土力学与地基基础
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。
土力学与地基基础
地基与基础 示意图（ 示意图（一）
地基与基础示意图（ 地基与基础示意图（二）
（续） 土的抗剪强度和地基承载力 土压力和土坡稳定 岩土工程勘察概述 浅基础设计 桩基础 基坑工程 地基处理
1.8 实验教学内容
土的含水量、重度，土的液限与塑限 土的含水量、重度， 土的侧限压缩试验（固结试验） 土的侧限压缩试验（固结试验） 土的直接剪切试验，土的三轴剪切试验（演示） 土的直接剪切试验，土的三轴剪切试验（演示）
2、土的三相组成及土的结构
土的固体颗粒（固相） 2.1 土的固体颗粒（固相） 2.2 土中水和气 2.3 土的结构与构造
土的固体颗粒（固相－骨架） 2.1 土的固体颗粒（固相－骨架）
水（液态、固态） 液态、固态） 土的三相 气体（包括水气） 气体（包括水气） 固体颗粒（骨架） 固体颗粒（骨架）
图2.1 土的三相组成示意图
粘土矿物
粘土矿物特点：粘土矿物是一种复合的铝 硅酸盐晶体 硅酸盐晶体， 粘土矿物特点：粘土矿物是一种复合的铝—硅酸盐晶体， 颗粒成片状，是由硅片 铝片构成的晶胞所组叠而成 硅片和 构成的晶胞所组叠而成。 颗粒成片状，是由硅片和铝片构成的晶胞所组叠而成。 硅片的基本单元是硅 氧四面体。它是由1 是硅—氧四面体 硅片的基本单元是硅 氧四面体。它是由1个居中的硅离 子和4个在角点的氧离子所构成，如图2.2(a)所示。 2.2(a)所示 个硅— 子和4个在角点的氧离子所构成，如图2.2(a)所示。由6个硅 氧四面体组成一个硅片，如图2.2(b)所示。 2.2(c)为简化图 2.2(b)所示 氧四面体组成一个硅片，如图2.2(b)所示。图2.2(c)为简化图 形。
（4）颗粒分析试验
颗粒分析试验：确定土中各个粒组相对含量的方法。 颗粒分析试验：确定土中各个粒组相对含量的方法。 试验方法： 试验方法： 筛分法。适用于粒径大于0.075mm的粗粒土。 0.075mm的粗粒土 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、 60、 0.5、 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 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 准筛内摇振，然后分别称出留在各筛子上的土重， 各粒组的相对含量，即得土的颗粒级配。 各粒组的相对含量，即得土的颗粒级配。 沉降分析法。适用于粒径小于0.075mm的细粒土。 0.075mm的细粒土 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）。 有密度计法（也称比重计法）和移液管法（也称吸管法）。
土力学与地基基础
干密度的最大值称为最大干密度，此时相应的含水率称为最优含水率。 一、粘性土的击实特性
峰值——最优含水率
二、无粘性土的击实特性：风干和饱和状态下击实效果较好。
粘性土无粘性土Fra bibliotek§8 地基土（岩）的工程分类
一、岩石的工程分类
岩石坚硬程度分类
类别
强度（MPa）
代表性岩石
硬质岩石
≥30
花岗岩、闪长岩、玄武岩、石灰岩、石英砂岩、硅 质砾岩、花岗片麻岩、石英岩等
稍密 15≥N63.5>10
松散 10≥N63.5
碎石土的密实度
碎石土密实度野外鉴别方法
密实度 骨架颗粒含量和排列 骨架颗粒含量大于总重的70%，呈交 错排列， 连续接触。 骨架颗粒含量大于总重的60%～70%， 呈交错排列， 大部分接触。 可挖性 锹镐挖掘困难，用撬棍方 能撬动，井壁一般较稳定。 可钻性 钻进极困难，冲击钻探时， 钻杆、吊锤跳动剧烈，孔 壁较稳定。 钻进较困难，冲击钻探时， 钻杆、吊锤跳动不剧烈， 孔壁有塌陷现象。
