土力学与基础工程第八章 ppt课件
合集下载
第八章+土坡稳定性分析
土力学与地基基础
• 由于计算上述安全系数时，滑动面为任意 假定，并不是最危险的滑动面，因此所求 结果并非最小的安全系数。通常在计算时 需要假定一系列滑动面，进行多次试算， 计算工作量很大。 • W.费伦纽斯（Fellenius,1927）通过大量计 算分析，提出了以下所介绍的确定最危险 滑动面圆心的经验方法。
土力学与地基基础
瑞典条分法和毕肖普法的比较
• 瑞典条分法忽略各条间力对Ni的影响，i土 条上只有Gi,Ni,Ti三种力作用，低估安全系 数5~20%。 • 毕肖普法忽略土条竖向剪切力的作用，考 虑了土条两侧的作用力，比瑞典条分法更 合理，低估安全系数约为2~7%。
土力学与地基基础
li
K
1 m cb Gi ui b X i tan i
G sin
i
i
土力学与地基基础
• 毕肖普条分法考虑了土条两侧的作用力， 计算结果比较合理。 • 分析时先后利用每一土条竖向力的平衡及 整个滑动土体的力矩平衡条件，避开了Ei 及其作用点的位置，并假定所有的 X i 均等 于零，使分析过程得到了简化。 • 但该方法同样不能满足所有的平衡条件， 还不是一个严格的方法，由此产生的误差 约为2%～7%。另外，毕肖普条分法也可以 用于总应力分析，即在上述公式中采用总 应力强度指标c、φ计算即可。
土力学与地基基础
土坡形态及各部分名称
坡肩 坡顶
坡高 坡脚
坡面
坡角
土力学与地基基础
土力学与地基基础
土力学与地基基础
土力学与地基基础
4.土坡由于其表面倾斜，在自重或外部荷 载的作用下，存在着向下移动的趋势， 一旦潜在滑动面上的剪应力超过了该面 上的抗剪强度，稳定平衡遭到破坏, 就可 能造成土坡中一部分土体相对于另一部 分的向下滑动，该滑动现象称为滑坡。 5.天然的斜坡、填筑的堤坝以及基坑放坡 开挖等问题，都要演算土坡的稳定性。 亦即比较可能滑动面上的剪应力与抗剪 强度，这种工作称为稳定性分析。
土力学第8章
土木工程学院
3.墙后填土存在地下水（以无粘性土为例）
A
h1
h
B
C
(h1+ h2)Ka
挡土墙后有地下水时，作用 在墙背上的土侧压力有土压 力和水压力两部分，可分作 两层计算，一般假设地下水 位上下土层的抗剪强度指标 相同，地下水位以下土层用 浮重度计算
作用在墙背的总压力 w h 为土压力和水压力之 2 和，作用点在合力分 水压力强度 布图形的形心处
h
下的试验测定 2.采用经验公式 K0h K0 = 1-sinφ’ 计算 3.按相关表格提 静止土压力分布 三角形分布 供的经验值确定 作用点距墙底h/3 土压力作用点
基 础 工 程
h/3
土木工程学院
例题分析 【例】已知某挡土墙高4.0m，墙背垂直光滑，墙后填土面
水平，填土重力密度为γ =18.0kN／m3，静止土压力系数 Ko=0.65，试计算作用在墙背的静止土压力大小及其作用 点，并绘出土压力沿墙高的分布图。
1.粘性土被动土压力强度不存在负侧压力区 2.合力大小为分布图形的面积，即梯形分布图形面积 3.合力作用点在梯形形心
基 础 工 程 土木工程学院
例题分析 【例】有一挡土墙，高6米，墙背直立、光滑，墙后填土面
水平。填土为粘性土，其重度、内摩擦角、粘聚力如下图 所示 ，求主动土压力及其作用点，并绘出主动土压力分 布图
粘性土主动土压力强度包括两部分 1. 土的自重引起的土压力zKa 2. 粘聚力c引起的负侧压力2c√Ka 说明：负侧压力是一种拉力，由于土与 结构之间抗拉强度很低，受拉极易开裂， Ea 在计算中不考虑
Ea (h z0 )(hKa 2c K a ) / 2
1.粘性土主动土压力强度存在负侧压 力区（计算中不考虑） 负侧压力深度为临界深度z0 2.合力大小为分布图形的面积（不计 pa z0 K a 2c K a 0 负侧压力部分） 3.合力作用点在三角形形心，即作用 z0 2c /( K a ) 在离墙底(h-z0)/3处
3.墙后填土存在地下水（以无粘性土为例）
A
h1
h
B
C
(h1+ h2)Ka
挡土墙后有地下水时，作用 在墙背上的土侧压力有土压 力和水压力两部分，可分作 两层计算，一般假设地下水 位上下土层的抗剪强度指标 相同，地下水位以下土层用 浮重度计算
作用在墙背的总压力 w h 为土压力和水压力之 2 和，作用点在合力分 水压力强度 布图形的形心处
h
下的试验测定 2.采用经验公式 K0h K0 = 1-sinφ’ 计算 3.按相关表格提 静止土压力分布 三角形分布 供的经验值确定 作用点距墙底h/3 土压力作用点
基 础 工 程
h/3
土木工程学院
例题分析 【例】已知某挡土墙高4.0m，墙背垂直光滑，墙后填土面
水平，填土重力密度为γ =18.0kN／m3，静止土压力系数 Ko=0.65，试计算作用在墙背的静止土压力大小及其作用 点，并绘出土压力沿墙高的分布图。
