土力學(xué)與地基基礎(chǔ)-緒論

本學(xué)期學(xué)習(xí)內(nèi)容緒論第一章工程地質(zhì)第二章土的物理性質(zhì)及工程分類第三章土中應(yīng)力計(jì)算第四章地基的沉降計(jì)算第五章土的抗剪強(qiáng)度與地基承載力第六章土壓力與土坡穩(wěn)定第七章淺基礎(chǔ)的常規(guī)設(shè)計(jì)緒論第一節(jié)地基及基礎(chǔ)的概念第二節(jié)課程介紹、選用教材

第三節(jié)課程特點(diǎn)及學(xué)習(xí)要求第四節(jié)土力學(xué)的發(fā)展概況第五節(jié)與土力學(xué)有關(guān)的工程問題地面地基基礎(chǔ)上部結(jié)構(gòu)下部結(jié)構(gòu)建筑物向地基傳遞荷載的下部結(jié)構(gòu)就是基礎(chǔ)基礎(chǔ)底面N承擔(dān)建筑物的全部荷載,受建筑物影響的地層稱為地基第一節(jié)地基及基礎(chǔ)的概念緒論基礎(chǔ)上部結(jié)構(gòu)地基建筑物三部分示意圖第一節(jié)地基及基礎(chǔ)的概念緒論

建筑物的上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基三部分，功能不同，研究方法各異，但它們又是建筑物的有機(jī)組成部分，缺一不可、彼此聯(lián)系、相互制約。所以，科學(xué)的、理想的方法是將三部分統(tǒng)一起來進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。依目前的理論水平，還很難做到這一點(diǎn)。盡管如此，我們?cè)谔幚淼鼗A(chǔ)問題時(shí)，頭腦里一定要有地基-基礎(chǔ)-上部結(jié)構(gòu)相互作用的整體概念，盡可能全面地加以考慮。地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的基本條件

要求作用于地基的荷載不超過地基的承載能力，保證地基不出現(xiàn)整體破壞?？刂苹A(chǔ)沉降，使之不超過地基的變形允許值，保證建筑物不因地基變形而損壞或者影響其正常使用。第二節(jié)課程介紹、選用教材緒論

建筑物的地基和基礎(chǔ)是建筑物的根本，它們一旦出現(xiàn)問題，建筑物的安全和正常使用必然受到影響。建筑物的事故，絕大多數(shù)都與地基和基礎(chǔ)有關(guān)。組成地層的土或巖石是自然界的產(chǎn)物。建筑物建造在地層上面，所以建筑物場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件是決定地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工的先決條件。在土建、水利、橋隧、道路、港口等有關(guān)工程中，以巖土體的利用、改造與整治問題為研究對(duì)象的科技領(lǐng)域，因其區(qū)別于結(jié)構(gòu)工程的特殊性和各專業(yè)巖土問題的共同性，已發(fā)展融合成為一個(gè)自成體系的專業(yè)——“巖土工程”。它的研究方法是由三種基本手段（數(shù)學(xué)模擬、物理模擬和原位觀測(cè)）綜合而成。

所謂巖土工程，即為土力學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)和巖體力學(xué)的結(jié)合。第二節(jié)課程介紹、選用教材緒論《土力學(xué)與地基基礎(chǔ)》分為土力學(xué)和基礎(chǔ)工程學(xué)兩大塊。土力學(xué)是力學(xué)的一個(gè)分枝，內(nèi)容的核心是研究土體的應(yīng)力、變形、強(qiáng)度、滲流及穩(wěn)定性。土力學(xué)所要研究的兩大基本問題是土體的變形和強(qiáng)度。土力學(xué)是本課程的理論基礎(chǔ)?；A(chǔ)工程學(xué)則是運(yùn)用土力學(xué)理論來解決基礎(chǔ)工程問題。研究土的應(yīng)力、變形、強(qiáng)度和穩(wěn)定以及土與結(jié)構(gòu)物相互作用等規(guī)律的一門力學(xué)分支稱為土力學(xué)。土力學(xué)基礎(chǔ)工程理論基礎(chǔ)工程實(shí)踐運(yùn)用土力學(xué)理論來解決基礎(chǔ)工程的實(shí)際問題：基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、擋土墻設(shè)計(jì)、土坡穩(wěn)定分析、地基處理等。

