河海大學土力學課件目錄CONTENTS緒論土的物理性質土的工程性質土壓力理論地基承載力土坡穩定性分析01緒論CHAPTER土力學定義01土力學是一門研究土的物理性質、土的應力、應變、強度和穩定性等問題的學科。02它涉及到巖土工程、地質工程、土木工程等多個領域，是工程學科中的重要分支。土力學的主要研究對象是土，包括其物理性質、力學性質和工程性質等。030320世紀以來，隨著計算機技術和數值方法的廣泛應用，土力學研究取得了長足的進步。01早期的土力學研究可以追溯到古代中國的水利工程實踐，如都江堰、靈渠等。0219世紀中葉，隨著工業革命的發展，土力學逐漸成為一門獨立的學科。土力學發展歷程包括土的顆粒組成、含水率、密度、孔隙比等。研究土的物理性質包括土的應力應變關系、強度、壓縮性等。研究土的力學性質包括土的穩定性、變形和滲流等。研究土的工程性質包括有限元法、離散元法等數值分析方法在土力學中的應用。研究土的數值分析方法土力學研究內容02土的物理性質CHAPTER土是由固體顆粒、水和氣體三部分組成的三相物質。水是土中不可壓縮的部分，存在于固體顆粒之間，對土的性質起著重要作用。固體顆粒是土的主要組成部分，其大小、形狀和級配對土的物理力學性質有重要影響。氣體是存在于土中孔隙中的空氣，對土的壓縮性和穩定性有一定影響。土的組成指土的質量與其所占體積之比，是描述土顆粒、水和氣體密度的綜合指標。密度指土中水的質量與土的質量之比，是描述土中水含量的重要指標。含水率指土中孔隙體積與土的固體顆粒體積之比，是描述土中孔隙程度的指標。孔隙比指塑性土液限與塑限之差與百分比的乘積，是描述土的塑性特性的重要指標。塑性指數土的物理性質指標010204土的分類根據顆粒大小和形態，土可分為礫石、砂土、粉質粘土和粘土等。根據土的成因，可分為殘積土、沉積土、風化土和人工填筑土等。根據土的工程性質，可分為堅硬土、軟弱土、飽和土和非飽和土等。根據土的狀態，可分為固態、液態和氣態土等。0303土的工程性質CHAPTER土的滲透性是指水在土中流動的能力，是土的重要工程性質之一。總結詞土的滲透性取決于土的孔隙大小、形狀和連通性。一般來說，粗粒土的滲透性較好，細粒土的滲透性較差。滲透性的好壞對于水利工程、地基處理和地下水資源的開發利用等方面具有重要影響。詳細描述土的滲透性總結詞土的壓縮性是指土在壓力作用下體積縮小的性質。詳細描述土的壓縮性主要與土的孔隙比、含水量、壓縮系數等有關。在建筑物地基設計中，必須考慮土的壓縮性，以避免因地基沉降引起的建筑物損壞。同時，在土力學研究中，土的壓縮性也是重要的研究內容之一。土的壓縮性土的抗剪強度是指土抵抗剪切破壞的能力。總結詞土的抗剪強度與土的顆粒大小、形狀、礦物成分、含水量、密度等因素有關。在工程實踐中，土的抗剪強度對于邊坡穩定性、地基承載力和擋土墻設計等方面具有重要意義。同時，了解土的抗剪強度也是進行巖土工程設計和施工的重要依據。詳細描述土的抗剪強度04土壓力理論CHAPTER123靜止土壓力是指土體在無側向變形條件下，水平向的側壓力。靜止土壓力的大小與擋土墻的剛度、填土的性質和密實度以及墻后土體的內摩擦角等因素有關。在實際工程中，靜止土壓力常被用作擋土墻設計的基本依據。靜止土壓力主動土壓力是指在土體發生剪切破壞之前，擋土墻所受到的水平向側壓力。主動土壓力的大小與擋土墻的位移、填土的性質和密實度以及墻后土體的內摩擦角等因素有關。在實際工程中，主動土壓力常被用作擋土墻設計的控制條件。主動土壓力被動土壓力是指當擋土墻在外力作用下發生位移，土體受到擠壓而產生的水平向側壓力。被動土壓力的大小與擋土墻的位移、填土的性質和密實度以及墻后土體的內摩擦角等因素有關。在實際工程中，被動土壓力常被用作擋土墻設計的控制條件。被動土壓力05地基承載力CHAPTER地基承載力是指地基在一定壓力作用下，不發生剪切破壞而能承受的最大壓力。定義包括土的物理性質、地下水位、壓力大小和分布、土體應力歷史等。影響因素地基承載力是建筑物安全穩定的關鍵因素，過小會導致建筑物沉降或傾斜，過大則可能造成地基剪切破壞。重要性地基承載力概念根據土力學理論，利用土的物理性質和壓力分布計算地基承載力。理論計算法根據大量工程實踐數據，總結出經驗公式來計算地基承載力。經驗公式法通過現場試驗，直接測定地基承載力。原位試驗法利用數值計算軟件模擬土體應力應變狀態，預測地基承載力。數值模擬法地基承載力計算方法穩定性概念指地基在各種外力作用下，能夠保持其原有平衡狀態的能力。分析方法包括整體穩定性分析、局部穩定性分析、滑坡穩定性分析等。影響因素包括土的物理性質、地下水位、降雨量、地震等自然因素和工程活動等人為因素。預防措施采取加固、排水、減載等措施提高地基穩定性，預防滑坡、塌陷等地質災害發生。地基穩定性分析06土坡穩定性分析CHAPTER土坡失穩是指土坡在外力作用下，其平衡狀態被破壞，發生滑坡、崩塌等破壞現象。土坡穩定性與土的性質、坡角、坡高、地下水等因素密切相關。土坡穩定性是指土坡在各種外力作用下，能夠保持其原有平衡狀態的能力。土坡穩定性概念有限元法將土坡視為一個整體，通過建立有限元模型，模擬土坡的應力分布和變形情況，從而判斷土坡的穩定性。數值分析法利用數值計算方法，如有限差分法、有限元法等，對土坡進行數值模擬，通過分析模擬結果來判斷土坡的穩定性。極限平衡法通過分析土坡中滑裂面的應力狀態，計算出滑裂面的剪切力與抗剪力，從而判斷土坡的穩定性。土坡穩定性分析方法坡角坡角的大小直接影響到土坡的穩定性和安全性，坡角越大，土坡越容易失穩。地下水地下水對土坡穩定性的影響較大，如