土力学与地基绪论.

四、地基与基础课程的特点和学习方法
一、特点：（1）本课程涉及水文地质学、工程地质学、土力学等几个 学科领域，内容广泛、综合性强。 （2）课程理论性和实践性均较强。
项目一土的物理性质及工程分类
能力目标
➢ 掌握土的物理性质与土的工程分类 ➢ 了解土的三相组成 ➢ 掌握土的物理性质指标及三相比例指标之间的换算关系 ➢ 熟悉无钻性土、钻性土的物理状态指标 ➢ 掌握相对密度、塑限、液限、塑性指数和液性 指数等基本概念 ➢ 熟悉规范对地基土的工程分类方法 ➢ 掌握砂土、钻性土的分类标准
如前所述，土由固体颗粒(固相)、水(液相)和气体(气相)组 成。为了便于说明和计算，通常用土的三相组成图来表示它们 之间的数量关系，如上图所示。三相图的右侧表示三相组成的 体积关系，左侧表示三相组成的质量关系。
三、地基与基础理论的发展
▪ 1773年 ▪ 1857年 ▪ 1885年
▪ 1925年 ▪ 1936年 ▪ 1949年
• 法国的库仑-砂土抗剪强度理论与土压力理论 英国朗肯—朗肯土压力理论
法国布新奈斯克（Boussinesq）—弹性半空间解 美国太沙基—《土力学》专著与有效应力原理 美国召开第一次国际土力学及基础工程会议 我国土力学研究进入发展阶段
绪论
➢ 一、土力学、地基及基础的概念 ➢ 二、地基与基础研究的内容 ➢ 三、地基与基础理论的发展 ➢ 四、地基与基础课程的特点和学习方法
一、土力学、地基及基础的概念
一、土力学、地基及基础的概念
建筑物
上部结构 基础 地基
建构筑物的全部荷载均由其下的地层来承担。受建构筑物影响的那 一部分地层称为地基（指支承基础的土体或岩石）；
任务一土的成因与组成
粒组名称 漂石(块石) 卵石(碎石)

绪 论
依据埋深基础分为： 浅基础：埋深不大（一般小于5m）， 只需经挖槽、排水等普通施工程序就可
建造的基础；
深基础：基础埋置于深处的良好土层， 并需借助特殊施工方法建造的基础；
绪 论
地基基础的方案类型：
天然地基上的浅基础 人工地基上的浅基础
深基础
绪 论
0.3 本学科的形成与发展来自本学科是人类长期生产实践的产物，其
下卧层：持力层下的地基土层。
绪 论
天然地基：未加处理就可满足设计 地基
要求的地基；
人工地基：经过加固处理而达到设
计要的地基；
绪 论
基础的作用是将建筑物的各种荷载
扩散后传递给地基。建筑物向地基传递
荷载的下部结构称为基础。 基础应埋入地下一定深度。基础底 面到室外设计地面的垂直距离，称为基 础的埋置深度。
水利与建筑工程学院
土力学与地基基础
Soil Mechanics and Foundation Engineering 主讲 党进谦
土力学与基础工程
教学文献
土力学与基础工程
教材：
《土力学与地基基础》
Soil Mechanics and Foundation Engineering
徐云博 主编
中国水利水电出版社
连续介质 力学的基 本知识 土工实 验技能 描述碎散 体特性的 理论
土力学
土的变形、强度和渗透特性以 及与此有关的工程问题
绪 论
上部结构 建筑物
上部结构
基
地
础
基
基 础 持力层 下卧层
d
地 基
绪 论
地基的作用是承载建筑物，因此建筑 物的荷载都由它下面的地层承担。受建筑 物影响的那一部分地层称为地基。 持力层：直接承受基础传来荷载的土层；

