軟土基礎(chǔ)工程緒論課件

第一章緒論

研究生課程：軟土基礎(chǔ)工程梁發(fā)云木林隆同濟(jì)大學(xué)地下建筑與工程系第一章緒論研究生課程：軟土基礎(chǔ)工程梁發(fā)引言:軟土基礎(chǔ)工程有什么不一樣？上海閔行淀浦河南岸在建13層住宅樓倒塌引言:軟土基礎(chǔ)工程有什么不一樣？上海閔行淀浦河南岸在建13層軟土基礎(chǔ)工程緒論ppt課件壓力差:大樓兩側(cè)的壓力差使土體產(chǎn)生水平位移，過(guò)大的水平力超過(guò)了樁基的抗側(cè)能力，導(dǎo)致房屋傾倒。

壓力差:軟土基礎(chǔ)工程緒論ppt課件軟土基礎(chǔ)工程緒論ppt課件軟土基礎(chǔ)工程緒論ppt課件軟土基礎(chǔ)工程緒論ppt課件

比薩斜塔是比薩大教堂的鐘樓，8層圓柱形建筑，白色大理石砌成，塔高54.5米。1370年完工時(shí)塔頂中心點(diǎn)已偏離垂直中心線2.1米，1990年1月起斜塔全部關(guān)閉，塔身重心線已偏離10％。經(jīng)過(guò)11年的糾傾工作，2001年12月15日向游人重新開(kāi)放，比薩斜塔被扳“正”0.44米，目前還傾斜4.5米，基本恢復(fù)到18世紀(jì)末的水平。比薩斜塔是比薩大教堂的鐘樓，8層圓柱形建筑

蘇州虎丘塔建于宋太祖建隆二年（公元961年），距今已有1000多年歷史?；⑶鹚鼗鶠榉圪|(zhì)粘土，呈可塑至軟塑狀態(tài)，西南薄，東北厚。塔身落在人工塊石填土層上，由于地基的不均勻沉降。塔身向東北方向嚴(yán)重傾斜，塔頂離中心線達(dá)2.3m，塔傾斜后，使東北部位應(yīng)力集中，超過(guò)磚體抗壓強(qiáng)度而壓裂。1956年,蘇州市政府邀請(qǐng)古建筑專家采用鐵箍灌漿辦法，加固修整；1981年開(kāi)始，對(duì)該塔又進(jìn)行了歷時(shí)6年全面的整修，加固地基、補(bǔ)作基礎(chǔ)、修繕?biāo)w、復(fù)建塔座，終于保住了這座古塔。但由于底層塔身發(fā)生多條裂縫，成為危險(xiǎn)建筑，一九七五年開(kāi)始，虎丘塔便已關(guān)閉，不再允許游客進(jìn)入。蘇州虎丘塔建于宋太祖建隆二年（公元961年浙江平湖報(bào)本塔浙江平湖軟土地基上的報(bào)本塔，建于明末清初,原來(lái)采用天然地基建七層，但因?qū)医▽宜?后加了木樁并只建五層而結(jié)頂,并在碑文中詳細(xì)記載了塔基的修筑經(jīng)過(guò),塔高49.14米，八角形，底層直徑8.18米。塔身向東北傾斜75.5厘米。浙江平湖報(bào)本塔浙江平湖軟土地基上的報(bào)本塔，建于明末清初,原來(lái)老錦江飯店北樓沉降1929年竣工的老錦江飯店北樓，采用的是30m長(zhǎng)的洋松木樁筏基礎(chǔ)，建成后長(zhǎng)期保持均勻沉降，最終沉降超過(guò)了2m，原建筑物的底層成了現(xiàn)在的地下室。老錦江飯店北樓沉降1929年竣工的老錦江飯店北樓，采上海展覽館上海展覽館（孫更生和鄭大同，1984）上海展覽館是建國(guó)初期由前蘇聯(lián)專家設(shè)計(jì)。采用箱形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)平面尺寸為46.5m×46.5m,埋深2m，基礎(chǔ)總壓力為1.3kg/cm2。該工程地基土為褐黃色粘土，固結(jié)快剪指標(biāo)為c=36kPa，f=17o。但是，由于未作沉降計(jì)算，實(shí)際上采用了過(guò)大的容許承載力，導(dǎo)致發(fā)生了意料不到的沉降，完工后11年平均沉降量達(dá)1.6

m,相對(duì)傾斜為0.44%。平均沉降速率在施工期間自5.4mm/日減至3.4mm/日，施工完成后一年逐漸減至0.7mm/日，二年減至0.3mm/日，三年減至0.1mm/日。上海展覽館上海展覽館（孫更生和鄭大同，1984）上海展覽館1986年：開(kāi)工1990年：人工島完成1994年：機(jī)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)面積：4370m×1250m填筑量：180×106m3平均厚度：33m世界最大的人工島日本關(guān)西機(jī)場(chǎng)1986年：開(kāi)工世界最大的人工島日本關(guān)西機(jī)場(chǎng)關(guān)西機(jī)場(chǎng)問(wèn)題：沉降大且不均勻設(shè)計(jì)沉降：5.7-7.5m完成時(shí)(1990年)實(shí)際沉降：8.1m，5cm/月預(yù)測(cè)主固結(jié)需：20年從1990年預(yù)測(cè)的8米修改為修改為11.5米。2000年底平均下沉11.7米。關(guān)西機(jī)場(chǎng)問(wèn)題：沉降大且不均勻設(shè)計(jì)沉降：5.7-7.5m軟土基礎(chǔ)工程緒論ppt課件上海F1賽車(chē)場(chǎng)

