第一章土力学与地基基础绪论

1、 土土 力力 学学与地基基础与地基基础第一章第一章 绪论绪论土力学与地基基础土力学与地基基础教师：文霓教师：文霓 电话电话1890819953418908199534QQQQ：835637754835637754 土土 力力 学学与地基基础与地基基础第一章第一章 绪论绪论第一章第一章 绪论绪论 土土 力力 学学与地基基础与地基基础第一章第一章 绪论绪论 土土 力力 学学与地基基础与地基基础第一章第一章 绪论绪论 土土 力力 学学与地基基础与地基基础第一章第一章 绪论绪论这种这种现象现象产生产生的原的原因？因？ 土土 力力 学学与地基基础与地基基础第一章第一章 绪论绪论1 1、课程主要内容、课程

2、主要内容u土力学土力学土力学是利用力学的一般原理，将土作为建筑物的地基、土力学是利用力学的一般原理，将土作为建筑物的地基、材料或介质来研究的一门学科。材料或介质来研究的一门学科。什么是土？什么是土？风化风化岩石岩石地球地球颗粒堆积物颗粒堆积物地球地球土是指：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、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。覆盖在地表上碎散的、没有胶结或胶结很弱的颗粒堆积物。 土土 力力 学学与地基基础与地基基础第一章第一章 绪论绪论7碎散性碎散性土有哪些特点？土有哪些特点？岩石风化的岩石风化

3、的产物产物固相固相土骨架土骨架液相液相水水气相气相空气空气三相性三相性（三相体系）（三相体系） 变形特性变形特性 强度特性强度特性 渗透特性渗透特性 土土 力力 学学与地基基础与地基基础第一章第一章 绪论绪论为什么要学习土力学为什么要学习土力学？加拿大特朗斯康谷仓加拿大特朗斯康谷仓 事故：事故：19131913年年9 9月装谷物，月装谷物，1010月月1717日装了日装了3182231822谷物时，谷物时，1 1小时竖向沉降达小时竖向沉降达30.5cm30.5cm2424小时倾斜小时倾斜26265353西端下沉西端下沉7.32m7.32m 东端上抬东端上抬1.52m1.52m上部钢混筒仓完好无

4、损上部钢混筒仓完好无损概况：长概况：长59.4m59.4m，宽，宽23.5m23.5m，高，高31.0m31.0m，共，共6565个圆筒仓。个圆筒仓。 钢混筏板基础，厚钢混筏板基础，厚61cm61cm，埋深，埋深3.66m3.66m。 1911 1911年动工，年动工，19131913年完工，自重年完工，自重20000T20000T。 土土 力力 学学与地基基础与地基基础第一章第一章 绪论绪论9与土有关的工程问题与土有关的工程问题为什么要学习土力学？为什么要学习土力学？加拿大特朗斯康谷仓加拿大特朗斯康谷仓 处理：处理：事后在下面做了七十多个支撑于基岩上的混凝土墩，使用事后在下面做了七十多个支撑

5、于基岩上的混凝土墩，使用388388个个50T50T千斤顶以及支撑系统，把仓体逐渐纠正过来，其位置比原来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。降低了米。 原因：原因：地基土事先未进行调查，据地基土事先未进行调查，据邻近结构物基槽开挖取土试邻近结构物基槽开挖取土试验结果，计算地基承载力应验结果，计算地基承载力应用到此谷仓。用到此谷仓。1952年经勘察年经勘察试验与计算，地基实际承载试验与计算，地基实际承载力小于破坏时的基底压力。力小于破坏时的基底压力。因此因此，谷仓谷仓地基因超载发生地基因超载发生强度破坏而滑动强度破坏而滑动。26 53 失事后失事后1913.10.181

