全国水利行业“十三五”规划教材 土力学PDF电子书下载

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第1章 绪论 1

1.1 土及其基本特征 1

1.2 与土有关的工程问题 1

1.2.1 变形问题 2

1.2.2 强度问题 2

1.2.3 渗透问题 3

1.3 土力学的学科特点和研究内容 3

1.4 土力学的发展简介 4

思考题 5

第2章 土的物理性质及工程分类 6

2.1 土的形成 6

2.1.1 风化作用 6

2.1.2 土的沉积 7

2.2 土的三相组成 7

2.2.1 土的固体颗粒 8

2.2.2 土中水 10

2.2.3 土中气 11

2.3 土的结构和构造 11

2.3.1 土的结构 11

2.3.2 土的构造 13

2.4 土的物理性质指标 13

2.4.1 试验指标 14

2.4.2 换算指标 15

2.4.3 指标的换算 16

2.5 土的物理状态指标 18

2.5.1 无黏性土的密实度 18

2.5.2 黏性土的特性和物理状态指标 20

2.6 土的压实 22

2.6.1 击实试验 22

2.6.2 影响击实效果的因素 23

2.6.3 压实特性在填方工程中的应用 23

2.7 土的工程分类 24

2.7.1 《土的工程分类标准》（GB/T 50145—2007）分类法 24

2.7.2 《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）分类法 25

思考题 29

计算题 29

第3章 土的渗透性与渗流 31

3.1 渗流引起的工程问题 31

3.2 土的渗透性与达西定律 31

3.2.1 地下水的运动方式 32

3.2.2 达西定律 32

3.2.3 达西定律的适用范围 33

3.3 土的渗透系数 33

3.3.1 室内试验 33

3.3.2 现场试验 34

3.3.3 影响渗透系数的主要因素 35

3.3.4 成层土的等效渗透系数 36

3.4 二维渗流与流网 37

3.4.1 二维渗流方程 37

3.4.2 流网 38

3.5 渗透力与渗透变形 40

3.5.1 渗透力 40

3.5.2 渗透变形（渗透破坏） 41

3.6 饱和土的有效应力原理 42

3.6.1 有效应力原理 42

3.6.2 静水条件下的有效应力 43

3.6.3 渗流条件下的有效应力 43

思考题 45

计算题 45

第4章 土中应力计算 46

4.1 土中应力计算的工程意义 46

4.2 土中自重应力计算 47

4.2.1 均质土中自重应力 47

4.2.2 成层土中自重应力 48

4.2.3 地下水升降及填土对土中自重应力的影响 48

4.3 基底压力分布及计算 50

4.3.1 基底压力的分布规律 50

4.3.2 基底压力的简化计算 51

4.3.3 基底附加压力的计算 53

4.4 空间问题土中附加应力计算 55

4.4.1 竖向集中力作用时的地基附加应力 55

4.4.2 水平向集中荷载作用时的地基附加应力 59

4.4.3 矩形荷载作用时的地基附加应力 59

4.5 平面问题土中附加应力计算 66

4.5.1 竖向线荷载作用下的附加应力 66

4.5.2 竖向均布条形荷载作用时的附加应力 67

4.5.3 三角形分布条形荷载作用时的附加应力 69

4.5.4 条形基础受水平均布荷载作用下的附加应力 69

4.6 土中附加应力的一些其他问题 70

4.6.1 大面积均布荷载地基附加应力计算 70

4.6.2 成层土地基对附加应力分布的影响 70

4.6.3 薄层交互层地基 72

4.6.4 空间问题和平面问题附加应力的比较 72

思考题 73

计算题 73

第5章 土的压缩性与变形计算 75

5.1 土体变形的工程危害 75

5.2 土的压缩性 76

5.2.1 压缩试验和压缩曲线 76

5.2.2 压缩性指标 77

5.3 应力历史对土压缩性的影响 81

5.3.1 土的回弹与再压缩 81

5.3.2 黏性土的固结状态 81

5.3.3 室内压缩曲线的特征 82

5.3.4 先期固结压力的确定 83

5.3.5 室内压缩曲线的推求 83

5.4 地基最终变形量计算 84

5.4.1 无侧向变形条件下的压缩量计算公式 84

5.4.2 单向分层总和法计算地基最终变形量 85

5.4.3 《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）推荐的沉降计算方法 88

5.4.4 考虑应力历史的地基沉降量计算 94

5.4.5 按黏性土沉降机理计算沉降 95

5.5 饱和土的单向固结理论 98

5.5.1 太沙基渗流固结力学模型 98

5.5.2 单向渗透固结理论 99

5.5.3 沉降与时间的关系计算 103

思考题 105

计算题 105

第6章 土的抗剪强度 108

6.1 土体强度的工程应用 108

6.1.1 土抗剪强度的基本概念 108

6.1.2 土抗剪强度的工程应用 108

6.2 摩尔-库仑强度理论 109

6.2.1 库仑公式 109

6.2.2 摩尔-库仑强度理论 111

6.3 土的极限平衡 111

6.3.1 摩尔应力圆 111

6.3.2 土的极限平衡应力状态 112

6.3.3 土的极限平衡条件 113

6.3.4 土的极限平衡条件的应用 114

6.4 抗剪强度指标的确定 115

6.4.1 直接剪切试验 115

6.4.2 三轴剪切试验 117

6.4.3 无侧限抗压强度试验 118

