基礎(chǔ)工程課件

基礎(chǔ)工程第一章1本課程的教材高等學(xué)校推薦教材地基及基礎(chǔ)（第三版）2本課程的主要內(nèi)容第1章緒論；第2章土的物理性質(zhì)及分類；第3章地基的應(yīng)力和沉降；第4章土的抗剪強度；第5章土壓力、地基承載力和土坡穩(wěn)定性；第6章地基勘察；第7章淺基礎(chǔ)常規(guī)設(shè)計；第8章樁基礎(chǔ)；第9章軟弱土地基處理3第1章緒論一、地基及基礎(chǔ)的概念二、本學(xué)科的發(fā)展概況三、本課程的特點和學(xué)習(xí)要求4一、地基及基礎(chǔ)的概念建筑物的全部荷載均由其下的地層來承擔(dān)。受建筑物影響的那一部分地層稱為地基；建筑物向地基傳遞荷載的下部結(jié)構(gòu)稱為基礎(chǔ)。建筑物上部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)地基5基礎(chǔ)上部結(jié)構(gòu)地基建筑物三部分示意圖6

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)一起來進行設(shè)計計算。依目前的理論水平，還很難做到這一點。盡管如此，我們在處理地基基礎(chǔ)問題時，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。7

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，所以建筑物場地的工程地質(zhì)條件是決定地基基礎(chǔ)設(shè)計和施工的先決條件。8

研究土體的應(yīng)力、變形、強度、滲流及穩(wěn)定性的一門力學(xué)分支學(xué)科稱為土力學(xué)。

土力學(xué)是本課程的理論基礎(chǔ)。土力學(xué)所要研究的兩大基本問題是土體的變形和強度。9

地基基礎(chǔ)設(shè)計必須滿足

的基本條件

建筑物的建造使地基中原有的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化，所以地基基礎(chǔ)的設(shè)計必須滿足：a.作用于地基的荷載不超過地基的承載能力（地基土的強度問題）；b.控制基礎(chǔ)沉降使之不超過允許值（地基土的變形問題）。10基礎(chǔ)淺基礎(chǔ)深基礎(chǔ)地基天然地基人工地基11

二、本學(xué)科發(fā)展概況作為工程技術(shù)，基礎(chǔ)工程是一項古老的工藝。如前所述，只要建造建筑物，注定離不開地基和基礎(chǔ)，因此，作為一項工程技術(shù)，基礎(chǔ)工程的歷史源遠流長。但人們只能依賴于實踐經(jīng)驗的不斷積累和能工巧匠的技藝更新來發(fā)展這項技術(shù)，囿于當(dāng)時生產(chǎn)力發(fā)展水平，基礎(chǔ)工程還未能提煉成為系統(tǒng)的科學(xué)理論。12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)兩個階段。13土力學(xué)古典土力學(xué)現(xiàn)代土力學(xué)一個原理兩個理論一個模型三個理論四個分支(1923~1960)(1963~?)14

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）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。15三、本課程的特點和學(xué)習(xí)要求1.特點：本課程涉及水文地質(zhì)學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)、土力學(xué)等幾個學(xué)科領(lǐng)域，內(nèi)容廣泛、綜合性強。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，分析和解決地基基礎(chǔ)問題。16童小東南京東南大學(xué)土木工程學(xué)院P.C.：210096TelO)，3791829(O)H)E-mail：tongxiaodong@263.net17東南大學(xué)遠程教育基礎(chǔ)工程第二章主講教師童小東18第2章土的物理性質(zhì)及

分類第1節(jié)概述第2節(jié)土的組成第3節(jié)土的三相比例指標(biāo)第4節(jié)無粘性土的密實度第5節(jié)粘性土的物理特征第6節(jié)土的滲透性第7節(jié)地基土（巖）的分類19第1節(jié)概述土是巖石風(fēng)化的產(chǎn)物。風(fēng)化作用物理作用：巖石產(chǎn)生量的變化化學(xué)作用生物作用巖石產(chǎn)生質(zhì)的變化20土是三相渠體。土液相（水）氣相（氣）固相（土顆粒蘋）土殘積土運積土風(fēng)成沉積燃土水成沉灑積土冰川沉千積土21飽和土中膝的孔隙均失被水所充道填，所以飽狼和土為懶二相體遲。22第2節(jié)凝土黎的組成一、土芽的固相（一）府土的顆笨粒級配按土顆貿(mào)粒粒徑糾（d）大小將洋土顆粒寫分組，液稱為粒組。劃分粒楊組的分界椒尺寸稱為界限粒庭徑。巨粒：>60mm粗粒：0.07勢5~60mm細粒：≤0.07蕩5mm土的粒情組23土顆粒季的大小款及其組傭成情況睛，通常以檢土中土員顆粒各帥個粒組痕的相對含量（宵各粒組占壁土?？偭科康陌俜謹?shù)女）來表示陳，稱為土的顆粒狹級配。土的顆粒北級配可由土的顆良粒大小海分析試按驗（簡稱顆分試驗）測定。篩析法密度計法d<0.來075坦mm移液管劃法d>0.碼075脹mm顆分試喉驗24根據(jù)顆粒攤大小分析切試驗結(jié)果獅，可以繪制顆粒級配裳累積曲線（橫坐標(biāo)為粒徑，用對數(shù)坐版標(biāo)表示；縱床坐標(biāo)為小于某?？饛降耐林乜v含量，用常數(shù)坐鼻標(biāo)表示）臨。顆粒級怪配曲線買的坡度可以大致紙反映土的均勻程忍度。曲線陡通，表示肚粒徑大釋小相差必不多，字土顆粒華比較均臟勻；曲醒線緩，虧表示粒卷徑大小驕相差懸蜻殊，土街顆粒不辰均勻，艙級配良寶好。25幾個特殊拆粒徑：d10,d30,d60小于某粒虧徑的土顆萬粒質(zhì)量累曉積百分數(shù)為10%時，相砍應(yīng)的粒漲徑稱為有效粒暈徑d10。與之類怕似可以良得到d30和d60（限定粒徑）。土顆粒的島級配指標(biāo)書：不均勻系謙數(shù)Cu=d60/d10曲率系數(shù)Cc=(d30)2/(d60×d10)26Cu反映大戰(zhàn)小不同婚粒組的圾分布情逗況。Cu越大，表勢示土顆粒眾大小的分問布范圍越大，使其級配斜良好。Cc描寫累鍛積曲線攔的分布腫范圍，趕反映曲龍線的整驅(qū)體形狀布。在一般踢情況下覺，Cu<5，均粒土屬，為級認配不良>10，級配良賊好27Cu≥5Cc=1~3級配良好礫類土或斜砂類土單獨用Cu來確定怎土的級裝配情況薯是不夠的，盛需同時參光考Cc。28（二）土毒粒的礦物錘成分礦物成軌分對土獸的性質(zhì)央有著重短要影響，怎其中以欣細粒組螞的礦物敵成分最某為重要陰。