《土力學》的學科特點相支撐天土力

是一門復

的科

然斜土，多孔介質，固、液、氣三

坡散粒材料，連續性假設土的力學行為具有非線性的特土中應力、土的壓縮變形土的強度理論土的滲透規律、土的固結H滲流0=∞1fv=zK0v土壓力理論土坡穩定理論地基承載力理論c

ctg

不透水層2學習方法和內容學習方法：理論、試驗與工程應用的學習相結合。重點掌握內容：土的三相組成，土中應力計算、土的變形計算、土的（抗剪）強度計算、土中滲流計算、土

的固結計算、土壓力計算、常規土工試驗。市精品課程教學團隊網絡資源

/tlx/緒論土力學是研究土體的物理性質及其在工程活動影響下的應力、變形、強度和穩定性的科學。它屬于土木工程的一門基礎學科。隨著人口不斷密集，人類活動的范圍日益狹小，現代工程建設不得不向高（

建筑）、深（地下工程）、遠（高速公路）的方向發展。同時通過對不良場地土體的改善進行工程建設，可以充分地利用日益緊缺的土地資源。因此土力學在現代土木工程建設事業中發揮著舉足輕重的作用。與其它科學一樣，土力學是人類在工程實踐的成功與失敗中，不斷總結與積累經驗而逐步發展起來的一門學科，目前已形成了系統的。我們首先通過一系列的工程實例來認識一下學習該課程的意義和作用，回顧一下土力學的發展歷史，最后讓了解一下該課程的主要內容。意大利比薩斜塔Tower

of

Pisa這是舉世聞名的建筑物傾斜的典型實例。該塔自1173年9月8日動工，至1178年在建至第4層中部，高度約29m時，因塔明顯傾斜而停工。94年后，于1272年復工，經6年時間，建完第7層，高48m，再次停工中斷82年。于1360年再復工，至1370年竣工，全塔共8層，高度為55m。比薩斜塔塔身呈圓筒形，1~6層由優質大理石砌成，頂部7~8層采用磚和輕石料。1590年伽利略在此塔做落體實驗，創建了物理學上著名的落體定律。斜塔成為世界上最珍貴的歷史

之一，吸引無數世界各地游客。全塔總重約145MN，基礎底面平均壓力約50kPa。地基持力層為粉砂，下面為粉土和粘土層。目前塔向南傾斜，南北兩端沉降差1.80m，塔頂離中心線已達建筑。1990年1月被封閉和取土法進行地基處理。目5.27m，傾斜5.5°，成為。除加固塔身外

用壓前已向游人開放。Latitude:

43.7167Longitude:

10.3833Elevation

of

Piazza

:

About

6

ft,

(2

m)Construction

Stop:

1178

(War

with

Firenze)Lean

obvious:

1178

(3rd

Story:

10.6m

)Level

-

Tower

Straightens

to

North:

5

(About

110

meters)2nd

Construction

Stop:

1185

(War

with

Firenze)Later

Construction

Stop:

1284

(War

with

Genoa,

Major

Sea

Battle

DefeatTranscona

Grain

Elevation?特朗斯康谷倉該谷倉平面呈矩形，南北向長59.44m，東西向寬

23.47m，高31.00m，容積36368立方米，容倉為圓筒倉，每排13個圓倉，5排共計65個圓筒倉。谷倉基礎為鋼筋混凝土筏板基礎，厚度61cm，埋深3.66m。谷倉于1911年動工，1913年完工，空倉自重20000T，相當于裝滿谷物后滿載總重量的42.5%。ˊ1913年9月裝谷物，10月17日當谷倉已裝了31822噸谷物時，發現1小時內豎向沉降達30.5cm，結構物向西傾斜，并在24小時內谷倉傾斜，傾斜度離垂線達26°53，谷倉西端下沉7.32m，東端上抬1.52m，上部鋼筋混凝土筒倉堅如磐石。谷倉地基土事先未

研究，據鄰近結構物基槽開挖試驗結果，計算地基承載力為352kPa，應用到此谷倉。1952年經勘察試驗與計算，谷倉地基實際承載力為（193.8-276.6）kPa，遠小于谷倉破壞時發生的壓力329.4kPa，因此，谷倉地

