土力学、地基及基础概念
土力学与地基基础
知识创造未来
土力学与地基基础
土力学是力学的一个分支，研究土体的力学行为和力学性质。
它主要研究土体的强度、变形特性、流变性和孔隙特性等。
土力学的研究内容包括土体的力学性质试验、土体强度理论、土体变形特性、土体的流变性和孔隙特性等。
地基基础是建筑工程中的一个重要组成部分，它是为建筑物提供稳定支撑和传递荷载的基于地面以下部分。
地基基础承受建筑物和荷载产生的重力荷载、水平荷载和地震荷载等，同时还要满足土壤的承载力和变形要求。
地基基础的设计和施工需要考虑土壤的力学性质和承载力，通过合理的设计和施工保证建筑物的安全和稳定。
土力学与地基基础密切相关，土力学的理论和方法为地基基础的设计和分析提供了重要的依据和指导。
通过研究土体的力学性质和力学行为，可以确定地基基础的荷载传递机理和承载力计算方法，以及地基基础的变形控制和稳定性分析等。
在地基基础工程中，土力学的知识和方法被广泛应用于基坑支护、地基处理、地基改良和基础设计等方面，可以提高工程的安全性和经济性。
1。
土力学及地基基础名词解释
基础：建筑物在地面以下并将上部荷载传递至地基的结构就是基础
界限含水量：粘性土由一种状态转到另一状态的分界含水量，称为界限含水量
土的抗剪强度：是指土体抵抗剪切破坏的极限能力
天然土坡：是指天然形成的山坡和河流岸坡
残积土：原岩经风化作用而残留在原地的碎屑物，称为残积土
孔隙比：土中空隙体积与土粒体积之比称为土的孔隙比
沉降差：指相邻两独立基础沉降量之差
局部倾斜：指砌体承重结构沿纵向6~10m内基础两点的沉降差与其距离的比值
摩擦型桩：桩顶竖向荷载主要由桩恻阻力承受的桩称为摩擦型桩
土的结构：为单粒结构，蜂窝结构和絮状结构
人工填土：人类各种活动形成的堆积物
自然休止角：砂土堆积成的土坡，在自然稳定状态下的极限坡角，称为自然休止角
自由水：自由水是存在于土粒表面电场范围以外的水
灌注桩：是直接在所设计桩位处成孔，然后在孔内放置钢筋笼在浇灌混凝土而成
毛细水：是受到水与空气交界处表面张力作用的自由水
上层带水：指埋藏在地层浅处，局部隔水层的上部且具有自由水面的地下水
角点法：计算均布矩形荷载下的地基竖向附加应力时，若计算点不位于矩形荷载面角点之下。则可以通过做辅助线把荷载面分成若干各矩形面积，使计算点正好位于这些矩形面积的角点之下，然后应用原理进行计算，这种方法称为角点法
液限和塑限：是指土处于可塑状态时的上限和下限含水量
软弱下卧层：在持力层以下的地基范围内，强度明显低于持力层的土层称为软弱下卧层
钻探：是用钻机在地层中钻孔，以鉴别和划分地层，也可沿着孔深取样，用以测定岩石和土层的物理力学性质，同时也可以直接在孔内进行某些原位测试
土力学、地基及基础概念
【绪论】1土力学、地基及基础概念：土力学——工程力学的一个分支，用于研究土体的应力、变形、强度、渗流和长期稳定性的一门学科。
基础工程学——关于地基基础设计与施工的知识。
地基：❖定义：承受建筑物或构筑物荷载、受这些荷载影响的那一部分地层。
❖种类：天然地基和人工地基基础：❖定义：支承上部结构荷载并将其传给地层中地基内的、起到承上启下作用的下部结构。
❖种类：浅基础和深基础。
地基与基础设计的基本条件：❖作用于地基上的荷载效应不得超过地基容许承载力值。
❖基础沉降不得超过地基变形容许值。
❖具有足够防止失稳破坏的安全储备。
3基础工程学学习方法：（1）重视工程地质勘察及现场原位测试（2）重视地区工程经验（3）考虑地基、基础和上部结构的共同工作（4）施工质量的重要性绪论(补充内容)土的物理性质第一节土的形成与颗粒特征一、土体的形成：土是岩石经风化、搬运、堆积而形成的自然历史的产物。
二、土体的三相组成（一）、固体矿物颗粒(固相)1. 矿物成分原生矿物：石英、长石、云母等次生矿物：主要是粘土矿物，包括三种类型高岭石、伊利石、蒙脱石粘土矿物：由硅氧四面体和铝氢氧八面体构成的晶胞所组合而成颗粒大小基本概念粒度:天然土是由大小不同的颗粒组成的,土粒的大小称为粒度。
粒组：天然土的粒径一般是连续变化的，工程上把相近的土粒合并为组，称为粒组。
粒径级配：（1）定义：工程中常用土中各粒组的相对含量，占总质量的百分数来表示，称为土的粒径级配(粒度成分)。
（2）粒径分析方法•筛分法（d>0.075mm的土）•沉降分析法：（d<0.075mm的土）密度计法（d<0.075mm的土）（3）表述方法：表格法3. 颗粒形状：•原生矿物圆状、浑圆状、棱角状•次生矿物针状、片状、扁平状（二）、土体中水(液相)：土中的水即为土体中的液相,其含量根据土体中水分子受到电场力的作用大小,土体中的水主要可以分为：（三）、土体中气体(气相)土体中的气体是指存于土体空隙中未被水占据的部分,存在形式有两种:第二节土的结构定义：土体的结构是指土颗粒之间的相互排列和连接方式。
