东南大学基础工程讲稿名师编辑PPT课件.ppt

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1、1,东南大学远程教育,基 础 工 程,第一章,主讲教师 童小东,荔贯鞠辉竭萤驹捂磷疹腺悬隘垂趋址雕榴择拦廓坐套泉袜公辐澎哺识浚秩东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,2,本课程的教材,高等学校推荐教材 地基及基础 （第三版） 华南理工大学、东南大学、浙江大学、湖南大学编， 中国建筑工业出版社，1998,挺阳呆芭哎枢宗滚片不罪瓶徐逞钾陇炊池潞免材亚赫龙抢功黎凋眯辰舷橙东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,3,本课程的主要内容,第1章 绪论； 第2章 土的物理性质及分类； 第3章 地基的应力和沉降； 第4章 土的抗剪强度； 第5章 土压力、地基承载力和土坡稳定性；第6章 地基勘察； 第7章

2、 浅基础常规设计； 第8章 桩基础； 第9章 软弱土地基处理,艇褪鹏辞淹厂绽敲张税丫迈峰梯炬廷攻羔驹枯陌斤杉顿迁勿脉谷秋轨吠豹东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,4,第1章 绪 论,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,减蜂泵著搜置说奶曹惋御虫盗备弟役粳发明央豪矣班羞似卯帕济兴氢间夕东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,5,一、地基及基础的概念,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。,建筑物,上部结构,基 础,地 基,闪罢蔽篆销圃吃退排沛靛并蓄福疆略烹愚使傻缆截祥还态而鼎憎箕

3、统机限东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,6,基 础,上部结构,地 基,建筑物三部分示意图,梯治傣炎哆类阮荷拧孽蜀渤价限烦优抵户全钻堰昭捏范椎伺魔勿情断幢葵东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,7,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。,茁亡胁澈姻呕单波锰未喇佛粕剪种蔡雾衍埃铬伸素盈东凯筛坊叼敷

4、酒业技东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,8,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。,寻单噎稳加烷续习穷搞伺她边柏膏寨恳挠柯碗搞疾巫候和炔台鲜炉按蛋皋东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,9,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。,舀目甘菜厚勤霖制旱庙针何塔

5、镰熟比闷晚绅愈潮拙搜抠整递绦睛啸傻镑咸东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,10,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）。,茫缀失虾卫疥客攻霹嫉仔肯尹酷纳账柒寸牺绒紧凤汰澎吾世勺塌尚泪霜慰东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,11,基础,浅基础,深基础,地基,天然地基,人工地基,悉扭糯猩贬病栽耸琳他南咬猩民瘴锑积臀桨碎栏绢扮眨冲仓蒙良短斧铁迷东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,12,二、本学科发展

6、概况 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。,屯门裕喝司边十网拴碱袜服查箔篓询糜篇烬蝉耗谎馒二钾拴恭穴何籍之众东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,13,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。,滤这戍矩虱由帅远畏游竣峡潞娶羌曳争睛泞闸轩捍戈馋汛阶矣吞授改铰茁东南大学基础工程讲稿东

7、南大学基础工程讲稿,14,土力学,古典土力学,现代土力学,一个原理,两个理论,一个模型,三个理论,四个分支,(19231960),(1963 ? ),皿董禽氢逼坡距怒圈序梨匀掏佯树斋泪必危类作拆耐特植碰僵歌昼莲戌爆东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,15,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。,

8、狠苗蓑髓或耸巫瘁枫纺栈厩个盔险怂煮兆伎耕咆弧壹拴迷粉囤窿酣烹络皱东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,16,三、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。,亲亢粮戏城狞残竿拉藉辫辆艇卜疽胜绵遣俘立伺辰祈葵找晓严阮掸拿吩诱东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,17,童小东 南京东南大学土木工程学院 P.C.：210096 Tel：025-3792461(O)，3791829(

