Lesson15soilmechanical(土木工程专业英语).ppt
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1、Lesson 15Text:Soil Mechanics教学要求教学要求:1、掌握有关掌握有关Soil Mechanics的专业术语;的专业术语;2、熟悉一些常见的表达方式;熟悉一些常见的表达方式;3、延伸了解一些土力学历史和名人;延伸了解一些土力学历史和名人;4、能正确、流畅地翻译能正确、流畅地翻译 Soilmechanicsisconcernedwiththeuseofthelawsofmechanicsandhydraulicsinengineeringproblemsrelatedtosoil.Soilisanaturalaggregate ofmineralgrains,withor
2、withoutorganicconstituents,formedbythechemicalandmechanicalweatheringofrock.Itconsistsofthreephases:solidmineralmatter,water,andairorothergas.Soilsareextremelyvariablecomposition,anditwasthisheterogeneity thatlongdiscouragedscientificstudiesofthesedeposits.hydraulicshaidr:liks水力学水力学 aggregategrigeit
3、集合体集合体phasefeiz阶段阶段,相相heterogeneity.hetrudini:iti异质性异质性,多相性多相性 土力学研究的是在工程问题中与土相关的力学和水力学定土力学研究的是在工程问题中与土相关的力学和水力学定律的应用。土是矿物粒的天然集合物,这些矿物粒是岩石经过律的应用。土是矿物粒的天然集合物,这些矿物粒是岩石经过化学或物理风化而形成,含或者不含有机成分。土包含有三个化学或物理风化而形成,含或者不含有机成分。土包含有三个相:固态的矿物质,水,空气或其他气体。土的组成极其复杂,相:固态的矿物质,水,空气或其他气体。土的组成极其复杂,正是这种异质性,长期以来阻碍了对这个堆积物的研
4、究。正是这种异质性,长期以来阻碍了对这个堆积物的研究。(生物体,有机体)Gradually,theinvestigationoffailuresofretainingwalls,foundations,embankments,pavement,andotherstructuresresultedinabodyofknowledgeconcerningthenatureofsoilsandtheirbehaviorsufficienttogiverisetosoilmechanicsasbranchofengineeringscience.retainingwall:挡土墙挡土墙embankme
5、ntsimbkmnt堤防堤防,筑堤筑堤pavementpeivmnt路面路面 逐渐地,通过对那些失败的挡土墙、基础、堤坝、路面逐渐地,通过对那些失败的挡土墙、基础、堤坝、路面及其他结构的调查研究,人们积累了大量的有关土的类型及及其他结构的调查研究,人们积累了大量的有关土的类型及其性质的知识,从而形成了工程学科的分支其性质的知识,从而形成了工程学科的分支土力学。土力学。History.Littleprogresswasmadeindealingwithsoilproblemsonascientificbasisuntilthelatterhalfofthe18thcentury,whentheF
6、renchphysicistCharles-Augustin de Coulombpublishedhistheoryofpressure(1773).In1857theScottishengineerWilliam Rankinedevelopedtheoryofequilibriumofearthmassesandappliedittosomeelementaryproblemsoffoundationengineering.Thesetwoclassicaltheoriesstillformthebasisofcurrentmethodsofestimatingearthpressure
7、,eventhoughtheywerebasedonthemisconceptionthatallsoilslackcohesion,asdoesdrysand.Twentieth-centuryadvanceshavebeeninthedirectionoftakingcohesionintoaccount;understandingthebasicphysicalpropertiesofsoilsingeneralandofatheplasticityofclayinparticular;andsystematicallystudyingtheshearing characteristic
8、sofsoilthatis,theirp e rf o rma n c e u n d e r c o n d it io n s o f s lid in g.cohesionkuhi:n 内聚力内聚力,粘聚力粘聚力;plasticityplstisiti塑性塑性;历史。历史。18世纪后叶之前,人们在研究有关土的科学理论世纪后叶之前,人们在研究有关土的科学理论方面进展很小,直到法国物理学家查里方面进展很小,直到法国物理学家查里.奥古斯丁奥古斯丁.库仑(库仑(Charles-Augustindecoulomb)在)在1773年出版了他的土压力学说。年出版了他的土压力学说。1857年,苏格兰工程
9、师朗肯(年,苏格兰工程师朗肯(WilliamRankine)发展了土的)发展了土的平衡理论,并将其用于基础工程的基本问题中。尽管这两个平衡理论,并将其用于基础工程的基本问题中。尽管这两个经典理论是建立错误的假设上,即认为土和干燥的沙子一经典理论是建立错误的假设上,即认为土和干燥的沙子一样是缺乏粘聚力的,但仍然形成了当前估算土压力方法的理样是缺乏粘聚力的,但仍然形成了当前估算土压力方法的理论基础。这方面的研究,在论基础。这方面的研究,在21世纪有了突破,粘聚力计入计世纪有了突破,粘聚力计入计算,了解了一般情况土的物理性质和特殊情况下土的塑性,算,了解了一般情况土的物理性质和特殊情况下土的塑性,还
10、系统地研究了土的剪切性质还系统地研究了土的剪切性质也就是土滑动时的性能。也就是土滑动时的性能。CharlesAugustindeCoulomb (17361806)was a French physicist.He is best known as the discoverer of Coulombslaw,which defines the force of electrostatic attraction and repulsion.The SI unit of charge,the coulomb,was so named in his honour.WilliamJohnMacquor