洪积物常呈现不规则交错的层理构造，如具有夹层、尖灭或透镜体
等产状。
⑷冲积土—河流流水的地质作用将两岸基岩及其上部覆盖的坡积、洪 积物质剥蚀后搬运、沉积在河流坡降平缓地带形成的沉积物。
⑸其他沉积土—除了上述四种成因类型的沉积物外，还有海洋沉积物、 湖泊沉积物、冰川沉积物及风积物等，它们是分别由海洋，湖泊、 冰川及风等的地质作用形成的．
单粒结构
蜂窝结构
絮状结构
五、土的构造 在同一土层中的物质成分和颗粒大小等都相近的各部分之间的相互 关系的特征称为土的构造。 •层状构造、分散构造、裂隙构造。
§4 土的三相比例指标
三相简图
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。
土力学与地基基础
1975年8月，淮河板桥石漫滩水库因老化而垮坝决口，狂泻的大水夺走了万余条猝不及防的性命。 垮坝的重大事故提醒人们，必须重视对岩土工程结构物生命周期与老化规律的研究。
1985年6月12日凌晨，在长江西陵峡上段，兵书宝剑峡出口处发生总体积为2×107m3的新摊滑坡。 新滩古镇滑入长江，古镇全部被毁。由于自1968年以来对该滑坡进行了深入的研究与地表位移 的长期监测，在滑坡发生以前及时发出临滑警报，由于紧急疏散人员而全镇1371人无一伤亡。 这一大灾无人员伤亡的事例说明只要重视岩土工程工作，加强监测和预报，地质灾害是可以预 测、预报，可以减少损失的。
2．基础工程：
基础工程学涵盖各种类型建筑物、构筑物的各类基础 及地基处理的设计与施工技术，其研究领域非常广泛。 基础工程服务于各种类型建筑物与结构物，包括建筑 工程、桥梁工程、水工建筑物、港工建筑物、海上平 台等各种陆上、水上、水下和地下的结构物。基础工 程的研究内容包括浅基础、深基础和桩基础、地基处 理、支挡结构物、基坑工程以及现场监测技术、地基 与基础的共同作用分析技术等，几乎囊括了所有与土 有关的结构工程的设计、计算技术，以及实施设计意 图的施工技术和施工组织管理。
上述事故实例说明，岩土工程方面的事 故具有突发性、灾害性和全局性的特点， 不仅使工程全军覆没，而且常殃及四邻， 危害环境。为了防止工程事故的产生， 在重要工程的各个阶段都应十分重视岩 土工程的勘察、设计、施工和检测。
《土力学与地基基础》
绪 论---土力学及其相关学科
§0 -1 土力学与基础工程
一．土力学及基础工程的基本概念
1．土力学
土力学是从力学与工程的角度研究土的一门学科。 即：土力学是利用力学的一般原理，研究土的物理、 化学和力学性质及土体在荷载、水、温度等外界因 素作用下工程性质的应用科学。它主要研究土的应 力、变形与强度、稳定性。也研究土——结相互作 用的规律，也是工程力学的一个分支。
土力学与地基基础
土力学与地基基础三、简答题1. 何谓中性点？哪些情况下可能在桩周产生负摩阻力？中性点：桩土之间不产生相对位移的截面位置，称为中性点。
在下列情况下可能在桩周产生负摩阻力：①桩周地面大面积堆载，填土或桩册地面承受局部较大长期荷载；②桩基场地降低地下水位；③自重欠固结土中的桩基；④沉桩严重扰动桩周土后引起土的固结；⑤桩穿越松散填土，自重湿陷性黄土进入较硬土层等等2. 简述竖向承压桩的荷载传递规律？竖向承压桩的荷载传递规律：①开始增加荷载时，桩身上部受到压缩而产生相对于土的向下位移，从而使桩侧表面受到土的向上的摩阻力。
②荷载进一步增加时，桩相对于土的位移进一步加大，使桩侧表面摩阻力从桩上段向下端渐次发挥。
桩底持力层也受到压缩而引起桩端反力。
③当沿桩身全长的摩阻力都达到极限值之后，此时荷载的增加全部由桩端阻力承担。
竖向承压桩的荷载传递规律就是桩侧阻力与桩端阻力的发挥过程。
3. 何谓局部剪切破坏？什么情况下的地基土体容易产生局部剪切破坏？地基破坏的模式局部剪切破坏：是一种在基础荷载作用下地基某一范围内发生剪切破坏区的地基模式。
中等密实砂土容易产生局部剪切破坏。
