土木地質(zhì)-第7章課件

1一、基本概念基礎(chǔ)：建筑物下部直接與巖、土層接觸的部份。地基：基礎(chǔ)下面因建筑物荷載引起天然應(yīng)力改變的那一部分巖層或土層。第一節(jié)地基變形及破壞的基本類型

地基1一、基本概念基礎(chǔ)：建筑物下部直接與巖、土層接觸的部份。第一12二、地基變形破壞的基本類型

第一節(jié)地基變形及破壞的基本類型

1、地基不均勻沉降和變形過(guò)大：主要有2二、地基變形破壞的基本類型第一節(jié)地基變形及破壞的基23二、地基變形破壞的基本類型

第一節(jié)地基變形及破壞的基本類型

2、地基的滑移擠出：主要有3二、地基變形破壞的基本類型第一節(jié)地基變形及破壞的基34第一節(jié)地基變形及破壞的基本類型

三、地基的剪切破壞（1）破壞原理：在剪應(yīng)力超過(guò)抗剪強(qiáng)度的面上剪切破壞。

4第一節(jié)地基變形及破壞的基本類型三、地基的剪切破壞（145第一節(jié)地基變形及破壞的基本類型

三、地基的剪切破壞5第一節(jié)地基變形及破壞的基本類型三、地基的剪切破壞56第一節(jié)地基變形及破壞的基本類型

（1）整體剪切破壞：(硬性土地基)地基內(nèi)破壞點(diǎn)連通成剪切滑動(dòng)面，地基沿滑動(dòng)面剪出,地表土體隆起；（2）局部剪切破壞；(軟性地基)地基土在荷載增大情況下,破壞區(qū)卻限制在一定范圍,不形成延伸至地面的連續(xù)破裂面,地表土體僅略微隆起；（3）剪沖破壞；(特軟地基)地基垂直下沉,兩側(cè)地面不發(fā)生土體隆起,地基土沿地基兩側(cè)發(fā)生垂直剪切破壞。

三、地基的剪切破壞6第一節(jié)地基變形及破壞的基本類型（1）整體剪切破壞：67一、地基承載力的基本概念第二節(jié)地基承載力地基承載力：?jiǎn)挝幻娣e上地基能承受的極限荷載。允許承載力：保證建筑物安全的規(guī)定地基承載力。（一般在彈性變形內(nèi)）

7一、地基承載力的基本概念第二節(jié)地基承載力地基承載781、載荷試驗(yàn)：（有平板載荷試驗(yàn)和螺旋板載荷試驗(yàn)，這里指平板載荷試驗(yàn)）在與基礎(chǔ)剛度近似的圓形或方形承壓板上逐級(jí)加荷，待基本穩(wěn)定后再加下一級(jí)荷載，直到地基破壞。由每一級(jí)荷載及其沉降量作出荷載——沉降曲線。由直線段的比例界線點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的荷載P0作為地基容許荷載。

二、地基承載力的確定方法

（一）現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)（又叫原位試驗(yàn)）

第二節(jié)地基承載力81、載荷試驗(yàn)：（有平板載荷試驗(yàn)和螺旋板載荷試驗(yàn)，這二、地892、靜力觸探：（有圓錐靜力觸探和孔壓靜力觸探）——不能用于碎石土、卵石土。將特制的金屬圓錐型探頭連續(xù)壓入土層，由于土的阻力使探頭受壓，探頭內(nèi)部的壓力傳感器測(cè)出土層對(duì)探頭的比貫入阻力Ps，再用地區(qū)經(jīng)驗(yàn)公式求出地基容許承載力。（現(xiàn)在壓力傳感器的電訊號(hào)已可被自動(dòng)記錄和自動(dòng)繪成曲線）。

3、旁壓試驗(yàn)：將圓柱型旁壓器豎直放入土中，利用水或氮?dú)庵鸺?jí)向旁壓器探測(cè)段的中空硬橡膠皮或加筋和膠膜加壓，使其向旁擴(kuò)張，對(duì)周圍土體均勻加壓。測(cè)出壓力與徑向變形的關(guān)系，得地基在水平方向的應(yīng)力——應(yīng)變曲線。

