目　　录

1  绪论 1

1.1  土力学理论发展的简单概述 1

1.2  土的工程性质和特点 3

1.3  土力学理论的特点（预测的不确定性） 5

1.4  从更加宽广的视角发展现有的土力学理论 11

思考题 13

上  篇

2  土的形成 17

2.1  地壳的构造 17

2.2  地壳的物质组成 19

2.3  地质循环作用 19

2.4  风化作用 24

2.5  运移和沉积 31

2.6  沉积后的成土作用 32

2.7  本章结语 43

思考题 43

3　土矿物学简介 44

3.1  土中非黏土矿物 45

3.2  黏土矿物的基本结构 48

3.3  黏土矿物中晶片之间和晶层之间的联结和相互作用 65

3.4  表面现象 66

3.5  各黏土矿物结构、同晶置换和表面积的主要特征 67

3.6  黏土矿物特征的总结 77

3.7  可溶盐类 82

3.8  有机质 82

3.9  黏土矿物的来源 82

3.10  确定土的组成 83

3.11  X射线衍射分析 86

3.12  矿物成分分析的其他方法 93

3.13  土的矿物成分的定量分析 94

3.14  本章结语 96

思考题 97

4  土-水物理化学的相互作用 98

4.1  水与冰的内部结构 98

4.2  水中溶解离子的影响 101

4.3  土颗粒表面吸附作用的机理 102

4.4  吸附水的结构和性质 104

4.5  土-水-电解质系统 108

4.6  土-水系统中离子的分布 108

4.7  扩散双电层理论基础 109

4.8  系统变量对扩散双电层的影响 112

4.9  Gouy-Chapman扩散双电层模型的局限性 113

4.10  能量和斥力 117

4.11  长程引力 118

4.12  相互作用的净能量 119

4.13  阳离子交换 120

4.14  阳离子置换的理论 122

4.15  土-无机化学的相互作用 123

4.16  土-有机化学的相互作用 124

4.17  本章结语 124

思考题 125

5　土的结构和组构 126

5.1  组构及其定义 127

5.2  单个颗粒形成的组构 133

5.3  细小颗粒的组构 138

5.4  孔隙比及其分布 138

5.5  用于组构分析土样的获取和制备 139

5.6  组构研究的方法 143

5.7  孔隙尺寸及其分布的分析 149

5.8  确定土组构特征的间接方法 151

5.9  本章结语 154

思考题 154

6　土的成分、形成、结构与其工程性质和稳定性 155

6.1  土的成分与其工程性质关系概述 155

6.2  土的结构与工程性质概述 157

6.3  研究土的成分和工程性质之间关系的方法 157

6.4  粒状土的工程性质 158

6.5  黏土的控制性影响因素 167

6.6  黏土的Atterberg界限含水量 168

6.7  可置换阳离子和pH的影响 172

6.8  黏土矿物的工程性质 172

6.9  土中有机物的影响 178

6.10  土的成分及其影响小结 181

6.11  土的结构概念的发展 181

6.12  残积土 186

6.13  地表残积土及其分类 192

6.14  陆相沉积 193

6.15  海相与陆相混合沉积 196

6.16  海相沉积 197

6.17  化学和生物沉积 199

6.18  关于土的组构、结构与其工程性质关系的一般性考虑 200

6.19  土的组构及其性质的各向异性 205

6.20  砂土的组构和液化 210

6.21  敏感性及其产生的原因 213

6.22  敏感黏土性质与其他指标、变量的相互关系 224

6.23  分散黏土 229

6.24  土的崩解 232

6.25  湿陷土和膨胀土 232

6.26  硬土和软岩 234

6.27  本章结语 235

思考题 236

下　篇

7　土的均匀、连续化和变量的选择及有效应力和粒间应力 241

7.1　概述 241

7.2  热力学的一些基本概念 242

7.3  表征体元 245

7.4  变量的选择和有效应力 252

7.5  粒间应力的作用 253

7.6  有效应力的进一步讨论 264

思考题 267

