土力学-知识单元一(土的组成、物理性质及分类)
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土力学
主讲人：徐亚利
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？
土力学研究哪些内容？
土，地之生万物者也。‘二’象 地之上，地之中；‘|’物出形也。 - 《说文解字》 土地系指由地形、水文、局地气 候、岩石圈的上层、土壤和生物 有机体等相互作用组成的自然地 域综合体，是地球表层历史发展 的产物。
1590年: 伽利略在此塔做 自由落体实验 目前：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°
原因： 地基持力层为粉砂，下面为粉土 和粘土层，强度低，变形大。
比 萨 斜 塔
3、为什么要学习土力学？
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。
因此，对土工程性质认识的偏差可能会导致损
失巨大的事故。
土力学的重要性
3、为什么要学习土力学？
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，埋深3.66m。1913年完工，自重2万T。
事故：
1913年9月开始装谷物， 至10月17日共装入3万多Ｔ 谷物，但此时发生破坏： • 1小时竖向沉降达30.5cm • 24小时倾斜26°53ˊ • 西端下沉7.32m 东端上抬1.52m • 上部钢混筒仓完好无损
加拿大特朗斯康谷仓
3、为什么要学习土力学？
2653
失事后 1913.10.18
-0.61
1952.10.3 试验孔 填土 褐色粉质粘土 灰色粉质粘土 -4.27 -13.72
1952.10.5 试验孔
-12.34
原因：谷仓的地基承载力 按邻近结构物基槽开挖取 土试验结果计算。1952年 经勘察试验与计算，地基 实际承载力远小于谷仓破 坏时发生的基底压力。因 此谷仓地基因超载发生强 度破坏而滑动。
1、三相比例（三相草图）
ma=0 m mw
Air
Water Soil
便于研究和应用土的工程分类
土的压实性
一、 土的成因
土是岩石经过风化作用后，形成大小悬殊的颗粒，经 过不同的搬运方式，在不同条件下形成的自然历史的 产物。 形成过程 形成条件
影响
物理力学 性质
风蚀蘑菇
高山下的冲积锥群
黄河冲积三角洲
土的形成过程
1、因风化作用不同
物理风化
原生矿物 次生矿物
有 机 质
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４米。
加拿大特朗斯康谷仓
3、为什么要学习土力学？
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６7人。 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，使得土体滑动力超过土 的强度，于是山坡土体发生滑动。
无粘性土
粘性土
化学风化
生物风化
2、因搬运与沉积不同
残积土 强风化 弱风化 微风化 母岩体
残积土
无搬运
颗粒表面粗糙 多棱角 粗细不均 无层理
土 质 较 好
重力: 坡积土 土粒粗细不同，性质不均匀 洪积土 有分选性，近粗远细 冲积土 浑圆度分选性明显，土层交迭 流水: 湖泊沼泽沉积土 含有机物淤泥，土性差 海相沉积物 颗粒细，表层松软，土性差 冰川: 冰积土 土粒粗细变化较大，性质不均匀 风：风积土
溃口原因：堤基管涌 焦点词汇：豆腐渣工程
九江大堤决口
3、为什么要学习土力学？
位于青海省，高71 米，长265米，建
于1989年。 1993年8月7日突然 发生溃坝，瞬间冲 毁1000多户房舍， 288人丧生，上千 人受伤。 溃坝原因： 面板止水失效，下 游坝体排水不畅， 造成坝坡失稳
沟后面板砂砾石坝
土体的特点
2、土及土力学有哪些特点？
连续介质力学 的基本知识
描述碎散体 特性的理论
实验规律及工 程实践经验
土力学
研究土的渗透、变形和强度特性以及 与此有关的工程问题
土力学的特点
3、为什么要学习土力学？
土是工程中应用最广泛的建筑材料。由土层所 构成的广袤大地
• • • •
是工程建设的基地
是建筑物的地基 是地下建筑的环境 为土工构筑物提供填筑材料
蜂窝结构
---细砂、粉粒土的结构
• 粒间作用 力 • 排列形式 • 矿物成分
重力，表面力
蜂窝状
主要是原生矿物
蜂窝结构
絮状结构 ---细粒土的结构
絮状结构
• 形成环境 • 粒间作用力 • 排列形式 淡水中沉积
海水中沉积
• 矿物成分
表面力、胶结力 表面力、胶结力 （粒间斥力占优势）（斥力减小引力增加） 边、角与面 面与面 边、角与边 次生矿物 次生矿物
第一章 土的组成、物理性质及分类