-地基處理技術(shù)世界上第一個(gè)在河沼、濱海軟土地質(zhì)條件下采用堆載預(yù)壓、路堤樁等沉降控制技術(shù)建成的F1賽車(chē)場(chǎng)，意義非凡

4萬(wàn)組路堤樁300萬(wàn)m3堆載預(yù)壓

上海F1賽車(chē)場(chǎng)世界上第一個(gè)在河沼、濱海軟土地質(zhì)條件下采用堆中海修船基地中船造船基地施工環(huán)境影響中海修船基地中船造船基地施工環(huán)境影響鞍山、四平段直接下穿越的房屋有15幢地鐵下穿越房屋振動(dòng)噪聲鞍山、四平段直接下穿越的房屋有15幢地鐵下穿越房屋振動(dòng)噪聲控江、延吉段直接下穿越的房屋有18幢地鐵下穿越房屋振動(dòng)噪聲控江、延吉段直接下穿越的房屋有18幢地鐵下穿越房屋振動(dòng)噪聲新建建筑物更應(yīng)注意環(huán)境振動(dòng)影響！新建建筑物更應(yīng)注意環(huán)境振動(dòng)影響！軟土基礎(chǔ)工程緒論ppt課件軟土基礎(chǔ)工程緒論ppt課件軟土基礎(chǔ)工程緒論ppt課件軟土基礎(chǔ)工程緒論ppt課件1.軟土的成因

2.我國(guó)軟土的分布特點(diǎn)

3.內(nèi)陸軟土的工程特性

4.沿海軟土的物理力學(xué)性質(zhì)

5.上海軟土的特點(diǎn)

6.軟土的流變性

7.軟土的結(jié)構(gòu)性第1章軟土工程性質(zhì)1.軟土的成因第1章軟土工程性質(zhì)第一節(jié)軟土的成因

軟土在世界范圍內(nèi)分布極廣，在軟土地區(qū)曾發(fā)生過(guò)許多重大工程事故，在總結(jié)工程事故的基礎(chǔ)上，直接促進(jìn)了土力學(xué)理論發(fā)展。一、軟土的定義

Softclay：軟黏土或軟土。淺層地基分布有軟土的地區(qū)，稱為軟土地區(qū)。

《巖土工程名詞術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)》定義：軟黏土，Softclay，天然含水率高，呈軟塑到流塑狀態(tài)，具有壓縮性高、強(qiáng)度低等特點(diǎn)的黏土。還定義了淤泥，Muck，在靜水或緩慢流水環(huán)境中沉積，經(jīng)生物化學(xué)作用形成的土。

《建筑巖土工程勘查基本術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)》解釋：軟土，Softclay，天然含水量大、壓縮性高、承載力低、軟塑到流塑狀態(tài)的黏性土。

《巖土工程勘查規(guī)范》則將軟土劃歸為特殊土，定義為：天然孔隙比大于或等于1.0，且天然含水量大于液限的細(xì)粒土，包括淤泥、淤泥質(zhì)土、泥炭、泥炭質(zhì)土等。第一節(jié)軟土的成因

軟土在世界范圍內(nèi)分布極廣，土是指：地球表面的整體巖石在大氣中經(jīng)受長(zhǎng)期的風(fēng)化作用而形成的、覆蓋在地表上碎散的、沒(méi)有膠結(jié)或膠結(jié)很弱的顆粒堆積物。風(fēng)化巖石地球顆粒堆積物地球

什么是土土是指：風(fēng)化巖石地球顆粒堆積物地球什么是土軟土在世界范圍內(nèi)分布極廣，在軟土分布的地區(qū)曾發(fā)生過(guò)許多重大的工程事故，在總結(jié)這些事故的基礎(chǔ)上，發(fā)展了土力學(xué)的理論。

Broms認(rèn)為，土力學(xué)發(fā)展的重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)在1910年代。當(dāng)時(shí)，瑞典、巴拿馬、美國(guó)、德國(guó)等相繼發(fā)生重大滑坡坍方事故，已有分析方法不能滿足處理事故的要求，于是紛紛成立了專門(mén)委員會(huì)或委托專家進(jìn)行調(diào)查研究。瑞典為處理鐵路沿線不斷出現(xiàn)的坍方問(wèn)題，在國(guó)家鐵路委員會(huì)內(nèi)設(shè)立巖土委員會(huì)；巴拿馬運(yùn)河為處理可能堵塞運(yùn)河的一段河道邊坡事故，成立了專門(mén)委員會(huì)；美國(guó)土木工程師協(xié)會(huì)設(shè)立了研究滑坡的特別委員會(huì)；德國(guó)的基爾運(yùn)河為處理施工中的滑坡事故設(shè)立了調(diào)查委員會(huì)；瑞典由于Stigberg碼頭的破壞，成立了港口特別委員會(huì)，對(duì)該碼頭滑動(dòng)原因進(jìn)行分析，導(dǎo)致了著名的瑞典圓弧滑動(dòng)法的產(chǎn)生。

