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虎丘塔

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虎丘塔

  1. 1. 绪 论 <ul><li>一、土力学的研究对象 </li></ul><ul><li>土力学( Soil mechanics )是研究土的碎散特性及其受力后的应力、应变、强度、稳定和渗透等规律的一门学科。 </li></ul><ul><li>它以力学和工程地质学的知识为基础,研究与工程建筑有关的土的变形和强度特性,并据此计算土体的固结与稳定,为各项专门工程服务。 </li></ul>绪 论 第 1 页 / 共 15 页
  2. 2. <ul><li>土 是地壳岩石经过长期地质营力作用风化后覆盖在地表上的没有胶结或胶结很弱的碎散矿物颗粒集合体。 </li></ul><ul><li>土具有成层性。物质组成、物理化学状态基本一致,工程性质大体相仿的同一层土称为 土层 。 </li></ul><ul><li>由若干厚度不等、性质各异、以一定上下层序组合在一起的土层集合体称为 土体 。 </li></ul><ul><li>土的基本特性 : 松散性 、 孔隙性 、 多相性 及 自然变异性 </li></ul><ul><li>土力学研究对象:与工程建设有关的土 </li></ul>绪 论 第 2 页 / 共 15 页
  3. 3. 上部结构、基础和地基三者之间的关系 <ul><li>地基 ( Ground ) 由于建筑物的修建,使一定范围内土层的应力状态发生变化,这一范围内的地层称为地基。 </li></ul><ul><li>基础 ( Foundation )指与地基接触的建筑物下部结构。 </li></ul><ul><li>一般建筑物由 上部结构 ( Superstructure )和基础两部分组成。 </li></ul>绪 论 第 3 页 / 共 15 页
  4. 4. <ul><li>作为建筑地基、建筑介质或建筑材料的地壳表层土体是土力学的研究对象。 </li></ul><ul><li>土力学不仅研究土体当前的性状,也要分析其性质的形成条件,并结合自然条件和建筑物修建后对土体的影响,分析并预测土体性质的可能变化,提出有关的工程措施,以满足各类工程建筑的要求。 </li></ul><ul><li>土力学是一门实践性很强的学科,它是进行地基基础设计和计算的理论依据。 </li></ul>绪 论 第 4 页 / 共 15 页
  5. 5. 苏州名胜虎丘塔 <ul><li>虎丘塔共七层,高 47.5m ,底层直径 13.7m 。呈八角形,全为砖砌,在建筑艺术风格上有独特的创意,被国务院公布为全国重点文物保护单位。 </li></ul><ul><li>目前该塔倾斜严重塔顶偏离中心线 2.31m 。经勘探发现,该塔位于 倾斜基岩 上,复盖层一边深 3.8m ,另一边为 5.8m 。由于在一千余年前建造该塔时,没有采用扩大基础,直接将塔身置于地基上,造成了 不均匀沉降 ,引起塔身倾斜,危及安全。 </li></ul>绪 论 第 5 页 / 共 15 页
  6. 6. 比萨斜塔倾斜原因及治理措施 <ul><li>比萨斜塔倾斜情况及原因 </li></ul><ul><li>基础建立在一半是软粘土一半是砂卵石的地基上。由于次固结作用产生倾斜。 </li></ul><ul><li>塔高 56.7m 。近一个世纪以来,塔已向南倾斜了大约 30 厘米,斜度达到 8 度,塔身超过垂直平面 5.1 米。 </li></ul><ul><li>1990 年停止开放。按南侧每年沉降 1.4mm 推算, 2003 或 2004 年斜塔可能倒塌。 </li></ul>绪 论 第 6 页 / 共 15 页
  7. 7. 比萨斜塔倾斜原因及治理措施 <ul><li>比萨斜塔治理措施及结果 </li></ul><ul><li>在斜塔北侧的塔基下码放了数百吨重的铅块,并使用钢丝绳从斜塔的腰部向北侧拽住,还抽走了斜塔北侧的许多淤泥,并在塔基地下打入 10 根 50 米长的钢柱。 </li></ul><ul><li>历时 10 年半的比萨斜塔拯救工作已全部结束。纠偏校斜 43 . 8 厘米,除自然因素外,可确保 3 个世纪内不发生倒塌危险。 </li></ul>绪 论 第 7 页 / 共 15 页
