土力学与地基基础2

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1、土力学与地基基础绪论一、土、土力学、地基及基础的有关概念1土：是岩石经风化、剥蚀、搬运、沉积等物理、化学、生物作用，在地壳表面形成的各种散粒堆积物。2土力学:研究土的应力、变形、强度和稳定以及土与结构物相互作用等规律的一门力学分支称为土力学。3地基:支撑建筑物荷载、且受建筑物影响的那一部分地层称为地基。4基础:建筑物向地基传递荷载的下部结构就是基础(参看图0-1)。0-1地基、基础示意图4地基基础设计的先决条件：在设计建筑物之前，必须进行建筑场地的地基勘察，充分了解、研究地基土(岩)层的成因及构造、它的物理力学性质、地下水情况以及是否存在(或可能发生)影响场地稳定性的不良

2、地质现象(如滑坡、岩溶、地震等)，从而对场地件作出正确的评价。5地基基础设计的两个基本条件：对于地基应满足：(1)要求作用于地基的荷载不超过地基的承载能力，保证地基在防止整体破坏方面有足够的安全储备；(2)控制基础沉降使之不超过地基的变形允许值，保证建筑物不因地基变形而损坏或者影响其正常使用。(3)满足地基的稳定。对于基础应满足：还应满足对基础结构的强度，刚度和耐久性的要求。6基础结构的型式：7地基类型：按地质情况分：土基、岩基。按施工情况分：天然地基（浅基、深基）、人工地基。8地基基础设计方案的选取原则9地基及基础的重要性(工程实例)二、本课程的特点和学习要求1、课程的

3、特点：（1）地基及基础课程涉及工程地质学、土力学、结构设计和施工几个学科领域，内容广泛、综合性强；（2）课程理论性和实践性均较强。2、学习要求：(1)学习和掌握土的应力、变形，强度和地基计算等土力学基本原理；(2)学习和掌握浅基础和桩基础的设计方法；(3)熟悉土的物理力学性质的原位测试技术以及室内土工试验方法；（4）重视工程地质基本知识的学习，了解工程地质勘察的程序和方法，注意阅读和使用工程地质勘察资料能力的培养。三、本学科发展概况地基及基础既是一项古老的工程技术，又是一门年青的应用科学。追本溯源，世界文化古国的远古先民，在史前的建筑活动中，就已创造了自己的地基基础工艺。

4、我国西安半坡村新石器时代遗址和殷墟遗址的考古发掘，都发现有土台和石础。这就是古代“堂高三尺、茅茨土阶”(语见《韩非子》)建筑的地基基础型式。作为本学科理论基础的土力学的发端，始于十八世纪兴起了工业革命的欧洲。那时，资本主义工业化的发展，工场手工业转变为近代大工业，建筑的规模扩大了。为了满足向国内外扩张市场的需要，陆上交通进入了所谓“铁路时代”。因此，最初有关土力学的个别理论多与解决铁路路基问题有关。1773年，法国的库伦根据试验创立了著名的砂土抗剪强度公式，提出了计算挡土墙土压力的滑楔理论。九十余年后，1869年英国的朗肯又从不同途径提出了挡土墙土压力理论。这对后来土体强

5、度理论的发展起了很大的作用。此外，1885年法国布辛奈斯克求得了弹性半空间在竖向集中力作用下的应力和变形的理论解答。1922年瑞典费兰纽斯为解决铁路坍方问题作出了土坡稳定分析法。这些古典的理论和方法，直到今天，仍不失其理论和实用的价值。在长达一个多世纪的发展过程中，许多研究者承继前人的研究，总结了实践经验，为孕育本学科的雏形而作出贡献。1925年，太沙基归纳发展了以往的成就，发表了《土力学》一书，接着，于1929年又与其他作者一起发表了《工程地质学》这些比较系统完整的科学著作的出现，带动了各国学者对本学科各个方面的探索。从此，土力学及地基基础就作为独立的科学而取得不断的进

6、展。时至今日，土建，水利、桥梁、隧道、道路、港口、海洋等有关工程中，以岩土体的利用、改造与整治问题为研究对象的科技领域，因其区别于结构工程的特殊性和各专业岩土问题的共同性，已融合为一个自成体系的新专业—“岩土工程”。它的工作方法就是：调查勘察、试验测定、分析计算、方案论证，监测控制、反演分析，修改定案；它的研究方法是以三种相辅相成的基本手段，即数学模拟(建立岩土本构模型进行数值分析)、物理模拟(定性的模型试验，以离心机中的模型进行定量测试和其它物理模拟试验)和原体观测(对工程实体或建筑物的性状进行短期或长期观测)综合而成的。我国的地基及基础科学技术，作为岩土工程的一个重要

7、组成部分，已经、也必将继续遵循现代岩土工程的工作方法和研究方法进行发展。第一章土的物理性质及工程分类1-1概述1土的定义：土是连续，坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒，经过不同的搬运方式，在各种自然环境中生成的沉积物。2土的三相组成：土的物质成分包括有作为土骨架的固态矿物颗粒、孔隙中的水及其溶解物质以及气体。因此，土是由颗粒(固相)、水(液相)和气(气相)所组成的三相体系。1-2土的生成与特性一、地质作用的概念1、地球的圈层构造：外圈层：大气圈、水圈、生物圈；内圈层：地壳、地幔、地核。构成天然地基的物质是地壳内的岩石和