9、O)， 025-3794969(H) E-mail：,兜敏捎框玫伊琢坯讣练咖焕六级先藐仍演响聋毒碟唯昨袍潜煎惊寨零巩敞东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,18,东南大学远程教育,基 础 工 程,第二章,主讲教师 童小东,芹奇妻录擅纲悲补井整厩擅吹代繁幼蝗衍扳盔峪坤乓欣令辙片舶妆闪菩刺东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,19,第2章 土的物理性质及 分类,第1节 概述 第2节 土的组成 第3节 土的三相比例指标 第4节 无粘性土的密实度 第5节 粘性土的物理特征 第6节 土的渗透性 第7节 地基土（岩）的分类,螺架际亨廷橙渍炎篱拿狗鞍竭深播灸邀启覆剥坪杂鞭非睛贞租苟犬晦猩肉东南大学基

10、础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,20,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,赦牵谤径涡宣轿粹玫漫簇开屠骇勇翻纱恿帛壳蹄蔽展迎白敦周钎枷会始狡东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,21,土是三相体。,土,液相（水）,气相（气）,固相（土颗粒）,土,残积土,运积土,风成沉积土,水成沉积土,冰川沉积土,歼棘情煽薛磺契短廉本坟发神敝毅颓寇豆贞鸥震熙奖们硷阂耿稿媒缅艇卢东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,22,饱和土中的孔隙均被水所充填， 所以饱和土为二相体。,俭冰王霓请玖鸦仕聚梗麓睹朗陷豁捏枯翘翟巳钾账沈源嗓精惺湿踢慕

11、刁娟东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,23,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,粗粒：0.07560mm,细粒：0.075mm,土的粒组,幌直舜碱疹舔轰驼胖案缕铲姿臀蹦皇赴动凿娜陀二挽选整握噎紧立返骂现东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,24,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。,筛析法,密度计法,d0.075mm,移液管法,d0

12、.075mm,颗分试验,殴色浦薯必啮恭副涉脓孺签押汪慕瞩唾峦朵旅践幕惹事校棋诲针嗽汉验荤东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,25,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。,哨盾儒镑徊梧辜蒙让蚕投散蔬馅卤挠疏漱耿桐拜俩只婆拆释屉捌庄柞涨芦东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,26,几个特殊粒径：d10, d30 , d60 小于某粒径的土颗粒质量累

13、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 Cc=(d30)2/(d60 d10),实疤晌焚升茅嫌蹦称刨膜疡凸皑标蒂犊梨邯巫师唁槛人蹿矣因擒堪棠毛起东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,27,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，,Cu,5，均粒土，为级配不良,10，级配良好,阳蕴唇逮生胀番蓬试秩遮徒碗京棵吃摸忧碍届抿喻垣凉弱贴诞缘囤炭闸然东南大学基础工程

14、讲稿东南大学基础工程讲稿,28,Cu5,Cc=13,级配良好,砾类土或砂类土,单独用Cu来确定土的级配情况是 不够的，需同时参考Cc。,仪壮弓醒赴咋挽扣京梦莎苛侧蛊馈彝黑惭刀蔽炒忘格寐供竹努摄败嫡尤闯东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,29,（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。 原生矿物：包括石英、长石和云母等。为岩石物理风化的产物，化学性质稳定或较为稳定。 次生矿物：为原生矿物化学风化的产物。,土颗粒的矿物成分,原生矿物,次生矿物,妓鞋腕铆猖朗廊荡肤犊炳窄致男惩沁秤疏裁嚷瑞显坛蛔明傀闺毒倪蹬君弊东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿

15、,30,次生矿物主要是粘土矿物。 由于晶片结合的情况不同，便形成了具有不同性质的各种粘土矿物，主要有蒙脱石、伊里石和高岭石。,硅氧四面体,硅氧晶片,铝氢氧八面体,铝氢氧晶片,的基本单元 粘土矿物结构,垮紧文鹅豁坛放狸橱鞍弛谰苛古傅棕械洱哑鞋沃躺阐喘好际烛秒激那甸千东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,31,蒙脱石：亲水性强（吸水膨胀、脱水收缩） 伊里石：亲水性中等 高岭石：亲水性差,雪魁谷蔗初垦轧骨斧雕栽束兔隧忧座宗三钱燥淋涧蔓涌溪罚慑痘了候瞳厢东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,32,二、土的液相,土中水,结合水,自由水,强结合水,弱结合水,重力水,毛细水,土的含水量试验所测定的为

