土力学方法

土力学方法是研究与工程建筑有关的土的应力-应变、强度、稳定性等力学问题的方法群。创始人为法国科学家库仑(Coulomb)，奥国特尔扎基(Terzaghi)，苏联契达维奇(Чнтович)，主要研究土的物理力学性质，外荷载作用下土体内应力、变形分布规律，探讨地基内的承载力、沉降量、土坡的稳定性及作用在挡土结构上的上压力。但研究对象——土体具有一般理想刚体和连续固体所没有的特性——破碎性、孔隙性和多相性，因此它不同于理论力学法，不能用纯数学-力学的观点解决问题。

由于土与土层的复杂性，至今理论上仍然不很严密，应用它解决实际问题时，常附带有较多条件，需配合现场试验和观测;同时尚需较多的工程经验。正确掌握和使用本法是保证土工建筑物和地基安全、经济的前提，随着应用领域的不断扩大，现已产生了一系列分支，如冻土力学法、土动力学法、海洋土力学法等。目前理论上着重于研究新的土体非线性应力-应变关系和应力-应变模型的建立，实验手段上着重于传感器的灵敏性，数据显示、记录自动化、数据处理电子计算机化。 2100433B

绪论 1

0.1土力学研究的意义 1

0.2土力学的发展概况 2

0.3土力学研究的内容和研究方法 3

0.4土力学课程的特点及学习方法 3

第1章土的物理性质及工程分类 5

1.1土的生成 5

1.2土的三相组成 6

1.2.1土中固体颗粒 7

1.2.2土中水 13

1.2.3土中气体 14

1.3土的三相比例指标 14

1.3.1指标的定义 15

1.3.2指标的换算 17

1.4土的物理状态指标 21

1.4.1无黏性土的密实度 21

1.4.2黏性土的软硬状态 22

1.4.3黏性土的灵敏度和触变性 25

1.4.4黏性土的胀缩性、湿陷性

和冻胀性 26

1.5土的结构与构造 29

1.5.1土的结构 29

1.5.2土的构造 31

1.6土的工程分类 31

1.6.1土的分类原则 31

1.6.2土的分类标准 32

1.6.3地基土的工程分类 34

1.7土的压实性 37

1.7.1土的压实原理 38

1.7.2击实试验 38

1.7.3影响击实效果的因素 39

1.7.4压实特性在现场填土中的

应用 40

思考题 41

习题 41

第2章土中的应力计算 43

2.1概述 43

2.2土中自重应力 45

2.2.1均质土体中的自重应力 46

2.2.2成层土体中的自重应力 46

2.2.3土层中有地下水时的

自重应力 46

2.3基础底面压力及其简化计算 49

2.3.1基底压力的分布规律 49

2.3.2基底压力的简化计算 51

2.3.3基底附加压力 53

2.4地基附加应力 53

2.4.1竖向集中力作用下的地基

附加应力计算 54

2.4.2局部荷载作用下的地基附加

应力计算 58

2.4.3线荷载作用下的地基附加

应力计算 66

2.4.4条形荷载作用下的地基附加

应力计算 67

2.4.5非均质和各向异性地基中的

附加应力 72

2.4.6荷载作用面积对地基土中附加

应力的影响 74

2.5有效应力 75

2.5.1有效应力原理 75

2.5.2按有效应力原理计算土中的

自重应力 76

思考题 78

习题 78

第3章土中水的运动规律 81

3.1土的毛细性 81

3.1.1土层中毛细水的分布 81

3.1.2毛细水上升机理、上升高度

及上升速度 82

3.1.3表面张力效应 84

3.1.4土的毛细现象对工程的

影响 84

3.2土的渗透性 85

3.2.1渗流模型 85

3.2.2土的层流渗透定律 86

3.2.3土的渗透系数 89

3.2.4成层土的等效渗透系数 92

3.2.5影响土渗透性的因素 94

3.3二维渗流与流网 95

3.3.1二维渗流基本微分方程 95

3.3.2二维稳定渗流问题的流网

解法 96

3.4渗流力及渗流稳定分析 101

3.4.1渗流力的计算公式 101