1.粘性土被动土压力强度不存在负侧压力区 2.合力大小为分布图形的面积，即梯形分布图形面积 3.合力作用点在梯形形心
基 础 工 程 土木工程学院
例题分析 【例】有一挡土墙，高6米，墙背直立、光滑，墙后填土面
水平。填土为粘性土，其重度、内摩擦角、粘聚力如下图 所示 ，求主动土压力及其作用点，并绘出主动土压力分 布图
粘性土主动土压力强度包括两部分 1. 土的自重引起的土压力zKa 2. 粘聚力c引起的负侧压力2c√Ka 说明：负侧压力是一种拉力，由于土与 结构之间抗拉强度很低，受拉极易开裂， Ea 在计算中不考虑
Ea (h z0 )(hKa 2c K a ) / 2
1.粘性土主动土压力强度存在负侧压 力区（计算中不考虑） 负侧压力深度为临界深度z0 2.合力大小为分布图形的面积（不计 pa z0 K a 2c K a 0 负侧压力部分） 3.合力作用点在三角形形心，即作用 z0 2c /( K a ) 在离墙底(h-z0)/3处
学习项目8 沉井基础 《土力学与地基基础》教学课件
学习项目8 沉 井 基 础
案例引入
北锚碇要将两根主缆传来的640 MN的拉力传递给沉井和 基础，是一个以承受水平力为主的结构。由于沉井在整个施 工和营运期内的受力不断变化，在这些荷载的作用下，沉井 地基因受到不均匀压力而产生沉降。因此，在主缆架设之前，
5m 待加劲梁架设以后再进行浇筑。设计允许锚块可以向前水平 位移100 mm，但通车至今实际水平位移不到25 mm。
任务8.1 沉井基础概述
3）竹筋混凝土沉井
由于沉井在下沉过程中受力较大因而需 配置钢筋，一旦完工后，它就不需要承受很 大的拉力了。因此，在我国南方产竹地区， 可以采用耐久性差但抗拉力好的竹筋代替部 分钢筋，如南昌赣江大桥等曾用竹筋混凝土 沉井。在竹筋混凝土沉井分节接头处及刃脚 内仍需用钢筋。
任务8.1 沉井基础概述
沉井基础：沉井 经过混凝土封底、填 塞井孔后，便成为桥 梁墩台或其他结构物 的基础。
任务8.1 沉井基础概述
沉井下沉
沉井基础
任务8.1 沉井基础概述
2. 沉井基础的特点
1）沉井基础的优点
（1）埋置深度可 以很大，整体性较 强，稳定性较好， 有较大的承载面积， 能承受较大的垂直 荷载和水平荷载。
（2）在下沉过程 中，沉井作为坑壁 围护结构，起到挡 土、挡水的作用。
江阴大桥主跨为1 385 m，桥塔的高度为190 m，为两根 钢筋混凝土空心塔柱与三道横梁组成的门式框架结构，重力 式锚碇，主梁采用流线型箱梁断面，钢箱梁全宽为36.9 m， 梁高为3 m，桥面宽为29.5 m，双向六车道，两侧各设宽为 1.8 m的风嘴。
学习项目8 沉 井 基 础
案例引入
该桥的北锚碇是大桥的关键部位之一，经浅埋、中埋扩 大基础、群桩基础、地下连续墙多方案比较，最后选用尺寸 为51 m×69 m的沉井基础，沉井内分36个隔仓，沉井高度为
土力学与基础工程
•
做一枚螺丝钉，那里需要那里上。20. 12.2308 :55:580 8:55De c-2023 -Dec-2 0
•
日复一日的努力只为成就美好的明天 。08:55:5808:5 5:5808:55Wed nesday , December 23, 2020
•
安全放在第一位，防微杜渐。20.12.23 20.12.2 308:55:5808:5 5:58De cember 23, 2020
材料、建筑结构、工程地质 2. 研究对象：各向异性土体 3. 研究重点：土的变形、强度、稳定性
1.3 本学科发展概况
《土力学》学科发展概况
• 18世纪 • 1773年
• 1857年 • 1885年 • 1925年
土力学理论的产生和发展 法国的库仑（Coulomb）--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
•
相信相信得力量。20.12.232020年12月 23日星 期三8 时55分5 8秒20. 12.23
谢谢大家！
•
生活中的辛苦阻挠不了我对生活的热 爱。20. 12.2320 .12.23 Wednes day , December 23, 2020
•
人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。0 8:55:58 08:55:5 808:55 12/23/2 020 8:55:58 AM
•
加强自身建设，增强个人的休养。202 0年12 月23日 上午8时 55分20 .12.232 0.12.23
•
精益求精，追求卓越，因为相信而伟 大。202 0年12 月23日 星期三 上午8时 55分58 秒08:5 5:5820. 12.23
清华大学《土力学与地基基础》 PPT课件
地下水在土中的渗透速度一般可按达西 Darcy)根据实验得到的直线渗透定律计算，其
v 公式如下(图1—25)： ki
粘性土的达西定律
v k(i i' )
2—8 地基土(岩)的分类
