土質(zhì)學(xué)與土力學(xué)

前言

本書(shū)根據(jù)土木工程專(zhuān)業(yè)本科生的培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)規(guī)格的要求，為適應(yīng)21世紀(jì)人才培養(yǎng)的需要而編寫(xiě)。 “土質(zhì)學(xué)與土力學(xué)”是土木工程專(zhuān)業(yè)一門(mén)重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，在土木工程專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)中起著十分重要的作用，同時(shí)它又是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科。特別是近20多年以來(lái)，隨著我國(guó)道路交通事業(yè)的大發(fā)展以及土力學(xué)計(jì)算理論和工程實(shí)踐的不斷深入，土質(zhì)學(xué)與土力學(xué)的分析計(jì)算理論與應(yīng)用技術(shù)發(fā)展越來(lái)越快，相應(yīng)涉及的范圍越來(lái)越廣，積累了許多寶貴的資料。 1925年美國(guó)土力學(xué)家太沙基(Terzaghi)發(fā)表第一部土力學(xué)專(zhuān)著，使土力學(xué)成為一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科。其后，由于世界各地工程建設(shè)的推動(dòng)，土力學(xué)發(fā)展迅速，其相關(guān)資料浩瀚。本書(shū)作為大學(xué)本科的系列教材之一，不宜包羅萬(wàn)象，而應(yīng)選用那些成熟的理論與典型的經(jīng)驗(yàn)，使其內(nèi)容少而精。同時(shí)考慮到為使學(xué)生開(kāi)闊視野、掌握本學(xué)科發(fā)展等要求，書(shū)中結(jié)合相關(guān)內(nèi)簡(jiǎn)要介紹了實(shí)際工程的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展前景。 本書(shū)在編寫(xiě)過(guò)程中力圖做到敘述簡(jiǎn)明、重點(diǎn)突出、文字簡(jiǎn)練、便于自學(xué)，并密切聯(lián)系工程實(shí)際，適當(dāng)反映近代土質(zhì)學(xué)與土力學(xué)的新成果。本書(shū)各章編寫(xiě)分工如下：緒論、第五章、第十章由北京工業(yè)大學(xué)張欽喜編寫(xiě)；第一章、第九章由昆明理工大學(xué)趙黨書(shū)編寫(xiě)；第二至四章、第八章由蘭州理工大學(xué)李萍編寫(xiě)；第六章、第七章由北京工業(yè)大學(xué)高華東編寫(xiě)。本書(shū)由張欽喜統(tǒng)稿。 為便于讀者復(fù)習(xí)和練習(xí)，書(shū)中各章均附有思考題與習(xí)題。 在統(tǒng)稿過(guò)程中，研究生朱緒平、潘旭亮協(xié)助主編做了大量的文字和圖件處理工作，在此特向他們表示感謝。 編者還特別要向兵器工業(yè)部勘察設(shè)計(jì)研究院總工程師、教授級(jí)高級(jí)工程師化建新教授表示感謝，他在百忙之中對(duì)本書(shū)原稿進(jìn)行了仔細(xì)認(rèn)真的審查，提出了許多寶貴的意見(jiàn)和建議，對(duì)提高本書(shū)的質(zhì)量和水平起到積極的作用。

內(nèi)容概要

　　《土質(zhì)學(xué)與土力學(xué)》系統(tǒng)地介紹了土質(zhì)學(xué)與土力學(xué)的基本概念、基本原理和土工問(wèn)題的分析計(jì)算方法，內(nèi)容包括土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)、土粒骨架與水溶液的相互作用、土中水的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、土中應(yīng)力計(jì)算、地基沉降計(jì)算、土的抗剪強(qiáng)度、土壓力理論、土坡穩(wěn)定分析、地基承載力、土在動(dòng)荷載作用下的力學(xué)性質(zhì)。全書(shū)共10章，每章均附有較全面、詳細(xì)的例題以及習(xí)題和思考題?！　　锻临|(zhì)學(xué)與土力學(xué)》主要作為高等學(xué)校土木工程專(zhuān)業(yè)的教學(xué)用書(shū)，也可供其他專(zhuān)業(yè)師生及科技人員參考。

