土力學(xué)課件(清華大學(xué))-第1章

土力學(xué)課件(清華大學(xué))-第1章目錄引言土的物理性質(zhì)土的力學(xué)性質(zhì)土壓力與土坡穩(wěn)定性習(xí)題與思考題CONTENTS01引言CHAPTER土力學(xué)的定義與重要性土力學(xué)是一門研究土的物理性質(zhì)、土體中的應(yīng)力、應(yīng)變以及土體與結(jié)構(gòu)物相互作用的工程學(xué)科。土力學(xué)在土木工程、水利工程、交通工程等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用，對于保障工程安全、提高工程質(zhì)量和降低工程風(fēng)險(xiǎn)具有重要意義。古代古代人類在建筑、水利等工程中就已經(jīng)開始利用土的性質(zhì)，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。19世紀(jì)隨著工業(yè)革命的興起，土力學(xué)逐漸發(fā)展成為一門獨(dú)立的學(xué)科。20世紀(jì)至今隨著科技的不斷進(jìn)步，土力學(xué)研究領(lǐng)域不斷拓展，涉及的領(lǐng)域越來越廣泛。土力學(xué)的發(fā)展歷程土力學(xué)的研究內(nèi)容與學(xué)習(xí)方法土的物理性質(zhì)、土體中的應(yīng)力、應(yīng)變、土的強(qiáng)度與穩(wěn)定性、土與結(jié)構(gòu)物的相互作用等。研究內(nèi)容注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，通過實(shí)驗(yàn)、數(shù)值模擬等多種手段深入理解土力學(xué)的基本原理和實(shí)際應(yīng)用。同時，需要掌握數(shù)學(xué)、物理等基礎(chǔ)知識，以便更好地理解和應(yīng)用土力學(xué)知識。學(xué)習(xí)方法02土的物理性質(zhì)CHAPTER土是由固體顆粒、水和氣體三部分組成。固體顆粒是土的主要組成部分，包括礦物質(zhì)和有機(jī)質(zhì)。水以結(jié)合水和自由水的形式存在于土中，氣體則主要指存在于土中孔隙中的空氣。土的組成根據(jù)土的顆粒大小、礦物成分和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等，可以將土分為不同的類型。常見的分類方法有粒徑分類法和成因分類法等。土的分類土的組成與分類土的含水量與密度含水量指土中水的質(zhì)量與固體顆粒質(zhì)量的比值，通常以百分?jǐn)?shù)表示。含水量是影響土力學(xué)性質(zhì)的重要因素之一，對土的強(qiáng)度、壓縮性和透水性等均有影響。密度指土的質(zhì)量與其體積的比值，通常以g/cm3表示。密度是反映土的緊密程度的物理指標(biāo)，對土的強(qiáng)度和穩(wěn)定性也有影響?？紫侗戎竿林锌紫兜捏w積與固體顆粒體積的比值?？紫侗仁欠从惩恋乃缮⒊潭鹊奈锢碇笜?biāo)，對土的壓縮性和透水性有重要影響?？紫堵手竿林锌紫端嫉捏w積與總體積的比值，通常以百分?jǐn)?shù)表示?？紫堵适呛饬客恋乃缮⒊潭鹊牧硪粋€重要指標(biāo)，與孔隙比類似，但計(jì)算方法不同。土的孔隙比與孔隙率VS指液限與塑限之差值，用于描述黏性土的可塑性。塑性指數(shù)越大，黏性土的可塑性越好，越容易發(fā)生流動變形。液性指數(shù)指液限與塑限之比值，用于描述黏性土的軟硬程度。液性指數(shù)越大，黏性土越軟，越容易發(fā)生流動變形；反之，則越硬，越不容易發(fā)生流動變形。