土质学与土力学安徽理工大学资源与环境工程系课件
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土力学和土质学PPT课件
水在土中流动的过程中将受到土阻力的作用，使水头 逐渐损失。同时，水的渗透将对土骨架产生拖曳力， 导致土体中的应力与变形发生变化。这种渗透水流作 用对土骨架产生的拖曳力称为~。用GD表示(kN/m3)。 ※在许多水工建筑物、土坝及基坑工程中，渗透力的 大小是影响工程安全的重要因素之一。实际工程中， 也有过不少发生渗透变形(流砂或管涌)的事例，严重 的使工程施工中断，甚至危及邻近建筑物与设施的安 全。因此，在进行工程设计与施工时，对渗透力可能 给地基土稳定性带来的不良后果应该具有足够的重视。
得出：流量Q与过水面积A和 水头（h1-h2）成正比与渗透路 径L成反比，即达西定律：
Q=KA (h1-h2)/L
达西渗透实验装置
达西定律的适用范围
达西定律是由砂质土体实验得到的，后来推广 应用于其他土体如粘土和具有细裂隙的岩石等。
(a) 细粒土的v-i关系 (b) 粗粒土的v-i关系
①砂土、一般粘土 ;②颗粒极细的粘土
到一定程度，土体将发生失稳破坏，这种现象称为渗透变形。
※主要有两种形式，即流砂与管涌。渗流水流将整个土体带走
的现象称为流砂；渗流中土体大颗粒之间的小颗粒被冲出的 现象称为管涌。
动水压力及流砂现象
3.流砂现象、管涌和临界水力梯度
※在粘性土中，渗透力的作用往往使渗流逸出处某一 范围内的土体出现表面隆起变形；而在粉砂、细砂及 粉土等粘聚性差的细粒土中，水力梯度达到一定值后， 渗流逸出处出现表面隆起变形的同时，还可能出现渗 流水流夹带泥土向外涌出的砂沸现象，致使地基破坏， 工程上将这种流土现象称为流砂。
渗透系数的确定
渗透系数k是综合反映土体渗透能力的一个 指标，其数值的正确确定对渗透计算有着 非常重要的意义。影响渗透系数大小的因 素很多，主要取决于土体颗粒的形状、大 小、不均匀系数和水的粘滞性等，要建立
得出：流量Q与过水面积A和 水头（h1-h2）成正比与渗透路 径L成反比，即达西定律：
Q=KA (h1-h2)/L
达西渗透实验装置
达西定律的适用范围
达西定律是由砂质土体实验得到的，后来推广 应用于其他土体如粘土和具有细裂隙的岩石等。
(a) 细粒土的v-i关系 (b) 粗粒土的v-i关系
①砂土、一般粘土 ;②颗粒极细的粘土
到一定程度，土体将发生失稳破坏，这种现象称为渗透变形。
※主要有两种形式，即流砂与管涌。渗流水流将整个土体带走
的现象称为流砂；渗流中土体大颗粒之间的小颗粒被冲出的 现象称为管涌。
动水压力及流砂现象
3.流砂现象、管涌和临界水力梯度
※在粘性土中，渗透力的作用往往使渗流逸出处某一 范围内的土体出现表面隆起变形；而在粉砂、细砂及 粉土等粘聚性差的细粒土中，水力梯度达到一定值后， 渗流逸出处出现表面隆起变形的同时，还可能出现渗 流水流夹带泥土向外涌出的砂沸现象，致使地基破坏， 工程上将这种流土现象称为流砂。
渗透系数的确定
渗透系数k是综合反映土体渗透能力的一个 指标，其数值的正确确定对渗透计算有着 非常重要的意义。影响渗透系数大小的因 素很多，主要取决于土体颗粒的形状、大 小、不均匀系数和水的粘滞性等，要建立
最新土质学与土力学精品课件
最新土质学与土力学精品课件一、教学内容1. 土的物理性质：包括土的密度、颗粒分布、孔隙比等，以及这些性质对土的工程性质的影响。