地基土(岩)分类的任务是根据分类用途和土 (岩)的各种性质的差异将其划分为一定的类别。
土(岩)的合理分类具有很大的实际意义，例 如根据分类名称可以大致判断土(岩)的工程特性、 评价土(岩)作为建筑材料的适宜性以及结合其他 指标来确定地基的承载力等等。阅读33-39页内容。
··········································171 第八章 桩基础设计··········································
第一章 绪 论
一、 土力学、地基及基础的有关概念 1.地基—支撑建筑物荷载、且受建筑物荷载影响的那
一部分地层称为地基。地基有天然地基和人工地基之分。 2.基础--建筑物向地基传递荷载的下部结构就是基础。
第三章 土中应力计算
概述
研究地基的应力和变 形，必须从土的应力与应 变的基本关系出发来研究。 当应力很小时，土的应 力·应变关系曲线就不是 一根直线(图2—1)，亦即 土的变形具有明显的非线 性特征。
假设
地基土为均匀、连续、 各向同性的半空间线性变 形体。
3—1 土的自重应力
一、单层土中自重应力的计算
称为界限粒径。 表l-8提供的是一种常用的土粒粒组的划分方法。
表中根据界限粒径200、20、2、0．05和0．005mm把土 粒分为六大粒组：漂石<块石)颗粒、卵石(碎石)颗粒、 圆砾(角砾)颗粒、砂粒、粉粒及粘粒。
土粒的大小及其组成情况，通常以土中各个粒组 的相对含量(各粒组占土粒总量的百 分数)来表示， 称为土的颗粒级配。
v 公式如下(图1—25)： ki
粘性土的达西定律
v k(i i' )
2—8 地基土(岩)的分类
地基土(岩)分类的任务是根据分类用途和土 (岩)的各种性质的差异将其划分为一定的类别。
土(岩)的合理分类具有很大的实际意义，例 如根据分类名称可以大致判断土(岩)的工程特性、 评价土(岩)作为建筑材料的适宜性以及结合其他 指标来确定地基的承载力等等。阅读33-39页内容。
··········································171 第八章 桩基础设计··········································
第一章 绪 论
一、 土力学、地基及基础的有关概念 1.地基—支撑建筑物荷载、且受建筑物荷载影响的那
一部分地层称为地基。地基有天然地基和人工地基之分。 2.基础--建筑物向地基传递荷载的下部结构就是基础。
第三章 土中应力计算
概述
研究地基的应力和变 形，必须从土的应力与应 变的基本关系出发来研究。 当应力很小时，土的应 力·应变关系曲线就不是 一根直线(图2—1)，亦即 土的变形具有明显的非线 性特征。
假设
地基土为均匀、连续、 各向同性的半空间线性变 形体。
3—1 土的自重应力
一、单层土中自重应力的计算
称为界限粒径。 表l-8提供的是一种常用的土粒粒组的划分方法。
表中根据界限粒径200、20、2、0．05和0．005mm把土 粒分为六大粒组：漂石<块石)颗粒、卵石(碎石)颗粒、 圆砾(角砾)颗粒、砂粒、粉粒及粘粒。
土粒的大小及其组成情况，通常以土中各个粒组 的相对含量(各粒组占土粒总量的百 分数)来表示， 称为土的颗粒级配。
【精品课件】土力学与地基基础完整版 全套ppt
1925年，太沙基归纳发展了以往的成就，发表了《土 力学》一书，接着，于1929年又与其他作者一起发表了 《工程地质学》这些比较系统完整的科学著作的出现， 带动了各国学者对本学科各个方面的探索。从此，土力 学及地基基础就作为独立的科学而取得不断的进展。时 至今日，土建，水利、桥梁、隧道、道路、港口、海洋 等有关工程中，以岩土体的利用、改造与整治问题为研 究对象的科技领域，因其区别于结构工程的特殊性和各 专业岩土问题的共同性，已融合为一个自成体系的新专 业—“岩土工程”。 它的工作方法就是：调查勘察、试验测定、分析计算、 方案论证，监测控制、反演分析，修改定案；
“第四纪沉积物(层)”或“土”。 五、第四纪沉积物(层) 不同成因类型的第四纪沉积物，各具有一定的分布规律 和工程地质特征，以下分别介绍其中主要的几种成因类型。 (一)残积物、坡积物和洪积物 1、残积物 残积物是残留在原地未被搬运的那 一部分原岩风化剥蚀后的产物，而 另一部分则被风和降水所带走。 2、坡积物 坡积物是雨雪水流的地质作用将高处岩石风化产物缓慢 地洗刷剥蚀、顺着斜坡向下逐渐移动、沉积在较平缓的山坡 上而形成的沉积物。
Байду номын сангаас
为地壳的上拱和下拗，形成大 型的构造隆起和拗陷：水平运 动表现为地壳岩层的水平移动，使岩层产生各种形态的褶皱 和断裂．地壳运动的结果，形成了各种类型的地质构造和地 球表面的基本形态。 3)变质作用：在岩浆活动和地壳运动过程中，原岩 (原来生 成的各种岩石)在高温、高压下及挥发性物质的渗入下，发生 成分、结构、构造变化的地质作用。 (2)外力地质作用： 由于太阳辐射能和地球重力位能所引起的地质作用。它 包括气温变化、雨雪、山洪、河流、湖泊、海洋、冰川、风、 生物等的作用。 1)风化作用：外力(包括大气、水、生物)对原岩发生机械破 碎和化学变化的作用。 2)沉积岩和土的生成：原岩风化产物（碎屑物质），在雨雪 水流、山洪急流、河流、湖浪、海浪、冰川或风等