土力学 地基和基础
土 —— 是地壳岩石经过物理、化学、生物等风化作用的产物 ，是各种矿物颗粒组成的松散集合体，是由固体颗粒、 水和空气组成的三相体系。
土力学—— 是运用力学基本原理和土工测试技术，研究土
的形成、组成、密度或软硬状态等物理性质以及土的 应力、变形、强度和稳定性等静力、动力性状及其规 律的一门学科。（简单说 ：就是用力学的观点研究土 各种性能一门科学。）
• 4）·确定基础底面尺寸，必要时进行下卧层强度验算;
• 5）·对设计等级为甲级、乙级的建筑以及不符合表7-2规定的 丙级建筑物，进行地基变形验算;
6）·对于建于斜坡上的建筑物和构筑物及经常承受较大水平荷载的高层 建筑和高耸结构，进行地基稳定性验算； 7）·确定基础的剖面尺寸，进行基础结构计算； 8）·绘制基础施工图。 验算中如发现某项设计要求得不到满足，或虽然满足，但尺寸或埋深显 得过大而不经济，则需适当修改尺寸或埋置深度，重复各项验算，直到 各项要求全部满足，使基础尺寸较为合理为止。
易透水，（当混入云母等杂质时透水性 减小，而压缩性增加）；无粘性，遇水膨胀小， 干燥时松散，毛细水上升高度不大，随粒径 变小而增大。
粉粒
透水性小，湿时稍有粘性，遇水膨胀小， 0.005＜d ≤0.075 干时稍有收缩，毛细水上升高度较大较快，
极易出现冻胀现象。
粘粒
≤0.005
透水性很小，湿时有粘性、可塑性，遇 水膨胀大，干时收缩显著，毛细水上升高度 大，但速度较慢。
➢粘性土从一种状态过度到另一种状态的分界含水量称为界限含水量。
粘性土随含水量变化可改变土的物理形态
稠度状态
含水量
固态 半固态
可塑状态
流动状态
ω
稠度界限
缩限ws
土力学与地基基础总结
土力学与地基基础总结土力学与地基基础总结土力学与地基基础总结一第1章绪论1、基本概念土力学：是用力学的观点研究土各种性能一门科学地基：直接承受建筑物荷载的那一部分土层基础：将上部结构的荷载传递到地基中的结构的一部分，通常称为下部结构持力层：直接与基础地面接触的土层下卧层：地基内持力层下面的土层软弱下卧层：地基承载力低于持力层的下卧层天然地基：未经人工处理就可满足设计要求的地基人工地基：地层承载力不能满足设计要求，需进行加固处理的地基基础埋深：从设计地面（一般从室外地面）到基础底面的垂直距离浅基础：埋深小于5m,只需挖槽、排水等普通施工程序即可建造的基础深基础：借助于特殊施工方法建造的基础。
如桩基、墩基、沉井和地下连续墙2、地基与基础设计的基本条件（1）作用于地基上的荷载效应不得超过地基容许承载力值。
（2）基础沉降不得超过地基变形容许值。
（3）具有足够防止失稳破坏的安全储备。
第2章土的物理性质和工程分类1、土的结构：（1）单粒结构；（2）蜂窝结构；（3）絮状结构2、土的构造（1）层状构造；（2）分散构造；（3）裂隙构造（4）结核状构造3、土的工程特性（1）压缩性高；（2）强度低；（3）透水性大4、土的颗粒级配（1）土的粒径： d60 —控制粒径d10 —有效粒径d30 —中值粒径（3）连续程度:Cc = d302 / (d60 ×d10 ) —曲率系数5、土的物理性质（1）土的物理性质指标1）土的密度、有效密度、饱和密度、干密度土的重度、有效重度、饱和重度、干重度2）土粒的比重3）土的饱和度4）土的含水量5）土的孔隙比和空隙率（2）无粘性土的密实度：Dremaxeemaxemin（3）粘性土的物理性质：（4）液性指数和塑性指数IpLpILpLp（5）粘性土的灵敏度（6）粘性土的触变性饱和粘性土受到扰动后，结构产生破坏，土的强度降低。
当扰动停止后，土的强度随时间又会逐渐恢复的现象，称为触变性。
绪论土、土力学、地基及基础的概念
压力理论，这对后来土体强度理论的发展起了很大的促进作用。
瑞典费兰纽斯(Fellenius，1922)为解决铁路坍方提出了土坡稳
定分析法。
通过许多研究者的不懈努力、经验积累，到1925 年，美国太沙基(Terzaghi)在归纳发展以往成就的基 础上，发表了第一本《土力学》(Erdbaumechanik) 专著，1929年又与其他作者一起发表了《工程地质 学》(lngenieurgeologie)。从此土力学与基础工程 就作为独立的学科而取得不断的进展。从1936年至 今，召开了多届“国际土力学与基础工程学术会议。 许多国家和地区也都开展了类似的活动，交流和总结 本学科新的研究成果和实践经验，并定期出版土力学 与基础工程的杂志刊物，这些对本学科的发展都起到 了推动作用。
