绪论
一、土力学、地基与基础的概念：
1．地基——位于建筑物基础的下方，支承建筑物荷载的那部分地层。土——地球表面的大块岩石经风化、搬运、沉积而形成的松散堆积物，称为土2. 土力学：土力学——利用力学的一般原理，研究土的应力、应变、强度、稳定和渗透等特性及其随时间变化规律的学科，称为土力学。
3．基础：基础——建筑物的一部分，位于地面以下，承受上部结构传来的荷载，形状是扩大的那部分下部结构，称为基础。
4．地基与基础设计的原则：安全、经济综合考虑地基、基础和上部结构三者之间的相互关系。
1．要求作用于地基的荷载不超过地基的承载能力，保证地基。在防止整体破坏方面有足够的安全储备。（安全系数）
2．控制基础沉降使之不超过允许值，保证建筑物不因地基沉降而损坏或者影响其正常使用。
二、本课程的特点和学习要求：
土力学的基本原理：①应力——应变关系②强度理论③地基的计算如遇相关课程的内容，本课程只是引用，而重点是要求理解其意义及应用条件，切不可把注意力放在相关课程公式的推导上。
3.本课程的学习要求：运用基本原理，具体问题具体分析。因此，最重要的是理论联系实际，提高分析问题解决问题的能力。结合实验了解土力学常规参数的获取方法。
三、本学科的发展概况（简要介绍）
第一章土的物理性质及分类
1.土力学的研究对象：土土——土是连续、坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗
粒，经过不同的搬运方式，在各种自然环境中生成的沉积物。
固:土颗粒冰
2．土的组成气: 气体
液: 孔隙中的水
土中颗粒的大小、成分及三相之间的比例关系反映出土的不同性质，如干湿、轻重、松紧、软硬等。这就是土的物理性质。
＊土的生成（简要介绍）
一、地质作用的概念（简单介绍）
二、矿物与岩石的概念（简单介绍）
三、 地质年代的概念（简单介绍）
四、 第四纪沉积物（简单介绍）
§ 1-1 土的组成及其结构与构造
、土的固体颗粒（重点讲解）
（一）土的颗粒级配
1. 土颗粒的大小直接决定土的性质
2. 粒径——颗粒直径大小
3. 粒组一一为了研究方便，将粒径大小接近、矿物成分和性质相似的土粒归 并
为若干组别即称为粒组。
粒组的划分：
200 60 2
漂石* I * 卵尹
■砾石 砂粒 十“ 粉粒 粘粒 4. 颗粒级配——土粒的大小及组成情况，通常以土中各个粒组的相对含量
来 表示，称为土的颗粒级配。
颗粒级配的测定方法：一一筛析法、比重计法
试验成果分析：
① 颗粒级配累积曲线（半对数坐标）
曲线平缓 粒径大小悬殊 不均匀 级配良好
分析
曲线陡 粒径大小接近 不均匀 级配良好
② 不均匀系数（C u ）
式中：d60——当小于某粒径的土粒质量累计百分数为
粒径d 60。
d io ——当小于某粒径的土粒质量累计百分数为
有效粒径d io 。 ③ 曲率系数（C C ）
式中：d 3o ——当小于某粒径的土粒质量累计百分数为 30%寸的粒径用d 3o 表示。
C c ――曲率系数，它描写的是累积曲线的分布范围，反映曲线的整体形 状。
C c =1~3时 级配良好
（二）土粒的矿物成分（简要介绍）
漂石、卵石、砾石等粗大土粒的矿物成分以原生矿物为主。
（与每岩相同）
砂粒的矿物成分大多为母岩中的单矿物颗粒。如石英等。
粉粒的矿物成分以粘土矿物为主。 60%寸，该粒径称为限定 10%寸，相应的粒径称为
蒙脱石 粘土矿物由两种原子层构成，主要类型 伊利石
高岭石
粘土矿物的特点：细小、亲水性强，吸水膨胀，脱水收缩。
、土中的水和气
1. 结合水
——指受电分子吸引力吸附于土粒表面的土中水。
（1）强结合水 ——指紧靠土粒表面的结合水。
