土力學與砌體結構 第1章 緒論

第一章緒論1.1本課程的內容和作用1.2本學科發(fā)展概況1.3本課程的特點和學習要求1.1本課程的內容和作用1.1.1、學科與實踐地基基礎是建筑物的根本，又屬于地下隱蔽工程，一旦發(fā)生事故難以補救。有時會造成重大經濟損失甚至人員傷亡。此外基礎工程的費用可占建筑物總造價的10%~30%。建筑工程的實踐中出現(xiàn)了很多事故，遇到了很多問題。對這些問題的研究解決以及經驗教訓的積累就形成了本門課程。讓我們從以下工程事故的介紹中對本課程的內容和作用進行初步的了解。

建筑物傾斜（1）意大利比薩斜塔：

1173年9月動工，至1178年建至第四層中部，高度約29米時，因塔身明顯傾斜而停工。94年后，于1272年復工，經6年時間，建完第7層，高48米，再次停工中斷82年。于1360年再復工，至1370年竣工。全塔共8層，高度為55米。比薩斜塔塔身為圓筒形，1-6層為優(yōu)質大理石砌成，頂部7-8層采用磚和輕石料。1590年伽利略做落體實驗，創(chuàng)建了物理學上著名的落體定律。地基持力層為粉砂，下面為粉土和粘土層。目前塔向南傾斜，南北兩端沉降差1.80米，塔頂偏離中心線已達5.27米，傾斜5.50，1990年1月14日被封閉。（2）蘇州虎丘塔

此塔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），距今已有1036。全塔7層，高47.5米。平面呈八角形。青磚砌筑。

1980年時，塔身已向東北方向嚴重傾斜，塔頂離中心線已達2.31米。底層塔身出現(xiàn)不少裂縫。

寶塔傾斜為地基覆蓋層相差懸殊等原因造成。2.建筑地基嚴重下沉造成建筑地基嚴重下沉的因素很多，就地基而言，多為高壓縮性軟弱土。會造成室內外連接困難及交通不便，內外網管道也會造成破壞。3.建筑物墻體開裂持力層土質壓縮性相差懸殊或不同類型基礎基底壓力相差較大，引起不均勻沉降，導致墻體開裂。相鄰荷載影響亦可引起附加應力增加，導致地基下沉，墻體開裂。4.建筑物基礎開裂地基壓縮性相差懸殊，導致基礎底板斷裂。5.建筑物地基熔蝕引起地基塌陷6.建筑物地基滑動右圖是加拿大特朗斯康谷倉地基破壞情況。該谷倉建于1911年，1913年秋完工，9月裝谷。10月17日發(fā)現(xiàn)1小時內豎向沉降達30.5cm，結構物向西傾斜并在24小時內傾倒。谷倉西端下沉7.32m，東端上抬1.52m，倉身傾斜27度。事故原因為谷倉地基因超載發(fā)生強度破壞而滑動。7.建筑物地基液化失效地震引起砂土地基液化，喪失地基承載力。（1）日本新瀉：1964年，7.5級地震。（2）唐山地震液化“砂火山”口液化噴水冒砂后景象液化造成地基沉陷,房屋嚴重裂縫液化造成地基沉陷,

房屋嚴重裂縫液化后汽車陷入土中8.土坡滑動斷層所造成的邊坡滑動使民宅橫向移動10m,垂直落差約6m巴東崖崩造成房屋墻體開裂姊歸縣邊坡治理1.1.2、本門課程的知識構架1.1本課程的內容和作用本門課程包含土力學基本理論、地基基礎設計原理和經驗兩部分。應注意相互之間的關系（1）

地基基礎

a.

地基與基礎的區(qū)別：基礎：建筑物最底下擴大的這一部分。地基：承受由基礎傳來荷載的土層（或巖層）。持力層：位于基礎底面下的第一層土。下臥層：持力層下的土層。1.1本課程的內容和作用

b.地基的分類：按地質情況分：土基、巖基。按設計施工情況分：天然地基：不需處理而直接利用的地基。人工地基：經過人工處理而達到設計要求的地基。（2）土力學a.

土的特點：碎散性、壓縮性、固體顆粒間的相對移動性及透水性。連續(xù)介質的固體材料。b.

土的用途：作為地基；作為建筑材料（e.g.路基，堤坎）

c.

土力學的研究對象：研究土的本構關系以及土與結構物相互作用的規(guī)律。

土的本構關系：即土的應力——應變——強度——時間四變量之間的內在聯(lián)系。1.1本課程的內容和作用（3）地基設計中，必須滿足的兩個技術條件：1、地基的變形條件：（沉降量、沉降差、傾斜、局部傾斜）保證建筑物不因地基變形而損壞或者影響其正常使用。s[s]

2、地基的強度條件：要求作用于地基的荷載不超過地基的承載力，保證地基在防止整體破壞方面有足夠的安全儲備。pf

（4）基礎設計中，必須滿足的兩個技術條件：

基礎應當具有足夠的強度和耐久性。

1.2本學科發(fā)展概況

地基及基礎既是一項古老的工程技術，又是一門年輕的應用科學。窮本溯源，世界文化古國的遠古先民，在史前的建筑活動中，就已創(chuàng)造了自己的地基基礎工藝，我國西安半坡新村新石器時代遺址的考古發(fā)掘，都發(fā)現(xiàn)有土臺和石礎。舉世文明的長城、大運河、蜿蜒萬里，如不處理好有關巖土問題，哪能穿越各種地質條件的廣闊地區(qū)，而被譽為亙古奇觀。1.2本學科發(fā)展概況1.2本學科發(fā)展概況1.2本學科發(fā)展概況

作為本學科理論基礎的土力學的發(fā)端，始于18世紀興起了工業(yè)革命的歐洲。1773年，法國的庫倫（Coulomb）根據(jù)試驗創(chuàng)立了著名的砂土抗剪強度公式，提出了計算擋土墻土壓力理論。90余年后，英國的朗肯（Rankine,1869）又從另一途徑提出了擋土墻土壓力理論。法國的布辛奈斯克（Boussinesq,1885）求得了彈性半空間在豎向集中力作用下的應力和變形的理論解答。1922年，瑞典人費倫紐斯（Fellenius）,土坡穩(wěn)定分析法。這些古老的理論和方法，直到今天，仍不失其理論和實用的價值。1.2本學科發(fā)展概況1.2本學科發(fā)展概況1.2本學科發(fā)展概況

1925年，美國的太沙基(Terzaghi)發(fā)表了《土力學》專著，接著，于1929年又發(fā)表了《工程地質學》。這些比較系統(tǒng)完整的科學著作的出現(xiàn)，帶動了各國學者對本學科各方面的探索。時至今日，土建、水利、橋隧、道路、港口、海洋等有關工程中，以巖土體的利用、改造與整治問題為研究對象的科技領域，因其區(qū)別于結構工程的特殊性和各專業(yè)巖土問題的共同性，已融為一個自成體系的新專業(yè)——“巖土工程”（GeotechnicalEngineering）。1.3本課程的特點和學習要求本課程涉及工程地質學、土力學、結構設計和施工幾個學