土力学基础工程ppt课件(完整版)精选全文
b d 0[x ()2z2]2
z p [ n (am n r a cr tn m c a 1 ) t n ( n a m ( 1 n ) n 2 1 ) m 2 ] s p 0
2.4 土的压缩性
土的压缩性高低，常用压缩性指标定量 表示。压缩性指标，通常由工程地质勘 察取天然结构的原状土样，进行室内压 缩试验测定。
<0.005
0 4 0
小 于 某 粒 径 的 土 粒 质 量 /%
100
80
60
40
20
0 10
1
0 .1
0 .0 1
1 E -3
粒 径 /mm
1.1.2 土中水
（1）结合水
强结合水、弱结合水
（2）自由水
重力水、毛细水
（3）气态水
（4）固态水
双电层
• 结合水概念
强结合水、弱结合水
• 双电层概念
k l e 2
2.2.4 基底附加压力
p 0p ch p 0 h
2.3 地基附加应力
2.2.1 基本概念
1、定义
附加应力是由于外荷载作用，在地基中产生的应力增 量。
2、基本假定
地基土是各向同性的、均质的线性变形体，而且在深 度和水平方向上都是无限延伸的。
2.2.2 竖向集中力作用时的地基附加 应力布辛奈斯克解答
• 均布条形荷载下地基中附加应力的分布规律：
(1) 地基附加应力的扩散分布性； (2) 在离基底不同深度处各个水平面上，以基底中心点下轴
线处最大，随着距离中轴线愈远愈小； (3) 在荷载分布范围内之下沿垂线方向的任意点，随深度愈
向下附加应力愈小。
4、三角形分布条形荷载
dp pd
基础工程课件 第八章 基坑工程
搅拌桩止水
3．SMW工法
——
4．地下连续墙
（搅拌桩止水）
不同开挖深度的方案选择
h >12m (三层以上地下室)
挡土结构
降水或止水措施
1．灌注桩 + 三~四道支撑 搅拌桩止水
2．SMW工法
——
3．地下连续墙
（搅拌桩止水）
4．半逆作法、逆作法
地下连续墙
开挖时，基坑侧壁的处理方式
放坡
挡土作用
围护结构 控制变形
支护体系设计要求
• 要求在基坑土方开挖和地下室施工期间，地下连 续墙本身是安全的，并能保证土方开挖和地下室施工 “干”作业；
• 要求其变形能控制在允许范围内，使在基坑工程 和地下结构施工期间不会对周围的建（构）筑物、市 政设施产生有害的影响。
在建筑深基坑工程施工中，“逆作法”是先沿建筑 物地下轴线或周围施工地下连续墙,或在建筑物内部的 有关位置,以型钢柱或钢管柱等作为中间逆作柱,或浇 筑或打下中间支承柱,作为施工期间在底板封底之前的 承受上部结构自重和施工荷载的支撑。
太沙基-佩克提出的侧向土压力图
（a）砂士；（b）软至中硬粘土；（c）硬粘土 γ力一系土数的；重m度一（修kN正／系m数3），；一H般一情开况挖取深1度，（当m基）底；下C为u软一土土层的时不，排取水0抗.4剪强度（kPa）Ka一主动土压
我国工程界常采用三角形分布士压力模式和经验的矩形土压力模式。 当墙体位移比较大时，一般采用三角形土压力模式；否则采用矩形土压力模 式。
• （3）为基坑支护工程施工和基础施工提供最大限度的施工方
便，并保证施工安全。
3 设计荷载
设计荷载
土压力 水压力
一般 地面 超载
影响区 内建筑 （构筑） 物荷载
《土力学与基础工程》课件
土的工程分类
01
02
巨粒土、粗粒土、细粒土
无粘性土、粘性土
03
饱和土、非饱和土
04
粉质粘土、粘质粉土等
土的渗透性与渗流
01
渗透系数的测 定与计算
02
渗透力与渗透 变形
地下水的运动 规律与水头差
03
04
渗流力与渗流 场的概念
02
土力学性质与工程应 用
土的压缩性与地基沉降
土的压缩性
土在压力作用下体积减小的性质。
浅基础设计原则
浅基础设计时需要考虑地质勘察报告、建筑物类型、荷载 大小等因素，并遵循相应的设计规范和标准。
浅基础类型
常见的浅基础类型包括平板基础、独立基础、条形基础等 。这些基础类型根据不同的地质条件和建筑物要求进行选 择和设计。
浅基础施工方法
浅基础的施工方法包括开挖、填筑、排水等措施，施工过 程中需要采取相应的安全措施，确保施工质量和安全。
软土地基处理、边坡稳定等。
水利工程
在水利工程建设中，土力学与基 础工程涉及水库大坝、堤防、水 电站等工程的设计和施工，如坝 基稳定性分析、库岸滑坡治理等
。
城市建筑
在高层建筑、地铁、地下空间开 发等城市建筑领域，土力学与基 础工程涉及深基坑开挖、桩基设 计等方面，对于保障建筑安全具
有重要意义。
THANK YOU
桩基设计
第一季度
第二季度
第三季度
第四季度
桩基设计概述
