土力學(xué)課件（清華大學(xué)）-0緒論(工管)

土力學(xué)課件-0緒論(工管)1土力學(xué)概述1定義土力學(xué)是研究土的力學(xué)性質(zhì)、土體在荷載作用下的變形和破壞規(guī)律，以及土體工程應(yīng)用的學(xué)科。2研究?jī)?nèi)容包括土的物理性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)、變形特性、強(qiáng)度特性、滲透特性等。3應(yīng)用領(lǐng)域土力學(xué)是土木工程、水利工程、交通工程、環(huán)境工程等領(lǐng)域的基礎(chǔ)學(xué)科。1.1土的物理性質(zhì)顆粒組成土由不同大小的顆粒組成，顆粒大小決定了土壤的性質(zhì)和功能。顆粒大小從巨石到黏土不等?？紫堵士紫妒峭林蓄w粒之間的空隙，影響土壤的通氣性、排水性和水分保持能力?？紫堵嗜Q于土壤的結(jié)構(gòu)和顆粒組成。密度土壤密度是指單位體積土壤的質(zhì)量。密度影響土壤的承載能力和穩(wěn)定性。1.1.1土的組成礦物顆粒土壤的主要組成部分。這些顆粒來(lái)自巖石的物理和化學(xué)風(fēng)化。有機(jī)質(zhì)來(lái)自動(dòng)植物殘骸的分解產(chǎn)物，為土壤提供養(yǎng)分。水分填充土壤顆粒之間的空隙，影響土壤的物理性質(zhì)?？諝馀c水分共同占據(jù)土壤顆粒之間的空隙，為土壤生物提供生存空間。1.1.2土的基本狀態(tài)固態(tài)土的固體顆粒部分，包括礦物顆粒和有機(jī)質(zhì)。液態(tài)填充在土顆粒之間的水，稱(chēng)為孔隙水。氣態(tài)填充在土顆粒之間的空氣，稱(chēng)為孔隙空氣。1.1.3土的結(jié)構(gòu)顆粒結(jié)構(gòu)是指土顆粒的形狀、大小、表面特征和相互排列方式?？紫督Y(jié)構(gòu)是指土中孔隙的形狀、大小、分布和連通性。膠結(jié)結(jié)構(gòu)是指土顆粒之間由膠結(jié)物質(zhì)或化學(xué)鍵連接形成的結(jié)構(gòu)。1.1.4土的物理指標(biāo)密度單位體積土的質(zhì)量。含水率土中水的質(zhì)量占土干質(zhì)量的百分比?？紫堵释林锌紫扼w積占土總體積的百分比。1.2土的工程應(yīng)用基礎(chǔ)工程土是許多工程結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，如房屋、橋梁和道路。土壩工程土是建設(shè)水庫(kù)、灌溉渠道等土壩的主要材料。邊坡工程土的性質(zhì)影響邊坡的穩(wěn)定性，需要進(jìn)行坡體穩(wěn)定性分析。1.2.1土與工程建設(shè)的關(guān)系土是大多數(shù)工程的基底。道路、橋梁、隧道等工程都要與土體直接接觸。建筑物的穩(wěn)定性和安全性依賴(lài)于土體承載力。土力學(xué)在工程中的地位基礎(chǔ)土力學(xué)是建筑物、橋梁和隧道等基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)鍵基礎(chǔ)，確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和安全。地基土力學(xué)分析地基土的承載力，為建筑物的穩(wěn)定性提供科學(xué)依據(jù)。邊坡土力學(xué)用于設(shè)計(jì)穩(wěn)定可靠的邊坡，防止滑坡和崩塌，保證工程安全。2土的分類(lèi)土壤分類(lèi)是土力學(xué)的基礎(chǔ)，它幫助我們理解不同類(lèi)型土壤的特性和行為，并為工程設(shè)計(jì)提供依據(jù)。2.1土的成因分類(lèi)殘積土母巖風(fēng)化后，原地堆積形成的土，結(jié)構(gòu)完整，顆粒大小不均勻。坡積土由山坡上風(fēng)化下來(lái)的碎屑，經(jīng)重力作用或雨水沖刷堆積在山坡下而形成的土。沖積土由河流搬運(yùn)的泥沙，在河床或河口堆積而成的土，顆粒較細(xì)，分選良好。