6、952.10.5 试验孔试验孔填土填土褐色粉质粘土褐色粉质粘土灰色粉质粘土灰色粉质粘土-0.61-12.34-13.72-4.271952.10.3 试验孔试验孔西安一住宅楼倾斜西安一住宅楼倾斜 290个千斤顶抬正个千斤顶抬正“楼歪歪楼歪歪”.MP4 土土 力力 学学与地基基础与地基基础第一章第一章 绪论绪论10香港香港1900年建市，年建市，1977年成立土力工程署年成立土力工程署1972 Po Shan 滑坡滑坡 ( 20,000 m3)(67 死、死、20 伤伤) 土土 力力 学学与地基基础与地基基础第一章第一章 绪论绪论11与土有关的工程问题与土有关的工程问题绪论绪论为什么要学习土力学

7、？为什么要学习土力学？2015.11.14日，浙江丽水丽水里东村山日，浙江丽水丽水里东村山体滑坡。体滑坡。已确认已确认2525人死亡，人死亡，1212人失联。人失联。原因：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，使得低，使得土体滑动力超过土的强度，于是山坡土体发生滑动。土体滑动力超过土的强度，于是山坡土体发生滑动。浙江丽水发生山体滑坡已造成浙江丽水发生山体滑坡已造成4人死亡人死亡 仍有仍有33人失踪人失踪.MP4 土土 力力 学学与地基基础与地基基础第一章第一章 绪论绪论12与土有关的工程问题与土有关的工程问

8、题绪论绪论为什么要学习土力学？为什么要学习土力学？基坑崩塌基坑崩塌 土土 力力 学学与地基基础与地基基础第一章第一章 绪论绪论13与土有关的工程问题与土有关的工程问题绪论绪论为什么要学习土力学？为什么要学习土力学？阪神大地震中地基液化阪神大地震中地基液化神户码头：神户码头：地震引起大面积砂土地震引起大面积砂土地基液化后产生很大地基液化后产生很大的侧向变形和沉降，的侧向变形和沉降，大量的建筑物倒塌或大量的建筑物倒塌或遭到严重损伤遭到严重损伤 液化：松砂地基在振动荷载作用液化：松砂地基在振动荷载作用下下丧失强度变成流动状态丧失强度变成流动状态的一种的一种现象现象 土土 力力 学学与地基基础与地基基

9、础第一章第一章 绪论绪论14与土有关的工程问题与土有关的工程问题绪论绪论为什么要学习土力学？为什么要学习土力学？阪神大地震中地基液化阪神大地震中地基液化神户码头：神户码头：沉箱式岸墙因砂土地基液化沉箱式岸墙因砂土地基液化失稳滑入海中失稳滑入海中 土土 力力 学学与地基基础与地基基础第一章第一章 绪论绪论15与土有关的工程问题与土有关的工程问题绪论绪论为什么要学习土力学？为什么要学习土力学？以上几个实例可归结为与土有关的以上几个实例可归结为与土有关的强度问题强度问题 土土 力力 学学与地基基础与地基基础第一章第一章 绪论绪论16与土有关的工程问题与土有关的工程问题绪论绪论为什么要学习土力学？为什

10、么要学习土力学？比萨斜塔比萨斜塔目前：目前：塔向南倾斜，南北两端沉降差塔向南倾斜，南北两端沉降差1.80m， 塔顶离中心线已达塔顶离中心线已达5.27m，倾斜，倾斜5.51360：再复工，至再复工，至1370年竣工，全塔共年竣工，全塔共8层，高度为层，高度为55m1272：复工，经复工，经6年，至年，至7层，高层，高48m，再，再停工停工1178：至至4层中，高约层中，高约29m，因倾斜停工，因倾斜停工1173：动工动工原因：原因：地基持力层为粉砂，下面为粉土和粘土层，地基持力层为粉砂，下面为粉土和粘土层，模量较低，模量较低，变形较大变形较大。1590: 伽利略伽利略在此塔做落在此塔做落体实验