4.试述结构方面可采取哪些措施以消除或减轻不均匀沉降的危害？结构措施：1）减轻建筑物的自重；2）设置圈梁；3）减少或调整基底附加压力；4）增强上部结构刚度或采用非敏感性的结构。
5. 何谓土的极限平衡条件？在极限平衡条件下，土中某点的大主应力与小主应力的关系如何？土的极限平衡条件：土体处于极限平衡状态时土的应力状态和土的抗剪强度指标之间的关系式土中某点的大主应力与小主应力的关系如下：粘性土：无粘性土：6. 何谓太沙基有效应力原理？试用有效应力原理说明饱和土地基的一维固结过程。
太沙基有效应力原理：控制饱和土体体积变形和强度变化的不是土体承担的总应力,而是总应力与孔隙水压力之差,即土骨架承受的应力,即所谓有效应力。
其表达式为：=-。
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
土力学与地基基础引言土力学是研究土体力学性质及其对工程行为影响的科学。
地基基础则是建筑物或其他工程设施所依赖的地面部分。
理解土力学与地基基础对于工程设计和施工至关重要。
本文将介绍土力学的基本概念和原理，并探讨地基基础的类型和设计要点。
土力学的基本概念土力学是研究土壤在外力作用下的变形和破坏行为的学科。
它主要研究土壤的力学性质，如弹性模量、剪切强度、压缩性等，并探究这些性质对土壤的力学行为产生的影响。
土壤力学性质•弹性模量：土壤的弹性模量是衡量土壤抗变形能力的重要指标。
它表示了土壤在受到外力作用下产生的应变与应力的关系。
弹性模量越大，土壤的刚度越高，变形能力越小。
•剪切强度：剪切强度是土壤抵抗剪切力的能力。
它是衡量土壤抗剪切破坏的重要指标。
剪切强度受到多个因素的影响，如土壤类型、应力状态和水分含量等。
•压缩性：土壤的压缩性是指土壤在受到垂直应力作用下发生的体积变化。
压缩性与土壤的孔隙结构和水分含量密切相关。
不同类型的土壤具有不同的压缩性。
土壤的力学行为土壤在受到外力作用下会发生一系列的力学行为，如压缩、剪切和变形。
对于工程设计和施工来说，了解土壤的力学行为对工程的稳定性和安全性至关重要。
•压缩行为：土壤在受到垂直应力作用下，孔隙体积会减小，导致土壤整体发生压缩现象。
土壤的压缩行为会对建筑物和基础的沉降产生影响。
•剪切行为：土壤在受到剪切力的作用下会发生剪切现象。
剪切行为会影响土体的强度和稳定性，对于土质较松散的地基来说尤为重要。
•变形行为：土壤的变形是指土壤在受到外力作用下，孔隙体积和形状发生改变的过程。
土壤的变形行为对工程的变形和稳定性具有重要影响。
地基基础的类型和设计要点地基基础是建筑物或其他工程设施所依赖的地面部分，它起着分散荷载、传递荷载和保证地面稳定的作用。
地基基础的类型和设计要点因不同的工程需求而有所差异。
1.浅基础：浅基础是指埋置在地表以下较浅深度的地基基础。
它通常用于荷载较小的建筑物和结构，如住宅、仓库和轻型工业厂房等。
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
土力学与地基基础一、填空题1•未经人工处理就可以满足设计要求的地基称为天然地基。
2、在大主应力（（T 不变的情况下，当作用于土体上的小主应力（訂实际）小于极限状态下的小应力（（T 3时,土体处于破坏状态。
3、在计算成层土的自重应力时，地下水位以上土层的重度取天然重度，地下水位以下的重度取浮重度，不透水层以下的重度取饱和重度。
4、粘性土能压实到最实密状态的含水率称最优含水率，相应的干密度称为最大干密_________ 5•土体在外力作用下，压缩随时间增长的过程，称为土的固结。
6、若基底压力P不变，增大基础埋置深度D，土中的附加应力将减小」基的沉降也将减 _ 小。
7•基础是将结构承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分。
8•土的渗透系数K越大，说明土的渗透性能越强，颗粒越细，含粘粒越多的土渗透系数越小。
—9•土的固体颗粒物质分为无机矿物颗粒和有机—10•土的颗粒级配曲线平缓说明土的颗粒不均匀，级配良好。