原生礦脂物：包括石饞英、長石盆和云母等暴。為巖石鍛物理風(fēng)化馬的產(chǎn)物，排化學(xué)性質(zhì)著穩(wěn)定或較語為穩(wěn)定。次生礦物：為原生朗礦物化學(xué)蘭風(fēng)化的產(chǎn)勒物。土顆粒行的礦物插成分原生礦物次生礦物29次生礦物給主要是粘土礦透物。由于晶羞片結(jié)合露的情況蜂不同，圾便形成粱了具有殊不同性歉質(zhì)的各戲種粘土保礦物，灣主要有步蒙脫石揀、伊里肝石和高大嶺石。硅氧四面騰體硅氧晶片鋁氫氧章八面體鋁氫氧霧晶片的基本憑單元粘土礦物誤結(jié)構(gòu)30蒙脫石溪：親水及性強（芽吸水膨往脹、脫桿水收縮槽）伊里石：具親水性中梯等高嶺石：們親水性差31二、土比的液相土中水結(jié)合水自由水強結(jié)合水弱結(jié)合球水重力水毛細水土的含水宏量試驗所怖測定的為河土中的自由水和弱結(jié)合倍水。32三、土默的氣相土孔隙世中未被益水所占痕據(jù)的部伶位由氣體么充填。土中的氣娘體若與大氣殲相通，則對敢土的力置學(xué)性質(zhì)撿影響不何大;若與大氣隔誦絕，使土典的壓縮負性提高考，透水彩性減小辣。33四、土治的結(jié)構(gòu)固和構(gòu)造土的結(jié)構(gòu)乏是指由土亂粒單元的大小、塑形狀、基相互排漏列及其筋聯(lián)結(jié)關(guān)慶系等因同素形成假的綜合依特征。土的結(jié)搏構(gòu)絮狀結(jié)部構(gòu)：d<0.義005螞mm（朗粘粒在飲海水中絹）蜂窩結(jié)困構(gòu)：d=0.0驕05~0千.075艘mm（粉妻粒）單粒結(jié)歡構(gòu)：d>0.愧075悄mm分散結(jié)俯構(gòu)：d<0.0逐05mm酸（粘粒在地淡水中）緊密疏松34第3節(jié)切土剩的三相俊比例指鉤標(biāo)土的三相料比例指標(biāo)春定量反映扔了土的三漆相的組成浪情況，有技助于理解解土的基本習(xí)物理性質(zhì)蓄。土液相（水）氣相（氣）固相（土顆粒抖）土是三相麻體。35為了對土粉的基本物稻理性質(zhì)有控所了解，礎(chǔ)需要對滾土的三藍相的組苗成情況進行定到量研究沫。表示糧土的三裁相組成細比例關(guān)忙系的指槐標(biāo)，稱肌為土的視三相比滑例指標(biāo)延，包括土粒比重ds、含水量w、密度ρ、孔隙比e、孔隙率n和飽和度Sr。土粒比重ds：土粒質(zhì)量展與同體積錫的4℃時純水扎的質(zhì)量東之比。適在數(shù)值床上等于呆土粒密遞度，但方無量綱緣瑞。在試儲驗室用“比重瓶法”測定，一凳般土粒比譯重的變化帝幅度不大奧。36土的含淡水量w：土中水的世質(zhì)量與土粒質(zhì)猶量之比。甚在試驗室?guī)煲话阌谩昂娓煞ā睖y定。一測般來說，賢同一類土奧，當(dāng)含水夫量增大時顆，其強度武就降低。土的密度干密度飽和密仇度有效密度干重度飽和重業(yè)度有效重通度土的密度ρ：土單位體叮積的質(zhì)量貞。在試驗飄室一般用“環(huán)刀法”測定。37土的孔隙動比e：土中孔隙化體積與土粒體系積之比?？羁梢杂脕磙q評價天然土層曉的密實程劃度。土的孔隙帶率n：土中孔隙燒體積與土努體總體積巡壽之比。土的飽垮和度Sr：土中被款水充滿廈的孔隙勤體積與續(xù)孔隙總慎體積之司比。38第4節(jié)兔無粘性劍土的密實米度無粘性土廈的密實度班與其工程可性質(zhì)有著怎密切的關(guān)杜系。呈密守實狀態(tài)時消，為良好嗎地基；呈識疏松狀態(tài)工時，為不綠良地基。無粘性針土的最爺小孔隙壁比emin：處于最歲緊密狀晌態(tài)的孔鳥隙比。銹在試驗紗室可用“振擊法”測定。無粘性勇土的最儲大孔隙聯(lián)比emax：處于最疏沉松狀態(tài)的嗓孔隙比。寫在試驗室活可用“漏斗法”或“量筒法”測定。39無粘性恥土的相凈對密實偶度Dr：無粘性玻土的最脂大孔隙趨比與天秘然孔隙組比之差幟和最大置孔隙比烘與最小孝孔隙比畏之差的謎比值。Dr=(emax-e)/(emax-emin)相對密史實度的款值介于0~1之間，天值越大民，表示愉越密實脹。40第5節(jié)禾粘性土克的物理特吉征一、粘性宇土的界限暮含水量同一種擔(dān)粘性土冶隨著含昂水量的紛不同，港可分別廈處于固態(tài)、半固態(tài)、可塑狀態(tài)和流動狀態(tài)。粘性土呀由一種狀遣態(tài)轉(zhuǎn)到另造一種狀態(tài)狼的分界含相水量，稱自為界限含迎水量。0固態(tài)半固態(tài)可塑狀綿態(tài)流動狀柱態(tài)縮限ws塑限wp液限wlw41液限儀錐式液斷限儀碟式液量限儀塑限：搓條穴法液限塑限液限：液塑限聯(lián)合測堪定儀橫坐標(biāo)：欺土樣含水賢量縱坐標(biāo)釘：圓錐姿入土深覆度42二、粘逮性土的致塑性指震數(shù)和液肺性指數(shù)塑性指數(shù)Ip為液限擠和塑限由的差值，表士示土處虎于可塑喝狀態(tài)的宵含水量依變化范肌圍。塑性指跨數(shù)在一攔定程度拜上綜合浩反映了光影響粘皂性土特稼征的各怕種重要氣因素(伸土的顆抽粒組成猶，土的壩礦物成銳分以及當(dāng)土中水疑的離子宋成分和賞濃度等犧)。液性指數(shù)Il為粘性該土的天義然含水推量和塑糾限的差倘值與塑間性指數(shù)絡(luò)的比值常。43液性指鐮數(shù)可以啟表示粘撥性土所處的釣軟硬狀店態(tài)。液降性指數(shù)板的值越大凈，表示錘土質(zhì)越數(shù)軟。三、粘導(dǎo)性土的耕靈敏度杏和觸變鋤性土的靈敏耗度：原狀土顏的強度與成同一土經(jīng)足重塑（含日水量不變悼，土的結(jié)旗構(gòu)被徹底細破壞）后曉的強度之睡比。土的靈膠敏度越珍高，其哈結(jié)構(gòu)性送越強，差受擾動擔(dān)后土的紋強度降羨低就越亞多。施春工中要騾盡量減樓少對土才結(jié)構(gòu)的旗擾動。44土的觸變延性：粘性土乖的結(jié)構(gòu)遭到破列壞，其遲強度就它會降低讀，但隨著時膏間發(fā)展弦土體的戶強度會究逐漸恢饑復(fù)，這糞種膠體天化學(xué)性椅質(zhì)稱為敢土的觸農(nóng)變性。45第6節(jié)水土臨的滲透只性土的滲論透性：水流蹲通過土言中孔隙善難易程棟度的土平體性質(zhì)籠。達西定律：土中柳滲流速口度v與水力根梯度i之間呈嗎線性比崗例關(guān)系遣（比例濤常數(shù)k稱為滲透嶼系數(shù)）。倡公式表示汽為：v=ki在砂性吩土中水席的流動四滿足達拖西定律伶。46在粘性映土中只接有當(dāng)水里頭梯度超過起辟始梯度繡（臨界純梯度，直梯度閾值）忠才開始印發(fā)生滲乎流。47第7節(jié)童地基土饅（巖）狠的分類一、巖石獻的工程分虧類（一）巖幅石按堅硬鎮(zhèn)程度分類1.硬質(zhì)亦巖石（qu≥30MP緩a）2.軟質(zhì)巖浴石（qu<30M靠Pa）（二）巖彎石的風(fēng)化砌程度1.微風(fēng)化2.中等風(fēng)扭化3.強風(fēng)倆化48二、土摩的工程爺分類一般土粗粒土細粒土礫類土衛(wèi)：2~6啊0mm砂類土：0.07圍5~2m痕m粉土：<0.0障75mm粘土：<0.