土力学 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
高等土力学笔记
第一章绪论一、土力学的研究对象土土体土：天然的地质材料。
岩石：经过风化、搬运/迁移、沉积变成了土。
土是第四纪沉积物，由岩石碎块、矿物颗粒、粘土矿物组成的松散集合体。
土的基本性质：非均质，不连续，各相异性，抗拉强度低，（tension weak）松散性，孔隙性，多相性，在渗流压力下的破碎性，力学压缩性，渗透性。
土力学的研究内容：1、土的工程特性。
2、土工建筑物的变形固结和稳定性。
学科特点：综合性强、经验性强、地区性强（区域土、特殊土）。
土质学是从地质学的角度出发研究土的组成成分、成因、变形机理、强度及其相互关系，并以求能进一步改善土质。
土力学是从工程力学的角度，通过实验来建立物理方程和分析工程特性，即，由控制方程得到土体的应力分布、变形及稳定性。
土力学发展简史沈珠江先生指出现代土力学应该由一个模型、三个理论和四个分支组成，一个模型是指土的本构模型；三个理论是指非饱和土固结理论、液化破坏理论和逐渐破坏理论；四个分支是指理论土力学、计算土力学、试验土力学和应用土力学。
液化破坏理论：动态液化、静态液化、稳定状态稳态强度。
二、土的变形与强度特性1、一般连续介质材料的变形特征（1）、弹性线性弹性、非线性弹性，所谓弹性就是说卸载后没有残余变形，加卸载都是同一路径即沿原曲线回到原点。
弹性的特点：①、加卸载同径，无残余变形 ②、应力应变一一对应③、线弹性时叠加原理成立 ④、与应力路径及应力历史无关σ=E ε；τ=G τ；γ=E/2(1+μ)。
σij p (平面应力) εV (体积应变) εijq (广义剪应力)γ(剪切应变)由上图知：对于弹性材料，剪应力与体积应变无关，而正应力与剪切应变也无关；即平面应力p 于广义剪应变γ无关，广义剪应力q 与体积应变εV 无关。
三向应力状态下的广义胡克定律为：εX = ［σX — γ ( σY +σZ )］/E γxy = τXY /G 体积变形模量（Bulk Modulus ）：m v vpK σεε==, 3m v m K K σεε==。
土力学绪论
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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 。
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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。
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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。
土力学与地基基础总结
土力学与地基基础总结土力学与地基基础总结土力学与地基基础总结一第1章绪论1、基本概念土力学：是用力学的观点研究土各种性能一门科学地基：直接承受建筑物荷载的那一部分土层基础：将上部结构的荷载传递到地基中的结构的一部分，通常称为下部结构持力层：直接与基础地面接触的土层下卧层：地基内持力层下面的土层软弱下卧层：地基承载力低于持力层的下卧层天然地基：未经人工处理就可满足设计要求的地基人工地基：地层承载力不能满足设计要求，需进行加固处理的地基基础埋深：从设计地面（一般从室外地面）到基础底面的垂直距离浅基础：埋深小于5m,只需挖槽、排水等普通施工程序即可建造的基础深基础：借助于特殊施工方法建造的基础。
如桩基、墩基、沉井和地下连续墙2、地基与基础设计的基本条件（1）作用于地基上的荷载效应不得超过地基容许承载力值。
（2）基础沉降不得超过地基变形容许值。
（3）具有足够防止失稳破坏的安全储备。
第2章土的物理性质和工程分类1、土的结构：（1）单粒结构；（2）蜂窝结构；（3）絮状结构2、土的构造（1）层状构造；（2）分散构造；（3）裂隙构造（4）结核状构造3、土的工程特性（1）压缩性高；（2）强度低；（3）透水性大4、土的颗粒级配（1）土的粒径： d60 —控制粒径d10 —有效粒径d30 —中值粒径（3）连续程度:Cc = d302 / (d60 ×d10 ) —曲率系数5、土的物理性质（1）土的物理性质指标1）土的密度、有效密度、饱和密度、干密度土的重度、有效重度、饱和重度、干重度2）土粒的比重3）土的饱和度4）土的含水量5）土的孔隙比和空隙率（2）无粘性土的密实度：Dremaxeemaxemin（3）粘性土的物理性质：（4）液性指数和塑性指数IpLpILpLp（5）粘性土的灵敏度（6）粘性土的触变性饱和粘性土受到扰动后，结构产生破坏，土的强度降低。
