土力学与基础工程学习报告

土力学与基础工程学习报告

年4月30工管、工力级土力与基础工程学习报告任务一学报目与务是重它、习告基要1用A42（5500--9000字）1（2年4土力学与础工程学习告摘要：众所周知每一栋建筑都设涉及土力学与地基工程的知识当涉及土体的问题时土木工程师需要针对土的特征和工程特点研究土的应力变形强度和稳定才能解决好所面临的问题而土力学就是从土的特性出发述土的应力、变形强度和稳定性以及其他的相关问题的基本概念基本理论基本方法的一门科学基础工程不仅将土作为地基来研究还包括了人类所有的工程活动赖以存在的全部与土有关的工程技术问题。本文首先对本课程的内容进行简要的概述，接着结合本学期学习的内容进行总结，写出自己的心得与体会。关键词力学、基础工程、概述、心得与体会作为一名工程管理专业的学生，我们有必要学习与了解《土力学与基础工程》的知识。因为地基与基础的勘察、设计与施工是工程建设的关键性阶段，整个工程的成败在很大程度上取决于地基和基础工程的质量与水平比如意大利比萨斜塔苏州市虎丘塔天津市人民会堂办公楼都是由于地基出现了不同程度的倾斜并且地基与基础又是隐蔽工程施工条件极为复杂影响工程质量的因素又很多稍微有不慎会留下安全隐患甚至造成伤亡事故因此具有丰富工程经验的工程技术人员十分重视地基与基础的各阶段工作面是对本课程的概述与学习本课程的心得与体会。一、本课程内的概述第章

土物性及程类1.1土的组包括三部分:构成骨架的固体颗粒以及骨架孔隙中的水和气。由于土颗粒的大小和矿物成分差别很大,在固体、液体和气体组成的三相体系中会发生复杂的物理和化学作用,特别是黏土颗粒它与周围介质相互作用,对黏性土的性质变化具有重要的影响。建筑工程中遇到的地基土，多数属于第四纪沉积物;它是原岩受到风化作用，经剥蚀、搬运、沉积而未结硬的松散沉积物。按其成因类型分为：残积土和搬运土（包括坡积土、风积土、冲积土、洪积土、琥珀沼泽沉积土、海相沉积土和冰积土等）。1.2的物理质指标1.2.1测指标三个基指标土的密度：单位体积土的质量。土的含水量：土中水的质量与土粒质量之比。3)土粒相对密度：土的固体颗粒质量与同体积°C时纯水的质量之比。（纯水在的密度（单位体积的质量），等1或1。可实验室采用“比重瓶法”测定。）1.2.2算指标土的干密度：土单位体积中固体颗粒部分的质量。土的饱和密度：土孔隙中充满水时单位体积质量般在1.8～范围内。3)土的有效密度（也称土的浮密度）：地下水位以下，单位体积中土粒的质量扣除同体积的水的质量后，即单位土体积中土粒的有效质量。土的孔隙比e（用小数表示）：土中孔隙体积与土粒体积之比，称为土的孔隙比e。土的孔隙率n：土中孔隙比于总体积的比值（用百分数表示）称为土的孔隙率n。土的饱和度中水的体积与空隙体积之比称为土的饱和度百分率反映土潮湿程度的物理性质的指标）。1.3黏性土的物理特性1.3.1性土的念具有可塑状态性质的土，它们在外力的作用下，可塑成任何形状而不长生裂缝，当外力去掉后，仍可以保持原形态不变。1.3.2黏性土的理性质黏性土的界限含水量黏性土从一种状态转变为另一种状态的分界含水量称为界限含水量（包括液限、塑限、缩限）。塑性指数和液性指数：可塑性是粘性土区别于砂土的重要特征；土的天然含水量在一定程度上说明土的软硬与干湿状况。灵敏度和触变性：灵敏度是衡量天然土因结构受到扰动而使强度改变的特性触变性是指粘性土的结构受到扰动导致结构强度降低但扰动停止后，土的强度又随时间推移而使部分恢复的性质。1.4无黏性指砂土和碎石土其工程性质与其密实度密切相关密实度越大土的强度越大因此密实度是反映无黏性土工程性质的主要指标评判无黏性土的密实度有以下方法：一根据相对密实Dr（大小位于0~1之间）判别：密实1≥Dr≥0.67）；中密（0.67≥Dr≥0.33）；松散（≥Dr≥0）。