土力學在工程項目中的應用

1、土力學在工程項目中的應用摘要：我國的科學技術(shù)以及經(jīng)濟發(fā)展為土力學的研究提供了物質(zhì)性的條件，使 我國的土力學有了比較好的發(fā)展，土力學是一門對土的力學方面的性質(zhì)進行研究 的重要學科，研究的領(lǐng)域雖然局限在土這方面，但是研究成果非常具體，包括自 然土體以及人工土體、力學性質(zhì)以及地下水。土力學并不是與人類現(xiàn)實生活割離 的理論性學科，在進行擋土墻、地基、土工類型的建筑物時都會應用到這門學科。關(guān)鍵詞：土力學；工程項目；應用現(xiàn)代土力學研究的開創(chuàng)者是奧地利的一名工程師太沙基，他在前人對土力學 研究的基礎(chǔ)上，對土力學進行了改進以及擴充，使用科學的方式對土力學的相關(guān) 知識進行研究，使土力學這門學科具有更強的實用性。

2、我國現(xiàn)代的土木工程建設(shè) 也離不開土力學的支持，本文借助土力學的相關(guān)理論知識對這門學科在工程項目 的應用進行分析，希望可以給我國土力學方面的學者提供參考。1土力學概述土力學在人類歷史上出現(xiàn)的時間比較早，在形成完整的土力學的理論體系之 前，人們已經(jīng)開始在生產(chǎn)與建設(shè)活動中開始應用這個學科了，主要在工程建設(shè)的 過程中，人們對遇到的新問題與新情況進行分析與總結(jié)，不斷地擴充著土力學的 知識體系，直到奧地利工程師太沙基在1925年將土力學的知識進行科學地歸納， 出版成書，這也標志著土力學正式成為了一門學科。土力學這門學科與其他相關(guān) 學科不同，其理論性比較弱，應用性比較強，與工程項目相互依存，只有在工程 項目

3、建設(shè)中，土力學才能發(fā)揮出價值，失去土力學的理論支持，一部分工程項目 也無法開展。土力學的研究內(nèi)容主要為土體內(nèi)部的應變與應力、時間的關(guān)系，其 具體的研究內(nèi)容比較豐富，包括對土體發(fā)生變形的性質(zhì)進行研究、計算地基的沉 降情況、分析土體的抗剪強度、土坡是否能夠保證穩(wěn)定等。2如何在工程項目中應用土力學2.1計算地基的沉降情況以及土體的變形情況建筑下方的地基的作用是為了提供給整體建筑穩(wěn)定的承載力，當?shù)鼗y以支 撐整個建筑物時，就會出現(xiàn)由于地基變形而發(fā)生的沉降情況，地基發(fā)生沉降有很 多不同的情況，包括地基平均的沉降、不均勻性沉降以及相鄰的地基產(chǎn)生的沉降 差等，一旦地基不能保持穩(wěn)定性，產(chǎn)生沉降之后，建筑會受到

4、極大的影響。建筑 物無法平均分布其應力，會使建筑出現(xiàn)裂縫，導致建筑的質(zhì)量嚴重下降，甚至還 會出現(xiàn)安全問題。在發(fā)生這種地基造成的沉降時，就可以將土力學應用到工程建 設(shè)中，在其他項目開展之前，估算出沉降數(shù)據(jù)，提前做好預防沉降的措施。使用 沉降公式進行計算時，要了解埋深以及基礎(chǔ)的平面尺寸，設(shè)計好地質(zhì)的剖面圖， 確定總荷載在基地上產(chǎn)生作用的位置。根據(jù)坡面圖將土層分割成多個干薄層來計 算，這種計算方式可保證沉降數(shù)據(jù)的準確性。2.2計算天然型的地基的承載力地基包括天然地基以及人工地基，人工在一般的工程建設(shè)中比較常見，天然 地基能夠保持原有的土層結(jié)構(gòu)，天然地基的承載力受到巖土材料的影響，巖土材 料的性質(zhì)一般

