巖土力學(xué)講稿

巖土力學(xué)

0緒論巖土力學(xué)的概念土力學(xué)是一門研究土體滲流、壓縮和強(qiáng)度三個(gè)主要課題的學(xué)科巖石力學(xué)是研究巖石的力學(xué)性態(tài)的理論和應(yīng)用的學(xué)科巖土力學(xué)的研究對象研究對象：土和巖石土體是巖石風(fēng)化的產(chǎn)物，是一種松散的顆粒堆積物。

巖石是由礦物和巖屑在地質(zhì)作用下按一定規(guī)律聚集而成的自然體。巖體是受到各種性質(zhì)的軟弱面切割而成的自然地質(zhì)綜合體。巖體結(jié)構(gòu)：包括結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體。

巖土力學(xué)研究的內(nèi)容對工程地質(zhì)定性成果進(jìn)行定量分析和計(jì)算巖土體物力性質(zhì)研究巖土體的穩(wěn)定性參數(shù)測試方法研究、現(xiàn)場大型力學(xué)試驗(yàn)、應(yīng)力和應(yīng)變監(jiān)測技術(shù)巖土體中應(yīng)力和應(yīng)變的分布規(guī)律及巖土體和工程建筑物相互作用的研究影響巖土體穩(wěn)定性的各種因素和作用力，定量評(píng)價(jià)巖土體穩(wěn)定性的理論和科學(xué)計(jì)算方法的研究加固巖土體的工程措施和處理技術(shù)研究巖土力學(xué)在工程建設(shè)中的作用和任務(wù)作用一(宏觀）應(yīng)用巖土力學(xué)知識(shí)分析、計(jì)算、評(píng)價(jià)建筑物地基變形、強(qiáng)度及穩(wěn)定性，確保水庫、大壩等的安全可靠性盡可能把不利因素轉(zhuǎn)化為有利因素，提高建筑物的穩(wěn)定性并節(jié)約投資作用二：水利水電建設(shè)中的巖土工程0概述壩堤基礎(chǔ)的穩(wěn)定、地下電站建設(shè)、引水隧道建設(shè)、開挖邊坡、評(píng)價(jià)水利水電的建設(shè)環(huán)境和地下滲透水的狀態(tài)等與巖土工程密切相關(guān)的是高壩建設(shè)、引水隧洞、自然邊坡的穩(wěn)定三峽大型水利樞紐，面對一系列巖土工程技術(shù)難題，如船閘高邊坡的計(jì)算分析與建設(shè)0概述二灘水電站在基巖上建高壩要求解決建基面的力學(xué)分級(jí)，穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法，多裂隙巖體的強(qiáng)度及變形分析方法二灘地下廠房規(guī)模為世界第四，洞室群要求采用施工優(yōu)化系統(tǒng)高165M處于復(fù)雜地基上的李家峽拱壩，在大壩軟弱夾層運(yùn)用了砼置換、抗震樁、傳力峒及600T位的錨拉技術(shù)1高壩建設(shè)中的巖土工程問題（1）勘探技術(shù)方面高壩基巖的勘探，需解決許多與工程地質(zhì)、巖體力學(xué)有關(guān)的難題，如區(qū)域性的構(gòu)造穩(wěn)定、復(fù)雜巖基、風(fēng)化基巖的力學(xué)特性（2）水利水電建設(shè)中的巖體質(zhì)量分級(jí)：巖體質(zhì)量分級(jí)按不同的工程類型，如大壩主地基、邊坡開挖工程等，進(jìn)行不同的分級(jí)。單因素分級(jí)法指標(biāo)：按巖石抗壓強(qiáng)度分級(jí)；按風(fēng)化程度分級(jí)；按巖石質(zhì)量指標(biāo)分級(jí)；以彈性波速度分級(jí)。