2. 土的力学性质：包括土的抗剪强度、压缩性、渗透性等，以及这些性质在工程中的应用。
3. 土的工程特性：包括土的变形、破坏、流动等特性，以及这些特性对工程的影响。
4. 土的分类：根据土的物理性质和力学性质，将土分为不同的类型，以便于工程师进行合理的土方设计和地基处理。
二、教学目标1. 使学生了解并掌握土的物理性质和力学性质，以及这些性质对土的工程性质的影响。
2. 培养学生运用土的性质进行土方设计和地基处理的能力。
3. 使学生了解并掌握土的工程特性，以及这些特性对工程的影响。
三、教学难点与重点重点：土的物理性质和力学性质，以及这些性质对土的工程性质的影响。
难点：土的工程特性，以及这些特性对工程的影响。
四、教具与学具准备教具：多媒体课件、黑板、粉笔。
学具：教材、笔记本、文具。
五、教学过程1. 引入：通过展示一些实际的土方工程和地基处理工程，引发学生对土质学和土力学的兴趣。
2. 讲解：详细讲解土的物理性质和力学性质，以及这些性质对土的工程性质的影响。
3. 示例：通过一些实际的工程案例，讲解土的工程特性，以及这些特性对工程的影响。
4. 练习：让学生运用所学的知识，进行一些土方设计和地基处理的练习。
六、板书设计1. 土的物理性质和力学性质。
2. 土的工程特性。
3. 土的分类。
七、作业设计1. 请简述土的物理性质和力学性质，以及这些性质对土的工程性质的影响。
答案：土的物理性质包括土的密度、颗粒分布、孔隙比等，这些性质对土的工程性质有重要影响。
例如，土的密度越大，其抗剪强度越高；土的颗粒分布越均匀，其渗透性越好。
2. 请简述土的工程特性，以及这些特性对工程的影响。
答案：土的工程特性包括土的变形、破坏、流动等特性，这些特性对工程有重要影响。
例如，土的变形能力越强，其适应地基变形的能力越强；土的破坏强度越高，其地基承载能力越强。
土的抗剪强度
dlcos A(, )
1
圆心坐标[1/2(1 +3 )，0] 2 应力圆半径r＝1/2(1－3 )
O
3
1
1/2(1 +3 )
土中某点的应 力状态可用莫 尔应力圆描述
抗剪强度的基本理论
2、极限平衡条件
三、莫尔～库仑破坏标准
1 f 3tg 2 45 2c tg 45 2 2 3 f
应力圆与强度线相离： 应力圆与强度线相切： 应力圆与强度线相割：
σ1<σ1f σ1=σ1f σ1>σ1f
弹性平衡状态
极限平衡状态
破坏状态
抗剪强度的基本理论
三、莫尔～库仑破坏标准 当3= 常数：
1,3 x z
2 z 2 x 4 xz 2
《土质学与土力学》 安徽理工大学资源与环境工程系
第六章 土的抗剪强度
★ 概述 ★抗剪强度的基本理论
★抗剪强度的试验方法
概述
剪切破坏
沉降过大 土工建筑物（如： 路堤、土坝等） 土体破坏
强度破坏
建筑物事故
研究土的强度特性，就是研究土的抗剪强度特性
概述
土的抗剪强度：土体抵抗剪切破坏的极限能力
概述
大阪的港口码头档土墙由于液化前倾
四、抗剪强度的试验方法
应变控制式
按控制方法分
应力控制式
抗剪强度的基本理论
1.直接剪切试验
四、抗剪强度的试验方法
试验仪器：直剪仪（应力控制式，应变控制式）
抗剪强度的基本理论
四、抗剪强度的试验方法
1.直接剪切试验
抗剪强度的基本理论
四、抗剪强度的试验方法
土质学与土力学绪论 第一章土的物质组成和结构构造
课程，学习中不但要着重于根本概念的理解， 掌握计算方法而且要学会初步解决实际问题 的能力。