3.4.2渗流力的作用特点及渗流稳定

分析 102

3.5渗流情况下的孔隙水压力与有效

应力 104

3.5.1饱和土体的有效应力原理 104

3.5.2土中水渗流时(一维渗流)的

有效应力与孔隙水压力 105

思考题 107

习题 107

第4章土的压缩性与地基沉降计算 109

4.1概述 109

4.2土的压缩性试验及压缩性指标 110

4.2.1室内压缩试验 110

4.2.2现场载荷试验 115

4.2.3室内三轴压缩试验 119

4.3地基最终沉降量的计算方法 120

4.3.1单向分层总和法计算地基最终

沉降量 120

4.3.2《建筑地基基础设计规范》

(GB50007-2011)推荐的分层

总和法 125

4.3.3考虑不同变形阶段的沉降计算

方法 131

4.3.4考虑应力历史的影响用原位

压缩曲线计算地基最终

沉降 134

4.4太沙基一维固结理论 139

4.4.1饱和土的渗流固结模型 140

4.4.2太沙基一维渗流固结理论 142

4.4.3利用实际沉降观测曲线估算

地基最终沉降量的方法 150

思考题 153

习题 153

第5章土的抗剪强度理论 155

5.1概述 155

5.2土的抗剪强度理论 156

5.2.1库仑定律 156

5.2.2莫尔-库仑抗剪强度理论 157

5.3土的抗剪强度试验 160

5.3.1直接剪切试验 161

5.3.2三轴压缩试验 163

5.3.3无侧限抗压强度试验 165

5.3.4十字板剪切试验 166

5.3.5抗剪强度的有效应力原理 168

5.3.6土的抗剪强度指标的选择 168

5.4三轴压缩试验中的孔隙压力系数 169

5.4.1等向压缩应力状态--孔隙

压力系数B 170

5.4.2偏差应力状态--孔隙压力

系数A 172

5.4.3土的剪胀性 173

5.5饱和黏性土的抗剪强度 175

5.5.1不固结不排水剪(UU)试验 175

5.5.2固结不排水剪(CU)试验 176

5.5.3固结排水剪(CD)试验 178

5.6应力路径在土的强度问题中的

应用 180

5.6.1直剪试验的应力路径 181

5.6.2三轴试验的应力路径 181

5.6.3土木工程中的应力路径

问题 182

思考题 183

习题 184

第6章土压力计算 185

6.1概述 185

6.1.1土压力的概念 185

6.1.2挡土结构及其类型 185

6.1.3土压力类型及关系 186

6.2静止土压力计算 188

6.3朗肯土压力理论 188

6.3.1基本假设 188

6.3.2基本原理 189

6.3.3主动土压力计算 189

6.3.4被动土压力计算 190

6.4库仑土压力理论 192

6.4.1基本假设 192

6.4.2主动土压力计算 192

6.4.3被动土压力计算 197

6.4.4黏性土的库仑土压力 198

6.4.5库尔曼图解法 200

6.5几种常见情况的土压力计算 201

6.5.1墙后填土表面有超载(朗肯

理论：墙背竖直和墙后填土

表面水平) 201

6.5.2成层填土及墙后填土有

地下水 202

6.5.3墙后填土表面有连续均布

荷载(库仑理论：墙背倾斜

和墙后填土表面倾斜) 203

6.5.4异形挡土墙 205

6.6关于土压力的讨论 207

6.6.1朗肯和库仑理论比较 207

6.6.2破裂面形状 208

6.6.3土压力强度分布 209

思考题 209

习题 210

第7章土坡稳定分析 211

7.1概述 211

7.2无黏性土土坡的稳定分析 212

7.2.1一般情况下的无黏性土

土坡 212

7.2.2有渗流作用时的无黏性土

土坡 212

7.3黏性土土坡的稳定分析 213

7.3.1圆弧滑动体的整体稳定性

分析 213

7.3.2圆弧滑动体的条分法 214

7.4非圆弧滑动面土坡的稳定分析 223