11. 土的自重应力不引起地基变形，只有作用于地基上的附加压力，才是地基压缩变形的主要原因。
12地基中的附加应力是由建筑物荷载引起的应力增量。
13•土体在外力作用下，压缩随时间增长的过程，称为土的固结。
二、选择题1、软弱下卧层的承载力特征值应进行（A）（A）深度修正（B）宽度修正（C）宽度和深度的修正（D）仅当宽度大于3m时才需做宽度修正2、具有地下室的筏形基础的地基承载力要比同样条件下条形基础的地基承载力（C）（A）高（B）一样（C）低（D）无法确定3、当地基受力层范围内存在软弱下卧层时，若要显著减小柱下扩展基础的沉降量，较可行的措施为（A）（A）增大基底面积（B）减小基底面积（C）增大基础深度（D）减小基础深度二、判断是非题1、层理构造是沉积岩所特有构造，而杏仁状、气孔状构造却是变质岩所特有构造。
（X）2、地球最内部的核心部分称为地核，地核与地幔的分界面为古登堡面。
（V）3、气孔状构造，流纹状构造常在浅成岩中出现。
土力学与地基基础
塔身每层都有精美的圆柱与花纹图案，是 一座宏伟而精致的艺术品。1590年伽利略 一座宏伟而精致的艺术品。1590年伽利略 在此塔做落体实验，创建了物理学上著名 的落体定律。斜塔成为世界上最珍贵的历 史文物，吸引无数世界各地游客。全塔总 重约145MN，基础底面平均压力约50kPa。 重约145MN，基础底面平均压力约50kPa。 地基持力层为粉砂，下面为粉土和粘土层。 目前塔向南倾斜，南北两端沉降差1.80m， 目前塔向南倾斜，南北两端沉降差1.80m， 塔顶离中心线已达5.27m，倾斜5.5° 塔顶离中心线已达5.27m，倾斜5.5°，成 为危险建筑。1990年 为危险建筑。1990年1月4日被封闭。除加 固塔身外，用压重法和取土法进行地基处 理。目前已向游人开放。
与其它经验科学一样，土力学是人类在工 程实践的成功与失败中，不断总结与积累 经验而逐步发展起来的一门学科，目前已 形成了系统的理论体系。在此我们首先回 顾一下土力学的 发展历史，再通过一系列 发展历史，再通过一系列 的工程实例 来认识一下学习该课程的意义 和作用，最后让我们了解一下该课程的 学 习内容 。
（ 2）1925年至1960年左右的《古典土力学》 1925年至1960年左右的《古典土力学》 （以有效应力原理为核心） 1925年太沙基( 1925年太沙基( Terzaghi )出版的第一本《土 )出版的第一本《 力学》 力学》专著标志着土力学学科的形成，之后 世界许多学者对土 的抗剪强度 、土的变形、 土的渗透性、土的应力应变关系和破坏机理 进行了大量的研究工作，并逐渐将土力学的 基本理论普遍应用于解决各种不同条件下的 工程问题。
土力学是利用力学知识和土工试验技术来 研究土的强度、变形及其规律并将其应用到生 产实践中的一门科学, 产实践中的一门科学,它既是一门古老的工程技 术，又是一门年轻的应用科学。古人兴建的堤 坝、桥梁、蜿蜒的万里长城、大运河等，都为 本学科的发展积累了丰富的经验，17、18世纪 本学科的发展积累了丰富的经验，17、18世纪 众多学者的研究为土力学的发展奠定了理论基 础，1925年，土力学的奠基人太沙基归纳前人 础，1925年，土力学的奠基人太沙基归纳前人 的成就，发表了《土力学》 的成就，发表了《土力学》一书，系统介绍了 土力学的基本内容，土力学得以成为一门独立 的学科。20世纪60 的学科。20世纪60
土力学与地基基础
土力学与地基基础2篇1. 土力学土力学是研究土壤力学性质及其在土木工程中应用的学科。
它通过研究土壤力学特性，预测和分析土壤的力学行为，以便优化土木工程的设计和施工过程。
本文将进一步探讨土力学的重要性以及其在地基基础工程中的应用。
土力学对土壤的力学行为进行研究，其中关键的参数包括土壤的粒度分布、密实度、压缩性和剪切强度等。
通过对这些参数的分析，可以预测土壤的承载能力、变形特性和稳定性。
这些预测结果对于土木工程的设计和施工至关重要。
