1、本课程的教学安排,总学时：40学时课堂理论教学：30学时实验教学：6学时教 材：土力学（清华大学出版社）,课程内容,什么是土？土有哪些特点？土力学有何特点？为什么要学习土力学？土力学包括哪些内容？如何学好土力学？,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。,风化,搬运、沉积,概 述, 什么是土？,岩石因物理风化作用破碎，在重力作用下堆积到山脚,高山下的冲积锥群,风蚀蘑菇,土的形成过程,黄河冲积三角洲,砾石料 卵 石 砂 粘 土,土与土力学,土与土力学, 一般固体： 液体： 土体（散粒）：,可保持固定的形状,不具有特定的形状
2、,具有一定但不固定的形状,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剪切变形主要由颗粒相对位移引起强度低,岩石风化的 产物,土与土力学,多相介质,三相性 （三相体系）,土有哪些特点？,固相土骨架 液相水 气相空气,土与土力学,天然性 （自然变异性）,自然界的产物,土有哪些特点？,非均匀性 各向异性 结构性 时空变异性,土与土力学,碎散性,三相性,天然性,力学特性复杂,土有哪些特点？,土与土力学,为什么要学习土力学？,土具有广泛的工程应用存在大量与土有关的工程问题,土与土力学,土的工程应用,土工建筑材料建筑物基础之地基建筑环境,土与土力学,与土有关的工程问题,塔身为
3、圆筒形，1-6层为优质大理石砌成，顶部7-8层采用砖和轻石料。1590年伽利略做落体实验，创建了物理学上著名的落体定律。地基持力层为粉砂，下面为粉土和粘土层。目前塔向南倾斜，南北两端沉降差1.80米，塔顶偏离中心线已达5.27米，倾斜5.50，1990年1月14日被封闭。,1、建筑物倾斜,比萨斜塔,2. 建筑地基严重下沉,造成建筑地基严重下沉的因素很多，就地基而言，多为高压缩性软弱土。会造成室内外连接困难及交通不便，内外网管道也会造成破坏。,墨西哥艺术宫,墨西哥国家首都墨西哥市艺术宫，于1904年落成，至今已有100余年的历史。这座艺术宫严重下沉，沉降量达4m。临近的公路下沉2m，公路路面至艺
4、术宫门前高差达2m。参观者需步下9级台阶，才能从公路进入艺术宫。这是地基沉降最严重的典型实例。下沉量为一般房屋一层楼有余，造成室内外连接困难和交通不便，内外网管道修理工程量增加。,2. 建筑地基严重下沉,3. 建筑物墙体开裂,持力层土质压缩性相差悬殊或不同类型基础基底压力相差较大，引起不均匀沉降，导致墙体开裂。相邻荷载影响亦可引起附加应力增加，导致地基下沉，墙体开裂。,4. 建筑物基础开裂,地基压缩性相差悬殊，导致基础底板断裂。,以上的事例可归结为与土有关的变形问题,5. 建筑物地基滑动,右图是加拿大特朗斯康谷仓地基破坏情况。该谷仓建于1911年，1913年秋完工，9月装谷。10月17日发现1
5、小时内竖向沉降达30.5cm，结构物向西倾斜并在24小时内倾倒。谷仓西端下沉7.32m，东端上抬1.52m，仓身倾斜27度。,事故原因为谷仓地基因超载发生强度破坏而滑动。,6. 建筑物地基液化失效,地震引起砂土地基液化，丧失地基承载力,日本新泻：1964年，7.5级地震。,液化造成地基沉陷, 房屋严重裂缝。（唐山地震）,7. 土坡滑动,断层所造成的边坡滑动使民宅横向移动10m,垂直落差约6m.,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。,香港宝城大厦,7.
6、土坡滑动,汶川地震山体滑坡,时间：1971年11月9-11日 地点：神奈川县川崎市生 研究机构：地质研究所(通产省) 消防研究所(自治省) 土木研究所(建设省) 防灾科学技术中心(科技厅),泥 石 流 室 外 试 验,壤土(loam)斜坡崩塌（泥石流）实验9日15:00人工降雨开始11日15:00左右降雨量达500mm陡坡中泥土突然以20-30m/s流出，斜坡崩塌，泥石流产生泥石流推倒28米外的护栏，一直冲到 55米外的水池中央，造成31人被埋,泥 石 流 室 外 试 验,15人不幸遇难，11人受伤 死者当中 实验人员 1人 参观者 10人 报社记者 1人 电视采访人员 3人,以上的事例可归结
7、为与土有关的强度问题,事故： 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，并很快形成宽约62m的溃口。,溃口原因：堤基管涌,九江大堤决口,8、渗透问题九江大堤决口,上午10:30,11：00,11:30,11:57,Teton(美国)坝渗流破坏过程,Teton(美国)坝渗流破坏,损失：死14人，受灾2.5万人，60万亩土地，32公里铁路。,以上的事例可归结为与土有关的渗流问题,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,
8、课程介绍,绪论 第一章 土的性质与工程分类 第二章 土的渗透性与渗流问题 第三章 土体中的应力计算 第四章 土的变形性质及沉降计算 第五章 土的抗剪强度 第六章 土压力与土坡稳定 第七章 地基承载力,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,1.2 本课程的发展概况,1773,150年,1925,1.2 本课程的发展概况,上海浦东国际机场二号跑道软基 (面积达111万m2),1.2 本课程的发展概况,处理以后：工后沉降小于10cm； 不均匀沉降小于1/1000； 地基承载力提高到160kPa。 节约造价5000万元以上。,高真空排水冲击碾压处理,室内和原位测试仪器的研制； 土的本构关系方面的理论研究； 数值分析； 土动力学、海洋土力学、冻土力学的发展。,1.2 本课程的发展概况,