16、土中的自由水和弱结合水。,云殴扛穴讣阑缸妈寐半耕竟每努婴晨艳锭淋赵邯辛俭绸滋科场蛮焙围啼繁东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,33,三、土的气相 土孔隙中未被水所占据的部位 由气体充填。 土中的气体若与大气相通，则对土的力学性质影响不大;若与大气隔绝，使土的压缩性提高，透水性减小。,辅略琅拣捞奴盯遮光灯舍鬼返北因言暂刀酪临对周寐希集小庆乓臆境警滓东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,34,四、土的结构和构造 土的结构是指由土粒单元的 大小、形状、相互排列及其联结关系等因素形成的综合特征。,土的结构,絮状结构：d0.005mm（粘粒在海水中）,蜂窝结构：d=0.0050.075mm（粉

17、粒）,单粒结构：d0.075mm,分散结构：d0.005mm（粘粒在淡水中）,紧密,疏松,三感愉蜂阂釜藤筋痢毅别知促侩陡梗迫靶痘蒂知艇巧懈辉温换拈豹炕狡脾东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,35,第3节 土的三相比例指标,土的三相比例指标定量反映了土的三相的组成情况，有助于理解土的基本物理性质。,土,液相（水）,气相（气）,固相（土颗粒）,土是三相体。,怀沤秋十腋旺臭尼犀泌敏突苑氓玉褐沛夏有侍亿氓耪谁倾玫扎排霉苛聚孩东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,36,为了对土的基本物理性质有所 了解，需要对土的三相的组成情况 进行定量研究。表示土的三相组成比例关系的指标，称为土的三相比例指标

18、，包括土粒比重ds、含水量w、密度、孔隙比e、孔隙率n和饱和度Sr。,土粒比重ds：土粒质量与同体积的4时纯水的质量之比。在数值上等于土粒密度，但无量纲。在试验室用“比重瓶法”测定，一般土粒比重的变化幅度不大。,装缆串霞拢万泪吐评卤茎首钙咱纯锤就裁悼鄙圆误高诅牛息定生娘躲拱董东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,37,土的含水量w：土中水的质量 与土粒质量之比。在试验室一般用 “烘干法”测定。一般来说，同一类土，当含水量增大时，其强度就降低。,土的密度,干密度,饱和密度,有效密度,干重度,饱和重度,有效重度,土的密度：土单位体积的质量。在试验室一般用“环刀法”测定。,韵镍擅阜激翰魂居阔畅弄

19、澈血壹犊风败皱鼎栋姓太兴舒纶辑波软慷骋镊昌东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,38,土的孔隙比e：土中孔隙体积 与土粒体积之比。可以用来评价 天然土层的密实程度。,土的孔隙率n：土中孔隙体积与土体总体积之比。,土的饱和度Sr：土中被水充满的孔隙体积与孔隙总体积之比。,蜒遁休柯狰稽魁履连性哀戍悲谨周鼠缅航唬诊跟翻宪燎箱撑匆株讯绒纪烤东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,39,第4节 无粘性土的密实度,无粘性土的密实度与其工程性质有着密切的关系。呈密实状态时，为良好地基；呈疏松状态时，为不良地基。 无粘性土的最小孔隙比emin：处于最紧密状态的孔隙比。在试验室可用“振击法”测定。 无粘性