可選用教材：清華大學(xué)出版社，陳希哲《土力學(xué)地基基礎(chǔ)》中國建筑工業(yè)出版社，華南理工大學(xué)等四校主編《地基及基礎(chǔ)》高等教育出版社《土力學(xué)與地基基礎(chǔ)》人民交通出版社，洪毓康《土質(zhì)學(xué)與土力學(xué)》同濟(jì)大學(xué)出版社，袁聚云、李鏡培及樓曉明《基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)原理》武漢大學(xué)出版社，吳湘興《土力學(xué)及地基基礎(chǔ)》全國高等教育自學(xué)考試教材第二節(jié)課程介紹、選用教材緒論涉及工程地質(zhì)學(xué)、土力學(xué)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工等多個(gè)學(xué)科。重視工程地質(zhì)的基本知識(shí)，培養(yǎng)閱讀和使用工程地質(zhì)勘察資料的能力。掌握土的應(yīng)力、變形，強(qiáng)度和地基計(jì)算等土力學(xué)基本原理，從而能夠應(yīng)用這些基本概念和原理，結(jié)合有關(guān)建筑結(jié)構(gòu)理論和施工知識(shí)，分析和解決地基基礎(chǔ)的實(shí)際問題。授課方式主要有：理論課、試驗(yàn)課、課程設(shè)計(jì)實(shí)踐周。第三節(jié)課程特點(diǎn)及學(xué)習(xí)要求緒論1.特點(diǎn)：本課程涉及水文地質(zhì)學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)、土力學(xué)等幾個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，內(nèi)容廣泛、綜合性強(qiáng)。2.學(xué)習(xí)要求：牢固掌握土力學(xué)中的基本概念和基本原理，做到能夠應(yīng)用這些基本概念和基本原理，結(jié)合有關(guān)建筑結(jié)構(gòu)理論和施工知識(shí)，分析和解決地基基礎(chǔ)問題。3.研究方法：理論＋試驗(yàn)＋經(jīng)驗(yàn)。（1）古代我國西安半坡村新石器時(shí)代遺址和殷墟遺址的考古發(fā)掘，都發(fā)現(xiàn)有土臺(tái)和石礎(chǔ)。“堂高三尺、茅茨土階”(《韓非子》)地基基礎(chǔ)型式。趙州橋(隋朝，李春)1390年來沉降僅約7.3厘米。開封開寶寺木塔(公元989年)考慮到當(dāng)?shù)囟辔鞅憋L(fēng)，便特意使建于飽和土上的塔身稍向西北傾斜，設(shè)想在風(fēng)力的長期斷續(xù)作用下可以漸趨復(fù)正。木樁基礎(chǔ)的使用；鄭州超化寺(隋)是在淤泥中打進(jìn)木樁形成塔基。第四節(jié)土力學(xué)的發(fā)展概況緒論作為應(yīng)用科學(xué)，基礎(chǔ)工程又是一門年輕的學(xué)科。作為本學(xué)科理論基礎(chǔ)的土力學(xué)的發(fā)展歷史可以劃分為古典土力學(xué)和現(xiàn)代土力學(xué)兩個(gè)階段。人工地基方面：早在秦代修筑馳道時(shí)，就已采用了“穩(wěn)以金堆”的路基壓實(shí)方法，至今還采用的灰土墊層、石灰樁、瓦渣墊層，撼砂墊層等，都是自古已有的傳統(tǒng)地基處理方法?！稜I造法式》

（北宋李誡）記載了古代地基基礎(chǔ)的某些具體做法。（2）歐洲1773，法國的C.A．庫倫(Coulomb)根據(jù)試驗(yàn)創(chuàng)立了著名的砂土抗剪強(qiáng)度公式，提出了計(jì)算擋土墻土壓力的滑楔理論。1869，英國的W．J．M．朗肯(Rankine)又從不同途徑提出了擋土墻土壓力理論。這對(duì)后來土體強(qiáng)度理論的發(fā)展起了很大的作用。第四節(jié)土力學(xué)的發(fā)展概況緒論1885，法國J．布辛奈斯克(Boussinesq)求得了彈性半空間在豎向集中力作用下的應(yīng)力和變形的理論解答。1922，瑞典W．費(fèi)蘭紐斯(Fellenius)為解決鐵路坍方問題作出了土坡穩(wěn)定分析法。1925，K．太沙基(Terzaghi)歸納發(fā)展了以往的成就，發(fā)表了《土力學(xué)》(Erdbaumechanik)。1929，太沙基與其他作者一起發(fā)表了《工程地質(zhì)學(xué)》(Ingenieurgeologie)從五十年代起，現(xiàn)代科技成就尤其是電子技術(shù)滲入了土力學(xué)及基礎(chǔ)工程的研究領(lǐng)域。第四節(jié)土力學(xué)的發(fā)展概況緒論第五節(jié)與土力學(xué)有關(guān)的工程問題