1高壩建設(shè)中的巖土工程問題多因素分級(jí)法指標(biāo)：按巖體連續(xù)性分級(jí)；西班牙的圖末羅法分級(jí)；我國的損傷力學(xué)巖體分類法（3）大壩穩(wěn)定計(jì)算分析引用非線性非連續(xù)介質(zhì)模型對大壩穩(wěn)定性進(jìn)行分析清華大學(xué)的三維非線性大壩分析程序，可分析大型拱壩的整體穩(wěn)定性1高壩建設(shè)中的巖土工程問題（4）壩基巖體穩(wěn)定評(píng)價(jià)目前主要采用計(jì)算分析法和模型試驗(yàn)法計(jì)算分析法：有限元法，剛體極限平衡法模型試驗(yàn)法：地質(zhì)力學(xué)模型，脆性材料模型評(píng)價(jià)拱壩壩肩巖體穩(wěn)定，是拱壩設(shè)計(jì)中面臨的最困難的問題之一2土壩工程（1）土壩工程加固防滲應(yīng)用技術(shù)目前，我國已建成土壩6萬余座，占大壩總數(shù)的90%。我國土壩中大多是碾壓式土壩根據(jù)土石料的性質(zhì)，放在壩體內(nèi)適當(dāng)?shù)牟课徊⒉捎眠m當(dāng)?shù)氖┕ぜ夹g(shù)礫質(zhì)土、風(fēng)化巖、石渣用于筑壩的技術(shù)2土壩工程利用機(jī)械把風(fēng)化巖壓碎作為防滲體把不同的土石料拌和后建成強(qiáng)度高的防滲體凍土筑壩技術(shù)瀝青砼塑料薄膜等材料作為土石壩的防滲結(jié)構(gòu)土壩基礎(chǔ)的不良地基處理：水泥粘土灌漿法、砼防滲墻、土鋪蓋防滲、泥漿防滲槽、化學(xué)材料灌漿、砂井加固等2土壩工程（2）土壩工程設(shè)計(jì)土的強(qiáng)度力學(xué)模型的應(yīng)用土壩的穩(wěn)定性分析土壩分析中計(jì)算機(jī)數(shù)值方法的引入壩體變形和裂縫的研究引入仿真破壞模擬用有限元法模擬土壩滲流土壩邊坡穩(wěn)定分析的動(dòng)力分析方法沉降計(jì)算與固結(jié)理論3地下水電站建設(shè)中的巖土工程地下水電站指引水道、調(diào)壓井、壓力管道、主廠房部分洞室、尾水洞室等均位于地下的電站在地質(zhì)條件允許的情況下，可充分利用圍巖承載能力減少支承結(jié)構(gòu)，節(jié)省鋼材、水泥，降低工程造價(jià)把圍巖視為承載結(jié)構(gòu)，建立巖體支護(hù)概念地下洞室計(jì)算方法－數(shù)值模擬法：塊體法、彈塑性模型分析法3地下水電站建設(shè)中的巖土工程地下洞室的穩(wěn)定判據(jù)：以巖體的屈服、變形、狀態(tài)作為判據(jù)噴錨支護(hù)加固地下結(jié)構(gòu)：錨桿、錨索、噴射砼等洞室群的施工優(yōu)化：從全局出發(fā)，找出有利于圍巖穩(wěn)定而且經(jīng)濟(jì)的優(yōu)化施工方案作用三：鐵路建設(shè)中的巖土工程鐵路建設(shè)中的巖土工程包括巖土工程勘探、路基、橋梁基礎(chǔ)工程、隧道工程。遙感、物探、原位測試、巖土試驗(yàn)滑坡、崩塌、泥石流及巖溶等復(fù)雜工程地質(zhì)條件下的鐵路工程軟土、膨脹土、黃土、凍土等特殊條件下的鐵路工程風(fēng)沙地區(qū)的鐵路工程作用滿三：嗽鐵路壤建設(shè)燃中的羅巖土頸工程錨桿撤擋土撞墻、熊錨定輕板擋屢土墻車、加指筋土掃擋土笑墻、郊抗滑諒樁、燦樁板踩墻、單錨索巨抗滑竹樁及酷土釘手墻等家各種飽支擋燃結(jié)構(gòu)息工程重載但及高撲速鐵幸路路辱基復(fù)雜半條件沫下橋帝梁及貌基礎(chǔ)管工程復(fù)雜艦條件膚下長拳、大妨隧道堡工程作用苗四：剪港口誕建設(shè)宴中的搖巖土睬工程港口脂建設(shè)雷中的政巖土傍工程稠包括賤軟土跟地基強(qiáng)的勘返探取他土和奪現(xiàn)場收測試沉、沿徐海軟匯粘土麥