土力学-第0章绪论
土力学 绪论
二、土谷力仓学地在工基程土建事设先（未包括进港行口调航查道研与究海岸，工据程邻专近业结）中构的物重基要槽性。 开挖试验结果，计算地基承（载8力） 为352kPa，应用到此谷仓。 1952年经勘察试验与计算，谷仓地基实际承载力为 （193.8-276.6）kPa，远小于谷仓破坏时发生的压力 329.4kPa，因此，谷仓地基因超载发生强度破坏而滑动。
根四据《、梦本溪学笔谈科》的记国载，内北外宋发初著展名概木况工喻（皓4（）公元
989年）在建造开封开宝寺木塔时，考虑到当地多西北风， 便特意使建于饱和土上的塔身稍向西北倾斜，设想在风力 的长期断续作用下可以渐趋复正。可见在当时的工匠已考 虑到建筑物地基的沉降问题了。
墙内竖有 四、本学科的国内外发展概况（5） 木柱
三、本课程的学习目的、学习方法和要求 内容：土性、渗透、（应２力、）变形、强度、土压
力、土坡、承载力
学习要求：土力学-专业基础课，共54学时，讲 +习+实=38+8+8
学习方法：要转变（中学-大学基础-大学专业 部分）选一位课代表：教-学相长
成绩三：、考本试课课程=的期学终习考目试的+作、业学+习试方验法报和告要。求本（门３课）是一门专 业基础课，在学习方法上要注意，课前要预习，听课时可 以抓住重点。 大纲规定：土力学为考试课。 大课：56学时，讲课学时（40） 习题、讨论课：8学时
二地、基土基力础学在的工事程故建一设般（包容括易港在口下航面道两与海个岸方工面程发专生业）：中的重要性。
（２7）
• 地基的变形较大，包括沉降量、沉降差倾斜和局部倾斜 超过了人们所能接受的程度。
• 地基的强度问题：当建筑物荷载超过地基承载力时，地 基在外荷作用下有可能发生失稳，产生剪切破坏。
教学课件：第0章-土力学绪论
02
土力学的重要性在于，它是工程 实践中不可或缺的基础学科，对 于保障工程安全、提高工程质量 、降低工程风险具有重要意义。
土力学的研究内容与特点
土力学的研究内容包括土的物理性质 、力学性质、变形特性、强度理论等 ，以及土体在各种外力作用下的稳定 性分析。
掌握土力学的基本原理和方法对 于土木工程师来说是必不可少的。
课程目标与内容
01
02
03
04
掌握土力学的基本概念、 原理和方法。
了解土的物理性质和工 程分类。
熟悉土的应力、应变和 强度等基本力学性质。
掌握土压力、地基承载 力和边坡稳定性等工程 问题分析方法。
02 土力学简介
土力学的定义与重要性
01
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01
基础工程
土力学在土木工程中广泛应用于基础设计，如桩基、扩基、土钉墙等。
它提供了土的力学性质和行为的知识，帮助工程师更好地理解和设计基
础结构。
02
边坡工程
土力学在边坡工程中发挥着关键作用，涉及到边坡的稳定性分析、加固
设计等方面。通过土力学理论，工程师可以评估边坡的稳定性，并采取
适当的措施来确保安全。
土力学的基本假设与简化
连续性假设
土体被视为连续介质，物质无 穷小部分之间无空隙。
各向同性假设
土体的物理力学性质在不同方 向上相同。
均匀性假设
同一类型的土体具有相同的物 理力学性质。
确定性假设
土体的物理力学性质可以用确 定的数值表示，不考虑随机性
土力学
土质土力学讲义
2011 年 10 月
绪论 一、土力学学科的重要性 土是地壳岩石经受强烈风化的产物， 是各种矿物颗粒的集合体， 由固体颗粒、 水、和空气三相组成。 土力学学科研究和解决工程中两大类问题：
⎧土体稳定问题 ⎨ ⎩土体变形问题
【工程实例】 二、本课程的主要特点、内容及学习建议
第一章土的物质组成和结构
ρd = ms V ρ sat = m s + Vv ρ ω V
Sr =
Vω × 100% Vv
， （kg/m³） 。
干密度——单位体积中土粒的质量： ， （kg/m³） 。 γ 干重度——单位体积中土粒的重量： d =ρdg， （kN/m³） 。 有效重度（浮重度）
γ′= m s g − Vs γ ω V
⎧ 筛分法— — d ≥ 0.075 mm ⎨ 比重计法— — d ≺ 0.075mm ⎩
试验成果——颗粒级配曲线 【课堂讨论】为什么土的级配曲线用半对数坐标？ ⑶ 级配曲线的特点： 半对数坐标
⎧ 纵坐标－小于某粒径的土质量含量（％） ⎨ 横坐标－对数坐标－土粒粒径（mm ） ⎩
土力学绪论
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2010-12-13