1.5的工程类1.5.1土的工分类标分类巨粒类土、粗粒类土、细粒类土1.5.2建筑地基础设规范类碎石土、砂土、粉土、黏性土、淤泥、红粘土、人工填土第章土渗性渗2.1土的渗性：土具有渗透的质。渗流：水头差作用下，水透过土体孔隙的流动现象称2.2达西定：早1856年法国学者达西根据砂土渗透试验，发现水的渗透速度与试样两端面间的水头差成正比，而与相应的渗透路径成反比。2.3土体的透稳定指渗流条件下级配较宽的土体内粗颗粒阻止细颗粒流失的能力。第章土应和基降计3.1土的自应力：由自重引起的应力即为土体的自重应力。3.2底压力建筑物荷载通过基础传给地基，在基础底面与地基之间产生接触压力，称为基底压力。基底压力即接触应力（作用在地基上的是基底压力，作用在基础上的是基底反力性基础在垂直荷载作用下基础本身无抵抗弯曲变形的能力柔性基础接触压力分布与其上部荷载分布情况相同刚性基础特点基础本身无变形（无挠曲）基底压力分布图形为非均匀。3.3的压缩3.3.1念土在压力作用下体积缩小的特性称为土的压缩性基土压缩的原因体颗粒被压缩，土中水及封闭气体被压缩、水和气体从孔隙中被挤出。3.3.2缩性指1)压缩系数：评价地基土压缩性高低的重要指标之一。压缩性指标不是一个常量他的取值与起始压力和压力变化范围（在不大的情况下，用直线的斜率代替变化率）有关，工程上一般用来评定土的压缩性高低。2)压缩指数：用来确定土的压缩性大小。3.4地基最沉降量算地基最终沉降量是指地基土在建筑荷载作用下不断产生压缩直至压缩稳定时地基表面的沉降量。3.4.1层总和分层总和法假定地基土为直线变形体外荷载作用下的变形只发生在有限厚度的范围内（即压缩层），将压缩层厚度内的地基土分层，分别求出各分层的应力然后用土的应力一应变关系式求出各分层的变形量再总和起来作为地基的最终沉降量。分层总法假设①地基土是均质各向同性的半无限体②地基土在外荷载作用下，只产生竖向变形，侧向不发生膨胀变形，故同一土层的压缩性指标可取，a；③采用基底中心点下的附加应力计算地基变形量。基本原：克定律，叠加原理。薄压缩层地基沉降计算公式计算步：根据条件按比例绘制p-e；②分层，分层原则厚度≤0.4b，天然土层分界处地下水位处③计算各分层界面的自重应力和附加应力并绘制应力分布图④确定地基沉降深度对于一般土取若遇到软土则取⑤计算每层土的平均自重应力和平均附加应力；⑥计算每层土的变形量，根据计算公式；⑦计算最终沉降量，将沉降深度范围内的各层土的沉降量相加。3.4.2范推荐方法《建筑地基基础设计规范》方法计算假定条件：地基土为均质；b压缩性指标，对某一土层是常数，不随深度而改变。重要结计算地基土某一层的最终稳定沉降量就归结为求该土层的附加应力面积再除以该土层的压缩模量。计算原经过修正后的最终地基沉降量s第章土抗强与基的基载4.1

土的抗强度理论土的抗强度：指土体抵抗剪切破坏的极限能力。莫尔仑强度论：在极限平衡条件下某破坏截面的最大和最小应力4.2土的抗强度试土的剪切强度指标是通过土的抗剪强度试验测定的同的抗剪强度指标可以用不同的抗剪强度试验来获得土的抗剪强度试验按照试验进行场所可分为室内试验和现场试验两大类室内试验常用的有直接剪切试验三轴压缩试验和无侧限抗压强度试验；现场试验仅介绍十字板剪切试验。4.3隙压力数孔隙压力的计算系数。4.4和黏性的抗剪强度包括不固结不排水抗剪强度；固结不排水抗剪强度；固结排水抗剪强度；抗剪强度指标的选择。4.5黏性土抗剪强度抗剪强度指标常用三轴固结排水剪切或慢剪切试验来测定。4.6基础的基极限承载地基从局部剪切阶段过渡到破坏阶段的分界荷载地基达到完全破坏剪切时的最小压力计算公式有普朗德尔公式太沙基公式汉森和魏锡克公式）4.7响极限载的因素土的抗剪强度指标、土的容重、基础埋深、基础宽度土压力5.1挡土墙指防止土体坍塌的构筑物。