土力学与地基基础第1章绪论

1、土力学与地基基础土力学与地基基础李其林李其林手机号码： 邮箱：课件下载地址课件下载地址: : 6QhglgCcDaZnoXeOzwQ6QhglgCcDaZnoXeOzwQ1、不迟到、早退；2、保持安静；3、不玩手机；4、注意仪容整洁，不穿拖鞋、背心； 课堂纪律课堂纪律 根据“广东海洋大学寸金学院课程考核管理办法”第二十一条：课程结束后，任课教师要审核学生是否具有参加考核的资格。有如下情况者，不具备参加考核资格。（一）在全程考勤情况下，无故缺课累计超过该门课程教 学时数三分之一者。在抽查考勤情况下，有3次抽 查未到课者。（二）缺交作业（包括习题或实验报告）的次数累计超过 该门课程作业总数三分之一

2、者。（三）课程的实验环节总评不及格者。（四）未办理选课手续擅自听课者。 关于是否具有考核资格：关于是否具有考核资格：（一）各科期末综合成绩的计算方法（百分制）是： 综合成绩=期末考试成绩70%平时成绩30%（二）对实习、课程设计的成绩评定（五级制）分为： 优秀、良好、中等、及格、不及格。 关于考核成绩评定方法：关于考核成绩评定方法：平时成绩=考勤成绩作业成绩。具体考核如下：（一）由任课老师自行考勤，计分为：点名时旷课者每次扣10分，迟到、早退者每次扣5分。（二）不交作业者，每次扣10分。（三）若学生在课堂中大声喧哗、破坏课堂纪律者，每次扣10分。（四）全勤者，平时分加10分 关于平时成绩评定方

3、法：关于平时成绩评定方法： 本课程为土力学与地基基础，属于力学与结构课程，属于土木工程的专业课。问题一：力学研究什么？问题二：结构研究什么？土木工程的核心内容：土木工程的核心内容： 土木工程建筑材料结构上部结构与基础、地基的关系安全工程地质土力学基础工程荷载荷载结构结构基础基础地基地基最根本的目标：是解决上部荷载及传递的问题！ 0.00力学关系采用什么基础？任何建筑物均由三部分组成怎样知道地基的情况？采用什么地基？土力学与地基基础的主要内容内容第1章：绪论第2章：工程地质概述第3章：土的物理性质和工程分类第4章：地基应力计算 总课时：48课时 考试：闭卷第5章：地基变形计算第6章：土的抗剪强度

4、和地基承载力第7章：土压力和土坡稳定分析第8章：岩土工程勘察第9章：浅基础设计第10章：桩基础设计第11章：软弱地基处理第12章：区域性地基 第第1 1章章 绪论绪论 土是什么？土是什么？土：（课本第1页） 是岩石风化的产物。 是由地壳表层不同成因的岩石在物理、化学、生物等风化作用后经搬运、沉积形成的松散颗粒堆积物。岩石风化岩石风化残留原地残留原地残积物残积物岩石风化岩石风化顺坡移动顺坡移动坡积物坡积物岩石岩石风化风化搬运搬运沉积沉积成岩作用成岩作用沉积岩沉积岩土土碎屑物碎屑物粗粗细细粉粉黏黏土层土层土与岩石的关系：土与岩石的关系：土及岩石的分类：土及岩石的分类：岩土岩浆岩沉积岩岩变质岩土碎石

5、土砂土粉土黏性土粉质黏土、黏土软土 淤泥、淤泥质土特殊土膨胀土湿陷性黄土红黏土填土 素填土、杂填土、冲填土、压实填土冻土土占地球表面的五分之一，是人类居住和农业生产的主要用地；也是建筑物的主要用地。无黏性土土的基本特征：（课本第土的基本特征：（课本第1 1页）页）岩石连续介质矿物与胶结物 土非连续介质岩屑颗粒不胶结受力易变形强度低、变形大、透水性大土颗粒承担外力土粒错位、摩擦抗剪强度 土力学是什么？土力学是什么？土力学：（课本第2页） 是利用力学基本原理和土工测试技术，研究土的应力、应变、强度、渗流和稳定性等特征及其随时间变化规律的科学。它是力学的一个分支。 由于土的复杂成因和工程特性，目前尚