§1.1 §1.2 §1.3 §1.4 §1.5 土的成因及组成 土的物理性指标 粘性土、无粘性土的物理性质 土的击实性 土的工程分类原则、类别及工程性质
第一节 土的成因及组成
土的成因影响
土的三相组成 土的物理状态 土的结构和构造
从而决定土的渗透特性；变形特性及强度特性
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 • 孔隙流体流动
• 非均匀性 • 各向异性 • 时空变异性
天然性 自然界的产物，
存在自然变异性
土体的特点
2、土及土力学有哪些特点？
碎散性 三相性 天然性
• 渗透特性
• 变形特性
• 强度特性
物理力学 特性复杂
0.01 0.005
0.001
0.10 0.05
1.0 0.5
10 5.0
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
土的颗粒级配累积曲线
d60 d50 d30
d10
（3）、矿物成分
原生矿物
石英、长石、云母等
特征：矿物成分的性质较稳定，由其组成的土具有
无粘性、透水性较大、压缩性较低的特点。
2、土及土力学有哪些特点？
一般固体：
可保持固定的形状
液体：
பைடு நூலகம்
不具有特定的形状
土体（散粒）：
具有一定但不固 定的形状
土体的特点
2、土及土力学有哪些特点？
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
三相性 固相-土骨架
结合水
弱结合水: •位于强结合水之外，电场引力作 用范围之内 •外力作用下可以移动 •不因重力而移动，有粘滞性
重力水 自由水 毛细水
在重力作用下可在土中自由 流动 存在于固气之间 在重力与表面张力作用下可 在土粒间空隙中自由移动
3、土中气体
自由气体：
与大气连通，对土的性质影响不大
封闭气体：
增加土的弹性；阻塞渗流通道
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。
3、为什么要学习土力学？
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
3、为什么要学习土力学？
关西机场
问题：沉降大且不均匀
颗粒大小
各粒径成分在土 中占的比例
颗粒级配
——各粒组的相对含量，用质量百分数来表示
•确定方法 筛分法：适用于粗粒土 (>0.075 mm)
比重计法：适用于细粒土 (<0.075 mm)
200g
10 5.0 2.0 1.0 0.5 0.25 0.1
10 16 18 24 22 38 72
比重计法
小于某粒径之土质量百分数P（％）
P % 95 87 78 66 55 36
土的颗粒级配累积曲线
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 粒径(mm) 0.01 0.005
0.001
0.10 0.05
1.0 0.5
10 5.0
土的颗粒级配曲线
注意：横坐标表示粒径，且用对数坐标表示。纵坐标则表 示小于(或大于)某粒径的土重含量(或称累计百分含量)。
天然条件下，可能是多种组合，或者由一种结构过渡向另一种结构。
2、土的构造类型
层理构造：土粒在沉积过程中,由于不同阶段沉
积的物质成分、颗粒大小或颜色不同,而沿竖向 呈现出成层特征。
裂隙构造：土体被许多不连续的小裂隙所分割,
在裂隙中常充填有各种盐类的沉淀物。
第二节 土的物理性质指标
土的物理性质指标(三相间的比例 关系)。可以用来表示土的物理状态， 包括：粗粒土的松密程度和粘性土的软 硬状态，从而影响了土的力学特性。
特征粒径:
d50 : 平均粒径 d60 : 控制粒径 d10 : 有效粒径 d30 ;中值粒径
小于某粒径之土质量百分数（％）
粗细程度： 用d50 表示 不均匀程度： — Cu = d60 / d10 不均匀系数 连续程度: Cc = d302 / (d60 ×d10 )
— 曲率系数
粒径(mm)
Cu ≥5,级配不均匀，曲线的陡峭判断 1<Cc <3,级配连续
颗粒均匀，层厚而不具层理
运积土
有搬运
二、土的组成
土体
固相 + 液相 + 气相
次要作用
构成土骨架，起决定作用
重要影响
1、固体颗粒
（1）、颗粒大小—粒组划分
•粒组 按粗细进行分组，将粒径接近的归成一类，根
据界限粒径200、60、2、0.075和0.005mm把土粒分为 六大粒组。
•界限粒径
（2）、土粒粒度分析---颗粒级配
• 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
3、为什么要学习土力学？
坝 （ 美 国 ）
土坝， 高90m， 长1000m， 1975年建成 次年6月失事
Teton
上午10:30
11：00
11:30
11:57
比 萨 斜 塔
