土力学与地基基础教案

教案

课程名称：土力学与地基基础任课教师：龚宇

教学过程1、土力学与地基基础的基本概念

土力学是以工程力学和土工测试技术为基础，研究与工程建设有关的土的应力、变形、强度和稳定性等力学问题的一门应用科学。

广义土力学还包括土的成因、组成、物理化学性质及分类等内在土质学。

地基基础是建立在土力学基础上的设计理论与计算方法，和土力学密不可分的。研究地基基础工程，必然涉及到大量的土力学问题。

地基与基础是两个完全不同的概念。

2、土力学与地基基础的研究对象

建筑物下方承受建筑物全部荷

载的地层称为地基。

位于基础底面下方的土层称为

持力层。

持力层以下的土层称为下卧层，

强度低于持力层的下卧层称为软弱

下卧层。

基础应埋置在良好的持力层上。

地基的分类：土基与岩基、天然地基与人工地基

建筑物地基应满足的两个基本条件：

地基的强度条件。要求建筑物的地基应有足够的承载力，在荷载作用下，不发生剪切破坏或失稳

地基的变形条件。要求建筑物的地基不产生过大的变形（包括沉降、沉降差、倾斜和局部倾斜），保证建筑物正常使用。

基础的作用及分类

作用：承受上部结构荷载、向地基传递压力、调整地基变形

分类：灰土基础、砖基础、毛石基、混凝土基础、钢筋混凝土基础；浅基础、深基础；刚性基础和柔性基础；条形基础、独立基础、满堂基础和桩基础。

3、土的三相组成

土的三相：固体颗粒、水、气体

土的固体颗粒（固相—骨架）

土中固体颗粒构成土的骨架，其大小和形状、矿物成分及其组成情况是决定土物理力学性质的重要因素。

土颗粒的矿物成分：土中固体颗粒的矿物成分绝大部分是矿物质，或多或少含有有机质。

土粒的大小称为粒度，通常以粒径表示。

工程上常把大小、性质相近（介于一定粒度范围类）的土粒合并为一组，称为粒组。

划分粒组的分界尺寸称为界限粒径。

教学过程

粒组的划分方法：目前各个国家、各个部门并不统一。我国工程界大多使用国标《土的分类标准》(GBJl45－90)中的划分方法。

界限粒径分界尺寸为200mm、60mm、2mm、0.075mm和0.005mm，据此将土粒粒组先粗分为巨粒、粗粒和细粒三个大组，再细分为六个粒组：漂石(块石)(＞200mm)、卵石(碎石)(200～60mm)；砾粒(60～2mm) 、砂粒(2～0.075)；粉粒(0.075～0.005mm)和粘粒(＜0.005mm)。

颗粒分析试验：确定土中各个粒组相对含量的方法

①筛分法。适用于粒径大于0.075mm的粗粒土。用一套标准筛（筛子孔径分别为60、40、20、10、5、2、1、0.5、0.25、0.1、0.075mm），将分散了的有代表性的试样倒入标准筛内摇振，然后分别称出留在各筛子上的土重，并计算出各粒组的相对含量，即得土的颗粒级配。

②沉降分析法。适用于粒径小于0.075mm的细粒土。具体有密度计法（也称比重计法）和移液管法（也称吸管法）。

土的颗粒级配：土中各粒组的相对含量，以各粒组重量与土粒总重量比值的百分数表示。

要了解天然土颗粒的组成情况，不仅要了解土颗粒的大小，而且要了解各种颗粒所占的比例。因为在自然界很难遇到单一粒组所组成的土，绝大多数都是由几种粒组混合组成。

颗粒级配的表示方法：土的颗粒级配曲线

颗粒级配好坏的评定方法：①颗粒级配曲线形态直观判断：曲线平缓表示粒径大小相差悬殊，颗粒不均匀，级配良好；反之，则颗粒均匀，级配不良。

②计算土的不均匀系数Cu和曲率系数Cc，来反映土颗粒级配的不均匀程度。可以定量说明问题。

土中水和气

土中水的存在形式

土中气：土中的气体存在于孔隙中未被水所占据的部位。

含气体的土称为非饱和土，非饱和土的工程性质研究已形成土力学的一个新的分支。

课堂总结

绪论从土力学与地基基础的概念出发，让学生初步了解本课程，认识本课程的重要性。通过土的三相组成的简单学习，使学生更加完善的认识土，从而为进一步深入学习地基基础在工程中的重要作用奠定坚实的基础。

参考资料1.《土力学与地基基础》, 陈希哲编著, 清华大学出版社, 2004.

2.《土力学与地基基础》, 华南理工大学等四校合编，中国建筑工业出版社,1998.

3,《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002). 中国建筑工业出版社, 2003.

4.《土工试验方法标准》(GB/T50123-1999). 中国计划出版社, 1999.