在土木工程项目中，地基基础是最重要的一环。
地基的良好设计和施工对建筑物的稳定性和安全性起着至关重要的作用。
通过土力学的研究，工程师可以确定土壤的承载能力，为建筑物提供足够的支撑。
此外，土力学还可以帮助工程师设计修筑地基的方法和材料选择，以保证工程的长期稳定性。
土力学在地基基础工程中的应用还包括土壤加固和地下结构设计。
当土地条件不理想或工程要求特殊时，土力学可以提供一系列的土壤加固方法，如挤密、灌浆和土体置换等。
这些方法可以增加土壤的承载能力，从而满足工程的需求。
另外，土力学也为地下结构的设计提供了重要的依据。
地下结构包括地下室、地下管道和隧道等。
这些结构在地下环境中承受着巨大的压力和荷载。
通过土力学的研究，工程师可以预测土壤对地下结构的影响，并采取相应的设计和施工措施，保证这些结构的安全性和持久性。
综上所述，土力学作为土木工程的重要学科，在地基基础工程中起着举足轻重的作用。
通过对土壤力学性质的研究，可以预测土壤的力学行为，为工程提供可靠的设计和施工方案。
因此，对土力学的深入了解和应用有助于确保土木工程的稳定性和长期可持续发展。
2. 地基基础地基基础是土木工程中的重要部分，它为建筑物提供了稳定的支撑和承重能力。
本文将介绍地基基础的定义、类型以及在建筑工程中的重要性。
地基基础是指建筑物或其他结构直接安放在土壤上的部分。
它的主要作用是将建筑物的重力通过合理的转移和分布，传递到地下土壤中，以保证建筑物的稳定性和安全性。
土力学与地基基础
4
12.1 软 土 地 基
软弱土是指抗剪强度较低、压缩性较高、渗透 性较小、天然含水率较大的饱和黏性土。常见 的软弱土有：淤泥、淤泥质土、泥炭和泥炭质 土和其他高压缩性的黏土及粉土等，其中淤泥 和淤泥质土是软弱土的主要类型。淤泥一般是 指天然含水率大于液限、天然孔隙比不小于1.5 的黏土，而淤泥质土则是指天然含水率大于液 限、天然孔隙比在1.0～1.5的黏土或粉土。这 些软弱土广泛分布在我国东南沿海地区和内陆 的江、河、湖沿岸及周边地区。
19
12.5.2 冻土的冻胀性指标
1. 冻胀量
2. 融陷
3. 融化压缩系数
4. 冻胀力
20
12.6 盐渍土地基
12.6.1 盐渍土的分类及腐
蚀性
1. 盐渍土的分类
2. 盐渍土的腐蚀性
1) 物理侵蚀 2) 化学腐蚀
21
12.6.2 盐渍土的融陷性
1. 室内压缩试验
2. 现场浸水荷载 试验
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12.7 山 区 地 基
膨胀土是土中黏粒成分主要由亲水性矿物组成， 具有显著的吸水膨胀和失水收缩两种变形特性 的黏性土。虽然一般黏性土也都有膨胀、收缩 特性，但其变形量不大；而膨胀土的膨胀—收 缩—再膨胀的周期性变形特性非常显著，并给 工程带来危害，因而将其作为特殊土从一般黏 性土中区别出来。我国膨胀土分布很广，以云 南、广西、湖北、安徽、河北、河南等省(区)的 山前丘陵和盆地边缘最严重，此外，贵州、陕 西、山东、江苏、四川等地都有分布。
1. 岩溶形态
2. 岩溶地基处理措施
24
12.7.3 土洞
1. 土洞的形成
2. 土洞的探查
3. 处理方法
25
12.8 地震区的地基基础
1、土力学与地基基础
理也较发育。在三角洲地带，地下水位很高，水系密布，该区
域内沉积物形成饱和砂土及软粘土，承载能力很低，压缩性很 高，作为建筑物地基应特别慎重。
• 五、海相沉积物
ห้องสมุดไป่ตู้
• 海洋按海水深度不同划分为四个区域，滨海地区是指涨潮时
淹没、落潮时落出的地带；浅海地区称为大陆架，水深0～ 200m，宽度100～200km；陆坡地区水深200～1000m，宽度 200～300km；当水深超过1000m时，为深海地区。不同地区 的沉积物不同。
