土土力第0章绪论

1、土 力 学Soil Mechanics 苏州科技学院 岩土教研室1 课程时数：34 学时（讲课）+ 6 学时（实验）授课方式：讲课+自学答疑：课前、课后答疑 视情况不定期安排集中答疑和质疑 期末集中答疑4 考核方式：笔试（70%）+平时成绩（30%）关于本课程5 主要参考书：陈希哲土力学地基基础钱家欢土力学黄文熙土的工程性质土工试验方法标准（GBJ123-88）建筑地基与基础设计规范（GB50007-2002）6 主要参考杂志： 岩土工程学报 土木工程学报岩土力学 岩石力学与工程学报 7 实验： 实验地点：土木工程实验中心 实验时间：待定 实验报告要求：目的、原理、方法、过程、数据 处理及结论

2、8 教师介绍： 主讲：杨冬英 试验：饶春如学习要求（1）上课必须出席，不定期点名，计入平时成绩。（2）试验：注意观察，联系理论，深入分析。 （3）作业：按时、独立完成 不交、迟交或不认真完成者在平时成绩中扣分绪论土力学的概念及学科特点土力学的发展史本课程的内容、要求和学习方法土力学：研究土体的一门力学，是研究土的应力、变形、强度、渗流及长期稳定性的一门学科。课程特点：概念多、名词多，须强记；涉及学科多，包括工程地质、水力学、塑性力学、材料力学、结构力学等，知识面宽；不仅是一门科学，也是一门艺术。0.1土力学的概念及学科特点风化岩石地球颗粒堆积物地球什么是土？土是由固体、液体和气体所组成的混合物

3、碎石土1.1 研究对象1.2 研究对象粘土细砂粗砂卵石碎石粘土0.2土力学的发展简史国外1922，瑞典 弗兰纽斯（Fellenius）：土坡稳定分析法1773，法国 库仑（Coulomb）：砂土抗剪强度公式; 土压力理论1869，英国 朗肯（Rankine）：挡土墙压力理论1885，法国布辛奈斯克（Boussinesq）：集中荷载下半空间弹性解古典土力学1925，奥地利 太沙基（Terzaghi）：一维固结理论，有效应力原理1929，太沙基（Terzaghi）：工程地质学1936，第一届国际土力学与基础工程（现改为岩土工程）会议（ICSMFEICSMGE）在美召开，这是本学科最高级别的学术会议

4、，每四年召开一次，至2010年已经召开了17届。现代土力学 代表性人物： 李春 (隋朝) 赵州石拱桥（地基：密实粗砂层） 茅以升（桥梁专家） 钱塘江大桥 (桥基: 沉箱) 黄文熙、沈珠江（南京水利，清华）、卢肇钧、周镜（铁道）、汪闻韶、陈祖煜（北京水利）、曾国熙（浙大） 1957年我国才有代表参加国际会议；19622007，全国土力学与岩土工程会议已召开10次。 刊物：岩土工程学报；岩石力学与工程学报; 岩土力学；地基处理。 现已形成自成体系的新学科岩土工程：岩土力学、工程地质、基础工程。国内 我国土木工程学会1957年起设立了土力学及基础工程委员会，由茅以升主持开展工作，并于1978年成立土

5、力学及基础工程学会。 第一届土力学及基础工程学术会议1962年在天津召开，二至九届会议分别在 武汉(1966，二届) 杭州(1979，三届) 武汉(1983，四届) 厦门(1987，五届) 上海(199l，六届) 西安(1994，七届) 南京(1999，八届) 北京(2003，九届) 重庆(2007，十届) 兰州(2011，十一届)课程内容： 课堂教学 ：11章； 实验教学 ：土工(室内)试验，主要实验包括: (1)土的密度、含水量、比重试验; (2)液限、塑限试验; (3)压缩试验; (4)剪切试验 学习要求和方法： (1) 理论、室内外测试、工程实践三者结合 (2) 搞清概念、掌握原理、学

6、以致用。要求牢固掌握土力学基本概念和原理，并能应用于分析和解决实际工程问题。 多媒体课件教学0.3 课程内容、要求和学习方法1.工程应用广泛2.存在大量与土有关的工程问题为什么要学习土力学？1. 工程应用 土工建筑材料 建筑物基础之地基 建筑环境为什么要学习土力学？ 地基与基础工程设计的理论依据（建筑、道路、桥梁 、堤坝）地基土体的强度条件，防止发生强度破坏地基土体的变形条件，防止变形过大影响适用性边坡工程天然边坡稳定性分析，加固设计人工边坡设计（山区建筑场地、露天矿场、土石碾压坝等）地下工程浅部地下工程（城市人防工程、地下隧道、商场、仓库）深部地下工程（矿山地下工程、国防工程）为什么要学习土

7、力学？事故：1913年9月装谷物，10月17日装了31822谷物时，1小时竖向沉降达30.5cm24小时倾斜2653西端下沉7.32m 东端上抬1.52m上部钢混筒仓完好无损加拿大特朗斯康谷仓概况：长59.4m，宽23.5m，高31.0m，共65个圆筒仓。钢混筏板基础，厚61cm，埋深3.66m。1911年动工，1913年完工，自重20000T。2. 与土有关的工程问题加拿大特朗斯康谷仓 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，把仓体逐渐纠正过来，其位置比原来降低了米。 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

8、力应用到此谷仓。1952年经勘察试验与计算，地基实际承载力小于破坏时的基底压力。因此，谷仓地基因超载发生强度破坏而滑动。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 试验孔香港宝城滑坡 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7人。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。香港190

9、0年建市，1977年成立土力工程署1972 Po Shan 滑坡 ( 20,000 m3)(67 死、20 伤)Po Shan RoadConduit RoadNotewell RoadEarly 1972 滑坡前July 1972 滑坡后阪神大地震中地基液化神户码头：地震引起大面积砂土地基液化后产生很大的侧向变形和沉降，大量的建筑物倒塌或遭到严重损伤 液化：松砂地基在振动荷载作用下丧失强度变成流动状态的一种现象阪神大地震中地基液化神户码头：沉箱式岸墙因砂土地基液化失稳滑入海中以上几个实例可归结为与土有关的强度问题比萨斜塔目前：塔向南倾斜，南北两端沉降差1.80m， 塔顶离中心线已达5.27m

10、，倾斜5.51360：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，模量较低，变形较大。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：位于苏州市虎丘山顶，落成于宋太祖建隆

11、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，效果良好。以上几个实例可归结为与土有关的变形问题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。Teton坝11：00左右洞口不断扩大并向坝顶靠

12、近，泥水流量增加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。11：50左右洞口扩大加速，泥水对坝基的冲蚀更加剧烈。Teton坝11:57 坝坡坍塌，泥水狂泻而下Teton坝12：00过后坍塌口加宽Teton坝洪水扫过下游谷底，附近所有设施被彻底摧毁Teton坝失事现场目前的状况Teton坝九江大堤决口溃口原因：堤基管涌1998年8月7日13:10发生管涌险情，20分钟后，在堤外迎水面找到2处进水口又过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。 以上几个实例可归结为与土有关的渗透问题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。土力学包括哪些内容