3、为什么要学习土力学？
苏州虎丘塔
概况：位于虎丘公园山顶，建于
宋太祖建隆二年(公元961年)。 塔高47.5m，平面呈八角形。
问题：塔身向东北方向严重倾斜，
塔顶离中心线达2.31m，底层塔 身发生不少裂缝，成为危险建筑 物。
原因：坐落于不均匀粉质粘土层，
产生不均匀沉降。
处理：在四周建造圈桩排式地下
3、为什么要学习土力学？
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
原因
渗透破坏：冲蚀 水力劈裂
Teton坝失事现场现状
3、为什么要学习土力学？
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个洞，5 m宽 的堤顶随即全部塌陷，并很 快形成宽约62m的溃口。
香港宝城滑坡
香 港 宝 城 滑 坡 现 场
Early 1972 滑坡前
July 1972 滑坡后
3、为什么要学习土力学？
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
神户码头：
地震引起大面积砂 土地基液化后产生 很大的侧向变形和 沉降，大量的建筑 物倒塌或遭到严重 损伤
阪神大地震中的地基液化
四、土的结构和构造
重塑土的强度 < 原状土的强度
土颗粒或粒团的 空间排列和相互联结
土的结构 + 土的构造
影响
同一土层中物质成分、 颗粒大小相近的各部分 之间的相互关系的特征
力学特性
1、土的结构
单粒结构 • 粒间作用力 • 排列形式 • 矿物成分 ---粗粒土的结构 重力，毛细力
点与点、点与面
原生矿物 示意图
3、为什么要学习土力学？
地基液化造成的路面塌陷
阪神大地震中地基液化
3、为什么要学习土力学？
1360年：再复工，至1370年竣工， 全塔共8层，高度为55m 1272年：复工，经6年，至7层， 高48m，再停工 1178年：至4层中，高约29m， 因倾斜停工 1173年：动工
比 萨 斜 塔
3、为什么要学习土力学？
次生矿物
主要是粘土矿物，包括三种类型： 高岭石、伊里石、蒙脱石 特征：性质较不稳定，具有较强的亲水性，遇水易 膨胀的特点
粘土矿物
由硅片和铝片构成的晶胞所组合而成
2、土中水（液相）
结晶水 矿物内部的水 结合水 吸附在土颗粒表面的水
自由水 电场引力作用范围之外的水
土中冰 由自由水冻成，冻胀融陷
强结合水: •排列致密、定向性强 •密度>1g/cm3 •冰点处于零下几十度 •具有固体的的特性 •温度高于100°C时可蒸发
主讲人：徐亚利
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？
土力学研究哪些内容？
土，地之生万物者也。‘二’象 地之上，地之中；‘|’物出形也。 - 《说文解字》 土地系指由地形、水文、局地气 候、岩石圈的上层、土壤和生物 有机体等相互作用组成的自然地 域综合体，是地球表层历史发展 的产物。
1590年: 伽利略在此塔做 自由落体实验 目前：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°
原因： 地基持力层为粉砂，下面为粉土 和粘土层，强度低，变形大。
比 萨 斜 塔
3、为什么要学习土力学？
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。
因此，对土工程性质认识的偏差可能会导致损
失巨大的事故。
土力学的重要性
3、为什么要学习土力学？
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，埋深3.66m。1913年完工，自重2万T。
事故：
1913年9月开始装谷物， 至10月17日共装入3万多Ｔ 谷物，但此时发生破坏： • 1小时竖向沉降达30.5cm • 24小时倾斜26°53ˊ • 西端下沉7.32m 东端上抬1.52m • 上部钢混筒仓完好无损
加拿大特朗斯康谷仓
3、为什么要学习土力学？
2653
失事后 1913.10.18
-0.61
1952.10.3 试验孔 填土 褐色粉质粘土 灰色粉质粘土 -4.27 -13.72
1952.10.5 试验孔
-12.34
原因：谷仓的地基承载力 按邻近结构物基槽开挖取 土试验结果计算。1952年 经勘察试验与计算，地基 实际承载力远小于谷仓破 坏时发生的基底压力。因 此谷仓地基因超载发生强 度破坏而滑动。
1、三相比例（三相草图）
ma=0 m mw
Air
Water Soil
便于研究和应用土的工程分类
土的压实性
一、 土的成因
土是岩石经过风化作用后，形成大小悬殊的颗粒，经 过不同的搬运方式，在不同条件下形成的自然历史的 产物。 形成过程 形成条件
影响
物理力学 性质
风蚀蘑菇
高山下的冲积锥群
黄河冲积三角洲
土的形成过程
1、因风化作用不同
物理风化
