岩土力学讲稿

岩土力学

0绪论岩土力学的概念土力学是一门研究土体渗流、压缩和强度三个主要课题的学科岩石力学是研究岩石的力学性态的理论和应用的学科岩土力学的研究对象研究对象：土和岩石土体是岩石风化的产物，是一种松散的颗粒堆积物。

岩石是由矿物和岩屑在地质作用下按一定规律聚集而成的自然体。岩体是受到各种性质的软弱面切割而成的自然地质综合体。岩体结构：包括结构面和结构体。

岩土力学研究的内容对工程地质定性成果进行定量分析和计算岩土体物力性质研究岩土体的稳定性参数测试方法研究、现场大型力学试验、应力和应变监测技术岩土体中应力和应变的分布规律及岩土体和工程建筑物相互作用的研究影响岩土体稳定性的各种因素和作用力，定量评价岩土体稳定性的理论和科学计算方法的研究加固岩土体的工程措施和处理技术研究岩土力学在工程建设中的作用和任务作用一(宏观）应用岩土力学知识分析、计算、评价建筑物地基变形、强度及稳定性，确保水库、大坝等的安全可靠性尽可能把不利因素转化为有利因素，提高建筑物的稳定性并节约投资作用二：水利水电建设中的岩土工程0概述坝堤基础的稳定、地下电站建设、引水隧道建设、开挖边坡、评价水利水电的建设环境和地下渗透水的状态等与岩土工程密切相关的是高坝建设、引水隧洞、自然边坡的稳定三峡大型水利枢纽，面对一系列岩土工程技术难题，如船闸高边坡的计算分析与建设0概述二滩水电站在基岩上建高坝要求解决建基面的力学分级，稳定性评价方法，多裂隙岩体的强度及变形分析方法二滩地下厂房规模为世界第四，洞室群要求采用施工优化系统高165M处于复杂地基上的李家峡拱坝，在大坝软弱夹层运用了砼置换、抗震桩、传力峒及600T位的锚拉技术1高坝建设中的岩土工程问题（1）勘探技术方面高坝基岩的勘探，需解决许多与工程地质、岩体力学有关的难题，如区域性的构造稳定、复杂岩基、风化基岩的力学特性（2）水利水电建设中的岩体质量分级：岩体质量分级按不同的工程类型，如大坝主地基、边坡开挖工程等，进行不同的分级。单因素分级法指标：按岩石抗压强度分级；按风化程度分级；按岩石质量指标分级；以弹性波速度分级。1高坝建设中的岩土工程问题多因素分级法指标：按岩体连续性分级；西班牙的图末罗法分级；我国的损伤力学岩体分类法（3）大坝稳定计算分析引用非线性非连续介质模型对大坝稳定性进行分析清华大学的三维非线性大坝分析程序，可分析大型拱坝的整体稳定性1高坝建设中的岩土工程问题（4）坝基岩体稳定评价目前主要采用计算分析法和模型试验法计算分析法：有限元法，刚体极限平衡法模型试验法：地质力学模型，脆性材料模型评价拱坝坝肩岩体稳定，是拱坝设计中面临的最困难的问题之一2土坝工程（1）土坝工程加固防渗应用技术目前，我国已建成土坝6万余座，占大坝总数的90%。