• 化学风化作用不仅破坏了岩石的结构，而且使化 学成份改变，形成新的矿物。粘土颗粒便是岩石 经化学风化后的产物。 3．生物风化作用：是指生物活动过程中对岩石产生 的破坏作用。如树根生长时施加周围岩石的压力 可超过岩石的强度，使岩石产生裂纹而破坏。活 动在地表浅层的动物如老鼠、蚯蚓等也可使岩石 被碎成土。开山、挖隧道等作用产生的土等。
(9)桥梁、房屋结构的抗震设计，需要研究土的动力特性。
由此可见，土力学这门学科与土木工程专业课的学习和今后的技 术工作有着十分密切的关系。学习这门课程是为了更好地学好专 业课，也是为了今后更好地解决有关土的工程技术问题奠定坚实 的基础。
第一章 工程地质 §1.1 概 述
• 从上面分析可以看出，工程地质与道桥工程的关系极为密切，因 为各种道路和桥梁都是建在地球表面上的，都要与土打交道。建 筑场地的工程地质条件直接影响道桥的设计方案、施工与工程投 资。因此，首先讲一些有关土质学方面的内容。
(1)土的物理、力学、物理化学性质；
(2)宏观与微观结构；
(3)土的压缩性； (4)强度特性； (5)渗透性； (6)动力特性等。 • 为各类土木工程的稳定和安全提供科学的对策。
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一、单选( 每题参考分值2.5分)1、判别无黏性土的密实程度时，标准贯入试验所用锤的质量为( )10kgB.28kgC.63.5kgD.120kg错误:【C】引起地面大面积沉降B.使土中自重应力减小C.使地基承载力降低D.使挡土墙的侧压力增大错误:【A】3、端承型群桩基础，群桩效应系数η的值为（）0.8B.1.0C.1.25D.1.67错误:【B】4、当地基塑性区的最大开展深度为基础宽度的四分之一时，相应的基底压力记为（）A.B.C.D.错误:【B】5、以下类型的挡土墙中，依靠自身重力维持墙体稳定的是（）重力式挡土墙B.悬臂式挡土墙C.扶壁式挡土墙D.锚杆式挡土墙错误:【A】桩基础适用于地基上部土层土质太差而下层土质较好的情况B.桩基础适用于存在可液化土层的情况C.当上层软弱土层很厚，桩底不能达到坚实土层时，选择桩基础应考虑沉降问题D.桥梁及港口工程多采用低承台桩基础错误:【D】7、在以下的土中水选项中，可使地基浸湿，使地下室受潮或使地基、路基冻胀的是（）吸着水B.薄膜水C.重力水D.毛细水错误:【D】8、在土的①含水率、②孔隙比、③孔隙率、④饱和度、⑤密度、⑥干密度、⑦相对密度、⑧饱和密度等物理性质指标中，属于实测指标（基本指标）的是（）①⑥⑧B.①③④C.①⑤⑦D.②⑤⑧错误:【C】9、对浅基础确定基础埋深时必须考虑作用在基础上的荷载的影响，以下说法中对承受较大水平荷载的基础，如烟囱、水塔等，应适当加大埋深B.对承受上拔力的基础，如输电塔基础，要求有一定的埋深提供足够的抗拔阻力C.一律选择浅土层作为持力层D.对承受振动荷载的基础，不宜选择易产生振动液化的砂土层作为持力层错误:【C】10、以下四项特点中，属于三轴剪切试验缺点的是( )能严格控制排水条件和测定孔隙水压力B.剪切面不是人为固定C.应力状态比较明确D.主应力方向固定不变错误:【D】11、对桩基础承台的设计计算，以下说法中正确的是( )承台应进行受弯计算、受冲切计算、受剪切计算、局部受压计算B.承台应进行受弯计算、受冲切计算、受剪切计算C.承台受冲切和剪切计算时，截面高度影响系数的计算是相同的D.承台的受弯计算只需针对单方向进行错误:【A】12、设计地下室外墙时，作用于墙外侧的土压力应采用（）静止土压力B.主动土压力C.静止土压力与主动土压力的平均值D.静止土压力与被动土压力的平均值错误:【A】13、均质土体在局部荷载作用下，荷载中心点下沿深度方向地基的竖向附加应力分布规律是（）均匀分布B.直线分布C.折线分布D.曲线分布错误:【D】由土体自重引起B.一般不引起地基沉降C.沿任一水平面上均匀地无限分布D.大小仅与土的天然重度相关错误:【D】15、下列减轻地基不均匀沉降的措施中，不属于结构措施的是( )相邻建筑物基础间应有一定的净距B.减轻建筑物自重C.