《土力学》PPT课件 陈群 四川大学

 
课件内容： 
1 绪论 
掌握土力学的研究对象和研究内容；了解土力学的学科特点，熟悉课程的研究特点及其发展；了解土力学在土木、水利工程中的重要性，了解学习要求和学习方法。 
1.1 土及土力学 
1.2.1 土力学学科的特点 
1.2.2 土力学学科的历史变迁 
1.3 如何学好用好土力学 
土的物理性质及工程分类 
了解土的成因和组成；熟练掌握土的三相的概念及土的三相中各相的物理性质；熟练掌握土的物理性质指标的定义和计算式，会用土的三相图推导各指标之间的关系式；掌握黏性土和砂性土的结构和物理状态指标及其对土的状态评价的应用；掌握土的工程分类方法以及土的类别与其工程特性的关系。 
2.1.1 概述 
2.1.2 土的形成与成因类型 
2.1.3 从土的生成了解土的物理性质 
2.2.1土的固相（土粒粒组及级配） 
2.2.2 土的固相（颗粒矿物成分 固体颗粒特性） 
2.2.3 土的液相和气相 
2.3.1 概述及直接测定的指标 
2.3.2 六个换算指标 
2.3.3 指标之间的换算 
2.4.1 粗粒土的结构及物理状态 
2.4.2 细粒土的结构及物理状态 
2.5.1 分类原则及分类指标选择 
2.5.2 水利行业标准《土工试验规程》分类法 
2.5.3 建设部《建筑地基基础设计规范》分类法 
颗粒分析试验(密度计法) 
液限和塑限试验 
土体应力计算和有效应力原理 
了解地基中几种典型的应力状态；熟练掌握土体中自重应力的计算方法；熟练掌握矩形和条形基础中心和偏心荷载作用时的基底压力计算方法；熟练掌握条形基础、矩形基础上竖向均布荷载、三角形分布荷载和水平分布荷载作用时地基中附加应力的计算方法；掌握有效应力的概念，理解土的有效应力原理及其应用；认识附加应力在地基中的分布规律以及地基中的应力集中和应力扩散现象。 
3.1.1 土体应力的概念、分类及求解意义 
3.1.2 地基中的应力状态 
3.2.1 竖向自重应力 
3.2.2 侧向自重应力 
3.3.1 基底压力分布规律 
3.3.2 基底压力的计算与基底附加压力 
3.4.1 附加应力概念和经典解答 
3.4.2 附加应力的空间问题 
3.4.3 附加应力的平面问题 
3.4.4 附加应力计算小结 
3.5.1 有效应力原理的内容 
3.5.2 饱和土中孔隙水压力和有效应力的计算 
3.6 地基应力问题讨论 
土的渗透性与渗透稳定性 
了解土中的渗流及其带来的工程问题；掌握土的渗流定律—达西定律的内容、表达式及其适用范围，掌握渗透系数的测定方法及其影响因素，掌握成层土的渗透系数计算方法；熟练掌握在渗流作用下有效应力的计算方法；熟练掌握渗透力的概念和计算方法，掌握渗透破坏的各种型式、定义、特点以及临界坡降的概念；会应用流网计算渗流的各水力要素，并根据临界坡降判别土体的渗透稳定性。 
4.1 渗流现象及其工程问题 
4.2.1 水头和水力坡降 
4.2.2 达西定律及其适用范围 
4.2.3 渗透系数的测定 
4.2.4 影响土的渗透性的因素 
4.2.5 成层土的渗透性 
4.3 渗流作用下土中应力 
4.4.1 渗透力 
4.4.2 渗透破坏的形式 
4.4.3 渗透破坏的判别 
4.5.1 平面渗流的基本方程及其解答 
4.5.2 流网的特性及应用 
常水头渗透试验 
土的压缩性及地基变形计算 
掌握沉降的分类方法，了解沉降计算的必要性；掌握土的压缩、固结的概念，熟练掌握各压缩性指标的定义和计算方法；掌握正常固结、超固结、欠固结土及超固结比的概念，掌握先期固结压力的概念和确定方法；熟练掌握土的最终沉降量的计算方法，包括分层总和法、规范推荐的方法和考虑应力历史时地基沉降量的计算方法；掌握饱和土的大沙基一维固结方程的推导和渗透固结理论；掌握固结系数的实验室确定方法；掌握地基变形与时间的关系的理论计算方法；了解地基变形与时间的关系的经验确定方法；了解三维固结变形量的组成以及瞬时变形和次固结变形的计算方法；掌握地基变形控制指标；了解各种建筑物的地基变形控制要素。 
5.1 沉降分类及沉降计算的必要性 
5.2.1 压缩性和固结的概念 
5.2.2 侧限压缩试验 
5.2.3 压缩性指标 
5.2.4 现场载荷试验判定土的压缩性 
5.2.5 土的应力历史与压缩性 
5.3.1 单层土的沉降量计算 
5.3.2 单向压缩分层总和法 
5.3.3 《建筑地基基础设计规范》推荐方法 
5.3.4 考虑应力历史的地基最终变形计算 
5.4.1 饱和土的单向固结模型 
5.4.2 单向固结微分方程的建立及解答 
5.4.3 固结度及其应用 
5.4.4 固结系数的确定 
5.5 土的三维变形与固结 
5.6 地基变形的控制 