当扰动停止后，土的强度随时间又会逐渐恢复的现象，称为触变性。
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。
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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。
绪论土、土力学、地基及基础的概念
压力理论，这对后来土体强度理论的发展起了很大的促进作用。
瑞典费兰纽斯(Fellenius，1922)为解决铁路坍方提出了土坡稳
定分析法。
通过许多研究者的不懈努力、经验积累，到1925 年，美国太沙基(Terzaghi)在归纳发展以往成就的基 础上，发表了第一本《土力学》(Erdbaumechanik) 专著，1929年又与其他作者一起发表了《工程地质 学》(lngenieurgeologie)。从此土力学与基础工程 就作为独立的学科而取得不断的进展。从1936年至 今，召开了多届“国际土力学与基础工程学术会议。 许多国家和地区也都开展了类似的活动，交流和总结 本学科新的研究成果和实践经验，并定期出版土力学 与基础工程的杂志刊物，这些对本学科的发展都起到 了推动作用。
虎丘塔地质剖面图
渗透破坏－ Teton坝
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
概况： 土坝，高90m，长1000m，建于 1972-75年，1976年6月失事
原因： 渗透破坏－水力劈裂
碰头的筒仓
这两个筒仓是 农场用来储存饲料 的，建于加拿大红 河谷的Agassiz （ 阿加西）粘土层上 ，由于两筒之间的 距离过近，在地基 中产生的应力发生 叠加，使得两筒之 间地基土层的应力 水平较高，从而导 致内侧沉降大于外 侧沉降，仓筒向内 倾斜。
2、学习本课程的任务
学习土力学的基本原理和主要概念，运用这些 原理和概念并结合建筑结构设计方法和施工知识， 会分析和计算地基基础问题。
3、方法 理论实践相结合，因为这门课是实践性很强的学 科，仅仅有书本上知识还是远远不够的，必须在实 践锻炼中才能真正提高。 三、本学科的发展概况 国内早期：
土力学课件第一章土的物理性质和工程分类
易透水，当混入云母等杂质时透水性减 小，而压缩性增加，无粘性，遇水不膨 胀，干燥时松散；毛细水上升高度不大， 但随粒径变小而增大
粉粒
粗 细
0.05~0.01
透水性小，湿时稍有粘性，遇水膨胀小， 干时稍有收缩；毛细水上升高度较大较
0.01~0.005 快，极易出现冻胀现象
粘粒
< 0.005
透水性很小；湿时有粘性、可塑性，遇 水膨胀大，干时收缩显著；毛细水上升 高度大，但速度不快
渗流：渗透变形与渗透稳定。
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2019年7月21日在广州海珠区江南大道南海珠广场深基坑南边发生滑坡
绪论
比萨斜塔是意大利 比萨城大教堂的独 立式钟楼，位于比 萨大教堂的后面
钟楼始建于1173年， 设计为垂直建造，但 是在工程开始后不久 便由于地基不均匀和 土层松软而倾斜
绪论
比萨 (Pisa) 斜塔
72 水分法
土的粒径级配累积曲线
100
P
90 80
%
70
60
95
50
87
40
30
78
20
66
10 0
55
36
粒径(mm)
粒径(mm) 0.05 0.01 0.005 百分数P(%) 26 13.5 10
§1.2 土的三相组成
2.密度计法 用于分析粒径小于0.1mm（0.075mm）的土，根据粗 颗粒下沉速度快，细颗粒下沉速度慢的原理，可以把 颗粒按下沉速度进行粗细分组。实验室常用比重计来 进行细粒土的粒径分析，称为密度计法。
对一般的土而言，通常既经历过物理风化，又有化学风 化，只不过哪种占优势而已。
土从其堆积或沉积的条件来看可分为：
§1.1 土的生成
《土力学》 0 绪论
土力学1绪论《土力学》第1课绪论一、关于土的概念1、土的定义：土是地表岩石经长期风化、搬运和沉积作用，逐渐破碎成细小矿物颗粒和岩石碎屑，是各种矿物颗粒的松散集合体。
