土力学第1章(序论)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,土 力 学,Soil Mechanics,讲授：魏作安,第一章 绪 论,教材与考试,1,地上工程与地下工程的关系,2,日常生活与土力学的关系,3,为什么要学习,土力学,？,4,什么是,土力学,？,5,如何学好,土力学,？,6,考试与成绩,课堂出勤与作业：,20,期末考试：,80,教材与参考资料,（,1,）教材：,土力学,陈仲颐，周景星，王洪瑾编著，清华大学出版社,（,2,）参考资料：,土工原理与计算,Principles of Geotechnical Engineering(Fourth edition)Das B.M.,教材与考试,1,建筑工程，是在空间中建造实体,采矿工程，是,在实体中建造,空间,地上工程,地下工程,地上工程与地下工程的关系,2,一盘散沙？,泥菩萨过河，,自身难保？,覆水难收,？,千里之堤，毁于蚁穴,？,基础不牢，地动山摇？,下雨过后，小心路滑,？,日常生活与土力学的关系,3,为什么要学习,土力学,？,4,（,1,）与土有关的工程,（,2,）与土,有关的,工程灾害事故,（,3,）工程需要,土力学是以土为研究对象，,研究土的力学特性的、,一个力学学科的,分支,，,是岩土工程的基础。,基础应用型学科,（,1,）与,土、,岩石有关的,工程,摘自,Engineering Rock mechanics(John A.Hudson),Foundation,Underground,excavation,Borehole/,shaft,Soil,/,rock,slope,为什么,要学习,土力学,？,Foundation,Underground excavation,Borehole/shaft,Soil/rock slope,地基,工程,（建筑、交通、水利等）,为什么,要学习,土力学,？,边坡,工程,（采矿、建筑、交通、水利等）,Foundation,Underground excavation,Borehole/shaft,Soil/rock slope,为什么,要学习,土力学,？,地下,（开挖）工程,（采矿、交通、人防、水利等）,Foundation,Underground excavation,Borehole/shaft,Soil/rock slope,为什么,要学习,土力学,？,钻探,与竖井工程,（石油（气）、地质、采矿等）,Foundation,Underground excavation,Borehole/shaft,Soil/rock slope,为什么,要学习,土力学,？,（,2,）与,土、,岩石有关的,工程灾害事故,为什么,要学习,土力学,？,地基工程出现问题,边坡工程出现问题,地下（开挖）工程产生问题,堤坝工程出现渗漏问题,Pisa Tower,地基,工程出现问题，则危害巨大！,虎丘塔,建于公元,959,961,年期间，,7,级,8,角形砖塔，塔底直径,13.66m,，高,47.5m,。塔顶,1957,年位移,1.7m,，,1978,年位移,2.3m,。重心偏离基础轴线,0.924m,。,为什么,要学习,土力学,？,Transcona Grain Elevator,加拿大,Transcona,谷仓，建于,1913,年。高,31m,，宽,23m,。地基破坏后，西侧下陷,8.8m,，东侧抬高,1.5m,，倾斜,27,o,。后用,388,个,50T,千斤顶纠正，但位置较原先下降,4m,。,为什么,要学习,土力学,？,上海倒楼事故：,2009,年,7,月,7,日,上海“莲花河畔景苑”在建楼房倒覆，事故的主要原因是：楼房北侧在短期内堆土高达,10,米，南侧正在开挖,4.6,米深的地下车库基坑，两侧压力差导致过大的水平力，超过了桩基的抗侧能力。,为什么,要学习,土力学,？,美国,，,California,La Conchita,（,1995,年）,边坡,工程出现问题，则产生垮塌、滑坡等灾害！,2008,年,5.12,汶川地震滚石,为什么,要学习,土力学,？,杭州,地铁站基坑垮塌事故,：,2008,年,11,月,15,日下午,3,时,15,分，正在施工的杭州地铁湘湖站北,2,基坑现场发生大面积坍塌事故，造成,21,人死亡，,24,人受伤，直接经济损失,4961,万元。,为什么,要学习,土力学,？,地下,（开挖）工程产生问题，主要有：,地面塌陷与塌方,、,顶板,冒落、巷道垮塌等,为什么,要学习,土力学,？,堤坝工程出现渗漏问题,，则产生垮塌、滑坡等灾害！,1998,年,8,月,7,日，,九江长江大堤决口，先是堤基出现,管涌，,然后防水墙后的土堤突然塌陷出,1,个洞，,5 m,宽的堤顶随即全部塌陷，并很快形成一宽约,62m,的溃口。,朱镕基痛斥为“豆腐渣工程”,为什么,要学习,土力学,？,美国,Teton,坝于,1975,年,6,月,5,日（蓄水阶段）发生溃决。直接,8000,万美元，起诉,5500,起，,2.5,亿美元，死,14,人，受灾,2.5,万人，,60,万亩土地，,32,公里铁路。,12,：,00,分过后，,坍塌口,加宽。