照明質量
[拼音]：tulixue
[英文]：soil mechanics
研究土體在荷載、自重、滲流、水分變化、溫度變化等因素作用下的應力、應變、強度等力學響應的學科，是力學的一個分支。它與材料力學、水力學、工程地質、水文地質、土質學和岩石力學等有密切關係。土力學為建築物地基基礎、擋土結構、堤壩、地下結構、碼頭和海上平臺等工程的設計、施工和管理提供理論和實踐的科學依據。
研究內容
土力學的研究物件是土。土是岩石在不同自然條件下風化的產物，一般分粘性土和無粘性土兩類，由礦物顆粒、孔隙中的水和空氣三相組成。土力學的研究內容主要有以下幾個方面。
（1）土的變形：研究土在靜荷載作用下的應力-應變-時間關係，包括土的變形、固結和流變三個部分。土的物理力學性質很複雜，一般具有各向異性、非均勻性、非線性、彈塑性和剪脹性等特徵，有的還表現出大變形、軟化和蠕變等特性。要想建立全面反映土體各種特性的變形理論是不可能的，一般必須通過適當的簡化，才能建立有關的本構模型，用於實際土工問題的計算和分析。
（2）土的強度：研究土的抗剪強度準則、各種因素對強度的影響，以及土工穩定分析問題。比較符合實際的土的強度準則為莫爾－庫侖準則，但對於高壓情況，必須考慮其非線性。土體的穩定與變形有密切關係，而當前的土工穩定問題(包括土坡穩定、地基承載力和擋土牆土壓力等)的分析研究，則多數是脫離變形問題而獨立進行的，並把土作為理想的剛塑性材料看待。
（3）土的滲透：研究土中重力水的滲透規律、各種邊界條件下的滲流場，以及滲透變形問題。土中滲流一般為層流，服從達西定律。在天然土層中，滲流往往具有各向異性。以流體動力學為基礎建立起來的滲流場理論，是目前滲流分析的主要依據。滲透變形有管湧、流土之分，在水利工程中必須防止發生。
（4）土動力學問題：研究土在各種動荷載作用下的強度和變形特性、振動波在土中傳播的規律，以及地基和土工建築物的動力分析和工程抗震問題。砂土振動液化是動力分析中的一個重要課題。
（5）鬆軟土體的人工加固：根據不同土質和不同的上部結構要求，可採用不同的經濟合理的加固方法，旨在提高土的密度、剛度和強度，減少土的壓縮性和滲透性，從而提高土體的穩定程度，保證工程的正常執行和安全。常用的加固方法有：換土墊層法、預壓加固法、鎮壓層法、土工織物加筋法、振密法、強夯法、灌漿法、上游截滲和下游排滲法等。此外還採用樁基礎及管柱基礎等深基礎方法來解決鬆軟地基上造建築物的問題。
研究方法
土力學的發展主要依賴於土工測試、理論研究和計算分析三者的不斷進步。
土工測試包括四個方面。
（1）勘探取樣：要求儘可能減少土樣所受的結構擾動，最大限度保持原位性狀。為此勘探取樣技術不斷改進，且向多功能、自動測記發展。地球物理勘探新技術也已被應用於探測地層分佈和地下水情況。
（2）室內物理力學性質試驗：旨在研究單元土體的變形、強度、透水效能與靜、動應力等因素之間的關係，建立一定的擬合方程，確定相應的引數，供工程實踐使用。軸對稱的三軸儀是目前研究土體變形和強度特性的常用儀器；為了深入研究，還發展了真三軸儀、平面應變儀、扭剪儀、應力路徑控制三軸儀、共振柱等儀器。
（3）土工模型試驗：根據地基和土工建築物尺寸，按比例縮小，做成模型，進行試驗，觀測應力、孔隙水壓力、變形、滲透和破壞等資料及現象。目的有三：一是分析機理，研究變化規律；二是驗證理論計算結果和理論適用範圍;三是根據一定的相似律推算到原型，供設計參考。只有滲流模擬試驗(含電模擬、電網路模擬等)比較成熟，其結果可直接用於土工工程設計。至於離心模型試驗，雖有模型相似律可循，但還不完善，且對試驗土質有侷限性。其他土工模型試驗由於不滿足相似律，一般只能達到前述三個目的中的前兩個。
（4）原位測試：分兩類。一是現場確定土的物理力學性質指標，如觸探、標準貫入、 十字板、 靜載、旁壓、抽水等試驗；二是在土工結構物和地基中埋設各種觀測儀器，測記土體變形、應力、孔隙水壓力、滲流量及水位等，用以監控工程施工、反算有關引數、修改工程設計、保證執行安全和驗證理論計算結果。
在土工理論研究方面，主要是以各種力學理論為基礎，結合土的特性來進行的，所應用的經典理論有線彈性理論、有效應力原理與固結理論、土體極限平衡理論、流變理論和滲流理論等。隨著計算技術和土工測試技術的發展，又發展了土體非線性彈性理論、彈塑性理論、土體動力分析理論、大變形理論和非穩定滲流理論。
在土工計算方面，除解析解方法外，還用數值解方法，其中有限元法應用最廣，邊界元法和有限差分法亦有應用，概率統計方法也正引起土工界的注意。這些方法的應用，使許多複雜的土工計算問題得到比較合理的解決，但還不能準確地為土工工程設計提供可靠的定量依據。
應用
土力學在水利工程中的應用很廣。在土質地基上修建水工建築物，必須進行地基穩定和沉降的校核計算、岸翼牆土壓力計算，以及滲透變形計算。在河谷中修建高土石壩，必須進行壩體和地基的應力、變形和穩定分析；對於塑性心牆土石壩還要分析發生水力劈裂的可能性。設計水力衝填工程時，必須進行固結計算。對於鬆軟地基和危險水庫的處理，必須應用土力學的有關知識。由於土的性質很複雜，而土力學又是一門發展中的學科，所以許多土力學的計算分析只能達到定性程度或粗略定量程度，必須結合工程實踐經驗，才能對地基和土工建築物的設計做出綜合決斷。
參考書目
黃文熙主編：《土的工程性質》，水利電力出版社，北京，1983。
華東水利學院土力學教研室主編：《土工原理與計算》，水利電力出版社，北京，1982。
C.R.Scott，An Introductionto Soil Mechanics andFoundations， 3rd ed.，AppliedScience Publishers，London，1980.