我国土坝中大多是碾压式土坝根据土石料的性质，放在坝体内适当的部位并采用适当的施工技术砾质土、风化岩、石渣用于筑坝的技术2土坝工程利用机械把风化岩压碎作为防渗体把不同的土石料拌和后建成强度高的防渗体冻土筑坝技术沥青砼塑料薄膜等材料作为土石坝的防渗结构土坝基础的不良地基处理：水泥粘土灌浆法、砼防渗墙、土铺盖防渗、泥浆防渗槽、化学材料灌浆、砂井加固等2土坝工程（2）土坝工程设计土的强度力学模型的应用土坝的稳定性分析土坝分析中计算机数值方法的引入坝体变形和裂缝的研究引入仿真破坏模拟用有限元法模拟土坝渗流土坝边坡稳定分析的动力分析方法沉降计算与固结理论3地下水电站建设中的岩土工程地下水电站指引水道、调压井、压力管道、主厂房部分洞室、尾水洞室等均位于地下的电站在地质条件允许的情况下，可充分利用围岩承载能力减少支承结构，节省钢材、水泥，降低工程造价把围岩视为承载结构，建立岩体支护概念地下洞室计算方法－数值模拟法：块体法、弹塑性模型分析法3地下水电站建设中的岩土工程地下洞室的稳定判据：以岩体的屈服、变形、状态作为判据喷锚支护加固地下结构：锚杆、锚索、喷射砼等洞室群的施工优化：从全局出发，找出有利于围岩稳定而且经济的优化施工方案作用三：铁路建设中的岩土工程铁路建设中的岩土工程包括岩土工程勘探、路基、桥梁基础工程、隧道工程。遥感、物探、原位测试、岩土试验滑坡、崩塌、泥石流及岩溶等复杂工程地质条件下的铁路工程软土、膨胀土、黄土、冻土等特殊条件下的铁路工程风沙地区的铁路工程作用满三：嗽铁路壤建设燃中的罗岩土颈工程锚杆撤挡土撞墙、熊锚定轻板挡屡土墙车、加指筋土扫挡土笑墙、郊抗滑谅桩、灿桩板踩墙、单锚索巨抗滑竹桩及酷土钉手墙等家各种饱支挡燃结构息工程重载但及高扑速铁幸路路辱基复杂半条件沫下桥帝梁及貌基础管工程复杂舰条件肤下长拳、大妨隧道堡工程作用苗四：剪港口诞建设宴中的摇岩土睬工程港口脂建设雷中的政岩土傍工程稠包括贱软土跟地基强的勘返探取他土和夺现场收测试沉、沿徐海软汇粘土麦工程盘、软确基加驻固工民程、优桩基路和其眯他港绵工结朗构基讲础和庸设计静和施澡工工锈程采用杆浅层芦剖面罩仪在牌大面介积水弃域中神进行假初步仓勘探孙并结房诚合少丈量钻吨孔，鹅鉴别帖土类蓄和土步层采用咱标准族贯入萌、土律压力伍计等待常规毙设备缩慧完成旨现场溉测试赛和原薄体观音测用砂增井排校水堆夺载预晨压方呆法加汁固软首粘土逝地基作用活四：蛙港口贺建设同中的堪岩土药工程用袋逃装砂颗井和号塑料智纸板次排水绣处理暮淤泥乌质海惠岸用振叫冲碎重石桩延法、吗真空并预压渠法、健强夯区法、跟深层星拌合松法、哥填土欺超载匠挤淤跪法、拆爆炸畜挤淤约法等箭加固芬软基预应中力钢避筋砼屿空心壁方桩蕉应用注于高殃桩码视头大型鸣钢管伙桩应导用于莫建造肾深水谱码头大型诞预应黑力钢寒筋砼惧管桩倍应用吹于建射造海司水腐壳蚀码事头作用闭四：落港口司建设肯中的爪岩土寨工程其他改港工眉建筑浮物基稳础：狂大直晕径圆介筒结赶构，核地下牙连续笨墙，汽大型负扶壁片，沉绕井和捷沉箱伪等作用盛五：衡城建子中的窝环境秆岩土抓工程处于商江河部湖泊袋或海英洋沿任岸的茂城市严，城率市环趋境灾纲害防逝治摆页在重堪要地膊位城市狱防洪运：须签控制特淹没后高度繁，涉盾及上忍下游爪河道送清理糟工程后、防痛洪堤器和防舌汛墙宋工程群等采取示技措拖提高乖大坝盒抗洪顿能力镰：用躺探地巴雷达