岩土力学课程教学教案

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1、岩土力学辅导教师:任兴武E-mail:renxw1023@tom.com联系电话:8118762主讲教师：郑州市郑花路20号华北水利水电学院 岩土工程系 岩土工程教研室（孙文怀）邮政编码：450008Emailsunwenhuai@ncwu.edu.cn电话：0371-5790210(o)中央电大主持教师：陈丽Tel：010-66490545Email：chenl@crtvu.edu.cn《岩土力学》课程说明课程的内容包括土力学和岩石力学两部分。其中土力学部分主要论述土体的渗透变形特征、有效应力原理、土的变形和强度特征、地基中的应力及变形、土压力理论、边坡地基稳

2、定性分析等。岩石力学主要介绍岩石的物理形状、变形强度特征与强度理论、岩体初始应力状态、岩石蠕变的基本概念、岩石的基本力学模型、地下洞室稳定性计算等。水利水电工程软基处理.第1章岩土的物理性质及工程分类重、难点１掌握岩土的物理性质指标的含义；２理解密度、比重及含水率三个实测指标，清楚各指标的计算方法及指标之间的换算；３掌握无粘性土及粘性土的状态指标及应用；４理解土的三相组成；５了解岩土的工程分类。岩土的物理性质指标及三相组成１土的物理力学性质指标。如含水量、密度、土粒比重、孔隙比、孔隙率和饱和度等。用三相图来表示土的三相组成，如图1-1所示。在三相图左侧，表示三相

3、组成的质量，三相图的右侧，表示三相组成的体积。图1.2三相图图中符号含义如下：m－土的总质量ma－气体的质量mw－液体的质量ms－固体颗粒的质量V－土的总体积Vv－土的孔隙部分体积Va－气体体积Vw－水的体积图1-1Vs－土的固体颗粒的体积2.密度、比重及含水率三个实测指标（1）土的含水率(ω)土的含水量ω是指土中液体的质量(mw)和土颗粒质量(ms)之比，用百分比表示。这一指标需通过试验取得。（1-1）式中土粒的质量ms就是干土的质量，是把土烘干至恒量后称得的，气体的质量忽略小计，液体的质量由总质量m和干土的质量ms相减而得。（2）土的密度()土的密度是指

4、单位体积土的质量，在三相图中，即是总质量与总体积之比。单位用或计。公式如下：（3）土粒比重(Gs)土粒比重(Gs)是土粒的质量与同体积纯蒸馏水在4℃时的质量之比，这一指标需试验取得，公式如下：（1-5）3.粘性土（细粒土）的物理状态指标及应用1）液限()液限指土从塑性状态转变为液性状态时的界限含水量；（2）塑限()塑限指土从半固体状态转变为塑性状态时的界限含水量。（3）塑性指数：(1-7)式中，为液限，为塑限。塑性指数越大，土性越粘，工程中根据塑性指数的大小对粘性土进行分类。（4）液性指数：（1-8）当=0时，，土从半固态进入可塑状态。当=1时，土从可塑状态进入

5、液态。因此，可以根据的值直接判定土的软硬状态。工程上按液性指数的大小，可把粘性土的状态区分开来：≤0坚固状态0<≤1.0可塑状态4.砂土的物理状态指标及应用相对密实度（Dr）实际工程中，一般用相对密实度Dr来表征砂土的密实程度。公式为：式中,指砂土的天然孔隙比；指砂土的最大孔隙比，由它的最小干密度换算而得；指砂土的最小孔隙比，由它的最大干密度换算而得；将式(1-9)中的孔隙比用干密度替换，可得到用干密度表示的相对密度表达式：(1-9)(1-10)式中，指砂土的天然干密度；指砂土的最大干密度指砂土的最小干密度。最大干密度和最小干密度可直接由试验测定。。当时，，表示

6、土处于最松状态。当时，，表示土处于最密实状态。工程中，用相对密度判别砂土的密实状态标准为：疏松中密密实第二章岩土体的渗透性质重点：1、掌握岩土体的渗透性，渗透变形破坏的类型，渗透变形破坏的条件;2、动水压力的概念，临界水力坡降，渗透水力坡降的试验确定方法及坝基渗透稳定性分析等。3、了解冻胀过程中土中水分的迁移与积聚及渗透变形破坏的防治措施等内容。1.土的渗透及渗透性水在岩土体孔隙中的流动过程称为渗透。岩土体具有渗透的性质称为岩土体的渗透性。土的渗透性：土体孔隙中的自由水，在重力作用下会发生运动。如基坑开挖排水施工期间地下水会源源不断的流向基坑。这种土体被水透过的

7、性质。达西定律：水的渗透速度与水力坡降成正比v—渗透速度h—水头差（m）L—渗径（m）k—土的渗透系数h2.渗透变形破坏的类型根据渗透破坏的机理将破坏形式分为流土、管涌、接触流失和接触冲刷四种形式，称为土的渗透破坏的四种模式。前两种模式发生在单一土层中，后两种模式则发生在成层土中。3.动水压力及临界水力坡降地下水在松散介质的孔隙中流动，土粒与水流相互包围。由于水流流线间及水流与土粒间的摩阻力作用而产生一定的水头损失，水头降低，故每一土粒在水头差作用下，承受来自水流的作用力——渗透力，也称动水压力。取一微单元体分析，设渗透水由下往上流经的长度和断面面积分别为和dw

8、，上下界面的水头差为dh