1、土 力 学,主讲教师:胡涛 13460629748 ,Soil Mechanics,绪 论,1.什么是土力学？ 2.土有哪些特点？ 3.土力学有何特点？ 4.为什么要学习土力学？ 5.土力学包括哪些内容？ 6.如何学好土力学？ 7.土力学的发展简史和前景？,1.什么是土力学？,土力学 研究土体的变形、强度、渗透性和长期稳定性以及与此有关的工程问题的一门学科。,连续介质力学的基本知识,描述碎散体 特性的理论,实验及工程实践经验,2.土有哪些特点？,什么是土？,2.土有哪些特点？,岩石风化或破碎的产物，是非连续体,受力以后易变形，强度低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,固相-
2、土骨架 液相-水 气相-空气,受力后由土骨架、孔隙 介质共同承担相间存在复杂的相互作用孔隙流体可以流动,自然界的产物，存在自然变异性,非均匀性各向异性时空变异性,2.土有哪些特点？,力学特性复杂,变形特性 强度特性渗透特性,与其它人工材料不同之处,3.土力学有何特点？,与其它课程关系,3.土力学有何特点？,1）天然介质：种类多 ，变化 大，分布形态复杂。 2）三相体：颗粒、水、空气，性质 复杂。,理论实验经验。,4为什么要学习土力学？,土木工程建筑材料 建筑物基础的地基 建筑环境,与土强度有关的工程问题,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，
3、埋深3.66m。1911年动工，1913年完工，自重2万T。,例1.加拿大特朗斯康谷仓,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30.5cm 24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,事故：因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米。,与土强度有关的工程问题,例2.香港宝城滑坡,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，土体滑动力超过土的强度，于是山坡土体发生滑动。,
4、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。,例3.地基液化失效,阪神大地震中,与土强度有关的工程问题,以上3个例子可归结为与土有关的强度问题,与土变形有关的工程问题,例1.比萨斜塔,问题：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55m 1272：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
5、砂，下面为粉土和粘土层，强度较低，变形较大。,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,与土变形有关的工程问题,例1.比萨斜塔,例2.苏州市虎丘塔,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，砖塔的平面呈八角形。,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
6、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。,与土变形有关的工程问题,原因：地基的沉降及不均匀沉降,例3.墨西哥城博物馆,与土变形有关的工程问题,以上3个例子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？,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,例1.Teton坝（美国）,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10:3
7、0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
8、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？,Teton坝,洪水扫过下游谷底，附近所有设施被彻底摧毁,与土有关的工程问题,绪论,为什么要学习土力学？,失事现场目前的状况,Teton坝,失事现场的状况,Teton坝,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公里铁路被冲,与土渗透有关的工程问题,例2.九江大堤决口,与土渗透有关的工程问题,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
9、象。,堤基管涌,与土渗透有关的工程问题,以上2个例子可归结为与土有关的渗透问题,基础 物理性质,先导 土中应力,具体应用 土压力 土坡稳定,核心 强度特性变形特性渗透特性,本课程主要内容,5.土力学包括哪些内容？,理论与实践结合,土的变形、强度、渗流和稳定基础知识,实验实习、工程经验,6.如何学好土力学？,7.土力学的发展简史和前景？,古老可追溯到远古的新石器时代：土台、石基（西安半坡村新石器时代遗址、河姆渡遗址、我国的长城、南北大运河、宫殿寺院、古埃及金字塔等），体现了古代劳动人民丰富的土木工程经验。,年青直到1925年太沙基发表土力学专著，才作为一门独立的学科呈现于世人面前，至今不过80余
10、年。,古老而又年青,7.土力学的发展历史和前景？,土力学的发展经历了以下四个阶段：,土力学的发展前景：,7.土力学的发展历史和前景？,近年来，世界各国超高大坝、超高层建筑、地下空间、矿山深井建设、核电站、穿江越海隧道、南水北调等大型工程兴建，还有地震、山体滑坡等，大大促进土力学的发展。,电子计算机的应用和试验测试技术自动化程度大大提高。目前，已经能够模拟、计算三维复杂条件下的许多工程问题。表明本学科进入了一个新的时期。,研究方法手段大大提高，各国研制成功多种多样的工程勘察、试验与地基处理新设备，为土力学理论研究和地基加固提供了良好的条件。,土力学中的许多理论目前都还处于探索阶段，希望土力学学者
11、，尤其是青年学者，抓紧时机积极努力，为土力学的大发展作出贡献。,绪论,土力学包括哪些内容？,基础 物理性质,先导 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,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,一章一道题指引核心,一章一小结抓住重点,1965年清华大学给高教部 关于“辅导员工作的报告”,胡锦涛与土力学因材施教,绪论,教材、参考书,1. 东南大学等合编.土力学（第二版）. 北京：中国建筑工业出版社，2005 2. 杨小平主编.土力学.
12、广州：华南理工大学出版社, 2001 3. 陈希哲编著.土力学地基基础.北京：清华大学出版社，2004 4. 张孟喜主编.土力学原理.武汉：华中科技大学出版社，2006 5. 赵明华主编.土力学与基础工程.武汉：武汉理工大学出版社，2003 6. 赵成刚，白冰主编.土力学原理.北京：清华大学出版社2009 7.莫海鸿等主编.土力学及基础工程学习辅导与习题精解.北京：中国建筑工业出版社，2006 8. 李相然著.土力学应试指导.北京：中国建材工业出版社，2001 9. 任文杰主编.土力学及基础工程习题集.北京：中国建材工业出版社，2004,1.清华大学 http:/166.111.92.13/a
13、pply/teacher/course_preview_index.jsp?curid=63&coursename=土力学&curstyle=violet&from=manager&starts=null&orderitem=curlevel 2.河海大学 http:/ 3.长安大学 http:/ 4.西安建筑科技大学 http:/ 5.安徽理工大学 http:/ 6.河南工业大学 http:/ 7.麻省理工学院土力学开放式课程 http:/ 8.盐城工学院土力学与基础工程 http:/ 9.湖南科技大学 http:/ 10.四川大学 http:/219.221.200.61/2006/xiaoji/c124/Course/Index.htm 11.青岛理工大学土力学原理 http:/ 12.南京工业大学：土质学与土力学 http:/ 13.浙江大学 http:/ 14.北京航空航天大学土力学网站 http:/ 15济南大学 http:/ 16.安徽理工大学 http:/ 17. 同济大学 http:/ 18. 中国地质大学 http:/ 19. 上海交通大学 http:/
