土力学 张春梅 第1章绪论新.pptVIP

第1章 绪 论 一、土力学、地基及基础的概念 二、本课程的特点和学习内容 三、本学科的发展概况 基础：建筑物的下部结构，将建筑物的荷载传给地基，起着中间连接的作用。 地基:建筑物的全部荷载均由其下的地层来承担。受建筑物影响的那一部分地层。图1 地基的分类： 天然地基：在天然土层上修建，土层要符合修 建建筑物要求的地基。（强度条件、变形条件） 人工地基：要经过人工处理或加固才能使用的地基。（换土垫层、排水固结） 地基的沉降及不均匀沉降（墨西哥城） 三、本学科的发展概况 基础工程是一门年轻的、应用科学。 土力学的理论基础的发展历史 实例-土的 渗透问题 Teton坝——美国Idaho州 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 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。 11：00左右 洞口不断扩大并向坝顶靠近，泥水流量增加 Teton坝 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。 Teton坝 11：50左右 洞口扩大加速，泥水对坝基的冲蚀更加剧烈。 Teton坝 11:57 坝坡坍塌，泥水狂泻而下 Teton坝 12：00过后 坍塌口加宽 Teton坝 洪水扫过下游谷底，附近所有设施被彻底摧毁 Teton坝 失事现场目前的状况 土工结构物或地基 强度问题 变形问题 渗透问题 土 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。 二、本课程的特点和学习内容 1特点：本课程涉及水文地质学、工程地质学、 土力学等几个学科领域。 2内容：掌握土力学中的基本概念和基本原理， 能够应用课程中的基本概念和基本原 理，结合有关建筑结构理论和施工知 识，分析和解决地基基础问题。 3研究方法：理论＋试验＋经验 古典土力学 现代土力学 * * 在线教务辅导网： 更多课程配套课件资源请访问在线教务辅导网 《土力学》 机械工业出版社 本课程的主要内容 第1章 绪论； 第2章 土的性质及工程分类； 第3章 土中应力计算； 第4章 土的渗透性及渗流问题； 第5章 土的压缩性及地基变形计算； 第6章 土的抗剪强度； 第7章 土压力及挡土结构 ； 第8章 地基承载力； 第9章 土坡稳定性分析 ; 土的特点 岩石风化的产物 碎散性 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 一、土力学、地基及基础的概念 固相—土骨架 液相—水 气相—空气 三相体系 多相介质 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 土的三相性 自然界的产物 自然变异性 非均匀性 各向异性 结构性 时空变异性 碎散性 三相体系 自然变异性 力学特性复杂 变形特性 强度特性 渗透特性 连续流体 不可压缩的连续流体（水） 水力学 弹性实体结构或板壳结构 弹性力学 若干弹性杆件组成的杆件结构 结构力学 连续固体 单个弹性杆件（杆、轴、梁） 材料力学 质点或刚体 理论力学 研究对象 学科 碎散材料 天然的 三相 碎散堆积物 土力学 连续介质力学的基本知识 描述碎散体特性的理论 土力学 土的变形、强度和渗透特性以及与此有关的工程问题 建筑物 上部结构 基 础 地 基 图1 ◆土广泛的工程应用 土工建筑材料 建筑物基础之地基 建筑环境 按基础的埋深基础可分为： 浅基础：埋深较小(≤5m)，可采用挖槽、排水等普通施工程序就可以建造起来的基础，如：独立基础、柱下条形基础。 深基础：埋深较大(＞5m)，借助特殊的施工方 法建造的基础，如:桩基础、地下连续墙基础。 建筑物的上部结构、基础和 地基三部分，功能不同，研究方法各异；也是建筑物的有机组成且必不缺少的部分；即彼此联系、又相互制约。所以，科学的、理想的方法是将三部分统一起来进行设计、计算。 现有的理论水平，还很难实现。故我们在处理地基、基础问题时，头脑里一定要有地基-基础-上部结构相互作用的整体概念，尽可能全面考虑。 土力学—研究土体的应力、变形、强度、渗流及稳定性的一门力学分支学科。 2.变形条件：（按正常使用极限状态设计）需控制基础沉降，使之不超过地基变形的允许值 3.稳定条件：挡土墙、边坡以及地基基础保