土的物理性质和工程分类课件.ppt

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1、土力学授课老师：程显霞学习班级：水工0绪论一、研究对象：土—是地壳岩石经过物理风化和化学风化作用后的产物，是各种大小不同的土粒按各种比例组成的集合体，土粒之间的空隙中包含着水和气体，是一种三相体系。土力学—是利用力学知识和土工试验技术，来研究土的强度、变形及其规律的一门学科。二、本门学科的重要性a.地基和基础位于地面以下，系隐蔽工程。它的勘察、设计和施工质量，直接影响建筑物、道路、桥梁等的安全，一旦发生质量事故，补救和处理往往很困难，甚至是不可能的。b.地基基础工程的造价和施工工期在建筑总造价和总工期中所占的比例与多种因素有关，约为3

2、0％。c.充分利用各种不良地基、不占或少占耕地、最大限度地提高土地利用率，已使地基基础工程在社会发展中占有越来越重要的地位。三、本课程的主要特点内容及学习建议1、特点a.实践性和理论性较强；b.知识更新周期较短，且往往是实践领先于理论，促使理论不断更新和完善。2、基本要求掌握土力学的基本原理和主要概念；运用这些原理和概念并结合建筑物设计方法和施工知识，分析和解决地基基础的工程问题。四、基本内容本教材共分八章：第1章土的物理性质及工程分类第2章土中应力计算第3章土的渗透性第4章土的压缩与固结第5章土的抗剪强度第6章土压力计算第7章土坡稳

3、定分析第8章地基承载力上海在建楼倒塌上海展览中心馆上海展览中心馆原称上海工业展览馆，位于上海市区延安中路北侧。展览馆中央大厅为框架结构，箱形基础，展览馆两翼采用条形基础。箱形基础为两层，埋深7.27m。箱基顶面至中央大厅顶部塔尖，总高96.63m。地基为高压缩性淤泥质软土。展览馆于1954年5月开工，当年底实测地基平均沉降量为60cm。1957年6月，中央大厅四周的沉降量最大达146.55cm，最小为122.8cm。到1979年，累计平均沉降量为160cm，从1957年至1979年共22年的沉降量仅20cm左右，不及1954年下半年

4、沉降量的一半，说明沉降已趋向稳定。但由于地基严重下沉，不仅使散水倒坡，而且建筑物内外连接的水、暖、电管道断裂，都付出了相当的代价。浙江萧甬铁路路基下沉事故现场加拿大特朗斯康谷仓地基事故该谷仓平面呈矩形，南北向长59.44m，东西向宽23.47m，高31.00m，容积36368立方米，容仓为圆筒仓，每排13个圆仓，5排共计65个圆筒仓。谷仓基础为钢筋混凝土筏板基础，厚度61cm，埋深3.66m。谷仓于1911年动工，1913年完工，空仓自重20000T，相当于装满谷物后满载总重量的42.5%。1913年9月装谷物，10月17日当谷仓已装

5、了31822谷物时，发现1小时内竖向沉降达30.5cm，结构物向西倾斜，并在24小时内谷仓倾斜，倾斜度离垂线达26°53ˊ，谷仓西端下沉7.32m，东端上抬1.52m，上部钢筋混凝土筒仓坚如磐石。谷仓地基土事先未进行调查研究，据邻近结构物基槽开挖试验结果，计算地基承载力为352kPa，应用到此谷仓。1952年经勘察试验与计算，谷仓地基实际承载力为（193.8-276.6）kPa，远小于谷仓破坏时发生的压力329.4kPa，因此，谷仓地基因超载发生强度破坏而滑动。事后在下面做了七十多个支撑于基岩上的混凝土墩，使用388个50t千斤顶以及

6、支撑系统，才把仓体逐渐纠正过来，但其位置比原来降低了４米。第1章土的物理性质及工程分类1-1土的形成岩石土风化残积土运积土1-2土的组成土固相:液相气相一、土的固相1、土粒的矿物成分原生矿物：由岩石经过物理风化形成，其矿物成分与母岩相同。次生矿物：岩石经化学风化后所形成的新的矿物，其成分与母岩不相同。粘土矿物有高岭石、伊利石、蒙脱石等亲水性逐渐增强2、土的颗粒级配（1）粒组---工程上通常把工程性质相近的一定尺寸范围的土粒划为一组，成为粒组。漂石(块石)卵石(碎石)圆砾(角砾)砂粒粉粒粘粒六大粒组200mm2mm0.005mm0.0?

7、mm?0mm细粒组（2）土的颗粒级配：土中各个粒组的相对含量(通常以各粒组占土粒总量的百分数来表示)。a实验方法筛分法：适用于粗粒土比重计法:适用于细粒土b粒度表示方法土的颗粒级配曲线粒组频率曲线筛分法用一套孔径不同的筛子，按从上至下筛孔逐渐减小放置。将事先称过质量的烘干土样过筛，称出留在各筛上的土质量，然后计算其占总土粒质量的百分数比重计法利用不同大小的土粒在水中的沉降速度不同来确定小于某粒径的土粒含量颗粒粒径级配曲线纵坐标表示小于某粒径的土粒含量百分比,横坐标表示土粒的粒径(对数坐标）颗粒级配的描述不均匀系数Cu曲率系数Cc对于砾

8、类土或砂类土，同时满足Cu≥5和Cc=1～3时，定名为良好级配砂或良好级配砾二、土中的水结合水强结合水弱结合水自由水毛细水重力水结合水是指由电分子引力吸附于土粒表面成薄膜状的水。粘性假粘聚力、渗流翻浆三、土中气体土中气体