土力學第一章改母版引言土的物理性質(zhì)土的力學性質(zhì)土的工程分類土的壓縮性與地基沉降土壓力與擋土墻設(shè)計contents目錄01引言土力學是研究土的力學性質(zhì)的科學，它在工程實踐中具有非常重要的應用價值。土力學是土木工程、地質(zhì)工程、交通工程等領(lǐng)域的基礎(chǔ)學科，為工程設(shè)計和施工提供了理論支持和實踐指導。土力學的發(fā)展對于提高工程質(zhì)量、保障人民生命財產(chǎn)安全、促進國家經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。土力學的重要性早期的土力學01古代建筑實踐中，人們已經(jīng)意識到土的工程性質(zhì)和特性，如中國的長城和埃及的金字塔等。古典土力學0219世紀中葉，隨著工業(yè)革命的發(fā)展，土力學逐漸形成獨立的學科。法國科學家?guī)靵觥⒍韲茖W家朗金等人為土力學的發(fā)展做出了重要貢獻。現(xiàn)代土力學0320世紀以來，隨著科技的不斷進步，土力學研究領(lǐng)域不斷擴大，涉及的工程問題也更加復雜。土力學與數(shù)學、物理等學科的交叉研究逐漸增多，推動了土力學理論的不斷完善和發(fā)展。土力學的發(fā)展歷程土的物理性質(zhì)土的力學性質(zhì)土與結(jié)構(gòu)的相互作用土工試驗與數(shù)值模擬土力學的研究內(nèi)容包括土的顆粒組成、含水量、密度、孔隙比等。包括土壓力、地基承載力、邊坡穩(wěn)定性等。包括土的應力應變關(guān)系、強度、穩(wěn)定性等。包括試驗方法、數(shù)值計算、模擬分析等。02土的物理性質(zhì)土是由固體顆粒、水和氣體三相組成的天然復合材料。水在土中以結(jié)合水和自由水兩種形式存在，結(jié)合水影響土的硬度和可塑性，自由水則影響土的滲透性和壓縮性。固體顆粒是土的主要組成部分，其大小、形狀和級配對土的物理和力學性質(zhì)有重要影響。氣體在土中主要是指存在于顆粒空隙之間的空氣，其對土的力學性質(zhì)也有一定影響。土的組成土的顆粒級配是指土中固體顆粒的大小和粒度分布情況。良好的級配有助于提高土的承載力和穩(wěn)定性，同時對土的滲透性和壓縮性也有重要影響。常見的顆粒級配指標包括不均勻系數(shù)、曲率系數(shù)和級配曲線等。土的顆粒級配

土的含水量土的含水量是指土中水的質(zhì)量與固體顆粒質(zhì)量的比值，通常以百分比表示。含水量的變化會影響土的物理和力學性質(zhì)，如可塑性、硬度和壓縮性等。在工程實踐中，了解土的含水量對于施工控制和設(shè)計計算具有重要意義。孔隙比則是指土中孔隙體積與固體顆粒體積的比值。密度和孔隙比是反映土密實程度的重要指標，對土的承載力和穩(wěn)定性有重要影響。土的密度是指單位體積內(nèi)固體顆粒的質(zhì)量，也稱為干密度或天然密度。土的密度和孔隙比03土的力學性質(zhì)03剪切應力和法向應力剪切應力是土體在剪切面上的應力，法向應力則是土體在垂直方向上的應力。01主動應力與被動應力主動應力是土體受到的壓應力，而被動應力則是土體受到的拉應力。02有效應力和孔隙水壓力有效應力是指土顆粒之間的法向應力，而孔隙水壓力則是水對土顆粒產(chǎn)生的壓力。土的應力彈性應變是當外力撤銷后，土體能夠恢復到原始狀態(tài)的部分，而塑性應變則是外力撤銷后，土體不能恢復到原始狀態(tài)的部分。彈性應變與塑性應變剪切應變是土體在剪切方向上的變形，而拉伸應變則是土體在拉伸方向上的變形。剪切應變與拉伸應變應變硬化是指隨著應力的增加，土體的變形逐漸減小，而應變軟化則是指隨著應力的增加，土體的變形逐漸增大。應變硬化與應變軟化土的應變內(nèi)聚力與內(nèi)摩擦力內(nèi)聚力是土顆粒之間相互吸引的力，內(nèi)摩擦力則是土顆粒之間相互滑動的力。峰值強度與殘余強度峰值強度是指土體在達到破壞點前的最大強度，而殘余強度則是指土體在破壞后剩余的強度。