湖積土由河流攜帶的泥沙，在湖泊中沉積而成的土，顆粒較細(xì)，層理明顯。2.2土的顆粒級(jí)配分類(lèi)1粒徑根據(jù)土的顆粒大小，可以將土分為不同的類(lèi)型。例如，砂土、粉土和粘土。2級(jí)配土的顆粒級(jí)配是指不同粒徑顆粒在土體中的比例分布。3分類(lèi)根據(jù)級(jí)配，可以將土分為均勻級(jí)配土和不均勻級(jí)配土。2.3土的工程性質(zhì)分類(lèi)土的壓縮性壓縮性是指土在荷載作用下體積減小的性質(zhì)。土的強(qiáng)度強(qiáng)度是指土抵抗外力破壞的能力。土的滲透性滲透性是指水流通過(guò)土體的難易程度。3土質(zhì)勘察勘察目的了解地基土的性質(zhì)確定地基土的承載力勘察程序勘察準(zhǔn)備階段野外勘察階段室內(nèi)試驗(yàn)階段3.1勘察目的了解地質(zhì)情況土質(zhì)勘察需要了解地質(zhì)構(gòu)造、巖性、地層分布等信息，以便更好地理解地基的穩(wěn)定性。評(píng)估地基承載力勘察需要確定地基的承載力，以確保建筑物的安全性和穩(wěn)定性。選擇合適的建筑材料土質(zhì)勘察結(jié)果可以幫助選擇合適的建筑材料，例如基礎(chǔ)類(lèi)型和施工方法。3.2勘察程序1初步勘察收集資料，了解地質(zhì)情況2詳細(xì)勘察進(jìn)行鉆探、取樣，確定地層結(jié)構(gòu)3工程勘察分析土質(zhì)情況，設(shè)計(jì)工程方案3.3勘察方法鉆探獲取土層信息，包括土性、厚度、密度等。取樣對(duì)不同土層進(jìn)行取樣，用于實(shí)驗(yàn)室測(cè)試。物探利用物理方法探測(cè)地下土層結(jié)構(gòu)。4土質(zhì)指標(biāo)測(cè)定物理指標(biāo)密度、孔隙率、含水率等強(qiáng)度指標(biāo)抗剪強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度等滲透性指標(biāo)滲透系數(shù)、滲透速率等4.1基本指標(biāo)密度單位體積土的質(zhì)量，用于計(jì)算土的重量和壓強(qiáng)。含水率土中水分含量，影響土的強(qiáng)度和壓縮性?？紫堵释林锌紫扼w積占總體積的百分比，影響土的滲透性和透氣性。4.2強(qiáng)度指標(biāo)抗剪強(qiáng)度指土體抵抗剪切破壞的能力?？辜魪?qiáng)度是土體最基本的強(qiáng)度指標(biāo)，直接影響土體的穩(wěn)定性。抗壓強(qiáng)度指土體抵抗垂直壓力破壞的能力?？箟簭?qiáng)度主要用于評(píng)價(jià)土體的承載能力，是建筑物基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵指標(biāo)。4.3滲透性指標(biāo)滲透系數(shù)表示土體允許水流通過(guò)的難易程度。滲透速度指水流通過(guò)土體的速度，受滲透系數(shù)和水頭差的影響。滲透路徑水流通過(guò)土體的路徑，通常與土體的結(jié)構(gòu)和孔隙分布有關(guān)。5土的基本測(cè)試土力學(xué)研究的基礎(chǔ)是實(shí)驗(yàn)，通過(guò)各種實(shí)驗(yàn)來(lái)獲得土壤的物理性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)和水理性質(zhì)。室內(nèi)試驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行的測(cè)試，如顆粒分析、密度測(cè)試、滲透性測(cè)試、強(qiáng)度測(cè)試等。原位測(cè)試在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行的測(cè)試，如標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、靜力觸探試驗(yàn)、十字板剪切試驗(yàn)等。5.1室內(nèi)試驗(yàn)1土的物理性質(zhì)試驗(yàn)測(cè)定土的密度、含水率、孔隙