5.2挡土墙土压力指挡土墙后填土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧向压力。5.3土压力类型：5.3.1止土压:当挡土墙静止不动时，墙后土体处于弹性平衡状态时，作用在墙背上的土压力就叫做静止土压力。产生的件①位移为零②土体处于弹性平衡状态当墙后土体具备以上两个条件时，作用在墙上的侧向压力。5.3.2动土压：当挡土墙向离开土体的方向偏移至墙后土体达到极限平衡状态时，作用在墙背上的土压力称为主动土压力。产生的件：①位移方向（负位移）或绕墙踵逆时针转动；②应力状态土体达到极限（主动）平衡状态。5.3.3动土压：当挡土墙在外力作用下，向土体的方向偏移至墙后土体达到极限平衡状态时，作用在墙背上的土压力称为被动土压力。产生的件①位移方向（正位移）或绕墙踵顺时针转动；②应力状态土体达到极限（被动）平衡状态。5.4朗肯土力理论：肯理论基于土单元体的应力极限平衡条件来建立采用的假定是墙背竖直光滑，填土面为水平，其计算结果偏于保守。5.5库仑土力理论：于滑动块体的静力平衡条件来建立采用的假定是破坏面为平面但当墙背与填土的摩擦角较大时在土体中产生的滑动面往往是一个曲面，会产生较大的误差。5.6肯理论库伦理论比：基本假：前者假定挡墙光滑直立土面水平者假定填土为散（c=0。基本方：者应用半空间中应力状态和极限平衡理论后者按墙后滑动土楔体的静力平衡条件导出计算公式。结果比：肯理论忽略了墙背与填土之间的摩擦影响使计算的主动土压力偏大，被动土压力偏小；库伦理论假定破坏面为一平面，而实际上为曲面。实践证明，计算的主动土压力误差不大，而被动土压力误差较大。5.7挡土墙类型有重力式挡土墙、锚定式挡土墙、薄壁式挡土墙、加筋土挡土墙。对于重力式挡土墙的构造涉及了墙背倾斜形式的选用挡土墙剖面的拟定排水设施沉降缝和伸缩缝。第章岩工勘6.1岩土工勘察的务和内容6.6.1土工程察等级不同的建筑场地地质条件不同存在的工程地质问题也各异因此建筑物所采取的地基基础设计方案也可能不同土工程勘察的分级根据岩土工程的安全等级场地的复杂程度和地基的复杂程度来划分不同等级的岩土工程勘察因其复杂和难易程度不同对勘察测试工作分析计算评价工作施工监测控制工作等级等的规模工作量工作深度与质量也相应有不同的要求岩土工程的重要性等级根据破坏后果分为一级二级和三级场地复杂程度根据其复杂的程度分为一级、二级和三级；地基复杂程度根据复杂的程度分为一级、二级和三级；岩土工程勘察的等级综合了以上三个方面进行了划分。6.1.2察的内首先进行可行性研究勘察集分析所在地的工程地质资料行现场调查，了解场地的地层结构和其他基本情况对工程地质条件复杂工程资料不符合要求的可根据具体情况进行工程地质测绘及必要的勘察工作然后进行初步勘察，整理初勘应得的资料，完成所需的主要工作内容。如查明地质构造，对不良地质现象查明原因等一系列工作。另外对勘探线、点布置的要求要落实。最后，进行详细勘察整理资料完成所需的主要工作内容如查明建筑范围各岩石的资料对一级建筑物和部分二级建筑物提供地基变形计算参数预测建筑物的变形，查明一些埋藏物等。6.2岩土工勘察的法工程地质测绘和调查勘察与取样：勘察的方法包括掘探、钻探、触探和物4大类。其中钻探的方法根据钻进方式不同分为回转钻进、冲击钻进、锤击钻进、振动钻进、冲洗钻进。取样是岩土工程勘察中经常性的工作，是定量评价岩土工程条件和岩土工程问题必不可少的工作。取样包括岩土样和水样，取样工作贯穿于整个岩土工程勘察工作的始终甚至工程运行和检测阶段都要进行岩试样成水样的采取。原位测试：包括荷载试验、静力触探试验、圆锥动力触探、标准贯入试验、十字板剪切试验室内试验：包括岩土的物理性质指标和地下水化学成分等试验6.3岩土工勘察报在岩土工程勘察过程中，通过收集、调查、勘察、室内试样和原位测试，获得了大量的原始资料，对这些资料还应该进行整理、检查、分析、归纳和综合，最后以勘察报告书及有关图表形式，形成完整的岩土工程勘察报告。第章

