土力学及地基基础教案(完整)

课题: 第一章绪论

一、教学目的：使学生了解《土力学与地基基础》这门课的学习意义及主要内

容，理解土力学中的一些基本概念。

二、教学重点：土力学与地基基础的基本概念。

三、教学难点：地基基础埋深等概念的理解上。

四、教学时数： 2 学时，其中实践性教学 0 学时。

五、习题：

六、教学后记：

这一章的内容总体上较易理解，基本概念需详细的讲解，让学生多了解一些具体的实例，如由于基础地基引起的一些破坏。

第一章绪论

土力学部分第3-5章本课程的重点

地基基础部分第6-10章

第1- 2章基本概念的介绍

一、基本概念：

1、关于土的概念

(1)、土的定义：土是地表岩石经长期风化、搬运和沉积作用，逐渐破碎成细小矿物颗粒和岩石碎屑，是各种矿物颗粒的松散集合体。

(2)、土的特点：

1）散体性

2）多孔性

3）多样性

4）易变性

(3)、土在工程中的应用

1）作为建筑物地基

2）作为建筑材料

3）建筑物周围环境

2、土力学：研究土的特性以及土体在各种荷载作用下的性状的一门力学分支。

3、地基与基础的概念

（1）、基础：

1）定义：建筑物的下部结构，将建筑物的荷载传给地基，起着中间的连接作用。（是建筑物的一部分）

2）分类：按埋深可分为：浅基础：采用一般的施工方法和施工机械（例如挖槽、排水）

施工的基础（埋置深度不大，一般5 m）。

埋深较小，可采用

深基础：需借助特殊施工方法的基础（埋置浓度超过5m）。

桩基础、地下连续墙

（2）地基

1）定义：基底以下的土体中因修建建筑物而引起的应力增加值（变形）所不可忽略的那部分土层。（承受建筑物荷载而应力状态发生改变的土层。）（地层）

持力层：直接与基础接触，并承受压力的土层

下卧层：持力层下受建筑物荷载影响范围内的土层。

2）分类：天然地基：在天然土层上修建，土层要符合修建建筑物的要求（强度条件、变形条件）

人工地基：经过人工处理或加固地基才能达到使用要求的地基。

二、重要性：

地基和基础是建筑物的根本，又位于地面以下，属地下隐蔽工程。它的勘察、设计以及施工质量的好坏，直接影响建筑物的安全，一旦发生质量事故，补救与处理都很困难，甚至不可挽救。

三、与土有关的工程问题

（一）变形问题

1、意大利比萨斜塔

意大利比萨斜塔

举世闻名的意大利比萨斜塔就是一个典型实例。因地基土层强

度差，塔基的基础深度不够，再加上用大理石砌筑，塔身非常重，

1.42万吨。500多年来以每年倾斜1cm的速度增加，比萨斜塔向南

倾斜，塔顶离开垂直线的水平距离已达5．27m，比萨塔的倾斜归因

于它的地基不均匀沉降。

比萨斜塔全景

2、苏州市虎丘塔：

虎丘塔位于苏州市西北虎丘公园山顶，原名云岩寺塔，落成于宋

太祖建隆二年（公元961年），距今已有1000多年悠久历史。

1980年6月虎丘塔现场调查，当时由于全塔向东北方向严重倾斜，不仅塔顶离中心线已达2．31m，而且底层塔身发生不少裂缝，成为危

险建筑而封闭、停止开放。

虎丘塔地基为人工地基，由大块石组成，块石最大粒径达1000mm。

人工块石填土层厚1－2m，西南薄，东北厚。下为粉质粘土，呈可塑至

软塑状态，也是西南薄，东北厚。塔倾斜后，使东北部位应力集中，

超过砖体抗压强度而压裂。

3、上海锦江饭店

1954年兴建的上海工业展览馆中央大厅，因地基约有14m厚的淤泥质软粘土，尽管采用了7.27m的箱形基础，建成后当年就下沉600mm。1957年6

月展览馆中央大厅四角的沉降最大达1465.5mm，最小沉降量为1228mm。1957

年7月，经苏联专家及清华大学陈希哲教授、陈梁生教授的观察、分析，认

为对裂缝修补后可以继续使用(均匀沉降)。

（二）强度问题

1、加拿大特朗斯康谷仓

加拿大特朗斯康谷仓严重倾倒，是地基整体滑动强度破坏的典型工程实例。

1941年建成的加拿大特朗斯康谷仓，由于事前

不了解基础下埋藏厚达16 m的软粘土层，初次贮存

谷物时，就倒塌了，地基发生了整体滑动，建筑物

失稳，好在谷仓整体性强，谷仓完好无损，事后在

主体结构下做了70多个支承在基岩上的砼墩，用了

388个500KN的千斤顶，才将谷仓扶下，但其标高

比原来降低了4m 。

（三）渗透问题

1963年，意大利265m高的瓦昂拱坝上游托克山左岸发生大规模的滑坡，滑坡体从大坝附近的上游扩展长达1800m，并横跨峡谷滑移300－400m，估计有2－3亿立方米的岩块滑入水库，冲到对岸形成100－150m高的岩堆，致使库水漫过坝顶，冲毁了下游的朗格罗尼镇，死亡约2500人，但大坝却未遭破坏。

我国连云港码头的抛石棱体，1974年发生多次滑坡。

1998年长江全流域特大洪水时，万里长江堤防经受了严峻的考验，一些地方的大堤垮塌，大堤地基发生严重管涌，洪水淹没了大片土地，人民生命财产遭受巨大的威胁。仅湖北省沿江段就查出4974处险情，其中重点险情540处中，有320处属地基险情；溃口性险情34处中，除3处是涵闸险情外，其余都是地基和堤身的险情。1998年长江全流域特大洪水时，万里长江堤防经受了严峻的考验，一些地方的大堤垮塌，大堤地基发生严重管涌，洪水淹没了大片土地，人民生命财产遭受巨大的威胁。仅湖北省沿江段就查出4974处险情，其中重点险情540处中，有320处属地基险情；溃口性险情34处中，除3处是涵闸险情外，其余都是地基和堤身的险情。

四、土力学研究内容与学习建议

1、土力学的主要内容有以下三部分内容：

一是土的基本性质，包括物理性质和力学性质；

二是土体受力后的变形与稳定性问题；

三是工程应用的要求和措施，主要是地基设计与处理等。

四是掌握天然地基上一般浅基础的简单设计方法或验算方法

五能正确的使用《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2002）

2、学习建议

土力学的学习包括理论、试验和经验。

理论学习：掌握理论公式的意义和应用条件，明确理论的假定条件，掌握理论的适用范围；

试验：了解土的物理性质和力学性质的基本手段，重点掌握基本的土工试验技术，尽可能多动手操作，从实践中获取知识，积累经验；

经验在工程应用中是必不可少的，工程技术人员要不断从实践中总结经验，以便能切合实际地解决工程实际问题。

五、土力学发展历史

土力学是利用力学知识和土工试验技术来研究土的强度、变形及其规律等的一门科学。它既是一门古老的工程技术，也是一门年轻的应用科学。古人兴建的大型水利工程、宫殿、