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三：铁路建设中的岩土工程锚杆挡土墙、锚定板挡土墙、加筋土挡土墙、抗滑桩、桩板墙、锚索抗滑桩及土钉墙等各种支挡结构工程重载及高速铁路路基复杂条件下桥梁及基础工程复杂条件下长、大隧道工程作用四：港口建设中的岩土工程港口建设中的岩土工程包括软土地基的勘探取土和现场测试、沿海软粘土工程、软基加固工程、桩基和其他港工结构基础和设计和施工工程采用浅层剖面仪在大面积水域中进行初步勘探并结合少量钻孔，鉴别土类和土层采用标准贯入、土压力计等常规设备完成现场测试和原体观测用砂井排水堆载预压方法加固软粘土地基作用四：港口建设中的岩土工程用袋装砂井和塑料纸板排水处理淤泥质海岸用振冲碎石桩法、真空预压法、强夯法、深层拌合法、填土超载挤淤法、爆炸挤淤法等加固软基预应力钢筋砼空心方桩应用于高桩码头大型钢管桩应用于建造深水码头大型预应力钢筋砼管桩应用于建造海水腐蚀码头作用监四：今港口颤建设既中的腹岩土券工程其他跑港工干建筑底物基坚础：重大直蛛径圆顶筒结草构，熊地下肥连续纲墙，敏大型缘瑞扶壁转，沉舅井和甘沉箱寸等作用故五：刃城建惠中的钳环境呜岩土帽工程处于斩江河围湖泊楼或海脑洋沿屋岸的窗城市览，城菠市环奸境灾严害防均治摆记在重冬要地笋位城市镜防洪袭：须黎控制暮淹没讽高度巨，涉带及上勉下游萄河道竿清理表工程如、防舰洪堤桨和防誉汛墙徒工程扩等采取唱技措喊提高出大坝团抗洪俊能力毅：用纹探地叹雷达脑等无赶损检蔽测方羊法查琴明堤国防工杏程的屠地层岔特点遵和险用情隐芹患；辈用旋宽喷等赔加固锦大堤留地基戴；用葵防渗病墙等甘延长造渗透密途径需；采扩用经峡济高浆效新膀型加月固材惹料加绒速工胁程进薪度，筑提高红工程漏质量作用羊五：耳城建泪中的情环境圆岩土乏工程山城仿的泥愚石流摔治理拨：在猫形成达区用败沟坡躲兼治花措施乖；在待流通暴区，问筑各饮种拦望截坝卡、溢灭流坝秋；在毅堆积织区，妄采取柴排导浓停淤嫩措施港口薯城市猪须疏邪通航当道，架合理筒构筑递导堤淘，提眨高通挖航能饿力海岸哗城市标须进摘行岸帝坡稳萄定保盗护，趁合理洗地构锯筑围肢海海完堤城市乌地面阅沉降评，涉先及深跌井回都灌、双高层墨建筑错纠偏沉等工短程任务解决支岩土大工程妹问题通过案岩土艘力学乓分析兵计算非，提贷出建戏筑物莲结构殃类型穗、施怪工方共法及蚂运营薄使用饿中的园注意控事项提出督改善暂和防蒸治不齿良地浩质条跪件，肺解决蝴岩土脉工程经问题赌的方票法和虚措施岩土尘力学乏的研肠究方践法土力餐学的毙研究近方法理论辅和室异内外史土工忌试验栏及工呀程实爬践相砍结合辞，理氧论计尾算和争工程伞经验阁并重岩石电土力脚学的宪研究顿方法采用乓对自德然岩捆体进斥行性和质测击定、雀理论雪计算阀、科占学试惧验与水理论漂分析警相结些合的耍方法岩土酱力学氧的发阿展简熟史岩土醋力学迫是一货门既痰古老光、又宁新兴票的学您科，疗人类屋很早蹄就懂当得广然泛利仆用土葱进行塘工程宅建设寸（我材国的斗长城漂、南抱北大蹦运河邀）直陕到十滩八世街纪中垮叶，售人类库对土挠在工常程建鸭设方慰面的膀特性析，尚没停留凳在感性佛认识辛阶段。土力殃学的桶发展薪简史十八伙世纪乡丰产业磨革命猎后，广提出透了大涉量与俩土力秘学有锋关的重问题捧和不超少成着功的律经验汉，特挥别是呜一些她工程搂事故钥的教穴训，傲迫切顽促使股人们察去寻遗求理伯论的蜜解释麦，并柏要求讯永通猛过实许践检叔验的观理论垂来直奖到以养后的彩工程筐实践羽。筑城南学（撇欧洲建）烤墙撤后土沃压力渣问题铁路繁、公敌路、裂水利卸工程酷土晕坡稳米定问冬题半经译验分蝇析阶锤段土力将学的轻发展呜简史二十成世纪豪，随阔着土秒建规健模的预扩大张，促纠使人拨们全腾面地淘系统声地对俱土的记力学晌性质离作理印论和党实践这研究带，科筒学技晕术不收断发未展，郑世界萝不少仍国家亿分分竖成立谣专门或土力棕学研缺究机私构，初重点汇研究取。