浅础7.1地基基设计原：为了保证建筑物的安全与正常使用据建筑物的安全等级和长期荷载作用下地基变形对上部结构的影响程度基基础设计和计算应该满足：①在防止地基土体剪切破坏和丧失稳定性方面具有足够的安全度；②控制地基的变形，使之不超过建筑物的地基变形允许值；③基础的材料、形式、尺寸和构造应能适应上部结构，符合使用要求。7.2浅基础类型按照不同的要求把浅基础分成了不同的类型按照基础刚度来分类可以把浅基础分为无筋基础钢筋砼扩展基础按照基础结构形式来分类，可以把浅基础分为单独基础、条形基础、十字交叉基础、筏形基础、箱形基础、壳体基础；按照基础材料来分类，可以把浅基础分为砌基础、石材及石材砌体基础、混凝土和毛石混凝土基础、灰土和三合土基础、钢筋砼基础。7.3基础埋深度的定基的埋置是指基础底面至地面的垂直距离简称基础埋深。选择基础埋深也就是选择合理的持力层。7.4地基承力的确：地基承载力是地基所具有的承受荷载的能力保证地基稳定的前提下使变形不超过允许值的地基承载能力确定方法主要有①根据土的抗剪强度指标通过理论公式计算，并结合工程经验确定；②按静荷载试验方法确定；③根据原位测试、室内试验成果并结合工程实践经验等综合确定和根据邻近场地条件相似的建筑物经验确定。7.5基础底尺寸确按地基承载力确定基地尺寸中心荷载作用下基底尺寸的确定偏心荷载作用下基地尺寸的确定软弱下卧层的验算：软弱下卧层是指在持力层下，成层土地基的受力层范围内，承载力显著低于持力层的土层。要求传递到软弱下卧层顶面处的附加应力与自重应力之和不超过软弱下卧层的承载力。地基变形验算7.6轻地基均匀沉降危的措施7.6.1筑措施建筑物体型力求简单控制建筑物长高比合理布置纵横墙控制相邻建筑的间距设置沉降缝控制与调整建筑物各部分的标高7.6.2构措施减轻建筑物的自重减少或调整基底压力增强基础高度上部结构采用静定体系7.6.3工措施第章桩础其深础8.1桩基础类型按不同的分类标准可以分为不同的桩按承载性状分类可以把桩基础分为摩擦刑桩端承型桩按桩身材料分类可以把桩基础分为木桩素混凝土桩、钢筋砼桩、钢桩、组合材料桩；按成桩方法分类可以把桩基础分为非挤土桩、部分挤土桩、挤土桩；按桩径大小分类可以把桩基础分为小直径桩、中等直径桩、大直径桩；按桩的施工方法分类可以把桩基础分为预制桩、灌注桩。8.2竖向荷作用下桩的工作性桩的荷载传递机理单桩的破坏模式单桩达到破坏时所表现出来的特征取决于桩身强度土层性状和构造桩底沉渣厚度等因素主要有桩身材料屈服持力层土整体剪切破坏刺入剪切破坏沿桩身侧面纯剪切破坏在拔力作用下沿桩身侧面的纯剪切破坏。单桩竖向承载力的确定桩基的破坏一是桩身结构强度破坏二是地基土的破坏。因此，桩的承载能力要从桩身结构强度和地基土承载力两个方面去确定。8.3群桩竖承载力群桩竖向承载力计算桩基沉降计算，桩中心距不大于6倍桩径的桩基8.4桩的设和计算确定桩：桩的类型基本尺寸和单桩承载力特征值确定后可根据上部结构情况带入公式确定。桩的平布置桩基中的各桩的中心距主要取决于群桩效应承台分担荷载的作用及承台用料等。第章地处9.1地基处方法分地基处理的方法很多种按时间可分为临时处理和永久处理按处理深度可分为浅层处理和深层处理按土性对象可分为砂性土处理和黏性处理饱和土处理和非饱和处理；9.2换填垫法换填垫层法是挖去地表浅层软弱土层或不均匀土层分层回填强度高压缩性第，性能稳定且无腐蚀性的砂、素土、灰土、工业废渣等材料，并夯实密实，形成垫层的地基处理方法。