吳075瓜mm巨粒土：>60老mm特殊土：米軟土、黃巨土、膨脹扁土等工程用土49土按有機罵質(zhì)含量（Wu）的分類土無機土飯：Wu<5%有機質(zhì)土謠：10%規(guī)≥Wu≥5獻%泥炭質(zhì)土難：60%鑼≥Wu>1散0%泥炭：Wu>6烘0%注：有機儀質(zhì)含量Wu按燒失量么試驗確定蛇?！疽灾腥A人民熄共和國國綱家標(biāo)準《怕巖土工程昂勘察規(guī)范非》（GB5短0021料-94）】50軟土：碌指在靜鈔水或非廣常緩慢的流水環(huán)獵境中沉積科，經(jīng)生物礎(chǔ)化學(xué)作用下墊形成的確軟弱土征。物理力瞧學(xué)特性掘軟土的天然孔隙擔(dān)比大：e>1天然含其水量高：w≥wl壓縮系欄數(shù)高滲透系數(shù)輸小抗剪強芹度低靈敏度高51淤泥：e≥1.5淤泥質(zhì)液土：1.5歐>e≥1.0軟土52三、細粒吧土按塑性根圖分類粗、細拾粒組的感分界粒善徑：0.0氣75mm。土粗粒土：按顆粒撫大小及膀級配分掉類細粒土粉：按塑性團圖分類土的塑害性指數(shù)繳雖然是抱劃分細饑粒土的扭良好指位標(biāo)，但獎是塑性選指數(shù)反歷映的只震是一個駕相對的拿含水量患范圍，攔具有相箏同的塑屢性指數(shù)萍，液、捏塑限卻配可能完棵全不同判，土性模也可能齊很不相葬同。53細粒土憐的科學(xué)今合理的巾分類，酬應(yīng)綜合考慮塑性章指數(shù)和液偏限（或塑咸限）。0IpwlⅢⅠMLMHCHCL40Ⅰ:Ip=0.需63(wl-20)Ⅱ:Ip=10Ⅲ:wl=40勉%Ⅱ54有機質(zhì)初土可在典相應(yīng)的至土類代號之聾后綴以固代號O獎，如C木HO，MHO等懸?！锻恋陌诸悩?biāo)鬧準》：1.粗粒土（試樣煙中粗粒華組質(zhì)量驅(qū)≥總質(zhì)臭量的5宗0%）焰；2.細粒土（試樣遍中細粒榴組質(zhì)量獵≥總質(zhì)銹量的5思0%）皇；3.含粗粒變的細粒盼土（試樣中飽粗粒組質(zhì)質(zhì)量為總質(zhì)例量的25演~50%訂）。55關(guān)于幾個粥問題的討牙論1.“含水量”的名稱：一個指草標(biāo)的名洽稱應(yīng)能飼準確地較反映其長所表示喬的內(nèi)容旅和意義點。用中特國傳統(tǒng)方的詞語會習(xí)慣，“量”應(yīng)為一量事詞，是有鏈量綱（或銜單位）的淺，如“質(zhì)量”（單位為g或kg）、“重量”（單位覆為N或kN）等。而從“含水量”的定義看盆，它是兩性個質(zhì)量之園比，是無煮量綱的。56所以從名冤稱的科學(xué)守化、規(guī)范化的角竟度，從染不至于討造成混宗淆、便于理狹解的意漿義上，辯本人認達為“含板水量”出的名稱需率更改?，F(xiàn)有學(xué)者疼將含水量趴改稱為“含水率”，從舌無量綱降上與定涌義是符向合了，銜但本人榨認為似耗乎還不鹿確切，雪因為“脂率”一新般反映島某相關(guān)先部分占貫整體的盯比例（襪與時間卵有關(guān)的驗名詞排河除在外嘩，如速惱率），陰如“升倍學(xué)率”盈、“效街率”、俱“孔隙塵率”等厚；而“污含水量早”的定述義卻是她整體中撓部分與村部分的愿比值，遵所以稱浪“含水救率”57似也不勺妥，建浙議稱為腎“含水比”或“水比”?！八f比”似更判好一些，亦獎可與“孔盼隙比”相織比照。2.“管液性指忽數(shù)”的古名稱：“塑性指數(shù)”為兩個叫含水量（塊液限和塑滋限）之差羨，而“液性指哲數(shù)”卻為兩列個含水量板之差的比毒值，完全子不同的概捷念名稱卻鵲都用“指數(shù)”的稱迅謂，似她欠妥，降不便于銅理解。怒可否改砍為“相對可塑漢度”，與“幅液性指數(shù)悄”的定義致相符，也線可與無粘紡性土的“相對密實世度”相比照距。583.有斧機質(zhì)含盤量與燒鉆失量：現(xiàn)行的牧中華人濤民共和聰國國家標(biāo)碼準《巖顧土工程送勘察規(guī)姑范》（GB呼500吧21-芒94）在按“有機質(zhì)含糟量”對土秤進行分什類時注舒明“有機質(zhì)含倚量Wu按燒失量皇試驗確定”。《中國國問家標(biāo)準匯樸編》（GB7宵876-況87）中是這魯樣定義“燒失量”的：燒失量不尼包括吸濕衛(wèi)水，僅包榴括有機質(zhì)狹和水合水浩，石灰性百土壤中還霸包括二氧什化碳。59由燒失量值的定義可頸知：有機質(zhì)含蘆量高，慰燒失量示就高；銹燒失量高壩，有機略質(zhì)含量規(guī)卻并不功一定高戀。也就攻是說，燒失量的塊高低并不謝一定能準嘩確地反映逗土中的有膊機質(zhì)含量殖水平。因此蕉，燒失量與哀有機質(zhì)含冷量是兩個存不能相等哀同的概念貸，二者之乓間既有聯(lián)鑒系又存在筐著區(qū)別。而現(xiàn)行柴的規(guī)范嚴卻把兩脆個不同仙的概念習(xí)混同了厲。60由此可見瓜，以與有機位質(zhì)含量不同概念寨的燒失量側(cè)作為判定旅是否為有機土降的指標(biāo)，覆是不科學(xué)婚的、有失塌偏頗的。本人建厚議應(yīng)當(dāng)蠶及時地這修訂現(xiàn)乎行規(guī)范炊中的有絹關(guān)條款俊和內(nèi)容柿，制定枯以真正壟的有機綠質(zhì)含量雖作為衡監(jiān)量指標(biāo)莊的科學(xué)獄的判定圣標(biāo)準。4.“鹿孔隙率慰”：從實用方價值上網(wǎng)看，在芒土力學(xué)興中，“孔隙率”這個指炎標(biāo)的實用驢意義不大貢，況且與忠“孔隙比”的關(guān)舍系過于丹簡單，聞兩者保六留一個受即可。臨這不是倘原則問虎題。61第2章徒內(nèi)容勘猴誤1.p沸24：肢從上向駱下第8經(jīng)行“單佩位土體手積……扣除同體今積水的質(zhì)扯量后”2.p2禿7：從上努向下第5剛行“是因缸為它所具帳有的單粘結(jié)構(gòu)決籍定的”3.p3笨3：表1-隸18從展上向下?lián)舻?行煙“粒徑省大于20m莫m的顆粒卷超過全史重50海%”4.p3斬5：表1痰-21第然1行“粉鳴質(zhì)粘上”土粒粒60mm土62第2章幻玉重齊點內(nèi)容1.土動的顆粒結(jié)級配，投級配指師標(biāo)2.土妄中水的叮分類3.土何的結(jié)構(gòu)4.土排的三相古比例指克標(biāo)的定原義5.相對是密實度6.粘性嗚土的靈敏喜度和觸變姜性7.土的陡工程分類仍原則8.軟惜土的物惱理力學(xué)身特性63第2章叛作業(yè)p39：1-2，撥1-4，箱1-6，訊1-764東南大旨學(xué)遠程奇教育基礎(chǔ)帆工程第三章主講教師童小東65第3章余地基的搭應(yīng)力和沉兩降第1節(jié)絨概挖述第2節(jié)謊土中自依重應(yīng)力第3節(jié)娛基餅底壓力第4節(jié)丹地基附眼加應(yīng)力第5節(jié)猾地傾基沉降懂的彈性啟力學(xué)公粗式第6節(jié)餅土的壓變縮性第7節(jié)逢地基的既最終沉降牛量66第8節(jié)筍應(yīng)力歷范史對地基夏沉降的影茶響第9節(jié)虜?shù)刂位罱K接沉降計叔算問題礦綜述第10節(jié)揚飽和明土的有效柳應(yīng)力和滲測透固結(jié)第11節(jié)代地基往沉降發(fā)展卵三分量67第1節(jié)療概述自重應(yīng)力郊：地基中憑源于土貫體自身假重量的舒應(yīng)力。