虎丘塔地质剖面图
渗透破坏－ Teton坝
损失： 直接8000万美元，起 诉5500起，2.5亿美元， 死14人，受灾2.5万人， 60万亩土地，32公里 铁路
概况： 土坝，高90m，长1000m，建于 1972-75年，1976年6月失事
原因： 渗透破坏－水力劈裂
碰头的筒仓
这两个筒仓是 农场用来储存饲料 的，建于加拿大红 河谷的Agassiz （ 阿加西）粘土层上 ，由于两筒之间的 距离过近，在地基 中产生的应力发生 叠加，使得两筒之 间地基土层的应力 水平较高，从而导 致内侧沉降大于外 侧沉降，仓筒向内 倾斜。
2、学习本课程的任务
学习土力学的基本原理和主要概念，运用这些 原理和概念并结合建筑结构设计方法和施工知识， 会分析和计算地基基础问题。
3、方法 理论实践相结合，因为这门课是实践性很强的学 科，仅仅有书本上知识还是远远不够的，必须在实 践锻炼中才能真正提高。 三、本学科的发展概况 国内早期：
土力学、地基及基础
绪论一、土力学、地基及基础1、土力学：土力学的研究对象是“工程土”。
土是岩石风化的产物，是岩石经风化、剥蚀、搬运、沉积而形成的松散堆积物，颗粒之间没有胶结或弱胶结。
土的形成经历了漫长的地质历史过程，其性质随着形成过程和自然环境的不同而有差异。
因此，在建筑物设计前，必须对建筑场地土的成因、工程性质、不良地质现象、地下水状况和场地的工程地质等进行评判，密切结合土的工程性质进行设计和施工。
否则，会影响工程的经济效益和安全使用。
土力学是工程力学的一个分支，是利用力学原理研究土的应力、应变、强度和稳定性等力学问题的一门应用学科。
由于土的物理、化学和力学性质与一般刚体、弹性固体和流体有所不同，因此，土的工程性质必须通过土工测试技术进行研究。
2、地基：建筑物都是建造在土层或岩层上的，通常把直接承受建筑物荷载的土层或岩层称为地基。
未经人工处理就能满足设计要求的地基称为天然地基；需要对地基进行加固处理才能满足设计要求的地基称为人工地基。
3、基础：建筑物上部结构承受的各种荷载是通过基础传递给地基的，所谓基础是指承受建筑物各种荷载并传递给地基的下部结构。
通常情况下，建筑物基础应埋入地面以下一定深度进入持力层，即基础的埋置深度。
按照基础的埋置深度的不同，基础可分为浅基础和深基础。
在建筑物荷载作用下，地基、基础和上部结构三部分是彼此联系、相互影响和共同作用的，如图1所示。
设计时应根据场地的工程地质条件，综合考虑地基、基础和上部结构三部分的共同作用和施工条件，并通过经济、技术比较，选取安全可靠、经济合理、技术可行的地基基础方案。
二、土力学的发展简史生产的发展和生活的需要，使人类早就懂得了利用土进行建设。
西安半坡村新石器时代的遗址就发现了土台和石础；公元前两世纪修建的万里长城及随后修建的京杭大运河、黄河大堤等都有坚固的地基与基础。
这些都说明我国人民在长期的生产实践中积累了许多土力学方面的知识。
十八世纪产业革命以后，随着城市建设、水利工程及道路工程的兴建，推动了土力学的发展。
土力学与地基基础名词解释
绪论1.土的用途：可用作建筑物的地基；可用作土工建筑材料；充当建筑物2.土的基本特性：碎散性、多相性、多孔性3.土的特点：自然变异性和易变性4.地基：工程上把受建筑物荷载影响且应力应变不能忽略的那部分地层称为地基。
坚硬的天然地层直接作为建筑物地基的称为天然地基，软弱地层需要经过人工加固处理后作为建筑物地基的称为人工地基。
5.基础：把建筑物向地基地基传递荷载的下部结构称为基础。
基础地面至地面的垂直距离称为基础的埋置深度。
浅基础：埋置深度不大，在计算中基础的侧面摩擦力不必考虑，只需挖槽、排水等普通施工程序就可建造的基础；深基础：指埋置于深处的良好土层上，在计算中应考虑基础侧面的摩擦力，并需借助特殊施工方法建造的基础。
6.地基和基础的重要性：地基和基础是建筑物的根本；地基和基础是地下隐蔽工程，施工难度大；地基和基础工程造价高，工期长7.土力学的研究内容：土的基本性质；土体中的应力计算；地基变形量计算；土体稳定性分析8.基础工程（地基和基础的总称）：基础设计和地基处理第一章1.土层：土是具有成层性的。
物质组成、物理化学状态基本一致，工程性质大致相仿的同一层土。
2.土体：由若干厚度不等、性质各异，以一定上下层序组合在一起的土层集合体。
3.土：残积土：无搬运；运积土：有搬运4.土的三相组成：固体颗粒、水、气。
固体颗粒构成土的骨架，没有液体时是干土，没有气体时是饱和土。
5.粒度：土粒的大小6.粒组：大小、性质相近的土粒合并为一组。
7.界限粒径：划分粒组的分界尺寸。
8.0.075毫米是把土分为细粒土和粗粒土的界限粒径。
