巖土力學(xué)課程教學(xué)教案.ppt

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1、巖土力學(xué)輔導(dǎo)教師:任興武E-mail:renxw1023@tom.com聯(lián)系電話:8118762主講教師：鄭州市鄭花路20號(hào)華北水利水電學(xué)院?巖土工程系?巖土工程教研室（孫文懷）郵政編碼：450008Emailsunwenhuai@ncwu.edu.cn電話：0371-5790210(o)中央電大主持教師：陳麗Tel：010-66490545Email：chenl@crtvu.edu.cn《巖土力學(xué)》課程說(shuō)明課程的內(nèi)容包括土力學(xué)和巖石力學(xué)兩部分。其中土力學(xué)部分主要論述土體的滲透變形特征、有效應(yīng)力原理、土的變形和強(qiáng)度特征、地基中的應(yīng)力及變形、土壓力理論、邊坡地基穩(wěn)定性分析等。巖石力學(xué)

2、主要介紹巖石的物理形狀、變形強(qiáng)度特征與強(qiáng)度理論、巖體初始應(yīng)力狀態(tài)、巖石蠕變的基本概念、巖石的基本力學(xué)模型、地下洞室穩(wěn)定性計(jì)算等。水利水電工程軟基處理.第1章巖土的物理性質(zhì)及工程分類重、難點(diǎn)１掌握巖土的物理性質(zhì)指標(biāo)的含義；２理解密度、比重及含水率三個(gè)實(shí)測(cè)指標(biāo)，清楚各指標(biāo)的計(jì)算方法及指標(biāo)之間的換算；３掌握無(wú)粘性土及粘性土的狀態(tài)指標(biāo)及應(yīng)用；４理解土的三相組成；５了解巖土的工程分類。巖土的物理性質(zhì)指標(biāo)及三相組成１土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)。如含水量、密度、土粒比重、孔隙比、孔隙率和飽和度等。用三相圖來(lái)表示土的三相組成，如圖1-1所示。在三相圖左側(cè)，表示三相組成的質(zhì)量，三相圖的右側(cè)，表示三相組成的

3、體積。圖1.2三相圖圖中符號(hào)含義如下：m－土的總質(zhì)量ma－氣體的質(zhì)量mw－液體的質(zhì)量ms－固體顆粒的質(zhì)量V－土的總體積Vv－土的孔隙部分體積Va－氣體體積Vw－水的體積圖1-1Vs－土的固體顆粒的體積2.密度、比重及含水率三個(gè)實(shí)測(cè)指標(biāo)（1）土的含水率(ω)土的含水量ω是指土中液體的質(zhì)量(mw)和土顆粒質(zhì)量(ms)之比，用百分比表示。這一指標(biāo)需通過(guò)試驗(yàn)取得。（1-1）式中土粒的質(zhì)量ms就是干土的質(zhì)量，是把土烘干至恒量后稱得的，氣體的質(zhì)量忽略小計(jì)，液體的質(zhì)量由總質(zhì)量m和干土的質(zhì)量ms相減而得。（2）土的密度(?)土的密度?是指單位體積土的質(zhì)量，在三相圖中，即是總質(zhì)量與總體積之比。單位用

4、或計(jì)。公式如下：（3）土粒比重(Gs)土粒比重(Gs)是土粒的質(zhì)量與同體積純蒸餾水在4℃時(shí)的質(zhì)量之比，這一指標(biāo)需試驗(yàn)取得，公式如下：（1-5）3.粘性土（細(xì)粒土）的物理狀態(tài)指標(biāo)及應(yīng)用1）液限()液限指土從塑性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐盒誀顟B(tài)時(shí)的界限含水量；（2）塑限()塑限指土從半固體狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄誀顟B(tài)時(shí)的界限含水量。（3）塑性指數(shù)：(1-7)式中，為液限，為塑限。塑性指數(shù)越大，土性越粘，工程中根據(jù)塑性指數(shù)的大小對(duì)粘性土進(jìn)行分類。（4）液性指數(shù)：（1-8）當(dāng)=0時(shí)，，土從半固態(tài)進(jìn)入可塑狀態(tài)。當(dāng)=1時(shí)，土從可塑狀態(tài)進(jìn)入液態(tài)。因此，可以根據(jù)的值直接判定土的軟硬狀態(tài)。工程上按液性指數(shù)的大小，可把粘性土

5、的狀態(tài)區(qū)分開(kāi)來(lái)：≤0堅(jiān)固狀態(tài)0<≤1.0可塑狀態(tài)4.砂土的物理狀態(tài)指標(biāo)及應(yīng)用相對(duì)密實(shí)度（Dr）實(shí)際工程中，一般用相對(duì)密實(shí)度Dr來(lái)表征砂土的密實(shí)程度。公式為：式中,指砂土的天然孔隙比；指砂土的最大孔隙比，由它的最小干密度換算而得；指砂土的最小孔隙比，由它的最大干密度換算而得；將式(1-9)中的孔隙比用干密度替換，可得到用干密度表示的相對(duì)密度表達(dá)式：(1-9)(1-10)式中，指砂土的天然干密度；指砂土的最大干密度指砂土的最小干密度。最大干密度和最小干密度可直接由試驗(yàn)測(cè)定。。當(dāng)時(shí)，，表示土處于最松狀態(tài)。當(dāng)時(shí)，，表示土處于最密實(shí)狀態(tài)。工程中，用相對(duì)密度判別砂土的密實(shí)狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)為：疏松中密密

6、實(shí)第二章巖土體的滲透性質(zhì)重點(diǎn)：1、掌握巖土體的滲透性，滲透變形破壞的類型，滲透變形破壞的條件;2、動(dòng)水壓力的概念，臨界水力坡降，滲透水力坡降的試驗(yàn)確定方法及壩基滲透穩(wěn)定性分析等。3、了解凍脹過(guò)程中土中水分的遷移與積聚及滲透變形破壞的防治措施等內(nèi)容。1.土的滲透及滲透性水在巖土體孔隙中的流動(dòng)過(guò)程稱為滲透。巖土體具有滲透的性質(zhì)稱為巖土體的滲透性。土的滲透性：土體孔隙中的自由水，在重力作用下會(huì)發(fā)生運(yùn)動(dòng)。如基坑開(kāi)挖排水施工期間地下水會(huì)源源不斷的流向基坑。這種土體被水透過(guò)的性質(zhì)。達(dá)西定律：水的滲透速度與水力坡降成正比v—滲透速度h—水頭差（m）L—滲徑（m）k—土的滲透系數(shù)h2.滲透變形破壞

7、的類型根據(jù)滲透破壞的機(jī)理將破壞形式分為流土、管涌、接觸流失和接觸沖刷四種形式，稱為土的滲透破壞的四種模式。前兩種模式發(fā)生在單一土層中，后兩種模式則發(fā)生在成層土中。3.動(dòng)水壓力及臨界水力坡降地下水在松散介質(zhì)的孔隙中流動(dòng)，土粒與水流相互包圍。由于水流流線間及水流與土粒間的摩阻力作用而產(chǎn)生一定的水頭損失，水頭降低，故每一土粒在水頭差作用下，承受來(lái)自水流的作用力——滲透力，也稱動(dòng)水壓力。取一微單元體分析，設(shè)滲透水由下往上流經(jīng)的長(zhǎng)度和斷面面積分別為和dw，上下界面的水頭差為dh