1.土力学在土质堤坝变形及地基沉降计算中的应用

1925年由奥地利的太沙基出版了第一部《土力学》。对于沉降量的计算，土力学早已经提出了公式。在计算时，首先要掌握基础平面尺寸和埋深、地质剖面图、总荷载及其在基底上的作用点位置等资料。掌握这些原始资料后，将土层的剖面图分成若干薄层进行计算，就能较准确地计算出地基沉降。同样的，土力学也可以计算出土体的沉降差及倾斜量。计算、掌握了这些数据之后，就能够采取适当的措施避免沉降带来的问题，提升工程项目的施工质量。

南水北调中线工程总干渠跨越了长江、黄河、淮河、海河等多个流域以及从南往北的气候带和不同地质结构，存在膨胀土、黄土、砂土等特殊性质的岩土。该干渠穿越数百千米膨胀土地区的渠段断面设计以及相应的工程处理措施，涉及：①膨胀土抗剪强度试验方法及指标的选取；②膨胀土渠道合理的断面形式、边坡坡比及处理措施；③膨胀土边坡稳定分析方法；④膨胀土作为填方土料的可行性及处理措施研究；⑤工程运行期渠坡的变形与破坏的长期监测等。其中，膨胀土抗剪强度是渠坡稳定分析、断面设计、渠道处理措施设计的基础。膨胀土边坡在一定深度范围内的含水率随着降雨、温度、蒸发等环境因素发生变化，而含水率的变化将使土体的负孔隙水压力（基质吸力）随之改变，直接导致非饱和土的抗剪强度随之呈现出显著的“变动强度”特性。如果不了解膨胀土边坡破坏的内在原因，不掌握膨胀土边坡变形的真实机理，忽视了土体内部结构、裂隙面、胀缩性等客观因素对其抗剪强度的影响，要么使得膨胀土滑坡的隐患长期存在；要么采取放缓边坡的设计，导致工程量增大，造成大量宝贵农田的浪费。

2.土力学在天然地基承载力计算中的应用

地基检算成为工程设计中的一项重要内容，包括对地基强度、变形和稳定性三方面的检算。其中，地基强度的检算是最基本的问题。土力学为地基检算、确定地基的容许承载力提供了方法。

在确定地基容许承载能力时，常运用的方法包括：控制地基中塑性区发展深度的方法；由原位测试确定地基的容许承载力；按理论公式求地基的极限载荷再除以安全系数；按相关规范提供的经验公式确定容许承载力。我国关于水利工程基础、铁路路基、建筑地基等的容许承载力的确定都有比较明确的规范和经验公式。目前的工程项目大多采用依据相关规范确定容许承载力的方法。

在一些软弱地基上施工，需要置入高强度的其他材料，形成复合地基。目前这些新材料、新工艺的应用已经有了一定范围的推广。但目前的设计理论还不能满足应用需要，需做进一步研究。

3.土压力在挡土墙中的应用

土压力的计算十分复杂，不但要考虑挡土墙后土体、地基和墙身三者的关系，还与施工方式、墙身位移、墙体材料、墙后土体性质乃至地下水状况等诸多因素有关。土力学中关于土压力计算的理论有郎肯土压力理论和库仑土压力理论，这两种理论基本可以解决目前的土压力分布问题。(www.daowen.com)

4.土的动力及地震特性在滑坡和地基处理中的应用

若出现外界因素导致土坡失去平衡，土体将会沿某一滑面发生滑动，即滑坡。为了避免这种现象的出现，土力学提出了相应于不同滑面土坡稳定的分析方法。根据这些理论，能够提出加强土坡稳定的措施，包括减载、加重、排水、支挡等。

当地基不能满足工程要求时，可应用土力学原理对地基进行处理。地基处理主要是为了改善土体性质，满足建筑物对地基力学的基本要求。工程中的地基处理方式主要有四种技术思路，即：胶结、固化、电化学加固类；换填类；夯实、挤密类；加筋类等。土体在动载荷作用下的性质是不容忽视的问题。不同的工程项目有不同的动载荷来源，包括车辆动载荷，浪击动载荷，风力动载荷，冲击载荷以及爆炸、地震等突发性的动载荷。这些动载荷会导致工程失稳甚至破坏，需要用土力学理论进行分析并采取相应措施。

5.岩石力学在水工洞室设计、施工中的应用

水工引水洞室、地下厂房的设计、施工过程中，要解决地应力分布特征、岩石力学特性、工程岩体分级、洞室围岩变形破坏特征、岩体稳定与支护分析、超载安全度以及洞室围岩开挖与支护措施等岩石力学问题。

如洞室开挖后，岩体变形会随时间发生变化，因此需要设计合理的支护方案和采取合理的支护措施。通过岩石力学数值模拟和力学计算，得到地下厂房适宜的开挖方案；根据各种围岩支护措施条件下围岩的变形、应力状态、塑性区分布等评价加固效果，确定支护时机和优化的支护方案等。

力学在水利工程中的应用十分广泛和深入。本书对基础力学问题进行工程应用案例分析，将理论力学、材料力学、水力学三部分形成《力学在水利工程中的应用（上册）》；结构力学、土力学、岩石力学等三部分形成《力学在水利工程中的应用（下册）》。