2、土的特点：（1）散体性（2）多孔性（3）多样性（4）易变性3、土在工程中的应用（1）作为建筑物地基（2）作为建筑材料（3）建筑物周围环境4、地基与基础的概念（1）、基础：1）定义：建筑物的下部结构，将建筑物的荷载传给地基，起着中间的连接作用。
2）分类：按埋深可分为：浅基础：埋深较小，可采用深基础：桩基础、地下连续墙（2）地基1）定义：基底以下的土体中因修建建筑物而引起的应力增加值（变形）所不可忽略的那部分土层。
持力层：直接与基础接触，并承受压力的土层下卧层：持力层下部的土层2）分类：天然地基：在天然土层上修建，土层要符合修建建筑物的要求（强度条件、变形条件）人工地基：经过人工处理或加固地基：二、与土有关的工程问题（一）变形问题1、意大利比萨斜塔意大利比萨斜塔举世闻名的意大利比萨斜塔就是一个典型实例。
因地基土层强度差，塔基的基础深度不够，再加上用大理石砌筑，塔身非常重，1.42万吨。
500多年来以每年倾斜1cm的速度增加，比萨斜塔向南倾斜，塔顶离开垂直线的水平距离已达5．27m，比萨塔的倾斜归因于它的地基不均匀沉降。
比萨斜塔全景2、苏州市虎丘塔：虎丘塔位于苏州市西北虎丘公园山顶，原名云岩寺塔，落成于宋太祖建隆二年（公元961年），距今已有1000多年悠久历史。
1980年6月虎丘塔现场调查，当时由于全塔向东北方向严重倾斜，不仅塔顶离中心线已达2．31m，而且底层塔身发生不少裂缝，成为危险建筑而封闭、停止开放。
虎丘塔地基为人工地基，由大块石组成，块石最大粒径达1000mm。
人工块石填土层厚1－2m，西南薄，东北厚。
下为粉质粘土，呈可塑至软塑状态，也是西南薄，东北厚。
塔倾斜后，使东北部位应力集中，超过砖体抗压强度而压裂。
3、上海锦江饭店1954年兴建的上海工业展览馆中央大厅，因地基约有14m厚的淤泥质软粘土，尽管采用了7.27m的箱形基础，建成后当年就下沉600mm。
土力学课件 绪论
Soil Mechanics Chapter 0 introduction
（4）为什么要学习土力学？ 与土有关的工程问题
地基的沉降及不均匀沉降（墨西哥城）
Soil Mechanics Chapter 0 introduction
（4）为什么要学习土力学？ 与土有关的工程问题
以上几个实例可归结为与土有关的
1360：再复工，至1370年竣工，全塔共8 层，高度为55m
1272：复工，经6年，至7层，高48m，再 停工
1178：至4层中，高约29m，因倾斜停工 1173：动工
原因：地基持力层为粉砂，下面为粉土 和粘土层，强度较低，变形较大。
Soil Mechanics Chapter 0 introduction
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，土体滑动力超过土的强度，于是山坡土体发生滑动。
Soil Mechanics Chapter 0 introduction
香港1900年建市，1977年成立土力工程署 港岛1972 Po Shan 滑坡 (~ 20,000 m3)(死67 人、 伤20人)
Soil Mechanics Chapter 0 introduction
（4）为什么要学习土力学？ 与土有关的工程问题
B.香港宝城滑坡
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。
Soil Mechanics Chapter 0 introduction
（4）为什么要学习土力学？
１．土的工程应用 土工建筑材料 建筑物基础之地基 建筑环境
第一章土力学 绪论
The Father of Soil Mechanics
Karl von Terzaghi (1923-1963 )
' u
Terzaghi, a geologist. He won the Norman Medal of ASCE four times. He was given nine honorary doctorate degrees from universities in eight different countries.He started modern soil mechanics with his theories of consolidation, lateral earth pressures, bearing capacity, and stability.