  8. 8. 加拿大特郎斯康谷仓地基破坏事故 <ul><li>谷仓地基破坏情况: </li></ul><ul><li>加拿大特郎斯康谷仓由 65 个圆柱形筒仓组成,高 31m ,底面长 59.4m 。其下为钢筋混凝土片筏基础,厚 2m 。 </li></ul><ul><li>谷仓自重 20 万 kN ,当装谷 27 万 kN 后,发现谷仓明显失稳, 24 小时内西端下沉 8.8m ,东端上抬 1.5m ,整体倾斜 26°53′ 。 </li></ul>绪 论 第 8 页 / 共 15 页
  9. 9. 加拿大特郎斯康谷仓地基破坏事故 <ul><li>谷仓地基破坏原因: </li></ul><ul><li>事后进行勘查分析,发现基底之下为厚十余米的淤泥质软粘土层。 </li></ul><ul><li>地基的极限承载力为 251kPa ,而谷仓的基底压力已超过 300kPa ,从而造成地基的整体滑动破坏。 </li></ul><ul><li>基础底面以下一部分土体滑动,向侧面挤出,使东端地面隆起。 </li></ul>绪 论 第 9 页 / 共 15 页
  10. 10. 加拿大特郎斯康谷仓地基破坏事故 <ul><li>谷仓地基治理措施: </li></ul><ul><li>在地基中做了 70 多个支承于深 16m 基岩上的混凝土墩,使用了 88 个 50kN 的千斤顶和支承系统,才把仓体逐渐纠正过来然而谷仓位置比原来降低了 4m 。 </li></ul>绪 论 第 10 页 / 共 15 页
  11. 11. <ul><li>土和其它材料一样,受力后将发生变形。如果这种变形超过了一定的限度,就会使建筑物损坏或不能正常使用,这类问题在土力学中叫做 变形问题 。 </li></ul><ul><li>如果土受力超过了它所能承受的能力,土便要被破坏,建筑物将随之倒毁或不能使用。土体的破坏,在力学中亦称为稳定性丧失。研究土体是否会破坏这一类问题称为 稳定问题 ,土的稳定性取决于它的强度。 </li></ul>绪 论 第 11 页 / 共 15 页
  12. 12. 二、土力学研究内容与方法 <ul><li>土力学 是研究与工程建筑有关的土的变形和强度特性,并据此计算土体的固结与稳定,为各项专门工程服务。 </li></ul>绪 论 第 12 页 / 共 15 页
  13. 13. <ul><li>土力学的研究必须注意土的本质特性。 </li></ul><ul><li>土力学的研究必须注意实践性。 </li></ul><ul><li>土力学的研究必须注意工程实用性。 </li></ul><ul><li>土力学是一门偏于计算的学科。 </li></ul><ul><li>学习本课程的基本要求 </li></ul><ul><li>牢固掌握有效应力原理的本质及其在土力学中的应用。 </li></ul><ul><li>重点掌握三大理论的实质及其应用。 </li></ul><ul><li>掌握土体变形与强度指标的测定方法及在工程实践中的应用。 </li></ul><ul><li>掌握土的动力特性的基本概念。 </li></ul>绪 论 第 13 页 / 共 15 页
  14. 14. 三、土力学发展简史与趋势 <ul><li>十八世纪中叶以前的很长一个时期,土力学停留在经验积累的感性认识阶段 </li></ul><ul><li>至本世纪二十年代,理论提高阶段 </li></ul><ul><li>1925 年美国的 K.Terzaghi 发表了第一部《土力学》专著,形成独立学科的阶段 </li></ul>绪 论 第 14 页 / 共 15 页
  15. 15. 土力学的发展趋势 <ul><li>1 .室内和原位测试技术和仪器设备的研究。 </li></ul><ul><li>2 .土的非线性问题本构关系的研究。本构关系指土的应力、应变、强度和时间的关系,描述这类关系的数学表达式称为数学模型或简称模型。 </li></ul><ul><li>3 .计算技术的研究。非确定性计算方法在土力学中的应用。 </li></ul><ul><li>4 .模型试验和现场观测。 </li></ul><ul><li>5 .加强土力学的基础性研究,宏观和微观研究相结合。 </li></ul>绪 论 第 15 页 / 共 15 页

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