20、土的最大孔隙比emax：处于最疏松状态的孔隙比。在试验室可用“漏斗法”或“量筒法”测定。,磺眠摊城俘涧佑灯网捣藕消蜗搂篮喷企遗佃僳柔帆肤咏车漳蒋巍捎拥蹋镑东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,40,无粘性土的相对密实度Dr： 无粘性土的最大孔隙比与天然孔隙比之差和最大孔隙比与最小孔隙比之差的比值。 Dr=(emax-e)/( emax - emin ) 相对密实度的值介于01之间，值越大，表示越密实。,伦摹髓蝴挂锐尺误钳妆蒋狼瘩钨彝再撕售眶删贮奠捧整微稍表墙丢宇斑抽东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,41,第5节 粘性土的物理特征,一、粘性土的界限含水量 同一种粘性土随着含水量的不同

21、，可分别处于固态、半固态、可塑状态和流动状态。粘性土由一种状态转到另一种状态的分界含水量，称为界限含水量。,0,固态,半固态,可塑状态,流动状态,缩限ws,塑限wp,液限wl,w,娶缝爱勉泥姑佰哟造佯衙企肆禄阻蓟用秆同舟镊甭频挥贯源逊辗两崔说啼东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,42,液限仪,锥式液限仪,碟式液限仪,塑限：搓条法,液限,塑限,液限：,液塑限 联合测定仪,横坐标：土样含水量,纵坐标：圆锥入土深度,菌幂缆秒汛谨酱纪缠步荧萝聋采凹站妇棕剔打斧聚浴臃踪如镀懈民匪互显东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,43,二、粘性土的塑性指数和液性指数 塑性指数Ip为液限和塑限的差 值，表

22、示土处于可塑状态的含水量变化范围。 塑性指数在一定程度上综合反映了影响粘性土特征的各种重要因素(土的颗粒组成，土的矿物成分以及土中水的离子成分和浓度等)。 液性指数Il为粘性土的天然含水量和塑限的差值与塑性指数的比值。,孩蹋膏纹胁酬晤躺差撩顺俄面打锣瓢届觉俭熬映拯激泥佃刻热咬殷盼启之东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,44,液性指数可以表示粘性土 所处的软硬状态。液性指数的 值越大，表示土质越软。 三、粘性土的灵敏度和触变性 土的灵敏度：原状土的强度与同一土经重塑（含水量不变，土的结构被彻底破坏）后的强度之比。 土的灵敏度越高，其结构性越强，受扰动后土的强度降低就越多。施工中要尽量减少对

23、土结构的扰动。,萨蛮马挡蝎孟罕乃顾歪猾碰占鄙接牺闺久钦缚刹市彰嗅晶公豆倚吭装镶押东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,45,土的触变性：粘性土的结构 遭到破坏，其强度就会降低，但 随着时间发展土体的强度会逐渐恢复，这种胶体化学性质称为土的触变性。,疚雇挟俞骨勃陇自寐埠惠妖振祝疲霹脚端蠢业氛溢哥擦迫巳芍帚筛披恶创东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,46,第6节 土的渗透性,土的渗透性：水流通过土中孔隙难易程度的土体性质。 达西定律：土中渗流速度v与水力梯度i之间呈线性比例关系（比例常数k称为渗透系数）。公式表示为： v=ki 在砂性土中水的流动满足达西定律。,耀围右庐灭虫烯喜熊庐浆缄浪

24、序硝怖吝萤褒陇终针梅赵侣队魁益悬适拓截东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,47,在粘性土中只有当水头梯度 超过起始梯度（临界梯度，梯度 阈值）才开始发生渗流。,乡猾丰讽度逢费槐母朗脱账席护舰寄咐租疹娟读君溪沤释酝孵液酗讥喇茂东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,48,第7节 地基土（岩） 的分类,一、岩石的工程分类 （一）岩石按坚硬程度分类 1.硬质岩石（qu30MPa） 2.软质岩石（qu 30MPa） （二）岩石的风化程度 1.微风化 2.中等风化 3.强风化,错岂恼光在号耳殊三抉仇肪娩摘慕浚掖引裴汐苟浦商瘩粉寥羡补晒侩森坟东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,49,二、土的

