第4章+工程特征
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土木工程概论 第4章 建筑工程
定的梁等。
土木工程概论
（1）简支梁[（a）]：两端支座仅提供竖向约束，而不提供转角 约束的支撑结构。简支梁仅在两端受铰支座约束，主要承受正弯 矩，一般为静定结构。体系温变、混凝土收缩徐变、张拉预应力 、支座移动等都不会在梁中产生附加内力，受力简单，简支梁为 力学简化模型。 （2）悬臂梁[（b）]：梁的一端固定在支座上，使该端不能转动 ，也不能产生水平和垂直移动（称为固定支座），另一端可以自 由转动和移动（称为自由端）的梁称为悬臂梁。
河南省南阳鸭河口电厂干煤棚
土木工程概论
剪力墙
定义： 剪力墙又称抗风墙、抗震墙或结构墙，是房屋或构筑物中主 要承受风荷载或地震作用引起的水平荷载和竖向荷载（重力 ）的墙体，以防止结构剪切（受剪）破坏，一般用钢筋混凝 土做成。
土木工程概论
4.2 建筑结构
1. 建筑结构概述
建筑工程中常提到“建筑结构”一词，就是指建筑物中由若干构 件连接而成的能承受“作用”的平面或空间体系，是建筑物中支 承荷载而起骨架作用的部分，是建筑物赖以生存的物质基础，简 称结构。
主梁与次梁
土木工程概论
柱 定义： 柱是工程结构中主要承受压力，有时也同时承受弯矩的竖向构 件。
钢筋混凝土柱
土木工程概论
柱按截面形式可分为方柱、圆柱、管柱、矩形柱、工字形柱 、H形柱、I形柱、十字形柱、双肢柱、格构柱等。 按所用材料可分为石柱、砖柱、砌块柱、木柱、钢柱、钢筋 混凝土柱、劲性钢筋混凝土柱、钢管混凝土柱和各种组合柱 等。 按柱的破坏特征或长细比可分为短柱、长柱及中长柱。 按受力特点可分为轴心受压柱和偏心受压柱等
网架结构
土木工程概论
哈尔滨会展中心体 育场
土木工程概论
拱 定义：
拱结构是一种主要承受轴向压力并由两端推力维持平衡的曲 线或折线形构件。拱结构比桁架结构具有更大的力学优点。 在外力作用下，拱主要产生压力，使构件摆脱了弯曲变形。
土木工程概论
（1）简支梁[（a）]：两端支座仅提供竖向约束，而不提供转角 约束的支撑结构。简支梁仅在两端受铰支座约束，主要承受正弯 矩，一般为静定结构。体系温变、混凝土收缩徐变、张拉预应力 、支座移动等都不会在梁中产生附加内力，受力简单，简支梁为 力学简化模型。 （2）悬臂梁[（b）]：梁的一端固定在支座上，使该端不能转动 ，也不能产生水平和垂直移动（称为固定支座），另一端可以自 由转动和移动（称为自由端）的梁称为悬臂梁。
河南省南阳鸭河口电厂干煤棚
土木工程概论
剪力墙
定义： 剪力墙又称抗风墙、抗震墙或结构墙，是房屋或构筑物中主 要承受风荷载或地震作用引起的水平荷载和竖向荷载（重力 ）的墙体，以防止结构剪切（受剪）破坏，一般用钢筋混凝 土做成。
土木工程概论
4.2 建筑结构
1. 建筑结构概述
建筑工程中常提到“建筑结构”一词，就是指建筑物中由若干构 件连接而成的能承受“作用”的平面或空间体系，是建筑物中支 承荷载而起骨架作用的部分，是建筑物赖以生存的物质基础，简 称结构。
主梁与次梁
土木工程概论
柱 定义： 柱是工程结构中主要承受压力，有时也同时承受弯矩的竖向构 件。
钢筋混凝土柱
土木工程概论
柱按截面形式可分为方柱、圆柱、管柱、矩形柱、工字形柱 、H形柱、I形柱、十字形柱、双肢柱、格构柱等。 按所用材料可分为石柱、砖柱、砌块柱、木柱、钢柱、钢筋 混凝土柱、劲性钢筋混凝土柱、钢管混凝土柱和各种组合柱 等。 按柱的破坏特征或长细比可分为短柱、长柱及中长柱。 按受力特点可分为轴心受压柱和偏心受压柱等
网架结构
土木工程概论
哈尔滨会展中心体 育场
土木工程概论
拱 定义：
拱结构是一种主要承受轴向压力并由两端推力维持平衡的曲 线或折线形构件。拱结构比桁架结构具有更大的力学优点。 在外力作用下，拱主要产生压力，使构件摆脱了弯曲变形。
机械工程基础第4章
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第２节 运动副及平面机构运动简图
• （２）由原动件开始，按照运动传递的顺序，分析各构件之间相对运 动的性质，从而确定组成该机构的构件（数目与形状）、运动副（数 目和类型）；
• （３）选择平行于构件运动的平面为视图平面，选定适当的比例尺；
• （４）用简单的线条和规定的构件及运动副符号，绘制机构运动简图。 绘制时应撇开与运动无关的构件复杂外形和运动副的具体构造。同时 应注意，选择恰当的原动件位置进行绘制。避免构件相互重叠或交叉。
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第２节 运动副及平面机构运动简图
• （１）转动副：组成运动副的两构件之间只能绕某一轴线作相对转动 的运动副。如图４－８（ａ）所示，通常转动副的具体形式是用铰链 连接，所以转动副也称作铰链。转动副使构件失去２个移动的自由度， 保留了１个转动的自由度。
• （２）移动副：组成运动副的两构件只能作相对直线移动的运动副。 如图４－８（ｂ） 所示，两构件互相限制了沿ｙ轴的移动和在ｘｙ 平面内绕任一点的转动，只允许沿ｘ轴移动。移动副使构件失去１个 移动和１个转动的自由度，只保留了１个移动的自由度。所以，平面 机构中的低副引入了两个约束，仅保留一个自由度。
• 一、机构的平行移动 • 机构在运动过程中，若其内任一直线始终平行于它的初始位置，则称
此种运动为机构的平行移动，简称为平动。机构平动时，若其上各点 的轨迹是直线，则称为直线平动；若其上各点的轨迹是曲线，则称为 曲线平动。
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第１节 机构的三种运动形式
• 图４－１所示为在直线道路上行驶车辆的运动，其上的直线ＡＢ在运 动过程中始终与它的初始位置平行，且轨迹线是一条水平直线，因此 是直线平动。图４－２所示摆式送料机料槽的运动，其上的直线ＡＢ 在运动过程中始终与它们的初始位置平行，但轨迹线是曲线，因此是 曲线平动。
第２节 运动副及平面机构运动简图
• （２）由原动件开始，按照运动传递的顺序，分析各构件之间相对运 动的性质，从而确定组成该机构的构件（数目与形状）、运动副（数 目和类型）；
• （３）选择平行于构件运动的平面为视图平面，选定适当的比例尺；
• （４）用简单的线条和规定的构件及运动副符号，绘制机构运动简图。 绘制时应撇开与运动无关的构件复杂外形和运动副的具体构造。同时 应注意，选择恰当的原动件位置进行绘制。避免构件相互重叠或交叉。
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第２节 运动副及平面机构运动简图
• （１）转动副：组成运动副的两构件之间只能绕某一轴线作相对转动 的运动副。如图４－８（ａ）所示，通常转动副的具体形式是用铰链 连接，所以转动副也称作铰链。转动副使构件失去２个移动的自由度， 保留了１个转动的自由度。
• （２）移动副：组成运动副的两构件只能作相对直线移动的运动副。 如图４－８（ｂ） 所示，两构件互相限制了沿ｙ轴的移动和在ｘｙ 平面内绕任一点的转动，只允许沿ｘ轴移动。移动副使构件失去１个 移动和１个转动的自由度，只保留了１个移动的自由度。所以，平面 机构中的低副引入了两个约束，仅保留一个自由度。
• 一、机构的平行移动 • 机构在运动过程中，若其内任一直线始终平行于它的初始位置，则称
此种运动为机构的平行移动，简称为平动。机构平动时，若其上各点 的轨迹是直线，则称为直线平动；若其上各点的轨迹是曲线，则称为 曲线平动。
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第１节 机构的三种运动形式