基底壓力蛇：建筑物保的荷載芹通過基當(dāng)?shù)A傳遞蹲給地基油，在基創(chuàng)礎(chǔ)底面璃與地基擇之間產(chǎn)宰生的接抓觸應(yīng)力慌。附加應(yīng)力芳：建筑物門的荷載徒在土體習(xí)中產(chǎn)生貼的在原埋有應(yīng)力瘋基礎(chǔ)上租的應(yīng)力瓣的增量擾。68附加應(yīng)六力造成然了地基朝土的變形（處于今欠固結(jié)添狀態(tài)的際土，自重應(yīng)繡力也是躲變形產(chǎn)鐵生的因撤素之一奶）客，從而僚導(dǎo)致了計地基中愈各點的樸豎向和額側(cè)向位左移。本章主俯要討論什地基中梢的應(yīng)力和豎向位田移（沉降）。要保證建剛筑物的安濁全和正常極使用必須來控制其沉降量和不均勻染沉降差洞值（差異沉降紐奉量）不超步過一定殘范圍，庸對軟粘饅土地基棕上的建蹤蝶筑物尤筋為重要芒。沉降亮分析是飲土力學(xué)妹的基本鼠課題之牲一。69沉降量賊的大小彎主要取蜓決于土體產(chǎn)生屈變形的原頌因和土體本身的性灣狀兩個方肢面。土體產(chǎn)辛生變形躁的原因瓜主要是貌土體中應(yīng)力狀態(tài)店的改變（如地拐面荷載來引起地呢基中應(yīng)站力場的仿改變，朽在地基礦中產(chǎn)生黨附加應(yīng)捕力）。土體本乓身的性宣狀主要巡壽指土的壓幼縮性（或應(yīng)力~碼應(yīng)變關(guān)主系），是紐奉指土體鞋在附加朽應(yīng)力作魄用下產(chǎn)只生的效準應(yīng)。70土體的應(yīng)賠力~應(yīng)變傳關(guān)系十分復(fù)雜，常霸呈彈、粘、贏塑性，并且呈非線性前、各向亞異性，還受應(yīng)力歷史的影響但。地基土中磚附加應(yīng)力身的正確計絹算和地基土體鞭性狀的正透確描述是提高沉逆降計算精摟度的兩個死關(guān)鍵問題托。經(jīng)典的撿沉降計熟算方法御對上述悅兩個問鬧題是這岡樣處理縱的：在校荷載作怠用下地鳳基中附姨加應(yīng)力概場是根較據(jù)半無限幼空間各鉤向同性鋼、均質(zhì)櫻、線彈71性體理論計糧算的，軌土體壓臟縮性是玻根據(jù)一維壓士縮試驗測定的暮，并采戒用分層總和聲法來計算薪沉降。價顯然，貧沉降計長算模型依與地基駁沉降的默真實性約狀存在狐不少差乘距。72第2節(jié)才土中自賊重應(yīng)力在荷載片作用之叢前，地渠基中存屢在初始應(yīng)力拐場。初始應(yīng)霜力場常與土體自廳重、地基土地噴質(zhì)歷史以及地下水位有關(guān)。情在工程沒應(yīng)用上牙，計算演初始應(yīng)犬力場時墨常假設(shè)把天然地雁基為水平、均質(zhì)、各向同性的半無限空叨間，土層辜界面為水平面。于是在脾任意豎直前面和水平屆面上均無剪應(yīng)窯力存在。73地基中氣的初始縱應(yīng)力，畜即地基中任一點暈的自重應(yīng)力，只需用豎向應(yīng)力恭和水平向運應(yīng)力表示同。天然地蘇面下任意轉(zhuǎn)深度z處水平負面上的謊豎向自鍛重應(yīng)力詠為cz=頁z豎直面雨上的水賄平向自偏重應(yīng)力陶為cx=K0cz=K0zK0為靜止側(cè)標(biāo)壓力系數(shù)姥。74土中豎泊向和側(cè)天向的自厘重應(yīng)力一般均指有效自嚇重應(yīng)力，計算時，對乏地下水守位以下士土層必惕須以有效重度'代替天然重畫度。為簡便徒起見，常芒把豎向有籠效自重應(yīng)婚力cz簡稱為自恰重應(yīng)力，猴并以符號c表示。成層地隙基中第n層土底面叉的自重應(yīng)器力的計算蓮公式為75第3節(jié)跳基伶底壓力建筑物朗荷載通元過基礎(chǔ)裁傳遞給地基掏，在基煙礎(chǔ)底面汪與地基壤之間必堆然產(chǎn)生接觸應(yīng)力?；诇蕢毫Ψ治坎寂c基礎(chǔ)的克大小和剛度、作用籠于基礎(chǔ)企上荷載的移大小和分布、地基土的催力學(xué)性質(zhì)以及基礎(chǔ)的埋歪深等因素有欺關(guān)。76根據(jù)圣維南撿原理，基礎(chǔ)下與其底面帖距離大于熔基底尺寸艦的土中應(yīng)力絨分布主要飄取決于荷探載合力的大輩小和作用點萌位置，基本至上不受堤基底壓外力分布梁形式的害影響。因此，對蹈于具有一艇定剛度以仙及尺寸較獸小的柱下躁單獨基礎(chǔ)振和墻下條駱形基礎(chǔ)，即其基底壓嶼力可近似螺按直線分資布的圖形柏計算。77一、基除底壓力蓮的簡化舟計算1.中坦心荷載溜下的基啦底壓力2.偏予心荷載勤下的基案底壓力二、基蘭底附加熟壓力建筑物艱建造之檢前，地衫基土中疤已存在饅自重應(yīng)粉力。一扮般天然口土層在浮自重作洲用下的陳變形早堤已結(jié)束甘，因此櫻只有基底附加糠壓力才能引辟起地基貍的附加應(yīng)蒸力和變形?；赘綌嚰訅毫綖榻ㄖQ物建造老后的基底壓罪力與基底竭標(biāo)高處志原有的自重應(yīng)力之差。78第4節(jié)藍地基附膠加應(yīng)力地基附加于應(yīng)力是指體建筑物荷灶重在土體襖中引起的集附加于原白有應(yīng)力之徑上的應(yīng)力巷。其計算舍方法一品般假定驅(qū)地基土客是半無限甚空間內(nèi)技的各向盯同性、吩均質(zhì)、拉線彈性變形體，煎采用彈性領(lǐng)力學(xué)中關(guān)哀于彈性半撐空間的理塌論解答。79一、豎向晴集中力下豆的地基附者加應(yīng)力采用Bous穩(wěn)sine藏sq解答，豎向正應(yīng)力z和豎向位伍移w最為常用悶。如果地嫌基中某點關(guān)與局部荷植載的距離茄比局部荷隨載的荷載聾面尺寸大鑄很多時，霞就可以用貿(mào)一個集中核力代替局材部荷載，嘩采用Bou附ssi行nes焰q解答冊。二、矩形津荷載和圓綢形荷載下痕的地基附沿加應(yīng)力1.均布顧的矩形荷獲載先以積分儲法求矩形狀荷載面角且點下的地慶基附加應(yīng)崇力，然后慈運用角點法求得矩形嗎荷載下任襯意點的地享基附加應(yīng)塞力。802.三角搞形分布的念矩形荷載以積分盤法求三始角形分到布的矩形荷游載面角外點下的頭地基附迫加應(yīng)力任。注意b是沿三闖角形分悼布荷載竊方向的席邊長。3.梯形蒸分布的矩撿形荷載已知均姐布和三興角形分帳布的矩再形荷載對角點下謙的附加壟應(yīng)力系脊數(shù)，即爺可用角再點法求比算梯形習(xí)分布的顫矩形荷才載下地桶基中任束一點的映地基附者加應(yīng)力。814.均布的圓緣瑞形荷載可以積分慢法求得均柿布圓形荷載面中慰點下任意執(zhí)深度的地撤基附加應(yīng)絡(luò)力。三、線夏荷載和療條形荷阻載下的防地基附陣加應(yīng)力屬平面貸應(yīng)力問晴題。四、非均梅質(zhì)地基中巡壽的附加應(yīng)案力1.變形誦模量隨深乎度增大的桌地基（應(yīng)力集中）2.雙層臭地基a.上軟下累硬（應(yīng)力集撥中）b.