11、体实验 土土 力力 学学与地基基础与地基基础第一章第一章 绪论绪论17与土有关的工程问题与土有关的工程问题绪论绪论为什么要学习土力学？为什么要学习土力学？比萨斜塔比萨斜塔1838-1839：挖环形基坑卸载挖环形基坑卸载1933-1935：基坑防水处理基坑防水处理 基础环灌浆加固基础环灌浆加固1990年年1月月: 封闭封闭1992年年7月：月：加固塔身，用压重加固塔身，用压重 法和取土法进行地法和取土法进行地 基处理基处理目目 前前: 已向游人开放。已向游人开放。 处理措施处理措施 土土 力力 学学与地基基础与地基基础第一章第一章 绪论绪论18与土有关的工程问题与土有关的工程问题绪论绪论为什么要

12、学习土力学？为什么要学习土力学？虎丘塔虎丘塔问题：问题：塔身向东北方向严重倾斜，塔塔身向东北方向严重倾斜，塔 顶离中心线已达顶离中心线已达2.31m，底层，底层 塔身发生不少裂缝，成为危险塔身发生不少裂缝，成为危险 建筑物而封闭。建筑物而封闭。概况：概况：位于苏州市虎丘公园山顶，落成于位于苏州市虎丘公园山顶，落成于宋太祖建隆二年（公元宋太祖建隆二年（公元961961年）。全塔年）。全塔7 7层，层，高高47.5m47.5m，塔的平面呈八角形。，塔的平面呈八角形。原因：原因：坐落于不均匀粉质粘土层上，坐落于不均匀粉质粘土层上， 产生产生不均匀沉降不均匀沉降。处理：处理：在塔四周建造一圈桩排式地下

13、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钻孔注浆和打设树根桩加固塔 身，效果良好。身，效果良好。 土土 力力 学学与地基基础与地基基础第一章第一章 绪论绪论19与土有关的工程问题与土有关的工程问题绪论绪论为什么要学习土力学？为什么要学习土力学？关西国际机场关西国际机场 世界最大人工岛世界最大人工岛19861986年：年：开工开工19901990年：年：人工岛完成人工岛完成19941994年：年：机场运营机场运营面积：面积：4370m4370m1250m1250m填筑量：填筑量6m m3 3平均厚度：平

14、均厚度：33m33m设计时预测沉降：设计时预测沉降：5.7-7.5 m5.7-7.5 m完成时实际沉降：完成时实际沉降：8.1 m8.1 m，5cm/5cm/月月 (1990 (1990年年) )预测主固结完成：预测主固结完成：2020年后年后比设计超填：比设计超填：3m3m问题：问题：沉降大且有沉降大且有不均匀沉降不均匀沉降 土土 力力 学学与地基基础与地基基础第一章第一章 绪论绪论20与土有关的工程问题与土有关的工程问题绪论绪论为什么要学习土力学？为什么要学习土力学？以上几个实例可归结为以上几个实例可归结为与土有关的与土有关的变形问题变形问题 土土 力力 学学与地基基础与地基基础第一章第一

15、章 绪论绪论21Teton坝坝概况：概况：土坝，高土坝，高90m90m，长，长1000m1000m，建于，建于1972-751972-75年，年，19761976年年6 6月失事月失事损失：损失：直接直接80008000万美元，起诉万美元，起诉55005500起，起，2.52.5亿美元，死亿美元，死1414人，受灾人，受灾2.52.5万人，万人，6060万亩土地，万亩土地，3232公里铁路公里铁路原因：原因：渗透破坏水力劈裂渗透破坏水力劈裂与土有关的工程问题与土有关的工程问题绪论绪论为什么要学习土力学？为什么要学习土力学？ 土土 力力 学学与地基基础与地基基础第一章第一章 绪论绪论22Teto

16、n坝坝19761976年年6 6月月5 5日上日上午午10:3010:30左右，下左右，下游坝面有水渗出并游坝面有水渗出并带出泥土。带出泥土。与土有关的工程问题与土有关的工程问题绪论绪论为什么要学习土力学？为什么要学习土力学？ 土土 力力 学学与地基基础与地基基础第一章第一章 绪论绪论23Teton坝坝1111：0000左右左右洞口不断扩大并洞口不断扩大并向坝顶靠近，向坝顶靠近，泥泥水流量增加水流量增加与土有关的工程问题与土有关的工程问题绪论绪论为什么要学习土力学？为什么要学习土力学？ 土土 力力 学学与地基基础与地基基础第一章第一章 绪论绪论24Teton坝坝11:3011:30洞口继续向上