A. W. Skempton
u B3 A(1 3)
A.W. Skempton was a well-respected and accomplished professor at Imperial College in the University of London
Henry Philibert Gaspard Darcy (1803-1858)
❖土的物理性质和工程分类 ❖土的渗透性和渗流 ❖土体中的应力计算 ❖土的压缩性和地基沉降计算 ❖土的抗剪强度 ❖土压力 ❖土坡稳定分析 ❖地基承载力
土力学发展史
本学科理论基础的发端，始于18世 纪兴起厂工业革命的欧洲。那时。随着资 本主义工业化的发展，工场手工业转变为 近代大工业，建筑的规模扩大了。为了满 足向国内外扩张市场的需要，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。
土力学 绪论.ppt
(1736~1806)
Coulomb对土木工程(结构、水力学、岩土工程)以及自然科学和物理 学(包括力学、电学和磁学)等都有重要的贡献。1774年当选为法国科学院 院士。 被称为“土力学之始祖”。
1856年，法国的达西—Darcy定律
达西 Henry Philibert Gaspxard Darcy
3.形成独立学科（1925年）
• 1925年 美国太沙基—《土力学》专著,提出太沙基一维 固结理论和有效应力原理
太沙基 Karl von Terzaghi
(1883～1963)
Terzaghi于1883年10月2日出生于捷克的首都布拉格，1904年毕业于 奥地利的格拉茨(Graz)技术大学，1925年在维也纳出版了举世闻名的 《Erdbaumechanik》(土力学)，该书介绍了他所提出的固结理论以及土 压力、承载力、稳定性分析等理论，标志着土力学这门学科的诞生。 Terzaghi被誉为“土力学之父”。
土：地壳表层岩石经过风化作用、搬运、沉积而形 成的松散的堆积物。
研究对象：地球表面地层中的土体 —— 地基。
基础 将埋入土层一定深度的建筑物下部承重结构称基础。
地基 把土层中附加应力与变形所不能忽略的那部分土(岩)层 称为地基。 持力层：埋置基础的土层即位于基础底面第一层土。 下卧层：在地基范围内持力层以下的土层。 软弱下卧层：强度低于持力层的下卧层。 基础应埋置在良好的持力层上。
土 力学
铜陵学院土木系路桥教研室
0、绪论
0.1本课程研究对象及其重要性 0.2本学科发展概况 0.3本课程的特点和学习要求 0.4 与土力学有关的工程问题
0.1本课程研究对象及其重要性
土力学(全套318页PPT课件)
苏州名胜虎丘塔
土 • 虎丘塔共七层，高47.5m，底层直径13.7m。 呈八角形，全为砖砌，在建筑艺术风格上有独 特的创意，被国务院公布为全国重点文物保护 单位。
力 • 目前该塔倾斜严重塔顶偏离中心线2.31m。经 勘探发现，该塔位于倾斜基岩上，复盖层一边 深3.8m，另一边为5.8m。由于在一千余年前
土 • 作为建筑地基、建筑介质或建筑材料的地壳表 层土体是土力学的研究对象。
• 土力学不仅研究土体当前的性状，也要分析其 性质的形成条件，并结合自然条件和建筑物修
力 建后对土体的影响，分析并预测土体性质的可 能变化，提出有关的工程措施，以满足各类工 程建筑的要求。
学 • 土力学是一门实践性很强的学科，它是进行地 基基础设计和计算的理论依据。
• 土力学研究对象：与工程建设有关的土
上部结构、基础和地基三者之间的关系
土 • 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
力
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。
学 • 一般建筑物由上部结构 （Superstructure）和基础两 部分组成。
坏或不能正常使用，这类问题在土力学中叫做 变形问题。