土质学与土力学与其他课程的关系
❖ 土质学与土力学属于技术根底课，它在一般根底课 和专业课之间起到承上启下的作用。
❖ 先行课程：材料力学、结构力学、弹性理论初步、 工程地质学与水文地质学、水力学
❖ 后续课程：水工结构、地基及根底 ❖ 土质学与土力学是一门边缘学科，它所设计的自然
❖ Cu大
不均匀
压密度大
有细粒土填空
❖ Cu小
均匀
密度小
无细粒土填空 压
❖ 土粒的级配——颗分曲线分析
❖ 对于级配不连续的情况，有时Cu虽然大， 但渗透稳定性一样不好，故Cu虽大，但并 不说明土粒级配良好，还要用Cc来衡量， Cu和Cc描述了级配曲线整体特征，可描述 土级配的好坏。
Cc
d d 台阶分布在 10 30
成土矿物
砂粒
❖ 一般由石英构成，其次是长石、云母。
粘粒
❖ 包含由次生矿物构成的极细土粒，粘粒含 量增加，土的透水性减小，可塑性和压缩 性增高。
❖ 土粒的粒组
❖ 天然土由无数大小不同的土粒组成，逐个 研究它们的大小是不可能的，统称是将工 程性质相近的土粒合并成一组称为粒组。
❖ 漂石粒 ❖ 卵石粒 ❖砾 粒 ❖砂 粒 ❖粉 粒 ❖粘 粒 ❖胶 粒 ❖ 巨粒组 d>60mm ❖ 粗粒组 60mm～0.075mm ❖ 细粒组 d<0.075mm
毛细管压力 Pc hcw
负孔隙水压力
沙
坑
倒
可使土粒相互挤紧，可使无粘性土也象有粘 聚力似得。由毛细管压力所造成无粘性土间的
塌
连接力，称之为假粘聚力 。
❖ 重力水
❖ 重力水是在重力和水位差作用下能在土中 流动的自由水。它是土中其它类型水的来 源。重力水具有融解能力，能传递静水和 动水压力，并对土粒起浮力作用 。
土质学与土力学与其他课程的关系
❖ 土质学与土力学属于技术根底课，它在一般根底课 和专业课之间起到承上启下的作用。
❖ 先行课程：材料力学、结构力学、弹性理论初步、 工程地质学与水文地质学、水力学
❖ 后续课程：水工结构、地基及根底 ❖ 土质学与土力学是一门边缘学科，它所设计的自然
❖ Cu大
不均匀
压密度大
有细粒土填空
❖ Cu小
均匀
密度小
无细粒土填空 压
❖ 土粒的级配——颗分曲线分析
❖ 对于级配不连续的情况，有时Cu虽然大， 但渗透稳定性一样不好，故Cu虽大，但并 不说明土粒级配良好，还要用Cc来衡量， Cu和Cc描述了级配曲线整体特征，可描述 土级配的好坏。
Cc
d d 台阶分布在 10 30
成土矿物
砂粒
❖ 一般由石英构成，其次是长石、云母。
粘粒
❖ 包含由次生矿物构成的极细土粒，粘粒含 量增加，土的透水性减小，可塑性和压缩 性增高。
❖ 土粒的粒组
❖ 天然土由无数大小不同的土粒组成，逐个 研究它们的大小是不可能的，统称是将工 程性质相近的土粒合并成一组称为粒组。
❖ 漂石粒 ❖ 卵石粒 ❖砾 粒 ❖砂 粒 ❖粉 粒 ❖粘 粒 ❖胶 粒 ❖ 巨粒组 d>60mm ❖ 粗粒组 60mm～0.075mm ❖ 细粒组 d<0.075mm
毛细管压力 Pc hcw
负孔隙水压力
沙
坑
倒
可使土粒相互挤紧，可使无粘性土也象有粘 聚力似得。由毛细管压力所造成无粘性土间的
塌
连接力，称之为假粘聚力 。
❖ 重力水
❖ 重力水是在重力和水位差作用下能在土中 流动的自由水。它是土中其它类型水的来 源。重力水具有融解能力，能传递静水和 动水压力，并对土粒起浮力作用 。
土质学与土力学课件第九章 土坡稳定分析
DPi 不出现
