土力學

本書系統闡述了土力學的基本原理、土的基本特性和分析計算方法，結合長期教學與實踐的研究成果，講解了土力學在工程中的應用。全書共8章，主要內容包括土的物理性質及工程分類，土中的應力計算，土中水的運動規律，土的壓縮性與地基沉降計算，土的抗剪強度理論，土壓力計算，土坡穩定分析和地基承載力。本書可作為普通高等院校土木工程專業的教材和其他專業報考土木工程專業碩士研究生人員的參考書，亦可作為土木工程勘察、設計、施工技術人員的參考書。

緒論 1

0.1土力學研究的意義 1

0.2土力學的發展概況 2

0.3土力學研究的內容和研究方法 3

0.4土力學課程的特點及學習方法 3

第1章土的物理性質及工程分類 5

1.1土的生成 5

1.2土的三相組成 6

1.2.1土中固體顆粒 7

1.2.2土中水 13

1.2.3土中氣體 14

1.3土的三相比例指標 14

1.3.1指標的定義 15

1.3.2指標的換算 17

1.4土的物理狀態指標 21

1.4.1無黏性土的密實度 21

1.4.2黏性土的軟硬狀態 22

1.4.3黏性土的靈敏度和觸變性 25

1.4.4黏性土的脹縮性、濕陷性

和凍脹性 26

1.5土的結構與構造 29

1.5.1土的結構 29

1.5.2土的構造 31

1.6土的工程分類 31

1.6.1土的分類原則 31

1.6.2土的分類標準 32

1.6.3地基土的工程分類 34

1.7土的壓實性 37

1.7.1土的壓實原理 38

1.7.2擊實試驗 38

1.7.3影響擊實效果的因素 39

1.7.4壓實特性在現場填土中的

應用 40

思考題 41

習題 41

第2章土中的應力計算 43

2.1概述 43

2.2土中自重應力 45

2.2.1均質土體中的自重應力 46

2.2.2成層土體中的自重應力 46

2.2.3土層中有地下水時的

自重應力 46

2.3基礎底面壓力及其簡化計算 49

2.3.1基底壓力的分佈規律 49

2.3.2基底壓力的簡化計算 51

2.3.3基底附加壓力 53

2.4地基附加應力 53

2.4.1豎向集中力作用下的地基

附加應力計算 54

2.4.2局部荷載作用下的地基附加

應力計算 58

2.4.3線荷載作用下的地基附加

應力計算 66

2.4.4條形荷載作用下的地基附加

應力計算 67

2.4.5非均質和各向異性地基中的

附加應力 72

2.4.6荷載作用面積對地基土中附加

應力的影響 74

2.5有效應力 75

2.5.1有效應力原理 75

2.5.2按有效應力原理計算土中的

自重應力 76

思考題 78

習題 78

第3章土中水的運動規律 81

3.1土的毛細性 81

3.1.1土層中毛細水的分佈 81

3.1.2毛細水上升機理、上升高度

及上升速度 82

3.1.3表面張力效應 84

3.1.4土的毛細現象對工程的

影響 84

3.2土的滲透性 85

3.2.1滲流模型 85

3.2.2土的層流滲透定律 86

3.2.3土的滲透係數 89

3.2.4成層土的等效滲透係數 92

3.2.5影響土滲透性的因素 94

3.3二維滲流與流網 95

3.3.1二維滲流基本微分方程 95

3.3.2二維穩定滲流問題的流網

解法 96

3.4滲流力及滲流穩定分析 101

3.4.1滲流力的計算公式 101

3.4.2滲流力的作用特點及滲流穩定

分析 102

3.5滲流情況下的孔隙水壓力與有效

應力 104

3.5.1飽和土體的有效應力原理 104

3.5.2土中水滲流時(一維滲流)的

有效應力與孔隙水壓力 105

思考題 107

習題 107

第4章土的壓縮性與地基沉降計算 109

4.1概述 109

4.2土的壓縮性試驗及壓縮性指標 110

4.2.1室內壓縮試驗 110

4.2.2現場載荷試驗 115

4.2.3室內三軸壓縮試驗 119

4.3地基最終沉降量的計算方法 120

4.3.1單向分層總和法計算地基最終

沉降量 120

4.3.2《建築地基基礎設計規範》

(GB50007-2011)推薦的分層

總和法 125

4.3.3考慮不同變形階段的沉降計算

方法 131

4.3.4考慮應力歷史的影響用原位