力 • 如果土受力超过了它所能承受的能力，土便要 被破坏，建筑物将随之倒毁或不能使用。土体 的破坏，在力学中亦称为稳定性丧失。研究土
学 体是否会破坏这一类问题称为稳定问题，土的 稳定性取决于它的强度。
二、土力学研究特点.内容与方法
土 • 土力学是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。
学 • 掌握土体变形与强度指标的测定方法及在工程实践中 的应用。 • 掌握土的动力特性的基本概念。来自三、土力学发展简史与趋势
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
研究，并建立了土力学实验室。他于 1958 年所提交的论文《关于 土体的屈服》奠定了临界状态土力学的基础，被英国土力学学 会授予成就奖。在他的领导下，剑桥大学关于土力学机理的研 究成果得到国际岩土工程界的普遍认可。以 Roscoe 为奠基者的
以上几个实例可归结为与土有关的
变形问题
第十八页，共41页。
位于美国爱达荷州的Teton坝
损失： 直接损失8000万美元，起诉
5500起，死14人，受灾 2.5万人，60万亩土地，32 公里铁路
概况：
土坝，高90m，长1000m，建于1972-75 年，1976年6月失事
第十九页，共41页。
原因：
渗透破坏－水力劈裂
Terzaghi 是第一届到第三届（ 1936 ～ 1957 ） ISSMFE （国际土力
学与基础工程学会）的主席，曾 4 次荣获 ASCE （美国土木工程师协会）
的 Norman 奖（ 1930 ， 1943 ， 1946 ， 1955 ），并被 8 个国家的 9 个大 学授予荣誉博士学位。为表彰 Terzaghi 的杰出成就，美国土木工程师协会
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。
第二十页，共41页。
Teton坝
11：00左右
洞口不断扩大 并向坝顶靠近，
泥水流量增加
第二十一页，共41页。
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。
第二十六页，共41页。
Teton坝
失事现场目前 的状况
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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3．土在外荷作用下的稳定性计算。
绪论
学科
土力学有何特点？
研究对象 质点或刚体 单个弹性杆件（杆、轴、梁） 若干弹性杆件组成的杆件结构 连续固体 弹性实体结构或板壳结构 不可压缩的连续流体（水） 连续流体 碎散材料 天然的三相碎散堆积物
工程实例一：比萨斜塔倾斜原因及治理措施
比萨斜塔倾斜情况 • 塔高56.7m。近一个世纪以 来，塔已向南倾斜了大约30 厘米，斜度达到8度。 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 • 沉降不均匀产生倾斜。
土 力 学
比萨斜塔倾斜原因及治理措施
比萨斜塔治理措施
• 在斜塔北侧塔基下放置数 百吨重的铅块—压重法； • 使用钢丝绳从斜塔的腰部 向北侧拽住； • 抽走斜塔北侧许多淤泥— 取土法 结果： 历时10年半的拯救工作已 全部结束。除自然因素外， 可确保3个世纪内不发生 倒塌危险。
土 力 学
工程实例二：加拿大特郎斯康谷仓地基破坏事故
谷仓地基破坏原因：
土 力 学
• 1952年进行勘查分析， 发现：
• 谷仓的基底压力已超 过地基实际承载力， • 地基因为超载而发生 强度破坏。
强度问题
工程实例三：九江大堤决口
渗流问题
豆腐渣工程
土 力 学
管涌破坏
• 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，很快形成宽约62m的 溃口
绪 论
一、土的特性
?