• 图４－１所示为在直线道路上行驶车辆的运动，其上的直线ＡＢ在运 动过程中始终与它的初始位置平行，且轨迹线是一条水平直线，因此 是直线平动。图４－２所示摆式送料机料槽的运动，其上的直线ＡＢ 在运动过程中始终与它们的初始位置平行，但轨迹线是曲线，因此是 曲线平动。
水利工程施工经典教材-第4章-土石坝工程施工
第4章土石坝工程施工土石坝包括各种碾压式土坝、堆石坝和土石混合坝，是一种充分利用当地材料的坝型。
分类（根据施工方法的不同）干填碾压、水中填土、水力冲填(包括水坠坝）和定向爆破修筑等。
碾石式土石坝的施工包括准备作业、基本作业、辅助作业和附加作业.准备作业：三通一平，架设通讯线路，修建生产、生活、办公用房、排水清基等。
基本作业：料场土石料开采，挖、装、运、卸和坝面铺平、压实、质检.辅助作业：清除施工场地及料场的覆盖，从上坝土料中剔除超径石块、杂物,坝面排水、层间刨毛和加水等。
附加作业：坝坡修整，铺砌护面块石及铺植草皮等。
第一节坝体材料与料场规划一、土石坝筑坝材料及其要求在选坝阶段应从空间与时间、质与量等方面进行全面规划。
料场土料的储量一般要求是设计工程量的1.5～2。
0倍，并要求提供备用料场. 粘性土料采用钻探或坑探取样。
砾类土用坑探取样，布孔间距50～100m。
防渗料的勘探要仔细按深度查明天然含水量. 堆石料的勘探可以采用钻探及洞探。
⒈防渗料防渗的土料最基本的要求：防渗性：渗透系数不大于l×10—5cm/s时，一般即可满足要求。
施工性：土料的天然含水量在最优含水量附近，无影响压实的超径材料，压实后的坝面有较高的承载力。
⒉坝壳料工程实践中，堆石、砂砾石及风化料等均可作为坝壳料。
堆石：按其型式可分为抛填、分层碾压、手工干砌石、机械干砌石等;按其材料及来源可分为采石场玄武岩、变质安山岩、砂岩、砾岩、采石场花岗岩、片麻岩、石灰岩、冲击的漂卵石、石渣料等。
堆石是最好的筑坝材料，现广泛用于高土石坝的坝壳料.砂砾石：碾压砂砾石压缩性低，抗剪强度高,但易冲蚀、易管涌。
风化料：属于抗压强度小于30MPa的软岩类，往往存在湿陷问题。
⒊反滤料和过渡料反滤料一般要满足坚固度要求,应尽量避免用纯砂做反滤料.二、料场规划的原则料场的合理规划与使用关系到坝体的施工质量、工期和工程投资，而且还会影响道工程的生态环境和国民经济其他部门。
第4章 建筑工程
③柱是工程结构中主要承受压力，有时也同时承受弯矩的竖向构件。
柱按截面形式可分为方柱、圆柱、管柱、矩形柱、工字形柱、H形柱、L形柱、十字形柱、双肢柱、格构柱；按所用材料可分为石柱、砖柱、砌块柱、木柱、钢柱、钢筋混凝土柱、劲性钢筋混凝土柱、钢管混凝土柱和各种组合柱；按柱的破坏特征或长细比可分为短柱、长柱及中长柱；按受力特点可分为轴心受压柱和偏心受压柱。
第4章 建筑工程
一、学习重点
（一）基本概念
1、混合结构：指用不同的材料建造的房屋，通常墙体采用砖砌体，屋面和楼板采用钢筋混凝土结构，故称砖混结构。
2、筒仓：是贮存粒状和粉状松散物体的立式容器，可作为生产企业调节和短期贮存生产用的附属设施，也可作为长期贮存粮食的仓库。
3、水塔：是储水和配水的高耸结构，是给水工程中常用的构筑物，用来保持和调节给水管网中的水量和水压。水塔由水箱、塔身和基础三部分组成。
（五）简答题
1、建筑工程的结构设计步骤是什么？
2、结构设计的基本理论是什么？
3、水池是如何分类的？
（六）辨析题
1、拱为曲线结构，主要承受轴向压力，广泛应用于拱桥，在建筑中不应用。
2、框架结构仅适用于房屋高度不大、层数不多时采用。
（七）论述题
1、试述高层结构的主要结构形式及特点？
2、试述建筑结构必须满足哪些功能要求？
A、板； B、梁； C、柱； D、屋面。
2、（ ）指板上的荷载沿一个方向传递到支承构件上的板。
A、单向板； B、双向板； C、简支板； D、长板。
3、高跨比大于1／4的称为（ ）。
A、大梁； B、变截面梁； C、扁梁； D、深梁。
4、（ ）是工程结构中主要承受压力，有时也同时承受弯矩的竖向构件。
柱按截面形式可分为方柱、圆柱、管柱、矩形柱、工字形柱、H形柱、L形柱、十字形柱、双肢柱、格构柱；按所用材料可分为石柱、砖柱、砌块柱、木柱、钢柱、钢筋混凝土柱、劲性钢筋混凝土柱、钢管混凝土柱和各种组合柱；按柱的破坏特征或长细比可分为短柱、长柱及中长柱；按受力特点可分为轴心受压柱和偏心受压柱。
第4章 建筑工程
一、学习重点
（一）基本概念
1、混合结构：指用不同的材料建造的房屋，通常墙体采用砖砌体，屋面和楼板采用钢筋混凝土结构，故称砖混结构。
2、筒仓：是贮存粒状和粉状松散物体的立式容器，可作为生产企业调节和短期贮存生产用的附属设施，也可作为长期贮存粮食的仓库。
3、水塔：是储水和配水的高耸结构，是给水工程中常用的构筑物，用来保持和调节给水管网中的水量和水压。水塔由水箱、塔身和基础三部分组成。
（五）简答题
1、建筑工程的结构设计步骤是什么？
2、结构设计的基本理论是什么？
3、水池是如何分类的？
（六）辨析题
1、拱为曲线结构，主要承受轴向压力，广泛应用于拱桥，在建筑中不应用。
2、框架结构仅适用于房屋高度不大、层数不多时采用。
（七）论述题
1、试述高层结构的主要结构形式及特点？
2、试述建筑结构必须满足哪些功能要求？
A、板； B、梁； C、柱； D、屋面。
2、（ ）指板上的荷载沿一个方向传递到支承构件上的板。
A、单向板； B、双向板； C、简支板； D、长板。
3、高跨比大于1／4的称为（ ）。
A、大梁； B、变截面梁； C、扁梁； D、深梁。
4、（ ）是工程结构中主要承受压力，有时也同时承受弯矩的竖向构件。
深基坑工程4-土钉墙工程
4
土钉墙工程
土钉墙支护的工作原理
• 当土体发生微小位移时，土体将在与土钉的接触面上产生 摩擦力，促使两者共同工作，并使土钉中产生拉应力。同 时，接触面上的摩擦力可以阻止、减小土体的进一步位移 和开裂。 • 当土体进入塑性状态后，土中原本在素土中应向周围土体 传递的应力会通过摩擦力直接向土钉传递，避免和减少塑 性变形区域的进一步扩大。 • 当土体开裂以后，开裂面处的土体退出工作，土钉会承受 更大的拉力。土钉通过锚固于稳定土体的部分避免被拔出， 并将滑裂面内的土应力传递给稳定土体，进而阻止、延缓 土体的继续开裂，使土体的破坏表现为渐进型变形、开裂、 裂缝扩展、直至丧失承载能力的逐步缓慢发展过程，具有 明显的延性特征。
13
土钉墙支护的构造
2.土钉长度 土钉长度L与基坑深度H之比：对于非饱和 土宜在0.5－1.2之间；密实砂土和坚硬黏土 可取低值，而对软塑黏土比值不应小于1.0。 为了减小土钉墙变形，控制地面开裂，顶部 的土钉可适当加长，偶尔也可施加预应力。 非饱和土中底பைடு நூலகம்土钉长度可适当减短，但不 宜小于0．5H。含水量高的黏土底部土钉长 度不应减短。
28
土钉墙支护设计
土钉抗拉承载力的设计计算
单根土钉抗拉承载力设计值：
• 对于基坑侧壁安全等级为二级的土钉抗拉承载力设计值应由试验 确定，基坑侧壁安全等级为三级时可按下式计算：
无试验资料，可按表4．1采用； lj--第j根土钉在直线破裂面外穿越第i 层稳定土体内的长度。
29
土钉墙支护设计
土钉抗拉承载力的设计计算
8
土钉墙工程
土钉墙的特点 局限性：
①土钉的位置必须考虑周围建筑基础、地下管道的 限制。 ②设计时必须对这些工况进行验算，施工时必须从 施工开始就进行监测。 ③在软土中不宜单独采用土钉墙支护。 ④土钉墙的变形会比具有预应力支撑或锚杆的排桩 和地下连续墙支护略大。
工程流体力学 第4章 M
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流体静压力：在重力场中静止流体本方程：流体静压力 与流体密度和重力加速度的关系式。
