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土 力 学 Soil Mechanics 西北农林科技大学土力学课程组
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绪 论 0.1 土在工程中的应用 0.2 土的基本概念及特性 0.3 土力学研究内容 0.4 土力学学科的形成与发展
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0.1 土在工程中的应用 土是岩石风化的颗粒堆积物，广泛覆盖于地球表面，在水利水电、道路交通、港口、建筑、地下结构等工程中有着非常广泛的应用。 作为建筑材料修建构筑物 作为建筑物地基支撑建筑物 作为建（构）筑物的环境场地
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建设中的黄河小浪底水库大坝围堰 用土作为建筑材料修建的构筑物 建成的石头河水库大坝（土石坝）
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建成的堤防工程 用土作为建筑材料修建的构筑物 原阳堤防加固工程取土现场
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某海塘堤防护坡 用土作为建筑材料修建的构筑物 黄河堤防
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路基修建中 建成的路基 用土作为建筑材料修建的构筑物 广州至惠东高速公路
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万里长城 万里长城 用土作为建筑材料修建的构筑物 古城墙
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鸟巢施工现场 土作为建筑物地基支撑建筑物
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基坑开挖 土作为建筑物地基支撑建筑物 地基防水 基础钢筋施工
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雅砻江二滩水电站 建（构）筑物安全取决于周围土体的稳定 依山傍水公路
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青藏铁路风火山段 拉萨：布达拉宫 建（构）筑物安全取决于周围土体的稳定
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成功的经验 都江堰水利工程在四川都江堰市，是全世界至今为止，年代（2200多年）最久、唯一留存、以无坝引水为特征的宏大水利工程
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重庆南川水库 湖北头堰水库
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重庆渝长高速公路 湖南莲(花冲)易(家湾)高速公路
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赵洲桥建成1300多年，桥基两端下沉的水平差只有5厘米。据测定，石桥及其载重对地面所形成的压力，恰好在桥基那粗沙层可随的耐压力的幅度之内。计算得如此精确，实在惊人
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大雁塔 人民大会堂
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上海地铁站 南京地铁站
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青藏铁路 成昆铁路 我国在山区和高寒地区修建的铁路
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上海港 大连港
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失败的教训 1975年8月河南驻马店等地区1万多km2的土地上，共计60多水库相继发生垮坝，近60亿m3的洪水肆意横流。1015万人受灾，超过2.6万人死难，倒塌房屋524万间，冲走耕畜30万头。京 “75.8”特大洪水板桥水库溃坝失事 广线冲毁102公里，中断行车16天，直接经济损失近百亿元，成为世界最大最惨烈的水库垮坝惨剧。
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Teton 大坝位于美国爱达荷州，高 93m 的土坝，建于1972-75年，1976年6月失事
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长江堤防坍塌 98年九江大堤决口
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韩国首尔南加佐洞京义线铁路地基塌陷，导致两侧铁路悬浮在空中
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1996 年发生在美国加州的 La Conchita滑坡，未造成人员伤亡。
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2001年1月13日，萨尔瓦多发生了里氏7.6级的强震，在Santa Tecla造成山体滑坡，最终导致700多人遇难。
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港岛1972滑坡 (20,000 m3)，(67死、20伤) 楼房损坏 楼房倒塌
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1954年兴建的上海工业展览馆中央大厅，因地基约有14m厚的淤泥质软粘土，尽管采用了7.27m的箱形基础，
建成后当年下沉60cm。1957年6月展览馆大厅四角沉降最大达146.6cm，最小沉降量为1228mm。
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该塔诞生了物理学中的自由落体定律。成为世界上最珍贵的历史文物。
1173年9月8日动工，1178年到第4层中部，高度约29m时，因塔明显倾斜而停工。94年后复工，6年时间建完第7层，高48m，再次停工，于1360年复工至1370年竣工。全塔共8层，高度55m，基础底面平均压力约50kPa。 该塔诞生了物理学中的自由落体定律。成为世界上最珍贵的历史文物。 意大利比萨斜塔 目前塔向南倾斜，南北两端沉降差1.8m，塔顶离中心线5.27m，倾斜5.5°,成为危险建筑。
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坐落于由上至下依次为杂填土、块石填土、亚粘土夹块石、风化岩石、基岩等地基上，产生不均匀沉降。
塔身向东北方向严重倾斜，塔顶离中心线已达2.31m，底层塔身发生不少裂缝，成为危险建筑物而封闭。
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图中可清晰地看见发生的沉降及不均匀沉降。
墨西哥城的土层为深厚的湖相沉积层，土的天然含水量高达650 % ，液限500%，塑性指数350，孔隙比为15，具有极高的压缩性。
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加拿大特朗斯康谷仓 该工程1911年动工，1913年秋完工。同年9月开始向谷仓中装谷物，10月17日谷仓1小时内竖向沉降30.5cm，并向西倾斜，24小时内倾倒，倾斜度达26°53′，西侧下陷7.32m，东侧抬高1.52m。后用388个50T千斤顶纠正后继续使用，但位置较原先下降4m。
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设计沉降： m 完成时(1990年)实际沉降：8.1 m，5cm/月。 日本关西机场 沉降大且不均匀 1986年开工，1990年人工岛完成，1994年机场运营。面积4370×1250m2，平均厚度33m
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0.2 土的基本概念及特性 土是各类岩石经长期地质营力作用风化后的产物，是由各种岩石碎块和矿物颗粒组成的松散集合体。
0.2 土的基本概念及特性 土是各类岩石经长期地质营力作用风化后的产物，是由各种岩石碎块和矿物颗粒组成的松散集合体。 土具有成层性。物质组成、物理化学状态基本一致，工程性质大体相仿的同一层土称为土层。 由若干厚度不等、性质各异、以一定上下层序组合在一起的土层集合体称为土体
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地壳表面的岩石在各种地质力作用下风化破碎。
风化岩石纹理 奇妙的岩石风化
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卵石 砾石 岩石风化的产物 颗粒堆积形成土 粘土 砂
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作为一种松散介质，土体具有不同于一般理想刚体和连续固体的特性：
多孔性—土粒之间有很多孔隙； 多相性—土由土粒、水、空气三相组成； 松散性—土粒之间的联结强度远小于颗粒本身的强度。 土作为自然界产物，其工程性质具有不同于一般理想刚体和连续固体的特点： 易变性—土的性质随环境条件而变化； 多样性—不同地点、类型土的性质各异。
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0.3 土力学研究内容 一大原理：有效应力原理。 三大理论：应力分布理论、渗透固结理论和强度破坏理论。
0.3 土力学研究内容 一大原理：有效应力原理。 三大理论：应力分布理论、渗透固结理论和强度破坏理论。 四大应用：地基变形计算、地基承载力计算、土坡稳定性验算和土压力计算。 其中一大原理和三大理论是土力学的基本理论，四大应用是与工程实践直接相关的应用课题
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0.4 土力学学科的形成与发展 土力学是人类长期生产实践的产物，其发展可分为以下几个阶段： （1）十八世纪中叶以前为经验积累的感性认识阶段。
0.4 土力学学科的形成与发展 土力学是人类长期生产实践的产物，其发展可分为以下几个阶段： （1）十八世纪中叶以前为经验积累的感性认识阶段。 （2）上世纪二十年代以前为理论提高阶段。 （3）上世纪二十年代有效应力原理和渗透固结理论的提出，土力学形成一门独立的学科。
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