補(bǔ)充鏈接第二節(jié)地基承載力92、靜力觸探：（有圓錐靜力觸探和孔壓靜力觸探）——不能用于910（二）理論公式計(jì)算1、臨塑荷載法：采用塑性變形最大深度小于基礎(chǔ)寬度的

1／4時(shí)所對(duì)應(yīng)的臨界應(yīng)力為容許承載力。

2、極限荷載法：用極限荷載應(yīng)力除以安全系數(shù)作為地基容許承載力。

極限荷載應(yīng)力：

（Nc、Nd、Nb——承載力系數(shù)（查表））

（三）查表法：（地基物理指標(biāo)與承載力之間關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)法）

1、基本承載力（f0）：—根據(jù)地基情況查表得—適用于基礎(chǔ)

h<3m,b<2m的地基。2、容許承載力（f）：

第二節(jié)地基承載力10（二）理論公式計(jì)算1、臨塑荷載法：采用塑性變形最大深度1011一、各種地基地質(zhì)條件適用的基礎(chǔ)類型

第三節(jié)地基處理問(wèn)題

（一）基礎(chǔ)主要類型1、按埋置深度劃分

2、按基礎(chǔ)材料劃分

11一、各種地基地質(zhì)條件適用的基礎(chǔ)類型第三節(jié)地基處理問(wèn)1112第三節(jié)地基處理問(wèn)題

3、淺基礎(chǔ)又可按基礎(chǔ)構(gòu)造分為

一、各種地基地質(zhì)條件適用的基礎(chǔ)類型

（一）基礎(chǔ)主要類型12第三節(jié)地基處理問(wèn)題3、淺基礎(chǔ)又可按基礎(chǔ)構(gòu)造分為1213第三節(jié)地基處理問(wèn)題

4、深基礎(chǔ)進(jìn)一步劃分一、各種地基地質(zhì)條件適用的基礎(chǔ)類型

（一）基礎(chǔ)主要類型13第三節(jié)地基處理問(wèn)題4、深基礎(chǔ)進(jìn)一步劃分一、1314第三節(jié)地基處理問(wèn)題

5、按基礎(chǔ)受力性質(zhì)分為

一、各種地基地質(zhì)條件適用的基礎(chǔ)類型

（一）基礎(chǔ)主要類型14第三節(jié)地基處理問(wèn)題5、按基礎(chǔ)受力性質(zhì)分為一、1415第三節(jié)地基處理問(wèn)題

（二）基礎(chǔ)類型的選擇（土地基）1、一般土地基的基礎(chǔ)類型選擇

15第三節(jié)地基處理問(wèn)題（二）基礎(chǔ)類型的選擇（土地基1516第三節(jié)地基處理問(wèn)題

2、特殊土地基基礎(chǔ)類型選擇

16第三節(jié)地基處理問(wèn)題2、特殊土地基基礎(chǔ)類型選擇1617二、軟弱地基處理措施

第三節(jié)地基處理問(wèn)題

17二、軟弱地基處理措施第三節(jié)地基處理問(wèn)題1718基本原理及定義

是一種與建筑物基礎(chǔ)工作條件相似，而且直接對(duì)天然埋藏條件下的土體進(jìn)行的現(xiàn)場(chǎng)模擬試驗(yàn)。

試驗(yàn)裝置：承壓板：方形或圓形板（面積0.25～0.5m2）加荷載裝置：壓力源（千斤頂、荷重）、反力架沉降觀測(cè)裝置：百分表、沉降傳感器和水準(zhǔn)儀補(bǔ)充原位測(cè)試一、靜載荷試驗(yàn)18基本原理及定義補(bǔ)充原位測(cè)試一、靜載荷試驗(yàn)1819油壓千斤頂反荷加載靜力試驗(yàn)裝置補(bǔ)充原位測(cè)試19油壓千斤頂反荷加載靜力試驗(yàn)裝置補(bǔ)充原位測(cè)試1920二、靜力觸探試驗(yàn)補(bǔ)充原位測(cè)試20二、靜力觸探試驗(yàn)補(bǔ)充原位測(cè)試2021比貫入阻力-深度（ps-h）關(guān)系曲線側(cè)摩阻力-深度（fs-h）關(guān)系曲線摩阻比-深度（Rf-h）關(guān)系曲線試驗(yàn)成果：

