土力学地基与基础工程完整版课件

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一个原理 古典土力学
(1923~1960)
两个理论 一个模型
土力学
现代土力学
(1963~ ? )
三个理论 四个分支
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在土建、水利、桥隧、道路、 港口等有关工程中，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，已发展融合成为一个自 成体系的专业 ——“ 岩土工程”。它的研究 方法是由三种基本手段（数学模拟、物理模 拟和原位观测）综合而成。 所谓岩土工程，即为土力学、工程地质 学、水文地质学和岩体力学的结合。
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※ 土颗粒的大小及其组成情况， 通常以土中土颗粒各个粒组的相 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。 ※ 土的颗粒级配可由土的颗粒大小分析试 验（简称颗分试验）测定。
颗 分 试 验 d>0.075mm d<0.075mm 筛析法 密度计法 移液管法
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根据颗粒大小分析试验结果， 可以绘制颗粒级配累积曲线（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）。 颗粒级配曲线的坡度可以大致反映土的 均匀程度。 曲线陡，表示粒径大小相差不多，土颗 粒比较均匀；曲线缓，表示粒径大小相差悬 殊，土颗粒不均匀，级配良好。
作为工程技术，基础工程是一项古老的 工艺。如前所述，只要建造建筑物，注定离 不开地基和基础，因此，作为一项工程技术， 基础工程的历史源远流长。但人们只能依赖 于实践经验的不断积累和能工巧匠的技艺更 新来发展这项技术，囿于当时生产力发展水 平，基础工程还未能提炼成为系统的科学理 论。
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作为应用科学，基础工程 又是一门年轻的学科。 作为本学科理论基础的土力学的发展历 史可以划分为古典土力学和现代土力学两个 阶段。
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※ 地基基础设计必须满足 的基本条件
建筑物的建造使地基中原有的应力状态 发生变化，所以地基基础的设计必须满足： a. 作用于地基的荷载不超过地基的承载 能力（地基土的强度问题）； b. 控制基础沉降使之不超过允许值（地 基土的变形问题）。
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浅基础
基础
深基础 天然地基 地基 人工地基
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二、本学科发展概况
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单独用Cu来确定土的级配情况是 不够的，需同时参考Cc。 砾 类 土 或 砂 类 土
Cu≥5
级配良好
Cc=1~3
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（二）土粒的矿物成分 矿物成分对土的性质有着重要 影响，其中以细粒组的矿物成分最为重要。
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※ 几个特殊粒径：d10, d30 , d60 小于某粒径的土颗粒质量累积 百分数为10%时，相应的粒径称为有效粒径 d10。与之类似可以得到d30和d60（限定粒径）。 ※ 土颗粒的级配指标： 不均匀系数 Cu= d60/ d10 曲率系数 2 Cc=(d30) /(d60× d10)
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Cu反映大小不同粒组的分布情况。 Cu越大，表示土颗粒大小的分布范围 越大，其级配良好。 Cc描写累积曲线的分布范围，反映曲线 的整体形状。 在一般情况下， <5，均粒土，为级配不良 Cu >10，级配良好
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第2章 土的物理性质及 分类
第 1节 第 2节 第 3节 第 4节 第 5节 第 6节 第 7节 概述 土的组成 土的三相比例指标 无粘性土的密实度 粘性土的物理特征 土的渗透性 地基土（岩）的分类
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第1节 概述
※ 土是岩石风化的产物。 风 化 作 用
物理作用：岩石产生量的变化
化学作用 生物作用 岩石产生质的变化
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残积土 土
风成沉积土 运积土 水成沉积土 冰川沉积土
※
土是三相体。 固相（土颗粒） 液相（水） 气相（气）
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土
※ 饱和土中的孔隙均被水所充填， 所以饱和土为二相体。
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第2节 土的组成
一、土的固相 （一）土的颗粒级配 ※ 按土颗粒粒径（d）大小将土颗粒分组， 称为粒组。划分粒组的分界尺寸称为界限 粒径。 巨粒：>60mm 土的粒组 粗粒：0.075~60mm 细粒：≤0.075mm
一、地基及基础的概念 二、本学科的发展概况
三、本课程的特点和学习要求
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一、地基及基础的概念
上部结构 建筑物 基 地 础 基
建筑物的全部荷载均由其下的地层来 承担。受建筑物影响的那一部分地层称为 地基；建筑物向地基传递荷载的下部结构 称为基础。
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上部结构
基 础
地 基
建筑物三部分示意图
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建筑物的上部结构、基础和 地基三部分，功能不同，研究方 法各异，但它们又是建筑物的有机组成部分， 缺一不可、彼此联系、相互制约。所以，科 学的、理想的方法是将三部分统一起来进行 设计计算。 依目前的理论水平，还很难做到这一点。 尽管如此，我们在处理地基基础问题时，头 脑里一定要有地基 - 基础 - 上部结构相互作用 的整体概念，尽可能全面地加以考虑。
土力学地基与基础工程
本课程的主要内容
第 1章 第 2章 第 3章 第 4章 第5章 第 6章 第 7章 第 8章 第 9章 绪论； 土的物理性质及分类； 地基的应力和沉降； 土的抗剪强度； 土压力、地基承载力和土坡稳定性； 地基勘察； 浅基础常规设计； 桩基础； 软弱土地基处理
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第 1章 绪 论
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三、本课程的特点和 学习要求
1.特点：本课程涉及水文地质学、工程地 质学、土力学等几个学科领域，内容广泛、 综合性强。 2.学习要求：牢固掌握土力学中的基本概 念和基本原理，做到能够应用这些基本概念 和基本原理，结合有关建筑结构理论和施工 知识，分析和解决地基基础问题。
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童小东
南京东南大学土木工程学院 P.C.：210096 Tel：025-3792461(O)，3791829(O)， 025-3794969(H) E-mail：tongxiaodong@263.net
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建筑物的地基和基础是建筑物 的根本，它们一旦出现问题，建筑 物的安全和正常使用必然受到影响。建筑物 的事故，绝大多数都与地基和基础有关。 组成地层的土或岩石是自然界的产物。 建筑物建造在地层上面，所以建筑物场地的 工程地质条件是决定地基基础设计和施工的 先决条件。
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研究土体的应力、变形、强度、 渗流及稳定性的一门力学分支学科 称为土力学。 土力学是本课程的理论基础。 土力学所要研究的两大基本问题是土体 的变形和强度。