工程盤、軟確基加駐固工民程、優(yōu)樁基路和其瞇他港綿工結(jié)朗構(gòu)基講礎(chǔ)和庸設(shè)計(jì)靜和施澡工工銹程采用桿淺層蘆剖面罩儀在牌大面介積水棄域中神進(jìn)行假初步倉勘探孫并結(jié)房誠合少丈量鉆噸孔，鵝鑒別帖土類蓄和土步層采用咱標(biāo)準(zhǔn)族貫入萌、土律壓力伍計(jì)等待常規(guī)斃設(shè)備縮慧完成旨現(xiàn)場溉測試賽和原薄體觀音測用砂增井排校水堆奪載預(yù)晨壓方呆法加汁固軟首粘土逝地基作用活四：蛙港口賀建設(shè)同中的堪巖土藥工程用袋逃裝砂顆井和號(hào)塑料智紙板次排水繡處理暮淤泥烏質(zhì)?；莅队谜窠袥_碎重石樁延法、嗎真空并預(yù)壓渠法、健強(qiáng)夯區(qū)法、跟深層星拌合松法、哥填土欺超載匠擠淤跪法、拆爆炸畜擠淤約法等箭加固芬軟基預(yù)應(yīng)中力鋼避筋砼嶼空心壁方樁蕉應(yīng)用注于高殃樁碼視頭大型鳴鋼管伙樁應(yīng)導(dǎo)用于莫建造腎深水譜碼頭大型誕預(yù)應(yīng)黑力鋼寒筋砼懼管樁倍應(yīng)用吹于建射造海司水腐殼蝕碼事頭作用閉四：落港口司建設(shè)肯中的爪巖土寨工程其他改港工眉建筑浮物基穩(wěn)礎(chǔ)：狂大直暈徑圓介筒結(jié)趕構(gòu)，核地下牙連續(xù)笨墻，汽大型負(fù)扶壁片，沉繞井和捷沉箱偽等作用盛五：衡城建子中的窩環(huán)境稈巖土抓工程處于商江河部湖泊袋或海英洋沿任岸的茂城市嚴(yán)，城率市環(huán)趨境災(zāi)綱害防逝治擺頁在重堪要地膊位城市獄防洪運(yùn)：須簽控制特淹沒后高度繁，涉盾及上忍下游爪河道送清理糟工程后、防痛洪堤器和防舌汛墻宋工程群等采取示技措拖提高乖大壩盒抗洪頓能力鐮：用躺探地巴雷達(dá)柳等無緒損檢槽測方返法查裙明堤癥防工賴程的聚地層凝特點(diǎn)裂和險(xiǎn)刺情隱藏患；愚用旋饒噴等無加固添大堤嘆地基伸；用勢防滲沿墻等恩延長肝滲透海途徑航；采涉用經(jīng)兇濟(jì)高胞效新雪型加撥固材歪料加哭速工創(chuàng)程進(jìn)易度，奶提高姻工程弄質(zhì)量作用制五：冬城建蟲中的樓環(huán)境龍巖土末工程山城毅的泥擾石流糾治理國：在俗形成雜區(qū)用嬸溝坡愁兼治梅措施裳；在談流通然區(qū)，討筑各逐種攔袋截壩過、溢添流壩武；在扒堆積恰區(qū)，學(xué)采取蘿排導(dǎo)擇停淤篇措施港口舌城市槐須疏州通航賭道，游合理活構(gòu)筑慎導(dǎo)堤圓，提蛇高通講航能職力海岸礎(chǔ)城市老須進(jìn)寸行岸暖坡穩(wěn)瓶定保魚護(hù)，禾合理禿地構(gòu)命筑圍膜海海仇堤城市蠅地面護(hù)沉降次，涉處及深龍井回痛灌、芹高層栗建筑齒糾偏生等工許程任務(wù)解決新巖土面工程祖問題通過劃巖土切力學(xué)輪分析道計(jì)算供，提匹出建動(dòng)筑物禿結(jié)構(gòu)唱類型春、施敵工方光法及廢運(yùn)營帝使用鄙中的極注意先事項(xiàng)提出散改善質(zhì)和防擊治不印良地斤質(zhì)條憑件，狀解決虎巖土牛工程表問題灶的方黎法和煤措施巖土牽力學(xué)顫的研圣究方諷法土力跡學(xué)的惹研究低方法理論科和室搬內(nèi)外仆土工葛試驗(yàn)分及工哨程實(shí)援踐相錦結(jié)合確，理璃論計(jì)悟算和希工程盡經(jīng)驗(yàn)砌并重巖石躍土力網(wǎng)學(xué)的通研究漸方法采用妄對自肯然巖敬體進(jìn)畏行性汪質(zhì)測擾定、靜理論券計(jì)算暈、科厚學(xué)試豬驗(yàn)與冊理論榨分析禍相結(jié)跳合的蠢方法巖土奮力學(xué)啟的發(fā)勺展簡響史巖土年力學(xué)太是一研門既利古老挺、又災(zāi)新興字的學(xué)渴科，廣人類爽很早保就懂資得廣占泛利衫用土島進(jìn)行燈工程喪建設(shè)象（我稀國的賓長城采、南齊北大寨運(yùn)河肅）直段到十扁八世震紀(jì)中榜葉，毫人類患對土仿在工并程建怠設(shè)方千面的氏特性劑，尚螞停留狡在感性衛(wèi)認(rèn)識(shí)滑階段。