土力学原理 第2版
作者：赵成刚
出版时间：2017年版
内容简介
本书结合土力学学科近年来的发展，系统地介绍了土力学的基本原理和分析方法，力求深入全面地阐述土力学的基本内容和实质。全书共分11章，主要内容包括土的物理性质及工程分类、土的渗透性和渗流、土体中的应力计算、土的压缩与固结、土的抗剪强度、土的临界状态理论、土压力计算、地基承载力、土坡稳定分析等。各章后附有思考题和习题，书末附有习题答案和部分习题的详细解答。 本书主要作为高等学校土木工程各专业及相近专业土力学课程的教材或参考书，也可供土木工程研究人员和工程技术人员参考，还可作为考研复习的参考书。
目 录
第1章 绪论…………………………………………………………………………………… (1)
1 .1 土力学研究的内容和目的 ………………………………………………………… (1)
1 .2 学习土力学的目的 ………………………………………………………………… (1)
1 .3 土力学与其他学科的联系 ………………………………………………………… (1)
1 .4 土的工程性质的基本特征和表现 ………………………………………………… (2)
1 .4 .1 土的工程性质的4个基本特征 ……………………………………………(2)
1 .4 .2 土力学理论预测的不确定性 ……………………………………………… (3)
1 .5 土工中问题的处理 ………………………………………………………………… (4)
1 .6 地基与基础的概念 ………………………………………………………………… (5)
1 .7 学习土力学时应注意的问题 ……………………………………………………… (5)
第2章 土的组成、性质和工程分类 …………………………………………………………(8)
2 .1 概述………………………………………………………………………………… (8)
2 .2 土的生成和演变 …………………………………………………………………… (9)
2 .2 .1 风化作用 …………………………………………………………………… (9)
2 .2 .2 不同生成条件下土的特点………………………………………………… (1 1)
2 .2 .3 土的沉积与成岩作用……………………………………………………… (1 2)
2 .3 土的物质组成………………………………………………………………………(1 3)
2 .3 .1 土中固体颗粒………………………………………………………………(1 3)
2 .3 .2 土中的水和气………………………………………………………………(2 6)
2 .4 土 水 电解质系统及其相互作用………………………………………………… (31)
2 .4 .1 黏粒的胶体特性…………………………………………………………… (3 2)
2 .4 .2 黏土的双电层………………………………………………………………(3 2)
2 .4 .3 黏土的触变与陈化………………………………………………………… (3 4)
2 .5 土的结构……………………………………………………………………………(3 5)
2 .5 .1 基本单元体…………………………………………………………………(3 9)
2 .5 .2 土的结构联结………………………………………………………………(4 3)
2 .5 .3 土的基本单元的排列与孔隙……………………………………………… (4 4)
2 .5 .4 土结构的分析与分类……………………………………………………… (4 6)
2 .5 .5 土体结构…………………………………………………………………… (4 8)
2 .6 土的连续化与平均化理论………………………………………………………… (4 9)
2 .6 .1 表征体元……………………………………………………………………(5 0)
2 .6 .2 多孔介质表征体元的平均化……………………………………………… (5 3)
2 .7 土的物理性质指标………………………………………………………………… (5 5)
2 .7 .1 土的三相草图………………………………………………………………(5 6)
2 .7 .2 三个实测物理性质指标…………………………………………………… (5 6)
2 .7 .3 换算的物理性质指标……………………………………………………… (5 8)
2 .7 .4 用3个实测指标表示其余6个换算指标………………………………… (5 9)
2 .7 .5 几种常用指标之间关系式的推导………………………………………… (6 0)
2 .8 土的物理状态指标………………………………………………………………… (6 3)
2 .8 .1 粗颗粒土的密实度………………………………………………………… (6 3)
2 .8 .2 细颗粒土的稠度…………………………………………………………… (6 6)
2 .9 土的压实性…………………………………………………………………………(6 9)
2 .9 .1 影响土压实性的因素……………………………………………………… (6 9)
2 .9 .2 填土压实质量的控制……………………………………………………… (7 1)