緒論土是什么？巖石風(fēng)化的產(chǎn)物碎散性非連續(xù)介質(zhì)受力以后易變形體積變化主要是孔隙變化剪切變形主要由顆粒相對(duì)位移引起強(qiáng)度低土是什么？固相—土骨架液相—水氣相—空氣三相體系多相介質(zhì)受力后由土骨架、孔隙介質(zhì)共同承擔(dān)存在復(fù)雜的相互作用孔隙流體流動(dòng)第五節(jié)與土力學(xué)有關(guān)的工程問題

緒論第四節(jié)土力學(xué)的發(fā)展概況緒論土是什么？自然界的產(chǎn)物自然變異性非均勻性各向異性結(jié)構(gòu)性時(shí)空變異性第五節(jié)與土力學(xué)有關(guān)的工程問題

緒論第四節(jié)土力學(xué)的發(fā)展概況緒論土有什么特點(diǎn)？碎散性三相體系自然變異性力學(xué)特性復(fù)雜變形特性強(qiáng)度特性滲透特性第五節(jié)與土力學(xué)有關(guān)的工程問題

緒論學(xué)科研究對(duì)象理論力學(xué)質(zhì)點(diǎn)或剛體材料力學(xué)單個(gè)彈性桿件（桿、軸、梁）連續(xù)固體結(jié)構(gòu)力學(xué)若干彈性桿件組成的桿件結(jié)構(gòu)彈性力學(xué)彈性實(shí)體結(jié)構(gòu)或板殼結(jié)構(gòu)水力學(xué)不可壓縮的連續(xù)流體（水）連續(xù)流體土力學(xué)天然的三相碎散堆積物碎散材料第四節(jié)土力學(xué)的發(fā)展概況緒論土力學(xué)有什么特點(diǎn)？第五節(jié)與土力學(xué)有關(guān)的工程問題

緒論連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的基本知識(shí)描述碎散體特性的理論土力學(xué)土的變形、強(qiáng)度和滲透特性以及與此有關(guān)的工程問題第四節(jié)土力學(xué)的發(fā)展概況緒論土力學(xué)有什么特點(diǎn)？第五節(jié)與土力學(xué)有關(guān)的工程問題

緒論第四節(jié)土力學(xué)的發(fā)展概況緒論為什么學(xué)習(xí)土力學(xué)？大量與土有關(guān)的工程問題加拿大特朗斯康谷倉

概況：長59.4m，寬23.5m，高31.0m，共65個(gè)圓筒倉。鋼混筏板基礎(chǔ)，厚61cm，埋深3.66m。1911年動(dòng)工，1913年完工，自重20000T。事故：1913年9月裝谷物，10月17日裝了31822Ｔ谷物時(shí)，1小時(shí)豎向沉降達(dá)30.5cm24小時(shí)傾斜26°53ˊ西端下沉7.32m

東端上抬1.52m上部鋼混筒倉完好無損第五節(jié)與土力學(xué)有關(guān)的工程問題

緒論第四節(jié)土力學(xué)的發(fā)展概況緒論為什么學(xué)習(xí)土力學(xué)？大量與土有關(guān)的工程問題加拿大特朗斯康谷倉原因：地基土事先未進(jìn)行調(diào)查，據(jù)鄰近結(jié)構(gòu)物基槽開挖取土試驗(yàn)結(jié)果，計(jì)算地基承載力應(yīng)用到此谷倉。1952年經(jīng)勘察試驗(yàn)與計(jì)算，地基實(shí)際承載力遠(yuǎn)小于谷倉破壞時(shí)發(fā)生的基底壓力。因此，谷倉地基因超載發(fā)生強(qiáng)度破壞而滑動(dòng)。事后在下面做了七十多個(gè)支撐于基巖上的混凝土墩，使用388個(gè)50t千斤頂以及支撐系統(tǒng)，才把倉體逐漸糾正過來，但其位置比原來降低了４米。第五節(jié)與土力學(xué)有關(guān)的工程問題