17、扩大，泥洞口继续向上扩大，泥水冲蚀了坝基，主洞的水冲蚀了坝基，主洞的上方又出现一渗水洞。上方又出现一渗水洞。流出的泥水开始冲击坝流出的泥水开始冲击坝趾处的设施。趾处的设施。与土有关的工程问题与土有关的工程问题绪论绪论为什么要学习土力学？为什么要学习土力学？ 土土 力力 学学与地基基础与地基基础第一章第一章 绪论绪论251111：5050左右左右洞口扩大加速，泥水洞口扩大加速，泥水对坝基的冲蚀更加剧对坝基的冲蚀更加剧烈。烈。Teton坝坝与土有关的工程问题与土有关的工程问题绪论绪论为什么要学习土力学？为什么要学习土力学？ 土土 力力 学学与地基基础与地基基础第一章第一章 绪论绪论2611:57

18、11:57 坝坡坍塌，泥水坝坡坍塌，泥水狂泻而下狂泻而下Teton坝坝与土有关的工程问题与土有关的工程问题绪论绪论为什么要学习土力学？为什么要学习土力学？ 土土 力力 学学与地基基础与地基基础第一章第一章 绪论绪论271212：0000过后过后坍塌口加宽坍塌口加宽Teton坝坝与土有关的工程问题与土有关的工程问题绪论绪论为什么要学习土力学？为什么要学习土力学？ 土土 力力 学学与地基基础与地基基础第一章第一章 绪论绪论28洪水扫过下游谷底，洪水扫过下游谷底，附近所有设施被彻附近所有设施被彻底摧毁底摧毁Teton坝坝与土有关的工程问题与土有关的工程问题绪论绪论为什么要学习土力学？为什么要学习土力

19、学？ 土土 力力 学学与地基基础与地基基础第一章第一章 绪论绪论29失事现场目前的失事现场目前的状况状况Teton坝坝与土有关的工程问题与土有关的工程问题绪论绪论为什么要学习土力学？为什么要学习土力学？ 土土 力力 学学与地基基础与地基基础第一章第一章 绪论绪论九江大堤决口九江大堤决口溃口原因：溃口原因：堤基管涌堤基管涌19981998年年8 8月月7 7日日13:1013:10发生管涌险发生管涌险情，情，2020分钟后，在分钟后，在堤外迎水面找到堤外迎水面找到2 2处进水口处进水口又过又过2020分钟，防水分钟，防水墙后的土堤突然塌墙后的土堤突然塌陷出陷出1 1个洞，个洞，5 m5 m宽的堤

20、顶随即全部宽的堤顶随即全部塌陷，并很快形成塌陷，并很快形成一宽约一宽约62m62m的溃口。的溃口。 与土有关的工程问题与土有关的工程问题绪论绪论为什么要学习土力学？为什么要学习土力学？ 土土 力力 学学与地基基础与地基基础第一章第一章 绪论绪论长江堤防工程堤基管涌发生发展过程示意图长江堤防工程堤基管涌发生发展过程示意图砂砂环环管管涌涌口口粘性土粘性土砂性土砂性土渗水渗水杂填土杂填土管涌：管涌：在渗流作用下，无粘性土体中的细小颗粒，通过在渗流作用下，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。土的孔隙，发生移动或被水流带出的现象。 堤基管涌堤基管涌与土有关的工程问题与土有关的工程问题绪论绪论为什么要学习土力学？为什么要学习土力学？ 土土 力力 学学与地基基础与地基基础第一章第一章 绪论绪论管涌管涌砂环砂环砂性土堤基管涌破坏示意图砂性土堤基管涌破坏