土力亮學(xué)的珍發(fā)展肝簡史十八萌世紀(jì)擁產(chǎn)業(yè)幫革命妻后，爹提出堂了大店量與穿土力顧學(xué)有補(bǔ)關(guān)的蠶問題坐和不占少成艇功的嶼經(jīng)驗(yàn)窮，特論別是壩一些呆工程右事故宣的教歉訓(xùn)，某迫切膠促使峽人們背去尋莖求理臨論的釣解釋絹，并團(tuán)要求既永通霞過實(shí)遵踐檢武驗(yàn)的棗理論邊來直奸到以纖后的質(zhì)工程鞏實(shí)踐腿。筑城反學(xué)（口歐洲陽）移墻隆后土共壓力倦問題鐵路嬸、公梢路、裙水利第工程霞土陶坡穩(wěn)采定問撤題半經(jīng)徑驗(yàn)分慶析階壓段土力資學(xué)的殼發(fā)展乓簡史二十仔世紀(jì)榜，隨肺著土辮建規(guī)鉗模的貸擴(kuò)大崗，促置使人捉們?nèi)婷娴匾u系統(tǒng)漁地對起土的擔(dān)力學(xué)摧性質(zhì)速作理離論和康實(shí)踐常研究劇，科住學(xué)技怨術(shù)不賽斷發(fā)鬼展，鐮世界速不少皇國家臨分分申成立臺(tái)專門訂土力撥學(xué)研崖究機(jī)認(rèn)構(gòu)，態(tài)重點(diǎn)半研究剃。十八球世紀(jì)穴二十軟年代炕，著鄙名的叫土力堪學(xué)家亞太沙料基的屈土力個(gè)學(xué)專綁著《賄土力憲學(xué)》樸問世同，標(biāo)矮志著瞞土力啦學(xué)作腫為一滴門獨(dú)廁立的殖較系霸統(tǒng)而斯完整姻的學(xué)勾科，自1抽93止6年矛以來脂，已千召開練了十易一屆睜國際突土力錄學(xué)和斯基礎(chǔ)慶工程摔學(xué)術(shù)賞會(huì)議畝。近四乖十年棗來，稠由于夸尖端踏科學(xué)五、生傳產(chǎn)發(fā)擠展的告需要貪，土恐力學(xué)閥的研沫究領(lǐng)抵域又倉有了趙明顯赴的擴(kuò)呼大土動(dòng)繩力學(xué)舍、凍移土力捉學(xué)、滔海洋鄭土力手學(xué)、禽月球翅土力娛學(xué)同時(shí)棟巖石痰力學(xué)紫也已謎與土四力學(xué)復(fù)分離每而單元獨(dú)稱擦為一談門學(xué)孩科。巖石常力學(xué)享的進(jìn)爸展和而動(dòng)向重視夫工程踩地質(zhì)汁宏觀絲式研究大力隙發(fā)展甚巖體錘和巖雖石測龍?jiān)嚭蜖T檢測綠技術(shù)加強(qiáng)貴對巖禾體和謙巖石掘基本捕性質(zhì)夾的研苗究數(shù)值產(chǎn)分析緒在巖進(jìn)石力噸學(xué)中坦廣泛妥應(yīng)用強(qiáng)調(diào)要巖石著力學(xué)杜在工皆程上逃的應(yīng)洋用，惕重點(diǎn)從轉(zhuǎn)向易地下送工程重視套工程盡實(shí)例慈的總倒結(jié)分捕析和偶現(xiàn)場夫判斷鏡，加葛強(qiáng)專稀家系館統(tǒng)的導(dǎo)建立丙工作巖土英力學(xué)英的學(xué)花習(xí)方岔法學(xué)習(xí)伍巖土玩力學(xué)紗，必殖須特訂別注賺意認(rèn)榴識(shí)土簡的特快點(diǎn)多樣檔性易變狀性巖土婚力學(xué)籃密切典結(jié)合外專業(yè)手和實(shí)耀踐的宣一門米課程藍(lán)，學(xué)閃習(xí)中對不但役要著杯重于存基本辨概念雷的理色解，禾掌握謎計(jì)算何方法戚而且都要學(xué)傘會(huì)初窩步解柜決實(shí)區(qū)際問粱題的稻能力組。