上硬下劍軟（應(yīng)力擴副散）82第5節(jié)立地荷基沉降巷的彈性鼠力學(xué)缺公式柔性荷窩載下的絞地基沉蜘降（Bou仇ssi蔥nes仰q解答）83第6節(jié)行土冒的壓縮傾性土的壓縮性：土在壓蛙力作用下辮體積縮小山的特性。由于在一率般的壓力蜜作用下，筑土粒（土草的固相）辱和水（土縱的液相）謊的壓縮量努與土的總掙壓縮量相搏比十分微裂小，故可攻近似認為立土粒和水潛是不可壓刊縮的。84土的壓炮縮源于因土中孔艇隙體積的減少（氣體壓縮、氣體排姨出、孔隙水的木排出）。飽和土由淋土粒和水疲組成，當(dāng)搏其被壓縮妄時，隨著櫻孔隙體積籮的減少，訪土中孔隙歉水被排出花。在荷載作得用下，飽徹和土體中喜產(chǎn)生超靜孔隙寇水壓力，在排驢水條件火下，隨本著時間評發(fā)展，君土體中悉水被排借出，超府靜孔隙拒水壓力約逐步消讀散，土篇體中有效應(yīng)力逐步增有大，直葛至超靜勢孔隙水始壓力完摩全消散從，這一幅過程稱寨為固結(jié)。85一、土凱的壓縮含曲線和突壓縮性性指標(biāo)1.土的壓縮曲虎線是室脂內(nèi)土的壓縮試顏驗得出默的成果會，是土惠的孔隙比與土所成受壓力的關(guān)系嘉曲線。戒壓縮曲腫線可按襖兩種方平式繪制粘，一種狹為e~p曲線；令一種為e~lgp曲線。2.土的困壓縮性指腦標(biāo)(1)土的壓縮凡系數(shù)a由e~p曲線得到虧。a.切線斜淺率的絕對值（理論上紋的，反映多某壓力下林土的壓縮曉性）。86b.割線斜掀率的絕對值（實用眼上的，反龜映某一車壓力范找圍內(nèi)土填的壓縮性）殃。為了借便于應(yīng)劍用，通運常采用老壓力由p1=100全kPa增加到p2=200k缸Pa時所得到麥的壓縮系杰數(shù)a1-2。壓縮系數(shù)裳越大，反外映土的壓每縮性越高或。(2)土的壓柏縮指數(shù)Cc由e~lgp曲線得到貿(mào)。土的e~lgp曲線的孩后段接挽近直線艱，直線復(fù)的斜率遠的絕對值。87壓縮指數(shù)握越大，反飄映土的壓縮性申越高。3.壓縮模宣量Es壓縮模量：土在完全側(cè)貪限條件下的豎向附加錫應(yīng)力增量與相應(yīng)的應(yīng)變增量之比。Es越小，表罷示土的壓約縮性越高挖。884.回彈蒼曲線和再妹壓縮曲線在室內(nèi)壓磁縮試驗過托程中，如加壓益到某一炕值pi后，逐囑級進行清卸壓挽，則可刃觀察到裳土樣的亭回彈。彎若測得按其回彈灑穩(wěn)定后起的孔隙費比，則任可繪制握相應(yīng)的遺孔隙比蓋與壓力準的關(guān)系哪曲線，口即回彈曲線。由于回案彈曲線與狐原來的壓莫縮曲線并百不重合，沸說明土的旅壓縮變形竄是由可以殺恢復(fù)的彈性變港形和不可范恢復(fù)的塑性變形兩部分組紗成的，并挨以塑性變括形為主。89如重新逐猾級加壓，因則可測得土樣在各賽級荷載下香再壓縮穩(wěn)湖定后的孔隙比剪，從而繪呆制再壓縮豪曲線。90東南大甩學(xué)遠程吊教育基礎(chǔ)紛工拼程第七講主講教師童小東91二、土的焦變形模量1.以載位荷試驗測傘定土的變形模量E0根據(jù)載荷耗試驗的觀潮測數(shù)據(jù)，呢繪制荷載蜜與穩(wěn)定沉放降的關(guān)系爬曲線（p~s曲線）。忽曲線的開到始部分往么往接近于瀉直線，與手直線段終燒點對應(yīng)的狼荷載稱為智地基的比例界寄限荷載。92一般的地基承載癥力設(shè)計值取接近于結(jié)或稍超過拳此比例界快限值，所以地通常地基穩(wěn)的變形處隱于直線變封形階段，庫因而可以葬利用彈性臨力學(xué)公式銜來反求地森基土的變務(wù)形模量。用載荷密試驗來斬測定土緣瑞的變形塔模量，般費時、枕費力，遲且費用儀較高，顆對于深逃層土的敵試驗結(jié)臉果可靠雷性較差席?，F(xiàn)應(yīng)飲著重發(fā)踏展現(xiàn)場滾快速測淹定變形梨模量的火方法（蹄旁壓試誦驗、觸詠探試驗崖等）。932.變俊形模量壁與壓縮郊模量土的變形模量E0是土體擇在無側(cè)限條全件下的應(yīng)力事與相應(yīng)指的應(yīng)變化的比值叛。土的壓縮模量Es是土體接在完全側(cè)涌限條件挪下的有效懷應(yīng)力與紫相應(yīng)的摸應(yīng)變的童比值。由側(cè)向不迅允許膨脹館的條件，批可以得到氧土的靜止惹側(cè)壓力系霧數(shù)K0與泊松程比的關(guān)系94由豎向的救應(yīng)力、應(yīng)兆變關(guān)系以拘及壓縮模載量的定義靜可得到土功的變形模叨量與壓縮班模量換算撤的理論關(guān)系晝公式95第7節(jié)敏地慣基的最權(quán)終沉降食量在荷載作榴用下，地瓣基土體發(fā)暈生變形，歷地基產(chǎn)生手沉降。地伐基沉降是候隨時間而遍發(fā)展的。根主要介紹它兩種計算妻地基最終晴沉降量的擾方法：傳統(tǒng)的孤分層總炎和法和規(guī)范推薦掛的分層總診和法。如果沉活降計算的窄分層總和謹法所采用把的土的壓事縮性指標(biāo)寶源自壓縮顆儀的測定脫成果，則狐可稱為單向壓迅縮分層死總和法。96一、傳扶統(tǒng)的分罩層總和薦法采用分層岔總和法計姐算地基的最終沉望降量時政，將壓頌縮層范分圍內(nèi)的庸土層分繼成n個分層鐵，應(yīng)用諷彈性理喬論計算殺在荷載還作用下紡各分層皂中的附雁加應(yīng)力鋼，采用肚單向壓稠縮條件創(chuàng)下的壓體縮性指剩標(biāo)，分蜘別計算紡各分層寸的壓縮悲量，然社后求和恐得到總過沉降。各分層壓刷縮量的計昨算方法與漢薄壓縮層勸地基的沉往降計算方劑法相同。97單向分層摔總和法假或設(shè)：1.基底附加治壓力為局川部柔性荷覆載，對非均質(zhì)振地基，由逆其引起的逢附加應(yīng)力管分布可按沉均質(zhì)地基鏡計算；2.只須計算維豎向附加攪應(yīng)力作用遠下的土層總壓縮變形歐導(dǎo)致的地賄基沉降，蔥剪應(yīng)力可恥忽略不計兆；3.土層壓爸縮時不任發(fā)生側(cè)批向變形佛。由于以上顛假設(shè)，各慮分層的土枕就處于單茄向壓縮狀麗態(tài)，應(yīng)采害用側(cè)限條咬件下得到鞠的壓縮挎性指標(biāo)框來計算挑各分層魄的壓縮櫻量。98地基土的鞭壓縮性隨襪著深度的增大而降牲低，局部遺荷載引起厘的附加應(yīng)力殺又隨深暴度的增蛾大而減互少，所滋以超過叔一定深汁度的土章，其變而形對沉溪降量的川貢獻小非到可忽刷略不計罷。沉降識時應(yīng)考除慮其土續(xù)體變形益的深度核范圍內(nèi)賞的土層錦稱為地基壓縮碑層，該深已度稱為地基沉淺降計算紅深度（地基壓縮傍層厚度）。99地基沉降揭計算深度鵲的下限，一般取嗚在地基玻附加應(yīng)側(cè)力等于道自重應(yīng)力女的20%處，如好在該深毀度以下驅(qū)有高壓蔽縮性土應(yīng)層，則氧計算深跳度下限繞取在一笨般取在攜地基附丈加應(yīng)力誘等于自蛇重應(yīng)力畜的10%處。這種確恒定沉降巡壽計算深犯度的傳類統(tǒng)方法景稱為應(yīng)力比法。100地基壓縮譯層厚度范脅圍內(nèi)的分層厚度炒一般取0.4b（b為基底寬度）或永1~2m御，不同土累層之間的岸分界面和暈地下水面惕是當(dāng)然的稠分層面。計算地件基最終繩沉降量s的分層總櫻和法的公傲式如下：101二、規(guī)范迷推薦的分凝層總和法與傳統(tǒng)喉的分層舒總和法相同之處：也采狂用單向情壓縮條扮件下的往壓縮性栽指標(biāo);與傳統(tǒng)的踩分層總和房誠法不同之處：1.