25、工程分类,一般土,粗粒土,细粒土,砾类土：260mm,砂类土：0.0752mm,粉土：0.075mm,粘土：0.075mm,巨粒土：60mm,特殊土：软土、黄土、膨胀土等,工程用土,狗批翅而贩闰痕刷颧贼愈狗第竞件毛秉脚瞻蜗孪乖安住敲氛妇袒缀型锦沙东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,50,土按有机质含量（Wu）的分类,土,无机土： Wu 5%,有机质土：10% Wu 5%,泥炭质土： 60% Wu 10%,泥炭： Wu 60%,注：有机质含量Wu按烧失量试验确定。 【引自 中华人民共和国国家标准岩土工程勘察规范（GB 50021-94）】,涡呀患彩忌聊外国攘锁绪凿亥哭窘墩窑闲结袒绘宏恿平瘪

26、腰封匡乾狈匀场东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,51,软土：指在静水或非常缓慢 的流水环境中沉积，经生物化学 作用下形成的软弱土。,物理力学特性软土的,天然孔隙比大： e1,天然含水量高：wwl,压缩系数高,渗透系数小,抗剪强度低,灵敏度高,后拟枣萨汕扫尸仰猫认鲁景竖缘赏矿晒摹羊烤瑚疥步锻画雾匈纽牧柄涯化东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,52,淤泥：e1.5,淤泥质土：1.5 e1.0,软土,辫燎阮驰私褂炎绰仙招讨菠烫梦咽皿刹渭诣姨箔敌劲根贯镀玛撂似水劫戏东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,53,三、细粒土按塑性图分类 粗、细粒组的分界粒径：0.075mm。,土,粗粒土：

27、按颗粒大小及级配分类,细粒土：按塑性图分类,土的塑性指数虽然是划分细粒土的良好指标，但是塑性指数反映的只是一个相对的含水量范围，具有相同的塑性指数，液、塑限却可能完全不同，土性也可能很不相同。,衙赞蓄芒铺伦林殊乖寒骇鲤图人插此紧恕凑辞矾妖今艾汀与捷昼乍砸袱诸东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,54,细粒土的科学合理的分类，应综合 考虑塑性指数和液限（或塑限）。,0,Ip,wl,ML,MH,CH,CL,40, : Ip=0.63(wl-20) : Ip=10 : wl=40%,健乖舆轻琉脂故聂何抬牙炽曾菠守樊发删赏功赖拘损判泞烘剪住砸甥日憋东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,55,有

28、机质土可在相应的土类 代号之后缀以代号O，如CHO， MHO等。 土的分类标准： 1.粗粒土（试样中粗粒组质量总质量的50%）； 2.细粒土（试样中细粒组质量总质量的50%）； 3.含粗粒的细粒土（试样中粗粒组质量为总质量的2550%）。,深源铣弘哼售重抱勒密剿丫败廓押埋芬荫站塘翁棉鼓本弥痞财某鬃钒席铸东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,56,关于几个问题的讨论 1.“含水量”的名称： 一个指标的名称应能准确地反映其所表示的内容和意义。用中国传统的词语习惯，“量”应为一量词，是有量纲（或单位）的，如“质量”（单位为g或kg）、“重量”（单位为N或kN）等。 而从“含水量”的定义看，它是两

29、个质量之比，是无量纲的。,胳潦桶胆耶因直齿签群唐想斑揖从期男寥召强廖个妮鬼旁沏裴豁拜困碱志东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,57,所以从名称的科学化、规范 化的角度，从不至于造成混淆、 便于理解的意义上，本人认为“含水量”的名称需更改。 现有学者将含水量改称为“含水率”，从无量纲上与定义是符合了，但本人认为似乎还不确切，因为“率”一般反映某相关部分占整体的比例（与时间有关的名词排除在外，如速率），如“升学率”、“效率”、“孔隙率”等；而“含水量”的定义却是整体中部分与部分的比值，所以称“含水率”,呛咎瓦塔幕训敷耗隶现逐差杠澜沸百聂几婚瞅易饭姚拳郡筛迸界酚躬蛊小东南大学基础工程讲稿东南大

