土力学与地基基础 - 南京理工大学

1、土力学与地基基础大纲号：11030402 学分：3 学时：48 执笔人：孙耀南 审订人：范 进 一、课程的地位与作用土力学与地基基础是为“工程力学”专业的学生开设的一门专业课（选修）。近年来，随着我国基本建设规模的扩大，本课程涉及到的土力学理论和地基基础技术在土木工程领域内日益显得重要。本课程的设置为学生今后从事土木工程领域的工作打下一个良好的基础。二、课程的教学目标与基本要求1. 教学目标土力学与地基基础通过课堂讲授、课程作业、辅导答疑、室内试验等教学手段，系统讲授土力学及地基基础的基本理论和设计计算方法。学生通过该课程的学习，可以掌握土力学的基本理论，初步掌握土力学基本试验方法以及了解浅基

2、础及桩基础的基本原理和初步掌握天然地基上的浅基础的设计计算方法。2. 基本要求(1) 掌握土的基本性质及工程分类，土中应力及沉降计算，土的抗剪强度，土压力等基本理论；了解地基承载力的概念及土坡稳定分析方法。(2) 初步掌握土的基本室内试验方法。(3) 初步掌握浅基础设计的基本原理和设计方法；了解桩基础的概念、分类及单桩工作性能。三、主要内容1 绪 论1.1土力学、地基及基础的概念1.2本学科的发展概况1.3本课程的特点及学习要求2 土的性质及工程分类2.1 概述2.2 土的三相组成及土的结构2.2.1 土的固体颗粒2.2.2 土中水和气2.2.3 土的结构和构造2.3 土的物理性质指标2.3.

3、1 指标的定义2.3.2 指标的换算2.4 无粘性土的密实度2.5 粘性土的物理特征2.5.1 粘性土的界限含水量2.5.2 粘性土的塑性指数和液性指数2.5.3 粘性土的灵敏度和触变性2.6 土的渗透及渗流2.6.1 土的渗透定理2.6.2 渗透破坏与控制2.7 地基土的过程分类2.7.1 岩石2.7.2 碎石土2.7.3 砂土2.7.4 粉土2.7.5 粘性土2.7.6 人工填土2.7.7 特殊土2.7.8 细粒土按塑性图分类3 土中应力计算3.1 土的自重应力3.1.1均质土的自重应力3.1.2成层土的自重应力3.2 基底压力3.2.1 基底压力分布3.2.2 基底压力的简化计算3.2.

4、3 基底附加压力3.3 地基附加应力3.3.1 竖向集中力下的地基附加应力3.3.2 分布荷载下地基附加应力3.4 有效应力原理4 土的变形性质及地基沉降计算4.1 土的压缩性4.1.1 基本概念4.1.2 压缩试验及压缩性指标4.1.3 土的载荷试验及变形模量4.2 地基最终沉降量计算4.2.1 分层总和法4.2.2 建筑地基基础设计规范方法4.3 应力历史对地基沉降的影响4.3.1 天然土层的应力历史4.3.2 先期固结压力的确定5 土的抗剪强度5.1 土的抗剪强度概述5.1.1 库仑公式5.1.2 莫尔-库仑强度理论5.2 抗剪强度的测定方法5.2.1 直接剪切试验5.2.2 三轴压缩试

5、验5.2.3 无侧限抗压强度试验5.2.4 十字板剪切试验5.3 土的抗剪强度指标5.3.1 粘性土在不同固结和排水条件下的抗剪强度指标5.3.2 无粘性土的抗剪强度指标5.3.3 抗剪强度指标的选择6 土压力、地基承载力和土坡稳定6.1概述6.2 作用在挡土墙上的土压力6.3 朗金土压力理论6.3.1 基本概念6.3.2 主动土压力6.3.3 被动土压力6.4 库仑土压力理论6.4.1 基本假定6.4.2 主动土压力6.4.3 被动土压力6.4.3朗金土压力理论与库仑土压力理论的 比较6.5 库仑土压力理论6.4.1 基本假定6.4.2 主动土压力6.4.3 被动土压力6.4.3朗金土压力理