液体压力计：利用流体静力学原理测量流体压力 液柱式压力计：通过测量液柱高度来计算流体压力 流体静力水准：利用流体静力学原理测量大坝、桥梁等建筑物的基础压力 流体静力平衡：在航天器、飞机等飞行器设计中利用流体静力学原理保持飞行器的平衡
PRT FOUR
流体定义：指在重力和压力作用下能够流动的物质 流体特性：具有粘性、压缩性和膨胀性 流体运动类型：层流和湍流 流体动力学基础概念：流速、流量、压强、水头等
层流运动：流体在流动过程中流体质点沿着与管轴线平行的方向作平滑直线运动互不混杂互不干扰。
湍流运动：流体在流动过程中流体质点不仅沿着与管轴线平行的方向作平滑直线运动而且还作各种大小、不同规 则的涡旋运动。 脉动流：流体在压力或速度的周期性变化下流动例如在周期性变化的压力作用下流体产生周期性的脉动。
实验结果评估：比较实验结果与理论预测评估实验设备的准确性和可靠性
数据采集：通过传感器和测量仪器获取实验数据 数据预处理：对原始数据进行清洗、整理和转换 数据分析：利用数学方法和计算技术对数据进行处理和分析 结果解释：根据分析结果解释流体动力学的现象和规律
数值模拟方法的定义和原理
常用的流体动力学数值模拟软件
汇报人：
雷诺方程：在粘性流 体中考虑了流体运动 中的粘性力和惯性力 相平衡的方程。
航空航天：飞机和火箭的推进系统机翼设计和飞行稳定性 交通运输：汽车、船舶和火车的外形设计提高流体动力性能 能源开发：风力发电、水力发电和火力发电中的流体动力学应用 工业生产：离心泵、鼓风机和通风机等设备的设计与优化
PRT FIVE
工程力学第4章
外力、内力与截面法
一、外 力
1.外力的定义：外部物体对构件的作用力，称为外 力，包括载荷和约束力。 2.外力的分类：
表面力： 作用在构件表面的外力。
外力
按作用方式
体积力：作用在构件各质点上的外力。
自重、惯性力
集中力 表面力 分布力 集中力
当力作用面积很小，则可将其抽象为 一个点，这时作用力称为集中力。
轴力
弯矩
FN－轴力：产生轴向的伸长或缩短变形；
FQy 或 FQz －剪力：产生剪切变形； Mx－扭矩：产生扭转变形； My或Mz －弯矩:产生弯曲变形。
§ 5-3
外力、内力与截面法
平面一般问题内力分量有几个？ 答：3个。 轴力：FN； 剪力： FQ； 弯矩：M
30
用截面法确定的内力，是截面上分布内力系 的合成结果，它表明该分布力系的分布规律，为 了该研究构件的强度，只知道内力是不够的，比 如，两根不同粗细的杆件，若他们所受的外力相 同，那么横截面上的内力也是相同的。但是，当 外力增大时，细杆先破坏。这是因为横截面面积 小，内力分布的密集程度大的缘故。 应力—分布在内力一点处的集度
三、截面法
F1 F2 F3
F4
假想截面
为求出平衡构件 在外力作用下指定 截面的内力，可以 假想用一个截面将 弹性体在该处截开。
一分为二，每一 部分在截面处存 在一分布内力系。
根据平衡的要求， 每个截开平衡部 分也必须是平衡 的，所以，作用 在每个部分的外 力必须与截面上 分布的力系相平 衡。
F3
材料力学要研究的内力，指在外力的作用下，构 件各部分之间相互作用力因外力而引起的附加值 ，是一种附加内力。
F1 F3
F2
F4
三、截面法
第4章 成功的工程
（1）工程建设的持续时间目标 （2）工程建设的历史阶段范围。
所以工程的时间限制通常由工程开始时间、 持续时间、结束时间等构成。
2．达到工程的寿命期。
工程的寿命期有多种描述。
（1）工程的设计寿命。设计寿命是设计确定的工程 预期寿命，是由建筑的结构、材质决定的。它是工程 寿命的期望值。
（2）服务寿命。服务寿命是由工程能否满足使用功 能或价值要求定义的，分为物理服务寿命和经济服务 寿命：
三、我国工程应有的指导思想 （1）科学发展观、可持续发展。 （2）绿色经济、循环经济和生态文明，建设
资源节约型社会。
（3）和谐。 （4）以人为本。
第二节 工程的目的和使命
一、工程的目的
工程的目的是通过建成后的工程运营，为 社会提供符合要求的产品或服务，以解决人 类社会经济和文化的问题，满足人们的需要， 或实现人们的某种目的。这是工程的价值体 现。工程的建设出自人类社会的经济、文化、 科学和生活需求。
4.近几十年来，我们现在的许多标志性建筑 ，如国家大剧院、鸟巢、中央电视台主楼， 都由国外的建筑师设计，采用国外的设计方 案，代表国外的建筑文化。不能作为我们这 代人所做的反映我国文化的建筑，很难使我 们的后人夸耀于世界。
二、工程参加者所具有的价值观念 1.工程参加者（投资者、建设者、管理者等
2.工程的技术系统符合一定的质量要求 建筑工程所用的材料、设备、各功能面（单体
建筑）和专业工程子系统（如墙体、框架等），整 个工程都达到预定的质量要求，这是实现工程功能 要求的基本保证。 3.工程系统运行和服务具有较高的可靠性
4.工程系统具有较高的安全性，不能出现人员伤 亡、设备损害、财产损失等问题。
存在如下非常奇特的历史景象：
1、我们有做好工程的一切条件。如：
所以工程的时间限制通常由工程开始时间、 持续时间、结束时间等构成。
2．达到工程的寿命期。
工程的寿命期有多种描述。
（1）工程的设计寿命。设计寿命是设计确定的工程 预期寿命，是由建筑的结构、材质决定的。它是工程 寿命的期望值。
（2）服务寿命。服务寿命是由工程能否满足使用功 能或价值要求定义的，分为物理服务寿命和经济服务 寿命：
三、我国工程应有的指导思想 （1）科学发展观、可持续发展。 （2）绿色经济、循环经济和生态文明，建设
资源节约型社会。
（3）和谐。 （4）以人为本。
第二节 工程的目的和使命
一、工程的目的
工程的目的是通过建成后的工程运营，为 社会提供符合要求的产品或服务，以解决人 类社会经济和文化的问题，满足人们的需要， 或实现人们的某种目的。这是工程的价值体 现。工程的建设出自人类社会的经济、文化、 科学和生活需求。
4.近几十年来，我们现在的许多标志性建筑 ，如国家大剧院、鸟巢、中央电视台主楼， 都由国外的建筑师设计，采用国外的设计方 案，代表国外的建筑文化。不能作为我们这 代人所做的反映我国文化的建筑，很难使我 们的后人夸耀于世界。
二、工程参加者所具有的价值观念 1.工程参加者（投资者、建设者、管理者等
2.工程的技术系统符合一定的质量要求 建筑工程所用的材料、设备、各功能面（单体
建筑）和专业工程子系统（如墙体、框架等），整 个工程都达到预定的质量要求，这是实现工程功能 要求的基本保证。 3.工程系统运行和服务具有较高的可靠性
4.工程系统具有较高的安全性，不能出现人员伤 亡、设备损害、财产损失等问题。
存在如下非常奇特的历史景象：
1、我们有做好工程的一切条件。如：
工程地质学_第4章 各类土的工程地质特征
粒径大于0.粒中，0.005~0.075mm的颗粒一般占绝大多 数，这类颗粒的吸附水能力弱于粘性土，但却明显强于砂土。如 果用含水量近于饱和的粉土团成小球，放在手心来回摇晃，并用 另一只手进行振击，则土中水会迅速渗出土面，这是其野外鉴别 的重要手段之一。
❖ 塑性图
细粒土是指土样中细粒组质量大于或等于总质量50%的土。 其中，粗粒组质量占总质量的25%~50%者称为含粗粒的细粒 土；含部分有机质者称有机质土。
❖ 细粒土分类
2. 特殊土分类
根据《土的分类标准》(GBJ145-90)， 特殊土包括指黄土、膨胀土和红粘 土，可按其塑性指数在塑性图上的 位置初步判别。当取液限仪锥尖入 土深度为17mm的含水量为液限时， 按表4.12和图4.12判别。
黄土的湿陷性试验是在室内的固结
仪内进行的，其方法是：分级加荷至
规定压力，当下沉稳定后，使土样浸