桩基是一种深基础类型 ，通过在地基中设置桩 基来承受建筑物荷载。 桩基具有较高的承载力 和稳定性，适用于地质 条件复杂或荷载较大的 建筑物。
桩基类型
根据不同的材料和施工 方法，桩基可分为预制 桩、灌注桩、扩基桩等 类型。不同类型的桩基 适用于不同的地质条件
同济大学土力学08
DI面所受的被动土压力为：
贾 敏考虑CD粘聚力c，各力对A 才点求矩，整理后有： pu 2c q 5.14c 0 d
pa pu tg 2 450 2ctg 450 pu 2c 2 2
土 三、太沙基地基极限承载力理论 力 学 与 P 底面粗糙，基底与土之间 基 a a 有较大的摩擦力，能阻止 础 o－ / 2 45 d 基底土发生剪切位移，基 Ⅰ Ⅲ 工 d Ⅱ Ⅱ 程 Ⅲ c 底以下土不会发生破坏， c b 处于弹性平衡状态 Ⅰ区：弹性压密区 (弹性核)
局部剪切破坏时地基极限承载力
pu 1/ 2bN 0 dN q 2 / 3cN c
' ' '
Nr 、Nq 、Nc为局部剪切破坏时承载力系数，也可以 根据相关曲线得到 对于方形和圆形基础，太沙基提出采用经验系数修正后 贾 的公式 敏 pu 0.4bN 0 dNq 1.2cNc 方形基础 才 pu 0.6bN 0 dNq 1.2cNc 圆形基础
第三节 极限承载力
土 承载力系数 力 pu cN c 学 N c ctg[exp( tan ) tan 2 (450 / 2) 1] 式中： 与 基 雷斯诺对普朗特尔公式的修正 础 工 当基础有埋深d 时（忽略基 程 础底面以上两侧土的抗剪强 pu cN c 0 dN q 度,且不考虑重力） 2 0 式中承载力系数： N q exp( tan ) tan (45 / 2)
偏心荷载
四、上述理论公式的使用范围
适用于条形基础，当用于矩形基础时，结果偏安全； 计算土中由自重产生的主应力时，假定土的侧压力 系数为1，与实际情况不符；
《土力学与地基基础》--大学本科教材--免费版PPT课件(341张)
利用颗粒级配累积曲线可以确定土粒的级配指标，如 与的比值称为不均匀系数：
Cu
d 60
d 10
2
又如曲率系数用下式表示：
d 30 Cc d10 d 60
不均匀系数 反映大小不同粒组的分布情况，越大表 示土粒大小的分布范围越大，其级配越良好，作为填方工 程的土料时，则比较容易获得较大的密实度．曲率系数描 写的是累积曲线的分布范围，反映曲线的整体形状。 颗粒级配可在一定程度上反映土的某些性质。
“第四纪沉积物(层)”或“土”。 四 第四纪沉积物(层) 不同成因类型的第四纪沉积物，各具有一定的分布 规律和工程地质特征，以下分别介绍其中主要的几种成 因类型。 (一)残积物、坡积物和洪积物 1．残积物 残积物是残留在原地未被搬运的那 一部分原岩风化剥蚀后的产物，而 另一部分则被风和降水所带走。 2．坡积物 坡积物是雨雪水流的地质作用将高处岩石风化产物 缓慢地洗刷剥蚀、顺着斜坡向下逐渐移动、沉积在较平 缓的山坡上而形成的沉积物。
岩浆岩、沉积岩、变质岩是按成因划分的三大岩类， 其亚类划分列于表1-3、表1-4、表1-5。 三 地质年代的概念 地质年代--地壳发展历史与地壳运动，沉积环境 及生物演化相对应的时代段落。 相对地质年代--根据古生物的演化和岩层形成的 顺序，所划分的地质年代。 在地质学中，根据地层对比和古生物学方法把地 质相对年代划分为五大代(太古代、元古代、古生代、 中生代和新生代)，每代又分为若干纪，每纪又细分为 若干世及期。在每一个地质年代中，都划分有相应的地 层（参见表1-6） 在新生代中最新近的一个纪称为第四纪，由原岩 风化产物（碎屑物质），经各种外力地质作用(剥蚀、 搬运、沉积)形成尚未胶结硬化的沉积物(层)，通称
(1)强结合水 强结合水是指紧靠土粒表面的结合水 (2)弱结合水 弱结合水紧靠于强结合水的外围形成一层结合水膜。 2自由水 自由水是存在于土粒表面电场影响范围以外的水。它 的性质和普通水一样，能传递静水压力，冰点为0℃，有 溶解能力。 自由水按其移动所受作用力的不同，可以分为重力水 和毛细水。 (1)重力水 重力水是存在于地下水位以下的透水层中的地下水， 它是在重力或压力差作用下运动的自由水，对土粒有浮 力作用。
土力学与地基基础工程ppt课件
4+2
天然 项 地基 目 上浅 八 基础
设计
天然地基浅基础设 计 基 埋 基 定 计 减 降；的 础 置 础 ； 轻 措扩基 的 深 底 刚 基 施展本 类 度 面 性 础 ；基规 型 的 尺 基 不 天础定 ； 选 寸 础 均 然设； 基 择 的 的 匀 地计浅 础 ； 确 设 沉 基；会设定择定了降刚计、、；解的会性；基基减措天基会础础轻施然础设埋底基。浅、计置面础基扩的深尺不础展基度寸均施基本的的匀工础规选确沉； 浅基础施工。
3.用灵活的教学方法 。
.
22
.
23
《土力学与地基基础》说课内容
一、课程性质、地位和目标 二、教学资源 三、学情分析 四、教学设计 五、教学方法和手段 六、考核方式 七、教学效果
.