注： （未考虑各条水平向作用力及各条力矩平衡条件，实际上条件不够： 缺 Hi，共(n-1)个条件 设Hi=0则条件够了——简化Bishop法，忽略条间切向力）
基本概念与基本原理
二、基本规律与基本原理 (3)毕肖普法
3.粘性土坡稳定性分析 求解条件
平衡条件：2n+1 未知数：6n-2
基本概念与基本原理
一、基本概念
滑坡
基本概念与基本原理
一、基本概念
香港1900年建市，1977年成立土力工程署 港岛1972 Po Shan 滑坡 (~ 20,000 m3)(67 死、20 伤)
基本概念与基本原理
二、基本规律与基本原理 1.土坡失稳原因分析
内 部 因 素
（1）斜坡的土质：各种土质的抗剪强度、抗水能力是不一 样的，如钙质或石膏质胶结的土、湿陷性黄土等，遇水后 软化，使原来的强度降低很多。 （2）斜坡的土层结构：如在斜坡上堆有较厚的土层，特别 是当下伏土层(或岩层)不透水时，容易在交界上发生滑动。 （3）斜坡的外形：突肚形的斜坡由于重力作用，比上陡下 缓的凹形坡易于下滑；由于粘性土有粘聚力，当土坡不高时 尚可直立，但随时间和气候的变化，也会逐渐塌落。
T W cos tan cos tan tan Fs T J W sin J sin w sin sat tan
基本概念与基本原理
二、基本规律与基本原理 (1)瑞典圆弧滑动法 假定滑动面为圆柱面，截 面为圆弧，利用土体极限 平衡条件下的受力情况：
3.粘性土坡稳定性分析
d
O B
A
C
Mf f LR f LR Fs M LR Wd
土质学与土力学最新版精品课件第3章
土层中由于毛细现象所润湿的范围称为毛细水带。毛细水带根据 形成条件和分布状况,可分为三种,即正常毛细水带、毛细网状水带和 毛细悬挂水带,如图3-2所示。
3.1 土的毛细性
图3-2 土层中的毛细水带
(1)正常毛细水带(又称毛细饱和带) 位于毛细水带的下部,与地 下潜水连通。这一部分的毛细水主要是由潜水面直接上升而形成的, 毛细水几乎充满了全部孔隙。正常毛细水带会随着地下水位的升降而 相应移动。
性。因此,黏土中自由水渗流受到结合水黏滞作用产生的很大阻力,只
有克服结合水的抗剪强度后才能开始渗流。把克服此抗剪强度所需要
3.2 土的渗透性
的水力梯度,称为黏土的起始水力梯度(Threshold Hydraulic Gradient),用I0表示。在黏土中,应按修正后的达西定律计算渗流速 度。
如图3-7所示,绘出了砂土与黏土的渗透规律。直线a表示砂土的vI关系,它是通过原点的一条直线。黏土的v-I关系是曲线b(图中虚线 所示),d点是黏土的起始水力梯度I0,当土中水力梯度超过起始水力梯 度后水才开始渗流。一般常用折线c(图中Oef 线)代替曲线b,即认为e 点是黏土的起始水力梯度I0,其渗流规律用式(3-8)表示。
r ——毛细管的半径(m); θ——湿润角,其大小取决于管壁材料及液体性质,对于毛细管 内的水柱,可以认为θ=0°,即认为是完全湿润的。
表3-1 水与空气间的表面张力σ
温度/℃
-5
0
5
10
15
20
30
40
表面张力σ/(N/m)
76.4×10-3
75.6×10-3
74.9×10-3
74.2×10-3
73.5×10-3
72.8×10-3
71.2×10-3
3.1 土的毛细性
图3-2 土层中的毛细水带
(1)正常毛细水带(又称毛细饱和带) 位于毛细水带的下部,与地 下潜水连通。这一部分的毛细水主要是由潜水面直接上升而形成的, 毛细水几乎充满了全部孔隙。正常毛细水带会随着地下水位的升降而 相应移动。