超載發生強度破壞而滑動。

事后在下面做了七十多個支撐于基巖上的混凝土墩，使用388個50t千斤頂以及支撐系統，才把倉體逐漸糾正過來，但其位置比原來降低了４米。地鐵４號線2003.7.1

地鐵４號線發生滲水事故突發。僅直接經濟損

失就達1.5億元左右,地鐵４號線旁通道，

用的是

結加

暗挖法施工。１９９２年起，凍結法工藝被廣泛應用于

工程中。事故造成黃浦江大堤部分坍塌，造成中山南路847號鴻宇大樓（8層）和裙房傾斜或倒塌。周邊居民和單位的自來水、電力、通訊和煤氣暫時中斷。的多條公交線路已因此改道、縮線。寶城土坡滑動地區人口稠密，市區建筑密集。新建住宅只好建在山坡上。1972年7月，

發生一次大滑坡，數萬立方米殘積土從山坡上下滑，巨大的沖擊力正好通過一幢

住宅--寶城

，頃刻之間，寶城被沖毀倒塌。因樓間凈距太小，寶城

倒塌時，砸毀相鄰一幢大樓一角約五層住宅。寶城居住著金城銀行等銀行界

，因晨7點鐘，人們都還在睡夢中，當場沖毀時為清120人，這起重大傷亡事故引起了西方世界極大的。廣州富力廣場2002年7月，廣州中山8路富力廣場基坑

現場照。該事故造成坑邊道路到嚴重，煤氣管道爆裂，造成周圍800名居民緊急疏散，萬佳百貨受。蘇州虎丘塔

Tower

of

Huqiu

in

suzhou位于蘇州市虎丘公園山頂，落成于宋太祖建隆二年，（公元961年），距今已有1036年悠久歷史。全塔7層，高47.5m。塔的平面呈八角形，由外壁、回廊與塔心三部分組成。塔身全部青磚砌筑，80年代，塔身已向東北方向嚴重傾斜，不僅塔頂離中心線已達2.31m，而且底層塔身發生不少裂縫，東北方向為豎直裂縫，西南方向為水平裂縫。召開多次造一圈樁排式會議，采取在塔四周建連續墻并對塔周圍與塔基進行鉆孔注漿和樹根樁加固塔身。展覽中心館展覽中心館原稱

工業展覽館，位于

市區

中路北側。展覽館

大廳為框架結構，箱形基礎，展覽館兩翼采用條形基礎。箱形基礎為兩，

7.27m。箱基

面至

頂部塔尖，總高96.63m。地基為高壓縮性淤泥質軟土。展覽館于1954年5月開工，當年底實測地基平均沉降量為60cm。1957年6月，

大廳四周的沉降量最大達146.55cm，最小為122.8cm。到1979年，累計平均沉降量為160cm，從1957年至1979年共22

的沉

量僅20cm左右，不及1954年下半年沉降量的一半，說明沉降已趨向穩定。但由于地基嚴重下沉，不僅使散水倒坡，而且建筑物內外連接的水、暖、電管道斷裂，都付出了相當的代價。蓮花河畔景苑7號樓0庫分包給不具備開挖8土志０下地下車和綠的土方天然地項目０達近將號土力學發展History理論提高階段—1773,

C

A

Coulomb(France)根據試驗創立了著名的砂土抗剪強度公式，提出了計算擋土墻土壓力的滑楔理論?！?869,

W

J

M

Rankine(UK)又從不同角度提出了擋土墻土壓力理論。—1885,

J

Boussinesq(France)求得了彈性半無限空間在豎向集中力作用下的應力和變形的Boussinesq解。形成獨立學科階段—1922,

W

Fellenius(Sweden)費蘭紐斯，為解決鐵路問題提出了土坡穩定分析法?！?925,

K.太沙基（Terzaghi）歸納發展了以往的理論，了《土力學》一書，他被認為是土力學的奠基人。庫倫Charles

Augustin

de

Coulomb

(1736

-

1806)Coulomb

對土木工程、巖土工程以及自然科學和物理學（包括力學、電學和磁學）等都有重要的貢獻（如物理學中著名的庫侖定律）。

1774

年當選為法國1773

年，Coulomb

向法蘭西。提交了

“最大最小原理在某些與建筑有關的靜力學問題中的應用”，文中研究了土的抗剪強度，并提出了土的抗剪強度準則（即庫侖定律），還對擋土結構上的土壓力的確定進行了系統研究，首次提出了主動土壓力和