軟土研究的重要性軟土在世界范圍內(nèi)分布極廣，在軟土分布的地區(qū)曾發(fā)生過(guò)許多重大的1910年代也正是太沙基對(duì)土力學(xué)進(jìn)行探索研究并形成飛躍的階段。在太沙基以前，土木工程中的許多土工問(wèn)題并無(wú)合理的分析方法，多數(shù)憑經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，常發(fā)生意外事故。太沙基首次將各種土工問(wèn)題歸納成為系統(tǒng)有科學(xué)依據(jù)的計(jì)算理論。太沙基的功績(jī)并不局限于他對(duì)土力學(xué)的理論貢獻(xiàn)，在他將土力學(xué)理論廣泛應(yīng)用于實(shí)際工程時(shí)，深刻地洞察到土的力學(xué)性質(zhì)不可避免地受各種復(fù)雜因素的影響，他一貫倡導(dǎo)必須注意全面調(diào)查實(shí)際的工程地質(zhì)情況并加以綜合判斷。正如太沙基所說(shuō)的那樣，直到20世紀(jì)30年代，地基勘探的唯一辦法是根據(jù)工長(zhǎng)的靴后跟在基槽土面留下的痕跡作出地基承載力的判斷。由于太沙基的倡導(dǎo)和推動(dòng)，建立了一套野外勘探與室內(nèi)試驗(yàn)的方法，使土的力學(xué)性質(zhì)的研究和地質(zhì)條件密切結(jié)合，從根本上改造了初期的土力學(xué)，填補(bǔ)了地質(zhì)學(xué)和土木工程學(xué)之間的空白。

軟土研究的重要性1910年代也正是太沙基對(duì)土力學(xué)進(jìn)行探索研究并形成飛躍的階段現(xiàn)代意義的土力學(xué)是太沙基在研究軟土工程特性的基礎(chǔ)上提出來(lái)的，土的有效應(yīng)力原理和土的固結(jié)理論是土力學(xué)建立的標(biāo)志。太沙基最早對(duì)砂土管涌現(xiàn)象進(jìn)行研究，繼而試驗(yàn)探索高塑性粘土的固結(jié)規(guī)律，成功地解釋了濱海粘土受壓后長(zhǎng)期緩慢的沉降及其強(qiáng)度逐漸增長(zhǎng)的內(nèi)在原因和規(guī)律，并從此使土力學(xué)對(duì)自然界許多復(fù)雜現(xiàn)象的研究得以逐漸深入。正是軟土地區(qū)的工程事故和處理經(jīng)驗(yàn)提供了土力學(xué)這門(mén)學(xué)科發(fā)展的客觀條件。我國(guó)的軟土主要分布在沿海地區(qū)，在內(nèi)陸和山區(qū)也有分布，特別是沿海地區(qū)，由于工程建設(shè)的發(fā)展比較快，建設(shè)的規(guī)模也比較大，軟土地基的問(wèn)題非常突出，曾經(jīng)發(fā)生過(guò)不少的工程事故，也取得了許多寶貴的經(jīng)驗(yàn)，豐富了土力學(xué)的寶庫(kù)。

軟土研究的重要性現(xiàn)代意義的土力學(xué)是太沙基在研究軟土工程特性的基礎(chǔ)上提出來(lái)的，

1925年，《Erdbaumechanik》（土力學(xué)）出版，標(biāo)志著土力學(xué)這門(mén)學(xué)科的誕生。KarlVonTerzaghi(1883~1963)布拉格（捷克首都）格拉茲工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程專業(yè)(1904)服完1年兵役后，再回母校攻讀地質(zhì)學(xué)1912年獲得鋼筋混凝土方面博士學(xué)位一戰(zhàn)期間奧地利陸軍航空試驗(yàn)所土力學(xué)之父（VonKarman；VonMises共同服役）1924年在第一屆國(guó)際應(yīng)用力學(xué)大會(huì)上宣讀粘土變形理論（一舉成名，由不知名的教師變成新的工程領(lǐng)域的創(chuàng)始人）Geotechnicalengineeringisanartasmuchasascience.1925年，《Erdbaumechanik》（土力二、軟土的成因和分布

三角洲是河流流入海洋或湖泊時(shí)，因流速減低，所攜帶泥沙大量沉積，逐漸發(fā)展成的沖積平原。三角洲又稱河口平原，從平面上看，像三角形，頂部指向上游，底邊為其外緣，所以叫三角洲，三角洲的面積較大，土層深厚，水網(wǎng)密布，表面平坦，土質(zhì)肥沃。

尼羅河三角洲長(zhǎng)江三角洲

在全世界主要河流的三角洲都分布有厚層的軟黏土，這些河流包括尼羅河、密西西比河、萊茵河、易北河、長(zhǎng)江、恒河等。但通常認(rèn)為北歐諸國(guó)（丹麥除外）、加拿大、美國(guó)北部（芝加哥和波士頓）以及墨西哥城都是典型軟黏土的主要分布區(qū)。二、軟土的成因和分布三角洲是河流流入海洋或湖軟土基礎(chǔ)工程緒論ppt課件二、軟土的成因和分布天然沉積土因地質(zhì)成因、賦存規(guī)律和組成成分等差異，其結(jié)構(gòu)性表現(xiàn)出顯著的時(shí)空變異性和區(qū)域性，諸如London黏土、Boston藍(lán)黏土、挪威Drammen黏土、加拿大Leda和Champlain黏土、日本Ariake黏土、溫州黏土、湛江黏土和連云港軟黏土等。Drammen（德拉門(mén)）挪威東南部港市，于1811年建市。位于德拉門(mén)峽灣頂、德拉門(mén)河口。人口大約為6萬(wàn)（2008）是挪威的第九大城市。加拿大Leda黏土（亦稱快黏土）是一種獨(dú)特的高靈敏土。Mexico軟土極具特色，街道下沉、地基彎曲、墻體破裂、甚至沒(méi)有幾座建筑是完全直立的—這就是現(xiàn)在的墨西哥城，一座下陷中的城市。根據(jù)墨西哥國(guó)家水資源委員會(huì)發(fā)布的報(bào)告，這座西半球最古老的城市正在以每年45厘米的速度下沉，部分地區(qū)已經(jīng)下陷了9至10米。墨西哥城的絕大多數(shù)歷史古跡都深受下陷的影響。國(guó)家宮周邊一圈的土地比中心部分下陷了0.6米。進(jìn)入這座16世紀(jì)的教堂，你必須順階而下。然而就在幾年前，這座教堂的入口還是和街道平行的。1985年Mexico大地震給位于軟黏土上的墨西哥城造成了極大的破壞。二、軟土的成因和分布天然沉積土因地質(zhì)成因、賦存規(guī)律和組成成分軟土基礎(chǔ)工程緒論ppt課件第二節(jié)我國(guó)內(nèi)陸軟土的工程特性第二節(jié)我國(guó)內(nèi)陸軟土的工程特性軟土基礎(chǔ)工程緒論ppt課件軟土基礎(chǔ)工程緒論ppt課件軟土基礎(chǔ)工程緒論ppt課件軟土基礎(chǔ)工程緒論ppt課件第三節(jié)我國(guó)沿海軟土特性一、沿海軟土的一般特性