设置圈梁D.设置基础梁（地梁）错误:【A】对经常受水平荷载作用的高层建筑和高耸建筑，应验算其基础的稳定性B.对建造在斜坡上或边坡附近的建筑物和构筑物，应验算其基础的稳定性C.以上两种情况验算基础稳定性时，只需考虑基础是否沿基底滑动或倾覆，不必考虑基础是否和地基一起滑动而丧失稳定性D.对地下水埋藏较浅的建筑物地下室，应进行抗浮稳定性验算错误:【C】按地基承载力确定基础底面尺寸时，传至基础底面上的荷载效应应取正常使用极限状态下荷载效应的标准组合B.计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应应取正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合，且应计入风载和地震作用C.确定基础高度和底板配筋时，上部结构传来的荷载效应组合和相应的基底反力应取承载能力极限状态下荷载效应的基本组合D.由永久荷载效应控制的基本组合值可取标准组合值的1.35倍错误:【B】18、对单桩的竖向和水平承载力的确定，下列说法中正确的是（）按桩身材料强度计算单桩竖向承载力时，一律不计纵向压屈的影响B.静荷载试验是评价单桩承载力最直接、最可靠的方法C.将单桩竖向极限承载力除以安全系数3，作为单桩竖向承载力特征值D.按静荷载试验确定的单桩水平承载力可高于其竖向承载力错误:【B】19、下列试验中，属于现场原位测定抗剪强度方法的是( )直接剪切试验B.三轴压缩试验C.无侧限抗压强度试验D.十字板剪切试验错误:【D】20、土中受重力作用而运动的水称为重力水，重力水特性及对地基基础的影响①可传递静水和动水压力、②使土的强度降低、③使土的压缩性增大、④可对土颗粒产生浮托力，使土的重力密度减小、⑤可在水头差作用下形成渗流，并对土粒产生渗透力，使土体产生渗透变形。
其中正确的组合是（）①③④B.①②③④⑤C.①②③⑤D.①②④⑤错误:【B】为减少混凝土预制桩的钢筋用量，提高桩的承载力和抗裂性，可采用预应力混凝土预制桩B.预制钢桩具有很多优点，在许多过程中得到广泛使用C.灌注桩适用于各类地基土，可做成大直径和扩底桩D.在沉管灌注桩、钻孔灌注桩、挖孔桩、爆扩灌注桩这四类灌注桩中，钻孔灌注桩的应用最广泛错误:【B】22、以下的四种测定土的抗剪强度试验方法中，哪一种的缺点是如下三条：不能控制排水条件；剪切面是人为固定的，该面不一定是土样的最薄弱面；剪切面上的应力分布是不均匀的。
（）直剪试验B.三轴剪切试验C.无侧限抗压强度试验D.十字板剪切试验错误:【A】先初步确定桩型及桩长，再选定桩的截面尺寸，接着确定桩数及坡面布置B.桩的长度主要取决于桩端持力层的选择C.先不考虑群桩效应，根据单桩竖向承载力估算桩的根数D.桩的平面布置一律采用等间距排列错误:【D】24、朗肯土压力理论的假设是①墙为刚体、②墙背直立、③墙背光滑、④填土面水平，其中保证竖直面内无摩擦力（即无剪应力，从而为主应力面）假设是（）①②B.②③C.③④D.②③④错误:【B】25、《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999）中规定，级配良好的土必须满足（）不均匀系数 Cu大于等于5且曲率系数 Cc=1 ~3B.不均匀系数Cu大于等于5 或曲率系数 Cc=1 ~3C.不均匀系数 Cu<5 且曲率系数 Cc=1 ~3D.不均匀系数 Cu<5 或曲率系数 Cc=1 ~3错误:【A】为满足桩顶嵌固及抗冲切需要，边桩中心至承台边缘的距离不宜小于桩的直径或边长B.为满足承台的基本刚度、桩与承台的连接等构造需要，条形承台和柱下独立承台的最小厚度为300mmC.承台混凝土强度等级不应低于C20，纵向钢筋的混凝土保护层厚度不应小于70mm，当有混凝土垫层时不应小于40mmD.对于等边三角形三桩承台，钢筋应按双向均匀通长布置错误:【D】27、下列减轻地基不均匀沉降的措施中，属于建筑措施的是( )调整有关设计标高B.减小或调整基底附加压力C.