24
四、教学设计
1
设计指导思想
在校内教学过程中，将“教”、“学”、“做”相结 合课，程理总论体教设学计、思实路践：教根学据融建为筑一工体程。技实术现专讲业练基结于合工，作学过 为做程充构合分建一体课。现程同任体时务系，引，将领按校、照内实能实践力训导培与向养校课的外程需顶思求岗想来实，选习将择相本课结课程合程内，的容使教； 学学变活生知动在识分思本解想位设观为计念能成、力若专本干业位项理，目论以，、任以专务项业与目技能为能力单方分元面析组真为织正依教受据学到，，职设以 典业定型化职案的业例、能为全力载方培体位养，的目引培标出养；相、改关锻变专炼原业，有理从的论课而知使程识学讲，生课使形真学正式生掌，在握突工出地程 实基创践与新中基能加础力深工的对程培专基养业本，知理创识论设、和工专基作业本情技技景能能，的，结理并合解使职与其业应分资用析格，问考培题试养、要学 生解求综，决合培问职养题业学和能生创力独新，立能满分力足析进学解一生决步职基提业础高生工，涯以程发实及展际充的问分需调题要的动。基学本生的能 学力习。积极性和能动性，培养学生良好的学习方法与获取 知识的能力。
土力学(全套318页PPT课件)
苏州名胜虎丘塔
土 • 虎丘塔共七层，高47.5m，底层直径13.7m。 呈八角形，全为砖砌，在建筑艺术风格上有独 特的创意，被国务院公布为全国重点文物保护 单位。
力 • 目前该塔倾斜严重塔顶偏离中心线2.31m。经 勘探发现，该塔位于倾斜基岩上，复盖层一边 深3.8m，另一边为5.8m。由于在一千余年前
土 • 作为建筑地基、建筑介质或建筑材料的地壳表 层土体是土力学的研究对象。
• 土力学不仅研究土体当前的性状，也要分析其 性质的形成条件，并结合自然条件和建筑物修
力 建后对土体的影响，分析并预测土体性质的可 能变化，提出有关的工程措施，以满足各类工 程建筑的要求。
学 • 土力学是一门实践性很强的学科，它是进行地 基基础设计和计算的理论依据。
• 土力学研究对象：与工程建设有关的土
上部结构、基础和地基三者之间的关系
土 • 地基（Ground） 由于建筑
物的修建，使一定范围内土层
的应力状态发生变化，这一范
力
围内的地层称为地基。
• 基础（Foundation）指与地基
接触的建筑物下部结构。
学 • 一般建筑物由上部结构 （Superstructure）和基础两 部分组成。
坏或不能正常使用，这类问题在土力学中叫做 变形问题。
力 • 如果土受力超过了它所能承受的能力，土便要 被破坏，建筑物将随之倒毁或不能使用。土体 的破坏，在力学中亦称为稳定性丧失。研究土
学 体是否会破坏这一类问题称为稳定问题，土的 稳定性取决于它的强度。
二、土力学研究特点.内容与方法
土 • 土力学是研究与工程建筑有关的土的变形和强度 特性，并据此计算土体的固结与稳定，为各项专 门工程服务。
学 • 掌握土体变形与强度指标的测定方法及在工程实践中 的应用。 • 掌握土的动力特性的基本概念。来自三、土力学发展简史与趋势
土力学与基础工程教学课件ppt作者代国忠第8章桩基础（4）
75%为单桩水平承载力特征值 Rha。 4）当缺少单桩水平静载试验资料时，可按下列公式估算桩身配筋率小于
10
35～100
2～5
密实老填土
5 中密、密实的砾砂，碎石类土
100～300
1.5～3
注：1.当桩顶水平位移大于表列数值或灌注桩配筋率较高（≥0.65%）时， m 值应适当降低； 当预制桩的水平向位移小于 10mm 时， m 值应适当提高。
2.当水平荷载为长期或经常出现的荷载时，应将表列数值乘以 0.4 降低采用。
考虑承台和地下墙体侧面土体弹性抗力影响，并令 Cb = 0 。
对于群桩基础，承台底与地基土间的摩擦系数 μ 取值规定见表 8-25。
粘性土 粉土
表 8-25 承台底与地基土间的摩擦系数 μ
土的类别
摩擦系数 μ
可塑 硬塑 坚硬 密实、中密（稍湿） 中砂、粗砂、砾砂 碎石土、软质岩石 表面粗糙的硬质岩石
m
=
( H cr xcr
.ν
)5/3
x
b0 .(EI ) 2 / 3
式中 m ——地基上水平抗力系数的比例系数（MN/m4），该数值为地面以下 2(d + 1) 深度内各层土的综合值， m 值可参照表 8-23 选取；
H cr 、xcr ——分别为单桩水平临界荷载（kN）、及临界荷载对应位移（m）；
d 4 x + mb0 z.x = 0 dz 4 EI
或
d 4 x + α 5 z.x = 0
dz 4
（8-79）
式中 z 、 x ——分别为桩的深度及桩深 z 处的水平位移；
α ——桩的变形系数（m-1）， α = 5 mb0 ；
EI
EI ——桩身抗弯刚度，对于钢筋混凝土桩， EI = 0.85Ec I0 ；其中 Ec 为混 凝土 的弹 性 模量， I0 为桩 身 换 算 截面 惯 性矩 ， 圆形 截 面 I 0 = W0d / 2 ；
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
按平面问题考虑，将滑动面以上土体看作刚体， 并以它为脱离体，分析在极限平衡条件下其上各 种作用力，而以整个滑动面上的平均抗剪强度与 平均剪应力之比来G AaCR
一般情况下，土的抗剪强度是随着滑动面上 的法向力的改变而变化的。
f tanc
β1 β
C
>0
圆心位置在EO
的延长线上
圆心位置由β1， β2确定
O β2 B
H 2H
4.5H
E
土力学与基础工程第八章