采尚用平均董附加應(yīng)積力系數(shù)思；2.規(guī)行定了地乏基沉降洽計算深各度的標(biāo)側(cè)準，考升慮了基陳礎(chǔ)大小濁這一因順?biāo)?，比回?yīng)力比鈴法更為比合理；3.提出駱了地基的羽沉降計算硬經(jīng)驗系數(shù)哪，使得計役算結(jié)果接凝近于實測蓋值。102地基沉臨降計算柄深度就崇是第n分層層率底深度zn，確定zn的規(guī)范方法稱召為變形比場法。規(guī)范規(guī)定有須將地基女計算沉降轉(zhuǎn)量s′乘以沉悟降計算現(xiàn)經(jīng)驗系脹數(shù)s加以修正椒，沉降計疾算經(jīng)驗系置數(shù)根據(jù)地腰區(qū)沉降觀階測資料及傷經(jīng)驗確定避。103第8節(jié)性應(yīng)力歷問史對鄙地能基沉降的逃影響一、沉積搖土層的應(yīng)陣力歷史天然土層伯在歷史上芽所經(jīng)受過稈的包括自描重壓力和鴨其他荷載不作用形成藥的最大豎膝向有效固塑結(jié)壓力，丙稱為先期（麻前期）煮固結(jié)壓鉆力，常用pc表示。通常將告地基中粥土體的腹先期固川結(jié)壓力弊與現(xiàn)有煮上覆土投層壓力鄙之比定謝義為超固結(jié)比OCR。104根據(jù)OCR的大小傷，可對臥土所處傭的不同岡固結(jié)狀鋸態(tài)進行曠劃分。OCR>1侄超固判結(jié)狀態(tài)=1煤正常固結(jié)片狀態(tài)<1佛欠固溉結(jié)狀態(tài)105將室內(nèi)壓采縮曲線修剛正后得到原始壓尿縮曲線役，并可棕確定土宗的壓縮性指包標(biāo)。只歸要在地招基沉降四計算通枯常采用鍛的分層弦總和法健中，將指土的壓相縮性指言標(biāo)改從泛原始壓野縮曲線翠確定，嚷就可考腿慮應(yīng)力轎歷史對萄地基沉傅降的影體響。106正常固健結(jié)狀態(tài)畝的土其醉原始的e~lgp曲線為汗一條直孩線（壓提縮指數(shù)為Cc）；超固結(jié)椒狀態(tài)的笨土其原始的e~lgp曲線由著兩條斜敬率不同豈的直線聰構(gòu)成（券壓縮指簽數(shù)分別伍為Ce和Cc）；欠固結(jié)狀芹態(tài)的土其銅原始的e~lgp曲線為一號條直線（夢壓縮指數(shù)鋪為Cc）107第9節(jié)截地物基最終且沉降晝計算問即題綜述一、各種健分層總和系法的共同持假設(shè)共同假泰設(shè)：荷載作糧用下的非勵均質(zhì)地基體中的附加先應(yīng)力分布翼，可以用摔均質(zhì)彈性輩半空間的嘉理論解答治來代替。分層總余和法以匪均質(zhì)彈姻性半空臟間的應(yīng)零力來計辦算非均筐質(zhì)地基巾的變形把，在理欣論上顯忍然不協(xié)握調(diào)。108但是，實秧踐表明，旗地基沉降計算的恰準確與商否，更寫直接地撈取決于方法本伸身能否反儀映地基的壓成層性和濟非均質(zhì)性邊、能否考觸慮到土的達應(yīng)力-應(yīng)我變關(guān)系的詠非線性，缺應(yīng)力計算秤精確度的科影響畢竟醫(yī)還居其次號。109第10節(jié)掌飽和壘土的有效漸應(yīng)較力和滲透泥固結(jié)一、飽和國土中的有收效應(yīng)力有效應(yīng)譜力原理虧：對于逼飽和土二、太沙騰基一維固吵結(jié)理論土的固籮結(jié)是土店力學(xué)學(xué)扛科中最贊根本的煉課題之粒一。110土的固結(jié)悶過程的兩懸種特性：1.隨著罩土中水的啟排出，土拒體孔隙比減畝小，土體泛產(chǎn)生壓縮倡，體積變娃??；2.隨著桃超靜孔隙液水壓力的眠消散，有凡效應(yīng)力逐磁漸增大，園土體的抗劑剪強度得爭到提高。工程中常俱應(yīng)用固結(jié)嘴過程的這肥兩種特性盤，通過排宣水固結(jié)法萄對軟粘土覺地基進行王改良，達突到減小工呆后沉降、床提高地基領(lǐng)承載力的林目的。111固結(jié)模鹿型：彈筒簧代表董土顆粒骨架，唉水代表慰孔隙水尼，活塞上的小孔牛象征土的漁滲透性和沒排水條件永（孔的大盯小代表滲叉透性的強幕弱）。112一維固結(jié)盟理論研究徹土體在荷載作框用下土削中水的旅流動和然土體的變形益僅發(fā)生在援一個方向交的土體固滑結(jié)問題。一維固結(jié)愛理論的基席本假設(shè)：1.土是歉均質(zhì)、各課向同性和智完全飽和爺?shù)模?.土嘆粒和孔躬隙水都硬是不可蕩壓縮的猶；3.土準層的壓鼻縮和土繼中水的愉滲流都襪是一維稠的；4.土中駕水的滲流為服從達西針定律；1135.在事滲透固稅結(jié)中，離土的滲榴透系數(shù)k和壓縮叮系數(shù)a都是不變的常數(shù)；6.外荷瘦載是一次樓瞬時施加梨的，且在熔固結(jié)過程暫中保持不偏變；7.土洪體的固薄結(jié)變形掙是微小俊變形。114根據(jù)達西定律、固結(jié)滲梯流的連續(xù)豆條件、應(yīng)力-應(yīng)刊變關(guān)系的側(cè)限條得件和有效應(yīng)力魯原理，可推導(dǎo)個出飽和土猛的一維固膜結(jié)微分方達程結(jié)合初始條件和邊界條件，可求御得上述牢方程的耐解答。115理論上壟可以根再據(jù)孔隙壟水壓力的解答噴，求得辟相應(yīng)的豎有效應(yīng)醒力的大小和賠分布，雞再算出賭任意時矛刻基礎(chǔ)滅的沉降吸量。但缺是這樣呀求解不或甚方便步。所以屆引入固然結(jié)度的邁概念，世使問題璃得到簡闊化。所謂固結(jié)臉度，是指傻在某一固廢結(jié)應(yīng)力作饒用下，經(jīng)去某一時間t后，土恥體發(fā)生冠固結(jié)或期孔隙水泰應(yīng)力消雨散的程帽度。116東南大煌學(xué)遠程奏教育基礎(chǔ)辮工程第九講主講教師童小東117第11偶節(jié)糾地基沉役降發(fā)展慈三分量一、三維歌應(yīng)力狀態(tài)遭下土的變迫形和地基摟沉降的發(fā)程展地表局部朗荷載作用炎下，地基寶土處于三判維應(yīng)力狀浴態(tài)，土中有孔隙水的天排出也是核三維的。飽和土單草元體在受徹荷一瞬間煤，孔隙水屋來不及排鵲出，故土蹲的體積不發(fā)會發(fā)生變乞化。118但是剪應(yīng)級力增量卻碑使單元體發(fā)生剪切畸逼變。隨著時量間的消逝，土袖中孔隙水掘排出使土影體產(chǎn)生固結(jié)變形。當(dāng)孔隙拖水壓力完卸全消散，徹固結(jié)過程寬完成之后亂，土體在音不變的有乞效應(yīng)力作細用下，產(chǎn)尖生蠕變變情形。三維應(yīng)力蟲狀態(tài)下，理按變形機叛理，地基希土體的總法沉降可以床分成三部咐分：瞬時沉降，固結(jié)沉降，次固結(jié)是沉降。119目前關(guān)僻于瞬時沉降、固結(jié)沉降和次固結(jié)沉牛降的計算福結(jié)果，與實際情邪況尚存在夏較大差距勢。從實用落上看，央可采用軌信息化汗施工，萌利用沉車降觀測把資料來獎推算后澇期沉降砌量（雙曲線法、對數(shù)曲線攪法等）。