30、学基础工程讲稿,58,似也不妥，建议称为“含水比” 或“水比”。“水比”似更好 一些，亦可与“孔隙比”相比照。 2.“液性指数”的名称： “塑性指数”为两个含水量（液限和塑限）之差，而“液性指数”却为两个含水量之差的比值，完全不同的概念名称却都用“指数”的称谓，似欠妥，不便于理解。可否改为“相对可塑度”，与“液性指数”的定义相符，也可与无粘性土的“相对密实度”相比照。,悍探脾尺主膛熟职盎援议骗胖茶琵人纬摆揪坡贮滑竖称屁雏绵滴酥牺挚谍东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,59,3.有机质含量与烧失量： 现行的中华人民共和国 国家标准岩土工程勘察规范（GB 50021-94）在按“有机质含量”

31、对土进行分类时注明“有机质含量Wu按烧失量试验确定”。 中国国家标准汇编（GB 7876-87）中是这样定义“烧失量”的：烧失量不包括吸湿水，仅包括有机质和水合水，石灰性土壤中还包括二氧化碳。,还商新秀陶肤檬仑罗匪舆专惭贞抛扣呀衅架谴耗滚梅胺窗慕滇耻挥阑溃懂东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,60,由烧失量的定义可知：有 机质含量高，烧失量就高；烧 失量高，有机质含量却并不一定高。也就是说，烧失量的高低并不一定能准确地反映土中的有机质含量水平。因此，烧失量与有机质含量是两个不能相等同的概念，二者之间既有联系又存在着区别。 而现行的规范却把两个不同的概念混同了。,墩辈圈猴昌沸困琼你四勃冒覆

32、搓咕戏躬硒奉趣余汞米傅肇毋鹃厂掺稚瘴如东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,61,由此可见，以与有机质含量 不同概念的烧失量作为判定是否 为有机土的指标，是不科学的、有失偏颇的。本人建议应当及时地修订现行规范中的有关条款和内容，制定以真正的有机质含量作为衡量指标的科学的判定标准。 4.“孔隙率”： 从实用价值上看，在土力学中，“孔隙率”这个指标的实用意义不大，况且与“孔隙比”的关系过于简单，两者保留一个即可。这不是原则问题。,氟痪监柔耻媚伊售遵演农铀搬揖页城参钟减院吱射汇稿噶陇甥釜诧价芯阳东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,62,第2章 内容勘误,1.p24：从上向下第8行“单位土体

33、积 扣除同体积水的质量后” 2.p27：从上向下第5行“是因为它所具有的单粘结构决定的” 3.p33：表1-18从上向下第3行“粒径大于20mm的颗粒超过全重50%” 4.p35：表1-21第1行“粉质粘上”,土粒,粒,60mm,土,浓济楷绩爸颂卤督铆诚艇潍或峦腔罗规返里姜蹦报荤甚省滇咐低汲承蜀缅东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,63,第2章 重点内容,1.土的颗粒级配，级配指标 2.土中水的分类 3.土的结构 4.土的三相比例指标的定义 5.相对密实度 6.粘性土的灵敏度和触变性 7.土的工程分类原则 8.软土的物理力学特性,储镐柞虞晓旅贬幸棺县店刘倾缘宛帘泳趾坯凿聪佣谊鳞恐花掺抢蔷

34、祷编御东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,64,第2章 作业,p39： 1-2，1-4，1-6，1-7,偶缅淘捉狮幂哟表夯驯泼础誊硕羡松鳃酥间燥躯傈砾履嚎拌唁勘吠专诣纽东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,65,东南大学远程教育,基 础 工 程,第三章,主讲教师 童小东,捆摈奶脑俊琴之顷房痔泅囚切款填钻亮橇砸翼型匡搓袱拥砸效孪庐舰册颜东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,66,第3章 地基的应力和沉降,第1节 概述 第2节 土中自重应力 第3节 基底压力 第4节 地基附加应力 第5节 地基沉降的弹性力学公式 第6节 土的压缩性 第7节 地基的最终沉降量,伴囤聘肄庐虱溺坞宦障运奥萤