特征：没有溶解盐类的能力， 不传递静水压力， 只有吸热变成蒸汽时才能移动。 物理指标：容度 ~cm 3 固体状态
冰点-78 C
砂土吸 度占土粒质量 1%、粘土 17%。 特点：极大的粘滞度，弹性和抗剪强
度。
（2）弱结合水
——指紧靠于强结合水的外围形成一层结合水膜。 介绍如何对粘性土的塑性产 生影响。 特征：不能传递静水压力， 但水膜较厚的弱结合水能向邻近的较薄的水膜转移。
2．自由水 ——指存在于土粒表面电场影响范围以外的水。 特点：能传递静水压力，冰点为 0 C ，有溶解能力。
（1）重力水 ——存在于地下水位以下的透水土层中的地下水。
特点：①有流动时，产生动水压力，带走土颗粒；
②能溶解土中的盐类；③浮力作用。 作用：使土中的孔隙增大，压缩性提高，抗剪
强度降低。
（2）毛细水 受水与空气界面的表面张力作用而存在于孔隙中的自由水，一般存在于地下 水位以上的透水层中。
机理：当土孔隙中局部存在毛细水时，毛细水的弯液面与土粒接触处的表面 引力反作用于
土粒上，使土粒之间由于这种毛细压力而挤紧，土因而 具有微弱的粘聚力，称为毛
细粘聚力。
结合水 一）土中水
强结合水
弱结合水 自由水
重力水 毛细水
存在范围：直径?的孔隙中，结合工程事例讲解防潮层的作用。
3.冰
当温度降至零度以下，水结成冰，土即为冻土。
冻胀性的危害：当T f, 土体下陷，即融陷现象，使承载力下降，道路翻浆
（二）土中气（简要介绍）
十中的气体 与大气相通：压缩性高
与大气隔绝：降低透水性，不易压密
成份 一般空气中的成份
份： 微生物产生的可燃气体 （H 2S 甲烷）
三、土中的结构和构造
（一）土的结构
土的结构一一指土颗粒的大小、形状、表面特征，相互排列及其联结关系的 综合特征。 分类：
单粒结构 砂层,砾石层
土的结构蜂窝结构 粉粒
絮状结构
粘粒 结合基坑的幵挖，讲解工程事例中如何幵挖不破坏土的结构性，以及基坑幵 挖要求.
（二）土的构造
土的构造——指同一土层中成分和大小都相近的颗粒或颗粒集合体相互关系 的特征。
§ 1-2 土的物理性质指标
一、指标的定义 （一） 土粒比重（土粒相对密度） d s 定义：土粒质量与同体积 4°C 的纯水的质量之比 公式： d s 匹」 J \/ s ml w1 测定方法：比重瓶法 （二） 定义： 公
式：
土的含水量3 土中水的质量与土粒质量之比，称为含水量 m w 100% m s 表示湿度的物理指标，与土的种类， 意义： 等有关。 测定方法：烘干法。 （三）土的密度p
埋藏条件及其所处的自然地理环境
V v
V 单位： g/cm 3 t/m 3
测定方法：环刀法 （四）土的干密度P d ，饱和密度p sat 和有效密度p'
1干密度 定义：土单位体积中固体颗粒的质量（干燥状态） 公式:
2. 饱和密度
定义：土孔隙中充满水时的单位体积质量 公式：
m s V v w sat V
3.有效密度（浮密度） 定义：在地下水位以下，单体土体积中土粒的质量扣除用体积水的质量后, 即为单
位土体积中土粒的有效质量。
公式： m s V s W
V
（五）重度丫，干重度丫 d 饱和重度丫 sat ，有效重度丫’
定义：重度——单位体积的重力
公式：丫 =GN
单位：kN/m 3
换算公式： 丫 = P ，g
（六）土的孔隙比e ,和孔隙率n
1. 土的孔隙比 定义：土中孔隙体积与土粒体积之比 意义：用来评价天然土层的密实程度
2.土的孔隙率
定义：土中孔隙所占体积与总体积之比
公式
n 也 100% V e 与n 的关系:
（七）土的饱和度S r
定义：土中被水充满的孔隙体积与孔隙总体积之比
公式： S r V w 100%定义：土单位体积的质量 公
式： m s
V
公式:
e V v /v s （用小数表示）