120第3章字內(nèi)容勘鏈誤1.p對42：圖2-3蒙中第2層燈土的豎向爆自重應(yīng)力嚇計算公式榨“1h1-2h2”+2.p襲43：石從上向眨下第3莫行式（怠2-4待）應(yīng)為1213.p駕51：從上向下墳第1行“驕為P0”4.p5哀8：倒數(shù)月第1行式昌（2-2緒6）中“z”p0x5.p72：鹿倒數(shù)第5挖行“限條火件下的豎藏向附加應(yīng)稅力與相應(yīng)壤的應(yīng)變增汽量之比值建。”增量1226.p7嗎6：倒數(shù)第4胞行“土的駁測壓力…鋸.”側(cè)7.p8農(nóng)2：從上遍向下第4埋行“可以搖引入一個永系數(shù)a，….繡”，式責(zé)（2-理73b頌）也做相刻應(yīng)改正亮。8.p跪93：從上向肚下第9剃行式（銜2-8快8）中頸的“pei”應(yīng)為“pci”9.p倦97：從上向憶下第1厚4行“樓…上作室用著法流向力p（圖2-柴48），避…”P12310.p10像2：倒效數(shù)第6蹦行式（木2-1擇07）“毯”應(yīng)為竿“廳”124第3章買重惡點內(nèi)容1.土中嫂自重應(yīng)力迅的計算2.地基向附加應(yīng)力博的計算方濕法3.土的窩壓縮性指組標(biāo)4.計筋算地基遣最終沉虧降的傳勿統(tǒng)的分個層總和怕法和規(guī)注范推薦休的分層未總和法125第3章姐作謎業(yè)p11物1：2-1位，2-燒5，2疤-6，刻2-8126東南大莖學(xué)遠程趕教育基礎(chǔ)暑工晴程第四章主講教壯師童小東127第4章漿土的抗婆剪強度第1節(jié)凱概泄述第2節(jié)夕庫搏倫公式鴨和莫爾刻-庫倫尚強度理院論第3節(jié)暗抗剪強扎度的測定鐵方法第4節(jié)鄉(xiāng)豐飽和粘嚷性土的抗余剪強度第5節(jié)版無唉粘性土刮的抗剪弟強度128第1節(jié)豈概萌述土的抗強剪強度是土體蓋抵抗剪切破壞的極限能損力。土的抗協(xié)剪強度跳對地基凱承載力螺、擋土陰墻土壓叫力和土艘坡穩(wěn)定貓等問題彩產(chǎn)生直細接影響紹。129土的抗蕩剪強度漢一般可療分為兩部分：乓一部分與糖顆粒間的他法向應(yīng)力令有關(guān)，尸通常呈盲正比例匪關(guān)系，征其本質(zhì)跪是摩擦力；另一部篇分是與法尤向應(yīng)力無它關(guān)的土粒豪之間的粘龜結(jié)力，通裕常稱為粘聚力。130第2節(jié)彼庫倫公鑰式和莫爾的-艙庫塔倫強度理雪論一、庫沉倫公式131c和稱為抗剪強度蒜指標(biāo)。影響因頃素土的抗剪嘴強度的內(nèi)在因置素外在因素鴨：試驗時的蓬排水條件壓等因素顆粒間的通有效法向駐應(yīng)力土的孔咱隙比132表達方法土的抗忍剪強度萬的總應(yīng)力法買：總應(yīng)力強怒度指標(biāo)有效應(yīng)力循法：有效應(yīng)力熱強度指標(biāo)133二、莫爾跑-庫倫強矩度理論莫爾提俊出：材河料的破弓壞為剪切破杠壞，當(dāng)任一斷平面上的剪應(yīng)力等于材效料的抗剪強度時該點就譽發(fā)生破壞石，破壞面紹上的剪應(yīng)昌力f是該面上按法向應(yīng)力的函數(shù)此函數(shù)在f-坐標(biāo)中辨是一條皇曲線，蘋稱為莫收爾包線摩（抗剪落強度包每線）,砍如下圖紅實線所洽示。134莫爾包勾線表示槐材料在切不同應(yīng)拍力作用搶下達到極限狀態(tài)時，滑動蹲面上法向暴應(yīng)力與剪應(yīng)力f的關(guān)系。莫爾包辜線135理論分析戚和實踐都何證明，莫爾理論秀對土比較丙合適，土的莫爾欄包線通最?？梢月到频刈x用直線代替（想如上圖烏的虛線孫所示）細，該直笑線的方跌程就是庫倫公傾式表示的絮方程。用庫倫古公式表稱示莫爾超包線的愧強度理弦論稱為莫爾-笑庫倫強穴度理論。當(dāng)土體遭中任意懂一點在店某一平溝面上的禍剪應(yīng)力括達到土涂的抗剪皇強度時練，就發(fā)鐮生剪切喂破壞。1360A莫爾圓可粥以表示土次體中一點肚的應(yīng)力狀播態(tài)，莫爾呼圓圓周上于各點的坐妻標(biāo)就表示爆該點在相遮應(yīng)平面上剛的正應(yīng)力和剪應(yīng)力。137如果給逢定了土概的抗剪辨強度指標(biāo)c和以及土拘中某點峰的應(yīng)力狀態(tài)，則醒可將抗剪強族度包線與莫爾應(yīng)士力圓畫在同一治張坐標(biāo)圖幅上，抗剪款強度包線恢與莫爾應(yīng)雅力圓的關(guān)頌系可能有宴：1.整個竟莫爾圓位合于抗剪強醋度包線的瀉下方。說膽明該點在費任何平面真上的剪應(yīng)哨力都小于酸土的抗剪薄強度，所拾以不會發(fā)塊生剪切破倉壞；1382.莫爾碧圓與抗剪其強度包線相切，押切點為A。說明櫻在A點所代表吉的平面余上，剪攔應(yīng)力正幸好達到型抗剪強朱度，該壞點就處霞于極限平份衡狀態(tài)。這時演的莫爾巡壽圓稱為極限應(yīng)宅力圓。3.抗剪商強度包線供是莫爾圓綱的一條割線，實際上蒸這種情況剛是不可能汁出現(xiàn)的，如因為該點貿(mào)任何方向督上的剪應(yīng)薄力都不可懂能超過土既的抗剪強煙度。因為土的抗剪鄉(xiāng)豐強度是土賢體抵抗剪疲切破壞的極限能材力。1390Ac莫爾圓與含抗剪強度機之間的關(guān)壓系140由極限篩應(yīng)力圓換當(dāng)中的袋幾何關(guān)系，普可以推侮導(dǎo)得出儀：1.粘性崗?fù)恋臉O限糞平衡條件燈為1412.無婦粘性土舍的極限誼平衡條躺件為1423.破冬壞面與痕大主應(yīng)農(nóng)力面的繁夾角為。143第3節(jié)洋抗互剪強度飲的訴測賣定方法測定土的索抗剪強度爽的方法有且多種。的室內(nèi)辨方法測定土?？辜魪娰Q(mào)度直接剪胃切試驗三軸壓施縮試驗無側(cè)限抗攔壓強度試恥驗144一、直接襖剪切試驗應(yīng)變控嘉制式直績剪儀的丑試驗原嘴理：對同一種燦土至少取冰4個平行止試樣，分取別在不同殺垂直壓力下剪切破少壞，將試陣驗結(jié)果繪宰制抗剪強亮度f與相應(yīng)停垂直壓襲力的關(guān)系哀圖。試喊驗結(jié)果唇表明，鵲對于粘逼性土f~基本上后呈直線舌關(guān)系，寸直線方妄程可用沙庫倫公叛式表示見；對于扇無粘性級土，f~則是通思過原點藏的直線蠅。145直接剪切鍬儀的優(yōu)點構(gòu)造簡債單操作方吳便限定剪切朗面不一定主是最薄弱濁面剪切面上經(jīng)剪應(yīng)力分加布不均勻的缺點直接剪切醬儀剪切面蛋在剪切香過程中沫是逐漸析縮小的不能嚴席格控制充排水條拖件，不灶能量測弟孔隙水和壓力146二、三宅軸壓縮恨試驗三軸壓媽縮儀的搏試驗原詢理：對同一種痛土至少取倒3個平行殺試樣，分暴別在不同卡周圍壓力3下剪切霜破壞，綢將試驗確結(jié)果繪徑制為若異干個極限應(yīng)叔力圓。根據(jù)捐莫爾-極庫倫理田論，這幫一組極薪限應(yīng)力撓圓的公獨共切線旗即為土申的抗剪強黃度包線，可近似莫取為一條飲直線，直少線的方程回即為庫倫公喉式所表示奔的方程壇。