工程项目中土力学的有效运用分析

蔡崇杰 董宇 沈优

摘要：无论是在道路交通领域还是土木工程领域，甚至是水利水电领域，土木学的应用无处不在。合理地使用土木学知识不仅可以提高该工程项目的安全稳定性，同时还可以在很大程度上降低施工作业的风险性，延长建筑物的使用年限，降低成本投入，使得施工企业可以在市场上占据一席之地，因此受到了很多工程项目施工企业的认可和推广。本文笔者主要针对土力学的基本概述、应用分析等方向对其展开了一系列地探究，希望笔者所提出的这些意见和建议对相关企业有所裨益。

关键词：工程项目；土力学；有效运用

一、概述

土力學主要是指以研究作用力下土体自身所产生的应力、时间以及应变力之间的相互关系的一门学科，从理论上来说属于工程力学研究领域的一部分内容。土力学内容在很多工程项目中都有着非常广泛地应用，并且也都取得了不错的成效，为很多土质研究人员对地质作用的试验提供了很多的理论依据，做出了卓越的贡献。土力学所涉及到的领域非常广泛，其中包括土木工程领域、道路交通领域、水利水电领域等等。由于土力学的主要研究对象是土体所含有的力学性质，因此主要被应用于很多工程项目中的挡土墙、堤坝、地基等建设内容中。该学科最早是被奥地利的一名工程师所提出的，他也是迄今为止第一位利用科学的方法对不同种类的土体进行相应的试验和研究的人，并取得斐然的成绩，同时也为后人留下了一笔宝贵的知识财富。

二、应用分析

（一）地基沉降应用

从客观的角度上来说，土力学中所研究的土体可以按照其种类的不同分为两种，一种是自然土体，而另外一种则是人工土体，在这里我们主要研究的是自然土体，同时也是构成地基的基本原料。众所周知，地基是承载整个工程项目的重要基础，因此其重要性也就不言而喻，在实际的建设过程中，地基常常会出现不均匀沉降等问题，其主要的表现形式为地基出现较大程度上的形变等等，当发生沉降的情况时，工程项目的整体结构会受到很大的负面影响，不仅会导致建筑物结构受力不均，甚至还可能会发生建筑物破裂和变形等现象，使得该工程项目的质量水平显著降低。因此工作人员需要在施工建设之前，充分地利用土力学原理，对整个工程项目的综合情况进行评估，减少地基沉降等情况发生的概率。具体如下：第一，做好相应的准备工作，在地基建设之前，工作人员可以先通过一些先进的科学技术和机械设备做好施工环境的勘察作业，并且对所获取的信息数据进行详细地记录和分析，通过土力学中的计算原理对地基的沉降程度进行计算，计算表达式如下：S=p/（π·r）·（1-μ2）/E，其中μ所表示的含义为图泊松比、E表示的含义为弹性模量、r表示的含义为地基中任意一点到中心点P的直线距离、S表示的含义为地基的沉降程度，通过这个表达式，工作人员可以初步判断出地基的稳定性，确保后续施工作业能够顺利地开展[1]；第二，为了可以进一步提高工程项目中地基沉降程度的精确性，工作人员还需要对地基的埋深、内部结构剖面图、平面尺寸以及总荷载等内容进行全面地了解和熟练地掌握。再通过土力学知识对这些内容所涉及到的作用力大小进行分析和研究，便能够在很大程度上帮助工作人员完成对工程项目地基的质量检查，从而进一步减少不均匀沉降等情况的发生，提高工程项目的整体质量水平。

（二）承载力计算应用

工作人员在进行建筑物地基相对应的承载力计算时，也可以根据实际情况和研究的对象合理地使用土力学知识进行相应的解决，由于直接进行承载力计算的复杂性较高，且精确度较低，因此工作人员借助土力学知识可以从侧面对地基的承载力进行计算，主要可以采用以下几种方法。第一，对该工程项目中的地基深度进行检测，并且进行严格地控制，从而判断地基的承载力大小；第二，合理地利用原位测定的方式来确定地基的容许承载力[2]；第三，通过测定土体的承载力系数来确定其所对应的承载力大小。如表1所示，由于这种方法的适用性较强，准确性较高，因此在很多工程项目中都有着较为广泛地应用。

表1.地基承载力系数参数表

（三）挡土墙应用

挡土墙在工程项目中所起到的主要作用是板胡土体在恶劣天气和巨大环境变化下能够尽可能地减少坍塌或滑坡等现象的发生。根据相关数据统计结果我们可以得知，挡土墙在公路工程项目、山区工程项目、铁路工程项目中都发挥着非常关键性的作用，其在实际应用的过程中不仅可以在很大程度上将工程项目的土体进行稳定，同时还可以显著提升该工程项目的安全稳定性，减少安全事故的发生[3]。在工作人员建设挡土墙时，需要以土力学知识作为基础的理论依据，对挡土墙的一些基本结构进行科学的设计[4]。设计要点如下：第一，工作人员首先需要考虑的是挡土墙自身的重力作用对其所承受的侧向压力的影响；第二，挡土墙在受到侧向压力时其自身所产生反作用力的方向和大小是否符合设计标准；第三，随着时间的推移，挡土墙可能会发生的位移和形变是否会在一定程度上降低其自身的挡土能力；第四，合理地利用土力学中的库伦理论和朗肯理论去解决挡土墙设计方案中土体压力分布不均等问题。

三、结束语

总而言之，土力学中所涉及到的一些基本理论和计算原理都是在很多前辈们不断地实践中所总结出来的，是这些研究人员们智慧的结晶，本文笔者从地基沉降、承载力计算以及挡土墙的设计等三个方面对土力学的应用进行了探究，除此之外，土力学理论知识还在很多项目中起到了关键性的作用，希望土力学可以在今后继续不断地完善，为更多的工程项目做出更加卓越的贡献。

参考文献：

[1]黄世洪.隧道偏压浅埋处理的土力学分析应用[J].西部探矿工程，2014，26（03）：175-178.

[2]丑亚玲，陈星强，毛建勋.非饱和土力学研究现状与进展[J].兰州交通大学学报，2014，33（01）：138-148.

（作者身份证号：6541211991073155751

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