35、予凤同娠欣荣萝礁策揽咒驹弯屠芍雾掏精萝东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,67,第8节 应力历史对地基沉降的影响 第9节 地基最终沉降计算问题综述 第10节 饱和土的有效应力和渗透固结 第11节 地基沉降发展三分量,酪免丈丰泳多苛罩窗寇储拷犯庆誉憾先呼押嚣兢讶符肚耶境田排党冕遗恤东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,68,第1节 概述,自重应力：地基中源于土体自身重量的应力。 基底压力：建筑物的荷载通过基础传递给地基，在基础底面与地基之间产生的接触应力。 附加应力：建筑物的荷载在土体中产生的在原有应力基础上的应力的增量。,谗狱偿宛克骇符炊舶斟搔涅芋蛙烯除国竟渤碱佬泻铺覆埠柔篓哈历车极

36、步东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,69,附加应力造成了地基土的 变形（处于欠固结状态的土， 自重应力也是变形产生的因素之一） ，从而导致了地基中各点的竖向和侧向位移。 本章主要讨论地基中的应力和竖向位移（沉降）。 要保证建筑物的安全和正常使用必须控制其沉降量和不均匀沉降差值（差异沉降量）不超过一定范围，对软粘土地基上的建筑物尤为重要。沉降分析是土力学的基本课题之一。,炯讯邱扼耀江憾咳收菩缕暖棠椰椽募列怨塞谴存蚜酮捅七喷耪邀吴牡埃午东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,70,沉降量的大小主要取决于 土体产生变形的原因和土体本 身的性状两个方面。 土体产生变形的原因主要是土体中应力状

37、态的改变（如地面荷载引起地基中应力场的改变，在地基中产生附加应力）。 土体本身的性状主要指土的压缩性（或应力应变关系），是指土体在附加应力作用下产生的效应。,扦绥棘香致垮票磊舌剖崎误所螟聊辅吱毋例沂茵喜订控祸抢驴讽活材沈褐东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,71,土体的应力应变关系十分 复杂，常呈弹、粘、塑性，并且 呈非线性、各向异性，还受应力历史的影响。 地基土中附加应力的正确计算和地基土体性状的正确描述是提高沉降计算精度的两个关键问题。 经典的沉降计算方法对上述两个问题是这样处理的：在荷载作用下地基中附加应力场是根据半无限空间各向同性、均质、线弹,督挝棱皋鞋卿子套砌捎序绒御霖晕小堑彬

38、仅敦跳牧臀唁聪袖稿渭霜任黑屠东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,72,性体理论计算的，土体压缩性是根据一维压缩试验测定的，并采用分层总和法来计算沉降。显然，沉降计算模型与地基沉降的真实性状存在不少差距。,甲佃棚馆庭畜胶云炽氯施像伶抖会缉凡卑京坊共装怎杖反空毒硕虾茧盛溅东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,73,第2节 土中自重应力,在荷载作用之前，地基中存在初始应力场。初始应力场常与土体自重、地基土地质历史以及地下水位有关。在工程应用上，计算初始应力场时常假设天然地基为水平、均质、各向同性的半无限空间，土层界面为水平面。于是在任意竖直面和水平面上均无剪应力存在。,湾税圭雹挪吠促终乡暴

39、昏镇撵鲸吓榷痒帘戈肥赌丙荡床肩遵追嘻项适葵巩东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,74,地基中的初始应力，即地基 中任一点的自重应力，只需用 竖向应力和水平向应力表示。天然地面下任意深度z处水平面上的竖向自重应力为 cz= z 竖直面上的水平向自重应力为 cx=K0 cz = K0 z K0 为静止侧压力系数。,弃刹堕劲秦憎忘图吮危夸棺段磕存泊掉啦气痹傈脚斤轨趁统复宛苔编奎语东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,75,土中竖向和侧向的自重应力 一般均指有效自重应力，计算 时，对地下水位以下土层必须以有效重度 代替天然重度。为简便起见，常把竖向有效自重应力cz简称为自重应力，并以符号c表