土壓力的概念及其計算方法（即庫侖土壓理論）。該文在3

年后的1776

年由

刊出，被認為是古典土力學的基礎，他因此也稱為“土力學之始祖”。朗肯William

John

Macquorn

Rankine(1820

-

1872)1820

年7

月2

日生于蘇格蘭的愛丁堡，1872

年12

月24日逝世于蘇格蘭的格拉斯哥（

Glasgow

）。Rankine

被后人譽為那個時代的天才，他在熱力學、流體力學及土力學等領域均有杰出的貢獻。他建立的土壓力理論，

今仍在廣泛應用。Rankine

進入愛丁堡大學學習

2

年后，他離校去做一名土工

。

1840

年后，他轉而研究數學物理，

1848

～

1855，他用大量精力研究理論物理、熱力學和應用力學。

1855。學年后，

Rankine

在格拉斯哥大學擔任土木工程和力學系1853

年當選為英國

學會會員。他一生論著頗豐，共術

154

篇，并編寫了大量的教科書及手冊。布辛耐斯克Valentin

Joseph

Boussinesq(1842-1929)Boussinesq

是法國著名的物理學家和數學家。他

1867年獲得博士

后，先在多所學校擔任數學教師，之后擔任里爾理學院（

Faculty

of

Sciencesof

Lille

）的微積分學教授

(1872-1886)

、

巴黎大學

（

Sorbonne

）

數學和物理教授（

1886

），

1886

年當選法國

。Boussinesq

一生對數學物理中的所有分支（除電磁學）都有重要的貢獻。在流體力學方面，

主要研究渦流、波動、固體物對液體流動的阻力、粉狀介質的力學機理、流動液體的冷卻作用等方面。他在紊流方面的成就深得著名科學家

Saint

Venant的贊賞，而在彈性理論方面的研究成就受到了

Love

的稱贊。太沙基Karl

von

Terzaghi(1883

-

1963)Terzaghi

于1883

年10

月2

日出生于捷克的首都布拉格，

1904

年畢業于奧地利的格拉茨（

Graz

）技術大學，之后成為土木工程領域的一名地質工程師。1916

～

1925

年期間，他在土耳其的伊斯坦布爾技術大學和Bogazici

大學任教，并從事土的特性方面的研究課題，這也最終導致了他的舉世聞名的《Erdbaumechanik

》（土力學）于1925

在維也納問世，該書介紹了他所

固結理論以及土壓力、承載力、穩定性分析等理論，標志著《土力學》這門學科的誕生。Karl

von

Terzaghi1925

年，他被派往麻省理工學院擔任

教授，四年后回到維也納技術大學任教授。

1938

年德國占領奧地利后，Terzaghi

前往

，并在哈佛大學任教，直到

1956年退休。在此期間的

1943年，他還

了《

Theoretical

Soil

Mechanics

》，在這部不朽的著作中，

Terzaghi

就固結理論、沉降計算、承載力、土壓理論、抗剪強度及邊坡穩定等問題進行了闡述。1963

年10

月25

日,Terzaghi

在馬薩諸塞州的溫徹斯特逝世。Terzaghi

是第一屆到第三屆（

1936

～

1957

）

ISSMFE（國際土力學與基礎工程學會）的

，曾

4

次榮獲

ASCE（

土木工程師

）的

Norman

獎（

1930

，

1943

，1946

，

1955

），并被

8

個國家的

9

個大學授予榮譽博士學位。為表彰

Terzaghi

的杰出成就，

土木工程師

還設立了

Terzaghi

獎。Ralph

Brazelton

Peck（

1912-2008

）Sir

Alec

WestleySkempton（

1914-2001

）Arthur

Casagrande（

1902-1981

）……Kenneth

Harry

Roscoe（

1914-1970

）Laurits

Bjerrum（

1918-1973

）—1936,在召開的第一屆國際土力學與基礎工程會議1stICSMFE

International

Conference

on

Soil

Mechanics

andFoundation

Engineering—2013,

18th

International

Conference

on

Soil

Mechanics

and

Geotechnical

Engineering,

Paris,

France—60年代

力學的研究基

上

有的理論與試驗充實與完善?！?0年代后，隨著電子計算機的出現和計算技術的高速發展，使土力學的研究進入了一個全新的階段?？焖侔l展階段最突出的工作是用新的非線性應力應變關系代替過去的理想彈塑性體。隨著應力應變模型建立，以此為基礎建立了新的

。—1957年，D.C.Drucker提出了土力學與加工硬化塑性理論。對土的本構模型研究起了很大的推動作用。—1963年，英國Cambridge大學的Roscoe等人提出了

模型?！S多學者紛紛進行研究，并召開多次學術會議。提出了各種應力應變模型。1.1970.6750.8490.3977eotechnicalJournal

fEngineering08年IF0.4811.182土力學的學習內容第一章土的物理性質及工程分類第二章土體應力計算第三章土的滲透性第四章土的壓縮與固結第五章土的抗剪強度第六章土壓力計算第七章土坡穩定分析第八章地基承載力

第九章