河海大学 岩土工程研究所

Research Institute of Geotechnical Engineering, Hohai University

绪 论

土力学是水利水电工程、土木工程、地质工程、交通工程、港口工程等专业的基础力学课程。

土力学是研究土的物理性质以及在荷载作用下土体内部的应力变形和强度规律的一门学科。

什么是土？土有哪些特点？土力学有何特点？为什么要学习土力学？土力学包括哪些内容？如何学好土力学？

土是指： 地球表面的整体岩石在大气中

经受长期的风化作用而形成的、覆盖在地表上碎散的、没有胶结或胶结很弱的颗粒堆积物。

风化岩石

地球

颗粒堆积物

地球

什么是土？

碎散性

非连续介质

受力以后易变形 体积变化主要是孔隙变化 剪切变形主要由颗粒 相对位移引起 强度低

岩石风化的产物

土有哪些特点？

多相介质

三相体系• 受力后由土骨架、孔隙介 质共同承担• 存在复杂的相互作用• 孔隙流体流动

•固相—土骨架•液相—水•气相—空气

土有哪些特点？

自然变异性

自然界的产物

•非均匀性•各向异性•结构性•时空变异性

土有哪些特点？

碎散性

三相体系

自然变异性

力学特性复杂• 变形特性 • 强度特性• 渗透特性

土有哪些特点？

土力学有何特点？

学科 研究对象理论力学 质点或刚体材料力学 单个弹性杆件（杆、轴、梁）

连续固体结构力学 若干弹性杆件组成的杆件结构弹性力学 弹性实体结构或板壳结构水力学 不可压缩的连续流体（水） 连续流体

土力学土力学 天然的三相碎散堆积物 碎散材料

土力学

连续介质力学的基

本知识

描述碎散体特性的理论

土的变形、强度和渗透特性以及与此有关的工程问题

土力学有何特点？

土力学发展的历史

1776 Coulomb 强度定律，土压力理论1856 Darcy 定律1857 Rankine 新的土压力理论1925 Terzaghi 有效应力原理及渗透固结理论1936 第一届国际土力学及基础工程会议1949 中国土力学研究的兴起 现代土力学在本构模型理论、计算方法、非饱和土力学有

较大发展；量测技术的提高；土动力学理论、分析方法、测试手段有很大发展和提高。

土力学成为一门独立学科的重要标志Terzaghi 是土力学的奠基人

土力学有何特点？

加拿大特朗斯康谷仓

事故：1913 年 9 月装谷物， 10月 17 日装了 31822 Ｔ谷物时，•1 小时竖向沉降达30.5cm•24 小时倾斜 26°53ˊ•西端下沉 7.32m 东端上抬 1.52m•上部钢混筒仓完好无损

概况：长 59.4m，宽 23.5m，高 31.0m，共 65个圆筒仓。 钢混筏板基础，厚 61cm，埋深 3.66m。 1911年动工， 1913年完工，自重 20000T。

2. 与土有关的工程问题为什么要学习土力学？

为什么要学习土力学？

1. 土具有广泛的工程应用

2. 存在大量与土有关的工程问题

１．土的工程应用

土工建筑材料 建筑物基础之地基 建筑环境

为什么要学习土力学？

土力学具体工程应用领域：水利工程、交通工程 (高速公路、高速铁路、城市隧道、地铁等 )、工业与民用建筑、环境工程以及地下空间开发利用等工程。

土力学工程应用——水利工程

南水北调穿黄工程

土力学工程应用——交通工程

东海大桥 :洋山深水港区（一期工程）东海大桥工程，北起于南汇嘴，与待建的沪芦高速公路相连，南经崎山区列岛西北侧的小乌龟山、大乌龟山、颗珠山到达大桥终点小城子山进入洋山港区。线路总长约27395.5米。

土力学工程应用——交通工程

高速公路

土力学工程应用——交通工程

高速铁路

土力学工程应用——交通工程

地铁

南京长江隧道工程位于长江一桥与三桥之间，是一条解决长江南北过江交通的城市快速路。越江隧址从江北滨江路开始，到江南清河路结束，总长 5853m 。

总长总长5853m5853m

清河路

清河路

滨江路 下游

:大桥方向

上游:三

桥方向