整理工程岩土学笔记绪论

学科人物与发展历程
l773年，法国的 C. A. 库伦( Coulomb ) 根据试验创立了著名的砂土 抗剪强度公式。并提出了计算挡土 墙土压力的滑楔理论。
0.2土力学的发展简介
学科人物与发展历程
朗金(Rankine, 1869,英国)在 90余年后
又从另一途径提出了挡土墙土压力理论。 这对后来土体强度理论的发展起了很大 的作用。
0.3本课程的内容及学习要求
学习要求
1.注意土的基本特点 ：对比其它材料。 2.注重理论联系实际 ：做好试验、注重现场观察。 3.注重正确学习方法 ：注意概念、原理、方法内容
间联系，要多理解，不死记。
习题要求
认真完成习题册各章节“必做习题”部分所有题目。此外， 根据个人情况，选做一些“选做习题”。
基础工程、围护体系的稳定和变形 复合地基新技术的开发和应用 地基基础施工质量检测及岩土工程测试技术
3. 20世纪90年代以后
岩土工程计算机分析 岩土工程可靠度分析 环境岩土工程
主要内容(Contents)
1 土力学的概念及学科特点
2
土力学的发展简介
3 本课程的内容及学习要求
0.3本课程的内容及学习要求
2.特殊土：湿陷性土、膨胀性土、冻土、红粘 土、软土、填土、盐渍土、风化岩与残积土等。
0.1土力学的概念及学科特点
学科特点
1.土力学对所研究问题要进行必要简化。
土的工程性质复杂（变形、强度、渗透等），土的种类 繁多，因而有必要在深入了解力学性质变化规律之前，对 土工问题进行必要的简化。 土的基本力学性质和土工问题计算方法是本学科的两大 重要研究课题。
本章结束
学习内容
1. 第1章、第2章涉及“土的物理性质及分类”，这 是学习本课程的基础知识；

第一章绪论一、土力学的研究对象土土体土：天然的地质材料。

岩石：经过风化、搬运/迁移、沉积变成了土。

土是第四纪沉积物，由岩石碎块、矿物颗粒、粘土矿物组成的松散集合体。

土的基本性质：非均质，不连续，各相异性，抗拉强度低，（tension weak）松散性，孔隙性，多相性，在渗流压力下的破碎性，力学压缩性，渗透性。

土力学的研究内容：1、土的工程特性。

2、土工建筑物的变形固结和稳定性。

学科特点：综合性强、经验性强、地区性强（区域土、特殊土）。

土质学是从地质学的角度出发研究土的组成成分、成因、变形机理、强度及其相互关系，并以求能进一步改善土质。

土力学是从工程力学的角度，通过实验来建立物理方程和分析工程特性，即，由控制方程得到土体的应力分布、变形及稳定性。

土力学发展简史沈珠江先生指出现代土力学应该由一个模型、三个理论和四个分支组成，一个模型是指土的本构模型；三个理论是指非饱和土固结理论、液化破坏理论和逐渐破坏理论；四个分支是指理论土力学、计算土力学、试验土力学和应用土力学。

液化破坏理论：动态液化、静态液化、稳定状态稳态强度。

二、土的变形与强度特性1、一般连续介质材料的变形特征（1）、弹性线性弹性、非线性弹性，所谓弹性就是说卸载后没有残余变形，加卸载都是同一路径即沿原曲线回到原点。

弹性的特点：①、加卸载同径，无残余变形 ②、应力应变一一对应③、线弹性时叠加原理成立 ④、与应力路径及应力历史无关σ=E ε；τ=G τ；γ=E/2(1+μ)。

σij p (平面应力) εV (体积应变) εijq (广义剪应力)γ(剪切应变)由上图知：对于弹性材料，剪应力与体积应变无关，而正应力与剪切应变也无关；即平面应力p 于广义剪应变γ无关，广义剪应力q 与体积应变εV 无关。

三向应力状态下的广义胡克定律为：εX = ［σX — γ ( σY +σZ )］/E γxy = τXY /G 体积变形模量（Bulk Modulus ）：m v vpK σεε==, 3m v m K K σεε==。

第一章土的物理性质和工程分类1.1 土的形成1、工程上遇到的大多数土都是在第四纪地质历史时期内所形成的。

第四纪地质年代的土又可划分为更新世、全新世两类。

其中第四纪全新世（Q4）中晚期沉积的土，亦即在人类文化期以来所沉积的土称为新近代沉积土，一般为欠固结土（未完全固结的土，会有持续的沉降），强度较低。

表1 土的生成年代2、土的分类：第四纪土由于其搬运和堆积方式不同，又可分为残积土（通常为粗粒土）、运积土（通常为细粒土）两大类；3、残积土：残积土是指母岩表层经风化作用破碎成为岩屑或细小矿物颗粒后未经搬运，残留在原地的堆积物。