水直至湿陷稳定为止，其湿陷系数的
计算式是：
s
hp hp ' h0
式中： h0 ：原状土样的原始高度，cm hp ：原状土样在规定压力下，下沉稳定后的高度，cm hp, ：上述加压稳定后的土样，在浸水作用下，下沉 稳定后的高度，cm
❖ 黄土的野外性状
1、分布与特征
作为湿陷性土的典型代表——黄土，在全世界的分布比 较广泛的，据某些学者估计，黄土的覆盖面积在整个欧洲约 占10％，亚洲约占30％；
我国黄土分布面积达60万平方公里，其中有湿陷性的约 为43万平方公里。
主要分布在黄河中游的甘肃、陕西、晋、宁、河南、青 海等省区。地理位置属于干旱与半干旱气候地带。其物质主 要来源于沙漠与戈壁。
我国幅员广大，地质条件复杂，分布土类繁多，工程性质 各异。有些土类，由于地理环境、气候条件、地质成因、物质 成分及次生变化等原因而各具有与一般土类显著不同的特殊工 程性质，当其作为建筑场地、地基及建筑环境时，如果不注意 这些特点，并采取相应的治理措施，就会造成工程事故。
❖ 塑性图
细粒土是指土样中细粒组质量大于或等于总质量50%的土。 其中，粗粒组质量占总质量的25%~50%者称为含粗粒的细粒 土；含部分有机质者称有机质土。
❖ 细粒土分类
2. 特殊土分类
根据《土的分类标准》(GBJ145-90)， 特殊土包括指黄土、膨胀土和红粘 土，可按其塑性指数在塑性图上的 位置初步判别。当取液限仪锥尖入 土深度为17mm的含水量为液限时， 按表4.12和图4.12判别。
黄土的湿陷性试验是在室内的固结
仪内进行的，其方法是：分级加荷至
规定压力，当下沉稳定后，使土样浸
水直至湿陷稳定为止，其湿陷系数的
计算式是：
s
hp hp ' h0
式中： h0 ：原状土样的原始高度，cm hp ：原状土样在规定压力下，下沉稳定后的高度，cm hp, ：上述加压稳定后的土样，在浸水作用下，下沉 稳定后的高度，cm
❖ 黄土的野外性状
1、分布与特征
作为湿陷性土的典型代表——黄土，在全世界的分布比 较广泛的，据某些学者估计，黄土的覆盖面积在整个欧洲约 占10％，亚洲约占30％；
我国黄土分布面积达60万平方公里，其中有湿陷性的约 为43万平方公里。
主要分布在黄河中游的甘肃、陕西、晋、宁、河南、青 海等省区。地理位置属于干旱与半干旱气候地带。其物质主 要来源于沙漠与戈壁。
我国幅员广大，地质条件复杂，分布土类繁多，工程性质 各异。有些土类，由于地理环境、气候条件、地质成因、物质 成分及次生变化等原因而各具有与一般土类显著不同的特殊工 程性质，当其作为建筑场地、地基及建筑环境时，如果不注意 这些特点，并采取相应的治理措施，就会造成工程事故。
工程地质第四章 土的工程地质性质
粒径大于200mm的颗 粒含量超过全重50％
卵石 碎石
圆形及亚圆形为主 棱角形为主
粒径大于20mm的颗粒 含量超过全重50％
圆砾 角砾
圆形及亚圆形为主 棱角形为主
粒径大于2mm的颗粒 含量超过全重50％
注：定名时应根据颗粒级配由大到小以最先符合者确定
2.砂土
粒径大于2mm的颗粒含量不超过全重50%的土，且粒 径大于0.075mm的颗粒含量超过全重50%的土称为砂土
颗粒粒径级配曲线
（横坐标为粒径，用对数坐标表示；纵坐标为小于某粒径的土重含 量，用常数坐标表示）。
Cu
小于某粒径之土质量百分数P（％） 10 5.0 1.0 0.5
0.10 0.05 0.01 0.005 0.001
土的粒径级配累积曲线
200g P 100
10 5.0 10 2.0 16 1.0 18 0.5 24 0.25 22 0.1 38
筛分法：适用于0.075mm≤d≤60mm 试验方法
密度计法:适用于d＜0.075mm 《土工试验方法标准》GB/T 50123-1999
《土的工程分类标准》（GB/T50145—2007）依粒径的大小将土粒划分六大粒组。
表4.1 粒组划分
粒组统称 粒组名称 粒径（d）的范围（mm）
主要特征
巨粒
漂石（块石） 卵石（碎石）
72
%
90 80
95 70 60
87 50
78 40 30
66 20
55
10 0
36
粒径(mm)
水分法
粒径(mm)
0.05 0.01 0.005
百分数P(%)
26
13.5
10
第四章土石坝工程
第四章土石坝工程第四章土石坝工程本章重点：①料场规划内容和选用的原则；②土方工程挖运机械的类型及适用条件；③挖运机械配套方案的选择与计算；④坝面作业有的关问题；⑤土石坝施工的质量控制。
其中④、⑤是本章的重点和难点。
第一节土石料场的规划本节重点了解料场规划的内容和选用的基本原则。
料场的规划分为时间上的规划、空间上的规划、质与量的规划等。
一、时间上的规划所谓时间规划,就是要考虑施工强度和坝体填筑部位的变化。
随着季节及坝前蓄水情况的变化,料场的工作条件也在变化。
在用料规划上应力求做到上坝强度高时用近料场,低时用较远的料场,使运输任务比较均衡。
对近料和上游易淹的料场应先用,远料和下游不易淹的料场后用；含水量高的料场旱季用,含水量低的料场雨季用。
在料场使用规划中,还一部分近料场供合龙段填筑和拦洪渡汛高峰强度时使用。
此外,还应对时间和空间否则会产生事与愿违的后果。
二、空间上的规划所谓空间规划,系指对料场位置、高程的恰当选择,合理布置。
土石料的上坝运距尽可能短些,高程上有利于重车下坡,减少运输机械功率的消耗。
近料场不应因取料影响坝的防渗稳定和上坝运输；也不应使道路坡度过陡引起运输事故。
坝的上下游、左右岸最好都选有料场,这样有利于上下游左右岸同时供料,减少施工干扰,保证坝体均衡上升。
用料时原则上应低料低用,高料高用,当高料场储量有余裕时,亦可高料低用。
同时料场的位置应有利于布置开采设备、交通及排水通畅。
对石料场尚应考虑与重要建筑物、构筑物、机械设备等保持足够的防爆、防震安全距离。
三、质与量上的规划料场质与量的规划,是料场规划最基本的要求,也是决定料场取舍的重要因素。
在选择和规划使用料场时,应对料场的地质成因、产状、埋深、储量以及各种物理力学指标进行全面勘探和试验。
勘探精度应随设计深度加深而提高。
在施工组织设计中,进行用料规划,不仅应使料场的总储量满足坝体总方量的要求,而且应满足施工各个阶段最大上坝强度的要求。
料尽其用,充分利用永久和临时建筑物基础开挖碴料是土石坝料场规划的又一重要原则。
Creo 3.0基础教程第4章
倒角过渡处曲面片效果
倒角过渡处拐角平面效果
2. 创建拐角倒角特征 利用该工具可以从零件的拐角处去除材料，从而创建拐角处的倒角特征。 创建拐角倒角 编辑拐角倒角
中文版Creo3.0基础教程
创建拐角倒角 修改倒角尺寸
在建模过程中，简单的拉伸、旋转等操作只能创建形状规则的实体模型，而 无法创建一些外形复杂的实体模型，如扭曲的轴、折弯的管道和环形折弯的轮 毂等。在Creo中，可以利用一些更为细致的高级工程特征工具，通过单一或多 重的扭曲和环形折弯等操作，轻松创建复杂造型的模型。
中文版Creo3.0基础教程
工程特征是针对基础特征进一步加工面设计的特征，是从工程实践中引入的 实体造型概念。此类特征和前面章节中介绍的基础特征存在着本质区别，基础 特征可以创建零件的基本实体并可以单独应用，而细节特征只能在现有特征的 基础上添加。
孔特征 壳特征 筋特征 拔模特征 圆角特征 倒角特征
设置雕刻面区域
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调整控制点移动比例
高级特征具有一般建模特征的操作过程，在此基础上，将该特征进一步细化 创建更为复杂的模型，例如管道布置、环形折弯、骨架折弯等。创建高级特征 弥补了一般建模特征的局限性。
管道 环形折弯 骨架折弯
中文版Creo3.0基础教程