9.土的颗粒级配：土中各粒组的相对含量占总质量的百分数10.土的颗粒级配是通过土的颗粒分析试验测定的。
粗粒土采用筛分法测定，细粒土采用沉降分析法（密度计法、移液管法）11.不均匀系数C u表明粒度的不均匀程度，C u越大，表明粒度的分布范围越大，土粒越不均匀，颗粒大小相差越悬殊，其级配越好。
曲率系数C c描述了级配曲线分布的连续程度，表明是否有某粒组缺失的情况。
土力学与地基基础
一、名词解释1. 土力学：是研究土体在力的作用下的应力-应变或应力-应变-时间关系和强度的应用学科，是工程力学的一个分支。
为工程地质学研究土体中可能发生的地质作用提供定量研究的理论基础和方法。
主要用于土木、交通、水利等工程。
2.地基：地基是指建筑物下面支承基础的土体或岩体。
3.基础：是指建筑物地面以下的承重结构，如基坑、承台、框架柱、地梁等。
4.软弱下卧层：在持力层以下受力层范围内存在软土层，其承载力比持力层承载力小得多，该软土层称为软弱下卧层。
5. 土体：土体不是由单一而均匀的土组成的，而是由性质各异、厚薄不等的若干土层以特定的上下次序组合在一起。
因而土体不是简单的土层组合.而是与工程建筑的安全、经济和正常使用有关的土层组合体。
6.界限粒径：界限粒组的物理意义是划分粒组的分界尺寸7. 土的颗粒级配：又称（粒度）级配。
由不同粒度组成的散状物料中各级粒度所占的数量。
常以占总量的百分数来表示。
8.界限含水量：通常是指土的液限、塑限和缩限。
众所周知，液限和塑限是粘性土极为重要的指标，是粘性土工程分类的主要依据，和天然含水量一起，是估价土的工程特性的主要参数。
9. 土的灵敏度：是指原状土强度与扰动土强度之比ST=原状土强度/扰动土强度。
10.自重应力：是岩土体内由自身重量引起的应力。
11.基底压力：建筑物的荷载通过自身基础传给地基，在基础底面与地基之间便产生了荷载效应（接触应力）。
12.基底附加压力：是指建筑物建造后，基底接触压力与基底处土自重应力之差，一般将其作为作用于弹性半空间表面上的局部荷载，并根据弹性理论来求算地基中的附加应力。
13.地基附加应力：是指荷载在地基内引起的应力增量。
14. 土的压缩性：是指土受压时体积压缩变小的性质。
15. 土的固结：是指松散沉积物转变为固结岩石的过程。
16.压缩系数：是描述物体压缩性大小的物理量。
17.压缩模量Es：是指在侧限条件下受压时压应力6与相应应变qz之比值。
土力学与地基基础 PPT
曲率系数： Cc=(d30)2/(d60× d10)
有效粒径 ——小于某粒径的土粒质量累计百分数为10%时相应 的粒径。
限定粒径 ——小于某粒径的土粒质量累计百分数为60%时相应 的粒径。
中值粒径 ——小于某粒径的土粒质量累计百分数为30%时相应 的粒径。
任务一土的成因与组成
土中水 结合水
自由水
任务二土的物理性质指标
的含水量，亦称为土的含水率。即：
w mW 100% ms
任务二土的物理性质指标
土的基本指标
2、土的土的密度ρ和重度
单位体积内土的质量称为土的密度ρ ，单位体积内土所受 的重力(重量)称为土的重度 。
m/V g
任务二土的物理性质指标
土的基本指标
3、土的比重Gs
土粒质量与同体积的4℃时纯水的质量之比，称为土粒比重 (无量纲)，亦称为土粒相对密度。即：
建构筑物中将结构所承受的各种荷载传递到地基上的结构组成部分 称为基础。
二、地基与基础研究的内容
地基与基础是一门实用性很强的学科，其研究内容 涉及土质学、土力学、结构设计、施工技术以及与 工程建设相关的各种技术问题。
二、地基与基础研究的内容
为了保证建筑物的安全和正常使用，在地基基础设计中 ，须满足以下3个技术条件：
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
土力学与地基基础知识点总结
土力学与地基基础知识点总结土力学与地基基础知识点总结1. 引言土力学（soil mechanics）是研究土体力学性质和力学行为的学科，它在土木工程中具有重要的地位。
地基基础则是土力学应用的一个重要领域，它关乎着建筑物的稳定性和安全性。
本文将从土力学的基础概念、土体性质、土力学参数和地基基础设计等方面，对土力学与地基基础的关键知识点进行总结。
2. 土力学的基础概念（1）土体：土力学研究的对象是由固体颗粒、空隙和水分组成的土体。
土体可以分为粘性土和非粘性土两大类。
（2）土力学三性：土体的强度、变形和渗透性是土力学研究的三个基本性质。
（3）边界条件：土体的力学行为与边界条件密切相关，包括自由边界、刚性边界和过渡边界。
（4）固结与压缩：土体在受到外力作用的过程中，会发生固结与压缩现象。