柳等无绪损检槽测方返法查裙明堤症防工赖程的聚地层凝特点裂和险刺情隐藏患；愚用旋饶喷等无加固添大堤叹地基伸；用势防渗沿墙等恩延长肝渗透海途径航；采涉用经凶济高胞效新雪型加拨固材歪料加哭速工创程进易度，奶提高姻工程弄质量作用制五：冬城建虫中的楼环境龙岩土末工程山城毅的泥扰石流纠治理国：在俗形成杂区用婶沟坡愁兼治梅措施裳；在谈流通然区，讨筑各逐种拦袋截坝过、溢添流坝武；在扒堆积恰区，学采取萝排导择停淤篇措施港口舌城市槐须疏州通航赌道，游合理活构筑慎导堤圆，提蛇高通讲航能职力海岸础城市老须进寸行岸暖坡稳瓶定保鱼护，禾合理秃地构命筑围膜海海仇堤城市蝇地面护沉降次，涉处及深龙井回痛灌、芹高层栗建筑齿纠偏生等工许程任务解决新岩土面工程祖问题通过划岩土切力学轮分析道计算供，提匹出建动筑物秃结构唱类型春、施敌工方光法及废运营帝使用鄙中的极注意先事项提出散改善质和防击治不印良地斤质条凭件，状解决虎岩土牛工程表问题灶的方黎法和煤措施岩土牵力学颤的研圣究方讽法土力迹学的惹研究低方法理论科和室搬内外仆土工葛试验分及工哨程实援践相锦结合确，理璃论计悟算和希工程尽经验砌并重岩石跃土力网学的通研究渐方法采用妄对自肯然岩敬体进畏行性汪质测扰定、静理论券计算晕、科厚学试猪验与册理论榨分析祸相结跳合的蠢方法岩土奋力学启的发勺展简响史岩土年力学太是一研门既利古老挺、又灾新兴字的学渴科，广人类爽很早保就懂资得广占泛利衫用土岛进行灯工程丧建设象（我稀国的宾长城采、南齐北大寨运河肃）直段到十扁八世震纪中榜叶，毫人类患对土仿在工并程建怠设方千面的氏特性剂，尚蚂停留狡在感性卫认识滑阶段。土力亮学的珍发展肝简史十八萌世纪拥产业帮革命妻后，爹提出堂了大店量与穿土力顾学有补关的蚕问题坐和不占少成艇功的屿经验穷，特论别是坝一些呆工程右事故宣的教歉训，某迫切胶促使峡人们背去寻茎求理临论的钓解释绢，并团要求既永通霞过实遵践检武验的枣理论边来直奸到以纤后的质工程巩实践腿。筑城反学（口欧洲阳）移墙隆后土共压力倦问题铁路婶、公梢路、裙水利第工程霞土陶坡稳采定问撤题半经径验分庆析阶压段土力资学的壳发展乓简史二十仔世纪榜，随肺着土辫建规钳模的贷扩大岗，促置使人捉们全版面地袭系统渔地对起土的担力学摧性质速作理离论和康实践常研究剧，科住学技怨术不赛断发鬼展，镰世界速不少皇国家临分分申成立台专门订土力拨学研崖究机认构，态重点半研究剃。十八球世纪穴二十软年代炕，著鄙名的叫土力堪学家亚太沙料基的屈土力个学专绑著《贿土力宪学》朴问世同，标矮志着瞒土力啦学作肿为一滴门独厕立的殖较系霸统而斯完整姻的学勾科，自1抽93止6年矛以来脂，已千召开练了十易一届睁国际突土力录学和斯基础庆工程摔学术赏会议亩。近四乖十年枣来，稠由于夸尖端踏科学五、生传产发挤展的告需要贪，土恐力学阀的研沫究领抵域又仓有了赵明显赴的扩呼大土动绳力学舍、冻移土力捉学、滔海洋郑土力手学、禽月球翅土力娱学同时栋岩石痰力学紫也已谜与土四力学复分离每而单元独称擦为一谈门学孩科。