1470c三軸壓算縮試驗謹原理148的優(yōu)點三軸壓縮恰儀能較嚴格縫地控制排舟水條件能量測鄭試樣中肢孔隙水拔壓力的舅變化剪切破壞懇面為最薄撥弱面的缺點三軸壓縮范儀試驗設(shè)備豎、試驗過信程相對復(fù)葛雜試樣的受茅力狀態(tài)為珍軸對稱情飛況，與實辛際土體的合受力狀態(tài)陸未必相符149直接剪獸切試驗餐和三軸執(zhí)壓縮試驗按剪切前的固結(jié)程度和剪切時的排水條竊件，可以貫分為三輛種試驗貌方法：1.不懸固結(jié)不脖排水試主驗；2.固結(jié)誰不排水試傷驗；3.固林結(jié)排水輩試驗；150三、無源側(cè)限抗鳴壓強度顯試驗無側(cè)限層抗壓強掩度試驗該可以看作圍腥壓3=0的三軸涉不排水勿剪切試裹驗，試影件剪切戶破壞時余試樣所槽能承受衛(wèi)的最大長軸向壓桶力qu稱為無側(cè)限蘿抗壓強盈度。根據(jù)攜試驗結(jié)練果，只伸能作一朽個極限先應(yīng)力圓槳（1=qu、3=0），對于一呆般粘性喜土就無壁法作出耐破壞包悼線。151而對于飽駛和粘性土鵲，根據(jù)三軸不固麥結(jié)不排水郊試驗的結(jié)賽果，其破壞包愿線接近于爆一條水平線，即u=0。如僅需測中定飽和粘揉性土的不字排水抗剪跡強度，就局可以利用挪比較簡單風(fēng)的無側(cè)限商抗壓強度挺試驗代替竟三軸試驗崗。1520cu無側(cè)限抗腰壓強度試政驗qu153無側(cè)限抗為壓強度試博驗所得的極限應(yīng)墾力圓的水平切必線就是破壞挪包線。154第4節(jié)望飽修和粘性榨土的且抗剪強繁度一、不固哪結(jié)不排水雞抗剪強度不固結(jié)胳不排水樂試驗（UU試驗）是在施加周圍碼壓力時不排水（不固結(jié)霧），且在施加軸塞向壓力赤直至剪誕切破壞般的整個眼試驗過惑程中也不允許排探水（不排水源）。155如果有一蒙組飽和粘方性土試件奏，都先在栗某一周四圍壓力穴下固結(jié)扯至穩(wěn)定，試瓣件中的毅初始孔際隙水壓創(chuàng)力為零俘，然后孕分別在爸不排水扮條件下摧施加周矛圍壓力錄和軸向臘壓力直目至剪切披破壞。趁試驗結(jié)催果見下稻圖。1560cu飽和粘武性土的勻不固結(jié)茅不排水著試驗157圖中三個水實線圓分芝別表示三個試突件在不療同的圍梢壓作用巴下破壞時的才總應(yīng)力圓癥，虛線表肚示有效應(yīng)歪力圓。試翼驗結(jié)果表尤明，雖然省三個試件介的圍壓不碎同，但破劉壞時的主應(yīng)力差蟻相等，所以焰三個總舉應(yīng)力圓潔的直徑攝相同，摧所以破鵲壞包線眉是一條水平線，可得158由于在情不排水燒條件下零，試樣在試驗氣過程中含水量不變，體積不變，改變亡周圍壓令力增量毯只能引接起孔隙水壓尸力的變化嗽，并不湖會改變望試樣中抱的有效應(yīng)力，各試件紹在剪切前何的有效應(yīng)融力相等，情因此抗剪婆強度不變艘。如果在較煎高的剪前擔(dān)固結(jié)壓力峰下進行不鐵固結(jié)不排涂水試驗，粉就會得到泳較大的不騾排水抗剪輸強度。159由于只尤能得到戲一個有蓮效應(yīng)力圓，所棕以不能食得到有維效應(yīng)力傘破壞包線，不啊固結(jié)不排劃水試驗只潔用于測定宮飽和土的灑不排水強裁度，所以至可以用無小側(cè)限抗壓腰強度試驗令代替三軸定壓縮試驗唇來測定飽到和土的不年排水抗剪盒強度。160不固結(jié)鬧不排水摔試驗的“不固結(jié)”是在保鑼持試樣繞原來有祥效應(yīng)力不變的披情況下，浴在三軸壓呢力室的周耽圍壓力下濃不再排水胸固結(jié)。如帽果飽和粘木性土從未補固結(jié)過，孔則其中的成有效應(yīng)力最為零（先仰期固結(jié)壓擔(dān)力也為零知），表現(xiàn)扁為一種泥香漿狀土，克其抗剪強垂度必然也字等于零。161二、固另結(jié)不排站水抗剪虹強度固結(jié)不排預(yù)水試驗（CU試驗）是在施加周圍綁壓力時充分排水（固結(jié)）越，而在施加軸集向壓力例直至剪聚切破壞摔的整個粱試驗過通程中不允許排愧水（不排疾水）。飽和粘夠性土的季固結(jié)不循排水抗版剪強度味受應(yīng)力歷晨史的影響，渠所以首先舉要區(qū)分試仔樣是處于裙什么樣的固結(jié)狀態(tài)。162如果試樣鐵所受到的傲周圍固結(jié)壓力3大于它所草曾受到的燥最大固結(jié)壓力pc（先期固停結(jié)壓力），則調(diào)稱試樣榜處于正常固環(huán)結(jié)狀態(tài)；而如閃果3<pc，則稱碼試樣處區(qū)于超固結(jié)狀興態(tài)。不同固結(jié)今狀態(tài)的試輪樣，其抗岡剪強度性漸狀是不同并的。163正常固結(jié)雖狀態(tài)的試攪樣在剪切過程惱中體積有倘減小的趨勢（剪縮），但由仆于不允許爸排水，故鏡產(chǎn)生正的孔隙拉水壓力；而強超白固結(jié)狀態(tài)腹的試樣在芹剪切過程盼中，先表補現(xiàn)為剪縮兼（產(chǎn)生正汽的孔隙水橋壓力），球然后轉(zhuǎn)為剪脹（產(chǎn)生棋負的孔餅隙水壓閘力）。164東南大學(xué)蜂遠程教育基礎(chǔ)似工程第十二汪講主講教師童小東1651.正紡常固結(jié)靜狀態(tài)的理土樣下圖表示閥正常固結(jié)么狀態(tài)的飽和粘性戰(zhàn)土的固結(jié)泊不排水試升驗結(jié)果，溉圖中用實線表示的為總應(yīng)力圓驢和總應(yīng)力貧破壞包線，用虛線表示的它為有效應(yīng)力爬圓和有效扮應(yīng)力破壞礙包線，uf為剪切破共壞時的孔順隙水壓力傳。因為剪裙切過程中錢不排水，影根據(jù)有效播應(yīng)力原理時可知，有岡效應(yīng)力圓帽與總應(yīng)力楊圓直徑相等，位置不鑼同。1660正常固絞結(jié)狀態(tài)葵飽和粘稼性土固結(jié)不排愉水試驗結(jié)覆果167因為正常肅固結(jié)狀態(tài)厘的試樣在剪切破壞鞭時產(chǎn)生正的孔蹤蝶隙水壓右力，故有效應(yīng)特力圓在總速應(yīng)力圓的左邊。總應(yīng)力破值壞包線和滅有效應(yīng)力換破壞包線杰都通過原點，說明固異結(jié)壓力妨為零的悼土不會灣具有抗汁剪強度。1682.超住固結(jié)狀能態(tài)的土篩樣超固結(jié)蒙狀態(tài)的襲飽和粘向性土的固結(jié)坐不排水們剪切試璃驗得到幅的總應(yīng)默力破壞謠包線如踏下圖所戴示，是犬一條略妨平緩的畏曲線，廢可近似夾以直線ab代替，仰與正常齊固結(jié)狀蘇態(tài)土的偏固結(jié)不灘排水破籠壞包線bc相交，bc的延長部線通過茄原點。門實用上必將abc折線取蔬為一條掘直線。1690ccu超固結(jié)狀俗態(tài)土的固士結(jié)不排水勉試驗abc超固結(jié)狀愁態(tài)正常固災(zāi)結(jié)狀態(tài)170有效應(yīng)力押圓和有效鍵應(yīng)力破壞包線如下最圖中虛線同所示。由趙于超固結(jié)狀態(tài)的土樣內(nèi)在剪切直破壞時柿，產(chǎn)生負的孔吹隙水壓距力，有效醫(yī)應(yīng)力圓培在總應(yīng)漁力圓的右邊；正常固僵結(jié)狀態(tài)的土樣在西剪切破壞輛時，產(chǎn)生正的孔謝隙水壓伯力，故有策效應(yīng)力仿圓在總駱應(yīng)力圓玩的左邊。1710超固結(jié)狀