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这是举世闻名的建筑物倾斜的典型 实例。 比萨斜塔于１１７４年动 工兴建，１３５０年完工，为８层 圆柱形建筑，全部用白色大理石砌 成，塔高５４．５米，塔身墙壁底 部厚约４米，顶部厚约２米余，塔 体总重量达１．４２万吨。在底层 有圆柱１５根，中间六层各３１根， 顶层１２根，这些圆形石柱自下而 上一起构成了八重２１３个拱形券 门。整个建筑，造型古朴而灵巧， 为罗马式建筑艺术之典范。钟置于 斜塔顶层。塔内有螺旋式阶梯２９ ４级，游人由此登上塔顶或各层环 廊，可尽览比萨城区风光 。
2010-12-13
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而作为本学科理论基础的土力学的 发端， 发端，始于十八世纪兴起了工业革 命的欧洲。 命的欧洲。随着资本主义工业化的 发展， 发展，为了满足向国内外扩张市场 的需要，陆上交通进入了所谓" 的需要，陆上交通进入了所谓"铁路 时代" 因此， 时代"，因此，最初有关土力学的个 别理论多与解决铁路路基问题有关。 别理论多与解决铁路路基问题有关。
2010-12-13 6
隋朝石工李春所修建成的赵州 石拱桥，造型美观，至今安然无恙。 石拱桥，造型美观，至今安然无恙。 桥台砌置于密实的粗砂层上， 粗砂层上 桥台砌置于密实的粗砂层上，一千 三百多年来估计沉降量约几厘米。 三百多年来估计沉降量约几厘米。 现在验算其基底压力 500-600kpa 基底压力约 kpa， 现在验算其基底压力约500-600kpa， 这与现代土力学理论给出的承载力 值很接近。 值很接近。
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天然地基浅基础的设计
1）、独立基础设计 ）、独立基础设计 包括独立的刚性基础、扩展基础的结构 包括独立的刚性基础、 构造设计与地基设计与验算。 构造设计与地基设计与验算。 ）、梁板式基础的简化计算 2）、梁板式基础的简化计算 主要介绍柱下条形基础设计的两种方 倒梁法、静定分析法。 法：倒梁法、静定分析法。 3）地基上梁与板的分析 弹性地基模型， 介绍三种弹性地基模型 重点介绍文克勒 介绍三种弹性地基模型，重点介绍文克勒 地基模型。 地基模型。
1 土力学绪论
为什么要学习土力学与地基基础？
地基基础事故实例——比萨斜塔
处理措施
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。
本学科发展历史
本学科实践先于理论，在我国古代早已应用。但作为本学科理论基础 的土力学的发端，始于十八世纪兴起了工业革命的欧洲。随着资本主义工 业化的发展，陆上交通进入了所谓“铁路时代”，因此，最初有关土力学 的个别理论多与解决铁路路基问题有关。
1773年，法国的C.A.库伦（Coulomb）根据试验创立了著名的砂土抗 剪强度公式，提出了计算挡土墙土压力的滑楔理论。
1869年，英国的W.G.M.朗肯（Rankine）又从不同角度 提出了挡土墙土 压力理论。
1885年，法国J.布辛奈斯克（Boussinesq）求得了弹性半无限空间在 竖向集中力作用下的应力和变形的Boussinesq解。
之后，法国人达西提出了著名的达西定律，普朗德尔计算出了地基极 限承载力。
1922年，瑞典W.费兰纽斯（Fellenius）为解决铁路塌方问题提出了土 坡稳定分析法。
原因：山坡上残积土本身强度 较低，加之暴雨雨水入渗使其 强度进一步大大降低，使得土 体滑动力超过土的强度，于是 山坡土体发生滑动。
为什么要学习土力学与地基基础？
地基基础事故实例——香港宝城滑坡 Early 1972 滑坡前
July 1972 滑坡后
为什么要学习土力学与地基基础？
地基基础事故实例——比萨斜塔
水
具有透水性：颗粒之间具有连通的
土力学—绪论
绪 论
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上部结构、基础和地基三者之间的关系
土 力 学
• 地基（Ground） 由于建筑物 的修建，使一定范围内土层的 应力状态发生变化，这一范围 内的地层称为地基。 • 基础（Foundation）指与地基 接触的建筑物下部结构。 • 一般建筑物由上部结构 （Superstructure）和基础两部 期地质营力作用风化后覆盖在地 表上的没有胶结或胶结很弱的碎散矿物颗粒集合体。 • 土具有成层性。物质组成、物理化学状态基本一致， 工程性质大体相仿的同一层土称为土层。