管道是具有一定壁厚且内部呈中空管状的实体零件。除了可以通过拉伸或旋 转等基础操作创建直管道或弧形管道，还可以通过恒定剖面扫描或可变剖面扫 描创建恒定或多变的弯曲管道。而利用“管道”工具可以创建外形更加丰富和 多变的管道实体。
1. 创建边倒角特征
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“边倒角”操控板
边倒角类型
创建D×D倒角
创建D1×D2倒角
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简述工程施工项目的特征
简述工程施工项目的特征第一，工程施工项目具有一定的规模和复杂性。
工程施工项目通常涉及大量的土地开发、建筑结构、机电设备、给排水等专业领域，涉及多个科技领域和专业技术。
项目的规模和复杂性取决于项目的性质和规模，例如高层建筑、桥梁隧道、水利工程等大型工程项目，需要更多的施工资源和技术支持。
第二，工程施工项目具有一定的风险和不确定性。
工程施工项目面临多种风险，包括技术风险、市场风险、安全风险等。
由于项目的不确定性和多变性，项目的进度、成本和质量可能会受到不同的影响，因此需要进行风险评估和管理，以减少风险对项目的影响。
第三，工程施工项目具有一定的时限和成本要求。
工程施工项目通常有严格的工期要求和预算限制，需要在规定的时间内和预算范围内完成工程建设。
在保证工期和成本的前提下，还需要满足项目的质量要求，因此需要制定科学的施工进度计划和预算控制措施，以确保项目的顺利进行。
第四，工程施工项目具有一定的社会和环境影响。
工程施工项目的建设过程会对周围的环境和社会造成一定的影响，包括噪音、粉尘、交通拥堵等问题。
因此，需要进行环境评估和社会影响评估，采取相应的环境保护和社会管理措施，减少对环境和社会的不利影响。
第五，工程施工项目具有一定的法律法规要求。
工程施工项目需要遵守国家法律法规和相关标准，确保项目的合法性和安全性。
在项目的各个阶段，需要进行相关审批手续和验收工作，以确保项目的合规性和可持续发展性。
总的来说，工程施工项目具有规模大、复杂性高、风险多、时限紧、成本高、社会环境影响大等特征，需要多方面的协调和管理。
只有在各方的共同努力下，才能成功地完成工程施工项目，为社会和经济发展做出贡献。
PTC Creo3.0零件建模实例教程第4章
第4章 工程特征及实例
(4) 在【拉伸】选项卡中，“深度类型”选择为 ， 在“深度”编辑框中输入深度值“26”。
(5) 单击鼠标中键，特征生成，如图4-15所示。
图4-14 拉伸截面
图4-15 板特征
第4章 工程特征及实例
4. 建立半圆板特征 (1) 单击【模型】→【 拉伸】。 (2) 单击图4-16所示的面作为草绘的平面，进入草绘窗 口。 (3) 在【设置】工具栏中单击 按钮，然后在图形窗 口中单击“FRONT”基准面作为参考。 (4) 绘制如图4-17所示的截面，并修改尺寸，然后单击 草绘器中的 按钮。 (5) 在【拉伸】选项卡的“深度”编辑框中输入深度值 “6”。 (6) 单击鼠标中键，特征生成。
图4-23 偏移参考
第4章 工程特征及实例
(4) 在“直径”编辑框中输入值“8”，在“深度”下 拉列表中选择 。
(5) 单击鼠标中键，特征生成。
第4章 工程特征及实例
7. 阵列孔
(1) 先在图形窗口或“模型树”中选中上一步建立的ϕ 8
孔，然后单击【模型】→
。
(2) 在图形窗口中，单击尺寸“10”，在弹出的编辑框
第4章 工程特征及实例
图4-16 草绘平面
图4-17 截面
第4章 工程特征及实例
5. 建立ϕ 13的同轴孔 (1) 建立基准轴。 ① 单击【模型】→ ，弹出图4-18所示【基准轴】 对话框。 ② 单击选择如图4-19所示的半圆柱面作为参考面，然 后单击对话框中的 按钮，关闭对话框。
第4章 工程特征及实例
面。
(3) 将【放置】选项中的【类型】选为【线性】，然后
单击【偏移参考】编辑框，在图形窗口中按住“Ctrl”键的
同时选取如图4-23(a)所示的边和“FRONT”基准面作为偏
第4章复合地基
第4章 复合地基第四章 复合地基主要内容 主要内容4.1 概述 4.2 复合地基的承载力 4.3 复合地基沉降4.1 概述第4章 复合地基一、复合地基的概念4.1 概述复合地基composite subgrade ：部分土体被增强或 被置换形成增强体，由增强体和周围地基土共同承担荷 载的地基。
增强体和周围地基土协调变形，共同承担上 部结构传下来的荷载。
二、复合地基分类复合地基根据地基中增强体的设 置方向可分为水平向增强体复合地基 和竖向增强体复合地基两大类。
4.1 概述第4章 复合地基水平向增强体复合地基就是在地基中水平向铺设各种加筋 材料，如土工织物、金属材料、土工格栅、竹筋等形成的复合 地基。
加筋材料的作用是约束地基土侧向位移，增强土的抗剪 能力，防止地基土侧向挤出。
竖向增强体复合地基中的竖向增强体习惯上称之为桩，因 此又称为桩体复合地基。
竖向增强体复合地基根据竖向增强体 的性质和成桩后的刚度分为三类：柔性桩复合地基、半刚性桩 复合地基和刚性桩复合地基。
柔性桩复合地基 竖向增强体复合地基 半刚性桩复合地基 复合地基 水平向增强体复合地基 刚性桩复合地基4.1 概述第4章 复合地基三、复合地基与桩基的区别 1、承载特性 桩基上部荷载全部由桩承担，复合地基上部荷载由桩和桩 间土共同承担。
2、构造特征4.1 概述第4章 复合地基四、复合地基作用机理复合地基在施工阶段的作用机理主要表现为挤密效应和 排水固结效应，工作阶段的作用机理主要表现为桩体效应、 垫层效应和加筋效应。
①挤密效应：竖向增强体复合地基在施工过程中将桩位 处的土部分或全部的挤压到桩侧，使桩间土体挤压密实。
②排水固结效应：增强体透水性强，是良好的排水通 道，能有效地缩短排水距离，加速桩间饱和软粘土的排水固 结。
③桩体效应：复合地基中桩体刚度大，强度高，承担的 荷载大，能将荷载传到地基深处，从而使复合地基承载力提 高，地基沉降量减小。
工程地质 第4章2特殊工程性质
29%和8%-26%。 我国从西间东．由北向南黄土颗粒有明显变细的分布规
律。陇西和陕北地区黄土的砂粒含量大于粘粒，而豫西地区 粘粒含量大于砂粒。
粘土颗粒含量大于20％的黄土，湿陷性明显减小或无湿 陷性。因此，陇西和陕北黄土的湿陷性通常大于豫西黄土， 这是由于均匀分布在黄土骨架中的粘土颗粒起胶结作用，湿 陷性减小
膨胀土的防治措施
1．地基的防治措施
(1）防水保湿措施 防上地表水下渗和土中水分蒸发，保持地基土湿度稳定
，控制胀缩变形。在建筑物周围设置散水坡，设水平和垂直 隔水层；加强上下水管道防漏措施及热力管道隔热措施；建 筑物周围合理绿化，防止植物根系吸水造成地基土不均匀收 缩；选择合理的施工方法，基坑不宜暴晒或浸泡，应及时处 理夯实
三 、软土
软土是天然含水量大、压缩性高、承载力和抗剪强度很低的 呈软塑——流塑状态的粘性土。 软土是一类土的总称，还可以将它细分为软粘性土、淤泥质 土、淤泥、泥炭质土和泥炭等
我国软土成因类型主要有： ①沿海沉积型（滨海相、泻湖相、溺谷相、三角洲相）； ②内陆湖盆沉积型； ③河滩沉积型； ④沼泽沉积型
二 、膨胀土
膨胀土是一种富含亲水性粘土矿物，并且随含水量增减，体 积发生显著胀缩变形的高塑性粘土。其粘土矿物主要是蒙脱 石和伊利石，二者吸水后强烈膨胀，失水后收缩，长期反复 多次胀缩，强度衰减，可能导致工程建筑物开裂、下沉、失 稳破坏。膨胀土全世界分布广泛，我国是世界上膨张土分布 广、面积大的国家之一，20多个省市自治区都有分布。我国 亚热带气候区的广西、云南等地的膨胀土，与其他地区相比 ，胀缩性强烈。形成时代自第三纪的上新世（N2）开始到上 更新世（Q3），多为上更新统地层。成因有洪积、冲积、湖 积、坡积、残积等