他的特征是颗粒粗细不均、表面粗糙、多棱角、无层理。

4、运积土：是指风化所形成的土颗粒，受自然力的作用，搬运到远近不同的地点所沉积的堆积物。

其特点是颗粒经过滚动和相互摩擦，颗粒因摩擦作用而变圆滑，具有一定的浑圆度。

5、根据搬运的动力不同，运积土又可分为如下几类：坡积土、洪积土、冲积土、湖泊沼泽沉积土、海相沉积土、冰碛土、风积土。

6、风化作用包括：物理风化（原生矿物）、化学风化（次生矿物）、生物风化。

7、物理风化：岩石和土的粗颗粒受机械破坏积各自气候因素影响的作用，产生的矿物称为原生矿物（土颗粒/土块的大小发生变化，成分未发生变化）。

8、化学风化：岩石和土受环境作用而改变其矿物的化学成分，形成新的矿物，也称次生矿物。

9、土的主要特点：碎散性、三相性、自然变形性（性质复杂、不均匀、各向异性且随时间变化）。

1.2土的三相组成1、土颗粒骨架构成的三要素：颗粒级配、矿物成分、颗粒的形状和比表面积。

2、土的粒组分类：表1-2土的粒组分类备注：1、摘自水利行业标准《土工试验规程》（SL237-1999）2、属于粒径范围指该范围粒径占总颗粒50%以上；3、粒径级配分析方法：主要有：筛分法、水分法（比重计法）。

粗粒组应采用筛分法，细粒组应采用水分法；4、级配曲线：d10--有效粒径、d30--用于描述级配曲线的特征粒径、d50--平均粒径、d60--控制粒径（或限制粒径）；5、不均匀系数Cu：Cu=d60/d10，（表征土颗粒的均匀性）（1）Cu=d60/d10，Cu越大、d60与d10的差距越大→土体越不均匀、级配曲线越平缓→故一般级配良好的土要求Cu≤5；→Cu≥5的土称为不均匀土，反之称为均匀土。

主题：《土力学与基础工程》学习笔记内容：《土力学与基础工程》学习笔记一——绪论教学目的、要求:掌握：土力学、地基及基础的概念理解：地基与基础在建筑工程中的重要性了解：本课程的特点、要求和学习方法，本学科的发展方向教学内容：基本内容：土的三个基本特性，与土相关的工程问题；本课程的应用工程领域、学习目的、内容、方法、课程环节。

重点：土、土力学、地基与基础的概念基本要求：掌握土力学、地基及基础的概念。

1.1 土、土力学、地基与基础的概念1.1.1 土土是母岩经风化、搬运、沉积的产物，是由许多单独的矿物颗粒组成的松散集合体。

风化，搬运沉积称地质作用。

岩石有时受一种地质作用，在一定情况下可能同时受有三种地质作用。

土由固体颗粒、空气和水组成，故具有本散性、抚剪强度、压缩性和渗透性（被水面通过的能力）。

严格定义土是困难的，注意土不同于适于农作物耕种的土根。

1.1.2 土力学土力学是研究土的特性及其受力后变化规律的学科。

它是力学的一个分支，是研究地基和基础问题的理论基础。

1.1.3 地基地基是建筑物修建，导致应力发生变化的土层。

按是否经过人工处理，地基可分为人工地基和天然地基。

天然地基省工省料，应尽量采用。

1.1.4 基础建筑物中联结上部结构和地基的部分称为基础。

按地置深度不同，可分为浅基础和深基础。

1.2 本门课程的重要性正确解决地基基础问题在建筑工程中的重要性，有工程表明：基础工程的费用（包括基础支护与开挖）约占建筑总造价的10~20%，因此正确，地基基础问题具有经济效益此外忽视地基基础问题，建筑物失稳的例子，如：1. 意大利比萨斜塔（不均匀沉降问题）2. 加合于大特朗斯康谷仓(不均匀沉降)3. 海河闸滑坡。

1.3 学习内容1.土的物理性质2.土的力学性质，包括压缩性、渗透性、抗剪特性3.应力应变关系，变形和时间的关系4.强度和稳定5.基础问题1.4 本学科的发展简况本学科既是一门古老的工程技术，又是一门新兴的应用学科。