單橋：Ps—h

曲線；雙橋：qc—h、fs—h、Rf—h曲線補(bǔ)充原位測(cè)試21比貫入阻力-深度（ps-h）關(guān)系曲線側(cè)摩阻力-深度摩阻比2122資料應(yīng)用：

（1）劃分土層（2）地基土強(qiáng)度（不排水抗剪強(qiáng)度）（3）變形模量（4）地基承載力（5）單樁承載力（6）評(píng)價(jià)地基土液化補(bǔ)充原位測(cè)試22資料應(yīng)用：補(bǔ)充原位測(cè)試2223三、圓錐動(dòng)力觸探（DPT）補(bǔ)充原位測(cè)試23三、圓錐動(dòng)力觸探（DPT）補(bǔ)充原位測(cè)試2324類型：

輕型（錘重10公斤）重型（錘重63.5公斤）超重型（錘重120公斤）影響因素：

桿長(zhǎng)桿側(cè)摩阻地下水上覆壓力成果應(yīng)用：確定砂土和碎石土的密實(shí)度、空隙比確定地基土的承載力和變形模量確定單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值補(bǔ)充原位測(cè)試24類型：補(bǔ)充原位測(cè)試2425補(bǔ)充原位測(cè)試四、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)(SPT)試驗(yàn)原理：屬于動(dòng)力觸探的一種。主要區(qū)別：貫入器為圓筒、可以取土樣。試驗(yàn)方法：63.5公斤錘，提升76厘米，自由落體，貫入度30厘米，依據(jù)擊數(shù)判別土樣性質(zhì)。優(yōu)點(diǎn)：

具備動(dòng)力觸探的優(yōu)點(diǎn)，可取土樣用于鑒別和室內(nèi)試驗(yàn)25補(bǔ)充原位測(cè)試四、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)(SPT)試驗(yàn)原理：優(yōu)點(diǎn)2526五、十字板剪切試驗(yàn)（VST）原理：通過(guò)扭轉(zhuǎn)十字板剪切儀，測(cè)定土體抗扭剪力矩，由此換算土體抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單、有效、可靠適用范圍：均質(zhì)飽和軟粘土試驗(yàn)?zāi)康模海?）測(cè)定不排水抗剪強(qiáng)度Cu