性。因此,黏土中自由水渗流受到结合水黏滞作用产生的很大阻力,只
有克服结合水的抗剪强度后才能开始渗流。把克服此抗剪强度所需要
3.2 土的渗透性
的水力梯度,称为黏土的起始水力梯度(Threshold Hydraulic Gradient),用I0表示。在黏土中,应按修正后的达西定律计算渗流速 度。
如图3-7所示,绘出了砂土与黏土的渗透规律。直线a表示砂土的vI关系,它是通过原点的一条直线。黏土的v-I关系是曲线b(图中虚线 所示),d点是黏土的起始水力梯度I0,当土中水力梯度超过起始水力梯 度后水才开始渗流。一般常用折线c(图中Oef 线)代替曲线b,即认为e 点是黏土的起始水力梯度I0,其渗流规律用式(3-8)表示。
r ——毛细管的半径(m); θ——湿润角,其大小取决于管壁材料及液体性质,对于毛细管 内的水柱,可以认为θ=0°,即认为是完全湿润的。
表3-1 水与空气间的表面张力σ
温度/℃
-5
0
5
10
15
20
30
40
表面张力σ/(N/m)
76.4×10-3
75.6×10-3
74.9×10-3
74.2×10-3
73.5×10-3
72.8×10-3
71.2×10-3
土质学及土力学
在试验设备方面，国产的设备质量在稳步提高，试验设 备逐步实现自动化。
用GDS及其它动静三轴仪研究土的力学问题，用土工离 心机研究高土石坝、高路堤、桩与基础的相互作用、轻型支 挡结构等的受力变形及稳定问题，甚至有人提出了用大型的 振动台研究土工构筑物的动力效应问题。
地基土的不均匀性，地基中初始应力条件和荷载条件的 不确定性，土工试验的误差，使土工参数带有一定的随机性， 故在边坡稳定分析，地基基础的设计方面，应考虑可靠度和 风险分析。在路基工程中，存在土质改良问题。总之在以上 领域还需要进行深入的研究。
四、土力学理论的发展
古典理论时期：土力学的基本理论也有一个发展过程，
18世纪以前，在土建中许多土力学问题只凭经验解决， 1773-1776年法国库伦（coulomb）提出抗剪强度和土压 力的滑动土楔理论，土力学才进入古典理论时期。其后，彭
恩莱(Poncelet，1840年)对线性滑动土楔作了完善了解； 兰金（Rankine，1857年）在塑性应力场基础上提出新的 土压力理；布辛尼斯克（Boussinesq，1885年）提出一点 集中荷载下弹性地基中应力和位移计算；法国（Darcy， 1856年）通过水在砂中渗流试验，建立达Darcy公式，这 对以后研究渗流和固结打下了基础，芬兰纽斯（Fellenius， 1922年）在处理铁路路基滑坡问题提出土坡稳定分析方法。
土中的水
结合水 自由水
强结合水 弱结合水 毛细水
重力水
当土粒与水相互作用时，土粒会吸附一部分水分子，在土 粒表面形成一定厚度的水膜，由于受表面引力作用，而不服 从静水力学规律，结合水的密度，粘滞度均比一般正常水为 高，冰点比O℃低。
在结合水膜以外的水，为正常的液态水溶液，它受重力 的控制而流动，能传递静水压力，为自由水。自由水又分为 毛细水和重力水。
用GDS及其它动静三轴仪研究土的力学问题，用土工离 心机研究高土石坝、高路堤、桩与基础的相互作用、轻型支 挡结构等的受力变形及稳定问题，甚至有人提出了用大型的 振动台研究土工构筑物的动力效应问题。