力• 学
由若干厚度不等、性质各异、以一定上下层序组合在 一起的土层集合体称为土体。
• 土的基本特性：松散性、孔隙性、多相性及自然变异 性 • 土力学研究对象：与工程建设有关的土
绪 论
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三、土力学发展简史与趋势
土 力 学
• 十八世纪中叶以前的很长一个时期，土力学停留在经 验积累的感性认识阶段 • 至本世纪二十年代，理论提高阶段 • 1925年美国的K.Terzaghi发表了第一部《土力学》专著， 形成独立学科的阶段
绪 论
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土力学的发展趋势
绪 论
土 力 学
一、土力学的研究对象
• 土力学（Soil mechanics）是研究土的碎散特性 及其受力后的应力、应变、强度、稳定和渗透 等规律的一门学科。 • 它以力学和工程地质学的知识为基础，研究与 工程建筑有关的土的变形和强度特性，并据此 计算土体的固结与稳定，为各项专门工程服务。
绪 论
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绪 论
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加拿大特郎斯康谷仓地基破坏事故
土 力 学
谷仓地基破坏原因： • 事后进行勘查分析，发现基 底之下为厚十余米的淤泥质 软粘土层。 • 地基的极限承载力为251kPa， 而谷仓的基底压力已超过 300kPa，从而造成地基的整 体滑动破坏。 • 基础底面以下一部分土体滑 动，向侧面挤出，使东端地 面隆起。
土力学及地基基础学习指导书
现代远程教育《土力学及地基基础》课程学习指导书作者：刘忠玉第一章 绪论（一）本章学习目标1．理解地基基础的概念、地基与基础设计必须满足的基本条件（二）本章重点、要点地基基础的概念（三）本章练习题或思考题：1．名词解释：基础、浅基础、深基础、天然地基、人工地基2．简答题：地基基础设计必须满足的基本条件是什么？第二章 土的性质及工程分类（一）本章学习目标1．理解土的三相组成及土的结构，土的渗流规律，土的压实原理2．熟练掌握土的物理力学性质指标，无粘性土和粘性土的物理性质3．学会渗透力与渗透破坏4．能运用土的工程分类（二）本章重点、要点土的物理力学性质指标，无粘性土和粘性土的物理性质，土的工程分类（三）本章练习题或思考题：1．名词解释：粒组、颗粒级配、不均匀系数、曲率系数、结合水、自由水、重度、密度、比重、含水量、干密度、饱和度、孔隙比、孔隙率、饱和度、有效重度、砂土的相对密实度、界限含水量、塑性指数、液性指数、灵敏度、触变性、渗透系数、流砂、管涌、渗流力、临界水头梯度、最优含水量、压实系数、砂土液化、碎石土、粉土、粘性土、淤泥、淤泥质土2．填空：1）__________是指粒径大于0.075mm 的颗粒含量不超过全重50%，且塑性指数小于或等于10的土。
2）省去%号后的液限和塑限的差值称为 。
3）土的结构一般分为单粒结构、蜂窝结构和 。
4）红粘土的液限一般大于 。
5）一基坑底地层产生自下向上的竖直渗流，已知水力梯度为i ，土的饱和重度为sat γ，水的重度为w γ，那么产生流砂的临界条件为sat γ= 。
6）小于某粒径的土粒质量占土总质量10%的粒径，称为 。
7）通常根据 的大小将细砂、粉砂等土划分为稍湿、很湿和饱和三种状态。
8）当液性指数 时，土体处于流塑状态。
3．单项选择题：1）当粘性土中含有较多哪种类型的水时，土具有一定的可塑性？ （ ）A ．强结合水B ．弱结合水C ．毛细水D ．重力水2）在实验室中测定土试样含水量时，常采用 （ ）A ．烘干法B ．比重瓶法C ．环刀法D ．直剪法3）当含水量发生变化时，粘性土的指标将发生变化的是 （ ）A ．液限B ．塑限C ．塑性指数D ．液性指数4）不能反映无粘性土密实度的指标是 （ ）A ．孔隙比eB ．土粒相对密度d sC ．标准贯入试验的锤击数 ND ．干密度d ρ5）假定某土样中，土粒的体积1=s V ，含水量为w ，土粒相对密度为s d ，水的密度为w ρ，孔隙比为e ，则土样的总质量m 为 （ ）A ．w s d ρB ．w s d w ρ)1(+C ．1+eD ．e6）以下土样的液性指数L I 均为0.25，其中属于粘土的是 （ ）A ．w =35%，%30P =wB ．