土力学0 绪论(工管)

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1、0陈希哲编著清华大学出版社裴建良制作土力学与地基基础10.1土力学与地基基础的研究对象——什么是土力学与地基基础？土力学与地基基础0绪论0绪论0.1.1土和土力学（1）定义——是岩石风化的产物，是母岩风化后经搬运、沉积等地质作用形成的岩石碎屑和单独矿物颗粒组成的集合体。（2）特性●三相系、性质复杂多变●散粒体——视为连续体分析●强度较低、压缩性较大、可渗透性●非线性弹性、弹塑性2（3）作用●地基●环境●材料（5）土力学——以各门力学与工程实践相结合为基础，以土为研究对象，研究土的物理特性及其受力后应力、变

2、形、强度、稳定和渗透等特性及其随时间变化规律的学科，它是力学的一个分支。（4）简单分类●粘性土和无粘性土●细粒土和粗粒土土力学与地基基础0绪论30.1.2地基和基础（a）水闸（b）柱子上部结构基础地基土力学与地基基础0绪论（1）建筑物组成：上部结构、基础和地基，是一整体4土力学与地基基础0绪论阿联酋迪拜全球最高的“哈利法塔－迪拜大厦”，162层，高818m。5土力学与地基基础0绪论918米长的马格德堡水桥位于德国柏林附近的马格德堡，历时6年，花费5亿欧元建成。确切说它是一座跨越易北河的渠道桥，是连接东德和

3、西德的重要项目。6土力学与地基基础0绪论贵州北盘江大桥号称亚洲第一高桥，主跨388米，我国首座采用双向预应力砼加劲板梁设计的特大型桥梁。7土力学与地基基础0绪论成为世界上唯一一座经受住IX度以上地震烈度检验的高混凝土面板堆石坝，在国际面板堆石坝抗震史上具有里程碑的意义。2009年第一届堆石坝国际研讨会授予紫坪铺大坝国际堆石坝里程碑特别工程奖。面板堆石坝，高156m8土力学与地基基础0绪论（2）基础（foundation）d(Df)b(B)地基地面基础底面基础N——连接上部结构和地基的部分，其承受上部结构的

4、自重以及作用于建筑物上的各种荷载，并将其扩散传递给基础底面下的土层。●深基础和浅基础(d<5m，ord<4b)●刚性基础和柔性基础——材料的受力特点9土力学与地基基础0绪论（3）地基（subgrade,foundationsoil）——由于建筑物的修建而引起应力状态发生改变的地（土）层。●地基的持力层：基础底面下直接承受荷载，对地基起主要作用的土层，或基础直接搁置其上的土层。●地基的下卧层：持力层下受荷载影响较小的土层。●天然地基和人工地基地基地面基础底面基础N地基持力层地基下卧层影响深度附加应力大小附加

5、应力分布10土力学与地基基础0绪论（4）地基基础设计原则●地基的强度条件—保证地基上的荷载不大于地基的承载能力●地基的变形条件—地基变形不损坏or影响上部建筑物的正常使用●综合考虑地基、基础与上部结构三者的相互关系●综合考虑安全、经济、合理、可行性11土力学与地基基础0绪论0.2土力学与地基基础的重要性——为什么学习土力学与地基基础？0.2.1土力学与地基基础的重要性●隐蔽工程●造价高（10%~30%）、工期长（25%~30%）●地基与基础的复杂性●失事后果严重●应用广泛，高层建筑和大型工程的要求地基：变

6、形、强度、渗流和地震等地基：变形、强度、渗流和地震等基础：断裂、滑移等12土力学与地基基础0绪论Ref：《建筑地基基础设计规范GB50007-2002》0.2.2国内外工程事故示例0.2.2.1变形●倾斜●局部倾斜●沉降差●沉降量地基变形特征：13土力学与地基基础0绪论（1）倾斜比萨斜塔8层55m（150MN）直径16m偏离中心5.27m倾斜5.5度修建时间:1173～1370●高耸结构●地基砂、粘土由南向北变薄14土力学与地基基础0绪论苏州虎丘塔15土力学与地基基础0绪论苏州虎丘塔●高耸结构●地基覆

7、盖层相差悬殊●落成于宋代961年●高47.5m，7层●塔顶偏离中心线2.31m,塔身现不少裂缝16土力学与地基基础0绪论根本原因：覆盖层厚度西南为2.8m，东北为5.8m，厚差3.0m重要原因：南方多暴雨，雨水渗入地基块石填土层，冲走块石之间的细粒土，形成很多空洞。地质剖面图17土力学与地基基础0绪论（2）沉降量墨西哥市艺术宫(1904)墨西哥国家首都墨西哥市艺术宫，是一座巨型的具有纪念性的早期建筑。此艺术宫于1904年落成，至今已有100余年的历史。该市处于四面环山的盆地中，古代原是一个大湖泊。因周围火

8、山喷发的火山沉积和湖水蒸发，经漫长年代，湖水干涸形成目前的盆地。18土力学与地基基础0绪论室内外连接困难交通不便内外网管道修理工程量增加现象：下沉达4m，旁边的道路下沉2m。原因：世界罕见的超高压缩性淤泥(25m厚)，天然孔隙比7～12，天然含水率150％～600％19土力学与地基基础0绪论上海展览中心馆●地基土为高压缩性淤泥质软土●1954－1979平均沉降160cm●1954年底沉降60cm，1957~1979年沉降量仅2