上海交通大学土力学与地基基础5.ppt

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1、第五章地基勘察概述地质构造地形和地貌水文地质条件土中渗流的影响地基勘察的任务和内容地基勘察方法地基勘察报告书概述地基勘察调查研究和分析评价建筑场地和地基的工程地质条件为设计和施工提供所需的工程地质资料目的任务认识场地的地质条件，分析它与建筑物之间的相互影响重要性施工前不经过地基勘察或勘察不详、分析有误可能会造成严重工程事故或延误工程进度。具体例子如：意大利比萨斜塔、加拿大特朗斯康谷仓、苏州虎丘塔、上海工业展览馆等。著名的意大利比萨斜塔是由于地基不均匀沉降而造成倾斜的。该塔高度约55m，始建于11

2、73年，当建至24m高时便发现塔身倾斜而被迫停工，至1273年续建完工。该塔由于建在不均匀的高压缩性土地基之上，致使北侧下沉lm有余，南侧下沉近3m，沉降差1.8m，倾斜5.8度。已有800多年历史的比萨斜塔近挽每年平均下沉lmm，倾斜l、37mm。加拿大特朗斯康谷仓长59.4m。宽23.5m，高31.0m，钢筋混凝土片筏基础，厚2m，埋置深度3.6m，谷仓于1913年秋建成，10月初贮存谷物2.7万吨时发现谷仓明显下沉，谷仓西端下沉8.8m，东端上抬1.5m，最后，整个谷仓倾斜近27度。事后勘

3、察发现：该建筑物基础下埋藏有厚达16m的高塑性淤泥质软粘土层。谷仓加载使基础底面上的平均荷载达到330kPa，超过了地基的极限承载力280kPa，因而发生地基强度破坏而整体滑动。我国建于公元959－961年间的著名苏州虎丘塔。是一座中国式的斜塔。该塔为七级八角形砖塔。塔底直径13.66m，高47.5m，全部塔重支承在内外12个砖墩上。由于地基为厚度不等的杂填土和亚粘土夹块石，地基土的不均匀变形使塔身严重偏斜。自1957年初次测定至1978年，塔顶的位移由1.7m发展到2.32m，塔的重心偏离基础

4、轴线0.924m。由于塔身严重向东北向倾斜，各砖墩受力不均，致使底层偏心受压处的砌体多处出观纵向裂缝。最后采用挖孔桩方法建造桩排式地下连续墙加固地基，塔体的不均匀沉降和倾斜才得以控制。场地的工程地质条件岩土的类型及其工程性质地质构造地形地貌水文地质条件不良地质现象可利用的天然建筑材料等不同地区工程地质条件在性质上、主次关系配合上的不同，其勘察任务、勘察手段和评价内容也随之而异。地质构造地质构造：在漫长的地质历史发展过程中，地壳在内、外力地质作用下，不断运动演变，所造成的地层形态统称为地质构造。褶

5、皱构造断裂构造地壳水平运动过程1、4—砂岩；2—页岩；3、5—石灰岩地壳中层状岩层在水平运动的作用下，使原始的水平产状的岩层弯曲起来，形成褶皱。褶皱的基本单元，即岩层的一个弯曲称为褶曲，它的基本形式只有两种，即背斜和向斜。褶皱构造背斜与向斜示意图自然中的褶皱断裂构造断裂构造（岩体受力断裂使原有的连续完整性遭受破坏）节理断层（沿断裂面两侧的岩层发生位移或仅有微小错动）（发生了相对位移）自然中的节理自然中的断层断层类型地形和地貌地形指的是地表形态的外都特征，如高低起伏、坡度大小和空间分布等。但是，如

6、果研究地形形成的地质原因和年代。及其在漫长的地质历史中不断演化的过程和将来的发展趋势，那么，这种从地质学和地理学观点考察的地表形态就叫做地貌。地貌山地丘陵平原山地：山地是地壳上升运动或岩浆活动等复杂演变过程形成的，它同时又受到流水及其它外力的剥蚀作用，于是呈现现今山区那种崎岖不平、复杂多变的地貌。丘陵：丘陵是山地经过外力地质作用长期剥蚀切割而成的外貌低矮平缓的起伏地形。平原：平原是高度变化微小，表面平坦或者只有轻微波状起伏的地区。水文地质条件地下水：存在于地面下土和岩石的孔隙、裂隙或溶洞中的水叫

7、做地下水。建筑场地水文地质条件地下水的埋藏条件地下水位及其动态变化地下水化学成分地下水的腐蚀性上层滞水承压水潜水各种类型地下水埋藏示意图1—上层滞水；2—潜水；3—承压水水文循环示意图不透水层含水层透水层ImpermeableZone海水淡水海洋陆地内陆地下水海岸地下水内陆与海岸地下水的区别土中渗流的影响渗流力竖向渗流与流砂现象渗流对土坡稳定性的影响渗流对档土墙土压力的影响地下水在渗流过程中受到土骨架的阻力，相应地，水对土骨架的反作用力，称为渗流力，它是一种体积力，用表示。渗流力饱和土体中的渗流

8、力计算(a)渗流力示意图(b)假想水柱隔离体设想沿地下水流方向取出一个土柱体，其中F为假想土柱体横断面积，两端截面中点A1和A2的总水头分别为H1和H2。A1和A2处土柱静水压力分别为：土柱同体积水柱的重量在渗流方向的分力为：土柱中水受到土骨架的总阻力：TLF（其中T为单位体积土对渗透水的阻力）根据渗透方向的静力平衡条件得：式中：又因为或式中：竖向渗流与流砂现象以有效应力原理说明土体中竖向渗流力的效应：饱和土中竖向渗流时的孔隙水压力和有效应力总应力孔隙水压力有效应力图中：水力梯度、渗透深度和渗流