本书结合我国土木工程专业土力学课程的授课内容,由BRAJAMM.DAS所在所著的《岩土工程原理》(第8版)定制而成。本书共14章,主要内容包括土和晶粒的起源,重量—体积关系(三相指标体系),土的塑性和结构,土的压实,渗透性,渗流,原位应力,土中的应力,土的压缩型,土的抗剪强度,侧向土压力,边坡稳定性,浅基础地基的承载力。本书语句表述简明,例题、习题丰富,并附有部分习题答案,便于读者自学;章后的批判型思考题便于读者开拓思路,融会贯通。本书可作为高等院校土力学双语课程的参考教材,也可作为教学研究人员和科技人员的参考书。
布雷杰 M· 达斯(Braja M· Das)教授是加利福尼亚州立大学工程与计算机学院的名誉院长。他是美国土木工程师协会的终身会员、美国工程教育协会终身会员、美国国家科学研究委员会(华盛顿特区)交通科学研究分会力学和化学稳定研究委员会的名誉会员。达斯教授的主要研究领域包括浅基础、土层锚杆和土工合成材料,发表了250多篇岩土工程方面的论文。同时,达斯教授教学经验丰富,教学成果卓著,曾获AMOCO基金会奖、美国工程教育协会为卓越教学颁发的AT&T奖、自动化协会颁发的Ralph Teetor奖、得克萨斯大学埃尔帕索分校为卓越教学颁发的杰出成就奖。达斯教授著有多本岩土工程方面的教材和参考书,其中《岩土工程原理》《基础工程原理》《土动力学原理》等是其经典著作,在美国高校土木工程专业得到了广泛使用。 《岩土工程原理》于1985年首次出版,并于1990年、1994年、1998年、2002年、2006年、2010年和2014年再版。第8版和达斯教授合作的是佛罗里达大西洋大学的哈立德·索班(Khaled Sobhan),其主要研究领域为地基处理、软土的工程性质等。第8版保持了前几版的逻辑结构体系,论述了土体物理、力学特性,涵盖野外工程实践及其基本工程流程,结合近年来岩土工程的发展,删除了第7版的填埋场和土工合成材料的内容,对第2~6章、第9~15章的相关内容进行了适当增减,对大部分例题和习题做了修改。 为了让我国读者能够顺利阅读到达斯教授的著作,机械工业出版社适时引进了这本优秀教材。根据我国高校土力学课程的实际教学内容,本书删除了《岩土工程原理》第8版的第5、14、17章,以及第1、2、6、7、8、11、15章的部分内容,缩编后以《土力学》的名称出版。 本书强调对土力学基本原理的理解和工程实践的应用,主要有以下几个特点: 1)图文并茂,叙述逻辑合理,从概念、岩土性质到工程原理,以阐明土力学的基本原理为主,不纠结过多的细节,使学生能循序渐进地“畅游”其间。每章的开始都有一节概述,每章的最后都有总结,以快速回顾基本概念,指出内容之间的关联,所以特别适合自学。 2)附有大量的例题和习题,例题都给出了解答步骤,便于学生练习和巩固所学内容。大多数章节在习题中还设置了判断思考题,以促进学生对该章原理的理解和思考。 3)土木工程的实践性和应用性很强,为使学生理解,在课堂中所学的是理想状态的土力学知识,而工程实践中岩土体工程性质存在难以准确预测的变化,在本书第10、14章中设置了实际工程案例。 4)参考近年来大量期刊和会议中有关岩土性质的文献,紧密结合国际上岩土工程方面的新经验、新技术和新工艺,便于学生能在未来的工程实践中学以致用。 5)配有可供教师使用的配套资源(含教案和PPT),便于我国高校教师开展双语课教学使用。 总之,本书具有良好的系统性、可读性和较高的权威性,内容丰富,是一本优秀的原版教材,不仅可以作为土木工程专业本科生、研究生教材,也是一本极好的大学教师和工程技术人员的参考书。 梁发云
影印版序
前言
作者简介
第1章岩土工程历史回顾 1
11概述1
1218世纪前的岩土工程1
13古典土力学前期 (1700—1776)5
14古典土力学—第Ⅰ阶段 (1776—1856)6
15古典土力学—第Ⅱ阶段(1856—1910)6
16现代土力学 (1910—1927)7
171927年后的岩土工程8
18一个时代的落幕 12
参考文献13
第2章土的起源和粒径15
21概述15
22岩石循环和土的起源 15
23土颗粒粒径26
24黏土矿物 28
25相对密度 (Gs)36
26土的力学分析37
27粒径分布曲线44
28土的颗粒形状50
29小结51
习题52
判断思考题54
参考文献55
第3章重量体积关系 56
31概述56
32重量体积关系56
33重度、孔隙比、含水率和相对密度间的关系 59
34重度、孔隙率和含水率间的关系63
35各种重度间的关系64
36相对密实度 70
37emax 和 emin说明 73
38emax、emin、emaxemin和颗粒粒径中值(D50)的关系76