软土的工程性质
律。陇西和陕北地区黄土的砂粒含量大于粘粒，而豫西地区 粘粒含量大于砂粒。
粘土颗粒含量大于20％的黄土，湿陷性明显减小或无湿 陷性。因此，陇西和陕北黄土的湿陷性通常大于豫西黄土， 这是由于均匀分布在黄土骨架中的粘土颗粒起胶结作用，湿 陷性减小
膨胀土的防治措施
1．地基的防治措施
(1）防水保湿措施 防上地表水下渗和土中水分蒸发，保持地基土湿度稳定
，控制胀缩变形。在建筑物周围设置散水坡，设水平和垂直 隔水层；加强上下水管道防漏措施及热力管道隔热措施；建 筑物周围合理绿化，防止植物根系吸水造成地基土不均匀收 缩；选择合理的施工方法，基坑不宜暴晒或浸泡，应及时处 理夯实
三 、软土
软土是天然含水量大、压缩性高、承载力和抗剪强度很低的 呈软塑——流塑状态的粘性土。 软土是一类土的总称，还可以将它细分为软粘性土、淤泥质 土、淤泥、泥炭质土和泥炭等
我国软土成因类型主要有： ①沿海沉积型（滨海相、泻湖相、溺谷相、三角洲相）； ②内陆湖盆沉积型； ③河滩沉积型； ④沼泽沉积型
二 、膨胀土
膨胀土是一种富含亲水性粘土矿物，并且随含水量增减，体 积发生显著胀缩变形的高塑性粘土。其粘土矿物主要是蒙脱 石和伊利石，二者吸水后强烈膨胀，失水后收缩，长期反复 多次胀缩，强度衰减，可能导致工程建筑物开裂、下沉、失 稳破坏。膨胀土全世界分布广泛，我国是世界上膨张土分布 广、面积大的国家之一，20多个省市自治区都有分布。我国 亚热带气候区的广西、云南等地的膨胀土，与其他地区相比 ，胀缩性强烈。形成时代自第三纪的上新世（N2）开始到上 更新世（Q3），多为上更新统地层。成因有洪积、冲积、湖 积、坡积、残积等
软土的工程性质
Creo 7.0基础教程 第4章零件设计之工程特征
圆角半径的确定
• 可以用比率方式定义半径
处的位置
• 对于边线端点处的半径，
值
参 照
可用“值”和“参照”两
种方式定义
配套文件：4-3-3.prt
工程特征-倒圆角特征-曲线驱动倒圆角
圆角半径的确定 • 可以用曲线驱动圆角半径，注意曲线必须在要倒圆角的曲面上 • 分在平面上和曲面上
平面上
配套文件：4-3-4.prt
4.2工程特征-孔特征
1、孔特征概述
• 可以创建两种类型的孔特征 • 简单直孔：形式单一，可以指定直径常数，也可以草绘 • 标准孔：设计标准孔，如螺纹孔
简单直孔
图 4-3孔特征选项板
标准孔
工程特征-孔特征-简单孔特征
1、孔特征概述
孔特征在创建过程中，关键是孔的定位，类似在钻床上钻孔，我们需要先确定孔的位置，
互换） 4. 设置参数
配套文件：4-2-1.prt
工程特征-孔特征-简单孔特征-孔的形状设置
配套文件：4-2-1.prt
工程特征-孔特征-简单孔特征-直径和径向孔
简 单 孔 综 合 练 习
工程特征-孔特征-螺纹孔特征
• 放置：与简单孔相同 • 标准孔的螺纹类型 ISO：标准螺纹
工程特征-孔特征-螺纹孔特征
曲面上
工程特征-倒圆角特征-例子
工程特征-抽壳特征
对实体进行抽壳，可以设置壳的厚度、开口面、设置不同的壳厚以及可以选 择不参与抽壳的曲面.
默认的厚度
非默认厚度 曲面
认的厚度 配套文件：4-4-1.prt
工程特征-抽壳特征-例子
工程特征-倒角特征
在倒角特征中，可以对实体进行边线和顶点的倒角，分别为边倒角和拐角倒 角，倒角特征主要是针对轴类零件，操作方式基本和倒圆角一致
工程地质 第4章 土体的工程地质特征
高含水、高压 缩、低强度。
4.1.1.2土粒粒组
粒径：指土粒的大小，以其平均直径的大小表示。 粒组：将土中各种不同粒径的颗粒按适当的尺寸划分为若 干个组别，每一个组别的颗粒称为土的一个粒组。 界限粒径：用以对土粒进行粒组划分的分界尺寸称为土的 界限粒径。 表4.2是一种常用的粒组划分方法。土中各种不同粒径 的粒组在土中的相对含量称为粒度成分。 需要特别指出的是，粘粒并非一定是粘土矿物颗粒，即 并非所有的粘土矿物粒径都小于0.005mm(或0.002mm)， 也并非所有小于0.005mm(或0.002mm)的颗粒都是粘土矿 物，粘土矿物的粒径可达0.02mm，而非粘土矿物的粒径则 可小至0.001mm。但由于绝大多数粒径小于0.005mm的颗 粒已具有了某些近似胶体的性质，所以我们称其为粘粒。
Vs w1
w1
• 式中，ds为土粒相对密度；ρs为土粒密度(g/cm3或t/m3)； ρw1为纯水在一个大气压下4℃时的密度(1g/cm3或1 t/m3)。
1. 土粒相对密度
• 土粒相对密度是指土粒的质量与一个标准大气压下 即101.325kPa同体积4℃的纯水质量之比(为一无量纲量)， 即
4.1.2.2．自由水
• 自由水是指土粒电场力影响范围以外的土中孔隙水，几 乎不受或完全不受土粒表面静电引力的影响，主要受重力控 制，保持其自由活动的能力，也称为自由液态水。土中的自 由水包括重力水和毛细水两种。 • 重力水：是指存在于地下水位以下含水层中的土中自 由水，也称地下水。重力水在自身重力作用下能在土体中产 生渗流，对土粒及置于其中的结构物都有浮力作用。能传递 静水压力。主要存在于土中较大的孔隙中。 • 毛细水：是指存在于土中细小的孔隙中，因与土颗粒 的分子引力和水与空气界面的表面张力共同作用构成的毛细 作用而与土颗粒结合，位于结合水与重力水之间的过渡类型 的水。主要存在于砂土中。毛细水还对建筑物地下结构的防 潮、地基土的浸湿、冻胀等有重要影响 。
4.1.1.2土粒粒组
粒径：指土粒的大小，以其平均直径的大小表示。 粒组：将土中各种不同粒径的颗粒按适当的尺寸划分为若 干个组别，每一个组别的颗粒称为土的一个粒组。 界限粒径：用以对土粒进行粒组划分的分界尺寸称为土的 界限粒径。 表4.2是一种常用的粒组划分方法。土中各种不同粒径 的粒组在土中的相对含量称为粒度成分。 需要特别指出的是，粘粒并非一定是粘土矿物颗粒，即 并非所有的粘土矿物粒径都小于0.005mm(或0.002mm)， 也并非所有小于0.005mm(或0.002mm)的颗粒都是粘土矿 物，粘土矿物的粒径可达0.02mm，而非粘土矿物的粒径则 可小至0.001mm。但由于绝大多数粒径小于0.005mm的颗 粒已具有了某些近似胶体的性质，所以我们称其为粘粒。
Vs w1
w1
• 式中，ds为土粒相对密度；ρs为土粒密度(g/cm3或t/m3)； ρw1为纯水在一个大气压下4℃时的密度(1g/cm3或1 t/m3)。
1. 土粒相对密度
• 土粒相对密度是指土粒的质量与一个标准大气压下 即101.325kPa同体积4℃的纯水质量之比(为一无量纲量)， 即
4.1.2.2．自由水
• 自由水是指土粒电场力影响范围以外的土中孔隙水，几 乎不受或完全不受土粒表面静电引力的影响，主要受重力控 制，保持其自由活动的能力，也称为自由液态水。土中的自 由水包括重力水和毛细水两种。 • 重力水：是指存在于地下水位以下含水层中的土中自 由水，也称地下水。重力水在自身重力作用下能在土体中产 生渗流，对土粒及置于其中的结构物都有浮力作用。能传递 静水压力。主要存在于土中较大的孔隙中。 • 毛细水：是指存在于土中细小的孔隙中，因与土颗粒 的分子引力和水与空气界面的表面张力共同作用构成的毛细 作用而与土颗粒结合，位于结合水与重力水之间的过渡类型 的水。主要存在于砂土中。毛细水还对建筑物地下结构的防 潮、地基土的浸湿、冻胀等有重要影响 。
基础工程学-第4章 柱下十字交叉基础
☼ 当建筑物荷载小于挖除的土重时便成为超补偿基础 。
挖除
20
本章重点
地基、基础与上部结构共同工作 文克尔地基模型 柱下条形基础 十字交叉条形基础（课程设计）
21
9
柱下十字交叉基础
荷载修正
