不能正常使用，这类问题在土力学中叫做变形问题。如果土受力超过了它所能承受的能力，土便要被破坏，结构物将随之倒毁或不能使用。土体的破坏，在力学中亦称为稳定性丧失。研究土体是否会破坏这一类问题称为稳定问题，土的稳定性取决于它的强度。总结：四、发展历史1773 Coulomb 强度定律，土压力理论1856 Darcy 定律1857 Rankine 新的土压力理论1925 Terzaghi 有效应力原理及渗透固结理论1936 第一届国际土力学及基础工程会议1949 中国土力学

6、研究的兴起土力学成为一门独立学科的重要标志Terzaghi是土力学的奠基人始于18世纪工业革命五、研究内容基础物理性质先导土中应力具体应用土压力土坡稳定地基承载力核心渗透特性变形特性强度特性基础与主线先导具体应用研究内容第一章土的物理性质及工程分类第二章土中的应力计算第三章土中水的运动规律第四章土的压缩性和地基沉降第五章土的抗剪强度理论渗透特性变形特性强度特性第六章土压力计算第七章土坡稳定分析第八章地基承载力六、如何学好土力学？注意土的基本特点 - 通过与其它材料对比 注重理论联系实际 - 通过现场观察与试验注重正确学习方法 - 概念，原理，方法 内容间联系 要记忆，但不能死记学时分配及说明本课程共40学时。 其中32学时教学，8学时试验。试验另行安排。考查课参考书目教材：徐东强主编，土力学，中国建材工业出版社参考书：华南理工大学等四院校主编，地基及