塑性指數(shù)土的塑性指數(shù)與液性指數(shù)03土的力學(xué)性質(zhì)CHAPTER線性彈性階段在較小應(yīng)力作用下，土體表現(xiàn)出線性彈性特征，應(yīng)力與應(yīng)變呈正比關(guān)系。塑性變形階段當(dāng)應(yīng)力超過土體的屈服點(diǎn)后，土體發(fā)生塑性變形，應(yīng)變增加而應(yīng)力不再增加。非線性彈性階段隨著應(yīng)力增大，土體逐漸進(jìn)入非線性彈性階段，表現(xiàn)出應(yīng)變軟化的特性。應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系描述土體在受力過程中應(yīng)力與應(yīng)變之間的關(guān)系，是土力學(xué)的基本概念。土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系01土體抵抗剪切破壞的最大能力，是土力學(xué)中的重要參數(shù)。抗剪強(qiáng)度02描述土體在剪切過程中摩擦力與剪切力之間的關(guān)系，與土體的顆粒大小、形狀和級配等因素有關(guān)。摩擦角03內(nèi)摩擦角描述土顆粒之間的摩擦力，外摩擦角描述土顆粒與邊界之間的摩擦力。內(nèi)摩擦角與外摩擦角土的抗剪強(qiáng)度與摩擦角土體在壓力作用下體積縮小的性質(zhì)。壓縮性描述土體在固結(jié)過程中孔隙水壓力消散的速度，是衡量土體壓縮性的重要參數(shù)。固結(jié)系數(shù)表示在一定壓力下土體的壓縮性，與固結(jié)系數(shù)相關(guān)。壓縮模量土的壓縮性與固結(jié)系數(shù)抗拉強(qiáng)度土體抵抗拉伸破壞的最大能力。彈性模量描述土體在拉伸或壓縮過程中應(yīng)力和應(yīng)變之間的關(guān)系，是衡量土體剛度的重要參數(shù)。泊松比描述土體橫向應(yīng)變與軸向應(yīng)變之間的關(guān)系，與彈性模量和泊松系數(shù)相關(guān)。土的抗拉強(qiáng)度與彈性模量04土壓力與土坡穩(wěn)定性CHAPTER指土體在無側(cè)向變形條件下，水平填土面上所受到的壓力。靜止土壓力靜止土壓力強(qiáng)度靜止土壓力分布指土體在靜止?fàn)顟B(tài)下，水平填土面上所受到的壓力的極限值。指在靜止土壓力作用下，水平填土面上各點(diǎn)的壓力大小和方向。030201靜止土壓力的計(jì)算主動土壓力01指填土在無側(cè)向變形條件下，由于填土面受到外力作用而產(chǎn)生向下的位移，使得填土面上的壓力減小，此時填土面上的壓力稱為主動土壓力。被動土壓力02指填土在無側(cè)向變形條件下，由于填土面受到外力作用而產(chǎn)生向上的位移，使得填土面上的壓力增大，此時填土面上的壓力稱為被動土壓力。主動與被動土壓力的轉(zhuǎn)換03當(dāng)填土面受到外力作用而產(chǎn)生向上的位移時，主動土壓力將逐漸轉(zhuǎn)化為被動土壓力。主動土壓力與被動土壓力穩(wěn)定性分析方法包括極限平衡法和有限元法等。穩(wěn)定性影響因素包括土壤類型、土壤濕度、土壤坡度、土壤承載力等。穩(wěn)定性控制措施包括增加土壤承載力、降低土壤坡度、增加土壤濕度等。土坡穩(wěn)定性分析05習(xí)題與思考題CHAPTER考察基礎(chǔ)概念的理解包括土的物理性質(zhì)、土的分類、土的工程分類等基礎(chǔ)概念的簡單應(yīng)用和計(jì)算?？偨Y(jié)詞詳細(xì)描述基礎(chǔ)概念題總結(jié)詞考察理論知識的應(yīng)用能力詳細(xì)描述包括土的應(yīng)力計(jì)算、土的變形計(jì)算、土的強(qiáng)度分析等，要求掌握基本計(jì)算方法和分析思路。計(jì)算題與分析題總結(jié)詞