6、论与库仑土压力理论的 比较6.7 地基破坏型式及地基承载力6.7.1 地基的破坏型式6.7.2 地基承载力6.8 土坡的稳定分析6.8.1无粘性土坡的稳定性分析6.8.2粘性土坡的稳定性分析7 浅基础设计7.1 地基基础设计的基本原则7.1.1 概述7.1.2 概率极限设计方法与极限状态设计原则7.1.3 地基基础设计基本规定7.2 浅基础的类型7.2.1 无筋扩展基础7.2.2 扩展基础7.2.3 柱下条形基础7.2.4 筏型基础7.2.5 壳体基础7.2.6 岩层锚杆基础7.3 基础埋置深度的选择7.3.1 建筑结构条件与场地环境条件7.3.2 工程地质条件7.3.3 水文地质条件7.3.

7、4 地基冻融条件7.4 地基承载力7.4.1 按土的抗剪强度指标确定7.4.2 按地基载荷试验确定7.4.3 按地基规范承载力表确定7.5 基础底面尺寸的确定7.5.1 按地基持力层承载力计算基底尺寸7.5.2 软弱下卧层的验算7.6 地基变形验算7.6.1 地基变形特征7.6.2 地基变形验算7.7 扩展基础设计7.7.1 扩展基础的构造要求7.7.2 扩展基础的计算7.8 减轻不均匀沉降损害的措施7.8.1 建筑措施7.8.2 结构措施7.8.3 施工措施8 桩基础8.1概述8.1.1 桩基础的适用性8.2 桩和桩基的分类8.2.1 桩基的分类8.2.2 桩的分类8.3 竖向荷载下单桩的工

8、作性能8.3.1 桩的荷载传递8.3.2 桩侧摩阻力和桩端阻力8.3.3 单桩的破坏模式8.3.4 桩侧负摩阻力8.4 单桩竖向承载力的确定8.4.1 按材料强度确定8.4.2 按单桩竖向抗压静载试验确定8.4.3 按土的抗剪强度指标确定8.4.4 按静力触探法确定8.4.5 按经验公式法确定8.4.6 按动力试桩法确定8.4.7 桩的抗拔承载力8.4.8 单桩竖向承载力设计值8.5 桩的水平承载力与位移8.5.1 水平荷载下基础的受力特性8.5.2 单桩水平静载荷试验8.5.3 水平受荷桩的内力及位移分析 四、时间分配课程分段标识序号教 学 内 容教学环节（学时）讲课习题实验上机课外小计1绪

9、 论112土的性质及工程分类5493土中应力计算444土的变形性质及地基沉降计算4265土的抗剪强度4246土压力、地基承载力和土坡稳定687浅基础设计82108桩基础66总 计381048五、课程说明课程英文名称Soil Mechanics and Foundation Engineering主要先修课程高等数学、理论力学与材料力学适用专业类别工程力学主要教材1. 赵明华. 土力学与基础工程.第2版. 武汉：武汉理工大学出版社. 20032. 陈希哲. 土力学地基基础. 第4版. 北京：清华大学出版社. 2003考核方式闭卷考试课程简介本课程的内容包括土力学与基础工程两个部分。作为理论基础的

10、土力学是利用连续介质力学的基本知识，并充分考虑土的碎散性、三相性和天然性所建立起来的一门学科。主要研究土的渗透、变形、强度性质及由此产生的工程问题。与土力学相关的实际工程问题包括：地基沉降与地基承载力、土压力、土坡稳定等等。基础工程部分则包括浅基础设计、桩基础的原理和方法等内容。六、实验项目与主要内容序号实 验 项 目 名 称学时主 要 内 容 及 要 求实验类型1含水量试验与密度试验2测定土的最基本三相比例指标的含水量及密度，用于计算土的其它三相比例指标，为划分土的工程类别和确定土的状态提供依据。操作性2液塑限测定试验2测定细粒土的液限和塑限含水量，掌握土的塑性指数和液性指数的计算方法。操作性3土的直接剪切试验 2测定土样在不同正压力下的抗剪强度并确定土的内摩擦角和粘聚力；巩