原生矿物 次生矿物
有 机 质
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４米。
加拿大特朗斯康谷仓
3、为什么要学习土力学？
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６7人。 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，使得土体滑动力超过土 的强度，于是山坡土体发生滑动。
无粘性土
粘性土
化学风化
生物风化
2、因搬运与沉积不同
残积土 强风化 弱风化 微风化 母岩体
残积土
无搬运
颗粒表面粗糙 多棱角 粗细不均 无层理
土 质 较 好
重力: 坡积土 土粒粗细不同，性质不均匀 洪积土 有分选性，近粗远细 冲积土 浑圆度分选性明显，土层交迭 流水: 湖泊沼泽沉积土 含有机物淤泥，土性差 海相沉积物 颗粒细，表层松软，土性差 冰川: 冰积土 土粒粗细变化较大，性质不均匀 风：风积土
溃口原因：堤基管涌 焦点词汇：豆腐渣工程
九江大堤决口
3、为什么要学习土力学？
位于青海省，高71 米，长265米，建
于1989年。 1993年8月7日突然 发生溃坝，瞬间冲 毁1000多户房舍， 288人丧生，上千 人受伤。 溃坝原因： 面板止水失效，下 游坝体排水不畅， 造成坝坡失稳
沟后面板砂砾石坝
土体的特点
2、土及土力学有哪些特点？
连续介质力学 的基本知识
描述碎散体 特性的理论
实验规律及工 程实践经验
土力学
研究土的渗透、变形和强度特性以及 与此有关的工程问题
土力学的特点
3、为什么要学习土力学？
土是工程中应用最广泛的建筑材料。由土层所 构成的广袤大地
• • • •
是工程建设的基地
是建筑物的地基 是地下建筑的环境 为土工构筑物提供填筑材料
蜂窝结构
---细砂、粉粒土的结构
• 粒间作用 力 • 排列形式 • 矿物成分
重力，表面力
蜂窝状
主要是原生矿物
蜂窝结构
絮状结构 ---细粒土的结构
絮状结构
• 形成环境 • 粒间作用力 • 排列形式 淡水中沉积
海水中沉积
• 矿物成分
表面力、胶结力 表面力、胶结力 （粒间斥力占优势）（斥力减小引力增加） 边、角与面 面与面 边、角与边 次生矿物 次生矿物
第一章 土的组成、物理性质及分类
§1.1 §1.2 §1.3 §1.4 §1.5 土的成因及组成 土的物理性指标 粘性土、无粘性土的物理性质 土的击实性 土的工程分类原则、类别及工程性质
第一节 土的成因及组成
土的成因影响
土的三相组成 土的物理状态 土的结构和构造
从而决定土的渗透特性；变形特性及强度特性
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 • 孔隙流体流动
• 非均匀性 • 各向异性 • 时空变异性
天然性 自然界的产物，
存在自然变异性
土体的特点
2、土及土力学有哪些特点？
碎散性 三相性 天然性
• 渗透特性
• 变形特性
• 强度特性
物理力学 特性复杂
0.01 0.005
0.001
0.10 0.05
1.0 0.5
10 5.0
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
土的颗粒级配累积曲线
d60 d50 d30
d10
（3）、矿物成分
原生矿物
石英、长石、云母等
特征：矿物成分的性质较稳定，由其组成的土具有
无粘性、透水性较大、压缩性较低的特点。
2、土及土力学有哪些特点？
一般固体：
可保持固定的形状
液体：
பைடு நூலகம்
不具有特定的形状
土体（散粒）：
具有一定但不固 定的形状
土体的特点
2、土及土力学有哪些特点？
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
三相性 固相-土骨架
结合水
弱结合水: •位于强结合水之外，电场引力作 用范围之内 •外力作用下可以移动 •不因重力而移动，有粘滞性
重力水 自由水 毛细水
在重力作用下可在土中自由 流动 存在于固气之间 在重力与表面张力作用下可 在土粒间空隙中自由移动
3、土中气体
自由气体：
与大气连通，对土的性质影响不大
封闭气体：
增加土的弹性；阻塞渗流通道
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。
3、为什么要学习土力学？
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
3、为什么要学习土力学？
关西机场
问题：沉降大且不均匀
颗粒大小
各粒径成分在土 中占的比例
颗粒级配
——各粒组的相对含量，用质量百分数来表示
•确定方法 筛分法：适用于粗粒土 (>0.075 mm)
比重计法：适用于细粒土 (<0.075 mm)
200g