固结试验 
土的抗剪强度 
掌握土的剪切破坏模式及抗剪强度的概念；掌握莫尔—库伦抗剪强度理论；熟练掌握土体中一点的极限平衡条件式并会用它来判定土体是否发生剪切破坏；掌握常用的测定强度参数的试验方法及试验成果的整理；了解孔隙水压力系数的概念及其应用掌握常用的测定强度参数的试验方法及试验成果的整理；了解孔隙水压力系数的概念及其应用；掌握应力路径的概念、土体受力时的应力路径以及典型试验所对应的应力路径；熟悉抗剪强度的影响因素以及无黏性土的剪切特性；掌握粘聚机理及其影响因素，熟悉黏性土的剪切特性；掌握不同固结和排水条件下土的抗剪强度指标的意义及应用，即不同的剪切试验方法与实际工程情况的对应关系以及各种试验方法的适用工况。 
6.1 土的剪切破坏及抗剪强度的概念 
6.2.1 库伦及莫尔—库伦抗剪强度理论 
6.2.2 土体的极限平衡状态 
6.2.3 Kf线与τf线的关系 
6.3.1 直接剪切试验 
6.3.2 三轴剪切试验 
6.3.3 三轴试验中的孔隙压力系数A和B 
6.3.4 单轴压缩试验及十字板剪切试验 
6.4.1 应力路径的概念和表示方法 
6.4.2 室内常规剪切试验的应力路径 
6.5.1 无黏性土的剪切特性（上） 
6.5.2 无黏性土的剪切特性（下） 
6.6.1 黏性土的剪切特性 
6.6.2 不同剪切方法的强度规律 
6.7 抗剪强度指标的选用 
直接剪切试验 
填土的压实及其工程性 
了解填土的压实性与其工程性质的联系；掌握室内和现场获得填土密实程度的主要试验方法；掌握最优含水量和最大干密度的概念；掌握粗、细粒土的击实特性及击实特性的影响因素；了解各种类型的填筑体现场碾压的控制条件；了解粗粒土的力学性质及其试验方法。 
7.1 概述 
7.2 填土的压实试验方法 
7.3 土的压实性 
7.4 现场碾压质量控制 
7.5 粗粒料的力学性质 
土压力及支挡结构 
了解挡土墙的类型及性质，挡土墙后土压力和位移的关系，掌握静止土压力、主动土压力和被动土压力的概念；熟练掌握库伦主动和被动土压力理论的基本假定及其计算方法；熟练掌握朗肯主动和被动土压力理论的基本假定及其计算方法；掌握有超载、成层土、有地下水等具体情况的土压力计算方法；熟悉影响土压力计算值的因素及减小主动土压力的措施；了解朗肯和库伦土压力计算结果的适用性，掌握挡土墙稳定性验算方法。 
8.1.1 工程支挡结构的分类及特点 
8.1.2 静止土压力的理论方法及其计算分析 
8.2.1 库伦主动土压力的理论方法及其计算分析 
8.2.2 库伦被动土压力的理论方法及其计算分析 
8.3.1 朗肯主动土压力的理论方法 
8.3.2 朗肯主动土压力的计算分析 
8.3.3 朗肯被动土压力的理论方法 
8.4.1 朗肯和库伦土压力理论的比较和选用 
8.4.2 影响土压力的因素及应对措施 
8.4.3 支挡结构的抗滑抗倾覆等的验算 
土坡的稳定性分析 
了解土坡的组成要素及滑坡的原因；掌握无黏性土坡的稳定性分析方法和自然休止角的概念；掌握黏性土坡稳定分析的瑞典圆弧法和泰勒图表法，熟练掌握分析黏性土坡稳定性的太沙基和毕肖普条分法；掌握坡顶开裂、成层土坡有超载以及有渗流作用时的土坡稳定分析方法；熟悉土坡复合滑动面的稳定性分析方法；了解条分法各种公式的优缺点及适用性，掌握不同工况时土的抗剪强度指标和安全系数的选用；了解常用的土坡稳定性分析流程及利用软件进行极限平衡分析的基本步骤和方法；了解土坡滑动机理及常用的加固方法。 
9.1 土坡的概念及其破坏原因分析与判断 
9.2.1 无黏性土坡的稳定性安全系数计算与分析 
9.2.2 黏性土坡整体滑动稳定安全系数的计算与分析 
9.2.3 Fellenius条分法的计算与分析 
9.2.4 Bishop条分法的计算与多工况分析 
9.2.5 黏性土坡稳定安全系数计算的其他方法 
9.3 土坡稳定性分析的软件与应用 
地基承载力 
了解地基的破坏过程和破坏形式，掌握地基承载力的概念和允许承载力的概念；掌握确定地基承载力的常用方法；掌握用极限荷载的计算来确定地基承载力的方法；掌握临塑荷载和临界荷载的概念以及按塑性区开展范围确定地基承载力的方法；掌握利用现场原位试验确定地基承载力的常用方法；熟悉用规范推荐的方法确定地基承载力；掌握地基浅层滑动和深层滑动的验算方法；掌握影响地基承载力的因素；熟悉各种承载力计算方法的特点和差别，了解地基承载力的数值计算方法。 
10.1 概述 
10.2.1 极限平衡法求地基的极限承载力（上） 
10.2.2 极限平衡法求地基的极限承载力（下） 
10.3 按塑性变形区的深度确定地基承载力 
10.4 原位试验确定地基承载力 
10.5 按规范查表确定地基承载力 
10.6 有关地基承载力问题的讨论