巖土目力學(xué)畢與其兼它課傻程的暫關(guān)系巖土獲力學(xué)芒屬于爹技術(shù)鍋基礎(chǔ)送課，牽它在倦一般奴基礎(chǔ)譯課和恢專業(yè)竹課之較間起殊到承算上啟此下的新作用尼。先行哭課程脊：材圍料力堂學(xué)、窯結(jié)構(gòu)斗力學(xué)優(yōu)、彈扁性理秀論初宴步、炊工程勞地質(zhì)羞學(xué)與權(quán)水文殖地質(zhì)磚學(xué)、弓水力膠學(xué)后續(xù)億課程乞：水液工結(jié)賓構(gòu)、雷地基訓(xùn)及基輝礎(chǔ)巖土麻力學(xué)唇是一呢門邊進(jìn)緣學(xué)陡科，恢它所典設(shè)計(jì)膝的自紅然科獄學(xué)范丹圍很斬廣，希除了庭和力葵學(xué)領(lǐng)纏域內(nèi)跌各鄰銜近學(xué)貴科有位密切燙關(guān)系貝外，艷它還蝦涉及歪到普鴨通地悉質(zhì)學(xué)央、土樸質(zhì)學(xué)萌、物妻理、續(xù)化學(xué)蓋等方桿面的亡知識(shí)左領(lǐng)域胖。第一狂章尖巖蠟土的艱物理麻性質(zhì)永及工武程分從類航1.竹1究巖替土體撲的特沾性1.鵲1.鄙1算土的諷結(jié)構(gòu)扇與特揉性土的柿概念益及土霧的形脖成在土忌木工蘆程領(lǐng)盛域，栗土是寫指覆詠蓋在走地表國的沒課有膠盡結(jié)和懼弱膠跟結(jié)的伸顆粒榆堆積報(bào)物，叛土與爽巖石形的區(qū)機(jī)分僅歇在于研顆粒盒膠結(jié)誓的強(qiáng)會(huì)弱，踩所以維，有論時(shí)也院會(huì)遇蝴到難糾以區(qū)例分的達(dá)情況哥。土的楊來源土根絲式據(jù)來瓣源可默分為無機(jī)羽土：原巖石則風(fēng)化棟天然本土長土覺是巖卷石風(fēng)自化的紗產(chǎn)物有機(jī)直土：似腐殖類土，由植共物完拾全或侄部分碼分解柜的堆紫積物圍具有怒高壓酒縮性螺、低核強(qiáng)度丘，為晴不良嘉建筑攝物地稱基風(fēng)化氧：物理稿風(fēng)化糖：溫鹿度騙應(yīng)汽力脅巖翻石開喂裂水的角凍脹艇裂縫副張開帽巖石戚開裂波浪側(cè)沖擊地震風(fēng)拒沙劍礫沖患擊薯巖沒石破殃裂化學(xué)顆風(fēng)化?。簬r塑石與瓣空氣凱、水兄和各雕種溶鵝液相幕接觸機(jī)經(jīng)氧化炭化蠟作采用袋分領(lǐng)解成墨細(xì)小蛇的顆塌粒階致優(yōu)使巖所石的究礦物釀成分傳發(fā)生梯變化水化在自胳然界釘，物廳理風(fēng)郵化和回化學(xué)崇風(fēng)化受是同穗時(shí)或怠交替匠進(jìn)行耽的，葵所以書任何辭一種澆天然平土通師常既哈是物乎理風(fēng)兵化的轉(zhuǎn)產(chǎn)物隊(duì)，又輛是化詢學(xué)風(fēng)購化的越產(chǎn)物許。土的亮種類殘積罷土：巖石撓風(fēng)化印后仍萍然留絨在原睬地的版堆積嗎物。僚殘積嚇土的為厚度違和風(fēng)歡化程無度主市要取續(xù)決于引氣候初條件雙和暴版露時(shí)然間，群其明衡顯特完征是傻顆粒母多為鳳角?；?，且般母巖創(chuàng)種類測對殘道積土貼的性弊質(zhì)有梨顯著拖影響晉。(溜優(yōu)良擊母巖頑、質(zhì)兩地不肌良母炊巖)運(yùn)積漸土：經(jīng)流儉水、垃風(fēng)和頁冰川薦等動(dòng)邀力搬飾運(yùn)離訴開產(chǎn)辨地的紐奉堆積辭物。含可分菌為河流牧運(yùn)積也土風(fēng)積濁土冰川念沉積愁土沼澤趣土（版腐植掩土）河流翼沉積案土水沖厭積形捐成的媽，上棋游顆爭粒粗逗，下應(yīng)游顆思粒細(xì)峰，故疾：