6.4.4 十字板剪切试验 119

6.5 孔隙压力系数 120

6.5.1 等向压力作用下的孔隙压力 121

6.5.2 偏应力作用下的孔隙压力 122

6.6 砂性土的剪切性状 123

6.6.1 砂土的剪缩和剪胀 123

6.6.2 砂土的残余强度 124

6.7 黏性土的剪切性状 124

6.7.1 饱和黏性土的抗剪强度特性 124

6.7.2 黏性土的残余强度 131

思考题 132

计算题 133

第7章 土压力 134

7.1 土压力产生的条件 134

7.1.1 挡土墙 134

7.1.2 土压力的类型及产生条件 135

7.1.3 影响土压力的因素 136

7.2 静止土压力计算 136

7.2.1 计算公式 136

7.2.2 静止土压力的应用 137

7.3 朗肯土压力理论 137

7.3.1 基本理论 137

7.3.2 主动土压力计算 138

7.3.3 被动土压力计算 139

7.3.4 几种特殊情况下的朗肯土压力计算 141

7.4 库仑土压力理论 144

7.4.1 主动土压力 144

7.4.2 被动土压力 145

7.5 土压力问题讨论 146

7.5.1 朗肯土压力理论和库仑土压力理论的比较 146

7.5.2 非极限状态下的土压力 147

7.5.3 填土指标的选择 147

7.6 挡土墙设计 148

7.6.1 挡土墙类型的选择 148

7.6.2 重力式挡土墙的体形选择与构造措施 149

7.6.3 挡土墙稳定性验算 151

思考题 153

计算题 154

第8章 土坡稳定分析 155

8.1 滑坡原因及其危害 155

8.1.1 影响土坡稳定的因素 155

8.1.2 滑坡类型与滑坡原因 156

8.1.3 滑坡危害 156

8.2 土坡稳定分析 157

8.2.1 土坡稳定分析方法 157

8.2.2 土坡安全系数计算方法 157

8.3 无黏性土土坡稳定分析 158

8.3.1 无渗透力作用时的无黏性土土坡 158

8.3.2 有渗流时的无黏性土土坡 159

8.4 黏性土土坡稳定分析 159

8.4.1 整体圆弧滑动法 160

8.4.2 条分法 163

8.5 工程中常见土坡稳定分析问题的处理 176

8.5.1 成层土坡 176

8.5.2 坡顶开裂 176

8.5.3 坡顶或坡面加荷 177

8.5.4 复合滑动面 177

8.6 土坡稳定分析中几个问题的讨论 178

8.6.1 总应力法与有效应力法 178

8.6.2 抗剪强度指标和试验方法选用 182

8.6.3 土坡容许安全系数 183

8.6.4 天然土坡与人工土坡 183

思考题 184

计算题 184

第9章 地基承载力 186

9.1 地基破坏模式 186

9.1.1 地基承载力 186

9.1.2 地基剪切破坏模式 187

9.1.3 地基破坏模式的影响因素和判别 189

9.2 地基的临塑荷载与临界荷载 189

9.2.1 地基塑性变形区边界方程 189

9.2.2 临塑荷载与临界荷载 190

9.3 地基极限承载力 193

9.3.1 普朗特和雷斯诺地基极限承载力公式 194

9.3.2 太沙基地基极限承载力公式 195

9.3.3 汉森和魏锡克地基极限承载力公式 199

9.3.4 关于地基极限承载力的讨论 201

9.4 地基承载力特征值的确定 203

9.4.1 按载荷试验确定地基承载力特征值 203

9.4.2 按《建筑地基基础设计规范》确定地基承载力特征值 203

9.5 地基承载力影响因素 205

9.5.1 地基的破坏形式 205

9.5.2 地基土的指标 206

9.5.3 基础设计的尺寸 206

9.5.4 荷载的作用方向 206

9.5.5 荷载作用时间 206

9.5.6 其他 206

思考题 207

计算题 207

第10章 土工试验 208

10.1 土的基本性质试验 208

10.1.1 土的含水率试验 208

10.1.2 土的密度试验 209

10.1.3 土粒相对密度试验 210

10.2 土的液限、塑限测定 212

10.2.1 试验目的 212

10.2.2 试验方法 212

10.2.3 仪器设备 212

10.2.4 试验步骤 213

10.2.5 成果整理 213

10.3 土的渗透试验 214

10.3.1 常水头渗透试验 214

10.3.2 变水头渗透试验 216

10.4 土的固结（压缩）试验 219

10.4.1 试验目的 219

10.4.2 试验方法 219

10.4.3 仪器设备 219

10.4.4 试验步骤 219

10.4.5 成果整理 220

10.5 土的直接剪切试验（快剪） 222

10.5.1 试验目的 222

10.5.2 试验方法 222

10.5.3 仪器设备 223

10.5.4 试验步骤 223

10.5.5 成果整理 224

10.6 土的三轴剪切试验 225

10.6.1 试验目的 225

10.6.2 试验方法 225

10.6.3 仪器设备 225

10.6.4 试验步骤 225

10.6.5 成果整理 228

10.7 土的击实试验 229

10.7.1 试验目的 229

10.7.2 试验方法 230

10.7.3 仪器设备 230

10.7.4 试验步骤 230

10.7.5 成果整理 231

思考题 233

参考文献 234

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