20世紀(jì)60年代初，我國(guó)在沿海軟土地區(qū)進(jìn)行過(guò)一項(xiàng)全面的建筑事故調(diào)查，得出沿海軟土性質(zhì)指標(biāo)。

第三節(jié)我國(guó)沿海軟土特性一、沿海軟土的一般特性空氣水固體ma=0mwmsm質(zhì)量VaVwVsVvV體積三相草圖九個(gè)物理量:

VVvVsVaVw

msmwmam物性指標(biāo)是比例關(guān)系:可假設(shè)任一參數(shù)為1物理量關(guān)系:空氣水固體ma=0mwmsm質(zhì)量VaVwVsVvV體積三相e-p曲線–壓縮系數(shù)a土的類別a1-2(MPa-1)高壓縮性土>0.5中壓縮性土0.1-0.5低壓縮性土<0.1壓縮系數(shù)a1-2常用作比較土的壓縮性大小壓縮系數(shù)：01002003000.60.70.80.91.0epep(kPa)

壓縮系數(shù)與土所受的荷載大小有關(guān)。《規(guī)范》用p1＝100kPa、p2＝200kPa對(duì)應(yīng)的壓縮系數(shù)a1-2評(píng)價(jià)土的壓縮性。e-p曲線–壓縮系數(shù)a土的類別a1-2(MPa-1)高壓縮軟土基礎(chǔ)工程緒論ppt課件軟土基礎(chǔ)工程緒論ppt課件各地典型軟土特性在討論沿海軟土一般特性后，分別對(duì)我國(guó)幾個(gè)主要的地區(qū)的軟土，分析與歸納包括：珠江三角洲形成的軟土深圳地區(qū)的軟土福建沿海的軟土浙江沿海的軟土江蘇連云港軟土天津塘沽軟土的工程特征上海軟土（這個(gè)要重點(diǎn)講！）各地典型軟土特性在討論沿海軟土一般特性后，分別對(duì)我國(guó)幾個(gè)主要珠江三角洲是由珠江從云貴高原，經(jīng)廣西進(jìn)入廣東后，河流坡降突然降低，流速減慢，夾帶的泥沙沉積造陸而成。其獨(dú)特之處是珠江出?？诳傆?jì)有8個(gè)口門(mén)，因流速緩慢，許多口門(mén)都淤積堵塞，每年洪水來(lái)臨時(shí)，因泄水不暢而泛濫堵塞，出現(xiàn)許多河汊縱橫，泥沙堆積的河網(wǎng)地區(qū)。二、珠江三角洲形成的軟土珠江三角洲是由珠江從云貴高原，經(jīng)廣西進(jìn)入廣東后，河流坡降突然降低，流速減慢，夾帶的泥沙沉積造陸而成。其獨(dú)特之處是珠江出?？诳傆?jì)有8個(gè)口門(mén)，因流速緩慢，許多口門(mén)都淤積堵塞，每年洪水來(lái)臨時(shí)，因泄水不暢而泛濫堵塞，出現(xiàn)許多河汊縱橫，泥沙堆積的河網(wǎng)地區(qū)。珠江三角洲是由珠江從云貴高原，經(jīng)廣西進(jìn)入廣東后，河流坡降突然軟土基礎(chǔ)工程緒論ppt課件深圳是20世紀(jì)末新開(kāi)發(fā)的特區(qū)城市，在城市建設(shè)中揭示了各種類型的軟土。深圳地區(qū)的軟土主要為淤泥、淤泥質(zhì)黏性土(混淤泥質(zhì)土的粉細(xì)砂)及含泥炭質(zhì)黏性土，屬第四紀(jì)海相沉積，廣泛分布于深圳西部的沿海地區(qū)和伶仃洋東海岸，厚度一般3~10m，最大厚度17m以上。三、深圳地區(qū)的軟土埋藏于海積平原的海陸交互相沉積的淤泥質(zhì)黏性土，含水量一般為40%~60%，呈流塑狀態(tài)。黑灰色，含5%~10%的有機(jī)質(zhì)。深圳是20世紀(jì)末新開(kāi)發(fā)的特區(qū)城市，在城市建設(shè)中揭示了各種類型福建沿海軟土有兩種類型，一類是在福州、泉州一帶為海成溺谷相沉積，一般厚度較大，層理呈帶狀，水平方向變化較少；另一類在廈門(mén)及閩東一帶為濱海相沉積，是近代海退所形成的淺灣沉積，常多泥砂混雜，具有向海傾斜的層理，厚度一般不大，但變化和層理起伏較大。四、福建沿海軟土福建沿海軟土有兩種類型，一類是在福州、泉州一帶為海成溺谷相沉五、浙江沿海軟土五、浙江沿海軟土溫州地處甌江出海口，溫州地區(qū)的軟土是非常典型的厚層軟土，地表的填土和表土層非常薄，淤泥埋藏深度2~4m，淤泥和淤泥質(zhì)土層的厚度達(dá)30m或者更厚一些，淤泥的孔隙比高達(dá)1.7~2.6。