（2）估算軟粘土的靈敏度St補(bǔ)充原位測(cè)試26五、十字板剪切試驗(yàn)（VST）原理：通過(guò)扭轉(zhuǎn)十字板剪切儀，2627（六）扁鏟側(cè)脹試驗(yàn)基本原理：用靜力將扁鏟形探頭貫入土中，利用氣壓使扁鏟側(cè)面圓形剛膜向外擴(kuò)張，利用不同氣壓作用下，剛膜側(cè)向位移量大小，推算地基土的相關(guān)參數(shù)。補(bǔ)充原位測(cè)試27（六）扁鏟側(cè)脹試驗(yàn)基本原理：補(bǔ)充原位測(cè)試2728扁脹試驗(yàn)設(shè)備探頭尺寸：長(zhǎng)230～240mm寬94～96mm厚14～16mm鏟緣刃角12o～16o鏟側(cè)鋼膜：直徑60mm。扁鏟探桿：靜力觸探相同。補(bǔ)充原位測(cè)試28扁脹試驗(yàn)設(shè)備補(bǔ)充原位測(cè)試2829適用條件：一般粘性土、粉土、中密以下砂土、黃土等。不適用于含碎石的土、風(fēng)化巖等。工程應(yīng)用：（1）劃分土類（2）靜止側(cè)壓力系數(shù)K0（3）應(yīng)力歷史（4）不排水抗剪強(qiáng)度Cu（5）土的變形參數(shù)（6）水平固結(jié)系數(shù)Ch補(bǔ)充原位測(cè)試29適用條件：一般粘性土、粉土、中密以下砂土、黃土等。2930（七）旁壓試驗(yàn)旁壓試驗(yàn)原理：將圓柱形旁壓器豎直置入土中，通過(guò)旁壓膜對(duì)周圍土體（巖體）施壓，使土體（巖體）產(chǎn)生變形直至破壞，通過(guò)量測(cè)施加壓力和土體變形之間的關(guān)系，確定土體的物理力學(xué)指標(biāo)。優(yōu)缺點(diǎn)：與靜載荷試驗(yàn)相比，旁壓試驗(yàn)具有精度高、設(shè)備輕便、測(cè)試時(shí)間短等特點(diǎn)，但精度受成孔質(zhì)量影響較大。補(bǔ)充原位測(cè)試30（七）旁壓試驗(yàn)旁壓試驗(yàn)原理：將圓柱形旁壓器豎直置入土中，3031適用范圍和目的適用于測(cè)定粘性土、粉土、砂土、碎石土、軟質(zhì)巖石和風(fēng)化巖石的承載力、旁壓模量和應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。旁壓試驗(yàn)成果及其應(yīng)用（1）評(píng)定地基承載力（2）旁壓模量Em旁壓試驗(yàn)曲線補(bǔ)充原位測(cè)試31適用范圍和目的旁壓試驗(yàn)成果及其應(yīng)用旁壓試驗(yàn)曲線補(bǔ)充原3132預(yù)鉆式旁壓試驗(yàn)儀水平加載試驗(yàn)補(bǔ)充原位測(cè)試返回32預(yù)鉆式旁壓試驗(yàn)儀水平加載試驗(yàn)補(bǔ)充原位測(cè)試返回3233一、基本概念基礎(chǔ)：建筑物下部直接與巖、土層接觸的部份。地基：基礎(chǔ)下面因建筑物荷載引起天然應(yīng)力改變的那一部分巖層或土層。第一節(jié)地基變形及破壞的基本類型

地基1一、基本概念基礎(chǔ)：建筑物下部直接與巖、土層接觸的部份。第一3334二、地基變形破壞的基本類型

第一節(jié)地基變形及破壞的基本類型

1、地基不均勻沉降和變形過(guò)大：主要有2二、地基變形破壞的基本類型第一節(jié)地基變形及破壞的基3435二、地基變形破壞的基本類型

第一節(jié)地基變形及破壞的基本類型

2、地基的滑移擠出：主要有3二、地基變形破壞的基本類型第一節(jié)地基變形及破壞的基3536第一節(jié)地基變形及破壞的基本類型

三、地基的剪切破壞（1）破壞原理：在剪應(yīng)力超過(guò)抗剪強(qiáng)度的面上剪切破壞。

4第一節(jié)地基變形及破壞的基本類型三、地基的剪切破壞（13637第一節(jié)地基變形及破壞的基本類型

三、地基的剪切破壞5第一節(jié)地基變形及破壞的基本類型三、地基的剪切破壞3738第一節(jié)地基變形及破壞的基本類型

（1）整體剪切破壞：(硬性土地基)地基內(nèi)破壞點(diǎn)連通成剪切滑動(dòng)面，地基沿滑動(dòng)面剪出,地表土體隆起；（2）局部剪切破壞；(軟性地基)地基土在荷載增大情況下,破壞區(qū)卻限制在一定范圍,不形成延伸至地面的連續(xù)破裂面,地表土體僅略微隆起；（3）剪沖破壞；(特軟地基)地基垂直下沉,兩側(cè)地面不發(fā)生土體隆起,地基土沿地基兩側(cè)發(fā)生垂直剪切破壞。

三、地基的剪切破壞6第一節(jié)地基變形及破壞的基本類型（1）整體剪切破壞：3839一、地基承載力的基本概念第二節(jié)地基承載力地基承載力：?jiǎn)挝幻娣e上地基能承受的極限荷載。允許承載力：保證建筑物安全的規(guī)定地基承載力。（一般在彈性變形內(nèi)）