緒論第四節(jié)土力學(xué)的發(fā)展概況緒論為什么學(xué)習(xí)土力學(xué)？大量與土有關(guān)的工程問題香港寶城滑坡

1972年7月某日清晨，香港寶城路附近，兩萬立方米殘積土從山坡上下滑，巨大滑動(dòng)體正好沖過一幢高層住宅--寶城大廈，頃刻間寶城大廈被沖毀倒塌并砸毀相鄰一幢大樓一角約五層住宅。死亡６7人。原因：山坡上殘積土本身強(qiáng)度較低，加之雨水入滲使其強(qiáng)度進(jìn)一步大大降低，使得土體滑動(dòng)力超過土的強(qiáng)度，于是山坡土體發(fā)生滑動(dòng)。第五節(jié)與土力學(xué)有關(guān)的工程問題

緒論第四節(jié)土力學(xué)的發(fā)展概況緒論為什么學(xué)習(xí)土力學(xué)？大量與土有關(guān)的工程問題香港1900年建市，1977年成立土力工程署

港島1972PoShan滑坡(~20,000m3)(67死、20傷)第五節(jié)與土力學(xué)有關(guān)的工程問題

緒論第四節(jié)土力學(xué)的發(fā)展概況緒論為什么學(xué)習(xí)土力學(xué)？大量與土有關(guān)的工程問題June1972滑坡后第五節(jié)與土力學(xué)有關(guān)的工程問題

緒論第四節(jié)土力學(xué)的發(fā)展概況緒論為什么學(xué)習(xí)土力學(xué)？大量與土有關(guān)的工程問題阪神大地震中地基液化神戶碼頭：地震引起大面積砂土地基液化后產(chǎn)生很大的側(cè)向變形和沉降，大量的建筑物倒塌或遭到嚴(yán)重?fù)p傷液化：松砂地基在振動(dòng)荷載作用下喪失強(qiáng)度變成流動(dòng)狀態(tài)的一種現(xiàn)象第五節(jié)與土力學(xué)有關(guān)的工程問題

緒論第四節(jié)土力學(xué)的發(fā)展概況緒論為什么學(xué)習(xí)土力學(xué)？大量與土有關(guān)的工程問題神戶碼頭：沉箱式岸墻因砂土地基液化失穩(wěn)滑入海中阪神大地震中地基液化以上幾個(gè)實(shí)例可歸結(jié)為與土有關(guān)的強(qiáng)度問題第五節(jié)與土力學(xué)有關(guān)的工程問題

緒論第四節(jié)土力學(xué)的發(fā)展概況緒論為什么學(xué)習(xí)土力學(xué)？大量與土有關(guān)的工程問題目前：塔向南傾斜，南北兩端沉降差1.80m，

塔頂離中心線已達(dá)5.27m，傾斜5.5°1360：再復(fù)工，至1370年竣工，全塔共8層，高度為55m1272：復(fù)工，經(jīng)6年，至7層，高48m，再停工1178：至4層中，高約29m，因傾斜停工1173：動(dòng)工原因：地基持力層為粉砂，下面為粉土和粘土層，強(qiáng)度較低，變形較大。1590:伽利略在此塔做落體實(shí)驗(yàn)比薩斜塔第五節(jié)與土力學(xué)有關(guān)的工程問題

緒論第四節(jié)土力學(xué)的發(fā)展概況緒論為什么學(xué)習(xí)土力學(xué)？大量與土有關(guān)的工程問題比薩斜塔處理措施1838-1839：挖環(huán)形基坑卸載1933-1935：基坑防水處理基礎(chǔ)環(huán)灌漿加固1990年1月:

封閉1992年7月：

加固塔身，用壓重法和取土法進(jìn)行地基處理目前:

已向游人開放。第五節(jié)與土力學(xué)有關(guān)的工程問題

緒論虎丘塔概況：位于蘇州市虎丘公園山頂，落成于宋太祖建隆二年（公元961年）。全塔7層，高47.5m，塔的平面呈八角形。問題：塔身向東北方向嚴(yán)重傾斜，塔頂離中心線已達(dá)2.31m，底層塔身發(fā)生不少裂縫，成為危險(xiǎn)建筑物而封閉。原因：坐落于不均勻粉質(zhì)粘土層上，產(chǎn)生不均勻沉降。處理：在塔四周建造一圈樁排式地下連續(xù)墻并對(duì)塔周圍與塔基進(jìn)行鉆孔注漿和打設(shè)樹根樁加固塔身，獲得成功。第四節(jié)土力學(xué)的發(fā)展概況緒論為什么學(xué)習(xí)土力學(xué)？大量與土有關(guān)的工程問題第五節(jié)與土力學(xué)有關(guān)的工程問題

緒論第四節(jié)土力學(xué)的發(fā)展概況緒論為什么學(xué)習(xí)土力學(xué)？大量與土有關(guān)的工程問題關(guān)西機(jī)場(chǎng)

世界最大人工島1986年：開工1990年：人工島完成1994年：機(jī)場(chǎng)運(yùn)營面積：4370m×1250m填筑量：180×106m3平均厚度：33m第五節(jié)與土力學(xué)有關(guān)的工程問題

緒論第四節(jié)土力學(xué)的發(fā)展概況緒論為什么學(xué)習(xí)土力學(xué)？大量與土有關(guān)的工程問題關(guān)西機(jī)場(chǎng)問題：沉降大且有不均勻沉降設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)測(cè)沉降：

5.7－7.5m完成時(shí)實(shí)際沉降：

8.1m，5cm/月

(1990年)預(yù)測(cè)主固結(jié)完成：

20年后比設(shè)計(jì)超填：

3m以上幾個(gè)實(shí)例可歸結(jié)為與土有關(guān)的變形問題第五節(jié)與土力學(xué)有關(guān)的工程問題

緒論第四節(jié)土力學(xué)的發(fā)展概況緒論為什么學(xué)習(xí)土力學(xué)？大量與土有關(guān)的工程問題Teton壩概況：土壩，高90m，長1000m，建于1972-75年，1976年6月失事?lián)p失：直接8000萬美元，起訴5500起，2.5億美元，死14人，受災(zāi)2.5萬人，60萬畝土地，32公里鐵路原因：滲透破壞－水力劈裂第五節(jié)與土力學(xué)有關(guān)的工程問題

緒論第四節(jié)土力學(xué)的發(fā)展概況緒論為什么學(xué)習(xí)土力學(xué)？大量與土有關(guān)的工程問題Teton壩1976年6月5日上午10:30左右，下游壩面有水滲出并帶出泥土。第五節(jié)與土力學(xué)有關(guān)的工程問題

緒論第四節(jié)土力學(xué)的發(fā)展概況緒論為什么學(xué)習(xí)土力學(xué)？大量與土有關(guān)的工程問題Teton壩11：00左右洞口不斷擴(kuò)大并向壩頂靠近，泥水流量增加第五節(jié)與土力學(xué)有關(guān)的工程問題

緒論第四節(jié)土力學(xué)的發(fā)展概況緒論為什么學(xué)習(xí)土力學(xué)？大量與土有關(guān)的工程問題Teton壩11:30洞口繼續(xù)向上擴(kuò)大，泥水沖蝕了壩基，主洞的上方又出現(xiàn)一滲水洞。流出的泥水開始沖擊壩趾處的設(shè)施。第五節(jié)與土力學(xué)有關(guān)的工程問題

緒論第四節(jié)土力學(xué)的發(fā)展概況緒論為什么學(xué)習(xí)土力學(xué)？大量與土有關(guān)的工程問題Teton壩11：50左右洞口擴(kuò)大加速，泥水對(duì)壩基的沖蝕更加劇烈。第五節(jié)與土力學(xué)有關(guān)的工程問題

緒論第四節(jié)土力學(xué)的發(fā)展概況緒論為什么學(xué)習(xí)土力學(xué)？大量與土有關(guān)的工程問題Teton壩11:57壩坡坍塌，泥水狂瀉而下第五節(jié)與土力學(xué)有關(guān)的工程問題

緒論12：00過后坍塌口加寬第四節(jié)土力學(xué)的發(fā)展概況緒論為什么學(xué)習(xí)土力學(xué)？大量與土有關(guān)的工程問題Teton壩第五節(jié)與土力學(xué)有關(guān)的工程問題

緒論洪水掃過下游谷底，附近所有設(shè)施被徹底