w =30%，%5.26P =wC ．w =25%，%22P =wD ．w =35%，%33P =w7）细砂层中，两点的水头差为0.4m ，渗流长度为20m ， 测得平均渗流速度为mm/s 1013-⨯，则渗透系数为 （ ）A ．mm/s 1024-⨯B ． mm/s 1023-⨯C ．mm/s 1014-⨯D ．mm/s 1052-⨯8）如果土样A 的不均匀系数比土样B 的小，则 （ ）A ．土样A 比土样B 易于压实 B ．土样A 的颗粒比土样B 均匀C ．土样A 的颗粒级配曲线比土样B 平缓D ．土样A 的压缩性比土样B 要高4．多项选择题：1）土中水的下列类型中属于自由水的包括 （ ）A ．强结合水B ．弱结合水C ．重力水D ．固态水E ．毛细水2）塑性指数I p 大于10的土包括 （ ）A ．碎石土B ．粉土C ．粘土D ．粉质粘土E ．砂土3）土粒粒组的界限粒径包括 （ ）A ．200mmB ．20mmC ．2mmD ．0.075mmE ．0.005mm4）淤泥质土的特点是 （ ）A ．在静水或缓慢的流水环境中沉积B ．天然含水量大于液限C ．一般处于流塑状态D ．天然孔隙比在1~1.5之间E ．天然孔隙比大于1.55）流砂产生的必要条件有 （ ）A ．渗流自下而上B ．渗流自上而下C ．动水力大于土的有效重度D ．水头梯度小于0.5E ．细砂、粉砂或粉土地基6）下列三相比例指标中，可由试验直接测定的是 （ ）A ．孔隙比B ．密度C ．土粒相对密度D ．含水量E ．饱和度5．简答题：1）土中水分哪几类？对土的工程性质各有什么影响？2）如何从土的颗粒级配曲线形态上、不均匀系数及曲率系数数值上评价土的工程性质？3）说明土的天然重度、饱和重度、有效重度和干重度的物理概念和相互关系。
土压力、地基承载力
必须注意，在图中所 示的土压力分布图只 表示其大小，而不代 编辑ppt 表其作用方向。
3)墙背对土楔体的反力E，与它大小相等、方向相反 的作用力就是墙背上的土压力。反力E的方向必与墙 背的法线N2成δ角。当土楔下滑时，墙对土楔的阻力 是向上，故反力E必在N2的下侧。
E1 2H 2c co 2 o s s s)i(cn o )( s s)i(sn i n ( ))(
压力通过梯形压力分布图的形心。
Ep1 2H2Kp2cHKp
编辑ppt
3.4 几种情况下的土压力计算
3.4.1 填土面有均布荷载
a）连续均布荷载q
方法：将均布荷载换算成当量的土重，当量的土层
厚度（虚构） hq/ ;
由均布荷载q换算成虚构填土高h,产生的土压力按 墙高为h+H计算。
b）填土面和墙背倾斜
编辑ppt
—土压力与土坡稳定性—
土坡可分为天然土坡和人工土坡，由于人工开挖 和不利的自然因素，土坡可能发生整体滑动而失稳。 土坡的滑塌常造成严重的工程事故，并危及人身安 全。因此对影响工程安全的天然边坡或人工边坡都 应进行边坡的稳定性验算，对不稳定边坡宜采取必 要的工程措施予以加固。对于某些人工边坡，如高 层建筑深基坑周缘、人工堆填土边缘，由于空间限 制使边坡角设计很陡，临空面附近的土体会沿着直 线面或弧形面下滑，因此必须预先采用挡土墙等结 构物以平衡土坡的侧向压力，我们把这种压力称为 土压力。土压力的计算是对人工土坡进行支挡结构 设计的前提。
φ--墙后填土的内摩擦角（度）；
α--墙背的倾斜角（度），俯斜时取正号，仰斜
为负号；
β--墙后填土面的倾角（度）；
δ--土对挡土墙背的摩擦角根据墙背填土的内摩
擦角φ查表确定。
土力学基本知识PPT课件
-
6
1.4 土中固体颗粒
① 颗粒大小
•粒度 土粒的大小，通常以粒径表示 •粒组 按粗细进行分组，将粒径接近的归成一类 •界限粒径 划分粒组的分界尺寸
d
(mm)
砾石
粗粒
砂粒
0.075
细粒
粉粒 粘粒
胶粒
粗 中 细 粗 中 细 极细
20
60
5 2 0.5 0.25
0.075
0.005 0.002
-
7
1.4 土中固体颗粒
粒径级配累积曲线 100
90
粒径级配累积曲线
80 70
60
表示土的颗粒级配
50
40
横坐标为粒径，用对数坐标表示
30 20
纵坐标为小于(或大于)某粒径的
10 0
土重(累计百分)含量
特点：
定量指标，级配好与差的比较
粒径(mm)
曲线较陡 粒径相差不多，土粒较均匀，级配不良 曲线平缓 粒径相差悬殊，土粒不均匀，级配良好
ma=0 Air
mw m
Water
ms Solid
质量
Va Vw Vv V
Vs
体积
土的重度
W mg g
VV
单位: kN/m3
土的重度亦称为容重，定义为单位体积土的重量.