7.4.1简布普通条分法 224

7.4.2不平衡推力传递法 225

7.5土坡稳定分析的几个问题讨论 228

7.5.1土的抗剪强度指标选用 228

7.5.2稳定安全系数的确定 228

7.5.3坡顶开裂时的稳定计算 229

思考题 229

习题 230

第8章地基承载力 231

8.1浅基础的地基破坏模式 231

8.1.1整体剪切破坏 231

8.1.2局部剪切破坏 232

8.1.3冲剪破坏 232

8.1.4地基破坏模式的影响因素 232

8.2地基临塑载荷与临界载荷 233

8.2.1临塑载荷 233

8.2.2临界载荷和 235

8.3地基的极限承载力 237

8.3.1普朗特尔极限承载力理论 237

8.3.2按假定滑动面确定极限

承载力 238

8.4地基承载力的确定 244

8.4.1地基承载力的概念 244

8.4.2地基承载力的确定原则 245

8.4.3理论公式计算确定地基承载力

特征值 246

8.4.4载荷试验确定地基承载力

特征值 247

思考题 249

习题 249

参考文献 250 2100433B

《土力学.图书》

书 名： 土力学

作　者：钱德玲

出版社：中国建筑工业出版社

出版时间：2009-7-1

ISBN: 9787112109180

第1章 绪论

1.1 土及土力学的概念及其意义

1.2 土力学的历史沿革

1.3 与土力学相关的工程事故

1.4 本课程的特点

1.5 学习内容、方法和学习要求

第2章 土的物理性质及工程分类

2.1 概述

2.2 土的生成

2.2.1 土的搬运和沉积

2.2.2 风化作用和土的主要特征

2.3 土的组成和土的结构与构造

2.3.1 土中固体颗粒

2.3.2 土中水

2.3.3 土中气体

2.3.4 土的结构与构造

2.4 土的物理性质指标

2.4.1 土的三相比例关系图

2.4.2 指标的定义

2.4.3 指标的换算

2.5 土的物理状态指标

2.5.1 无黏性土的密实度

2.5.2 黏性土的稠度

2.5.3 黏性土的灵敏度和触变性

2.6 土的压实性

2.6.1 击实试验及土的压实特性

2.6.2 影响压实效果的因素

2.6.3 击实特性在现场填土中的应用

2.7 土的工程分类

2.7.1 土的分类原则和标准

2.7.2 建筑地基土的分类

2.7.3 公路路基土的分类

思考题

习题

本章 参考文献

第3章 土的渗透性和渗流

3.1 概述

3.2 土的渗透性

3.2.1 渗流模型

3.2.2 饱和渗流的基本定理一达西（H.Darcy）定律

3.2.3 渗透系数确定方法及其影响因素

3.2.4 成层土的平均渗透系数

3.3 土中二维渗流及流网简介

3.3.1 二维渗流的基本方程

3.3.2 流网及其性质

3.3.3 流网的绘制

3.3.4 流网的应用

3.4 渗透力及渗透稳定性

3.4.1 渗透力

3.4.2 渗透变形

思考题

习题

本章 参考文献

第4章 土体中应力的计算

4.1 概述

4.2 土体的自重应力的计算

4.3 基底压力的计算

4.3.1 基底压力的简化计算

4.3.2 基底压力的分布规律

4.3.3 基底附加压力

4.4 地基附加应力

4.4.1 竖向集中力作用下的地基附加应力

4.4.2 矩形荷载和圆形荷载下的地基附加应力

4.4.3 线荷载和条形荷载下的地基附加应力

4.4.4 非均质和各向异性地基中的附加应力

思考题

习题

本章 参考文献

第5章 土的压缩性和固结理论

5.1 概述

5.2 固结试验和土的压缩性指标

5.2.1 固结试验和压缩曲线

5.2.2 侧限压缩性指标

5.2.3 土的回弹与再压缩

5.3 土的变形模量与弹性模量

……

第6章 地基最终沉降量的计算

第7章 土的抗剪强度及参数确定

第8章 土压力与挡土墙

第9章 地基承载力

第10章 土坡稳定性分析 2100433B