土力学ppt第1章.ppt

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1、土力学城建学部土木工程系主讲：杜娟绪论§0.1土力学的概念及学科特点§0.2土力学的发展简史§0.3本课程内容、要求和学习方法0.1土力学的概念及学科特点1.土力学的研究对象土是岩石经过风化以及剥蚀、搬运、沉积作用交错复杂的自然环境中所生成的各类沉积物。搬运、沉积风化岩石土土的特征非连续介质岩石风化的产物土具有碎散性土是三相体系固相—土骨架液相—水气相—空气多相介质土有自然变异性区别于以往的连续、均匀、各向同性的固体研究对象力学特性复杂2.学习土力学的目的(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(2)与土有关的工程问题与土有

2、关的工程事故A.加拿大特朗斯康谷仓事故：1913年9月装谷物，10月17日装了31822Ｔ谷物时，1小时竖向沉降达30.5cm24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。1911年动工，1913年完工，自重20000T。A.加拿大特朗斯康谷仓原因：地基土事先未进行调查，据邻近结构物基槽开挖取土试验结果，计算地基承载力应用到此谷仓。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

3、力。因此，谷仓地基因超载发生强度破坏而滑动。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。B.香港宝城滑坡原因：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。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。滑动面雨水建筑GfEarly1972滑坡前Jun

4、e1972滑坡后C.阪神大地震中地基液化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以上几个实例可归结为与土有关的强度及稳定性问题A.比萨斜塔目前：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°1360：再复工，至1370年竣工，全塔共8层，高度为55m1272：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，

5、变形较大。A.比萨斜塔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:正常向游人开放。处理措施B.虎丘塔问题：塔身向东北方向严重倾斜，塔顶离中心线已达2.31m，底层塔身发生不少裂缝，成为危险建筑物而封闭。概况：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）。全塔7层，高47.5m，塔的平面呈八角形。原因：坐落于不均匀粉质粘土层上，产生不均匀沉降。地基的沉降及不均匀沉降（墨西哥城）以上几个实例可归结为与土有关的变形问题Teton坝（美国idaho州

6、）概况：土坝，高90m，长1000m，建于1972-75年，1976年6月失事。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。原因：地震引发的渗透破坏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。Teton坝11：00左右洞口不断扩大并向坝顶靠近，泥水流量增加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。11：50左右洞口扩大加速，泥水对坝基的冲蚀更加剧烈。Teton坝11:5

7、7坝坡坍塌，泥水狂泻而下Teton坝12：00过后坍塌口加宽Teton坝洪水扫过下游谷底，附近所有设施被彻底摧毁Teton坝失事后现场状况Teton坝以上实例可归结为与土有关的渗透问题土工结构物或地基土强度问题变形问题渗透问题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。3.土力学研究土的变形、强度和渗透特性以及与此有关的工程问题的学科。4.土力学的特点区别于以往学习的固体力学和流体力学。在经典土力学理论中，对土体作出必要的简化和假设。实践与理论相结合，土工试验是研究土体物理、力学性质

8、的重要手段。0.2土力学发展简史1922，瑞典弗兰纽斯（Fellenius）：土坡稳定分析法1773，法国库仑（Coulomb）土压力理论1869，英国朗肯（Rankine）土压力理论1925