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1、土力学课件(清华大学)-第1章目录引言土的物理性质土的力学性质土压力与土坡稳定性习题与思考题CONTENTS01引言CHAPTER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。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。土力学的发展历程土力学的研究内容与学习
2、方法土的物理性质、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。研究内容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。学习方法02土的物理性质CHAPTER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。土的组成根据土的颗粒大小、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。土的分类土的组成与分类土的含水量与密度含水量指土中
3、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/cm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。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。土的孔隙比与孔隙率VS指液限与塑限之差值，用于描述黏性土的可塑性。塑性指数越大，黏性土的可塑性越好，越容易发生流动变形。
4、液性指数指液限与塑限之比值，用于描述黏性土的软硬程度。液性指数越大，黏性土越软，越容易发生流动变形；反之，则越硬，越不容易发生流动变形。塑性指数土的塑性指数与液性指数03土的力学性质CHAPTER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。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加。非线性弹性阶段随着应力增大，土体逐渐进入非线性弹性阶段，表现出应变软化的特性。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。土的应力应变关系01土体抵抗剪切破坏的最大能力，是土力学中的重要参数。抗剪强度02描述土体在剪切
5、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。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。内摩擦角与外摩擦角土的抗剪强度与摩擦角土体在压力作用下体积缩小的性质。压缩性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。固结系数表示在一定压力下土体的压缩性，与固结系数相关。压缩模量土的压缩性与固结系数抗拉强度土体抵抗拉伸破坏的最大能力。弹性模量描述土体在拉伸或压缩过程中应力和应变之间的关系，是衡量土体刚度的重要参数。泊松比描述土体横向应变与轴向应变之间的关系，与弹性模量和泊松系数相关。土的抗拉强度与弹性模量04土压力
6、与土坡稳定性CHAPTER指土体在无侧向变形条件下，水平填土面上所受到的压力。静止土压力静止土压力强度静止土压力分布指土体在静止状态下，水平填土面上所受到的压力的极限值。指在静止土压力作用下，水平填土面上各点的压力大小和方向。030201静止土压力的计算主动土压力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
7、土压力将逐渐转化为被动土压力。主动土压力与被动土压力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。土坡稳定性分析05习题与思考题CHAPTER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。总结词详细描述基础概念题总结词考察理论知识的应用能力详细描述包括土的应力计算、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。计算题与分析题总结词培养独立思考和解决问题的能力要点一要点二详细描述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。思考题与讨论题 感谢观看 THANKS