直接強度與間接強度直接強度是指通過直接施加外力來測定土體的強度，而間接強度則是指通過測定土體的變形來推算其強度。土的強度04土的工程分類根據(jù)土中顆粒大小和級配將土分為粗粒土和細粒土，如碎石土、砂土、粉土等。按土的顆粒級配按土的塑性按土的沉積年代按土的特殊性質(zhì)根據(jù)土在外力作用下是否發(fā)生屈服變形，將土分為塑性土和脆性土，如粘土、黃土等。根據(jù)土的沉積年代將土分為老沉積物土和新沉積物土，如沖積土、洪積土等。根據(jù)土的某些特殊性質(zhì)，如膨脹性、收縮性、鹽漬性等，將土分為膨脹土、收縮土、鹽漬土等。土的工程分類方法碎石土砂土粘性土黃土常見的土的工程分類01020304由大小不等的粗粒石料組成，粒徑大于2mm的顆粒含量超過全重的50%。主要由粒徑在0.075-2mm之間的顆粒組成，含粘粒不超過10%。具有粘聚力的土壤，含細粒土粒超過30%，塑性指數(shù)大于10。以黃色為主色調(diào)的土壤，具有松散、多孔、垂直節(jié)理發(fā)育等特點。根據(jù)不同的工程需求和特點，選擇適合的土壤作為基礎(chǔ)或填料，以滿足工程要求。工程設(shè)計施工方法選擇工程安全評估不同的土壤類型需要采用不同的施工方法和技術(shù)措施，以確保工程質(zhì)量和安全。對工程場地內(nèi)的土壤進行分類，評估其穩(wěn)定性和安全性，預防可能出現(xiàn)的工程事故。030201土的工程分類的應用05土的壓縮性與地基沉降010204土的壓縮性土的壓縮性是指土在壓力作用下體積減小的性質(zhì)。土的壓縮性主要與土的孔隙比、含水量、壓縮系數(shù)等參數(shù)有關(guān)。土的壓縮性是影響地基沉降的重要因素，也是評價土的工程性質(zhì)的重要指標。土的壓縮性可以通過室內(nèi)試驗或原位試驗進行測定。03地基沉降是指地基在建筑物荷載作用下產(chǎn)生的沉降。分層總和法是最常用的計算方法，其基本原理是將地基土分為若干層，分別計算各層的壓縮量，然后求和得到總沉降量。地基沉降的計算地基沉降的計算方法主要有分層總和法、有限元法、邊界元法等。地基沉降的計算需要考慮土的應力歷史、地下水位等因素的影響。地基沉降的觀測是了解建筑物沉降情況的重要手段。常用的觀測方法有水準測量、全站儀測量、GPS測量等。地基沉降的控制主要通過優(yōu)化設(shè)計方案、加強施工管理等措施實現(xiàn)。對于過大的沉降或不均勻沉降，需要進行加固處理或采取其他措施進行補救。01020304地基沉降的觀測與控制06土壓力與擋土墻設(shè)計主動土壓力被動土壓力靜止土壓力土壓力的分布土壓力的類型與形成機理當墻后土體受到被動力作用時，墻后土體處于極限平衡狀態(tài)，此時作用在墻背上的力即為被動土壓力。當墻后土體處于靜止狀態(tài)時，作用在墻背上的力即為靜止土壓力。不同類型的土壓力在墻背上的分布范圍和大小不同，對擋土墻的設(shè)計和穩(wěn)定性分析具有重要意義。當墻背受到主動力作用時，墻后土體處于極限平衡狀態(tài)，此時作用在墻背上的力即為主動土壓力。擋土墻的荷載計算根據(jù)作用在擋土墻上的各種力（包括土壓力、水壓力、車輛荷載等），計算出擋土墻所承受的總荷載。擋土墻的基礎(chǔ)設(shè)計根據(jù)地質(zhì)勘察資料和擋土墻的荷載要求，設(shè)計出合理的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和埋深。擋土墻的截面設(shè)計根據(jù)擋土墻所承受的總荷載和穩(wěn)定性要求，設(shè)計出合適的截面尺寸和配筋。擋土墻的穩(wěn)定性分析通過對擋土墻進行穩(wěn)定性分析，確定其是否會發(fā)生滑移、傾覆或隆起等失穩(wěn)現(xiàn)象。擋土墻的設(shè)計與計算擋土墻的施工質(zhì)量控制在施工過程中，應采取有效措施控制施工質(zhì)量