8　土的一般性质和体积变形 268

8.1  土的一般力学性质 268

8.2  土的应力形式及其强度和变形 272

8.3  土力学实验 273

8.4  颗粒之间的物理相互作用 276

8.5  土的体积变形及其对土的力学性质和渗透性的影响 283

8.6  土的各向同性压缩和膨胀 285

8.7  一维压缩和膨胀与各向同性压缩和膨胀及三维轴对称压缩和膨胀的比较 289

8.8  有关土体积变化的深入探讨 292

8.9  场地的水平应力 313

思考题 316

9  临界状态土力学1：土的基本概念和行为 318

9.1  概述 318

9.2  三维轴对称情况下的应力和应变 320

9.3  正常固结土 323

9.4  土的临界状态 324

9.5  正常固结黏土的偏应力作用和体积变形 340

9.6  超固结土的偏应力作用和体积变形 355

9.7  砂土的偏应力作用和体积变形 368

思考题 379

10　临界状态土力学2：剑桥模型 381

 10.1　概述 381

 10.2  土的线弹性变形 382

 10.3  土的塑性变形 388

 10.4  原始剑桥模型 392

 10.5  修正剑桥模型 397

 10.6  不排水情况下剑桥模型塑性应变增量方程 400

 10.7  三轴伸长情况 401

 10.8  三维主应力空间中土的屈服面和状态边界面 402

 10.9  采用通过三轴压缩实验得到的参数预测平面应变条件下土的行为 417

 10.10  三维空间中土的应力作用的讨论 422

 10.11  主应力轴旋转的影响 427

 10.12  土体的刚度 427

 10.13  土性指标的确定 430

 10.14  剑桥模型的优点和局限性 431

 10.15  例题 433

 思考题 441

11  土的强度理论 443

 11.1  土的抗剪强度 446

 11.2  莫尔-库仑强度理论 454

 11.3  莫尔-库仑强度理论的应用及其参数的确定 462

 11.4  三维强度理论 476

 11.5  影响土强度的因素 489

 11.6  砂土的抗剪强度参数 500

 11.7  黏土的抗剪强度参数 507

 11.8  土的残余状态和残余强度 509

 11.9  混合土的强度 513

 11.10  土的黏聚力 517

 11.11  土的抗拉强度和抗拉剪耦合作用强度理论 519

 思考题 529

12　饱和土的固结理论 531

 12.1　太沙基一维固结理论 531

 12.2  太沙基一维固结方程的求解 533

 12.3  一维固结理论的发展 538

 12.4  三维固结理论 543

 思考题 549

13  土的流变 551

 13.1  流变是什么 551

 13.2  软黏土流变的微观解释 552

 13.3  软黏土的三大流变特性 554

 13.4  流变本构理论研究 576

 13.5  三维流变本构模型 583

 13.6  三大流变特性的统一性 589

 13.7  流变本构理论的应用研究 594

 13.8  结论 604

 思考题 604

14  非饱和土力学 606

 14.1  概述 606

 14.2  吸力与土水特征曲线 607

 14.3  独立状态变量的选择 613

 14.4  非饱和土的强度理论 618

 14.5  非饱和土的变形理论 626

 思考题 642

15  土的渗流 643

 15.1  概述 643

 15.2  饱和土的渗透性和渗流定律 643

 15.3  饱和土的渗透系数 647

 15.4  非饱和土的渗透性 649

 15.5  非饱和土的渗透系数 652

 15.6  渗透系数的测定 656

 思考题 663

16  土的多场多变量耦合理论 664

 16.1  概述 664

 16.2  流动规律和耦合流动 665

 16.3  多孔介质理论 666

 16.4  水-力（HM）耦合方程 673

 16.5  热-水-力（THM）耦合方程（高温） 677

 16.6  热-水-力（THM）耦合控制方程（低温） 680

 16.7  水-力-化（HMC）耦合控制方程 682

参考文献 686

编后语 721