土 力 学
• 土——地壳表层岩石经过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的集合体。 • 土层——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。土具有成层性。 • 土体——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。 • 土有哪些特性？
绪论
五、研究内容
基础
土 力 学
物理性质
先导 土中 应力
核心 渗透特性 变形特性 强度特性
具体应用
土压力 土坡稳定 地基承载力
绪论
基础与主线
研究内容
第一章土的物理性质及工程分类 第二章土中的应力计算 第三章土中水的运动规律
先导
土 力 学
渗透特性 变形特性 强度特性
第四章土的压缩性与地基沉降 第五章土的抗剪强度理论 第六章土压力计算 第七章土坡稳定分析 第八章地基承载力
变形问题
土 力 学
工程实例二：加拿大特郎斯康谷仓地基破坏事故
谷仓地基破坏情况： • 建于1913年 • 由65个圆柱形筒仓组成， 高31m，底面长59.4m。 • 钢筋混凝土片筏基础，厚 2m。 • 谷仓自重2万吨 • 当装谷物3万多吨后，发 现谷仓明显失稳，24小时 内西端下沉近8m，东端上 抬1.5m，整体倾斜 26°53′。
土 力 学
理论力学 材料力学 结构力学 弹性力学 水力学
土力学
绪论
连续介质 力学的 基本知识
土力学有何特点？
土 力 学
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
绪论
三、土在工程中的应用
土 • 学好土力学很重要 力 学
(1)地基——直接承受建筑物荷载影响的地层； (2)建筑材料——路堤、土坝； (3)建筑物周围的介质或环境——隧道、涵洞及地下建筑 土力学是进行地基基础设计和计算的理论依据。
绪论
土的特性？——3
自然界的产物
土 力 学
自然变异性
•非均匀 •各向异性 •结构性 •时空变异性
绪论
土有哪些特性？
碎散性
渗透特性
力学特性 复杂 变形特性 强度特性
土 力 学
三相体系
自然变异性
绪论
二、课程简介
土 力 学
• 土力学是研究土的学科。 主要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。
具体 应用
绪论
六、如何学好土力学？
通过与其它材料对比 通过现场观察与试验 概念，原理，方法
注意土的基本特点 -
土 力 学
注重理论联系实际 注重正确学习方法 -
内容之间的联系
要记忆，但不能死记
参考书目
教材： 徐东强主编，《土力学》，中国建材工业出版社
土 力 学
参考书：
(1)张雪梅主编，《土力学》，机械工业出版社，2012 (2)张克恭、刘松玉主编，《土力学》（第三版），中国建 筑工业出版社，2010。 (3)赵明华主编，《土力学与基础工程》，武汉工业大学出 版社。 (4)洪毓康主编，《土质学与土力学》，人民交通出版社。
绪论
总结：与土有关的土木工程问题
土 力 学
变形问题 强度问题 渗流问题
变形特性 强度特性 渗透特性
绪论
四、发展历史 土力学成为一门独立学科
的重要标志
始于18世纪工业革命
土 力 学
Terzaghi是土力学的奠基人
1773 1856 1857 1925 1936 1949 Coulomb 强度定律，土压力理论 Darcy 定律 Rankine 新的土压力理论 Terzaghi 有效应力原理及渗透固结理论 第一届国际土力学及基础工程会议 中国土力学研究的兴起
绪论
天津市典型工程地质剖面
土 力 学
绪论
土的特性？——1
岩石风化的产物
土 力 学
碎散性
非连续介质
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
绪论
土的特性？——2
•固相—土骨架(固体颗粒) •液相—水 •气相—空气
土 力 学
三相体系
多相介质
• 受力后，荷载由土骨架、 孔隙介质共同承担 • 各相存在复杂的相互作用 • 孔隙水和孔隙气体可流动