10 5.0 2.0 1.0 0.5 0.25 0.1
10 16 18 24 22 38 72
比重计法
小于某粒径之土质量百分数P（％）
P % 95 87 78 66 55 36
土的颗粒级配累积曲线
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 粒径(mm) 0.01 0.005
0.001
0.10 0.05
1.0 0.5
10 5.0
土的颗粒级配曲线
注意：横坐标表示粒径，且用对数坐标表示。纵坐标则表 示小于(或大于)某粒径的土重含量(或称累计百分含量)。
天然条件下，可能是多种组合，或者由一种结构过渡向另一种结构。
2、土的构造类型
层理构造：土粒在沉积过程中,由于不同阶段沉
积的物质成分、颗粒大小或颜色不同,而沿竖向 呈现出成层特征。
裂隙构造：土体被许多不连续的小裂隙所分割,
在裂隙中常充填有各种盐类的沉淀物。
第二节 土的物理性质指标
土的物理性质指标(三相间的比例 关系)。可以用来表示土的物理状态， 包括：粗粒土的松密程度和粘性土的软 硬状态，从而影响了土的力学特性。
特征粒径:
d50 : 平均粒径 d60 : 控制粒径 d10 : 有效粒径 d30 ;中值粒径
小于某粒径之土质量百分数（％）
粗细程度： 用d50 表示 不均匀程度： — Cu = d60 / d10 不均匀系数 连续程度: Cc = d302 / (d60 ×d10 )
— 曲率系数
粒径(mm)
Cu ≥5,级配不均匀，曲线的陡峭判断 1<Cc <3,级配连续
颗粒均匀，层厚而不具层理
运积土
有搬运
二、土的组成
土体
固相 + 液相 + 气相
次要作用
构成土骨架，起决定作用
重要影响
1、固体颗粒
（1）、颗粒大小—粒组划分
•粒组 按粗细进行分组，将粒径接近的归成一类，根
据界限粒径200、60、2、0.075和0.005mm把土粒分为 六大粒组。
•界限粒径
（2）、土粒粒度分析---颗粒级配
• 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
3、为什么要学习土力学？
坝 （ 美 国 ）
土坝， 高90m， 长1000m， 1975年建成 次年6月失事
Teton
上午10:30
11：00
11:30
11:57
比 萨 斜 塔
3、为什么要学习土力学？
苏州虎丘塔
概况：位于虎丘公园山顶，建于
宋太祖建隆二年(公元961年)。 塔高47.5m，平面呈八角形。
问题：塔身向东北方向严重倾斜，
塔顶离中心线达2.31m，底层塔 身发生不少裂缝，成为危险建筑 物。
原因：坐落于不均匀粉质粘土层，
产生不均匀沉降。
处理：在四周建造圈桩排式地下
3、为什么要学习土力学？
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
原因
渗透破坏：冲蚀 水力劈裂
Teton坝失事现场现状
3、为什么要学习土力学？
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个洞，5 m宽 的堤顶随即全部塌陷，并很 快形成宽约62m的溃口。
香港宝城滑坡
香 港 宝 城 滑 坡 现 场
Early 1972 滑坡前
July 1972 滑坡后
3、为什么要学习土力学？
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
神户码头：
地震引起大面积砂 土地基液化后产生 很大的侧向变形和 沉降，大量的建筑 物倒塌或遭到严重 损伤
阪神大地震中的地基液化
四、土的结构和构造
重塑土的强度 < 原状土的强度
土颗粒或粒团的 空间排列和相互联结
土的结构 + 土的构造
影响
同一土层中物质成分、 颗粒大小相近的各部分 之间的相互关系的特征
力学特性
1、土的结构
单粒结构 • 粒间作用力 • 排列形式 • 矿物成分 ---粗粒土的结构 重力，毛细力
点与点、点与面
原生矿物 示意图
3、为什么要学习土力学？
地基液化造成的路面塌陷
阪神大地震中地基液化
3、为什么要学习土力学？
1360年：再复工，至1370年竣工， 全塔共8层，高度为55m 1272年：复工，经6年，至7层， 高48m，再停工 1178年：至4层中，高约29m， 因倾斜停工 1173年：动工
比 萨 斜 塔
3、为什么要学习土力学？
次生矿物
主要是粘土矿物，包括三种类型： 高岭石、伊里石、蒙脱石 特征：性质较不稳定，具有较强的亲水性，遇水易 膨胀的特点
粘土矿物
由硅片和铝片构成的晶胞所组合而成
2、土中水（液相）
结晶水 矿物内部的水 结合水 吸附在土颗粒表面的水
自由水 电场引力作用范围之外的水
土中冰 由自由水冻成，冻胀融陷
强结合水: •排列致密、定向性强 •密度>1g/cm3 •冰点处于零下几十度 •具有固体的的特性 •温度高于100°C时可蒸发