地基土的不均匀性，地基中初始应力条件和荷载条件的 不确定性，土工试验的误差，使土工参数带有一定的随机性， 故在边坡稳定分析，地基基础的设计方面，应考虑可靠度和 风险分析。在路基工程中，存在土质改良问题。总之在以上 领域还需要进行深入的研究。
四、土力学理论的发展
古典理论时期：土力学的基本理论也有一个发展过程，
18世纪以前，在土建中许多土力学问题只凭经验解决， 1773-1776年法国库伦（coulomb）提出抗剪强度和土压 力的滑动土楔理论，土力学才进入古典理论时期。其后，彭
恩莱(Poncelet，1840年)对线性滑动土楔作了完善了解； 兰金（Rankine，1857年）在塑性应力场基础上提出新的 土压力理；布辛尼斯克（Boussinesq，1885年）提出一点 集中荷载下弹性地基中应力和位移计算；法国（Darcy， 1856年）通过水在砂中渗流试验，建立达Darcy公式，这 对以后研究渗流和固结打下了基础，芬兰纽斯（Fellenius， 1922年）在处理铁路路基滑坡问题提出土坡稳定分析方法。
土中的水
结合水 自由水
强结合水 弱结合水 毛细水
重力水
当土粒与水相互作用时，土粒会吸附一部分水分子，在土 粒表面形成一定厚度的水膜，由于受表面引力作用，而不服 从静水力学规律，结合水的密度，粘滞度均比一般正常水为 高，冰点比O℃低。
在结合水膜以外的水，为正常的液态水溶液，它受重力 的控制而流动，能传递静水压力，为自由水。自由水又分为 毛细水和重力水。
土质学和土力学课件
透水性很大，无粘性，毛细水上升高 度不超 过粒径大小
易透水，当混入云母等杂质时透水性 减小，而压缩性增加；无粘性，遇水不膨 胀，干燥时松散，毛细水上升高度不大， 随粒径变小而增大
粉粒 粘粒
粗 细
0.05～0.01 0.01～0.005
透水性小，湿时稍有粘性，遇水膨胀 小，干时稍有收缩，毛细水上升高度较大 较快，极易出现冻胀现象
土中水
土中水处于不同位置和温度条件下，可具 有不同旳物理状态——固态、液态、气态。液 态水是土中孔隙水旳主要存在状态，因其受土 粒表面双电层影响程度旳不同可分为结合水、 毛细水、重力水。后两者也称为非结合水（自
由水）。
水的类型
主要作用力
结合水
物理化学力
毛细水 非结合水
重力水
表面张力和重力 重力
1．结合水
土力学与土质学
(第1章）
第1章 土旳物理性质和工程分类
学习要求：
了解土旳成因和三相构成，掌握土旳物理性 质和物理状态指标旳定义、物理概念、计算公式 和单位。要求熟练地掌握物理指标旳三相换算。 了解地基土旳工程分类根据与精拟定名。
基本内容：
1.1 土旳形成与特征 1.2 土旳三相构成 1.3 土旳物理性质指标 1.4 土旳物理状态指标 1.5 土旳工程分类
化学风化——指岩石碎屑与空气、水和多种水溶液相接触， 经氧化、碳化和水化作用，变化原来矿物成份，形成新 旳矿物（次生矿物）。生成旳土为细粒土，粘性土。
生物风化——由动物、植物和人类对岩体旳破坏称~。
土旳构造和构造
1.定义： 指土颗粒旳大小、形状、表面特征， 相互排列及其联结关系旳综合特征。
2.分类：
水溶盐
●有有机高质岭石、伊利石和蒙脱石
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绪论
Ș什么是土？
土是指：
地球表面的整体岩石在大气中经受长期的风化作用而形成的、 覆盖在地表上碎散的、没有胶结或胶结很弱的颗粒堆积物。
岩石 地球
风化
颗粒堆积物 地球
第1页/共17页
绪论 土有哪些特点 土有哪些特点?