十八紧世纪短二十肿年代愧，著倡名的贫土力隐学家垂太沙统基的坝土力罗学专卧著《愿土力常学》赴问世内，标论志着随土力徒学作墨为一搅门独骄立的邮较系益统而站完整寇的学沾科，自1碍93膨6年滚以来来，已唱召开网了十灰一届餐国际购土力浮学和超基础碎工程丙学术绸会议羞。近四屈十年锈来，鞭由于蔬尖端训科学临、生眼产发浙展的盆需要春，土沫力学拐的研花究领腰域又贝有了帝明显艰的扩林大土动系力学棍、冻均土力享学、券海洋救土力祥学、碌月球抚土力栏学同时湖岩石包力学灭也已冻与土佛力学竿分离鹊而单赴独称父为一深门学漆科。岩石谎力学输的进鹿展和依动向重视夹工程相地质未宏观芹研究大力并发展讨岩体屿和岩向石测题试和阵检测洒技术加强凳对岩耳体和否岩石苗基本字性质退的研粮究数值漠分析争在岩员石力太学中皮广泛苹应用强调烛岩石庸力学净在工倚程上毯的应义用，鹊重点悟转向璃地下汁工程重视刘工程良实例蓄的总些结分靠析和吧现场项判断编，加泻强专阿家系拢统的简建立漏工作岩土短力学贝的学揉习方系法学习兄岩土掠力学殖，必巷须特尚别注孝意认唐识土想的特苦点多样愤性易变查性岩土询力学轿密切载结合读专业少和实复践的雄一门械课程品，学渣习中腾不但上要着喂重于悦基本买概念心的理别解，丧掌握昂计算张方法阅而且最要学模会初梢步解运决实企际问纠题的染能力宽。岩土怕力学愚与其谊它课诊程的箱关系岩土段力学州属于桃技术仰基础塌课，筹它在曾一般潜基础代课和该专业欠课之当间起拦到承劈燕上启具下的遭作用遣。先行进课程怨：材枯料力光学、价结构斤力学模、弹贴性理印论初泡步、吉工程帅地质框学与甚水文卖地质成学、畜水力当学后续辟课程哀：水脾工结钞构、捡地基危及基妥础岩土酷力学敌是一盏门边恐缘学骄科，谜它所装设计误的自稿然科份学范章围很绍广，明除了每和力罢学领夏域内煎各邻尿近学州科有鲜密切胀关系耍外，倒它还颤涉及役到普初通地斗质学沃、土抚质学传、物放理、班化学昂等方凶面的塞知识暖领域乞。第一哗章犬岩搞土的负物理旋性质箭及工茧程分错类珍1.判1挺岩煌土体芳的特窝性1.蠢1.杰1轮土的源结构絮与特吃性土的贺概念开及土碰的形宣成在土地木工音程领狠域，太土是属指覆蜡盖在稀地表优的没鸣有胶滨结和亲弱胶恐结的嚷颗粒浆堆积订物，位土与宪岩石良的区芒分仅网在于缺颗粒毕胶结米的强彼弱，说所以阳，有禽时也益会遇尝到难恨以区膀分的构情况庙。土的咸来源土根躁据来愈源可梦分为无机僻土：屯岩石士风化投天然睡土旋土纱是岩诞石风芳化的那产物有机轨土：蝇腐殖筐土，由植罚物完绝全或拣部分录分解顺的堆率积物业具有态高压足缩性稍、低具强度驻，为挡不良宪建筑索物地支基风化莫：物理论风化征：温滔度殿应砌力尺岩刻石开晋裂水的宋冻胀驼裂缝追张开页岩石耗开裂波浪积冲击地震风诸沙客砾冲播击宽岩帅石破域裂化学肚风化僻：岩共石与提空气李、水杰和各附种溶负液相奏接触絮经氧化炭化谢作奇用纤分幸解成畏细小各的颗胶粒殖致炕使岩难石的乞矿物榨成分龟发生甩变化水化在自槽然界妖，物扇理风趣化和月化学枝风化勾是同旱时或粒交替吐进行板的，中所以垒任何身一种盘天然欣土通李常既狮是物脱理风迹化的众产物咱，又锈是化密学风旦化的察产物其。土的居种类残积甲土：岩石樱风化终后仍绍然留稼在原裂地的烘堆积桑物。兽残积率土的铃厚度烟和风滴化程航度主载要取毯决于夫气候浴条件战和暴黎露时渔间，蹄其明瞒显特短征是烂颗粒悔多为午角粒善，且撒母岩喂种类匆对残吸积土击的性奏质有票显著俯影响说。(柔优良抹母岩找、质膀地不辽良母蜂岩)运积柱土：经流晋水、卫风和匠冰川凑等动谋力搬海运离糊开产押地的帽堆积败物。叛可分另为河流滔运积庄土风积赵土冰川枪沉积策土沼泽电土（移腐植朵土）河流劈燕沉积指土水冲久积形谜成的逆，上沫游颗情粒粗欢，下伯游颗裤粒细档，故壳：上游注：强浙透水行，引悄起渗摸漏和肥渗透扭变形特问题下游骆：地应