固结是指土体体积的减小，而压缩则是指土体产生的应力与应变的变化。
3. 土体性质（1）颗粒组成：土体的颗粒组成对其力学性质有很大影响，不同颗粒组成的土体具有不同的工程特性。
（2）粒径分布：土体中颗粒的粒径大小分布对土体的密实度、渗透性和抗剪强度等性质有影响。
（3）含水量：土体中水分的含量决定了土体的湿度状态，并影响其强度和固结性质。
（4）比表面积：土体颗粒的比表面积对水分和颗粒间的黏聚力有影响，是研究土体吸力和渗透性的重要参数。
4. 土力学参数（1）有效应力和孔隙水压力：有效应力是指实际应力减去孔隙水压力，对土体的强度和变形特性有重要影响。
（2）孔隙比和孔隙比因子：孔隙比是指土体的孔隙体积与固相体积的比值，是研究土体压缩性和渗透性的重要参数。
（3）剪切强度和摩擦角：土体的剪切强度与颗粒间的黏聚力和内摩擦角有关，是研究土体稳定性的重要指标。
（4）压缩指数和压缩预应力：土体的压缩指数和压缩预应力是研究土体固结性质的重要参数，对土体的固结行为有影响。
5. 地基基础设计（1）承载力计算：地基基础的主要设计目标是保证建筑物的稳定和安全，需要进行承载力计算来确定地基基础的尺寸和形式。
土力学与基础工程1土、土力学、地基及基础的概念
5个台阶，地基沉降量达150cm。由于锦江饭店上部 个台阶，地基沉降量达 。 个台阶 结构采用钢结构，虽然地基严重下沉， 结构采用钢结构，虽然地基严重下沉，未发现开裂事 但是一层的门窗约一半沉入地面下， 故。但是一层的门窗约一半沉入地面下，一层房间变 成半地下室，无法正常使用。 成半地下室，无法正常使用。 本书分两大部分 第一章～ 第一章～第六章为土力学部分 第七章～第十一章为地基基础的勘探、 第七章～第十一章为地基基础的勘探、设计和施工 方法。运用土力学理论解决工程设计的地基问题。 方法。运用土力学理论解决工程设计的地基问题。
路的兴建面临着许多与土有关的问题， 路的兴建面临着许多与土有关的问题，从而促进了土力学理论 的产生和发展。 的产生和发展。 1773年，法国的库仑(Coulomb)根据试验创立了著名的砂土抗 年 法国的库仑 根据试验创立了著名的砂土抗 剪强度公式，提出了计算挡土墙土压力的滑楔理论。 剪强度公式，提出了计算挡土墙土压力的滑楔理论。 1857年，英国的朗金(Rankine)又从另一途径提出子挡土墙土 年 英国的朗金 又从另一途径提出子挡土墙土 压力理论，这对后来土体强度理论的发展起了很大的促进作用。 压力理论，这对后来土体强度理论的发展起了很大的促进作用。 法国布辛奈斯克(Boussinesq，1885)求得了在弹性半空间表 ， 法国布辛奈斯克 求得了在弹性半空间表 面作用竖向集中力的应力和变形的理论解答； 面作用竖向集中力的应力和变形的理论解答； 瑞典费兰纽斯(Fellenius，1922)为解决铁路坍方提出了土坡稳 ， 瑞典费兰纽斯 为解决铁路坍方提出了土坡稳 定分析法。 定分析法。
我国在工程地质勘察、室内及现场土工试验、地基处理、 我国在工程地质勘察、室内及现场土工试验、地基处理、新 在工程地质勘察 设备、新材料、新工艺的研究和应用方面， 设备、新材料、新工艺的研究和应用方面，取得了很大的进 在地基处理方面，振动碾压、振动水冲、深层搅拌、 展。在地基处理方面，振动碾压、振动水冲、深层搅拌、高 压旋喷、粉体喷射、真空预压、 压旋喷、粉体喷射、真空预压、强夯以及各种土工聚合物和 托换技术等在土建、水利、桥隧、道路、港口、 托换技术等在土建、水利、桥隧、道路、港口、海洋等有关 工程中得到了广泛应用，并取得了较好的经济技术效果。 工程中得到了广泛应用，并取得了较好的经济技术效果。 随着电子技术及各种数值计算方法对各学科的逐步渗透， 随着电子技术及各种数值计算方法对各学科的逐步渗透， 土力学与基础工程的各个领域都发生了深刻的变化， 土力学与基础工程的各个领域都发生了深刻的变化，许多复 杂的工程问题相应得到了解决，试验技术也日益提高。 杂的工程问题相应得到了解决，试验技术也日益提高。我们 相信， 相信，我国土力学与基础工程学科也必将得到新的更大的发 展。
土力学与地基基础概要
土力学与地基基础概要一、土力学1. 土体力学性质土体力学性质是指在外力作用下，土体产生的变形、破坏规律和力学特性等方面的性质。
这些力学性质受到土体类型、物理化学性质、组成成分、水分含量等多个因素的影响。
2. 挖掘机械在土体中的行为及作用挖掘机械在土体中的行为及作用是指建筑工程中常见机械设备如挖掘机、装载机、推土机等具体在土体中的动作。
这些机械的作用方式直接影响土体的强度、稳定性和变形等方面的性质。
3. 工程土力学工程土力学是将土力学理论和实际情况相结合，探索土体在建筑工程中主要承受的力学行为和规律。