2 .1 0 土的工程分类…………………………………………………………………… (7 2)
2 .1 0 .1 《 建筑地基基础设计规范》(GB50 0 0 7—2 0 1 1)的分类法 ……………… (7 3)
2 .1 0 .2 《 土的工程分类标准》(GB /T5 01 4 5—2 0 0 7)的分类法 ………………… (7 6)
2 .1 0 .3 土工程分类小结 ………………………………………………………… (8 0)
思考题…………………………………………………………………………………… (8 1)
习题……………………………………………………………………………………… (8 2)
第3章 土的渗透性和渗流 ………………………………………………………………… (8 6)
3 .1 概述…………………………………………………………………………………(8 6)
3 .2 土的渗透性和渗流定律…………………………………………………………… (8 7)
3 .2 .1 土的渗透性…………………………………………………………………(8 7)
3 .2 .2 达西定律……………………………………………………………………(9 0)
3 .2 .3 达西定律的适用范围……………………………………………………… (9 1)
3 .2 .4 渗透系数的测定及其影响因素…………………………………………… (9 2)
3 .3 渗流破坏和控制…………………………………………………………………… (9 5)
3 .3 .1 渗透力的计算………………………………………………………………(9 5)
3 .3 .2 土的渗透变形(渗透破坏)和防治措施…………………………………… (9 7)
3 .4 流网及其性质…………………………………………………………………… (1 0 1)
3 .4 .1 平面渗流基本微分方程 ………………………………………………… (1 0 1)
3 .4 .2 流网的性质 ……………………………………………………………… (1 0 2)
思考题……………………………………………………………………………………(1 0 3)
习题………………………………………………………………………………………(1 0 4)
第4章 土体中的应力计算………………………………………………………………… (1 0 6)
4 .1 概述……………………………………………………………………………… (1 0 6)
4 .1 .1 土中应力计算的基本假定和方法 ……………………………………… (1 0 6)
4 .1 .2 地基中的几种典型应力状态 …………………………………………… (1 0 7)
4 .2 土体中自重应力计算 …………………………………………………………… (1 0 9)
4 .2 .1 基本计算公式 …………………………………………………………… (1 0 9)
4 .2 .2 土体成层及有地下水存在时的计算公式 ……………………………… (1 0 9)
4 .2 .3 水平向自重应力的计算 ………………………………………………… (1 1 0)
4 .3 基础底面的压力分布及计算 …………………………………………………… (1 1 1)
4 .3 .1 基底压力的分布规律 …………………………………………………… (1 1 1)
4 .3 .2 基底压力的简化计算 …………………………………………………… (1 1 3)
4 .3 .3 基底附加压力的计算 …………………………………………………… (1 1 5)
4 .4 集中荷载作用下土中应力计算 ………………………………………………… (1 1 6)
4 .4 .1 竖向集中荷载作用 ……………………………………………………… (1 1 6)
4 .4 .2 水平集中荷载作用 ……………………………………………………… (1 2 0)
4 .5 分布荷载作用下土中应力计算 ………………………………………………… (1 2 0)
4 .5 .1 空间问题的附加应力 …………………………………………………… (1 2 1)
4 .5 .2 平面应变问题的附加应力 ……………………………………………… (1 2 7)
4 .5 .3 关于土中应力的一些讨论 ……………………………………………… (1 3 3)
4 .6 有效应力原理…………………………………………………………………… (1 3 7)
4 .6 .1 有效应力原理的基本思想 ……………………………………………… (1 3 7)
4 .6 .2 孔隙压力系数的概念 …………………………………………………… (1 4 0)
4 .6 .3 毛细现象作用下的有效应力 …………………………………………… (1 4 3)
4 .6 .4 渗流作用下的有效应力 ………………………………………………… (1 4 4)
思考题……………………………………………………………………………………(1 4 5)
习题………………………………………………………………………………………(1 4 5)
第5章 土的压缩与固结…………………………………………………………………… (1 4 9)