采用对不均匀沉降欠敏感的结构形式D.注意保护基坑底的土体错误:【A】28、一般情况下，砌体承重结构应验算的沉降特征是( )沉降量B.沉降差C.局部倾斜D.整体倾斜错误:【C】29、土是由下列物质中的哪一个的风化产物经过各种地质作用剥蚀、搬运、沉积而成的岩石B.地核C.地幔D.矿物错误:【A】30、以下四种软弱土地基处理方法中，形成复合地基的是( )换填垫层法B.堆载预压法C.强夯法D.振冲法错误:【D】31、对钢筋混凝土墙下条形基础和柱下独立基础的设计，下列说法中正确的是 ( )地基反力宜用总反力而不是净反力B.条形基础底板高度是由混凝土的抗剪强度确定C.柱下独立基础冲切破坏锥体的底面始终落在基础底面以内D.柱下独立基础底板配筋可仅按单向弯曲计算错误:【B】二、案例分析( 每题参考分值5分)32、某承包商承建一幢办公楼工程，采用FIDIC土木工程施工条件签订了施工总承包合同，工期13个月。
合在施工过程中发生了如下事件：事件一：A1（处于关键线路上）工作施工半个月发现业主提供的地质资料不准确，经与业主、设计单位协商确认，将原设计进行变更，设计变更后工程量没有增加，但承包商提出以下索赔：设计变更使A1工作施工时间增加1个月，故要求将原合同工期延长1个月。
事件二：工程施工到第6个月，遭受飓风袭击，造成了相应的损失，承包商及时向业主提出费用索赔和工期索赔，经业主工程师审核后的内容如下：(1)部分已建工程遭受不同程度破坏，费用损失30万元；(2)在施工现场承包商用于施工的机械受到损坏，造成损失5万元；用于工程上待安装设备(承包商供应)损坏，造成损失1万元；(3)由于现场停工造成机械台班损失3万元，人工窝工费2万元；(4)施工现场承包商使用的临时设施损坏，造成损失1.5万元；业主使用的临时用房破坏，修复费用1万元；(5)因灾害造成施工现场停工0.5个月，索赔工期0.5个月；(6)灾后清理施工现场，恢复施工需费用3万元。
事件三：A2（处于非关键线路上）工作施工过程中由于业主供应的材料没有及时到场，致使该工作延长1.5个月（依然没改变关键工作），发生人员窝工和机械闲置费用4万元（有签证）问题：⒈分别指出事件一中承包商的索赔是否成立并说明理由。
⒉分别指出事件二中承包商的索赔是否成立并说明理由。
⒊分别指出事件三中承包商的索赔是否成立并说明理由。
⒋除事件一引起的企业管理费的索赔费用之外，承包商可得到的索赔费用是多少？合同工期可顺延多长时间？问题1：工期索赔成立。
因地质资料不准确属业主的风险，且A1工作是关键工作。
问题2：⑴索赔成立。
因不可抗力造成的部分已建工程费用损失，应由业主支付。
⑵承包商用于施工的机械损坏索赔不成立，因不可抗力造成各方的损失由各方承担。
用于工程上待安装设备损坏，索赔成立，虽然用于工程的设备是承包商供应，但将形成业主资产，所以业主应支付相应费用。
⑶索赔不成立，因不可抗力给承包商造成的该类费用损失不予补偿。
⑷承包商使用的临时设施损坏的损失索赔不成立，业主使用的临时用房修复索赔成立，因不可抗力造成各方损失由各方分别承担。
⑸索赔成立，因不可抗力造成工期延误，经业主签证，可顺延合同工期。
⑹索赔成立，清理和修复费用应由业主承担。
问题3：事件三，费用索赔成立，工期索赔不成立。
没有及时提供该业主供应的材料，属于业主应承担的责任，但A2处于非关键线路上且没改变关键工作。
问题4：⑴索赔费用：30+1+1+3+4=39（万元）⑵合同工期可顺延1.5个月。
33、某建设工程系国外贷款项目，业主与承包商按照FIDIC《施工合同条件》签定了施工合同，委托某监理单位执行施工和保修阶段的监督管理业务。
施工合同《专用条件》规定：有关索赔方面的条款除全部执行《通用条件》中规定外，工程师在根据《通用条件》履行下述职责之前应得到业主的具体批准：工期展延超过15天（不含15天），单项索赔金额超过5万元（不含5万元）。
《专用条件》还规定：钢材、木材、水泥由业主供货到现场仓库，其他材料由承包商自行采购。