岩石风化 的产物
分散性
非连续介质
▽复杂性 ▽易变形 ▽分散性
第2页/共17页
绪论 土有哪些特点
第15页/共17页
答疑
1、课前课后并随时可去教师办公室答疑 2、视学生要求，每章安排一次集中答疑 3、期末集中答疑
第16页/共17页
感谢您的欣赏！
第17页/共17页
连续固体
连续流体 松散材料
第6页/共17页
绪论
土质学与土力学有何特点?
土的形成 与演化
土质学
三大特性的 理论和参数
连续介质力学 的理论与方法
土力学
分散介质力学 的理论与计算
土的变形、强度、稳定 以及与其有关的工程问题
第7页/共17页
Charles- Auguste de Coulomb (1736~1806) 法国科学家
̰建筑物倾斜 ̰建筑地基严重下沉 ̰建筑物地基滑动 ̰土坡滑动 ̰地基液化 ̰冻胀及其它事故
第14页/共17页
本课程安排和要求
教学环节 课堂讲授 (17 次 34 学时) 习题讨论课( 3 次 6 学时) 实验课 ( 8 次 16 学时) 课堂表现及作业
考核及成绩 70％ （期末考试） 10％ （小测验＋表现） 10％ （预习＋操作＋报告） 10％
土力学成为一门独立学科的 重要标志Terzaghi是土力学的 奠基人(1883~1963)
土质学与土力学的主要发展历史
1776 Coulomb 强度定律，土压力理论(1736~1806)) 1856 Darcy 定律 1857 Rankine 新的土压力理论 1925 Terzaghi 有效应力原理及渗透固结理论 1936 第一届国际土力学及基础工程会议 1949 中国土力学研究的兴起
Hale Waihona Puke 三相体系 多孔介质固相(土颗粒) 液相(孔隙水) 气相(孔隙气)
￭受力后土颗粒和孔隙介质承受 ￭土颗粒与土介质体相互作用 ￭孔隙流体流动
第3页/共17页
绪论
土有哪些特点
自然历史的产物
相系组合体 分散体系
多矿物组合体
第4页/共17页
• 非均匀性 • 各向异性 • 结构性 • 时空变异性
绪论 土质学与土力学有何特点?
第8页/共17页
土力学之父
Karl Von Terzaghi (1883~1963)
1925年，《土力学》 1943年，《理论土力学》
第9页/共17页
绪论
本课程的任务?
任务
为保证各类建筑物既安全又经济,使用正常,不 发生任何地基基础工程事故.
第10页/共17页
绪论
本课程的内容与学习要求?
土质学内容
1. 天然介质：种类多 ，变化大，分布形态复杂。 2. 三相体：颗粒、水、空气，性质复杂。 3. 研究方法：理论＋试验＋经验。
第5页/共17页
绪论
土质学与土力学有何特点?
学科 理论力学 材料力学 结构力学 弹性力学 水力学 土力学
研究对象 质点或刚体 单个弹性杆件（杆、轴、梁） 若干弹性杆件组成的杆件结构 弹性实体结构或板壳结构 不可压缩的连续流体（水） 天然三相松散堆积物
1．土的工程地质性质，包括物 理性质、水理性质和力学性质. 2．土的工程地质性质的形成和 分布规律. 3．土的工程地质性质指标的测试 方法和测试技术. 4．土的工程地质分类. 5．特殊土的工程地质特征.
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绪论
本课程的内容与学习要求?
土力学内容
1．土的应力与应变的关系 2．土的强度及土的变形
和时间的关系 3．土在外荷载作用
下的稳定性计算
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绪论
本课程的内容与学习要求?
学习要求 注意搞清概念
掌握原理 抓住重点 理论联系实际 学会设计计算 重在工程应
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绪论
为何要学习土质学与土力学?