5 .1 概述……………………………………………………………………………… (1 4 9)
5 .2 土体的压缩特征 ………………………………………………………………… (1 5 1)
5 .2 .1 土的压缩试验与压缩性指标和压缩计算 ……………………………… (1 5 2)
5 .2 .2 土的变形模量 …………………………………………………………… (1 5 7)
5 .2 .3 应力历史对土的压缩性的影响 ………………………………………… (1 6 0)
5 .3 地基沉降计算…………………………………………………………………… (1 6 4)
5 .3 .1 弹性理论公式计算瞬时沉降 …………………………………………… (1 6 4)
5 .3 .2 分层总和法计算地基沉降 ……………………………………………… (1 6 4)
5 .3 .3 规范法计算地基沉降 …………………………………………………… (1 6 9)
5 .3 .4 次固结沉降的计算 ……………………………………………………… (1 7 1)
5 .4 沉降差和倾斜…………………………………………………………………… (1 7 2)
5 .4 .1 由于偏心荷载引起的倾斜 ……………………………………………… (1 7 2)
5 .4 .2 相邻基础的影响 ………………………………………………………… (1 7 4)
5 .5 土体的固结理论 ………………………………………………………………… (1 7 5)
5 .5 .1 太沙基一维固结理论 …………………………………………………… (1 7 6)
5 .5 .2 荷载随时间变化时的固结计算 ………………………………………… (1 8 2)
5 .5 .3 固结系数的试验确定 …………………………………………………… (1 8 3)
思考题……………………………………………………………………………………(1 8 6)
习题………………………………………………………………………………………(1 8 7)
第6章 土的抗剪强度………………………………………………………………………(1 9 0)
6 .1 概述……………………………………………………………………………… (1 9 0)
6 .2 土的强度理论与破坏 …………………………………………………………… (1 9 2)
6 .2 .1 土的屈服与破坏 ………………………………………………………… (1 9 2)
6 .2 .2 土的破坏准则 …………………………………………………………… (1 9 5)
6 .2 .3 莫尔 库仑强度准则……………………………………………………… (1 97)
6 .2 .4 土中一点应力的极限平衡条件 ………………………………………… (1 9 8)
6 .2 .5 考虑剪胀摩擦的抗剪强度 ……………………………………………… (2 0 1)
6 .3 土的抗剪强度的测定方法 ……………………………………………………… (2 0 3)
6 .3 .1 直接剪切试验 …………………………………………………………… (2 0 3)
6 .3 .2 三轴剪切试验 …………………………………………………………… (2 0 5)
6 .3 .3 无侧限抗压强度试验 …………………………………………………… (2 0 7)
6 .3 .4 十字板剪切试验 ………………………………………………………… (2 0 8)
6 .4 应力路径………………………………………………………………………… (2 1 0)
6 .4 .1 几种典型的应力路径 …………………………………………………… (2 1 2)
6 .4 .2 k 0 线 ……………………………………………………………………… (2 1 2)
6 .4 .3 k f 线 ……………………………………………………………………… (2 1 3)
6 .5 土的排水和不排水条件下的剪切性质 ………………………………………… (2 1 4)
6 .5 .1 砂土剪切时应力 应变特性……………………………………………… (2 14)
6 .5 .2 黏土剪切时应力 应变特性……………………………………………… (2 16)
6 .5 .3 密实度 有效应力 抗剪强度之间的关系 ……………………………… (2 1 8)
6 .5 .4 总应力抗剪强度和有效应力抗剪强度 ………………………………… (2 1 8)
6 .6 无黏性土的抗剪强度 …………………………………………………………… (2 1 9)
6 .6 .1 无黏性土抗剪强度机理 ………………………………………………… (2 1 9)
6 .6 .2 影响无黏性土抗剪强度的因素 ………………………………………… (2 2 0)
6 .7 黏性土的抗剪强度 ……………………………………………………………… (2 2 3)
6 .7 .1 土的抗剪强度标准试验方法简介 ……………………………………… (2 2 4)
6 .7 .2 抗剪强度指标 …………………………………………………………… (2 2 6)