岩石常力学享的进爸展和而动向重视夫工程踩地质汁宏观丝式研究大力隙发展甚岩体锤和岩虽石测龙试和烛检测绿技术加强贵对岩禾体和谦岩石掘基本捕性质夹的研苗究数值产分析绪在岩进石力吨学中坦广泛妥应用强调要岩石着力学杜在工皆程上逃的应洋用，惕重点从转向易地下送工程重视套工程尽实例慈的总倒结分捕析和偶现场夫判断镜，加葛强专稀家系馆统的导建立丙工作岩土英力学英的学花习方岔法学习伍岩土玩力学纱，必殖须特订别注赚意认榴识土简的特快点多样档性易变状性岩土婚力学篮密切典结合外专业手和实耀践的宣一门米课程蓝，学闪习中对不但役要着杯重于存基本辨概念雷的理色解，禾掌握谜计算何方法戚而且都要学伞会初窝步解柜决实区际问粱题的稻能力组。岩土目力学毕与其兼它课傻程的暂关系岩土获力学芒属于爹技术锅基础送课，牵它在倦一般奴基础译课和恢专业竹课之较间起殊到承算上启此下的新作用尼。先行哭课程脊：材围料力堂学、窑结构斗力学优、弹扁性理秀论初宴步、炊工程劳地质羞学与权水文殖地质砖学、弓水力胶学后续亿课程乞：水液工结宾构、雷地基训及基辉础岩土麻力学唇是一呢门边进缘学陡科，恢它所典设计膝的自红然科狱学范丹围很斩广，希除了庭和力葵学领缠域内跌各邻衔近学贵科有位密切烫关系贝外，艳它还虾涉及歪到普鸭通地悉质学央、土朴质学萌、物妻理、续化学盖等方杆面的亡知识左领域胖。第一狂章尖岩蜡土的艰物理麻性质永及工武程分从类航1.竹1究岩替土体扑的特沾性1.鹊1.鄙1算土的讽结构扇与特揉性土的柿概念益及土雾的形脖成在土忌木工芦程领盛域，栗土是写指覆咏盖在走地表国的没课有胶尽结和惧弱胶跟结的伸颗粒榆堆积报物，叛土与爽岩石形的区机分仅歇在于研颗粒盒胶结誓的强会弱，踩所以维，有论时也院会遇蝴到难纠以区例分的达情况哥。土的杨来源土根丝式据来瓣源可默分为无机羽土：原岩石则风化栋天然本土长土觉是岩卷石风自化的纱产物有机直土：似腐殖类土，由植共物完拾全或侄部分码分解柜的堆紫积物围具有怒高压酒缩性螺、低核强度丘，为晴不良嘉建筑摄物地称基风化氧：物理稿风化糖：温鹿度骗应汽力胁岩翻石开喂裂水的角冻胀艇裂缝副张开帽岩石戚开裂波浪侧冲击地震风拒沙剑砾冲患击薯岩没石破殃裂化学颗风化剧：岩塑石与瓣空气凯、水兄和各雕种溶鹅液相幕接触机经氧化炭化蜡作采用袋分领解成墨细小蛇的颗塌粒阶致优使岩所石的究矿物酿成分传发生梯变化水化在自胳然界钉，物厅理风邮化和回化学崇风化受是同穗时或怠交替匠进行耽的，葵所以书任何辞一种浇天然平土通师常既哈是物乎理风兵化的转产物队，又辆是化询学风购化的越产物许。土的亮种类残积罢土：岩石挠风化印后仍萍然留绒在原睬地的版堆积吗物。僚残积吓土的为厚度违和风欢化程无度主市要取续决于引气候初条件双和暴版露时然间，群其明衡显特完征是傻颗粒母多为凤角粒患，且般母岩创种类测对残道积土贴的性弊质有梨显著拖影响晋。(溜优良击母岩顽、质两地不肌良母炊岩)运积渐土：经流俭水、垃风和页冰川荐等动邀力搬饰运离诉开产辨地的纽奉堆积辞物。含可分菌为河流牧运积也土风积浊土冰川念沉积愁土沼泽趣土（版腐植掩土）河流翼沉积案土水冲厌积形捐成的妈，上棋游颗争粒粗逗，下应游颗思粒细峰，故疾：