土力学课件清华大学-第1章

土力学课件清华大学-第1章CONTENTS•引言•土的物理性质目录•土的力学性质•土压力与土坡稳定性•习题与思考题CHAPTER01引言土力学的定义与重要性土力学是一门研究土的物理性质、土体中的应力、应变以及土体与结构物相互作用的工程学科土力学在土木工程、水利工程、交通工程等领域具有广泛应用，对于保障工程安全、提高工程质量和降低工程风险具有重要意义土力学的发展历程古代古代人类在建筑、水利等工程中就已经开始利用土的性质，积累了丰富的经验19世纪随着工业革命的兴起，土力学逐渐发展成为一门独立的学科20世纪至今随着科技的不断进步，土力学研究领域不断拓展，涉及的领域越来越广泛土力学的研究内容与学习方法研究内容土的物理性质、土体中的应力、应变、土的强度与稳定性、土与结构物的相互作用等学习方法注重理论与实践相结合，通过实验、数值模拟等多种手段深入理解土力学的基本原理和实际应用同时，需要掌握数学、物理等基础知识，以便更好地理解和应用土力学知识CHAPTER02土的物理性质土的组成与分类土的组成土是由固体颗粒、水和气体三部分组成固体颗粒是土的主要组成部分，包括矿物质和有机质水以结合水和自由水的形式存在于土中，气体则主要指存在于土中孔隙中的空气土的分类根据土的颗粒大小、矿物成分和结构特点等，可以将土分为不同的类型常见的分类方法有粒径分类法和成因分类法等土的含水量与密度含水量指土中水的质量与固体颗粒质量的比值，通常以百分数表示含水量是影响土力学性质的重要因素之一，对土的强度、压缩性和透水性等均有影响密度指土的质量与其体积的比值，通常以g/cm³表示密度是反映土的紧密程度的物理指标，对土的强度和稳定性也有影响土的孔隙比与孔隙率孔隙比指土中孔隙的体积与固体颗粒体积的比值孔隙比是反映土的松散程度的物理指标，对土的压缩性和透水性有重要影响孔隙率指土中孔隙所占的体积与总体积的比值，通常以百分数表示孔隙率是衡量土的松散程度的另一个重要指标，与孔隙比类似，但计算方法不同土的塑性指数与液性指数塑性指数液性指数指液限与塑限之差值，用于描述黏性土指液限与塑限之比值，用于描述黏性土的的可塑性塑性指数越大，黏性土的可软硬程度液性指数越大，黏性土越软，塑性越好，越容易发生流动变形VS越容易发生流动变形；反之，则越硬，越不容易发生流动变形CHAPTER03土的力学性质土的应力应变关系线性弹性阶段在较小应力作用下，土体表现出线性弹性特征，应力与应变呈正比关系应力应变关系描述土体在受力过程中应力与应变之间的关系，是土力学的基本概念塑性变形阶段当应力超过土体的屈服点后，土体发生塑性变形，应变增加而应力不再增非线性弹性阶段加随着应力增大，土体逐渐进入非线性弹性阶段，表现出应变软化的特性土的抗剪强度与摩擦角抗剪强度01土体抵抗剪切破坏的最大能力，是土力学中的重要参数摩擦角02描述土体在剪切过程中摩擦力与剪切力之间的关系，与土体的颗粒大小、形状和级配等因素有关内摩擦角与外摩擦角03内摩擦角描述土颗粒之间的摩擦力，外摩擦角描述土颗粒与边界之间的摩擦力土的压缩性与固结系数压缩性固结系数土体在压力作用下体积缩小的性质描述土体在固结过程中孔隙水压力消散的速度，是衡量土体压缩性的重要参数压缩模量表示在一定压力下土体的压缩性，与固结系数相关土的抗拉强度与弹性模量抗拉强度弹性模量泊松比土体抵抗拉伸破坏的最大能力描述土体在拉伸或压缩过程中应描述土体横向应变与轴向应变之力和应变之间的关系，是衡量土间的关系，与弹性模量和泊松系体刚度的重要参数数相关CHAPTER04土压力与土坡稳定性静止土压力的计算010203静止土压力静止土压力强度静止土压力分布指土体在无侧向变形条件指土体在静止状态下，水指在静止土压力作用下，下，水平填土面上所受到平填土面上所受到的压力水平填土面上各点的压力的压力的极限值大小和方向主动土压力与被动土压力主动土压力01指填土在无侧向变形条件下，由于填土面受到外力作用而产生向下的位移，使得填土面上的压力减小，此时填土面上的压力称为主动土压力被动土压力02指填土在无侧向变形条件下，由于填土面受到外力作用而产生向上的位移，使得填土面上的压力增大，此时填土面上的压力称为被动土压力主动与被动土压力的转换03当填土面受到外力作用而产生向上的位移时，主动土压力将逐渐转化为被动土压力土坡稳定性分析稳定性分析方法包括极限平衡法和有限元法等稳定性影响因素包括土壤类型、土壤湿度、土壤坡度、土壤承载力等稳定性控制措施包括增加土壤承载力、降低土壤坡度、增加土壤湿度等CHAPTER05习题与思考题基础概念题总结词详细描述考察基础概念的理解包括土的物理性质、土的分类、土的工程分类等基础概念的简单应用和计算计算题与分析题总结词详细描述考察理论知识的应用能力包括土的应力计算、土的变形计算、土的强度分析等，要求掌握基本计算方法和分析思路思考题与讨论题要点一要点二总结词详细描述培养独立思考和解决问题的能力针对土力学中的一些基本理论或工程问题，提出有深度的思考题，鼓励学生对问题进行深入探讨和思考，培养其独立思考和解决问题的能力THANKS[感谢观看]。