書(shū)籍目錄

緒論0．1 土質(zhì)學(xué)與土力學(xué)的研究對(duì)象及本課程與專(zhuān)業(yè)的關(guān)系0．2 土質(zhì)學(xué)與土力學(xué)的概念及發(fā)展簡(jiǎn)史0．3 土質(zhì)學(xué)與土力學(xué)的學(xué)習(xí)內(nèi)容0．4 兩個(gè)典型案例第一章 土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)1．1 土的形成與特性1．1．1 土的形成1．1．2 土的特性1．2 土的物質(zhì)成分1．2．1 土中固體顆粒1．2．2 土中水1．2．3 土中氣1．3 土的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造1．3．1 土的結(jié)構(gòu)1．3．2 土的構(gòu)造1．4 土的三相比例指標(biāo)1．4．1 土的實(shí)測(cè)指標(biāo)1．4．2 土的換算物理指標(biāo)1．4．3 基本物理性質(zhì)指標(biāo)間的相互關(guān)系1．5 土的物理狀態(tài)1．5．1 無(wú)黏性土的物理狀態(tài)1．5．2 黏性土的物理狀態(tài)1．6 土的工程分類(lèi)1．6．1 土工程分類(lèi)的原則1．6．2 建筑工程中地基土的分類(lèi)方法1．6．3 公路橋涵地基土的分類(lèi)1．6．4 公路路基土的分類(lèi)1．6．5 細(xì)粒土按塑性圖進(jìn)行細(xì)分思考題與習(xí)題第二章 土粒骨架與水溶液的相互作用2．1 黏粒表面的電化學(xué)力2．1．1 黏粒的表面特性2．1．2 離子交換2．2 土粒骨架與水溶液的相互作用的雙電層理論2．2．1 雙電層的概念2．2．2 影響雙電層厚度的因素2．3 黏粒之間的相互作用2．4 黏粒與水的相互作用對(duì)土的性質(zhì)的影響2．4．1 土的黏性2．4．2 對(duì)黏性土可塑性的影響2．4．3 觸變性2．4．4 黏性土的脹縮性2．4．5 對(duì)強(qiáng)度和壓縮性的影響思考題與習(xí)題第三章 土中水的運(yùn)動(dòng)規(guī)律3．1 土的毛細(xì)性3．1．1 土層中的毛細(xì)水帶3．1．2 毛細(xì)水上升高度和上升速度3．1．3 毛細(xì)壓力3．2 土的滲透性3．2．1 滲流模型3．2．2 土的層流滲透定律3．2．3 土的滲透系數(shù)3．2．4 影響土的滲透性的因素3．2．5 動(dòng)水壓力及流沙現(xiàn)象3．3 土的凍脹性3．3．1 凍土現(xiàn)象及其對(duì)工程的危害3．3．2 凍脹的機(jī)理與影響因素3．3．3 凍結(jié)深度思考題與習(xí)題第四章 土中應(yīng)力計(jì)算4．1 概述4．1．1 土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系4．1．2 地基中的幾種應(yīng)力狀態(tài)4．2 土的自重應(yīng)力4．2．1 豎向自重應(yīng)力4．2．2 水平向自重應(yīng)力4．2．3 土壩的自重應(yīng)力4．2．4 地下水位升降及填土對(duì)土中自重應(yīng)力的影響4．3 基底壓力與基底附加應(yīng)力4．3．1 基底接觸壓力的實(shí)際分布4．3．2 基底接觸壓力的簡(jiǎn)化計(jì)算4．3．3 基礎(chǔ)底面附加壓力4．4 附加應(yīng)力計(jì)算4．4．1 布辛奈斯克解4．4．2 空間問(wèn)題4．4．3 平面問(wèn)題4．4．4 附加應(yīng)力計(jì)算的其他情況思考題與習(xí)題第五章 土的壓縮性與地基沉降計(jì)算5．1 概述5．2 土的壓縮性試驗(yàn)及壓縮性指標(biāo)5．2．1 室內(nèi)側(cè)限壓縮試驗(yàn)及壓縮性指標(biāo)5．2．2 現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)及變形模量5．2．3 壓縮模量與變形模量的關(guān)系5．2．4 土的卸荷再加荷性狀5．2．5 土的前期固結(jié)壓力與土的應(yīng)力歷史5．2．6 原位壓縮elgp曲線及有關(guān)指標(biāo)5．2．7 彈性模量及試驗(yàn)測(cè)定5．3 地基最終沉降量的計(jì)算5．3．1 彈性理論法計(jì)算沉降5．3．2 分層總和法計(jì)算最終沉降5．3．3 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范法計(jì)算最終沉降5．3．4 用原位壓縮曲線計(jì)算最終沉降5．4 地基沉降與時(shí)間的關(guān)系5．4．1 飽和土的滲流固結(jié)5．4．2 太沙基一維滲流固結(jié)理論5．4．3 固結(jié)度5．5 利用沉降觀測(cè)資料推算后期沉降與時(shí)間的關(guān)系5．5．1 對(duì)數(shù)曲線法5．5．2 雙曲線法5．6 飽和黏性土地基沉降的三個(gè)階段思考題與習(xí)題第六章 土的抗剪強(qiáng)度6．1 概述6．2 土的庫(kù)侖定律6．2．1 土體中任一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)6．2．2 土的庫(kù)侖定律6．3 土的莫爾庫(kù)侖強(qiáng)度理論6．3．1 土的莫爾庫(kù)侖強(qiáng)度理論6．3．