壓縮曲線計算地基最終

沉降 134

4.4太沙基一維固結理論 139

4.4.1飽和土的滲流固結模型 140

4.4.2太沙基一維滲流固結理論 142

4.4.3利用實際沉降觀測曲線估算

地基最終沉降量的方法 150

思考題 153

習題 153

第5章土的抗剪強度理論 155

5.1概述 155

5.2土的抗剪強度理論 156

5.2.1庫侖定律 156

5.2.2莫爾-庫侖抗剪強度理論 157

5.3土的抗剪強度試驗 160

5.3.1直接剪切試驗 161

5.3.2三軸壓縮試驗 163

5.3.3無側限抗壓強度試驗 165

5.3.4十字板剪切試驗 166

5.3.5抗剪強度的有效應力原理 168

5.3.6土的抗剪強度指標的選擇 168

5.4三軸壓縮試驗中的孔隙壓力係數 169

5.4.1等向壓縮應力狀態--孔隙

壓力係數B 170

5.4.2偏差應力狀態--孔隙壓力

係數A 172

5.4.3土的剪脹性 173

5.5飽和黏性土的抗剪強度 175

5.5.1不固結不排水剪(UU)試驗 175

5.5.2固結不排水剪(CU)試驗 176

5.5.3固結排水剪(CD)試驗 178

5.6應力路徑在土的強度問題中的

應用 180

5.6.1直剪試驗的應力路徑 181

5.6.2三軸試驗的應力路徑 181

5.6.3土木工程中的應力路徑

問題 182

思考題 183

習題 184

第6章土壓力計算 185

6.1概述 185

6.1.1土壓力的概念 185

6.1.2擋土結構及其類型 185

6.1.3土壓力類型及關係 186

6.2靜止土壓力計算 188

6.3朗肯土壓力理論 188

6.3.1基本假設 188

6.3.2基本原理 189

6.3.3主動土壓力計算 189

6.3.4被動土壓力計算 190

6.4庫侖土壓力理論 192

6.4.1基本假設 192

6.4.2主動土壓力計算 192

6.4.3被動土壓力計算 197

6.4.4黏性土的庫侖土壓力 198

6.4.5庫爾曼圖解法 200

6.5幾種常見情況的土壓力計算 201

6.5.1牆后填土表面有超載(朗肯

理論：牆背豎直和牆后填土

表面水平) 201

6.5.2成層填土及牆后填土有

地下水 202

6.5.3牆后填土表面有連續均布

荷載(庫侖理論：牆背傾斜

和牆后填土表面傾斜) 203

6.5.4異形擋土牆 205

6.6關於土壓力的討論 207

6.6.1朗肯和庫侖理論比較 207

6.6.2破裂面形狀 208

6.6.3土壓力強度分佈 209

思考題 209

習題 210

第7章土坡穩定分析 211

7.1概述 211

7.2無黏性土土坡的穩定分析 212

7.2.1一般情況下的無黏性土

土坡 212

7.2.2有滲流作用時的無黏性土

土坡 212

7.3黏性土土坡的穩定分析 213

7.3.1圓弧滑動體的整體穩定性

分析 213

7.3.2圓弧滑動體的條分法 214

7.4非圓弧滑動面土坡的穩定分析 223

7.4.1簡布普通條分法 224

7.4.2不平衡推力傳遞法 225

7.5土坡穩定分析的幾個問題討論 228

7.5.1土的抗剪強度指標選用 228

7.5.2穩定安全係數的確定 228

7.5.3坡頂開裂時的穩定計算 229

思考題 229

習題 230

第8章地基承載力 231

8.1淺基礎的地基破壞模式 231

8.1.1整體剪切破壞 231

8.1.2局部剪切破壞 232

8.1.3沖剪破壞 232

8.1.4地基破壞模式的影響因素 232

8.2地基臨塑載荷與臨界載荷 233

8.2.1臨塑載荷 233

8.2.2臨界載荷和 235

8.3地基的極限承載力 237

8.3.1普朗特爾極限承載力理論 237

8.3.2按假定滑動面確定極限

承載力 238

8.4地基承載力的確定 244

8.4.1地基承載力的概念 244

8.4.2地基承載力的確定原則 245

8.4.3理論公式計算確定地基承載力

特徵值 246

8.4.4載荷試驗確定地基承載力

特徵值 247

思考題 249

習題 249

參考文獻 250