5、比較復雜，使地基難以保證穩(wěn)定性，在檢算地基時，要做好三種內(nèi) 容的檢算，包括穩(wěn)定性、變形以及強度。技術(shù)人員可以通過對塑性區(qū)域的發(fā)展深 度進行控制，再通過原位測試來確定地基的準確承載力，另外還要確定好安全系 數(shù)的數(shù)值，使用的公式必須是符合土力學規(guī)范的經(jīng)驗性公式。我國需要建設(shè)地基 的工程項目都已經(jīng)給出了經(jīng)驗公式，保證在每一種施工環(huán)境中，都能對其承載力進行確定。2.3如何在擋土墻中應用土壓力擋土墻是防止土體坍塌下滑的構(gòu)筑物，在市政工程、鐵路公路工程、水利工 程、山區(qū)建設(shè)等領(lǐng)域都有著十分廣泛的應用。擋土墻在工程項目中，對于穩(wěn)定局 部的土結(jié)構(gòu)，保證整個工程的穩(wěn)定性是十分重要的。但是要構(gòu)筑性能優(yōu)良的擋土 墻

6、，就必須結(jié)合土力學理論，對擋土墻進行土壓力分析。土壓力是指擋土墻背部土體因為自重或者外力對擋土墻施加的側(cè)向壓力。擋 土墻的性質(zhì)決定了土壓力是其主要的外載荷，這就要求設(shè)計擋土墻時要對土壓力 的性質(zhì)、大小、方向、作用點有清晰的認識。土壓力的計算十分復雜，它不但要 考慮墻后土體、地基和墻身三者的關(guān)系，還與施工方式、墻身位移、墻體材料、 墻后土體性質(zhì)乃至地下水狀況等諸多因素有關(guān)。土力學關(guān)于土壓力有郎肯土壓力 理論和庫侖土壓力理論，這兩種理論基本可以解決目前的土壓力分布問題。2.4其他應用可以說，土力學在工程項目中的應用是無處不在的。除了上述的一些應用之 外，還包括土坡穩(wěn)定、地基處理、土的動力及地震特性

7、應用等等。土坡通常指具 有傾斜面的土體。若出現(xiàn)外界因素導致土坡失去平衡，土體將會沿某一滑面發(fā)生 滑動，即滑坡。為了避免這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，土力學提出了相應的不同滑面土坡穩(wěn) 定的分析方法。根據(jù)這些理論，能夠提出加強土坡穩(wěn)定的措施，包括減載、加重、 排水等等。當?shù)鼗荒軡M足工程要求時，需要應用土力學原理對地基進行處理。 工程中的地基處理主要包含四個方面的技術(shù)問題，即膠結(jié)、固化、電、化學加固 類;換填類;夯實、擠密類;加筋類等等。地基處理主要是為了改善土體性質(zhì)，滿 足建筑物對地基力學的基本要求。土體在動載荷作用下的性質(zhì)是不容忽視的問題。 對于不同的工程項目有不同的動載荷來源，包括車輛動載荷、浪擊動載荷、

8、風力 動載荷、沖擊載荷以及爆炸、地震等突發(fā)性的動載荷。這些動載荷會導致工程失 穩(wěn)甚至破壞，需要土力學理論進行分析并采取相應措施。3 土力學的發(fā)展前景近些年，高速公路、高速鐵路的建設(shè)越來越頻繁，同時，地震、山體滑坡等 自然災害也不可避免的頻繁發(fā)生。動載荷引起的一系列土力學問題已經(jīng)成為一大 難題。目前的土力學理論還有一定的局限性，還需要更多的研究不同情況的動載 荷下地基土的動應力、動強度、動應變之間的關(guān)系。隨著科技的進步，工程施工方法已經(jīng)與過去有了很大的差別，工程對精確度 的要求也越來越高，在這種情況下，土力學的研究也應該使用一些創(chuàng)新的方法， 應用更先進的試驗儀器，保證土力學理論的不斷進步以適應工

9、程需要。為了在一些軟弱地基上施工，需要置入高強度的其他材料，形成復合地基。 這些新材料、新工藝的應用目前已經(jīng)有了一定范圍的推廣。但是目前的設(shè)計理論 還不能滿足應用需要，還要進一步研究。4結(jié)語土力學與其他理論性的學科相比存在著應用型較強的優(yōu)勢，能夠直接被應用 到工程建設(shè)過程中，土力學的研究隨著工程的進步也在不斷地發(fā)生變化，面對新 的施工項目以及更高的施工難度，土力學也在不斷地建設(shè)新的課題，對自身的理 論體系也在不斷地完善與更新，土力學的研究學者應當繼續(xù)樹立其發(fā)展的理念， 不斷根據(jù)實際的工程發(fā)展狀況，對土力學進行研究，使其理論體系更完整，適應 當前工程建設(shè)的需要。參考文獻：趙成剛，韋昌富，蔡國慶.土力學理論的發(fā)展和面臨的挑戰(zhàn)