土力学在土建工程中的应用：基本原理与实际案例

土力学在土建工程中的应用：基本原理与实际案例

吴瑶

中国电建集团四川工程有限公司   四川成都  610000

摘要：在人类社会长期发展与多重实践中，力学得到多重实践与论证，具有较强的实用价值。建筑的长远发展和力学之间的联系密不可分,当前在土木工程施工建设中力学知识广泛运用，加上当前现代建筑工程快速发展，力学运用更加深入且广泛。本文对土力学在建筑工程中的应用原理以及应用路径进行分析，以此来加速建筑行业的快速发展。

关键词：土力学；土建工程；基本原理；应用

力学属于物理学科中的重要学科，也是相对独立的基础性学科，力学主要研究对象是不同物体之间的相互作用，当一个物体受到力的作用，另外一个物体也在施加此类作用，其为受力物体和施力物体。力学发展主要是源于生活，力学基本定理以及发展规律是诸多科学家在科研、生活实践中不断论证得出的。近年来随着各区域土建工程快速发展，土力学在土建工程中的应用范围也在逐步扩大，所以当前需要做好科学化研究，以此来发挥土力学运用价值，促进建筑行业稳定发展。

一、土力学基本原理概述

    在建筑行业发展初期，人们主要是基于自身已有的经验进行工程建造，由此积累经验组成相对完善的力学体系。土力学与材料力学、理论力学相比存有一定差距，其和土建工程建设各环节紧密联系。通过土建工程的快速发展，土力学才不断进步，也能有效带动建筑行业稳定发展。土力学研究中主要涉及到土体内应力应变之间的关系，还涉及到应力、应变与时间之间对应的关系，其中主要涉及到土体变形性质、地基沉降计算、土体抗剪强度、土压力、天然地基承载力、地基处理、地震特性等要素。在土建工程建设中，土力学是主是研究土体力学性质的学科，其在地基处理等方面运用价值较高[1]。

二、土力学在土建工程中的应用探析

（一）土的变形及地基沉降计算

天然地基的主要作用是有效支撑地基上部分的建筑物，地基要有效承受上部建筑以及地基自身的荷载。这样将会导致地基产生不同程度的变形，将会导致地基顺着重力方向产生沉降。目前常见的地基沉降主要有相邻基础沉降差、不均匀沉降、地基平均总沉降等。当土建工程地基稳定性较差，出现沉降之后将会对建筑项目整体力学特性产生较大影响。建筑项目整体应力分布不均匀，将会导致建筑项目产生裂缝，对建筑物正常稳定应用会产生较大负面影响。所以在项目施工之前，需要精确化计算出地基对应的沉降数据，在基础上需要采取针对性措施降低沉降对土建项目产生的负面影响，这样能有效提升项目建设质量。在沉降量计算中，土力学中存有对应的沉降公式。在计算过程中，需要全面掌握基础平面对应的尺寸以及埋深。 通过对各类原始材料进行把控，能精确化计算出土体对应的沉降差以及倾斜量。土建项目设计人员基于全面计算能有效整合多重数据，这样便于采取针对性措施控制沉降产生的负面影响，有助于提升项目整体建设质量[2]。

（二）天然地基承载力计算

    天然地基主要是未经过处理保持原始土层结构的地基，地基主要是承受建筑项目传递的荷载，此类承受能力就是地基承载力。当前为了能保障地基更稳定，促使上部结构能稳定运用，地基需要最大程度满足强度要求、稳定性以及刚度值要求。地基是土建工程项目的基础，其承载力主要对建筑项目稳定性产生影响。但是受到岩土材料复杂性影响，全面掌握其力学性质是一项难题，所以在完整的建筑体系中地基属于最重要的环节。地基作为建筑项目基础，在项目开工之后发现问题将难以及时处理。所以在项目设计阶段需要做好地基检算，地基检算主要包含地基变形、地基强度、地基稳定性检算。其中地基强度检算属于基础问题，土力学能为确定地基、地基检算容许承载力提供对应方法。相关技术人员在确定地基容许承载力过程中，需要选取控制地基塑性地区发展深度的方法。基于理论公式获取地基极限荷载，再除以安全系数。依照各项规范要求或是经验公式来判断容许承载力[3]。

（三）土压力在挡土墙中的运用

    挡土墙是有效阻止土体坍塌下滑的构筑物，当前在多类土建项目施工中运用范围较广。当前在挡土墙建设中，对稳定局部土体结构，保障项目建设稳定性至关重要。当前要想构建性能更佳的挡土墙，需要充分结合土力学理论对挡土墙土压力进行分析。土压力主要是挡土墙背部土体受到自身重力以及外力作用影响对挡土墙施加侧向压力。挡土墙性质对土压力外荷载影响较大，所以当前在挡土墙设计中需要对土压力性质、方向、大小、作用点进行判断。土压力计算相对复杂，但是要综合考虑墙后土体、地基、墙身之间的对应关系。其次还与施工措施、施工材料、墙身位移、墙后土体性质等要素相关。在土力学中，土压力主要有库伦土压力以及朗肯土压力理论，此类理论能有效解决土压力分布相关问题[4]。

（四）土力学其他应用

在土建项目建设中，土力学应用范围较广，主要涉及到土坡稳定、地基处理、土的动力、地震特性等要素。当受到外部环境影响导致土坡失去基本平衡性，土体将会顺着一侧进行滑动，即为滑坡。为了能对此类现状进行控制，在土力学中提出了不同滑面土坡稳定的分析方法。依照此类理论能有效提出对应的土坡稳定措施，主要涉及到加重、减载、排水等。在项目建设中地基处理主要涉及到胶结、固化、换填、夯实等。地基处理中为了能对土体性质进行改善，适应建筑物地基力学相关要求。土体在动荷载作用下需要提高多方面关注，对项目建设不同的动荷载来源进行分析。主要涉及到冲击荷载、风力动荷载、浪击动荷载等动荷载。此类动荷载将会导致项目建设失稳以及破坏情况产生，需要运用土力学相关理论进行应对

[5]。

结语：

    综合上述，在建筑工程项目施工建设中土力学运用价值较高，工程运用与土力学之间的发展紧密联系。当前随着建筑项目施工水平不断提升，项目施工难度逐步递增，对土力学研究分析提出了诸多新的课题。当前要在实践中不断优化完善土力学相关理论，以此来适应现代化工程建设发展要求。

参考文献：

[1] 张金金. 建筑土建施工过程中的质量控制措施[J]. 砖瓦世界,2023(16):154-156.

[2] 马伟. 纤维复合材料在土建结构加固工程中的应用[J]. 建材发展导向,2023,21(22):10-12.

[3] 孙明月. 土建施工中深基坑开挖施工技术[J]. 建筑·建材·装饰,2023(14):106-108.

[4] 尹俊红,纪艳春,赫中营,等. 碳纤维混凝土力学性能研究[J]. 混凝土,2023(1):64-67,72.

[5] 岳朋. 膨胀改良土力学指标研究[J]. 工程技术研究,2023,8(14):111-114.