它涉及土坑开挖、基础设计、抗震设计、地下结构工程等方面。
二、地基基础学科1. 基本概念地基基础是建筑物或其他工程结构安全及稳定的基础，由地基与地面基础组成。
它是在土壤表面之下的部分，作为支撑重载建筑物的关键。
设计和构造地基基础是建筑工程的第一步，影响着工程的稳定性、安全性和经济性等各方面。
2. 地基基础分类地基基础按照其结构、材料及应用等方面可以分为多种类型，主要包括岩石基础、桩基础、地下连续墙、地下室、浅基础等。
选择不同类型的基础，需要考虑地质状况、承载力和建筑物结构等因素。
地基基础设计是建筑工程设计的重要环节。
在进行基础设计时，需分析地质地貌情况、荷载及承载力计算、地基排水及应力状况等因素，从而选择最佳的基础方案。
三、总结土力学和地基基础学科作为土木工程领域的两个关键学科，相互交错、相辅相成，为建筑工程的稳定性、安全性和经济性等方面提供了学科基础和理论支撑。
在实际工程中，科学地运用土力学和地基基础学科原理，可以有效保证工程结构的稳定和安全，为人类社会的长远发展做出贡献。
土力学及地基基础名词解释
土力学及地基基础名词解释09101 土的重力密度：单位体积土所受的重力称为土的重力密度。
2 结合水：受电子引力吸附于土粒表面的土中水称为结合水。
3 倾斜：倾斜是基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离之比。
4 土的渗透性：土的渗透性是指地下水通过土体空隙的难以程度。
5 液限：粘性土由可塑状态转变到流塑状态时的界限含水量称为液限。
6塑限：土由半固态转到可塑状态的界限含水率（土呈可塑状态时的下限含水量），称为塑限。
7动水力：地下水的渗流对土单位体积内的骨架所产生的力，称为塑限。
8地基承载力特征值：在保证地基稳定的条件下，使建筑物的沉降量不超过允许值的地基承载力，称地基承载力。
9技术孔：在钻进中按不同的土层和深度采取原装土样的钻孔，称为技术空。
10软体：软土是指含水量及饱和度高、孔隙比大、透水性低且灵敏度高的粘性土。
11 自由水：自由水是存在于土粒表面电场范围以外的水。
12 钻探：钻探是利用钻机在地层中钻孔，以鉴别和划分底层，也可沿孔深取样，用以测岩石和图层的物理学性质，同时也可直接在孔内进行某些原位测试。
13 快剪：是在整整个实验过程中，都不让土样排水固结，亦即不让不让空隙水压力消散的一种实验方法。
14 土的静止侧压力系数：土的侧向与竖向有效自重应力的比值称为土的静止侧压力系数。
15 胶结力：又称为化学加固法，是通过压力灌注或机械搅拌混合等方式，利用水泥浆液或化学浆液将土粒胶结起来，从而改善土的性质，提高地基承载力，减少沉降量。
16 土层的应力历史：是指土层从形成至今所受应力的变化情况。
17界限含水量：粘性土有一种状态转到另一种状态的分界含水量，称为界限含水量。
18强夯发：是将很重的锤（10~40T ）从高处自由下落（8~40米）对地基进行强力击，巨大地的冲击能量在土中产生很大的冲击波动和动应力，使地基土密实，从而提高地基土的强度并降低其压缩性，还可改善其抵抗振动液化的能力和消除黄土的湿陷性。
19软弱下卧层：位于持力层下方，承载力显著低于持力层的土层称为软弱下卧层。
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【绪论】1土力学、地基及基础概念：土力学——工程力学的一个分支，用于研究土体的应力、变形、强度、渗流和长期稳定性的一门学科。
基础工程学——关于地基基础设计与施工的知识。
地基：❖定义：承受建筑物或构筑物荷载、受这些荷载影响的那一部分地层。
❖种类：天然地基和人工地基基础：❖定义：支承上部结构荷载并将其传给地层中地基内的、起到承上启下作用的下部结构。
❖种类：浅基础和深基础。
地基与基础设计的基本条件：❖作用于地基上的荷载效应不得超过地基容许承载力值。
❖基础沉降不得超过地基变形容许值。
❖具有足够防止失稳破坏的安全储备。
3基础工程学学习方法：（1）重视工程地质勘察及现场原位测试（2）重视地区工程经验（3）考虑地基、基础和上部结构的共同工作（4）施工质量的重要性绪论(补充内容)土的物理性质第一节土的形成与颗粒特征一、土体的形成：土是岩石经风化、搬运、堆积而形成的自然历史的产物。
二、土体的三相组成（一）、固体矿物颗粒(固相)1. 矿物成分原生矿物：石英、长石、云母等次生矿物：主要是粘土矿物，包括三种类型高岭石、伊利石、蒙脱石粘土矿物：由硅氧四面体和铝氢氧八面体构成的晶胞所组合而成颗粒大小基本概念粒度:天然土是由大小不同的颗粒组成的,土粒的大小称为粒度。