6、无系统的理论和严密计算公式 ，必须借助工程经验、原位测试、室内试验，辅以理论计算，土力学是一门实践性很强的学科。土力学的核心内容：（课本第2页） 研究和解决土的三大工程问题，也就是：（1）强度（或稳定）问题受力破坏与否（2）变形问题变形大小（3）渗透问题渗透破坏与否（流砂、管涌）应用挡土墙土压力计算、边坡稳定性分析、地基 承载力确定 土力学是什么？土力学是什么？建筑物结构划分：建筑物结构划分：上部结构下部结构：基础基础将房屋上部结构所承受的各种作用（或荷载） 传递到地基上的结构组成部分。（课本第2-3页）地基支承基础的土体 或岩体。 为直接承受建筑物荷载作用且应力应变不能忽略的那部分土体或岩体

7、。一、按上下层序来分：（1）持力层直接和基础底面接触的土层（2）下卧层持力层以下的土层地基的划分：（课本第2页）持力层下卧层二、按岩土类别来分：（1）岩层地基（2）土层地基地基的划分：（课本第2页）持力层下卧层三、按形成方式来分：（1）天然地基（2）人工地基地基本身较软弱，需要经过人工加固处理，才能满足设计要求。地基的划分：（课本第2页）持力层下卧层（课本第3页）1、独立基础：用于单层工业厂房及框架结构建筑。2、条形基础（1）墙下条形基础（2）柱下条形基础用于砖混结构等用于框架结构等3、十字交叉基础4、筏形基础用于砖混结构和框架结构。用于框架结构。5、箱形基础用于高层建筑 工程案例工程案例淤泥

8、淤泥桩基础：墩基础：底部扩大的桩埋深较大的独立基础沉井基础：地下连续墙：地下连续墙：基坑地基基础的重要性： （课本第3-4页）（1）占用相当的造价和工期基础工程在地下或水进行，施工难度较大，造价、工期和劳动力消耗量在整个工程中所占的比重也较大。（2）属于隐藏工程基坑回填后，基础埋于地下，属于隐蔽工程。一旦发生地基事故或基础事故，因在建筑物下方，整改不易或后果严重。地基基础设计等级：甲级、乙级、丙级（1）甲级地基基础设计等级为甲级的建筑物包括重要的工业与民用建筑物；30层以上的高层建筑；体型复杂、层数相差超过10层的高低层连成一体的建筑物；大面积的多层地下建筑物（如地下车库、商场、运动场等）；对

9、地基变形有特殊要求的建筑物；复杂地质条件的坡上建筑物（包括高边坡）；对原有工程影响较大的新建建筑物；场地和地基条件复杂的一般建筑物；位于复杂地质条件及软土地区的2层及2层以上的地下室的基坑工程；开挖深度大于15m的基坑工程；周边环境条件复杂、环境保护要求高的基坑工程。地基基础设计等级：甲级、乙级、丙级（2）乙级地基基础设计等级为乙级的建筑物为除甲、丙级以外的工业与民用建筑物；除甲级、丙级以外的基坑工程。（3）丙级地基基础设计等级为丙级的建筑物包括场地和地基条件简单、荷载分布均匀的7层及7层以下民用建筑及一般工业建筑物；次要的轻型建筑物；非软土地区且场地地质条件简单、基坑周边环境条件、环境保护要

10、求不高且开挖深度小于5.0m的基坑工程。地基基础设计等级：甲级、乙级、丙级所有建筑物的地基计算均应满足承载力计算的要求；设计等级为甲级、乙级的建筑物，还应按地基变形条件设计。在满足承载力计算的前提下，应按控制地基变形的正常使用极限状态设计。设计等级为丙级的建筑物，一部分需要考虑地基变形，另一部分可不考虑地基变形。对经常受水平荷载作用的高层建筑、高耸结构和挡土墙等，以及建筑在斜坡上或边坡附近的建筑物，尚应验算其稳定性；基坑工程应进行稳定性验算；建筑地下室或地下构筑物存在上浮问题时，尚应进行抗浮验算。 工程案例（成功案例）工程案例（成功案例） 工程案例（成功案例）工程案例（成功案例） 工程案例（成

11、功案例）工程案例（成功案例）冻土青藏铁路以桥代路河南驻马店板桥水库溃坝： 工程案例（失败案例）工程案例（失败案例）水库溃坝河南驻马店板桥水库溃坝： 1975年8月，由于超强台风莲娜带来的特大暴雨引发淮河上游大洪水，使河南省驻马店地区板桥水库、石漫滩大型水库，58座小型水库漫顶垮坝，1100万亩农田受到毁灭性的灾害，1100万人受灾，死亡人数超过23万，经济损失近百亿元，成为世界最大的水库垮坝惨剧。原因：1、台风引起的强降雨；2、板桥水库、石漫滩水库防洪水设计标准太低。3、过多建设小型水库，排洪渠道不畅。2005年5月28日，美国有一节目播放世界历史上人为技术错误造成的灾害TOP 10，包括前苏

