土力学
课程类别土木与交通工程学院
土力学作为土木工程及相关领域的核心专业基础课,旨在系统揭示土体这一独特自然散粒体材料的物理与力学本质,以及其在工程环境下的行为规律。课程始于对土体物质构成的探究,从宏观的颗粒、水、气三相关系到微观的结构联系,建立起密度、含水量、孔隙比等一系列关键物理指标及其换算体系,并学习如何根据颗粒级配和塑性状态对土进行科学的工程分类,这是认识一切土工问题的起点。紧接着,课程深入土中水的运动规律,阐述达西定律所支配的渗流现象,并引入有效应力这一贯穿土力学的基石性概念,解释水流动如何影响土体骨架的受力与稳定性,为分析渗流、渗透变形及后续的固结沉降奠定基础。
课程的核心部分在于构建土体的力学响应框架。首先分析土体在不同荷载条件下(自重与外荷)的应力分布与计算。然后,聚焦于土体在应力作用下的两大核心力学行为:变形与强度。变形研究围绕土的压缩性和饱和土的一维固结理论展开,旨在掌握地基沉降量的计算与随时间发展的预估方法。强度研究则以莫尔-库仑理论为纲,探讨土体抵抗剪切破坏的能力,辨析直剪与三轴等不同试验方法,并深刻理解排水条件对应力路径和强度指标的决定性影响。最终,这些基本原理被应用于经典的岩土工程问题:利用强度理论分析土坡稳定性,结合极限平衡思想推导朗肯和库仑土压力理论以评估挡土结构物所受的侧向压力,并初步介绍地基承载力的基本概念。通过本课程的学习,学生将初步建立起将地质材料抽象为力学模型、并运用理论解决基础工程稳定性与变形问题的分析能力,同时深刻理解土工问题的复杂性、不确定性及工程安全的重要性。
教师: 韩泽军
