土力学第一章 绪论

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1、第一章绪论主讲：杨光内蒙古农业大学生态环境学院土：土是地壳表层母岩经受强烈物理、化学和生物风化作用的产物，是各种矿物颗粒的集合体。土区别于固体材料（如金属）和流体材料（如水），有以下三个方面的重要特征：（1）土通常是由土颗粒、水和空气组成的三相混合体。（2）土的本质在于它是离散的颗粒的集合体。（3）土在受剪时，由于颗粒之间在荷载作用下位置相互错动，随着剪切变形的增加会产生体积变化。土力学的概念土力学是一门研究土体渗流、压缩和强度三个主要课题的学科土力学的研究对象研究对象：土土的性状变化很大，土力学理论依靠较多的简化假设，因此在处理工程中的土

2、力学问题时，不能单凭数学和力学的方法，我们同时需要室内和野外的测试手段，实地观察和经验判断。土力学属于土木工程的一门基础学科。随着人口不断密集，人类活动的范围日益狭小，现代工程建设不得不向高（高层建筑）、深（地下工程）、远（高速公路）的方向发展。同时通过对不良场地土体的改善进行工程建设，可以充分地利用日益紧缺的土地资源。因此土力学在现代土木工程建设事业中发挥着举足轻重的作用。　　与其它科学一样，土力学是人类在工程实践的成功与失败中，不断总结与积累经验而逐步发展起来的一门学科，目前已形成了系统的理论体系。我们首先通过一系列的工程实例来认识一

3、下学习该课程的意义和作用，回顾一下土力学的发展历史，最后让我们了解一下该课程的主要内容。TowerofPisa（意大利比萨斜塔）这是举世闻名的建筑物倾斜的典型实例。该塔自1173年9月8日动工，至1178年在建至第4层中部，高度约29m时，因塔明显倾斜而停工。94年后，于1272年复工，经6年时间，建完第7层，高48m，再次停工中断82年。于1360年再复工，至1370年竣工，全塔共8层，高度为55m。塔身呈圆筒形，1~6层由优质大理石砌成，顶部7~8层采用砖和轻石料。1590年伽利略在此塔做落体实验，创建了物理学上著名的落体定律。斜塔成为

4、世界上最珍贵的历史文物，吸引无数世界各地游客。全塔总重约145MN，基础底面平均压力约50kPa。地基持力层为粉砂，下面为粉土和粘土层。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°，成为危险建筑。1990年1月4日被封闭。除加固塔身外，用压重法和取土法进行地基处理。目前已向游人开放。该谷仓平面呈矩形，南北向长59.44m，东西向宽23.47m，高31.00m，容积36368m3，容仓为圆筒仓，每排13个圆仓，5排共计65个圆筒仓。谷仓基础为钢筋混凝土筏板基础，厚度61cm，埋深3.66m。谷仓于1911

5、年动工，1913年完工，空仓自重20000T，相当于装满谷物后满载总重量的42.5%。TransconaGrainElevation（加拿大特朗斯康谷仓）1913年9月装谷物，10月17日当谷仓已装了31822谷物时，发现1小时内竖向沉降达30.5cm，结构物向西倾斜，并在24小时内谷仓倾斜，倾斜度离垂线达26°53ˊ，谷仓西端下沉7.32m，东端上抬1.52m，上部钢筋混凝土筒仓坚如磐石。谷仓地基土事先未进行调查研究，据邻近结构物基槽开挖试验结果，计算地基承载力为352kPa，应用到此谷仓。1952年经勘察试验与计算，谷仓地基实际承载力为

6、（193.8-276.6）kPa，远小于谷仓破坏时发生的压力329.4kPa，因此，谷仓地基因超载发生强度破坏而滑动。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。2003.7.1上海地铁４号线发生渗水事故突发。仅直接经济损失就达1.5亿元左右,地铁４号线旁通道，采用的是冻结加固暗挖法施工。１９９２年起，冻结法工艺被广泛应用于上海地下工程中。事故造成黄浦江大堤部分坍塌，造成中山南路847号鸿宇大楼（8层）和裙房倾斜或倒塌。周边居民和单位的自来水、电力、通讯

7、和煤气暂时中断。上海的多条公交线路已因此改道、缩线。上海地铁４号线香港宝城大厦土坡滑动香港地区人口稠密，市区建筑密集。新建住宅只好建在山坡上。1972年7月，香港发生一次大滑坡，数万立方米残积土从山坡上下滑，巨大的冲击力正好通过一幢高层住宅--宝城大厦，顷刻之间，宝城大厦被冲毁倒塌。因楼间净距太小，宝城大厦倒塌时，砸毁相邻一幢大楼一角约五层住宅。宝城大厦居住着金城银行等银行界人士，因大厦冲毁时为清晨7点钟，人们都还在睡梦中，当场死亡120人，这起重大伤亡事故引起了西方世界极大的震惊。2002年7月，广州中山8路富力广场基坑塌方现场照该事故造

8、成坑边道路塌方，煤气管道爆裂，造成周围800名居民紧急疏散，万佳百货受到严重威胁。广州富力广场TowerofHuqiuinsuzhou(苏州虎丘塔)位于苏州市虎丘公园山顶，落成于