12、联切尔诺贝利核电站爆炸事件、印度化工厂泄毒事件等，总结世界历史上最惨绝人寰的人为灾难。而TOP.1，就是中国河南省驻马店板桥水库溃堤。 工程案例（失败案例）工程案例（失败案例）水库溃坝开挖导致山体滑坡： 工程案例（失败案例）工程案例（失败案例）滑坡香港1972年滑坡 ( 20,000m3)(67死、20伤) 工程案例（失败案例）工程案例（失败案例）滑坡岩层产状三要素：走向倾向倾角加拿大特朗斯康谷仓（上部结构未破坏）： 工程案例（失败案例）工程案例（失败案例）加拿大特朗斯康谷仓（上部结构未破坏）： 加拿大特朗斯康谷仓平面呈矩形，长59.44 m，宽23.47 m，高31.0m。由65个圆筒仓组成

13、，容积36368 m3。谷仓的基础为钢筋混凝土筏形基础，厚61cm，基础埋深3.66m。原因：基础下存在16m的软黏土层(承载力190kPa)，初次储存谷物时基底压力为320kPa，结果谷仓陷入土中7.32m。后经纠正继续使用，但基础下降4m。 工程案例（失败案例）工程案例（失败案例）意大利比萨斜塔 意大利比萨斜塔修建于1173年，塔高设计为100米左右，但动工五六年后，塔身从三层开始倾斜，直到完工（共8层、高55m）还在持续倾斜。目前向南倾斜5.5，南北两端沉降差1.8m，塔顶偏离中心垂直线5.27m。原因：比萨斜塔地基有好几层不同的土层，软质粉土、粉砂和黏土相间形成，造成不均匀沉降。 工程

14、案例（失败案例）工程案例（失败案例）某火车站服务楼倾斜 某火车站服务楼建于淤泥层厚薄不匀的软土地基上，设计时未从地基基础上部结构相互作用的整体概念出发进行综合考虑，以致基础、结构布局不当，建成后不久，便出现了显著的不均匀沉降，致使墙体、窗台、窗顶和钢筋混凝土梁都出现相当严重的裂缝，影响使用和安全。 工程案例（失败案例）工程案例（失败案例）淤泥淤泥学习土力学与地基基础的目的：学习土力学与地基基础的目的：1、预防岩土灾害的发生2、保证建筑物的安全和正常使用在实际工作中需要回答以下问题：1、地基各岩土层的物理力学性质是怎么样的？2、根据建筑物上部的荷载和结构，采用什么样的基础？3、如何确保地基、基础

15、、上部结构相互作用，使建筑物安全？本课程的核心内容是研究和解决以下问题： （课本第2页）1、强度问题承载力够不够，破坏与否2、变形问题变形、沉降大小3、稳定性问题是否会滑移、倾覆土力学与地基基础的研究内容：土力学与地基基础的研究内容：4、渗透问题渗透破坏（流砂、管涌） 土力学既是一门古老的工程技术，又是一门新型的应用科学。随着社会的发展和生活上的需要，人类很早就已创造了自己的地基基础工艺。如万里长城、都江堰水利工程、赵州石拱桥、钱塘江南岸木桩护岸工程等。积累了宝贵的知识和经验，但没有系统的理论总结。 18世纪工业革命以后，大规模的城市建设和水利、铁路的兴建面临着许多与土有关的问题，从而促进了土

16、力学理论的产生和发展。1773年，法国的库仑(Coulomb)根据试验创立了著名的土抗剪强度公式，提出了计算挡土墙土压力的滑楔理论。1857年，英国的朗肯(Rankine)通过不同假设提出了另一种土压力理论，1885年法国布辛尼斯克推导出半无限弹性体在垂直集中力作用下的应力与应变关系，1922年瑞典费伦纽斯研究出边坡稳定的分析方法。 本课程的发展概况：（课本第本课程的发展概况：（课本第8-108-10页）页） 通过许多研究者的不懈努力、经验积累，到1925年，美国太沙基(Terzaghi)在归纳发展以往成就的基础上，发表了第一本土力学专著，1929年又与其他作者一起发表了工程地质学。从此土力学就作为独立的学科而取得不断的进展。 随着世界各国不断建设高层建筑、水电站、桥梁、地下工程与核电站等巨