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土粒相对密度
定义: 土粒质量与同体积4˚C时纯蒸馏水的质量的比值
表达式:
ds
ms
Vs w1
s w1
单位: 无量 纲
重要影响
次要作用
土是固体颗粒、水和空气的混合物，常称土为三相系。
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5
当土骨架的孔隙全部被水占满时，这种土称为饱和土； 当土骨架的孔隙仅含空气时，就成为干土； 一般在地下水位以上地面以下一定深度内的土的孔隙中 兼含空气和水，此时的土体属三相系，称为湿土。
土力学(河海大学第二版)所有章节完整课后习题答案
土力学(河海大学第二版)所有章节完整答案第一章 土的物理性质指标与工程分类1-1 解：(1) A 试样100.083d mm = 300.317d mm = 600.928d mm =60100.92811.180.083u d C d === 22301060()0.317 1.610.0830.928c d C d d ===⨯ (1) B 试样100.0015d mm = 300.003d mm = 600.0066d mm =60100.0066 4.40.0015u d C d === 22301060()0.0030.910.00150.0066c d C d d ===⨯ 1-2 解：已知：m =15.3g S m =10.6g S G =2.70饱和 ∴r S =1又知：wSm m m =-= 15.3-10.6=4.7g(1) 含水量 w Sm mω==4.710.6=0.443=44.3% (2) 孔隙比 0.443 2.71.201.0Sre G Sω⨯===(3) 孔隙率1.20.54554.5%11 1.2e e η====++ (4) 饱和密度及其重度32.7 1.21.77/11 1.2Ssat w G e g cm e ρρ++===++ 31.771017.7/sat sat g kN m γρ=⨯=⨯=(5) 浮密度及其重度3' 1.77 1.00.77/sat w g cm ρρρ=-=-= 3''0.77107.7/g kN m γρ=⨯=⨯= (6) 干密度及其重度32.7 1.01.23/11 1.2S w d G g cm e γρ⨯===++31.231012.3/d d g kN m γρ=⨯=⨯= 1-3 解：31.601.51/110.06d g cm ρρω===++ ∴ 2.70 1.01110.791.51s s w d d G e ρρρρ⨯=-=-=-= ∴ 0.7929.3%2.70sat s e G ω===1.60100150.91110.06s m V m g ρωω⨯====+++∴ (29.3%6%)150.935.2w s m m g ω∆=∆=-⨯=1-4 解：w Sm mω=w Sm m m =-sSm m mω=-∴ 1000940110.06s m m g ω===++0.16ω∆=∴ 0.16940150w s m m g ω∆=∆=⨯=1-5 解：(1)31.771.61/110.098d g cm w ρρ===++∴ 0 2.7 1.01110.681.61s s w d d G e ρρρρ⨯=-=-=-= (2) 00.6825.2%2.7sat s e G ω=== (3) max 0max min 0.940.680.540.940.46r e e D e e --===--1/32/3r D <<∴ 该砂土层处于中密状态。
土力学课件(清华大学)土力学绪论
什么是土？
土及土力学有哪些特点？ 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？
一般固体： 液体： 土体（散粒体）：
可保持固定的形状
不具有特定的形状
具有一定但不固 定的形状
土体的特点
碎散性
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
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。
1986年：开工 1990年：人工岛完成 1994年：机场运营 面积：4370m×1250m
填筑量：180×106m3
平均厚度：33m
世界最大的人工岛
日本 关西机场
关西机场
问题：沉降大且不均匀
• 设计沉降：5.7-7.5 m
• 完成时(1990年)实际沉降： 8.1 m，5cm/月 • 预测主固结需：20年 • 比设计多超填：3m
可归结为与土有关的 渗透问题
案例总结（三）
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。
学习土力学的目的
课程绪论：土力学及其特点
什么是土？
土及土力学有哪些特点？ 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？
土壤在自然界的位置
土壤带 腐殖质层 淀积层 母质层
土壤有非常复杂的形成过程，并具有独特 的层状构造。土壤剖面一般包含枯枝落叶 层、腐殖质层、淀积层和母质层四个基本 层次。 传统岩土工程的范畴 风化、搬运、沉积 土壤 地质大循环：岩石 地质成岩作用 生物小循环： 生物活动所造成的土壤 有机质的循环
土力学基本知识总结
土力学基本知识总结第一章、绪论我感觉绪论部分主要就是要掌握几个基本术语，如下：1、土：是自然历史的产物，是矿物或岩石碎屑构成的松软集合体，形成过程是岩石经过分化、剥蚀、搬运、堆积。
2、地基：支承基础的土体或岩体，是受土木工程的地层。