在持续负温作用下，地下水位较高处的粉砂、粉土、粉 质粘土等土层常具有较大的冻胀危害。防治冻胀的工程主要 措施是，要将构筑物基础底面置于当地冻结深度(可查有关 规范)以下，以防止冻害的影响。
三、土中气体
土中气体存在于土孔隙中未被水占据的部分，分 为与大气连通的非封闭气体和与大气不连通的封闭气 体。
1. 非封闭气体：
1.单粒结构
粗矿物颗粒在水或空气中在自重作用下沉落形成的单粒结构，其特点是土 粒间存在点与点的接触。根据形成条件不同，可分为疏松较大，压缩性较小，是较为良好的天然地基； 疏松单粒结构的土，其骨架不稳定，当受到振动或其他外力作用时，引起 土体较大的变形，这种土层如未经处理一般不宜作为建筑物的地基。
➢ 地基的强度条件 地基有足够的强度，在荷载作用下，地基土不发生剪切破坏 或失稳。
➢ 地基的变形条件 不使地基产生过大的沉降或不均匀沉降，保证建筑物正常使 用。
➢ 基础结构 本身应有足够的强度和刚度，在地基反力作用下不会产生过 大强度破坏，并具有改善沉降与不均匀沉降的能力。
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第二章 土的性质及工程分类
(2) 粒组：工程上把大小、性质相近的土粒合并为一组。 (3) 界限粒径：划分粒组的分界尺寸 （表2.1）。
3、土的颗粒级配
工程上将各种不同的土粒按其粒径范围，划分为若干粒组， 为了表示土粒的大小及组成情况，通常以土中各个粒组的相 对含量（即各粒组占土粒总量的百分数）来表示，称为土的 颗粒级配。
工程中常用不均匀系数(Cu)和曲率系数(Cc)来反映土颗粒 级配的不均匀程度：
反映了大小不同 粒组的分布情况
描述了级配曲线分布 的整体形态，表明某 粒组是否缺失情况
级配（优/差）判断标准：
① 级配连续的土（级配曲线平缓）： Cu>5，级配良好；Cu愈大，表示土粒愈不均匀。 Cu<5，级配不良。

处理： 事后在下面做了70多个支撑于基岩上的混凝土墩。 使用388个50t千斤顶以及支撑系统，才把仓体逐渐纠正过来。 但其位置比原来降低了４米。
加拿大特朗斯康谷仓
某水泥仓的倾覆
1940年在软粘 土地基上的某 水泥仓的倾覆
水泥仓地基 整体破坏
黄粘土
蓝粘土
地基土可能的滑动方向
石头和粘土
岩石
办公楼外墙
1986年：开工 1990年：人工岛完成 1994年：机场运营 面积：4370m×1250m 填筑量：180×106m3 平均厚度：33m
日本 关西机场
世界最大的人工岛
关西机场
问题：沉降大且不均匀
• 设计沉降：5.7-7.5 m • 完成时(1990年)实际沉降：
8.1 m，5cm/月 • 预测主固结需：20年 • 比设计多超填：3m
- 内容间联系 - 要记忆，但不能死记
学习方法
• 土力学的研究必须注意土的本质特性。 • 土力学的研究必须注意实践性。 • 土力学的研究必须注意工程实用性。 • 土力学是一门偏于计算的学科。
学习要求
• 牢固掌握有效应力原理的本质及其在土力学中的 应用。
• 重点掌握三大理论的实质及其应用。 • 掌握土体变形与强度指标的测定方法及在工程实
3、Patience is bitter, but its fruit is sweet. (Jean Jacques Rousseau , French thinker)忍耐是痛苦的，但它的果实是甜蜜的。10:516.17.202110:516.17.202110:5110:51:196.17.202110:516.17.2021
香港宝城滑坡
1972年7月某日清晨， 香港宝城路附近，两 万立方米残积土从山 坡上下滑， 巨大滑动体正好冲过 一幢高层住宅--宝城 大厦， 顷刻间宝城大厦被冲 毁倒塌并砸毁相邻一 幢大楼一角。 死亡６7人。