土力学是研究土体性质及其在工程中的应用的一门学科，广泛应用于建筑工程、道路桥梁建设以及地质灾害防治等领域。为了帮助大家更好地掌握这一领域的核心知识，本文对土力学的基本概念、原理及常用公式进行了系统梳理与总结。

一、土的基本特性

1. 三相组成：土由固体颗粒、水和气体三部分组成，其中固体颗粒构成了土的主要骨架，而水和气体则填充了孔隙空间。

2. 密度与重度：

- 干密度（ρd）：单位体积中固体颗粒的质量；

- 饱和密度（ρsat）：单位体积中包含全部水时的总质量；

- 浮重度（γ′）：地下水位以下时的有效重度，计算公式为 γ′ = γw - γs。

3. 孔隙比（e）与饱和度（Sr）：

- 孔隙比 e = Vv / Vs，表示单位体积内孔隙体积与固体颗粒体积之比；

- 饱和度 Sr = Vw / Vv，表示孔隙中被水占据的比例。

二、土的渗透性

1. 达西定律：描述了水流通过土体的规律，其公式为：

\[

q = k \cdot i

\]

其中，q 为渗流量，k 为渗透系数，i 为水力梯度。

2. 渗透系数的影响因素：

- 土粒大小与级配；

- 水温；

- 土的密实程度。

三、地基承载力理论

1. 普朗特极限承载力公式：

\[

q_u = cN_c + qN_q + 0.5γBN_γ

\]

其中，c 为黏聚力，q 为基础底面以上土体的自重压力，γ 为土的重度，B 为基础宽度。

2. 太沙基公式：适用于均质黏土地基，表达式为：

\[

q_f = cN_c + qN_q + 0.5γBN_γ

\]

四、边坡稳定性分析

1. 圆弧滑动法：通过假设滑动面为圆弧形，利用摩尔-库伦强度准则进行计算。

2. 安全系数 F：定义为抗滑力矩与下滑力矩之比，F > 1 表示稳定。

五、特殊土的性质

1. 软土：高孔隙比、高压缩性和低强度，常用于固结沉降计算；

2. 膨胀土：遇水膨胀、失水收缩，需注意防裂处理；

3. 冻土：温度低于冰点，具有显著的热物理特性。

六、实际应用中的注意事项

1. 在施工前应进行详细的地质勘察，确保设计参数准确无误；

2. 合理选择基础形式，避免因不均匀沉降导致结构破坏；

3. 对于特殊土体，需采取针对性的加固措施，如换填法或注浆法。

以上是对土力学基础知识的一个简要总结，希望对学习者有所帮助。由于土力学涉及的内容较为复杂且实践性强，建议结合具体案例深入理解相关理论。