3、基础：是墙、柱地面以下的延伸扩展部分，是将结构承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分。
4、持力层：埋置基础，直接支持基础的土层。
5、下卧层：卧在持力层下的土层。
6、基础工程：地基与基础是建筑物的根本，统称基础工程。
第二章、土的性质及工程分类这一章主要介绍了土的三相组成,以及土的物理性质、力学性质、水理性质和工程性质。
我感觉重点部分主要是土的九个物理性质指标，以及无粘性土的密实度划分，和粘性土的物理特性，比如塑性指数、液性指数，地基土的工程分类等等。
一、土的三相组成1、土的三相组成固相固体颗粒液相土中水气相气体，土的三相数量比例决定了土的物理性质和状态。
2、三种主要的粘土矿物蒙脱石−−亲水性强，工程性质差伊利石−−其力学性质介于蒙脱石和高岭石之间高岭石−−水稳定性好，工程性质好3、土粒粒组粒度:土粒的大小。
粒组：大小、性质相近的土粒合并为一组。
界限粒径：划分粒组的分界尺寸。
4、土的颗粒级配：土中所含各粒组的相对含量，以土粒总重的百分数表示。
其反应的是土粒粗细搭配的程度。
一般用颗粒级配曲线来评定颗粒大小的均匀程度，曲线平缓则表示粒径大小相差悬殊，颗粒不均匀级配良好；相反，则表示级配不良。
主要通过两个系数来定量的反应级配的不均匀程度，不均匀系数C u和曲率系数C c。
5、土的级配判断方法：Cu=d60d10,C c=(d30)2d10×d60对于级配连续的土，C u>5,级配良好；C u<5,级配不良。
对于级配不连续的土，C u>5且C c=1~3时，级配良好；反之，则级配不良。
6、土的颗粒分析实验：用来确定土中各个粒组相对含量的方法，主要有筛分法和沉降分析法。
土力学教案
教案2010 ~ 2011 学年第1 学期学院、系室天津城市建设学院土木工程系课程名称土力学专业、年级、班级土木专业08级结构1-6主讲教师刘举、李顺群天津城市建设学院教案编写说明教案又称课时授课计划,是任课教师的教学实施方案。
任课教师应遵循专业教学计划制订的培养目标，以教学大纲为依据，在熟悉教材、了解学生的基础上，结合教学实践经验，提前编写设计好每门课程每个章、节或主题的全部教学活动。
教案可以按每堂课（指同一主题连续1~4节课）设计编写。
教案编写说明如下：1、编号：按施教的顺序标明序号。
2、教学课型表示所授课程的类型，请在理论课、实验课、习题课、实践课及其它栏内选择打“√”。
3、题目：标明章、节或主题。
4、教学内容：是授课的核心。
将授课的内容按逻辑层次，有序设计编排，必要时标以“*”、“#”“？”符号分别表示重点、难点或疑点。
5、教学方式、手段既教学方法，如讲授、讨论、示教、指导等。
教学媒介指教科书、板书、多媒体、模型、标本、挂图、音像等教学工具。
6、讨论、思考题和作业：提出若干问题以供讨论，或作为课后复习时思考，亦可要求学生作为作业来完成，以供考核之用。
7、参考书目：列出参考书籍、有关资料。
8、日期的填写系指本堂课授课的时间。
天津城市建设学院教案教师姓名：仲晓梅职称：副教授10年月日天津城市建设学院教案教师姓名：李顺群职称：副教授10年月日天津城市建设学院教案教师姓名：李顺群职称：副教授10年月日天津城市建设学院教案教师姓名：李顺群职称：副教授10年月日天津城市建设学院教案教师姓名：李顺群职称：副教授10年月日天津城市建设学院教案教师姓名：李顺群职称：副教授10年月日天津城市建设学院教案教师姓名：李顺群职称：副教授10年月日天津城市建设学院教案教师姓名：李顺群职称：副教授10年月日天津城市建设学院教案教师姓名：李顺群职称：副教授10年月日天津城市建设学院教案教师姓名：李顺群职称：副教授10年月日天津城市建设学院教案教师姓名：李顺群职称：副教授10年月日天津城市建设学院教案教师姓名：李顺群职称：副教授10年月日。
土力学_绪论PPT课件
绪 论：土力学的学科特点
➢土的特点
天然性（自然变异性）：自然界的产物，具有非均匀性、各向异性、结构 性、时空变异性；
碎散性：岩石风化的产物，是非连续介质，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；
三相性：由固相（土颗粒）、液相（水）和气相（空气）组成，受力后由 土骨架和孔隙介质共同承担、存在复杂的相互作用、孔隙流体流动。
绪 论：土力学的发展概况
➢快速发展阶段
1957年，D.C.Drucker提出了土力学与加工硬化塑性理论，对土的本构模型研究起了很大的推动作 用； 1963年，英国Cambridge大学的Roscoe等人提出了剑桥模型（Cam clay model），该模型的提出是现 代土力学的开端； 自60年代后，随着电子计算机的出现和计算技术的高速发展，使土力学的研究进入了一个全新的 阶段； 1993年D.C.Fredrund出版《非饱和土力学》(Unsaturated Soil Mechanics)专著，标志着非饱和土的研 究进入了一个新的历时时期。
绪 论：土力学的发展概况
Karl von Terzaghi (1883 - 1963)
1925年，他被派往麻省理工学院担任访问教授，四年后回到维也纳技术大学 任教授。 1938 年德国占领奥地利后， Terzaghi 前往美国，并在哈佛大学任教， 直 到 1956 年 退 休 。 在 此 期 间 的 1943 年 ， 他 还 出 版 了 《 Theoretical Soil Mechanics 》，在这部不朽的著作中， Terzaghi 就固结理论、沉降计算、承载力、 土压理论、抗剪强度及边坡稳定等问题进行了阐述。 1963 年 10 月 25 日 , Terzaghi 在马萨诸塞州的温彻斯特逝世。
第一章 绪论
北京工业大学 土力学课程
授课教师
路德春 教 授 dechun@ 13811035103