溫州地處甌江出?？?，溫州地區(qū)的軟土是非常典型的厚層軟土，地表浙江肖甬線和杭甬高速公路經(jīng)過(guò)的地區(qū)為東海海濱，地表分布較厚的第四系海相沉積的淤泥質(zhì)土,由于其沉積年代較晚,受上部土體的壓密作用較小，故工程佳質(zhì)較差，路基的工后沉降比較大，影響線路的運(yùn)行質(zhì)量。寧波地區(qū)典型的軟土厚度大于25m，顏色為灰色或深灰色，軟塑~流塑狀態(tài)，天然含水量為42.7%~53.3%。浙江肖甬線和杭甬高速公路經(jīng)過(guò)的地區(qū)為東海海濱，地表分布較厚的江蘇省連云港軟土位于黃海之濱的海積平原區(qū)，為濱海相沉積，層次分明，厚度變化小，表層淤泥質(zhì)黏土的超固結(jié)比為1.85~4.6，淤泥的超固結(jié)比為1.04~l.07。淤泥的十字板強(qiáng)度、無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度及快剪強(qiáng)度均隨深度呈明顯的線性增長(zhǎng)。六、連云港軟土江蘇省連云港軟土位于黃海之濱的海積平原區(qū)，為濱海相沉積，層次天津塘沽新港地基土系第四紀(jì)全新世濱海沉積，地面下2~4m為吹填土和雜填土，在地面下10m以上的土層基本上均為淤泥質(zhì)土，10m深度以下至18m大多為黏土和粉質(zhì)黏土，夾薄層粉砂，18m以下為粉土和粉砂。七、天津軟土天津塘沽新港地基土系第四紀(jì)全新世濱海沉積，地面下2~4m為地質(zhì)年代表區(qū)分地球歷史各個(gè)時(shí)期的非固定間距的時(shí)間標(biāo)尺。根據(jù)生物演化的巨型階段，將地球演化史劃分為：太古宙、元古宙和顯生宙?！爸妗笨煞譃榇?，如：顯生宙分為古生代、中生代和新生代?！按痹俜譃槿舾伞凹o(jì)”；“紀(jì)”再分為若干“世”；“世”分為若干“期”。地質(zhì)年代從古至今依次為：太古代、元古代、古生代、中生代、新生代。（新生代分為：古近紀(jì)、新近紀(jì)、第四紀(jì)）6500萬(wàn)年前那次生物大滅絕后，地球進(jìn)入了新生代。新生代是地球歷史的最新階段，而第四紀(jì)是新生代最后一個(gè)紀(jì)。（第四紀(jì)分為：全新世、晚更新世、中更新世、早更新世）第四紀(jì)開(kāi)始，全球氣候出現(xiàn)了明顯的冰期和間冰期交替的模式。第四紀(jì)生物界的面貌已很接近于現(xiàn)代。哺乳動(dòng)物的進(jìn)化在此階段最為明顯，而人類的出現(xiàn)與進(jìn)化則更是第四紀(jì)最重要的事件之一。地質(zhì)年代表區(qū)分地球歷史各個(gè)時(shí)期的非固定間距的時(shí)間標(biāo)尺。第四節(jié)上海軟土的工程特性

一、上海軟土成因根據(jù)對(duì)上海地區(qū)第四系地層的研究，上海地區(qū)松散覆蓋層全屬第四系沉積，沉積厚度最厚達(dá)100m以上，覆蓋在上新世玄武巖或老基巖風(fēng)化面。第四紀(jì)時(shí)期，上海是一個(gè)較為緩慢的下沉區(qū)。由于古氣候冷暖交替作用，引起海侵海退，江河擺蕩和延縮，湖泊發(fā)育與消亡。在江、湖、海的交互作用下，經(jīng)歷了沉積、沖刷、再沉積的反復(fù)作用過(guò)程，沉積了幾百米松散的土層，構(gòu)成了上海地區(qū)復(fù)雜的地層。上海地區(qū)第四紀(jì)以來(lái)與溫暖期相對(duì)應(yīng)地發(fā)生過(guò)5次海侵：其中更新世發(fā)生四次海侵，全新世發(fā)生一次海侵。第一次海侵與第二次海侵范圍均較小，僅在東部沿海見(jiàn)到海相層。第三次海侵已達(dá)上海西郊地區(qū)，第四次海侵和第五次海侵規(guī)模最大，幾乎遍及整個(gè)長(zhǎng)江三角洲地區(qū)。第四節(jié)上海軟土的工程特性