6 .7 .3 黏性土抗剪强度指标的选择 …………………………………………… (2 3 1)
思考题……………………………………………………………………………………(2 3 4)
习题………………………………………………………………………………………(2 3 5)
第7章 土的基本性质和临界状态理论简介……………………………………………… (2 3 8)
7 .1 概述……………………………………………………………………………… (2 3 8)
7 .2 土的变形和强度的基本性质 …………………………………………………… (2 3 9)
7 .3 应力与应变的表示 ……………………………………………………………… (2 4 0)
7 .4 土的临界状态理论 ……………………………………………………………… (2 4 1)
7 .4 .1 土的临界状态 …………………………………………………………… (2 4 1)
7 .4 .2 正常固结线和回弹线及 R os c o e面………………………………………(2 4 3)
7 .4 .3 超固结土与 Hv or s l e v面…………………………………………………(2 4 5)
7 .4 .4 排水与不排水及正常固结路径 ………………………………………… (2 4 8)
7 .4 .5 砂土和黏土的相似性 …………………………………………………… (2 5 2)
7 .4 .6 土的干、湿区域的划分…………………………………………………… (2 54)
7 .4 .7 统一、完整的边界面图…………………………………………………… (2 55)
7 .5 剑桥模型………………………………………………………………………… (2 5 7)
7 .5 .1 塑性理论基础 …………………………………………………………… (2 5 7)
7 .5 .2 弹性应变的计算 ………………………………………………………… (2 5 8)
7 .5 .3 原始剑桥模型 …………………………………………………………… (2 6 1)
7 .5 .4 修正剑桥模型 …………………………………………………………… (2 6 7)
7 .5 .5 剑桥模型的局限性 ……………………………………………………… (2 7 0)
思考题……………………………………………………………………………………(2 7 0)
习题………………………………………………………………………………………(2 7 1)
第8章 土压力计算…………………………………………………………………………(2 7 4)
8 .1 概述……………………………………………………………………………… (2 7 4)
8 .2 静止土压力计算 ………………………………………………………………… (2 7 7)
8 .3 朗肯土压力理论 ………………………………………………………………… (2 7 9)
8 .3 .1 基本原理和假定 ………………………………………………………… (2 7 9)
8 .3 .2 朗肯主动土压力计算 …………………………………………………… (2 8 1)
8 .3 .3 朗肯被动土压力计算 …………………………………………………… (2 8 2)
8 .3 .4 几种典型情况下的朗肯土压力 ………………………………………… (2 8 3)
8 .4 库仑土压力理论 ………………………………………………………………… (2 8 7)
8 .4 .1 基本原理和假定 ………………………………………………………… (2 8 7)
8 .4 .2 库仑主动土压力计算 …………………………………………………… (2 8 7)
8 .4 .3 库仑被动土压力计算 …………………………………………………… (2 9 2)
8 .4 .4 几种特殊情况下的库仑土压力计算 …………………………………… (2 9 3)
8 .5 关于土压力计算的讨论 ………………………………………………………… (2 9 5)
8 .5 .1 朗肯土压力理论与库仑土压力理论的比较 …………………………… (2 9 5)
8 .5 .2 土压力的实际分布规律 ………………………………………………… (2 9 6)
8 .5 .3 土压力随时间的变化 …………………………………………………… (2 9 8)
8 .6 填埋式结构物上的土压力 ……………………………………………………… (2 9 9)
8 .6 .1 填埋式结构物上的土压力特点 ………………………………………… (2 9 9)
8 .6 .2 沟埋式结构物竖直土压力计算 ………………………………………… (3 0 0)
8 .6 .3 上埋式结构物竖直土压力计算 ………………………………………… (3 0 1)
8 .6 .4 结构物顶部土压力的减荷措施 ………………………………………… (3 0 2)
思考题……………………………………………………………………………………(3 0 3)
习题………………………………………………………………………………………(3 0 4)
第9章 地基承载力…………………………………………………………………………(3 0 7)