9.3预压法:预压法是在建筑物建筑前对天然地基或对已设排水体的地基施加预压荷载，使土体中的孔隙水排出，逐渐固结，使地基的沉降在加载预压期间基本完成或大部分完成时可增加地基土的抗剪强度，从而提高地基的承载力和稳定性的地基处理方法。9.4强夯法强夯置法强夯法用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与黏性、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基一般均能取得较好的效果对于软土地基一般来说处理效果不显著强夯置换法是采用在夯坑内回填块石碎石等粗颗粒材料用夯锤夯击形成连续的强夯置换墩。9.5振冲法振动水冲法简称振冲法砂土地基通过加水振动可以使之迷失振冲法就是利用这个原理发展起来的地基加固方法来又被用于黏性土层中设置振冲置换碎石桩。9.6密法砂石桩法是指采用振动冲击或水冲等方式在地基中成孔再将碎石、砂或砂石挤压入孔中形成砂石所构成的密实桩体和桩周土组成复合地基的地基处理方法。9.7学加固化学加固法是将一定的化学材（无机或有机材料配成浆液，用各种机具将化学液灌入地基土中与地基土发生化学变化或固化成新的坚硬物质，以增加地基强度，降低地层渗透性，降低地基土压缩的一项地基处理技术。9.8泥粉煤碎石桩法水泥粉煤灰碎石桩法是由水泥粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌合形成的高黏结强度桩，桩体强度C5~C25，桩、桩间土与褥垫层共同构成复合地基9.9换技术托换技术是指解决原有建筑物的地基处理基础加固或改建问题解决在原有建筑物基础下修建地下工程及新建工程临近原有建筑物而影响到原有工程安全等问题的技术总称。主要可分为补救性托换、预防性托换、维持性托换。9.10合型地基处组合型地基处理是指采用两种或两种以上的类型的地基处理方法来处理同一地基的方法，可达到比单一工法节省造价、缩短工期、提高地基承载力、减少复合地基的变形或消除地基液化、地基土湿陷等。第章特土地10.1湿陷性黄土基在湿陷性黄土上建立的地基陷性黄土具有与一般粉土与黏性土不同的特征主要是具有大孔隙和湿陷性大孔隙是指用肉眼即可见的土中孔隙湿陷性是指在一定压力下浸水，土的结构迅速被破坏，并发生显著的附加下沉的现象。10.2膨胀土地基在膨胀土上建立的地基膨胀土中黏粒成分主要为亲水性矿物具有显著的吸水膨胀性和失水收缩性它一般分布在二级以上的河谷阶地丘陵地区及山前缓坡地带，旱季时地表常见裂缝，雨季时裂缝闭合。10.3红黏土地基在红黏土上建立的地基。红黏土是指由石灰岩,白云岩等碳酸盐类在亚热带温热气候条件下经风化作用而形成的褐红色的黏性土10.4冻土地基在冻土上建立的地基冻土是指零摄氏度以下并含有冰的各种和。一般可分为短时冻土（数小/数日以至半月/季节冻土（半月至数月）以及多年冻土（数年至数万年以上）。二、学习本程的心得与会不知不觉中一大三下学期就已经接近尾声在这学期中我《土力学与基础工程》上学到了很多有用的知识，课本上本上讲的东西非常多，公式也比较多，刚开始感觉到这门课很难是在秦老师的认真教导下渐渐的感觉到融入了这门学科中。在学习的过程之中我印象最深的就是老师经常在我们比较难懂的地方举出一些有趣的案例或者在工程中发生的小趣事且用通俗易懂的方法给我们讲解但是在这一个学期的学习中同学们上课的课堂气氛不够活跃希望老师可以注意加强一下这方面由于我们对这门学科的学习要求不是很高老师的讲课内容就没有那么的深入以至于同学们都觉得这门课不重要就没有想好好听课的心态我个人认为老师可以在课堂上多放些视频给同学们看以此来增加同学们对本门课程的兴趣还可以在课堂