补充建工土力学课件绪论

土力学重庆大学土木工程学院土力学与基础工程教研室绪论0.1土力学的基本概念

土力学----是研究土体在外力作用下的应力、变形、强度，渗流。规律的一门力学分支。

土力学所要研究的两大基本问题是土体的变形和强度。土的概念?土有哪些特点？碎散性土有哪些特点？非连续介质强度低易变形,易压缩沉降*体积变化主要是孔隙变化*剪切变形主要由颗粒相对位移引起渗透性绪论岩石风化的产物多相介质三相体系受力后由土骨架、孔隙介质共同承担存在复杂的相互作用绪论土有哪些特点？固相—土骨架液相—水气相—空气自然变异性自然界的产物绪论土有哪些特点？非均匀性各向异性结构性时空变异性碎散性三相体系自然变异性力学特性复杂变形特性强度特性渗透特性绪论土有哪些特点？绪论土力学有何特点？学科研究对象理论力学质点或刚体材料力学单个弹性杆件（杆、轴、梁）连续固体结构力学若干弹性杆件组成的杆件结构弹性力学弹性实体结构或板壳结构水力学不可压缩的连续流体（水）连续流体土力学天然的三相碎散堆积物碎散材料土力学有何特点？土力学绪论连续介质力学的基本知识描述碎散体特性的理论土的变形、强度和渗透特性以及与此有关的工程问题为什么要学习土力学？土具有广泛的工程应用2.存在大量与土有关的工程问题绪论１．土的工程应用作为建筑物地基地基与基础?作为土工建筑材料作为建筑环境介质绪论为什么要学习土力学？与土有关的工程问题绪论为什么要学习土力学？加拿大特朗斯康谷仓事故：1913年9月装谷物，10月17日装了31822Ｔ谷物时，1小时竖向沉降达30.5cm24小时倾斜26°53ˊ西端下沉7.3m东端上抬1.5m上部钢混筒仓完好无损概况：长60m，宽24m，高31m，共65个圆筒仓。钢混筏板基础，厚61cm，埋深3.7m。1911年动工，1913年完工，自重20000T。加拿大特朗斯康谷仓原因：地基土事先未进行调查，据邻近结构物基槽开挖取土试验结果，计算地基承载力应用到此谷仓。1952年经勘察试验与计算，地基实际承载力远小于谷仓破坏时发生的基底压力。因此，谷仓地基因超载发生强度破坏而滑动。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388个50t千斤顶以及支撑系统，才把仓体逐渐纠正过来，但其位置比原来降低了４米。

与土有关的工程问题绪论为什么要学习土力学？香港宝城路滑坡原因：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大大降低，使得土体滑动力超过土的强度，于是山坡土体发生滑动。1972年7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，巨大滑动体正好冲过一幢高层住宅--宝城大厦，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。死亡６7人。PoShanRoadConduitRoadNotewellRoad香港1972PoShan滑坡(~20,000m3)(67死、20伤)Early1972滑坡前June1972滑坡后与土有关的工程问题绪论为什么要学习土力学？以上实例可归结为与土有关的强度问题意大利比萨斜塔比萨斜塔目前：塔向南倾斜，南北两端沉降差1.80m，塔顶离中心线已达5.27m，倾斜5.5°1360：再复工，至1370年竣工，全塔共8层，高度为55m1272：复工，经6年，至7层，高48m，再停工1178：至4层中，高约29m，因倾斜停工1173：动工原因：地基持力层为粉砂，下面为粉土和粘土层，强度较低，变形较大。1590:

伽利略在此塔做落体实验与土有关的工程问题绪论为什么要学习土力学？比萨斜塔1838-1839：挖环形基坑卸载1933-1935：基坑防水处理基础环灌浆加固1990年1月:

封闭1992年7月：加固塔身，用压重法和取土法进行地基处理目前:

已向游人开放。处理措施虎丘塔问题：塔身向东北方向严重倾斜，塔顶离中心线已达2.31m，底层塔身发生不少裂缝，成为危险建筑物而封闭。概况：位于苏州市虎丘公园山顶，落成于宋太祖建隆二年（公元961年）。全塔7层，高47.5m，塔的平面呈八角形。原因：坐落于不均匀粉质粘土层上，产生不均匀沉降。处理：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钻孔注浆和打设树根桩加固塔身，获得成功。与土有关的工程问题绪论为什么要学习土力学？与土有关的工程问题绪论为什么要学习土力学？虎丘塔与土有关的工程问题绪论为什么要学习土力学？以上实例可归结为与土有关的变形问题与土有关的工程问题绪论为什么要学习土力学？Teton坝概况：土坝，高90m，长1000m，建于1972-75年，1976年6月失事损失：直接8000万美元，起诉5500起，2.5亿美元，死14人，受灾2.5万人，60万亩土地，32公里铁路原因：渗透破坏－水力劈裂与土有关的工程问题绪论为什么要学习土力学？Teton坝1976年6月5日上午10:30左右，下游坝面有水渗出并带出泥土。与土有关的工程问题绪论为什么要学习土力学？Teton坝11：00左右洞口不断扩大并向坝顶靠近，泥水流量增加与土有关的工程问题绪论为什么要学习土力学？Teton坝11:30洞口继续向上扩大，泥水冲蚀了坝基，主洞的上方又出现一渗水洞。流出的泥水开始冲击坝趾处的设施。与土有关的工程问题绪论为什么要学习土力学？11：50左右洞口扩大加速，泥水对坝基的冲蚀更加剧烈。Teton坝与土有关的工程问题绪论为什么要学习土力学？11:57坝坡坍塌，泥水狂泻而下Teton坝与土有关的工程问题绪论为什么要学习土力学？12：00过后坍塌口加宽Teton坝与土有关的工程问题绪论为什么要学习土力学？洪水扫过下游谷底，附近所有设施被彻底摧毁Teton坝与土有关的工程问题绪论为什么要学习土力学？以上实例可归结为与土有关的渗透问题绪论为什么要学习土力学？土工结构物或地基土强度问题变形问题渗透问题强度特性变形特性

渗透特性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0.2土力学理论的发展概况土力学是一门既古老又年青的科学。古老：半坡村遗址和殷墟遗址——发现土台和石础。举世闻名的万里长城、大金字塔等…

桥梁基础的成功代表——赵州桥梁思成先生1933年考察发现，自重为2800吨的赵州桥，而它的根基只是有五层石条砌成高1.55米的桥台，直接建在自然砂石上。

绪论0.2土力学理论的发展概况上述事实充分体现了古人能工巧匠的高超技艺，但因受当时生产力发展水平限制，未能形成系统理论。绪论0.2土力学理论的发展概况土力学发展概况1773

Coulomb

强度定律，土压力理论1856

Darcy

定律Rankine

新的土压力理论Boussinesq

应力与变形的理论解答1922Fellenius

土坡稳定分析法1925Terzaghi

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中国土力学研究的兴起近年来，土力学与基础工程学科将随着工程建设的规模和复杂程度日益增加及技术要求日益提高而走向更高的发展阶段。绪论土力学成为一门独立学科的重要标志Terzaghi是土力学的奠基人年青：绪论土力学课程的特点0.3课程的特点和学习方法理论性强

高等数学工程力学工程地质学有效应力原理抗剪强度定律压密定律等综合性强实践性强

土工试验原位试验检验与监测绪论基础物理性质先导土中应力具体应用土压力地基承载力核心渗透特性变形特性强度特性课程特点绪论如何学好土力学？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，但不能死记学习方法本课程安排和要求教学环节课堂讲授(18次36学时)实验课