一、上海軟土成因更新世末期湖沼相暗綠色硬土層，是第四紀(jì)最后一次蘇州河寒冷期的沉積物，是上海地區(qū)全新統(tǒng)與更新統(tǒng)分層的界限，其上部的海相層為冰后期全新統(tǒng)。在更新世末期海退時(shí)，此暗綠色硬土層與現(xiàn)今東海大陸架古地形組成統(tǒng)工東海大陸平原，因受河流沖刷切割故缺失較多，常形成陸嶼或河岸階地。自西北向東南呈明顯的階梯狀，即埋藏深度為：5~10m，15~20m，25~30m。在上海的第四系地層中，對(duì)工程建設(shè)有直接影響的地層是135m以內(nèi)的土層，包括暗綠色硬土層及其以下的晚更新統(tǒng)和暗綠色硬土層上部的全新統(tǒng)。通常意義上的上海軟土是指暗綠色硬土層以上的土層，其中，對(duì)工程影響比較大的軟土為第3層淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土和第4層淤泥質(zhì)黏土。更新世末期湖沼相暗綠色硬土層，是第四紀(jì)最后一次蘇州河寒冷期的上海軟土形成從C14測(cè)定和考古資料，可推斷早全新世吳淞期年齡為9000~7500年，中全新世浦東期年齡為7500~4000年，晚全新世外白渡橋期年齡為4000年。距今大約15000年時(shí)冰后期氣候轉(zhuǎn)暖，冰川消融，海面回升，東海大陸架淺水區(qū)遭受海水的侵襲。至12000年海水已達(dá)上海地區(qū)，河床基面抬高，比降減小，流速減緩，海水與河水混合聚集，攜帶泥沙沉積在河床內(nèi)。在12000~9000年的真如期，諸河流被泥沙填滿淤塞，形成溺谷。此時(shí)海水上岸，淹沒(méi)沿岸階地，使暗綠色硬土層沉沒(méi)海面以下，大約在9000~7500年的吳淞期，已形成濱海淺灘沼澤地。在7500~4000年的浦東期，由于氣候最適宜，海水上漲迅速，已達(dá)冰后期海面最大高度，長(zhǎng)江河口已退至鎮(zhèn)江、揚(yáng)州一帶入海，上海處于淺灘環(huán)境，水深20~30m。上海軟土形成從C14測(cè)定和考古資料，可推斷早全新世吳淞期年齡軟土基礎(chǔ)工程緒論ppt課件上海軟土形成大約在6000年前后，現(xiàn)上海地區(qū)為淺海灣，長(zhǎng)江攜帶的泥沙向海域傾吐。從4000年到現(xiàn)在，海面相對(duì)穩(wěn)定，由長(zhǎng)江攜帶的泥沙在入?？诖罅慷逊e，這個(gè)時(shí)期是上海的成陸時(shí)期，海岸線不斷向海延伸，根據(jù)幾條海岸砂堤的位置和考古年齡計(jì)算，海岸線伸展速度有快有慢，開(kāi)始時(shí)為3.5~5m/a，中期為10~20m/a，現(xiàn)在為5~10m/a。到八世紀(jì)至十世紀(jì)時(shí)，海岸已在月浦、北蔡、周浦、下沙至奉城一線，形成了下沙捍海塘。公元十世紀(jì)至十三世紀(jì)(宋代)，岸線逐漸東移，南宋乾通八年(公元1172年)修筑了里護(hù)塘，海岸線已位于今老寶山城和川沙、南匯縣城；然后逐漸向西南轉(zhuǎn)折至大團(tuán)、奉城、拓林、金山衛(wèi)一線。此后，上海東部海岸的成陸速度逐漸減慢，人們修筑堤塘，圍海造田，清雍正十一年(公元1733年)，里護(hù)塘東側(cè)備塘加固稱為欽公塘，20世紀(jì)初修筑了圩塘，后來(lái)整修加固成人民塘，成為現(xiàn)在的海岸線。上海軟土形成大約在6000年前后，現(xiàn)上海地區(qū)為淺海灣，長(zhǎng)江攜上海軟土的土層層序和定名上海軟土的土層劃分與定名經(jīng)歷了不斷發(fā)展與完善的過(guò)程，在20世紀(jì)50年代，對(duì)地面下25m范圍以內(nèi)的地基土，總結(jié)了15個(gè)地區(qū)、2068份土工試驗(yàn)資料，將土層劃分為褐黃色表土層和灰色淤泥質(zhì)土層兩大層，分層進(jìn)行了物理力學(xué)指標(biāo)之間的統(tǒng)計(jì)分析，得出了物理指標(biāo)之間、物理力學(xué)指標(biāo)之間的相關(guān)關(guān)系式。為60年代初第一版上?！兜鼗A(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》的編制提供了技術(shù)儲(chǔ)備。至80年代修訂第三版地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范時(shí)，已經(jīng)總結(jié)了地面下100m范圍內(nèi)的土層劃分與定名，提出了將上海的土層劃分為4個(gè)基本類型。在90年代編制巖土工程勘察規(guī)范時(shí)，以及修訂第四版的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范時(shí)，進(jìn)一步地總結(jié)了工程勘察的經(jīng)驗(yàn)。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期工程實(shí)踐和研究工作的積累，對(duì)上海地區(qū)各土層的地質(zhì)成因和工程特征有了比較詳細(xì)的了解和達(dá)到基本的共識(shí)。對(duì)上海地區(qū)120m深度范圍內(nèi)地基土層的層序及主要特征進(jìn)行了系統(tǒng)的總結(jié)，在上海市《地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(DGJ08-11-1999)中給出了上海市區(qū)地基土土層層序表，規(guī)范了地基土的土層劃分標(biāo)準(zhǔn)和定名的標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)給出了上海市區(qū)典型土層的物理力學(xué)指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。上海軟土的土層層序和定名上海軟土的土層劃分與定名經(jīng)歷了不斷發(fā)軟土基礎(chǔ)工程緒論ppt課件

先期固結(jié)壓力：土層歷史上所經(jīng)受到的最大壓力

p

p=s：正常固結(jié)土

p>s：超固結(jié)土

p<s：欠固結(jié)土OCR=1：正常固結(jié)OCR>1：超固結(jié)OCR<1：欠固結(jié)