假定滑坡体和滑面以下土体均为不变形的刚体， 滑面为连续面，滑面上各点的法向应力采用条 分法获得，分析每一土条受力，根据滑块刚体 极限平衡条件，假定整个滑面上各点的安全系 数相等，确定安全系数。
Gixi TfiR0
K
1 mi
cbGi uibXitan
Gi sini
简化后得：
1
K mi
cbGi uibtan
Gi sini
土力学与基础工程第八章
无粘性土坡滑面一般为平面，均质粘性土坡滑面 一般为圆弧面
土力学与基础工程第八章
TJGsinwi
KT Tf GcGosistn anttaa n n
当坡面有顺坡渗流作用时，无粘性土坡的稳定安 全系数约降低一半。
土力学与基础工程第八章
一、整体圆弧滑动法
粘性土由于土粒间存在粘聚力，发生滑坡时是整 块土体向下滑动，坡面上任一单元体的稳定条件 不能用来代表整个土坡的稳定条件。
对于饱和粘土，在不排水剪条件下φu=0，则 有τf=cu
K cu ACR Ga
k是任意假定某个滑动面的
抗滑安全系数，实际要求 的是与最危险滑动面相对 应的最小安全系数
假定若干 滑动面
最小安全 系数
最危险滑动面圆心的确定
O β2 B R
β1
=0
β
K
C
对于均质粘性土 土坡，其最危险 滑动面通过坡脚
将土坡作为平面问题，对每个土条可分别 列两个正交方向的静力平衡方程和一个力矩平 衡方程3n个方程。
土力学与基础工程第八章
瑞典条分法：假设滑动面为圆弧面，不考虑条间力， 即Ei=Xi=0，减少3n-3个未知数；
简化的bishop条分法：假设滑动面为圆弧面，切向 条间力Xi=0，减少n-1个未知数；
T i
G is i n i
b i h is i n i
土力学与基础工程第八章
土力学与基础工程第八章
假定滑动面为圆弧面，考虑了土条侧面的作用 力，假定各土条底部滑动面上的抗滑安全系数 相同，即等于滑动面的平均安全系数。
Bishop可采用了有效应力方法推导公式，也可 用总应力分析
三峡库区千将坪滑坡全貌照片
暴雨过后，珠山山体滑坡
土坡失稳原因分析： 1、内部因素
(1) 斜坡的土质：各种土质的抗剪强度、抗水能 力是不一样的，如钙质或石膏质胶结的土、湿陷 性黄土等，遇水后软化，使原来的强度降低很多
(2) 斜坡的土层结构：如在斜坡上堆有较厚的土 层，特别是当下伏土层(或岩层)不透水时，容易在 交界上发生滑动。
土力学与基础工程第八章
TfiK flii cK li NitaKn
库仑定律 竖向力平衡
G i X i T fs i i i n N i ci o u ilis ci o 0 s
Nim 1 i (G iXiuibicK lisin i)
m i cosi(1tanK tani)
力矩平衡
(2)振动的作用：如地震的反复作用下，砂 土极易发生液化；粘性土，振动时易使土的结 构破坏，从而降低土的抗剪强度；施工打桩或 爆破，由于振动也可使邻近土坡变形或失稳等。
(3)人为影响：因人类不合理开挖，特别是开 挖坡脚；或开挖基坑、沟渠、道路边坡时将弃 土堆在坡顶附近；在斜坡上建房或堆放重物时， 都可引起斜坡变形破坏。
T fiK fili(ciK ta n)lic li N K i'ta n
若将整个滑动土体内各土条对圆心 取力矩
平衡
TiR TfiR
K ( c l i N i 't a n ) ( c l i G ic o s it a n ) ( c l i b i h ic o s it a n )
土力学与基础工程第八章
一、一般情况下的无粘性土土坡 由于无粘性土土粒之间无粘聚力，因此， 只要位于坡面上的土单元能够保持稳定， 则整个土坡就是稳定的。
T f N tan G co tsan
KTTf GcG ossintanttaann
由上可见，对于均质无粘性土坡，理论上土坡 的稳定性与坡高无关
土力学与基础工程第八章
土力学与基础工程第八章
概 述 无粘性土土坡稳定分析 粘性土土坡稳定分析 饱和粘性土土坡稳定性分析讨论
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
(3) 斜坡的外形：突肚形的斜坡由于重力作用， 比上陡下缓的凹形坡易于下滑；由于粘性土有粘 聚力，当土坡不高时尚可直立，但随时间和气候 的变化，也会逐渐塌落。
2、外部因素
(1) 降水或地下水的作用：持续的降雨或地下 水渗入土层中，使土中含水量增高，土中易溶盐 溶解，土质变软，强度降低；还可使土的重度增 加，以及孔隙水压力的产生，使土体作用有动、 静水压力，促使土体失稳，故设计斜坡应针对这 些原因，采用相应的排水措施。
杨布条分法：假设滑动面为任意面，条件法向作用 力的作用点在滑面以上1/3土条高度处，减少n-1个 未知数；
其他条分法：假设滑面为任意面，法向条间力和切 向条间力之间为某种函数关系，减少n-1个未知数
土力学与基础工程第八章
一、基本假设和基本公式
Gi bihi
Ni Gi cosi
Ti Gi sini
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
土力学与基础工程第八章
边坡指具有倾斜坡面的岩土体（天然边坡、人工 边坡）
由于边坡表面倾斜，在岩土体自重及其它外力作 用下，整个岩土体都有从高处向低处滑动的趋势。 边坡丧失其原有稳定性，一部分岩土体相对另一 部分岩土体发生滑动的现象称为滑坡（土坡、岩 坡）
一般情况下，土的抗剪强度是随着滑动面上 的法向力的改变而变化的。
f tanc
β1 β
C
>0
圆心位置在EO