许成顺 副教授 xuchengshun@ 13401111718 张志红 副教授 zhangzh2002@ 13691434471 李 亮 副教授 liliang@ 13520556542
0 0 200 400 0 600 100 200 300 400 500 600
北京工业大学 土力学课程
本课程的学习方法
多学习 多思考 多实践
北京工业大学 土力学课程
杭州地铁工地地面塌陷事故
2008年11月15日下午，杭州风情大道地铁施工工地发生大 面积地面塌陷事故，造成21人死亡的惨剧。 专家痛惜地指出：“这是中国地铁修建史上最大的事故”。
北京工业大学 土力学课程
课程介绍
土力学包括哪些内容？
基础
物理性质
核心 变形问题 强度问题 稳定问题 沉降计算 土压力 承载力
该谷仓建于 1911 年， 1913 年 秋完工， 9 月装谷。 10 月 17 日发现 1 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。 加拿大特朗斯康谷仓 事故原因为谷仓地基因超载发生强度破坏而滑动。
北京工业大学 土力学课程
子厚达50cm。
北京工业大学 土力学课程
6. 土坡滑动
香港宝城大厦
强度问题
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，死亡６7人。
北京工业大学 土力学课程
汶川地震山体滑坡
强度问题
土力学复习资料（整理）
土力学复习资料（整理）土力学复习资料第一章绪论1.土力学的概念是什么？土力学是工程力学的一个分支，利用力学的一般原理及土工试验，研究土体的应力变形、强度、渗流和长期稳定性、物理性质的一门学科。
2.土力学里的"两个理论，一个原理"是什么？强度理论、变形理论和有效应力原理3.土力学中的基本物理性质有哪四个？应力、变形、强度、渗流。
4. 什么是地基和基础？它们的分类是什么？地基:支撑基础的土体或岩体。
分类:天然地基、人工地基基础:结构的各种作用传递到地基上的结构组成部分。
根据基础埋深分为:深基础、浅基础5.★地基与基础设计必须满足的三个条件★①作用于地基上的荷载效应（基底压应力）不得超过地基容许承载力特征值，挡土墙、边坡以及地基基础保证具有足够防止失稳破坏的安全储备。
即满足土地稳定性、承载力要求。
②基础沉降不得超过地基变形容许值。
即满足变形要求。
③基础要有足够的强度、刚度、耐久性。
6.若地基软弱、承载力不满足设计要求如何处理？需对地基进行基础加固处理，例如采用换土垫层、深层密实、排水固结、化学加固、加筋土技术等方法进行处理，称为人工地基。
7.深基础和浅基础的区别？通常把埋置深度不大(3~5m)，只需经过挖槽、排水等普通施工程序就可以建造起来的基础称为浅基础;反之，若浅层土质不良，须把基础埋置于深处的好地层时，就得借助于特殊的施工方法，建造各种类型的深基础(如桩基、墩基、沉井和地下连续墙等。
)8.为什么基础工程在土木工程中具有很重要的作用？地基与基础是建筑物的根本，统称为基础工程，其勘察、设计、施工质量的好坏直接影响到建筑物的安危、经济和正常使用。
基础工程的特点主要有:①由于基础工程是在地下或水下进行，施工难度大②在一般高层建筑中，占总造价25％，占工期25％~30％③隐蔽工程，一旦出事，损失巨大且补救困难，因此基础工程在土木工程中具有十分重要的作用。
第二章土的性质与工程分类1.土:连续、坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒，经过不同的搬运方式，在各种自然环境中生成的沉积物。
土力学绪论
2.地基和基础的概念
（1） 地基与基础的区别： 基础：将上部结构的荷载传递到地 基中的结构部分。 地基：承受由基础传来荷载的土层 （或岩层）。 持力层：位于基础底面下的第一层 土。 下卧层：持力层下的土层。
地基与基础共同作用的观点：
看作是一个共同作用体系。
2、土力学的研究内容
基础与主线
诱 因
渗透特性 变形特性 强度特性
地球
地球
让我们从以下工程事故的介绍中对本课程的内容和作用进行初步的了解。
（2）土有哪些特点？ 与其它人工材料不同之处
碎散性 三相多孔系
区域性
力学特性复杂
• 变形特性 • 强度特性 • 渗透特性
土力学需要研究和解决的三大问题
土力学是研究土体的应力、变形、强度、渗流及长期稳定性的一门 学科。是工程力学的一个分支。
1.与其它课程关系
学科 理论力学 质点或刚体
研究对象
材料力学 单个弹性杆件（杆、轴、梁）
结构力学 若干弹性杆件组成的杆件结构
弹性力学 弹性实体结构或板壳结构
水力学 不可压缩的连续流体（水）
土力学 天然的三相碎散堆积物
连续固体
连续流体
碎散材料
2. 课程特点
内容广泛 综合性强
实践性强 知识更新周期短
教学要求
o 最终成绩=70%（考试成绩+20%平时考核与作业
o
+10%实验成绩
o 做试验前，应预习试验指导书
与我们联系：扬州大学建工学院土力学教研室
液化：松砂地基在振动荷载作用下丧 失强度变成流动状态的一种现象
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。
唐山地震
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地球
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。
TEL：15312760618
Email：yuguangzou83@
2.土有哪些特点？
岩石风化
一、土具有碎散性 的产物
非连续介质
二、土是三相体系
•固相—土骨架 •液相—水
• 思考：
• 1.为什么老华侨的楼房会出现沉降和裂缝，问题究竟在哪 里呢？
• 2.老华侨能否打赢这场官司？
• 3.在工程建设中，我们应该遵循哪些工程原则？
TEL：15312760618
Email：yuguangzou83@