超固結(jié)比：如土層當(dāng)前承受的自重壓力為s

相同

s

時(shí)，一般OCR越大，土越密實(shí)，壓縮性越小

應(yīng)力歷史:土層在地質(zhì)歷史發(fā)展過(guò)程中所形成的前期應(yīng)力狀態(tài)以及該狀態(tài)對(duì)土層強(qiáng)度與變形的影響。二、上海軟土的應(yīng)力歷史

先期固結(jié)壓力：土層歷史上所經(jīng)受到的最大壓力pp=s

1)正常固結(jié)土：OCR=1。

土自重應(yīng)力就是該土層歷史上受過(guò)的最大的有效應(yīng)力。

2)超固結(jié)土：OCR>1。

該土層歷史上受過(guò)的最大有效壓力大于土自重應(yīng)力。可能是由于覆蓋的土層被剝蝕等原因，使得原來(lái)長(zhǎng)期存在于土層中的豎向有效壓應(yīng)力減小了。

3)欠固結(jié)土：OCR<1。

該土層在自重作用下的固結(jié)尚未完成。可能是新近沉積粘性土、人工填土等，由于沉積的時(shí)間短，在自重作用下還沒(méi)有完全固結(jié)。解釋1)正常固結(jié)土：OCR=1。解釋elgp正常固結(jié)土的原位壓縮曲線：直線正常固結(jié)土初始?jí)嚎s曲線elgp正常固結(jié)土的原位壓縮曲線：直線正常固結(jié)土初始?jí)嚎s曲線ep(lg)在先期固結(jié)壓力

p附近發(fā)生轉(zhuǎn)折，據(jù)此可確定p。先期固結(jié)壓力BACD

pAB：沉積過(guò)程，到B點(diǎn)應(yīng)力為

p。BC：取樣過(guò)程，應(yīng)力減小，先期固結(jié)壓力為

p。CD：壓縮試驗(yàn)曲線，開(kāi)始段位于再壓縮曲線上，后段趨近原位壓縮曲線。原位壓縮曲線沉積過(guò)程取樣過(guò)程壓縮試驗(yàn)ep(lg)在先期固結(jié)壓力p附近發(fā)生轉(zhuǎn)折，據(jù)此可確定pep(lg)CD在e-lgp曲線上，找出曲率最大點(diǎn)m；作水平線m1；作m點(diǎn)切線m2；作m1,m2的角分線m3；m3與試驗(yàn)曲線的直線段交于點(diǎn)B；B點(diǎn)對(duì)應(yīng)于先期固結(jié)壓力

p。mrmin123

p先期固結(jié)壓力

p的確定Casagrande法ABep(lg)CD在e-lgp曲線上，找出曲率最大點(diǎn)m；mrm原位壓縮曲線

正常固結(jié)土:

沉積ab

取樣bb

室內(nèi)試驗(yàn)bcdep(lg)d

原狀土的原位再壓縮曲線：客觀存在的，無(wú)法直接得到。？原位壓縮曲線正常固結(jié)土:沉積abep(lg)d原狀原位初始?jí)嚎s曲線的推求

基本假定：取樣后不回彈，即土樣取出后孔隙比保持不變，(e0,

s)點(diǎn)位于原狀土初始?jí)嚎s或再壓縮曲線上;壓縮指數(shù)Cc和回彈指數(shù)Ce為常數(shù);試驗(yàn)曲線上的0.42e0點(diǎn)不受到擾動(dòng)影響，未受擾動(dòng)的原位初始?jí)嚎s曲線也應(yīng)相交于該點(diǎn)。原位初始?jí)嚎s曲線的推求基本假定：0.1110p(100kPa)1.00.80.60.4ee00.42e0擾動(dòng)增加原狀樣重塑樣不同擾動(dòng)程度試樣的室內(nèi)壓縮曲線0.1p(lg)正常固結(jié)土原位壓縮曲線的推求對(duì)正常固結(jié)土先期固結(jié)壓力p=s(e0,p)位于原位壓縮曲線上以0.42e0在壓縮曲線上確定C點(diǎn)通過(guò)B、C兩點(diǎn)的直線即為所求的原位壓縮曲線。

推定方法原位壓縮曲線p(lg)正常固結(jié)土原位壓縮曲線的推求對(duì)正常固結(jié)土先期固結(jié)壓上海軟土的應(yīng)力歷史

土的應(yīng)力歷史狀態(tài)的描述主要通過(guò)先期固結(jié)壓力與超固結(jié)比等物理量來(lái)反映。在地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算或判斷時(shí)考慮土的應(yīng)力歷史的影響和作用，將有助于提高設(shè)計(jì)水平和正確地解決工程問(wèn)題。對(duì)上海軟土應(yīng)力歷史的研究早在20世紀(jì)60年代就已經(jīng)開(kāi)始研究。到了70年代，在上海金山右油化工工業(yè)區(qū)建設(shè)時(shí)，為了研究該地區(qū)軟土的應(yīng)力歷史；作了大量室內(nèi)先期固結(jié)壓力的測(cè)定和土層的超固結(jié)比的分析。80年代以來(lái)，積累了更多的資料，土的應(yīng)力歷史及其在土體壓縮性問(wèn)題中的重要性日益被巖土工程界所接受應(yīng)用和推廣。上海軟土的應(yīng)力歷史

