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《土力学》教案参考书：《土力学》，张克恭，刘松玉主编，中国建筑出版社《土力学地基基础》清华大学（第三版）《建筑基础工学》，山肩帮男，永井兴史郎，富永晃司，伊藤淳志著，朝仓书店《土质力学》，山口柏树著，技报堂出版。
一、课程性质和任务土力学的主要任务是：保持土力学系统性和科学性，突出重点，避免与已修课程的简单重复，将重点放在与工程应用有密切关系的工程地质和土力学基本知识和基本理论上，以提高学生的理论水平和实际应用能力。
在学习本课程之前，应学完材料力学、结构力学等课程。
二、课程的基本内容绪论1．土力学的概念及学科特点(Concept of soil mechanics and its characteristics)2．土力学的发展史 (Development of soil mechanics)3．本课程的内容，要求和学习方法(Content, demand and study techniques)第1章土的物理性质及分类(Physical characteristics of soil and its sorts)1.1概述(Outline)1.2土的组成Soil constitution)1.2.1土中固体颗粒（Soil particle）1.2.2土粒粒度分析方法(Method of particle size analysis)1.2.3土中水和土中气(Water and air in soil)1.2.4粘土颗粒与水的相互作用(interaction of clay particle and water)1.2.5土的结构和构造(Soil structure)1.3土的三相比例指标(Phase relationship)1.3.1指标的定义(Definition of phase)1.3.2指标的换算(Conversion among phase)1.4无粘性土的密实度(Density of sandy-soil)1.4.1 沙土的相对密（实）度(Relative Density of sand)1.5粘性土的物理特征(Physical characteristics of clay)1.5.1粘性土的可塑性及界限含水量(Plasticity of clay and its consistencylimit (Atterberg limit) )1.5.2粘性土的可塑性指标(plastic index of clay)1.5.3粘性土的结构性和触变性1.5.4粘性土的胀缩性，湿陷性和冻胀性1.6土的分类标准(Soil classification)1.6.1 土的分类原则(Principle of sorting soils)1.6.2 土的分类标准 (Benchmark of soil sorts)1.7地基土的工程分类(Sorts of soil in engineering)1.7.1建筑地基土的分类(Soil sorts in architechtural foundation)1.7.2公路桥涵地基土的分类(Soil sorts in bridge and culvert foundation)1.7.3公路路基土的分类(Soil sorts in roadbed foundation)思考题与习题（Problems）第2章土的渗透性及渗流(Soil permeability and seepage)2.1概述(Outline)2.2土的渗透性(Soil permeability)2.2.1土的层流渗透定律(permeability law)2.2.2渗透试验与渗透系数(permeability test and coefficient of permeability)2.3土中二维渗流及流网简介(2D seepage and introduction of flow net)2.3.1 二维渗流方程(Equation of 2D seepage)2.3.2 流网特征与绘制(Characteristic of flow net)2.4渗透破坏与控制(Breakage due to permeability and its control)2.4.1渗流力(seepage force)2.4.2流砂或流土现象(Sand boiling)2.4.3管涌现象和潜蚀作用（）思考题与习题第3章土中应力（Soil stress）3.1概述（Outline）3.2土中自重应力（Stress due to soil deadweight）3.2.1均质土中自重应力（Stress due to deadweight in homogeneous soils）3.2.2成层土中自重应力（Stress due to