2 莫爾庫(kù)侖破壞準(zhǔn)則——土的極限平衡條件6．3．3 土的極限平衡條件的應(yīng)用6．4 土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的測(cè)定6．4．1 直接剪切試驗(yàn)6．4．2 三軸壓縮試驗(yàn)6．4．3 無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)6．4．4 十字板剪切試驗(yàn)思考題與習(xí)題第七章 土壓力理論7．1 概述7．1．1 土壓力的分布7．1．2 土壓力類(lèi)型7．1．3 靜止土壓力計(jì)算7．2 朗金土壓力理論7．2．1 基本原理7．2．2 水平填土面的朗金土壓力7．3 庫(kù)侖土壓力理論7．3．1 基本原理7．3．2 主動(dòng)土壓力7．3．3 被動(dòng)土壓力7．3．4 《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB500072002)推薦公式7．3．5 朗金理論與庫(kù)侖理論比較7．4 擋土墻設(shè)計(jì)7．4．1 擋土墻的類(lèi)型7．4．2 擋土墻的計(jì)算7．4．3 重力式擋土墻的構(gòu)造措施思考題與習(xí)題第八章 土坡穩(wěn)定分析8．1 土坡穩(wěn)定分析的意義8．2 無(wú)黏性土坡的穩(wěn)定分析8．2．1 無(wú)滲流作用時(shí)的無(wú)黏性土坡8．2．2 有滲流作用時(shí)的無(wú)黏性土土坡8．3 黏性土坡的穩(wěn)定分析8．3．1 簡(jiǎn)單條分法8．3．2 Bishop條分法8．3．3 Janbu條分法思考題與習(xí)題第九章 地基承載力9．1 概述9．1．1 地基土的破壞模式9．1．2 影響地基破壞模式的因素9．1．3 地基承載力的確定方法9．2 比例極限與臨界荷載9．2．1 地基塑性區(qū)邊界方程9．2．2 地基的臨塑荷載9．2．3 地基的臨界荷載9．2．4 臨塑荷載及臨界荷載計(jì)算公式的適用條件9．3 地基極限荷載9．3．1 按極限平衡理論求解極限荷載9．3．2 按假定滑動(dòng)面確定極限荷載9．3．3 承載力公式的應(yīng)用問(wèn)題9．3．4 按原位試驗(yàn)確定地基承載力9．4 規(guī)范法確定地基承載力9．4．1 地基容許承載力和地基承載力特征值9．4．2 《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB500072002)確定地基的承載力9．4．3 《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ02485)確定地基的承載力思考題與習(xí)題第十章 土的動(dòng)力性質(zhì)和壓實(shí)性10．1 土在動(dòng)荷載作用下的變形和強(qiáng)度性質(zhì)10．1．1 作用于土體的動(dòng)荷載和土中波10．1．2 土的動(dòng)力變形特性10．1．3 土的動(dòng)強(qiáng)度10．1．4 土動(dòng)力性質(zhì)試驗(yàn)10．2 砂土和粉土的振動(dòng)液化10．2．1 土體液化現(xiàn)象及其工程危害10．2．2 液化機(jī)理及影響因素10．2．3 土體液化可能性的判別10．2．4 場(chǎng)地液化危害性防治措施10．3 土的壓實(shí)性10．3．1 土體壓實(shí)性的工程意義10．3．2 土的擊實(shí)試驗(yàn)與壓實(shí)原理10．3．3 壓實(shí)土的壓縮性和強(qiáng)度思考題與習(xí)題參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：3．2．4影響土的滲透性的因素影響土的滲透性的因素主要有以下幾種。（1）土的粒度成分及礦物成分土的顆粒大小、形狀及級(jí)配，影響土中孔隙大小及其形狀，因而影響土的滲透性。土顆粒越粗、越渾圓、越均勻時(shí)，滲透性就大。砂土中含有較多粉土及黏土顆粒時(shí)，其滲透系數(shù)就大大降低。土的礦物成分對(duì)于卵石、砂土和粉土的滲透性影響不大，但對(duì)于黏性土的滲透性影響較大。黏性土中含有親水性較大的黏土礦物（如蒙脫石）或有機(jī)質(zhì)時(shí)，由于它們具有很大的膨脹性，就大大降低土的滲透性。含有大量有機(jī)質(zhì)的淤泥幾乎是不透水的。（2）結(jié)合水膜厚度黏性土中若土粒的結(jié)合水膜厚度較厚時(shí)，會(huì)阻塞土的孔隙，降低土的滲透性。如鈉黏土，由于鈉離子的存在，使黏土顆粒的擴(kuò)散層厚度增加，所以透水性很低。又如在黏土中加入高價(jià)離子的電解質(zhì)（如Al、Fe等）會(huì)使土粒擴(kuò)散層厚度減薄，黏土顆粒會(huì)凝聚成粒團(tuán)，土的孔隙因而增大，這也將使土的滲透性增大。（3）土的結(jié)構(gòu)構(gòu)造天然土層通常不是各向同性的，在滲透性方面往往也是如此。如黃土具有豎直方向的大孔隙，所以豎直方向的滲透系數(shù)要比水平方向大得多。層狀黏土常夾有薄的粉砂層，它在水平方向的滲透系數(shù)要比豎直方向大得多。

編輯推薦

《土質(zhì)學(xué)與土力學(xué)》為全國(guó)普通高等院校土木工程類(lèi)實(shí)用創(chuàng)新型系列規(guī)劃教材之一。

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