如何进行荷载修正？ 思路：既然重复计算，则提高荷载水平，以保持基底压力不变。 荷载修正方法：
设实际基底面积为A ，其中节点面积为a。
荷载修正前基底压力：
p F Aa
实际基底压力也即荷载修正 所要达到的基底压力：
p F A
为使基底压力保持在实际水准，应将荷载提高m倍，也即：
其中 Fi x Kix Fi
Fi y Kiy Fi
6
柱下十字交叉基础
单柱荷载分配
利用文克尔地基梁法求解十字交叉基础节点荷载分配
K ix
4 Bx S x 4BxSx ByS y
Kiy
By S y 4BxSx By S y
文克尔地基上的一根无限长梁和一根半无 限长梁求解
yix 2Fi x x / ks
17
箱形基础
箱形基础沉降（地基变形）特点
由于大面积的深基坑开挖，引起比较明显的基坑土回弹变形，回 弹变形大小由土的性质、卸载大小、基坑面积和施工方法有关； 高层建筑箱形基础下地基变形可分为三个阶段：
自重应力变形阶段：建筑物加载至基础开挖土重阶段的变形为回弹再压 缩变形；约占总沉降的20-30%； 附加应力变形阶段：建筑物荷载超过开挖土重，由两者差值在地基中产 生的附加应力引起变形，约占总沉降的35-50%； 恒应力阶段：指建筑物竣工后的地基长期变形，约占总沉降的30-35%。
yix, y 2Fi x, y x, y / ks
挖除
20
本章重点
地基、基础与上部结构共同工作 文克尔地基模型 柱下条形基础 十字交叉条形基础（课程设计）
21
9
柱下十字交叉基础
荷载修正
如何进行荷载修正？ 思路：既然重复计算，则提高荷载水平，以保持基底压力不变。 荷载修正方法：
设实际基底面积为A ，其中节点面积为a。
荷载修正前基底压力：
p F Aa
实际基底压力也即荷载修正 所要达到的基底压力：
p F A
为使基底压力保持在实际水准，应将荷载提高m倍，也即：
其中 Fi x Kix Fi
Fi y Kiy Fi
6
柱下十字交叉基础
单柱荷载分配
利用文克尔地基梁法求解十字交叉基础节点荷载分配
K ix
4 Bx S x 4BxSx ByS y
Kiy
By S y 4BxSx By S y
文克尔地基上的一根无限长梁和一根半无 限长梁求解
yix 2Fi x x / ks
17
箱形基础
箱形基础沉降（地基变形）特点
由于大面积的深基坑开挖，引起比较明显的基坑土回弹变形，回 弹变形大小由土的性质、卸载大小、基坑面积和施工方法有关； 高层建筑箱形基础下地基变形可分为三个阶段：
自重应力变形阶段：建筑物加载至基础开挖土重阶段的变形为回弹再压 缩变形；约占总沉降的20-30%； 附加应力变形阶段：建筑物荷载超过开挖土重，由两者差值在地基中产 生的附加应力引起变形，约占总沉降的35-50%； 恒应力阶段：指建筑物竣工后的地基长期变形，约占总沉降的30-35%。
yix, y 2Fi x, y x, y / ks
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含该层以便加快工作进程。 3. 为避免创建从属于圆角特征的子项，标注
时，不要以圆角创建的边或相切边为参照。
第4章 工程特征
7.1 孔特征 7.2 圆角特征
7.3 倒角特征
7.3 倒角特征
一. 倒角类型
1. 边倒角
常用，从选定边线中截掉一块平直 剖面的材料，以便在共有该选定边线的 两个原始曲面之间创建斜角曲面。
1. 一般圆角：在选定边上 的圆角半径值是恒定不 变的。
2. 完全圆角：在两个平行 曲面间创建圆角特征。
3. 可变圆角：在选定边上 的圆角半径值是可变的。
用于倒圆角 的基础实体
(创建略)
创建一般圆角特征的基本方法 1.点击 打开“倒圆角”操控板；
2. 选择放置参数；
方式：边链；曲面-曲面；曲面-边
2)按 Ctrl 选两面
3)点选两面 之间的上表 面为驱动面
4)按 完成
D、创建拐角球特征的方法
1)按 Ctrl 选三相交边
2)在零件外右 弹菜单选：倒
圆角边
3)切换至 过渡模式
4)点选拐角 5)选择拐角球
6)更改R及L值
注意：
1. 在设计中尽可能晚些添加圆角特征。 2. 可以将所有圆角放置到一个层上，然后隐
草绘孔是由草绘截面定义的旋转特征，与旋转切 剪特征相似。
基础实体
要求创建的阶梯孔
草绘孔注意点：
1.必须在草绘环境中选取现有的草绘剖面或创建新 的草绘剖面；
2.草绘剖面满足如下特征： ①包含几何图元； ②无相交图元的封闭环； ③包含垂直旋转轴（必须草绘一条中心线）； ④所有图元位于旋转轴一侧，且绘制的剖面至少 要有一条边与旋转中心线垂直。
创建。但倒圆角特征一般在产
品设计的最后阶段创建。
一、创建圆角模式
1.设置模式 ：
系统默认模式，也称集合模式。在该 模式下可选取倒圆角的参照，以及控制倒 圆角的各项参数，可以处理倒圆角的组合。
2.过渡模式 ：
在该模式下可定义倒圆角特征的所 有过渡，系统并会自动在模型中显示可 设置的过渡区。
二、圆角类型
(四). 孔的放置（定位）类型
1.线性：用孔轴线距两条边（面）的距离
定位。即用两个线性尺寸来定位孔的位 置。
2.径向/直径：绕一中心轴距离（半径/
直径）和偏离一个面（角度）来定位孔 的位置（极坐标系）。
3.同轴：直接选一参考轴来定位孔轴；孔
的轴线将与参考轴同轴。
4.在点上：过曲面上一点（基准点），沿
C. 标准孔：即标准螺纹孔。（我国用ISO标准） 注意：在英制环境中孔尺寸不对。
孔的位 置参数
孔的形 状参数
使用预定义矩形 作为钻孔轮廓
孔的 直径
孔的 选项
孔的 深度
创建简 单孔
创建标 准孔
使用标准孔轮廓 作为钻孔轮廓
使用草绘定 义钻孔轮廓
(二). 创建方法：
1.点选 打开创建孔特征操控板
孔类型
孔尺寸
2)点此面
3)打开上滑板设置如下
选径向 /直径
4)按 完成
按Ctrl健， 选轴A_1/、 RIGHT面， 给定偏移量
3)同轴简单孔（直接选轴就可以 ）
1)按
2)点此面
3)按住ctrl 键点轴线
4）设置直 径、深度
5)按 完成
4)在点上
1)按
2)点基准点
3)给定直径、深度 4)按 完成
2、创建草绘孔(创建基础实体略)
曲面的法向方向产生孔（较特殊的参照 方式）。
二. 圆孔生成实例
1、 创建下列简单直孔(创建基础实体略)
①同轴定位孔 ②在点上定位孔 ③线形定位孔
④径向定位孔
基础实体
1)线性简单孔
1)按
2)点此面
3)打开上滑板设置如下
选线性
按Ctrl 选两参 考边， 给定偏 移量
4)按 完成
2)径向简单孔
1)按
C、创建完全圆角特征的基本方法
完全倒圆角一般步骤：
选择需要倒 圆角的对边
点击”倒圆角”
→”设置”
完成倒圆角
实例三：创建完全圆角特征 选取两边线倒圆角 （鼠标快捷键操作）
1)按 Ctrl 选两边
2)在零件外 右弹菜单 选： 倒圆角边
3）再右弹菜单选： 完全倒圆角 按 完成
实例三：创建完全圆角特征 选取两面倒圆角 1)点选
曲面-边方式：
2)选取一个面， 再按住ctrl键
点选另一条边。
1)点选
3)双击尺寸 修改尺寸
4)按 完成
B、创建可变半径圆角特征
1) 选圆角工具/选边； 2)在操作块上右点弹出“添
加半径”菜单； 3)点该菜单添加半径点(2个)
4)输入数值如图； 注：圆形操作块决定位置；
方形操作块决定半径； 用鼠标可拖动它们； 5)按 完成；
孔形及螺纹深度的设置
7)打开形状 填入数据
8)选孔的形状
9)按 完成
第4章 工程特征
7.1 孔特征 7.2 圆角特征
7.3 倒角特征
7.2 圆角特征
圆角特征：去除模型棱角，满
足造型美学要求，增加造型变 倒
化，防止模型应力集中造成裂 圆
纹。
角
工
倒圆角特征可以在曲面间 具
创建，也可以在中间曲面位置