粒组：天然土的粒径一般是连续变化的，工程上把相近的土粒合并为组，称为粒组。
粒径级配：（1）定义：工程中常用土中各粒组的相对含量，占总质量的百分数来表示，称为土的粒径级配(粒度成分)。
（2）粒径分析方法•筛分法（d>0.075mm的土）•沉降分析法：（d<0.075mm的土）密度计法（d<0.075mm的土）（3）表述方法：表格法3. 颗粒形状：•原生矿物圆状、浑圆状、棱角状•次生矿物针状、片状、扁平状（二）、土体中水(液相)：土中的水即为土体中的液相,其含量根据土体中水分子受到电场力的作用大小,土体中的水主要可以分为：（三）、土体中气体(气相)土体中的气体是指存于土体空隙中未被水占据的部分,存在形式有两种:第二节土的结构定义：土体的结构是指土颗粒之间的相互排列和连接方式。
第三节土的三相组成及物理性质指标一. 土的三相图例题1：工程地基经试验测定：原状土样的体积V=70cm3，土的质量m=0.126Kg,土的固体颗粒质量ms=0.1043Kg,土粒密度2.7g/cm3,求土样的密度，干密度，含水量,饱和密度，孔隙比，孔隙率，饱和度。
第四节无粘性土的密实特性定义:土的密实度通常是指单位体积中固体颗粒的含量1、孔隙比e 或孔隙率n 优点：简单方便缺点：不能反映级配的影响且只能用于同一种土2、相对密实度emax 与emin ：最大与最小孔隙比 判别标准：Dr = 1 , 最密状态 Dr = 0 , 最松状态 Dr ≤ 1/3 , 疏松状态1/3 < Dr ≤ 2/3， 中密状态Dr > 2/3 , 密实状态优点：把土的级配因素考虑在内，理论上较为完善 缺点：e 、emin 、 eman 难以准确测定 3、根据现场标准贯入试验判定：标准贯入试验是一种原位测试方法。
试验方法：将质量为63.5kg 的锤头，提升到76cm 的高度，让锤自由下落，打击标准贯入器，使贯入器入土深为30cm 所需的锤击数，记为N63.5，这是一种简便的测试方法。
N 的大小，综合反映了土的贯入阻力的大小，亦即密实度的大小。
我国《岩土工程勘查规范》（GB50021－94）规定砂土的密实度按表标准贯入锤击数进行划分。
判定标准：第五节 粘性土的物理特性➢ 粘性土的物理特性可以用稠度表示。
➢ 稠度是指粘性土含水量不同时所表现出的物理状态，反映土的软硬程度。
➢ 粘性土从一种状态过度到另一种状态的分界含水量称为界限含水量。
粘性土的稠度反映土中水的形态 砾砂、粗砂、密实度e ＞0.95e ＞0.85 松散0.85＜e ≤0.950.70≤e ≤0.85 e ＜0.70 细砂、粉砂0.75＜e ≤0.850.60≤e ≤0.75 e ＜0.60中砂稍密中密密实土的名称一、界限含水量：2、塑限ωp：滚搓法：将天然湿度的土体在毛玻璃上搓成直径为3mm土条时，土条恰好产生裂缝并开始断裂时的含水量。
液、塑性联合测定法：利用液、塑性联合测定仪同时测定3份不同含水量的同一个土样，得到圆锥下沉深度和含水量关系曲线，则曲线上对应深度为10mm及2mm时土样的含水量就分别为该土的液限和塑限。
二、塑性指数Ip和液性指数IL塑性指数Ip——表明吸附结合水的能力、粘性大小；大致反映粘土颗粒含量工程上常用作粘性土与粉土定名的依据不同的粘土矿物结合水的能力不同缺点：不能充分反映粘土颗粒含量注意：仅适用于重塑土——反映粘性土天然状态的软硬程度工程上作为确定粘性土承载力的重要指标第六节土的工程分类土的工程分类是将工程性质相近的土进行分类，以便于工程应用及研究分类依据：能反映土的物理力学性质——土的组成、土的状态、土的结构本节主要介绍建筑地基基础设计规范GBJ7-89分类法：碎石土：土的名称颗粒形状粒组含量砂土：土的名称粒组含量粉土：粒径大于0.075mm的颗粒含量小于全质量50%而塑性指数Ip≤10的土粘性土：塑性指数Ip>10的土10<Ip≤17的土粉质粘土Ip>17的土粘土例题2：住宅楼基坑取土样经试验测定天然含水量w=20.5%,塑限wp=18.5%，液限wL=28.7%，试确定土样的名称及所处的物理状态。
例题3：对下表中的3个土样分别定名。
注：分类时应根据粒组含量由大到小以最先符合者确定。
【第一章】地质构造与地质条件第一节概述内容：地质作用、地质构造；地形地貌；不良地质条件；水文地质等。
地球的构造：地壳、地幔、地核。
地壳：地球的固体外壳。
大陆上厚的70公里，海洋里薄的今10公里，平均厚度在33km左右。
地幔：中间构造层，富含铁镁的硅酸盐物质。
地核：主要化学成分是铁，镍，所以又称铁镍核心。
第二节地质构造一、构造运动：是一种机械运动，涉及的范围包括地壳及上地幔上部即岩石圈，可分为水平运动和垂直运动。