9 .1 概述……………………………………………………………………………… (3 0 7)
9 .2 地基的变形和失稳破坏形式 …………………………………………………… (3 0 8)
9 .2 .1 地基的主要破坏形式 …………………………………………………… (3 0 8)
9 .2 .2 地基的破坏过程 ………………………………………………………… (3 0 9)
9 .3 地基的临塑荷载和临界荷载 …………………………………………………… (3 1 1)
9 .3 .1 地基的临塑荷载p c r……………………………………………………… (3 1 1)
9 .3 .2 地基的临界荷载p14、p13………………………………………………… (3 1 3)
9 .3 .3 关于临塑荷载p c r和临界荷载p14、p13的讨论 ………………………… (3 13)
9 .4 地基的极限承载力p u ………………………………………………………… (3 1 4)
9 .4 .1 普朗特尔 雷斯诺极限承载力公式……………………………………… (3 14)
9 .4 .2 太沙基地基极限承载力公式 …………………………………………… (3 1 7)
9 .4 .3 梅耶霍夫地基极限承载力公式 ………………………………………… (3 2 1)
9 .4 .4 汉森极限承载力公式 …………………………………………………… (3 2 3)
9 .4 .5 关于地基极限承载力的讨论 …………………………………………… (3 2 4)
9 .5 按规范确定地基承载力 ………………………………………………………… (3 2 7)
9 .5 .1 概述 ……………………………………………………………………… (3 2 7)
9 .5 .2 按《 桥规》确定地基承载力 ………………………………………………(3 2 7)
9 .5 .3 按《 建规》确定地基承载力 ………………………………………………(3 3 2)
9 .6 原位测试确定地基承载力 ……………………………………………………… (3 3 6)
9 .6 .1 载荷试验 ………………………………………………………………… (3 3 6)
9 .6 .2 静力触探 ………………………………………………………………… (3 3 9)
9 .6 .3 动力触探 ………………………………………………………………… (3 4 1)
9 .6 .4 标准贯入试验 …………………………………………………………… (3 4 2)
9 .6 .5 十字板剪切试验 ………………………………………………………… (3 4 3)
思考题……………………………………………………………………………………(3 4 3)
习题………………………………………………………………………………………(3 4 4)
第1 0章 土坡稳定性分析 ………………………………………………………………… (3 4 6)
1 0 .1 概述………………………………………………………………………………(3 4 6)
1 0 .2 无黏性土土坡稳定性分析……………………………………………………… (3 4 9)
1 0 .2 .1 无渗透力作用时的无黏性土土坡……………………………………… (3 4 9)
1 0 .2 .2 有渗流作用时的无黏性土土坡………………………………………… (3 5 0)
1 0 .3 黏性土土坡稳定性分析— ——整体圆弧滑动法………………………………… (3 5 1)
1 0 .4 条分法基本原理………………………………………………………………… (3 5 3)
1 0 .4 .1 瑞典条分法………………………………………………………………(3 5 5)
1 0 .4 .2 毕肖甫条分法……………………………………………………………(3 6 0)
1 0 .5 一般形状滑动面的土坡稳定性分析…………………………………………… (3 6 3)
1 0 .6 土坡稳定性分析的有限元法…………………………………………………… (3 6 8)
1 0 .7 特殊土的流滑……………………………………………………………………(3 7 0)
1 0 .8 总结………………………………………………………………………………(3 7 1)
思考题……………………………………………………………………………………(3 7 2)
习题………………………………………………………………………………………(3 7 2)
第1 1章 如何用好土力学 ………………………………………………………………… (3 7 3)
附录 A 习题答案…………………………………………………………………………… (3 77)
附录 B 土力学名词索引 …………………………………………………………………… (3 9 4)
附录 C 土的平均物理力学性质指标 ……………………………………………………… (4 0 0)
附录 D 附加应力系数表…………………………………………………………………… (4 02)
参考文献………………………………………………………………………………………(4 0 7)