2. 在 孔类型 分组框中选择生成方式； 3. 在 孔尺寸分组框中确定尺寸参数； 4. 在 孔放置分组框中确定放置参数； 5. 设置满意后生成圆孔结构
(三). 孔特征的深度设置
(四). 孔的放置（定位）类型
孔放置位置参照： 放置——孔的放置表面； ● 反向——孔放置的方向 类型——孔定位的方式； ● 偏移参照——孔定位参照。
1)草绘孔的操作
1)按
2)点此面
3)打开上滑板设置如下
4)按此进入草绘
按住Ctrl 点选
RIGHT/ 边
5)草绘如图示（用旋转特征形成阶梯孔）
6)按 退出草绘 按 完成
3、创建标准孔（螺孔）
1)按
2)点此面
3)打开上滑板设置如下
按Ctrl 选A_1/
FRONT
4)选螺孔
5)选标准
6)选规格
3. 设置倒角半径；
实例一：创建恒定半径圆角特征
边链方式：
1)点选
2)点选要倒 圆角的边
3)双击尺寸 修改尺寸
4)按 完成
实例一：创建恒定半径圆角特征
曲面-曲面方式： 1)点选
2)选取模型上一 面，再按住ctrl键 点选要倒圆角的
边的相邻另一面。
3)双击尺寸 修改尺寸
4)按 完成
实例一：创建恒定半径圆角特征
第7章 附加特征的创建
7.1 孔特征概述
圆孔(Hole)是产品设计中
使用最多的特征之一，孔特征
孔
工
命令能方便快捷地创建圆孔。
具
(一). 圆孔常见的生成方法：
A. 简单孔：单一直径孔，对圆截面实行拉伸剪切 （需指定：直径/深度/位置）
B. 草绘孔：非单一直径的孔，由草绘/旋转生成； （常用于阶梯孔、锥形孔的创建）
时，不要以圆角创建的边或相切边为参照。
第4章 工程特征
7.1 孔特征 7.2 圆角特征
7.3 倒角特征
7.3 倒角特征
一. 倒角类型
1. 边倒角
常用，从选定边线中截掉一块平直 剖面的材料，以便在共有该选定边线的 两个原始曲面之间创建斜角曲面。
1. 一般圆角：在选定边上 的圆角半径值是恒定不 变的。
2. 完全圆角：在两个平行 曲面间创建圆角特征。
3. 可变圆角：在选定边上 的圆角半径值是可变的。
用于倒圆角 的基础实体
(创建略)
创建一般圆角特征的基本方法 1.点击 打开“倒圆角”操控板；
2. 选择放置参数；
方式：边链；曲面-曲面；曲面-边
2)按 Ctrl 选两面
3)点选两面 之间的上表 面为驱动面
4)按 完成
D、创建拐角球特征的方法
1)按 Ctrl 选三相交边
2)在零件外右 弹菜单选：倒
圆角边
3)切换至 过渡模式
4)点选拐角 5)选择拐角球
6)更改R及L值
注意：
1. 在设计中尽可能晚些添加圆角特征。 2. 可以将所有圆角放置到一个层上，然后隐
草绘孔是由草绘截面定义的旋转特征，与旋转切 剪特征相似。
基础实体
要求创建的阶梯孔
草绘孔注意点：
1.必须在草绘环境中选取现有的草绘剖面或创建新 的草绘剖面；
2.草绘剖面满足如下特征： ①包含几何图元； ②无相交图元的封闭环； ③包含垂直旋转轴（必须草绘一条中心线）； ④所有图元位于旋转轴一侧，且绘制的剖面至少 要有一条边与旋转中心线垂直。
创建。但倒圆角特征一般在产
品设计的最后阶段创建。
一、创建圆角模式
1.设置模式 ：
系统默认模式，也称集合模式。在该 模式下可选取倒圆角的参照，以及控制倒 圆角的各项参数，可以处理倒圆角的组合。
2.过渡模式 ：
在该模式下可定义倒圆角特征的所 有过渡，系统并会自动在模型中显示可 设置的过渡区。
二、圆角类型
(四). 孔的放置（定位）类型
1.线性：用孔轴线距两条边（面）的距离
定位。即用两个线性尺寸来定位孔的位 置。
2.径向/直径：绕一中心轴距离（半径/
直径）和偏离一个面（角度）来定位孔 的位置（极坐标系）。
3.同轴：直接选一参考轴来定位孔轴；孔
的轴线将与参考轴同轴。
4.在点上：过曲面上一点（基准点），沿
C. 标准孔：即标准螺纹孔。（我国用ISO标准） 注意：在英制环境中孔尺寸不对。
孔的位 置参数
孔的形 状参数
使用预定义矩形 作为钻孔轮廓
孔的 直径
孔的 选项
孔的 深度
创建简 单孔
创建标 准孔
使用标准孔轮廓 作为钻孔轮廓
使用草绘定 义钻孔轮廓
(二). 创建方法：
1.点选 打开创建孔特征操控板
孔类型
孔尺寸
2)点此面
3)打开上滑板设置如下
选径向 /直径
4)按 完成
按Ctrl健， 选轴A_1/、 RIGHT面， 给定偏移量
3)同轴简单孔（直接选轴就可以 ）
1)按
2)点此面
3)按住ctrl 键点轴线
4）设置直 径、深度
5)按 完成
4)在点上
1)按
2)点基准点
3)给定直径、深度 4)按 完成
2、创建草绘孔(创建基础实体略)
曲面的法向方向产生孔（较特殊的参照 方式）。
二. 圆孔生成实例
1、 创建下列简单直孔(创建基础实体略)
①同轴定位孔 ②在点上定位孔 ③线形定位孔
④径向定位孔
基础实体
1)线性简单孔
1)按
2)点此面
3)打开上滑板设置如下
选线性
按Ctrl 选两参 考边， 给定偏 移量
4)按 完成
2)径向简单孔
1)按
C、创建完全圆角特征的基本方法
完全倒圆角一般步骤：
选择需要倒 圆角的对边
点击”倒圆角”
→”设置”
完成倒圆角
实例三：创建完全圆角特征 选取两边线倒圆角 （鼠标快捷键操作）
1)按 Ctrl 选两边
2)在零件外 右弹菜单 选： 倒圆角边
3）再右弹菜单选： 完全倒圆角 按 完成
实例三：创建完全圆角特征 选取两面倒圆角 1)点选
曲面-边方式：
2)选取一个面， 再按住ctrl键
点选另一条边。
1)点选
3)双击尺寸 修改尺寸
4)按 完成
B、创建可变半径圆角特征
1) 选圆角工具/选边； 2)在操作块上右点弹出“添
加半径”菜单； 3)点该菜单添加半径点(2个)
4)输入数值如图； 注：圆形操作块决定位置；
方形操作块决定半径； 用鼠标可拖动它们； 5)按 完成；
孔形及螺纹深度的设置
7)打开形状 填入数据
8)选孔的形状
9)按 完成
第4章 工程特征
7.1 孔特征 7.2 圆角特征
7.3 倒角特征
7.2 圆角特征
圆角特征：去除模型棱角，满
足造型美学要求，增加造型变 倒
化，防止模型应力集中造成裂 圆
纹。
角
工
倒圆角特征可以在曲面间 具
创建，也可以在中间曲面位置
2. 在 孔类型 分组框中选择生成方式； 3. 在 孔尺寸分组框中确定尺寸参数； 4. 在 孔放置分组框中确定放置参数； 5. 设置满意后生成圆孔结构
(三). 孔特征的深度设置
(四). 孔的放置（定位）类型
孔放置位置参照： 放置——孔的放置表面； ● 反向——孔放置的方向 类型——孔定位的方式； ● 偏移参照——孔定位参照。
1)草绘孔的操作
1)按
2)点此面
3)打开上滑板设置如下
4)按此进入草绘
按住Ctrl 点选
RIGHT/ 边
5)草绘如图示（用旋转特征形成阶梯孔）
6)按 退出草绘 按 完成
3、创建标准孔（螺孔）
1)按
2)点此面
3)打开上滑板设置如下
按Ctrl 选A_1/
FRONT
4)选螺孔
5)选标准
6)选规格
3. 设置倒角半径；
实例一：创建恒定半径圆角特征
边链方式：
1)点选
2)点选要倒 圆角的边
3)双击尺寸 修改尺寸
4)按 完成
实例一：创建恒定半径圆角特征
曲面-曲面方式： 1)点选
2)选取模型上一 面，再按住ctrl键 点选要倒圆角的
边的相邻另一面。
3)双击尺寸 修改尺寸
4)按 完成
实例一：创建恒定半径圆角特征
第7章 附加特征的创建
7.1 孔特征概述
圆孔(Hole)是产品设计中
使用最多的特征之一，孔特征
孔
工
命令能方便快捷地创建圆孔。
具
(一). 圆孔常见的生成方法：
A. 简单孔：单一直径孔，对圆截面实行拉伸剪切 （需指定：直径/深度/位置）
B. 草绘孔：非单一直径的孔，由草绘/旋转生成； （常用于阶梯孔、锥形孔的创建）