土具有广泛 的工程应用
̰作为建筑物的地基 ̰作为建筑材料,修筑 堤坝与路基
存在大量与土 有关的工程问题
Ș什么是土？
土是指：
地球表面的整体岩石在大气中经受长期的风化作用而形成的、 覆盖在地表上碎散的、没有胶结或胶结很弱的颗粒堆积物。
岩石 地球
风化
颗粒堆积物 地球
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绪论 土有哪些特点 土有哪些特点?
岩石风化 的产物
分散性
非连续介质
▽复杂性 ▽易变形 ▽分散性
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绪论 土有哪些特点
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答疑
1、课前课后并随时可去教师办公室答疑 2、视学生要求，每章安排一次集中答疑 3、期末集中答疑
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感谢您的欣赏！
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连续固体
连续流体 松散材料
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绪论
土质学与土力学有何特点?
土的形成 与演化
土质学
三大特性的 理论和参数
连续介质力学 的理论与方法
土力学
分散介质力学 的理论与计算
土的变形、强度、稳定 以及与其有关的工程问题
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Charles- Auguste de Coulomb (1736~1806) 法国科学家
̰建筑物倾斜 ̰建筑地基严重下沉 ̰建筑物地基滑动 ̰土坡滑动 ̰地基液化 ̰冻胀及其它事故
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本课程安排和要求
教学环节 课堂讲授 (17 次 34 学时) 习题讨论课( 3 次 6 学时) 实验课 ( 8 次 16 学时) 课堂表现及作业
考核及成绩 70％ （期末考试） 10％ （小测验＋表现） 10％ （预习＋操作＋报告） 10％
土力学成为一门独立学科的 重要标志Terzaghi是土力学的 奠基人(1883~1963)
土质学与土力学的主要发展历史
1776 Coulomb 强度定律，土压力理论(1736~1806)) 1856 Darcy 定律 1857 Rankine 新的土压力理论 1925 Terzaghi 有效应力原理及渗透固结理论 1936 第一届国际土力学及基础工程会议 1949 中国土力学研究的兴起
Hale Waihona Puke 三相体系 多孔介质固相(土颗粒) 液相(孔隙水) 气相(孔隙气)
￭受力后土颗粒和孔隙介质承受 ￭土颗粒与土介质体相互作用 ￭孔隙流体流动
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绪论
土有哪些特点
自然历史的产物
相系组合体 分散体系
多矿物组合体
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• 非均匀性 • 各向异性 • 结构性 • 时空变异性
绪论 土质学与土力学有何特点?
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土力学之父
Karl Von Terzaghi (1883~1963)
1925年，《土力学》 1943年，《理论土力学》
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绪论
本课程的任务?
任务
为保证各类建筑物既安全又经济,使用正常,不 发生任何地基基础工程事故.
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绪论
本课程的内容与学习要求?
土质学内容
1. 天然介质：种类多 ，变化大，分布形态复杂。 2. 三相体：颗粒、水、空气，性质复杂。 3. 研究方法：理论＋试验＋经验。
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绪论
土质学与土力学有何特点?
学科 理论力学 材料力学 结构力学 弹性力学 水力学 土力学
研究对象 质点或刚体 单个弹性杆件（杆、轴、梁） 若干弹性杆件组成的杆件结构 弹性实体结构或板壳结构 不可压缩的连续流体（水） 天然三相松散堆积物
1．土的工程地质性质，包括物 理性质、水理性质和力学性质. 2．土的工程地质性质的形成和 分布规律. 3．土的工程地质性质指标的测试 方法和测试技术. 4．土的工程地质分类. 5．特殊土的工程地质特征.
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绪论
本课程的内容与学习要求?
土力学内容
1．土的应力与应变的关系 2．土的强度及土的变形
和时间的关系 3．土在外荷载作用
下的稳定性计算
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绪论
本课程的内容与学习要求?
学习要求 注意搞清概念
掌握原理 抓住重点 理论联系实际 学会设计计算 重在工程应
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绪论
为何要学习土质学与土力学?
土具有广泛 的工程应用
̰作为建筑物的地基 ̰作为建筑材料,修筑 堤坝与路基
存在大量与土 有关的工程问题