TEL：15312760618
Email：yuguangzou83@
3.土力学是土木、水利等专业的一门重要的技术基础 课。主要包括土的物理力学性质以及土的强度理论、渗透 理论和变形理论的知识，即解决土力学各种课题的基本理 论和试验研究方法。它为后续课程－基础工程提供解决一 般工程问题的试验方法和理论基础。因此，本课程是一门 实践性和理论性都比较强的课程 。
TEL：15312760618
Email：yuguangzou83@
二、土力学包括哪些特点和主要内容？
1.土力学有何特点？
学科
研究对象
理论力学 质点或刚体
材料力学 单个弹性杆件（杆、轴、梁）
结构力学 若干弹性杆件组成的杆件结构 连续固体
弹性力学 弹性实体结构或板壳结构
水 力 学 不可压缩的连续流体（水） 连续流体
主讲：邹玉广
泰州科技学院土木工程学院
TEL：15312760618
2012年3月
Email：yuguangzou83@
第0章 绪论
本章主要内容： 一、什么是土力学？为什么要学习土力学？ 二、土力学包括哪些特点和主要内容？ 三、怎样学好土力学？ 四、土力学的发展简史 五、土力学中几个易混淆的概念 六、课程的相关要求
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象。
TEL：15312760618
Email：yuguangzou83@
砂性土堤基管涌破坏示意图
TEL：15312760618
管涌 砂环
当管涌发生时， 渗流将导致向源 侵蚀，使堤防基 础下部出现渗流 通道
Email：yuguangzou83@
2）.附加应力的影响——这场官司谁打赢
• 广州有一百货公司在西关上下九某街，在将原来二层的职 工宿舍拆建后拟建成八层的宿舍楼，邻近约1米多有一栋移 居国外老华侨的三层楼房。当百货公司的职工宿舍楼建到 四层的时候，老华侨的楼房先后出现地面沉降，楼面倾斜， 墙身开裂等现象。老华侨找百货公司的基建负责人反映问 题并提出赔偿，遭到了拒绝。他们认为老华侨的楼房年久 失修，出现沉降和开裂是正常现象，与他们没有任何关系。 最后老华侨上诉并委托律师打官司。为什么老华侨的楼房 会出现沉降和裂缝，
TEL：15312760618
Email：yuguangzou83@
1）.苏州虎丘塔
此塔位于苏州市虎丘
公园山顶，落成于宋太祖 建隆二年（公元961年）， 距今已有1036。全塔7层， 高47.5米。平面呈八角形。 青砖砌筑。
1980年时，塔身已向 东北方向严重倾斜，塔顶 离中心线已达2.31米。底 层塔身出现不少裂缝。
管涌破坏
Email：yuguangzou83@
当水头差足够大时， 侵蚀将加速并掏挖 堤防基础。形成通 道后极易引起溃决
• 4、为什么要学习土力学？
1.土力学不是一门纯粹的力学理论，它是一门具有广 泛的工程应用力学,主要服务于工程实践的，在土木工程 中主要服务对象是地基与基础。
2.从以后各类考试角度来说，土力学所占比例也是相当 高的。如在一注考试中占了14分，二注考试中高达16分， 在岩土类考试中比例更高(岩土专业的考研专业基础课）
TEL：15312760618
Email：yuguangzou83@
一、什么是土力学？为什么要学习土力学？
1 什么是土？
问
题பைடு நூலகம்
2 土的特点
分 解
3 什么是土力学？
4 为何要学土力学？
TEL：15312760618
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岩石
风化
颗粒堆积物
地球
TEL：15312760618
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虎丘塔
原因：宝塔倾斜为地基覆盖层 相差悬殊等原因造成。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 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，效果良好。
TEL：15312760618
•气相—空气
多相介质
三、土有自然变异性 土是自然界的产物
TEL：15312760618
Email：yuguangzou83@
2.土有哪些特点？
碎散性
三相体系
力学特性复杂
自然变异性
TEL：15312760618
• 变形特性
• 强度特性 • 渗透特性
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TEL：15312760618
Email：yuguangzou83@
TEL：15312760618
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3）.管涌问题 堤基管涌
渗水
杂填土 粘性土
砂性土
管 砂涌 环口
长长江江堤堤防防工工程程堤堤基基管管涌涌发发生生发发展展过过程程示示意意图图
土力学 天然的三相碎散堆积物
碎散材料
TEL：15312760618
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2、土力学包括哪些内容？
基础 物理性质
预备 土中 应力
TEL：15312760618
核心 渗透特性 变形特性 强度特性
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具体应用 土压力 ……
基础与主线
预 备
渗透特性 变形特性 强度特性
具体 应用
TEL：15312760618
第一章土的物理性质和工程分类
第二章土的渗透性和渗流问题
第三章土体中的应力计算
第四章土的变形特性和地基沉降计算
第五章土的抗剪强度
基础工程 城市岩土工程 高等土力学 环境岩土工程 土动力学与土工抗震工程