11、nRankine(1820-1872)was a Scottish engineer and physicist.Rankine 被后人誉为那个时代的天才,他在热力学、流体力学及土力学等领域均有杰出的贡献。BothCoulombsandRankinestheoriesassumedthatthesurfaceofrupture ofsoilsubjectedtoashearingforceisaplane.Whilethisisareasonableapproximation forsand,cohesivesoilstendtoslipalongacurvedsurface.Intheear
12、ly20thcentury,Swedishengineersproposedacirculararcasthesurfaceofslip.Duringthelasthalfcenturyconsiderableprogresshasbeenmadeinthescientificstudyofsoilandintheapplicationoftheoryandexperimentaldatatoengineeringdesign.rupture rpt(r)rpt(r)断裂断裂approximation 接近、近似值接近、近似值cohesive kuhi:siv kuhi:siv 粘性的粘性的(
13、有结合性的有结合性的,有粘聚性的有粘聚性的)AsignificantadvancewasmadebytheGermanengineerKarl Terzaghi,whoin1925publishedamathematicalinvestigationoftherateofconsolidationofclaysunderappliedpressure.Hisanalysis,whichwasconfirmedexperimentally,explainedthetimelagofsettlementsonfullywaterloggedclaydeposits.Terzaghicoinedth
14、etermsoilmechanicsin1925whenhepublishedthebookErdbaumenchanik(“Earth-.BuildingKarlTerzaghi (1883 1883 1963 1963)卡尔)卡尔特扎吉特扎吉consolidation kn.slidein kn.slidein 固结固结waterlogged w:tlgd w:tlgd 浸满水的浸满水的mechanics”)Karl TerzaghiTheFatherofSoilMechanics.Born:October2,1883inPragueDied:October25,1963inWinches
15、ter,MassachusettsHewasmarriedtoRuthD.Terzaghi,ageologist.HewontheNormanMedalofASCEfourtimes(1930,1943,1946,and1955).Hewasgivenninehonorarydoctoratedegreesfromuniversitiesineightdifferentcountries.Hestartedmodernsoilmechanicswithhistheoriesofconsolidation,lateral earth pressures,bearing capacity,ands
16、tability.nutshell:Researchingonsubgradematerials,thenaturalfoundationunderpavements,wasbegunabout1920bytheU.S.Bureau of Public Roads.Severalsimpletestswerecorrelatedwiththepropertiesofnaturalsoilsinrelationtopavementdesign.InEngland,theRoad Research Boardwassetupin1993.In1936thefirstinternationalcon
17、ferenceonsoilswasheldatsubgrade 路基路基U.S.BureauofPublicRoads美国公路局美国公路局 RoadResearchBoard 公路研究部公路研究部HarvardUniversity.Today,thecivilengineerreliesheavilyonthenumericalresultsofteststoreinforceexperienceandcorrelatenewproblemswithestablishedsolutions.Obtaining truly representative samples of soils for
18、such tests,however,is extremely difficult;hence there is a trend toward testing on the site instead of in the laboratory,and many important properties are now evaluated in this way.今天,土木工程师都会借重于试验的数据来加强经今天,土木工程师都会借重于试验的数据来加强经验,把新问题和已确定的解决方法联系起来。但是,要验,把新问题和已确定的解决方法联系起来。但是,要获得具有代表性的土样做测试,是非常困难的,因此,获得具
19、有代表性的土样做测试,是非常困难的,因此,现在倾向于用在现场做测试来取代实验室的试验。现在,现在倾向于用在现场做测试来取代实验室的试验。现在,大多数重要的土特性采用这种方法来评定。大多数重要的土特性采用这种方法来评定。Engineering properties of soils.Thepropertiesofsoilthatdeterminetheirsuitabilityforengineeringuseincludeinternal friction,cohesion,compressibility,elasticity,permeability,andinternalfriction
20、内摩擦力内摩擦力cohesion kuhi:n kuhi:n 粘聚力粘聚力compressibility km.presibiliti km.presibiliti 压缩性压缩性permeability.p:mibiliti .p:mibiliti 渗透性渗透性capillarity kpilriti kpilriti 毛毛细性性Capillarity.Internalfrictionistheresistancetoslidingofferedbythesoilmass.Sandandgravelhavehigherinternalfrictionthanclays;inthelattera
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