土力学-基础工程

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1、第0章绪论《土力学》部分（一）土力学的概念土力学——用力学原理去研究土的应力、应变、强度、稳定性及随时间变化和渗透性规律的学科。土力学是研究土体的一门力学。广义的土力学包括土的生成、组成、物理化学、物理生物性质及分类在内的土质学。（二）土力学的研究内容地基与基础设计的主要理论依据是土力学。土力学研究的对象可概括为：研究土的本构关系以及土与结构物相互作用的规律。土的本构关系即土的应力~应变~强度~时间四个变量之间的内在关系。（三）本课程的特点和学习要求学习土力学基础理论，从研究土的物理力学特性开始，

2、土是一种特殊的建筑材料，与钢、木材等有本质区别，土是有固体颗粒、水、气三相组成，其受力变形机理十分复杂。现有的土力学理论很难模拟天然土层在建筑物作用所表现的各种力学形状的全貌，所以还要借助试验、实测，紧密结合实践经验进行合理分析。了解地基勘察和原位测试技术以及室内土工试验方法也是本课程的一个重要方面。（四）本学科发展概况1.土力学理论的发展在1773-1776年库仑提出土的抗剪强度和土压力的滑动土楔理论，土力学进入古典理论时期，其后，彭斯莱对现行滑动土楔作了更完善的解。郎肯从塑性应力场出发建立了新

3、的土压力理论，对土力学的发展起了很大影响。布新纳斯克提出了一点集中荷载作用下弹性地集中的应力和位移的计算理论。达西通过水在砂中的渗流实验，建立了达西公式。1925年，太沙基（集大成者）的“土力学”出版，土力学进入一个新的时期。他提出了有效应力理论，一维固结理论，使土力学成为一门系统的学科。此后30年内，由于计算机的普及使用，是土力学在基本理论、计算方法、室内和现场试验设备等诸方面都得到了革命性的发展。在土的本构关系的研究，建立了各种应力—应变—时间的非线性数学模型，计算土的弹塑性变形和应力应变随时

4、间的流变过程。在计算方法中，把数值计算方法如差分法、有限元法等直接运用到地基和土工计算中。在室内试验方面，改进了试验设备，并自动采集和加工实验数据。在原位测试方面，进一步改进各种原位测试仪器，如静力触探仪、十字板剪力仪、旁压仪等。2.本学科今后的发展方向本构模型的使用范围存在一定的局限性，且试验参数多，易产生误差。粘性土的抗剪强度的研究，有许多影响强度的因素还未搞清楚。土的动力性质的研究计算方法中，有些计算问题有待进一步研究：如土体在反复或周期荷载下的变形和稳定计算问题等。试验设备中，土工试验的离

5、心机，许多土的重力的模拟问题，只能靠离心机实验来解决。许多抗震问题，也要靠离心试验。将可靠度理论应用到地基基础设计规范中。（因为地基设计参数有一定随机性）《基础工程》部分b地面粉质粘土基础底面基础粘土地基B（一）地基及基础的概念关于地基及基础，有人分不清楚，常常把地基称为基础。实际上，两者是完全不相同的。1.地基----承受建筑物荷载的地层。地基的分类：土基按地质情况分：岩基浅基天然地基按设计施工情况分：深基人工地基2.基础——建筑物向地基传递荷载的下部结构，即建筑物最底下的

6、一部分，由钢筋混凝土、混凝土或砖等建材筑成，其作用是扩散上部结构荷载，减小应力强度，传给地基。基础的分类：地沉深筏条扩浅按平钻预分按柱摩桩基下井箱平片形大平基孔制地桩擦基础连基底桩质桩续础埋等条墙等置件等深及度施分工技术按岩层埋藏深浅分基础一般施工工序是：1.开挖基坑2.基坑支护3.基坑排水（井点降水等）4.基底处理5.基础砌筑（二）地基与基础设计的主要理论依据地基与基础设计的主要理论依据是土力学。土力学研究的对象可概括为：研究土的本构关系以及土与

7、结构物相互作用的规律。土的本构关系即土的应力~应变~强度~时间四个变量之间的内在关系。（三）基础工程内容及地基基础设计技术条件基础工程包括基础的设计、施工和监测。本课程主要介绍地基和基础的设计原理。基础工程设计——包括基础设计和地基设计两部分。基础设计——基础形式的选择、基础埋置深度及基底面积大小、基础内力和断面计算等。如果地下部分是多层的结构，基础设计还包括地下结构的计算。地基设计——地基土的承载力确定、地基变形计算、地基稳定性计算等。当地基承载力不足或压缩性很大而不能满足设计要求时，需要进行地

8、基处理。为了保证建筑物的安全和正常使用，在地基基础设计中，须满足以下两个技术条件：1.变形条件：要求建筑物的沉降量、沉降差、倾斜和局部倾斜都不能大于地基容许变形值。2.强度条件：作用于地基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。3.上部结构的其他要求：除满足上述要求，还应满足上部结构对基础结构的强度、刚度和耐久性要求。地基基础是建筑物的根基，它的勘察、设计和施工质量直接关系着建筑物的安危。据统计，众多工程事故中，很多与地基基础问题有关。而且，一旦发生地