土的應(yīng)力歷史狀態(tài)的描述主要通過(guò)先期固結(jié)壓在上海軟土地區(qū)，以淤泥質(zhì)黏性土(包括第③、第④和第⑤層土)為主的上海軟土是微超固結(jié)的土層，平均的OCR值接近1.10，在一般的工程分析中,可以將其作為正常固結(jié)土。表層硬殼層與第⑥層暗綠色硬土層則是超固結(jié)土，硬殼層的超固結(jié)狀態(tài)可能是環(huán)境的變化，特別是氣候條件如干燥蒸發(fā)所致，并不是荷載因素引起的。暗綠色硬土層的超固結(jié)狀態(tài)則可能與該土層曾經(jīng)是古地面的成陸條件有關(guān)。在上海軟土地區(qū)，以淤泥質(zhì)黏性土(包括第③、第④和第⑤層土)為三、上海軟土的抗剪強(qiáng)度

上海軟土的抗剪強(qiáng)度低，地基的承載能力低，天然地基上的建筑物層數(shù)不能太高，通常需要采用樁基礎(chǔ)以支承較高的建筑物，因而制約了對(duì)軟土抗剪強(qiáng)度的研究，系統(tǒng)的研究成果比較少。最早的研究可以追溯到20世紀(jì)初，上海在建造高層建筑和市政工程時(shí)就已經(jīng)開(kāi)始采用樁基礎(chǔ)，在黃浦江岸邊還進(jìn)行過(guò)地基的載荷試驗(yàn)、樁的載荷試驗(yàn)和軟黏土摩擦力的大型壓力盒試驗(yàn)，開(kāi)始了對(duì)上海軟土抗剪強(qiáng)度的研究。在20世紀(jì)50年代，曾系統(tǒng)地總結(jié)過(guò)軟土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)與土的孔隙比之間的相關(guān)關(guān)系，得到了如表所示的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，表中的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)由直剪固快試驗(yàn)求得，并按峰值強(qiáng)度的70%確定的。這個(gè)經(jīng)驗(yàn)關(guān)系曾列入上?！兜鼗A(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》，使用了20多年，對(duì)于上海的工程實(shí)踐曾發(fā)揮過(guò)很重要的作用。上海地區(qū)長(zhǎng)期在工程實(shí)踐中采用直剪固快試驗(yàn)的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)可能與這一成果的推廣應(yīng)用有關(guān)，而三軸試驗(yàn)的成果在一般工程中的應(yīng)用并不普遍，有些重要的工程和研究項(xiàng)目，采用三軸試驗(yàn)和十字板試驗(yàn)，得到了一些有價(jià)值的成果，對(duì)于了解上海軟土的抗剪強(qiáng)度特征有重要的意義。三、上海軟土的抗剪強(qiáng)度

上海軟土的抗剪強(qiáng)度低，地基的承載能力軟土基礎(chǔ)工程緒論ppt課件軟土基礎(chǔ)工程緒論ppt課件軟土基礎(chǔ)工程緒論ppt課件四、上海軟土的變形特性

上海軟土地基的沉降量大，固結(jié)歷時(shí)長(zhǎng)，施工期完成的沉降量?jī)H占總沉降量的20%~30%，竣工后的沉降，包括次固結(jié)沉降將延續(xù)很長(zhǎng)的時(shí)間。資料可以看出，第④層淤泥質(zhì)黏土是上海地區(qū)最軟弱、壓縮性最大的土層，其次為第③層淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土層，這兩層軟土在早期是合并作為灰色淤泥質(zhì)黏性土層進(jìn)行研究的，是研究上海軟土變形特性的主要對(duì)象。由于上海軟土的沉積條件，形成了在黏性土中夾有薄層粉砂的“千層餅”特點(diǎn)，具有各向異性，水平向的固結(jié)系數(shù)與滲透系數(shù)均大于豎向的固結(jié)系數(shù)與滲透系數(shù)，水平向固結(jié)系數(shù)一般為豎向固結(jié)糸數(shù)的5~10倍，大多接近高值，即可差一個(gè)數(shù)量級(jí)。水平向的滲透系數(shù)一般為豎向滲透系數(shù)的50~100倍，亦大多接近高值，即可相差兩個(gè)數(shù)量級(jí)。四、上海軟土的變形特性

上海軟土地基的沉降量大，固結(jié)歷時(shí)長(zhǎng)，靜止土壓力系數(shù)K0確定方法1.K0試驗(yàn)測(cè)定2.采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算

3.按相關(guān)表格提供的經(jīng)驗(yàn)值確定對(duì)于側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)：

p0=sh=K0sv=n/(1-n)sv=n/(1-n)gz

K0=n/(1-n)svshshzsv

由于土的泊松比n

難確定，K0常用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。對(duì)于砂土、正常固結(jié)粘土：

K0

≈1-sinf’

五、上海軟土的側(cè)壓力系數(shù)

靜止土壓力系數(shù)K0確定方法1.K0試驗(yàn)測(cè)定2.采用經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)上海軟土的側(cè)壓力系數(shù)，在3個(gè)地區(qū)進(jìn)行了比較系統(tǒng)的試驗(yàn)研究，得到各主要土層的側(cè)壓力系數(shù)平均值見(jiàn)表。

對(duì)上海軟土的側(cè)壓力系數(shù)，在3個(gè)地區(qū)進(jìn)行了比較系統(tǒng)的試驗(yàn)研究，上海軟土側(cè)壓力系數(shù)與三軸有效內(nèi)摩擦角經(jīng)驗(yàn)關(guān)系上海軟土側(cè)壓力系數(shù)與三軸有效內(nèi)摩擦角經(jīng)驗(yàn)關(guān)系六、上海軟土的動(dòng)力特性在160m范圍內(nèi)用跨孔法和下孔法測(cè)得的動(dòng)剪變模量隨深度的變化見(jiàn)