工程項目中土力學的有效運用分析

蔡崇杰 董宇 沈優

摘要：無論是在道路交通領域還是土木工程領域，甚至是水利水電領域，土木學的應用無處不在。合理地使用土木學知識不僅可以提高該工程項目的安全穩定性，同時還可以在很大程度上降低施工作業的風險性，延長建筑物的使用年限，降低成本投入，使得施工企業可以在市場上占據一席之地，因此受到了很多工程項目施工企業的認可和推廣。本文筆者主要針對土力學的基本概述、應用分析等方向對其展開了一系列地探究，希望筆者所提出的這些意見和建議對相關企業有所裨益。

關鍵詞：工程項目；土力學；有效運用

一、概述

土力學主要是指以研究作用力下土體自身所產生的應力、時間以及應變力之間的相互關系的一門學科，從理論上來說屬于工程力學研究領域的一部分內容。土力學內容在很多工程項目中都有著非常廣泛地應用，并且也都取得了不錯的成效，為很多土質研究人員對地質作用的試驗提供了很多的理論依據，做出了卓越的貢獻。土力學所涉及到的領域非常廣泛，其中包括土木工程領域、道路交通領域、水利水電領域等等。由于土力學的主要研究對象是土體所含有的力學性質，因此主要被應用于很多工程項目中的擋土墻、堤壩、地基等建設內容中。該學科最早是被奧地利的一名工程師所提出的，他也是迄今為止第一位利用科學的方法對不同種類的土體進行相應的試驗和研究的人，并取得斐然的成績，同時也為后人留下了一筆寶貴的知識財富。

二、應用分析

（一）地基沉降應用

從客觀的角度上來說，土力學中所研究的土體可以按照其種類的不同分為兩種，一種是自然土體，而另外一種則是人工土體，在這里我們主要研究的是自然土體，同時也是構成地基的基本原料。眾所周知，地基是承載整個工程項目的重要基礎，因此其重要性也就不言而喻，在實際的建設過程中，地基常常會出現不均勻沉降等問題，其主要的表現形式為地基出現較大程度上的形變等等，當發生沉降的情況時，工程項目的整體結構會受到很大的負面影響，不僅會導致建筑物結構受力不均，甚至還可能會發生建筑物破裂和變形等現象，使得該工程項目的質量水平顯著降低。因此工作人員需要在施工建設之前，充分地利用土力學原理，對整個工程項目的綜合情況進行評估，減少地基沉降等情況發生的概率。具體如下：第一，做好相應的準備工作，在地基建設之前，工作人員可以先通過一些先進的科學技術和機械設備做好施工環境的勘察作業，并且對所獲取的信息數據進行詳細地記錄和分析，通過土力學中的計算原理對地基的沉降程度進行計算，計算表達式如下：S=p/（π·r）·（1-μ2）/E，其中μ所表示的含義為圖泊松比、E表示的含義為彈性模量、r表示的含義為地基中任意一點到中心點P的直線距離、S表示的含義為地基的沉降程度，通過這個表達式，工作人員可以初步判斷出地基的穩定性，確保后續施工作業能夠順利地開展[1]；第二，為了可以進一步提高工程項目中地基沉降程度的精確性，工作人員還需要對地基的埋深、內部結構剖面圖、平面尺寸以及總荷載等內容進行全面地了解和熟練地掌握。再通過土力學知識對這些內容所涉及到的作用力大小進行分析和研究，便能夠在很大程度上幫助工作人員完成對工程項目地基的質量檢查，從而進一步減少不均勻沉降等情況的發生，提高工程項目的整體質量水平。

（二）承載力計算應用

工作人員在進行建筑物地基相對應的承載力計算時，也可以根據實際情況和研究的對象合理地使用土力學知識進行相應的解決，由于直接進行承載力計算的復雜性較高，且精確度較低，因此工作人員借助土力學知識可以從側面對地基的承載力進行計算，主要可以采用以下幾種方法。第一，對該工程項目中的地基深度進行檢測，并且進行嚴格地控制，從而判斷地基的承載力大小；第二，合理地利用原位測定的方式來確定地基的容許承載力[2]；第三，通過測定土體的承載力系數來確定其所對應的承載力大小。如表1所示，由于這種方法的適用性較強，準確性較高，因此在很多工程項目中都有著較為廣泛地應用。

表1.地基承載力系數參數表

（三）擋土墻應用

擋土墻在工程項目中所起到的主要作用是板胡土體在惡劣天氣和巨大環境變化下能夠盡可能地減少坍塌或滑坡等現象的發生。根據相關數據統計結果我們可以得知，擋土墻在公路工程項目、山區工程項目、鐵路工程項目中都發揮著非常關鍵性的作用，其在實際應用的過程中不僅可以在很大程度上將工程項目的土體進行穩定，同時還可以顯著提升該工程項目的安全穩定性，減少安全事故的發生[3]。在工作人員建設擋土墻時，需要以土力學知識作為基礎的理論依據，對擋土墻的一些基本結構進行科學的設計[4]。設計要點如下：第一，工作人員首先需要考慮的是擋土墻自身的重力作用對其所承受的側向壓力的影響；第二，擋土墻在受到側向壓力時其自身所產生反作用力的方向和大小是否符合設計標準；第三，隨著時間的推移，擋土墻可能會發生的位移和形變是否會在一定程度上降低其自身的擋土能力；第四，合理地利用土力學中的庫倫理論和朗肯理論去解決擋土墻設計方案中土體壓力分布不均等問題。

三、結束語

總而言之，土力學中所涉及到的一些基本理論和計算原理都是在很多前輩們不斷地實踐中所總結出來的，是這些研究人員們智慧的結晶，本文筆者從地基沉降、承載力計算以及擋土墻的設計等三個方面對土力學的應用進行了探究，除此之外，土力學理論知識還在很多項目中起到了關鍵性的作用，希望土力學可以在今后繼續不斷地完善，為更多的工程項目做出更加卓越的貢獻。

參考文獻：

[1]黃世洪.隧道偏壓淺埋處理的土力學分析應用[J].西部探礦工程，2014，26（03）：175-178.

[2]丑亞玲，陳星強，毛建勛.非飽和土力學研究現狀與進展[J].蘭州交通大學學報，2014，33（01）：138-148.

（作者身份證號：6541211991073155751

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