deadweight in layered soils）3.2.3地下水位升降时的土中自重应力（Stress due to deadweight when soil is layered）3.3基底压力（接触应力）(Attached Pressure)3.3.1 基本概念(Basic concept)3.3.2 基层压力的简化计算(Simplified method of calculating the contact pressure)3.3.3 基底附加应力(The contact pressure)3.3.4 桥台前后填土引起的基底附加应力(The additional contact pressure due to filling at the front and back of abutment )3.4地基附加应力(add-stresses of foundation)3.4.1竖向集中力下的地基附加应力(add-stresses of foundation due to a point vertical load)3.4.2矩形荷载和圆形荷载下的地基附加应力(add-stresses of foundation due to a uniform pressure in a rectangular area or in a circular area)3.4.3线荷载和条形荷载下的地基附加应力(add-stresses of foundation due to a line load and/or a pressure in a strip area)3.4.4非均质和各向异性地基中的附加应力(add-stresses in nonhomogeneous or anisotropic soils)思考题与习题(problems)第4章土的压缩性及固结理论(Soil compression and consolidation theory)4.1概述(Outline)4.2土的压缩性(Soil compression)4.2.1固结试验及压缩性指标(Consolidation test and the parameters of soil compression)4.2.2现场载荷试验及变形摸量(In-situ load test and distortion modulus)4.2.3土的弹性摸量(Elastic modulus)4.3饱和土中的有效应力(Effective stresses in saturated soil)4.3.1饱和土中的有效应力原理(Principle of effective stresses in saturated soil)4.3.2 土中水渗流时的土中有效应力(Influence of seepage on effective stresses)4.3.3 毛细水上升时的土中有效应力(Influence of suction on effective stresses)4.4土的单向固结理论(Theory of 1D consolidation)4.4.1饱和土的渗透（流）固结(Consolidation of saturated soils)4.4.2太沙基一维固结理论（Terzaghi’s t heory of consolidation）4.4.3土的固结系数(Coefficient of consolidation)思考题与习题(problems)第5章地基沉降(settlement)5.1概述(outline)5.2地基的最终沉降量(Final settlement)5.2.1按分层总和法计算最终沉降量(Final settlement: one dimensional method)5.2.2弹性力学公式计算最终沉降量(Final settlement by elastic equation)5.2.3变形发展三分法（斯肯普顿法）计算最终沉降量(Final settlement by Skepton-Bjerrum method) 5.2.4最终沉降量计算方法的讨论(Discussion on methods of calculating final settlement)5.3应力历史对地基沉降的影响(Influence of stress history on foundation settlement)5.3.1沉积土层的应力历史(Stress history of deposit layers)5.3.2地基固结沉降的计算(Calculating the consolidation settlement of foundation)5.4应力路径法计算地基沉降简介(Introduction of the stress path method )5.5地基沉降与时间的关系(Relationship between foundation settlement and time)5.5.1地基固结过程中任意时刻的沉降量(Settlement at any time during consolidation)5.5.2利用沉降观测资料推算后期沉降量(Estimating the later settlement by measurement)思考题与习题(problems)第6章土的抗剪强度(Shear strength)6.1概述(Outline)6.2土的抗剪强度理论(Theory of shear strength)6.2.1 库仑公式及抗剪强度指标(Coulmb equation and shear strength indexes)6.2.2莫尔-库仑强度理论及极限平衡条件(The Mohr-Coulmb failure criterion)6.3土的抗剪强度试验(Tests on shear strength)6.3.1直接剪切试验(Direct shear test)6.3.2三轴压缩试验(Triaxial compression test)6.3.3无侧限抗压强度试验()6.3.4十字板剪切试验6.4三轴压缩试验中的孔隙压力系数Coefficient of void stress in triaxial compression test 6.5饱和粘性土的抗剪强度6.5.1不固结不排水抗剪强度（不排水抗剪强度）6.5.2固结不排水抗剪强度6.5.3固结排水抗剪强度6.5.4抗剪强度指标的选择6.6应力路径在强度问题中的应用6.7无粘性土的抗剪强度思考题与习题第7章土压力7.1概述7.2挡土墙侧的土压力7.3朗肯土压力理论7.3.1主动土压力7.3.2被动土压力7.3.3有超载时的主动土压力7.3.4非均质填土的主动土压力7.4库伦土压力理论7.4.1主动土压力7.4.2被动土压力7.4.3粘性土和粉土的主动土压力7.4.4有车辆荷载时的土压力7.4.5朗肯理论与库伦理论的比较思考题与习题第8章地基承载力8.1概述8.2浅基础的地基破坏模式8.2.1三种破坏模式8.2.2破坏模式的影响因素和判别8.3地基临界荷载8.3.1地基塑性区边界方程8.3.2地基的临塑荷载和临界荷载8.4地基极限承载力8.4.1普朗德尔和赖斯纳极限承载力8.4.2太沙基极限承载力8.4.3汉森和魏锡克极限承载力8.5地基容许承载力和地基承载力特征值思考题与习题第9章土坡和地基的稳定性9.1概述9.2无粘性土坡的稳定性9.3粘性土坡的稳定性9.3.1整体圆弧滑动法土破稳定分析9.3.2毕肖普条分法土破稳定分析9.3.3杨布条分法土破稳定分析9.3.4土体抗剪强度指标及稳定安全系数的选择9.3.5坡顶开裂时的土破稳定分析9.3.6土中水渗流时的土破稳定性9.4地基的稳定性思考题与习题第10章土在动荷载作用下的特性10.1概述10.2土的压实性10.2.1击实试验及压实度10.2.2土的压实机理及其影响因素10.3土的振动液化10.3.1土的振动液化机理及试验分析10.3.2影响土液化的主要因素10.3.3坡顶开裂时的土破稳定分析10.4反复荷载下土的强度和变形特性10.5土的动力特征参数简介思考题与习题绪论土力学的概念及学科特点土力学是研究土体的一门力学，它是研究土体的应力﹑变形﹑强度﹑渗流及长期稳定性的一门学科。
土力学电子教案•土力学基本概念与原理•土的渗透性与渗流分析•土的抗剪强度与稳定性分析•地基承载力与变形计算•土压力理论与挡土墙设计•岩土工程勘察与报告编制土力学基本概念与原理01土力学定义及研究对象土力学的定义土力学是研究土体的物理、化学和力学性质以及土体与建筑物相互作用的学科。
研究对象主要研究土体在各种条件下的变形、强度和稳定性，以及土与结构物的相互作用。
土的物理性质与分类物理性质包括颜色、密度、含水量、孔隙比、液塑限等。
分类根据土的颗粒组成、塑性指数和液性指数等物理指标，可将土分为碎石土、砂土、粉土、黏性土等类型。
土的力学性质及指标力学性质土的力学性质主要包括变形特性、强度特性和渗透特性。
力学指标反映土的力学性质的指标有压缩系数、压缩模量、抗剪强度、内摩擦角、黏聚力等。
变形特性土的变形特性主要表现为压缩性、膨胀性和蠕变性等。
应力与变形关系土体在受力作用下，将产生相应的变形，应力与变形之间的关系可用土的压缩曲线、应力应变曲线等表示。
应力状态土体中的应力状态包括自重应力、构造应力和附加应力等。
土中应力与变形关系土的渗透性与渗流分析02渗透性基本概念及原理渗透性定义土体允许水流通过的性能，是土的重要水理性质之一。
渗透原理水流在土孔隙中的流动受土颗粒大小和排列、孔隙大小和分布等因素的影响。
渗透性指标渗透系数（k）是表示土的渗透性大小的指标，其大小取决于土的孔隙比和水的黏滞度。
