Question

工程项目中土力学的有效运用？

Answer 1

土力学是土木工程中的一项理论知识，主要是对土体在自重及外荷载作用下的土力应力、应变、强度、稳定性、渗流规律等进行分析，为土木工程的安全提供合理的参考依据。本文主要对土力学在工程项目中的使用进行分析，为后期的土木工程安全做进一步研究。
1土力学概述
据相关数据研究表明，土力学在现实生活中的使用要比土力学理论出现的要早。在原始社会，人们就通过自身累积的经验来进行工程制造，伴随着社会的不断演变与经验的积累，逐渐形成一种土力学体系，最终在1925年出版了第一本《力士学》。土力学是与项目工程具有密切关系的一门学科，没有实际的工程也就不存在土力学，而在工程项目中如不应用土力学，项目的建设就会止步不前，由此可以看出，土力学与我国的项目工程建设具有紧密的联系[1]。
2工程项目中土力学的有效运用
2.1对土的变形、地基沉降计算运用
在工程项目中，天然地基是对整个项目工程的建筑物进行有效支撑，因此，地基需要承受的便是地基本身的载荷，在建筑过程中就是导致地基出现各种不同的形态，最终导致地基的重力方向发生偏向或者出现沉降等情况，地基变形或者沉降主要包括不均匀变化与沉降、相邻地基之间的沉降差以及平均总沉降等[2]。假如因地基不稳而导致沉降情况出现，就会为整个建筑项目的土力学造成严重影响，甚至还会使得整个建筑物的力学出现明显的不规则分布，或者建筑物出现不同程度的裂痕以及变形，最终导致建筑物无法使用。因此，在工程项目开始施工前，应对工程的地基沉降数据进行准确地估计，通过评估对其采取相关措施来避免沉降带来的影响，这样可以最大化地提高工程建筑物的使用寿命与使用质量。通过对建筑的地基沉降进行有效统计与计算，现已对土力学在相关建筑工程项目中形成了相关公式，如式（1）所示。因此，在工程建筑中对地基进行沉降计算的时候，首先要对地基的平面尺寸和埋深、总荷载、地质剖面图等作用点进行有效掌握，在原有数据基础上更好地对地基的土层剖面图进行划分，随后对其薄层进行力学计算。另外，土力学还可以对土体的倾斜量与沉降差进行推算。（1）式中：µ为地基的土泊松比；E为地基土的弹性模量（或者步行模量）；r为地基表面上的任意一个点集中到力P作用点的距离。
2.2地基的承载力计算运用
由于地基是建筑物的一个基础部分，所以它的地基承受能力决定着整个工程建筑的稳定性。但是由于地基施工是整个工程项目最容易出现问题的一个环节，因此作为观察项目的基础，在施工后如出现问题就会使得整个工程受到影响，因此在施工前应对地基等数据进行严格计算，这也是项目工程设计中的重要组成部分[3]。而在地基计算当中，应对地基承受力的强度稳定性等方面进行有效计算，其中对地基强度的检算主要是工程项目中最常见的问题。对地基检算使用土力学，可以对地基的容许承载力进行确定，工作人员在计算地基承载能力时，一般常用的方法为：对地基发展的深度进行有效控制；对地基中的容许承载力使用原位测试等方式来进行确定；对地基的载荷使用理论公式计算；依照项目的设计与规范对承载力使用经验算法来进行确定。近年来，伴随着科学技术的不断发展以及工程项目的扩大，我国主要使用规范的方式来对容许承载力进行确定[4]。
2.3挡土墙中的土力学应用
挡土墙在工程中主要是预防土体坍塌或者下滑的一种构筑物，因此挡土墙在铁路工程、公路工程、水利工程、山区工程等均得到了广泛的应用。在建筑施工中，挡土墙可以稳定局部的土体，并确保整个工程项目的安全与稳定，具有十分重要的作用。但是，想要构建优秀的挡土墙，就需要结合土力学的相关理论，对挡土墙的土压力进行详细分析。土压力主要是指挡土墙的背部土体，通过自重或者外力等就会对挡土墙施加侧向的压力，其中挡土墙的性质主要决定了土压力的外载荷，因此，工程设计者在对挡土墙进行设计时，应对土压力的大小和方向以及性质等进行详细掌握。由于对土压力的计算比较复杂，所以设计者不仅要考虑好墙后的土体，还要考虑地基与墙身等之间的关系，随后再与施工、墙身位移、墙体材料、墙后土体性质、地下水状况等进行多方面考虑。目前，我国多使用郎肯土压力理论、库仑土压力理论两种方式来解决土压力分布中的问题[5]。
2.4其他方面的应用
由上可知，在建筑工程中，土力学在建筑工程项目中的应用非常广泛，除了在以上方面的应用之外，土力学还应用于地基处理、土坡稳定性以及地震工程等。在土坡稳定性方面的应用，例如在处理和预防滑坡等现象时，土力学对于不同的滑面土坡提出了稳定分析法。根据相应的理论，针对不同情况导致土坡不稳定的情况，提出了相应的解决方法，例如加重、排水和减裁等措施。如地基不稳时，在工程施工中应利用土力学原理来处理地基。在工程中地基处理主要包括以下几个技术问题：一是加固类；二是夯实、挤密类；三是换填类；四是加筋类。对地基的处理主要是为了对土体性质进行改善，使其满足建筑物对地基力学的需求。同时，土体的载荷也是不可忽视的问题，针对不同的建筑工程项目都存在着不同的载荷来源，例如：风力动载荷、冲击载荷、爆炸动载荷、地震动载荷等突发性的动载荷，这些动载荷会为这个建筑工程带来严重破坏，需要采取土力学理论对其进行针对性处理。
3土力学在工程项目中的应用前景
目前，土力学在项目工程的建设中，在我国具有相当重要的地位以及作用。但是，伴随着我国社会与经济的改革与发展，对相关项目工程的建设方法、技术等内容进行不断更新与发展，同时也对我国的建筑施工技术等要求越来越高，并对土力学提出了许多新的问题，所以为了更好地满足和跟上社会建设的步伐，帮助以后更好地解决项目工程中的问题，需要对土力学进行更加深入的研究。
3.1土的动力学研究
随着我国建设的不断发展，全国各地的公路建设、铁路建设等项目越来越多，而各种自然灾害也伴随而来，例如山体滑坡、地震等各种自然灾害。目前，因动载荷导致的各种土力学问题现已成为我国建筑中最迫切的难题。现阶段，土力学的相关理论中尚存在着不足之处，局限的地方过多，还需要对不同建筑与不同位置的动载荷地基强度与土动应力以及动应变之间三者的关系进行深入研究与探讨。
3.2土力学的研究方法改进
目前，随着科学技术的不断发展，施工技术也与过去相比有了很大的进步，工程建设对于精确度的要求也越来越高，在此环境下，土力学研究也需要使用更加精确的实验仪器，从而确保土力学理论的进步，进而满足工程建设的需要[6]。
3.3复合地基和复合土体
在工程项目中，一些软弱的土基施工时需要加入其它类型的高强度材料，从而形成复合型地基以满足施工条件的需求。此类新材料和新工艺方式目前已经应用到一部分的施工环境中，但是由于目前的技术和设计理论还不够完善，不能全进行推广、使用，还需要深入进行研究。
4结语
综上所述，土力学的诞生主要应用于工程项目，通过调查研究发现，土力学的发展与建筑工程具有密切联系。伴随着社会的不断进步与施工技术难度的增加，为土力学理论带来了新的研究方向。因此，不断补充和完善土力学的理论知识，才能更好地适应现代工程发展的需求。

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