土力学地基基础第一讲绪论及土的工程性质.ppt

授课学时：60学时修课方式：必修考核方式：考试,土力学地基与基础,本课程的参考教材(资料）,1、土力学地基基础（第4版）陈希哲主编清华大学出版社，2003年。2、地基及基础（第三版）华南理工大学、东南大学、浙江大学、湖南大学编，中国建筑工业出版社，1998年。3、相关的设计规范（规程）,1、建筑结构可靠度设计统一标准GB50068-20012、建筑工程抗震设防分类标准GB50223-20043、岩土工程勘察规范GB50021-20014、建筑结构荷载规范GB50009-20015、建筑地基基础设计规范GB50007-20026、建筑地基处理技术规范JGJ79-2002J220-20027、建筑桩基技术规范JGJ94-948、高层建筑箱形与筏形基础技术规范JGJ6999、建筑抗震设计规范GB50011-200110、混凝土结构设计规范GB50010-2002,本讲教学内容第一章绪论一、学科的形成与发展二、学科研究对象三、学习方法第二章土的物理性质及工程分类2.1土的成因2.2土的组成、结构与构造,第一章绪论,一、学科的形成与发展：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。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。,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。1869年英国的朗肯又从不同途径提出了挡土墙土压力理论。这对后来土体强度理论的发展起了很大的作用。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。,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”。,二、学科研究对象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。,5地基基础设计的两个基本条件：(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。,6.浅基础、深基础；天然地基、人工地基,三、学习方法1、课程的特点：（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)注重有关工程地质基本知识的学习，培养阅读使用工程地质勘察资料的能力；(3)结合建筑结构和施工技术等知识进行一般房屋地基基础设计并了解相应的施工方法；（4）初步掌握常用地基处理方法及其适用范围。,第二章土的物理性质及工程分类,2.1土的成因2.1.1土的概念土是连续，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。,2.1.2土的成因残积土：残积物是残留在原地未被搬运的那一部分原岩风化剥蚀后的产物，而另一部分则被风和降水所带走。坡积土：坡积物是雨雪水流的地质作用将高处岩石风化产物缓慢地洗刷剥蚀、顺着斜坡向下逐渐移动、沉积在较平缓的山坡上而形成的沉积物。,洪积土：是在山区或高地由暂时性水流（山洪急流）作用将大量的残积物、坡积物搬运堆积在山谷或山前平原上的堆积物。洪积物质随进山到远山呈现由粗到细的分选作用，但由于每次洪流的搬运能力不同，使洪积土具有不规则交错层理。,冲积土：冲积物是河流流水的地质作用将两岸基岩及其上部覆盖的坡积、洪积物质剥蚀后搬运、沉积在河流坡降平缓地带形成的沉积物。平原河谷冲积物，平原河谷除河床外，大多数都有河漫滩及阶地等地貌单元(图17)。山区河谷冲积层，在山区，河谷两岸陡削，大多仅有河谷阶地(图1-8)。,2.2土的组成、结构与构造2.2.1土的三相组成一土的固体颗粒(一)土的颗粒级配：将土中各种不同粒径的土粒，按适当的粒径范围，分为若干粒组，各个粒组随着分界尺寸的不同而呈现出一定质的变化。划分粒组的分界尺寸称为界限粒径。,土粒的大小及其组成情况，通常以土中各个粒组的相对含量(各粒组占土粒总量的百分数)来表示，称为土的颗粒级配。颗粒分析试验：筛分法；比重计法根据颗粒大小分析试验成果，可以绘制如图110所示的颗粒级配累积曲线由曲线的坡度可判断土的均匀程度有效粒径；限定粒径。,利用颗粒级配累积曲线可以确定土粒的级配指标，如与的比值称为不均匀系数：不均匀系数反映大小不同粒组的分布情况，越大表示土粒大小的分布范围越大，其级配越良好，作为填方工程的土料时，则比较容易获得较大的密实度曲率系数描写的是累积曲线的分布范围，反映曲线的整体形状。颗粒级配可在一定程度上反映土的某些性质。,(二)土粒的矿物成分主要决定于母岩的成分及其所经受的风化作用。不同的矿物成分对土的性质有着不同的影响，其中以细粒组的矿物成分尤为重要。1、六大粒组的矿物成分漂石、卵石、圆砾等粗大颗粒；砂粒；粉粒；粘粒。,2、粘土矿物的比表面由于粘土