渗流定律描述水流在土体中流动的基本定律，包括渗流量、渗流速度和渗流梯度之间的关系。
达西定律在一定条件下，通过土体的渗流量与水力梯度成正比，而与土的性质和水的黏滞度成反比。
该定律适用于层流状态。
达西定律的适用范围主要适用于层流状态，对于紊流状态需进行修正。
渗流定律与达西定律渗透系数测定方法室内试验法通过室内试验测定土的渗透系数，包括常水头法和变水头法。
现场试验法在现场进行渗透试验，如注水试验、抽水试验等，以测定实际土体的渗透系数。
《土力学》教案Soil Mechanics主讲人：刘元雪，博士，副教授。
6土压力、地基承载力和土坡稳定土压力、地基承载力和土坡稳定的基础都是土的抗剪强度理论。
6.1 挡土墙与土压力挡土墙是防止土体坍塌的构筑物。
广泛应用于建筑、水利、铁路….见P122图6.1挡土墙的土压力指挡土墙后土体对墙背产生的侧向压力。
影响挡土墙压力大小及其分布规律的主要因素是挡土墙的位移方向和位移量。
根据挡土墙的位移情况和墙后土体所处的应力状态，可将土压力分为：见P123图6.21）主动土压力：当挡土墙向离开土体方向移动，使墙后土体达到极限平衡状态，此时土压力最小，标记为E。
一般的公路a路边挡土墙。
2）被动土压力：当挡土墙向土体方向移动，使墙后土体达到极限平衡状态，此E。
拱桥桥台的土时土压力最大，标记为p压力。
3）静止土压力：当挡土墙静止不动，E。
使墙后土体处于弹性平衡状态，标记为0如地下室的外墙。
土压力与挡土墙位移的关系：见P123图6.3。
产生被动土压力的位移量远大于主动土压力的位移量。
h a )005.0~001.0(=∆δh p )1.0~01.0(=∆δ静止土压力计算：z k γσ00=0200021k h dz E hγσ==⎰ 如图 6.2（c ）所示，呈三角形分布，作用点位于距墙底h 31处。
6.2 朗金土压力理论6.2.1假设1）墙背竖直、光滑2）墙背填土面水平6.2.2墙后土的应力状态随墙背的运动，土体的应力状态变化如P124的图6.4所示。
6.2.3 主动土压力⎪⎩⎪⎨⎧---=+++=)245tan(2)245(tan )245tan(2)245(tan 0021200221ϕϕσσϕϕσσc c 则：a a a k c k c 2)245tan(2)245(tan 100212-=---==σϕϕσσσ )245(tan 02ϕ-=a k z γσ=1由于墙背与土体之间不能承受拉力，对于粘性土则要减去受拉高度：0221=-=-=a a a a a kc zk k c k γσσak c z 20= )2)((2100a a h z a a k c hk z h dz E --==⎰γσ *：呈三角形分布，为底乘以高的一半。
土力学课程教学大纲土力学课程教学大纲一、课程基本信息课程名称：土力学课程类型：理论和实践结合学时数：36学时（理论24学时，实践12学时）授课方式：课堂讲解、案例分析、实验操作先修课程：土木工程概论、建筑材料、结构力学二、课程目标本课程的目标是让学生掌握土力学的理论知识和实践技能，能够分析和解决土木工程中的土力学问题，为后续的专业学习和职业发展奠定基础。
三、课程内容1、土力学基础知识（6学时）内容：土的物理性质、土的分类与鉴别、土的渗透性及渗透变形、地基土的应力与变形、地基沉降计算。
2、土的强度与稳定性（10学时）内容：土的抗剪强度、土的极限平衡条件、边坡稳定性分析、地基承载力分析。
3、土工试验与检测（4学时）内容：土工试验基本原理、常用土工试验方法、地基承载力检测、桩基承载力检测。
4、岩土工程问题分析与解决（12学时）内容：地基基础设计、边坡支护设计、地下工程施工与管理、工程实例分析与讨论。
四、实验环节实验1：土的基本物理性质实验实验2：土的抗剪强度实验实验3：地基承载力检测实验实验4：桩基承载力检测实验实验5：岩土工程问题案例分析实验五、教学方法1、课堂讲解：通过讲解土力学的基本概念、理论和计算方法，使学生掌握土力学的基本知识。
2、案例分析：通过分析实际的岩土工程案例，让学生理解土力学在工程中的应用，提高分析和解决问题的能力。
3、实验操作：通过实验操作，让学生深入理解土的物理性质、力学性质和工程特性，掌握土工试验的基本方法和技能。
4、课外自学：鼓励学生课后自主阅读相关文献和规范，加深对课程内容的理解和掌握。
六、课程评估本课程的评估主要包括以下方面：1、出勤率；2、课堂表现；3、作业；4、期末考试；5、实验报告。
七、教学资源1、教材：《土力学》（XXX主编，XXX出版社，版次XXX）2、主要参考书：《Foundation of Soil Mechanics》（Soille，Prentice Hall，1998）《岩土工程学》（刘忠玉等，中国建筑工业出版社，2016）3、网络资源：相关学术期刊、学术论坛、课程网站等。