,洪水扫过下游谷底，附近所有设施被彻底,摧毁。,为什么,要学习,土力学,？,1976,年,6,月,5,日上午,10:30,分左右,，下游坝面有水渗出并带出泥土。,11,：,50,分左右洞口,扩大加速，泥水对坝基的冲蚀更加剧烈。,*工程设计,、施工和科学研究,工作,主要,要搞清楚,两个方面,的,东西,（,a,）工程环境和工程材料,工程环境包括：工程所处的岩体、土体等情况，还有水、风、光,等（,地基、隧道围岩等）,工程材料包括：石材、混凝土、钢筋、新型材料等,（,b,）工程的工艺,要求（工程的目的）,工程的工艺要求：巷道（运输、行人、通风等，道路（什么类型的，宽度、坡度），房屋建筑（类型情况，住宅、宾馆、学校、医院等），桥梁（类型，功能等）。,工程的工艺要求要与工程环境、工程材料相互协调（和谐）。,如果两者出现不协调（和谐）的情况？那么就立项进行科学研究，解决问题，使它们达到协调（和谐统一）。,为什么,要学习,土力学,？,（,3,）与土有关的工程需要,（摘自：对岩土工程数值分析的几点思考,龚晓南，岩土力学，,2011,，,32,（,2,）,岩土工程分析过程,工程设计,计算、分析,综合判断,工程,经验,类比,（,1,）经验,公式法,（,2,）数值计算法,（,3,）解析分析法,工程地质条件,土的工程条件,土力学知识,工程经验,为什么,要学习,土力学,？,路甬祥曰：,力学,是工程科学，是基础科学与工程技术之间的“,桥梁,”,（,2010,年,5,月,5,日于中科院力学所）,来源：清华大学土木水利学院,岩土工程研究所,于玉贞教授的,土力学,PPT,前国家主席胡锦涛与,土力学,为什么,要学习,土力学,？,定义,土力学：是,利用,力学,的知识和,土工试验技术,来研究,土,的,强度、变形和渗透性,规律的一门科学,。,（,土力学,冯国栋）,土力学,的主要研究内容,土,的物理力学（工程）性质：,强度、变形、渗透性,土工计算,：土中渗流、地基,应力,、地基承载力、地基,变形,、土压力,土坡,稳定、软基处理,等岩土工程。,力学,的知识：,材料力学，弹性力学，塑性力学等,土工试验,土（体）,材料,数学，计算机等,什么是,土力学,？,5,摘自：,关于土力学发展前景的设想,沈珠江,土力学,的发展及学科构架,古典土力学,土力学,一个原理,两个理论,一个模型,三个理论,四个分支,现代土力学,有效应力原理,非饱和土的固结理论,本构模型,饱和土的固结理论,土体极限平衡理论,液化破坏理论,逐渐破坏理论,理论土力学,实验土力学,计算土力学,应用土力学,什么是,土力学,？,具体分为,7,个部分,组成,（,前,5,个部分是,基础理论，后,2,个为应用部分,）,（,）土的物理性质及工程分类,土的主要特点（多样性、易变性）；物理性质的实测指标（,3,个）,；工程分类（依据和类型）。,（,）土的渗透性,达西定律；渗透系数的测定（室内,2,种，室外,2,种）；渗透破坏的类型。,（,）土体中的应力,土的自重应力；,基底压力,和基础（土体）中的,附加应力，有效应力。,土力学,课的基本内容,什么是,土力学,？,（,）土的抗剪强度,土的,抗剪强度（总应力和有效应力）的,测试（直剪，三轴压缩）。,（,）土压力,土的压力分类（主动、被动土压力等），挡土墙的计算与设计。,（,）土坡稳定性分析,土坡破坏形式，稳定性分析方法（余推力法，瑞典法，毕肖普法等）。,（,）土,的压缩与变形,土的压缩固结。,什么是,土力学,？,土力学,课程的基本,任务,土力学,课程属于技术基础课，它是在一般基础课（力学，材料力学等）和专业课,（工程地质，井巷工程,，采矿工程，建筑工程等）之间起着承上启下的桥梁作用,。,目的,是为工程设计、施工和科学研究提供基础知识。,什么是,土力学,？,一、掌握土力学,的特点及研究方法,1.,土是天然,介质：种类多，变化大，分布形态复杂。,2.,三相,体散体介质：,颗粒、水、空气，性质复杂。,3.,研究方法：,理论,试验,经验,。,非常重要,如何学好,土力学,？,6,二、课前、课堂和课后,（,1,）课前：预习，提前预习上课的内容，有哪些难的，自己没有看懂的？,（,2,）课中：听讲，思考。看看是否有什么不同的想法和看法？,（,3,）课后：复习，做习题。查找相关文献资料，进行更深层次的探讨。,到实验室，做好相应的土工实验！,结合导师的课题，多参加现场项目，增加实际工程方面的感性认识！,如何学好,土力学,？,1773,年，最大最小原理在某些与建筑有关的静力学问题中的应用,Charles-Auguste de Coulomb (17361806),法国科学家,Coulomb,强度理论,定律和土压理论,附,1,：土力学,理论的形成和,发展中的著名人物,1925,年，,Erdbaumechanik,（土力学）出版，标志着土力学这门学科的诞生。,Karl Von Terzaghi,(,太沙基，,18831963),，出生在捷克，在奥地利上学，先在土耳其教书，然后到美国哈佛大学教书。,土力学之父,最后希望大家学完这门课后，能发出,“,土力学,就,这么简单”的由衷感慨。也希望大家将来走向社会能独当一面！为重大发扬光大！,感谢大家莅临！,