水平方向的构造运动使岩块相互分离裂开或是相向聚汇，发生挤压、弯曲或剪切、错开；垂直方向的构造运动则使相邻块体作差异性上升或下降。
二、地质构造：在漫长的地质历史发展过程中，地壳在内外力地质作用下，不断运动演变所造成的地层形态，统称为地质构造。
●褶皱构造和断裂构造。
第三节地质作用一、地质作用定义：引起地壳成分（岩石和土）变化和构造变化的作用。
根据能量来源不同，分为内力地质作用和外力地质作用。
内力地质作用：由地球自转产生的旋转能和放射性元素蜕变产生热能等引起的地质作用。
外力地质作用：由太阳辐射能和地球重力位能引起的地质作用。
二、岩石的类型（1）岩浆岩成因：由地球内部的岩浆侵入地壳或喷出地面冷凝而成岩浆岩。
（2）沉积岩成因：岩石经风化、剥蚀成碎屑，经水流、风力或冰川搬运至下游处沉积，再经长时代的压紧或化学作用硬结而成沉积岩。
（3）变质岩成因：地壳外壳的原岩因地壳运动、岩浆活动，在高温、高压和化学性活泼的物质作用下，改变了原岩的结构、构造和成分，形成一种新的岩石，称为变质岩。
第四节地形和地貌典型的地貌单元●山地丘陵冲积平原第五节水文地质条件一、地下水（1）地下水的埋藏条件定义：存在于地表下面土和岩石的孔隙、裂隙或溶洞中的水称为地下水。
按其埋藏条件分为上层滞水、潜水和承压水。
上层滞水：埋藏于地表浅处，局部隔水层上部，且具有自由水面的水；潜水：埋藏在地表以下第一个稳定隔水层之上，具有自由水面的重力水；潜水面的标高称为地下水位。
承压水：充满于两个稳定隔水层之间含水层中的地下水。
潜水：是位于第一个稳定隔水层以上的含在透水层中、能够自由流动的地下水。
其水面是起伏不平的面，称为潜水面。
潜水主要由大气降水和地表水补给。
多数情况下，补给区与分布区一致。
所以潜水的埋藏深度及含水层厚度经常是变化的，而且变化范围较大，其中以气候、地形的影响最为显著。
对采矿工作来说，潜水对建井及露天开采的影响较大，对地下开采影响较小。
承压水（自流水）：是埋藏在两个隔水层之间的透水层中的地下水，其运动受上下隔水层的约束和水压的作用，通常是从补给区流向排泄区。
其补给区与分布区不一致，受大气降水变化的影响较小，不易受污染。
（2）动水力动水力：水流对单位体积土的骨架作用力；流砂：当动力水的大小等于或大于土的浮重度时，土体失重，随水流动，称为流砂。
潜蚀：土中水流把土体粗颗粒孔隙中所充填的细粒土带走，在土层中形成管状空洞，破坏土的结构，这种作用称为潜蚀。
潜蚀包括机械潜蚀和化学潜蚀.机械潜蚀作用:指渗流的机械冲刷力把细小的土颗粒携走,而较大的颗粒仍留在原处.化学潜蚀作用:指当土中含有可溶盐类的颗粒或胶结物时,水流溶蚀了它们,使土的结构变松,孔隙度增大,水流的渗透能力加强.机械潜蚀和化学潜蚀一般是同时进行的,且二者是相互影响,相互促进的.强烈的渗透变形会在渗流出口处侵蚀成孔洞,孔洞又会促使渗透途经已经缩短,水力梯度有所增大的渗流向它集中,而在孔洞末端集中的渗透水流就具有更大的侵蚀能力,所以孔洞就不断沿最大水力梯度线溯源发展,最终形成一条水流集中的管道,由管道中涌出的水携带较大量的土颗粒,即管涌(piping).管涌是由潜蚀强烈发展而出现的一种特有的不良地质作用,往往形成地质灾害.流砂一般出现在粉砂层或粘土颗粒含量小于10％、粉粒含量大于75％的土层，地下水动水压力较大，基坑(槽)内外的水位高差大，动水将粉砂颗粒冲流冒出，粉砂层被破坏，形成流砂。
流砂挖掘愈多，将使基坑(槽)外附近的地基下陷、沉塌。
流砂与管涌的比较：流砂管涌现象土体局部范围的颗粒同时发生移动土体内细颗粒通过粗粒形成的孔隙通道移动位置只发生在水流渗出的表层可发生于土体内部和渗流溢出处土类只要渗透力足够大，可发生在任何土中一般发生在特定级配的无粘性土或分散性粘土历时破坏过程短破坏过程相对较长后果导致下游坡面产生局部滑动等导致结构发生塌陷或溃口图为发生在上海黄浦江隧道施工中流砂带来的灾害。
施工中发生渗水后，随后出现大量流砂涌入施工中的隧道，导致中山南路部分地面下沉，建筑倾斜。
图为发生在湖南望城湘江大堤最大的管涌。
由于暴雨使湘江水猛长，使土体中的水力坡降增加，加之土结构的几何原因，发生了图中的管涌。
沙袋用来提高逸出口水位，以降低水力坡降。
此外还抛了一些大的砾石形成反滤层。
二、地下水引发的工程问题：土中通常含有水，土中含水量的变化及土体中水的流动对土特性的影响非常大。
有时这种影响可能会带来灾难。
水对土特性影响的直观理解为：土的含水量小时，土比较硬，土中适当含水可使散粒土颗粒粘合在一起，使其具有一定的粘结强度，但当土的含水量过大时则会变软。
当水在土中流动的比较急时，将引起坝基渗流、基坑渗流、塌方、泥石流及流砂等灾害。