的延长线上
圆心位置由β1， β2确定
O β2 B
H 2H
4.5H
E
土力学与基础工程第八章
假定滑坡体和滑面以下土体均为不变形的刚体， 滑面为连续面，滑面上各点的法向应力采用条 分法获得，分析每一土条受力，根据滑块刚体 极限平衡条件，假定整个滑面上各点的安全系 数相等，确定安全系数。
Gixi TfiR0
K
1 mi
cbGi uibXitan
Gi sini
简化后得：
1
K mi
cbGi uibtan
Gi sini
土力学与基础工程第八章
无粘性土坡滑面一般为平面，均质粘性土坡滑面 一般为圆弧面
土力学与基础工程第八章
TJGsinwi
KT Tf GcGosistn anttaa n n
当坡面有顺坡渗流作用时，无粘性土坡的稳定安 全系数约降低一半。
土力学与基础工程第八章
一、整体圆弧滑动法
粘性土由于土粒间存在粘聚力，发生滑坡时是整 块土体向下滑动，坡面上任一单元体的稳定条件 不能用来代表整个土坡的稳定条件。
对于饱和粘土，在不排水剪条件下φu=0，则 有τf=cu
K cu ACR Ga
k是任意假定某个滑动面的
抗滑安全系数，实际要求 的是与最危险滑动面相对 应的最小安全系数
假定若干 滑动面
最小安全 系数
最危险滑动面圆心的确定
O β2 B R
β1
=0
β
K
C
对于均质粘性土 土坡，其最危险 滑动面通过坡脚
将土坡作为平面问题，对每个土条可分别 列两个正交方向的静力平衡方程和一个力矩平 衡方程3n个方程。
土力学与基础工程第八章
瑞典条分法：假设滑动面为圆弧面，不考虑条间力， 即Ei=Xi=0，减少3n-3个未知数；
简化的bishop条分法：假设滑动面为圆弧面，切向 条间力Xi=0，减少n-1个未知数；
T i
G is i n i
b i h is i n i
土力学与基础工程第八章
土力学与基础工程第八章
假定滑动面为圆弧面，考虑了土条侧面的作用 力，假定各土条底部滑动面上的抗滑安全系数 相同，即等于滑动面的平均安全系数。
Bishop可采用了有效应力方法推导公式，也可 用总应力分析
三峡库区千将坪滑坡全貌照片
暴雨过后，珠山山体滑坡
土坡失稳原因分析： 1、内部因素
(1) 斜坡的土质：各种土质的抗剪强度、抗水能 力是不一样的，如钙质或石膏质胶结的土、湿陷 性黄土等，遇水后软化，使原来的强度降低很多
(2) 斜坡的土层结构：如在斜坡上堆有较厚的土 层，特别是当下伏土层(或岩层)不透水时，容易在 交界上发生滑动。
土力学与基础工程第八章
TfiK flii cK li NitaKn
库仑定律 竖向力平衡
G i X i T fs i i i n N i ci o u ilis ci o 0 s
Nim 1 i (G iXiuibicK lisin i)
m i cosi(1tanK tani)
力矩平衡
(2)振动的作用：如地震的反复作用下，砂 土极易发生液化；粘性土，振动时易使土的结 构破坏，从而降低土的抗剪强度；施工打桩或 爆破，由于振动也可使邻近土坡变形或失稳等。
(3)人为影响：因人类不合理开挖，特别是开 挖坡脚；或开挖基坑、沟渠、道路边坡时将弃 土堆在坡顶附近；在斜坡上建房或堆放重物时， 都可引起斜坡变形破坏。
T fiK fili(ciK ta n)lic li N K i'ta n
若将整个滑动土体内各土条对圆心 取力矩
平衡
TiR TfiR
K ( c l i N i 't a n ) ( c l i G ic o s it a n ) ( c l i b i h ic o s it a n )
土力学与基础工程第八章
一、一般情况下的无粘性土土坡 由于无粘性土土粒之间无粘聚力，因此， 只要位于坡面上的土单元能够保持稳定， 则整个土坡就是稳定的。
T f N tan G co tsan
KTTf GcG ossintanttaann
由上可见，对于均质无粘性土坡，理论上土坡 的稳定性与坡高无关
土力学与基础工程第八章
土力学与基础工程第八章
概 述 无粘性土土坡稳定分析 粘性土土坡稳定分析 饱和粘性土土坡稳定性分析讨论
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
(3) 斜坡的外形：突肚形的斜坡由于重力作用， 比上陡下缓的凹形坡易于下滑；由于粘性土有粘 聚力，当土坡不高时尚可直立，但随时间和气候 的变化，也会逐渐塌落。
2、外部因素
(1) 降水或地下水的作用：持续的降雨或地下 水渗入土层中，使土中含水量增高，土中易溶盐 溶解，土质变软，强度降低；还可使土的重度增 加，以及孔隙水压力的产生，使土体作用有动、 静水压力，促使土体失稳，故设计斜坡应针对这 些原因，采用相应的排水措施。
杨布条分法：假设滑动面为任意面，条件法向作用 力的作用点在滑面以上1/3土条高度处，减少n-1个 未知数；
其他条分法：假设滑面为任意面，法向条间力和切 向条间力之间为某种函数关系，减少n-1个未知数
土力学与基础工程第八章
一、基本假设和基本公式
Gi bihi
Ni Gi cosi
Ti Gi sini
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
土力学与基础工程第八章
边坡指具有倾斜坡面的岩土体（天然边坡、人工 边坡）
由于边坡表面倾斜，在岩土体自重及其它外力作 用下，整个岩土体都有从高处向低处滑动的趋势。 边坡丧失其原有稳定性，一部分岩土体相对另一 部分岩土体发生滑动的现象称为滑坡（土坡、岩 坡）