39小结79
习题79
判断思考题81
参考文献81
vi土力学目录vii
第4章土的塑性和结构 83
41概述 83
42液限 (LL) 83
43塑限 (PL) 90
44缩限 (SL) 92
45液性指数和稠度指数98
46活性 99
47塑性图 101
48土的结构 103
49小结108
习题109
判断思考题109
参考文献110
第5章土的压实112
51概述112
52压实原理 112
53标准葡式贯入试验 113
54影响压实的因素116
55经改进的葡式贯入试验120
56经验公式120
57小结和说明127
习题128
判断思考题129
参考文献130
第6章渗透性132
61概述132
62伯努利方程132
63达西定律134
64渗透系数 136
65渗透系数的实验室测定 138
66渗透性的方向变化145
67成层土的等效渗透系数 147
68野外抽水渗透系数试验152
69压实黏土的原位渗透系数 154
610小结和说明158
习题159
判断思考题161
参考文献162
第7章渗流 164
71概述164
72拉普拉斯连续方程164
73连续方程在简单流问题中的应用 166
74流网 170
75流网中的渗流计算 171
76小结175
习题175
参考文献176
第8章原位应力 177
81概述177
82无渗流饱和土中的应力177
83向上渗流时饱和土中的应力182
84向下渗流时饱和土中的应力186
85渗流力 186
86板桩绕流引起的土体隆起 191
87使用过滤层提高抗隆起安全系数 196
88部分饱和土的有效应力 199
89土中水的毛细上升现象 200
810毛细上升区域的有效应力 202
811小结和说明205
习题206
判断思考题210
参考文献210
viii土力学目录ix第9章土体中的应力211
91概述211
92平面上的正应力和剪应力 212
93极点法确定平面应力216
94集中荷载作用下的应力 218
95竖向线荷载作用下的竖向应力 220
96水平线荷载作用下的竖向应力223
97竖向条形荷载(有限宽、无限长)作用下的竖向应力 224
98条状三角形竖向荷载229
99堤坝荷载引起的竖向应力232
910圆形均布荷载作用下中心处的竖向应力236
911圆形均布荷载作用下任一点的竖向应力237
912矩形均布荷载作用下的竖向应力241
913竖向应力影响图248
914小结和说明251
习题252
判断思考题256
参考文献258
第10章土的压缩性 259
101概述259
102接触压力和沉降剖面260
103弹性沉降计算公式 262
104固结基本原理 270
105室内一维固结试验 274
106孔隙比压力曲线绘制 276
107正常固结和超固结黏土 280
108常规固结试验说明282
109试样扰动对孔隙比压力关系曲线的影响 284
1010一维主固结沉降计算 285
1011压缩指数(Cc)相关分析287
1012膨胀指数 (Cs)相关分析 289
1013次固结沉降 295
1014固结时间效应297
1015小结和说明306
习题307
判断思考题312
参考文献313
第11章土的抗剪强度315
111概述315
112莫尔库仑破坏理论 315
113剪力引起的斜平面破坏 317
114测定抗剪强度参数的室内试验 319
115直剪试验 319
116饱和砂及饱和黏土的排水直剪试验 324
117直剪试验说明 326
118常规三轴剪切试验 331
119固结排水三轴试验 332
1110固结不排水三轴试验 341
1111不固结不排水三轴试验347
1112饱和黏土无侧限压缩试验 349
1113不排水黏聚力(cu)与有效上覆土层压力(σ′o)的经验公式 350
1114黏土的灵敏度和触变性352
1115黏土强度的各向异性 355
1116十字板剪切试验 356
1117测定不排水抗剪强度的其他方法 362
1118非饱和黏性土的抗剪强度 362
1119应力路径 365
1120小结和说明370
习题371
x土力学目录xi判断思考题374
参考文献375
第12章侧向土压力:静止、朗肯和库仑377
121概述377
122静止压力、主动压力和被动压力 377
123静止土压力 380
124部分浸没土的静止土压力 382
125朗肯主动压力理论 385
126朗肯被动压力理论 387
127有限高度挡土墙的屈服 389
128坡状回填时的朗肯主动压力和被动压力390
129挡土墙墙背侧向土压力分布图392
1210库仑主动压力