土力学概述ppt课件.ppt

1 土力学与地基基础 2 有关说明 课程总成绩 50 期末考试 50 平时成绩平时成绩采用扣分制 原始分90分 扣分项 扣至0分为止 旷课10分每次迟到5分每次早退5分每次作业完成情况10分每次 加分项 加至100为止 课堂回答问题1分每次完成额外任务视难度加分 欢迎各位补充 3 参考教材 4 工程地质土力学结构设计施工 综合性强 5 什么是土 土有哪些特点 土力学发展的历史为什么要学习土力学 土力学包括哪些内容 土力学 6 土 地之生万物者也 二 象地之上 地之中 物出形也 说文解字 希腊 中国 希伯来人 印第安人的神话 神用泥土造人中国传统文化中的五行 金木水火土 土 7 土是指 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 覆盖在地表上碎散的 没有胶结或胶结很弱的颗粒堆积物 绪论 风化 搬运 沉积 什么是土 8 9 砾石 卵石 砂 粘土 10 土有哪些特点 绪论 11 碎散性 土有哪些特点 非连续介质 受力以后易变形体积变化主要是孔隙变化强度低剪切变形主要由颗粒相对位移引起 绪论 岩石风化的产物 12 多相介质 三相性 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孔隙流体流动 绪论 土有哪些特点 固相 土骨架液相 水气相 空气 13 天然性 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 14 碎散性 三相性 天然性 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 15 土力学有何特点 绪论 16 土力学发展的历史 1776Coulomb强度定律 土压力理论 绪论 土力学有何特点 17 1857Rankine新的土压力理论 土力学发展的历史 18 1925Terzaghi有效应力原理及渗透固结理论 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 19 为什么要学习土力学 1 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 20 1 土的工程应用 土工建筑材料建筑物基础之地基建筑环境 绪论 为什么要学习土力学 21 2 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 加拿大特朗斯康谷仓 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26 53 西端下沉7 32m东端上抬1 52m上部钢混筒仓完好无损 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 23 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 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 24 楼脆脆 25 与土有关的工程问题 绪论 为什么要学习土力学 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 26 香港1900年建市 1977年成立土力工程署1972PoShan滑坡 20 000m3 67死 20伤 27 Early1972滑坡前 28 与土有关的工程问题 绪论 为什么要学习土力学 北京万亨大厦基坑崩塌 29 与土有关的工程问题 绪论 为什么要学习土力学 以上几个实例可归结为与土有关的强度问题 30 与土有关的工程问题 绪论 为什么要学习土力学 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 模量较低 变形较大 1590 伽利略在此塔做落体实验 31 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 32 与土有关的工程问题 绪论 为什么要学习土力学 墨西哥艺术宫 地基土为世界罕见的软弱土 层厚达25m 因此 墨西哥城艺术宫严重下沉 沉降量竟高达4m 临近的公路下沉2m 公路路面至艺术宫门前高差达2m 33 与土有关的工程问题 绪论 为什么要学习土力学 关西国际机场世界最大人工岛 1986年 开工1990年 人工岛完成1994年 机场运营面积 4370m 1250m填筑量 180 106m3平均厚度 33m 设计时预测沉降 5 7 7 5m完成时实际沉降 8 1m 5cm 月 1990年 预测主固结完成 20年后比设计超填 3m 问题 沉降大且有不均匀沉降 34 与土有关的工程问题 绪论 为什么要学习土力学 以上几个实例可归结为与土有关的变形问题 35 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 36 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 37 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 38 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 39 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 40 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 41 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 42 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 43 失事现场目前的状况 Teton坝 与土有关的工程问题 绪论 为什么要学习土力学 98抗洪 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 5m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 绪论 为什么要学习土力学 长江堤防工程堤基管涌发生发展过程示意图 砂环 管涌口 粘性土 砂性土 渗水 杂填土 管涌 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 堤基管涌 与土有关的工程问题 绪论 为什么要学习土力学 46 以上几个实例可归结为与土有关的渗透问题 与土有关的工程问题 绪论 为什么要学习土力学 47 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 为什么要学习土力学 48 绪论 土力学包括哪些内容 基础物理性质 预备土中应力 具体应用土压力 核心渗透特性变形特性强度特性 49 基础与主线 预备 具体应用 绪论 土力学包括哪些内容 第一章土的物理性质和工程分类 第二章地基土体中的应力计算 第三章地基土的变形 第四章土的抗剪强度与地基承载力 地基处理 渗透特性变形特性强度特性 基础工程设计 第五章土压力与土坡稳定性