7一、地基承載力的基本概念第二節(jié)地基承載力地基承載39401、載荷試驗(yàn)：（有平板載荷試驗(yàn)和螺旋板載荷試驗(yàn)，這里指平板載荷試驗(yàn)）在與基礎(chǔ)剛度近似的圓形或方形承壓板上逐級(jí)加荷，待基本穩(wěn)定后再加下一級(jí)荷載，直到地基破壞。由每一級(jí)荷載及其沉降量作出荷載——沉降曲線。由直線段的比例界線點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的荷載P0作為地基容許荷載。

二、地基承載力的確定方法

（一）現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)（又叫原位試驗(yàn)）

第二節(jié)地基承載力81、載荷試驗(yàn)：（有平板載荷試驗(yàn)和螺旋板載荷試驗(yàn)，這二、地40412、靜力觸探：（有圓錐靜力觸探和孔壓靜力觸探）——不能用于碎石土、卵石土。將特制的金屬圓錐型探頭連續(xù)壓入土層，由于土的阻力使探頭受壓，探頭內(nèi)部的壓力傳感器測(cè)出土層對(duì)探頭的比貫入阻力Ps，再用地區(qū)經(jīng)驗(yàn)公式求出地基容許承載力。（現(xiàn)在壓力傳感器的電訊號(hào)已可被自動(dòng)記錄和自動(dòng)繪成曲線）。

3、旁壓試驗(yàn)：將圓柱型旁壓器豎直放入土中，利用水或氮?dú)庵鸺?jí)向旁壓器探測(cè)段的中空硬橡膠皮或加筋和膠膜加壓，使其向旁擴(kuò)張，對(duì)周圍土體均勻加壓。測(cè)出壓力與徑向變形的關(guān)系，得地基在水平方向的應(yīng)力——應(yīng)變曲線。

補(bǔ)充鏈接第二節(jié)地基承載力92、靜力觸探：（有圓錐靜力觸探和孔壓靜力觸探）——不能用于4142（二）理論公式計(jì)算1、臨塑荷載法：采用塑性變形最大深度小于基礎(chǔ)寬度的

1／4時(shí)所對(duì)應(yīng)的臨界應(yīng)力為容許承載力。

2、極限荷載法：用極限荷載應(yīng)力除以安全系數(shù)作為地基容許承載力。

極限荷載應(yīng)力：

（Nc、Nd、Nb——承載力系數(shù)（查表））

（三）查表法：（地基物理指標(biāo)與承載力之間關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)法）

1、基本承載力（f0）：—根據(jù)地基情況查表得—適用于基礎(chǔ)

h<3m,b<2m的地基。2、容許承載力（f）：

第二節(jié)地基承載力10（二）理論公式計(jì)算1、臨塑荷載法：采用塑性變形最大深度4243一、各種地基地質(zhì)條件適用的基礎(chǔ)類型

第三節(jié)地基處理問(wèn)題

（一）基礎(chǔ)主要類型1、按埋置深度劃分

2、按基礎(chǔ)材料劃分

11一、各種地基地質(zhì)條件適用的基礎(chǔ)類型第三節(jié)地基處理問(wèn)4344第三節(jié)地基處理問(wèn)題

3、淺基礎(chǔ)又可按基礎(chǔ)構(gòu)造分為

一、各種地基地質(zhì)條件適用的基礎(chǔ)類型

（一）基礎(chǔ)主要類型12第三節(jié)地基處理問(wèn)題3、淺基礎(chǔ)又可按基礎(chǔ)構(gòu)造分為4445第三節(jié)地基處理問(wèn)題

4、深基礎(chǔ)進(jìn)一步劃分一、各種地基地質(zhì)條件適用的基礎(chǔ)類型

（一）基礎(chǔ)主要類型13第三節(jié)地基處理問(wèn)題4、深基礎(chǔ)進(jìn)一步劃分一、4546第三節(jié)地基處理問(wèn)題

5、按基礎(chǔ)受力性質(zhì)分為

一、各種地基地質(zhì)條件適用的基礎(chǔ)類型

（一）基礎(chǔ)主要類型14第三節(jié)地基處理問(wèn)題5、按基礎(chǔ)受力性質(zhì)分為一、4647第三節(jié)地基處理問(wèn)題

