土力学绪论 PPT课件.ppt

天津城市建设学院土木系岩土教研室 土力学 土 力 学 土木工程学院岩土教研室 绪　论 1 土力学的概念及学科特点 2 土力学的发展简史与趋势 3 土力学的研究内容与方法 绪　论 1 土力学的概念及学科特点 2 土力学的发展简史与趋势 3 土力学的研究内容与方法 １、土力学的概念及学科特点 大气圈 水圈 岩石圈 生物圈 风化物 土壤圈 地下水 １、土力学的概念及学科特点 土力学是研究土体的一门力学,它是研究土体的应力、变形、强度、渗流及长期稳定性的一门学科。（广义的土力学又包括土的生成、组成、物理化学性质及分类在内的土质学。） “土”一词在不同的学科领域有其不同的涵义。就土木工程领域而言，土是指覆盖在地表的没有胶结和弱胶结的颗粒堆积物。土与岩石的区分仅在于颗粒间胶结的强弱。 土中固体颗粒是岩石风化后的碎屑物质，简称土粒。 １、土力学的概念及学科特点 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。 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。 土力学研究对象：与工程建设有关的土。 １、土力学的概念及学科特点 上部结构、基础和地基三者之间的关系 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）和基础两部分组 成。 １、土力学的概念及学科特点 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 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 １、土力学的概念及学科特点 苏州名胜虎丘塔 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。 １、土力学的概念及学科特点 比萨斜塔倾斜原因 比萨斜塔倾斜情况及原因 基础建立在一半是软粘土一半是砂卵石的地基上。由于次固结作用产生倾斜。 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，塔身超过垂直平面5.1米。 1990年停止开放。按南侧每年沉降1.4mm推算，2003或2004年斜塔可能倒塌。 １、土力学的概念及学科特点 比萨斜塔倾斜治理措施 比萨斜塔治理措施及结果 在斜塔北侧的塔基下码放了数百吨重的铅块，并使用钢丝绳从斜塔的腰部向北侧拽住，还抽走了斜塔北侧的许多淤泥，并在塔基地下打入10根50米长的钢柱。 历时10年半的比萨斜塔拯救工作已全部结束。纠偏校斜43．8厘米，除自然因素外，可确保3个世纪内不发生倒塌危险。 加拿大特郎斯康谷仓地基破坏事故 １、土力学的概念及学科特点 加拿大特郎斯康谷仓地基破坏事故 谷仓地基破坏情况及原因 加拿大特郎斯康谷仓由65个圆柱形筒仓组成，高31m，底面长59.4m。其下为钢筋混凝土片筏基 础，厚2m。谷仓自重20万kN，当装谷27万kN后，发现谷仓明显失稳，24小时内西端下沉8.8m，东 端上抬1.5m，整体倾斜26°53′。 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。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。 谷仓地基治理措施 在地基中做了70多个支承于深16m 基岩上的混凝土墩，使用了88个50kN的千斤顶和支承系统，才把仓体逐渐纠正过来然而谷仓位置比原来降低了4m。 １、土力学的概念及学科特点 加拿大特郎斯康谷仓地基破坏事故 加拿大特郎斯康谷仓地基破坏事故 １、土力学的概念及学科特点 上海展览中心 １、土力学的概念及学科特点 广州地铁三号线 绪　论 1 土力学的概念及学科特点 2 土力学的发展简史与趋势 3 土力学的研究内容与方法 2、土力学的发展简史与趋势 发展简史 1773 Coulomb（后Mohr发展）：摩尔-库仑强度理论 ? 有关土力学的第一个理论 1776 Coulomb：库仑土压力理论 1856 Darcy：达西渗流 定律 1857 Rankine ：朗肯土压力理论 1920 Prandtl：普朗特极限力承载公式 1921-1923 Terzaghi：有效应力原理及