（二）基礎(chǔ)類型的選擇（土地基）1、一般土地基的基礎(chǔ)類型選擇

15第三節(jié)地基處理問(wèn)題（二）基礎(chǔ)類型的選擇（土地基4748第三節(jié)地基處理問(wèn)題

2、特殊土地基基礎(chǔ)類型選擇

16第三節(jié)地基處理問(wèn)題2、特殊土地基基礎(chǔ)類型選擇4849二、軟弱地基處理措施

第三節(jié)地基處理問(wèn)題

17二、軟弱地基處理措施第三節(jié)地基處理問(wèn)題4950基本原理及定義

是一種與建筑物基礎(chǔ)工作條件相似，而且直接對(duì)天然埋藏條件下的土體進(jìn)行的現(xiàn)場(chǎng)模擬試驗(yàn)。

試驗(yàn)裝置：承壓板：方形或圓形板（面積0.25～0.5m2）加荷載裝置：壓力源（千斤頂、荷重）、反力架沉降觀測(cè)裝置：百分表、沉降傳感器和水準(zhǔn)儀補(bǔ)充原位測(cè)試一、靜載荷試驗(yàn)18基本原理及定義補(bǔ)充原位測(cè)試一、靜載荷試驗(yàn)5051油壓千斤頂反荷加載靜力試驗(yàn)裝置補(bǔ)充原位測(cè)試19油壓千斤頂反荷加載靜力試驗(yàn)裝置補(bǔ)充原位測(cè)試5152二、靜力觸探試驗(yàn)補(bǔ)充原位測(cè)試20二、靜力觸探試驗(yàn)補(bǔ)充原位測(cè)試5253比貫入阻力-深度（ps-h）關(guān)系曲線側(cè)摩阻力-深度（fs-h）關(guān)系曲線摩阻比-深度（Rf-h）關(guān)系曲線試驗(yàn)成果：

單橋：Ps—h

曲線；雙橋：qc—h、fs—h、Rf—h曲線補(bǔ)充原位測(cè)試21比貫入阻力-深度（ps-h）關(guān)系曲線側(cè)摩阻力-深度摩阻比5354資料應(yīng)用：

（1）劃分土層（2）地基土強(qiáng)度（不排水抗剪強(qiáng)度）（3）變形模量（4）地基承載力（5）單樁承載力（6）評(píng)價(jià)地基土液化補(bǔ)充原位測(cè)試22資料應(yīng)用：補(bǔ)充原位測(cè)試5455三、圓錐動(dòng)力觸探（DPT）補(bǔ)充原位測(cè)試23三、圓錐動(dòng)力觸探（DPT）補(bǔ)充原位測(cè)試5556類型：

輕型（錘重10公斤）重型（錘重63.5公斤）超重型（錘重120公斤）影響因素：

桿長(zhǎng)桿側(cè)摩阻地下水上覆壓力成果應(yīng)用：確定砂土和碎石土的密實(shí)度、空隙比確定地基土的承載力和變形模量確定單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值補(bǔ)充原位測(cè)試24類型：補(bǔ)充原位測(cè)試5657補(bǔ)充原位測(cè)試四、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)(SPT)試驗(yàn)原理：屬于動(dòng)力觸探的一種。主要區(qū)別：貫入器為圓筒、可以取土樣。試驗(yàn)方法：63.5公斤錘，提升76厘米，自由落體，貫入度30厘米，依據(jù)擊數(shù)判別土樣性質(zhì)。優(yōu)點(diǎn)：

具備動(dòng)力觸探的優(yōu)點(diǎn)，可取土樣用于鑒別和室內(nèi)試驗(yàn)25補(bǔ)充原位測(cè)試四、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)(SPT)試驗(yàn)原理：優(yōu)點(diǎn)5758五、十字板剪切試驗(yàn)（VST）原理：通過(guò)扭轉(zhuǎn)十字板剪切儀，測(cè)定土體抗扭剪力矩，由此換算土體抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單、有效、可靠適用范圍：均質(zhì)飽和軟粘土試驗(yàn)?zāi)康模海?）測(cè)定不排水抗剪強(qiáng)度Cu

（2）估算軟粘土的靈敏度St補(bǔ)充原位測(cè)試26五、十字板剪切試驗(yàn)（VST）原