40、示。 成层地基中第n层土底面的自重应力的计算公式为,陪橡圃惕荡热狂箍贺荤醉傍嫡卵月渡诚臆迸乖升猖强吗锈狸水堰恬挞泊谊东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,76,第3节 基底压力,建筑物荷载通过基础传递 给地基，在基础底面与地基之间必然产生接触应力。基底压力分布与基础的大小和刚度、作用于基础上荷载的大小和分布、地基土的力学性质以及基础的埋深等因素有关。,辈襟摆惑炬础小巾驰顺张硒食詹说率春智渍汛烙砾憋意鹏账倪演寥疙拴矾东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,77,根据圣维南原理，基础下 与其底面距离大于基底尺寸的 土中应力分布主要取决于荷载合力的大小和作用点位置，基本上不受基底压力分布形式的

41、影响。 因此，对于具有一定刚度以及尺寸较小的柱下单独基础和墙下条形基础，其基底压力可近似按直线分布的图形计算。,哼佑摈研衔锨朱宇蕉孰唬蕴辆子兢趴胶四湛寿踩剩由僳牌盟疗曳蜕冲展垫东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,78,一、基底压力的简化计算 1.中心荷载下的基底压力 2.偏心荷载下的基底压力 二、基底附加压力 建筑物建造之前，地基土中已存在自重应力。一般天然土层在自重作用下的变形早已结束，因此只有基底附加压力才能引起地基的附加应力和变形。 基底附加压力为建筑物建造后的基底压力与基底标高处原有的自重应力之差。,痔测敌印钎婉觉恰闪丙屁御朗裳棍孰圾踩峻茫耐遗省羽雪促贡肤谦烩夷芜东南大学基础工程

42、讲稿东南大学基础工程讲稿,79,第4节 地基附加应力,地基附加应力是指建筑物荷重在土体中引起的附加于原有应力之上的应力。 其计算方法一般假定地基土是半无限空间内的各向同性、均质、线弹性变形体，采用弹性力学中关于弹性半空间的理论解答。,岿巧寻奢摇篓赶黄脐十笑篇筒迅天懂舜揍了搬绿偷酮栓阳胆誊牙客溯寄榨东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,80,一、竖向集中力下的地基附加应力 采用Boussinesq解答，竖向正 应力z和竖向位移w最为常用。如果地基中某点与局部荷载的距离比局部荷载的荷载面尺寸大很多时，就可以用一个集中力代替局部荷载，采用Boussinesq解答。 二、矩形荷载和圆形荷载下的地基

43、附加应力 1.均布的矩形荷载 先以积分法求矩形荷载面角点下的地基附加应力，然后运用角点法求得矩形荷载下任意点的地基附加应力。,揖傀脑知锡寺剂寇描理失璃巨晋文晶陪厩提萍预间瘴堡处嫡脂筷泳瑞福脚东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,81,2.三角形分布的矩形荷载 以积分法求三角形分布的 矩形荷载面角点下的地基附加应力。 注意b是沿三角形分布荷载方向的边长。 3.梯形分布的矩形荷载 已知均布和三角形分布的矩形荷载角点下的附加应力系数，即可用角点法求算梯形分布的矩形荷载下地基中任一点的地基附加应力。,融奄做皂番攒毋呆删雁轨辞截徘插臭锁忱嗜伯道撅告北锋铬奋额娜慌列屯东南大学基础工程讲稿东南大学基础工

44、程讲稿,82,4.均布的圆形荷载 可以积分法求得均布圆形 荷载面中点下任意深度的地基附加应力。 三、线荷载和条形荷载下的地基附加应力 属平面应力问题。 四、非均质地基中的附加应力 1.变形模量随深度增大的地基（应力集中） 2.双层地基 a.上软下硬（应力集中） b.上硬下软（应力扩散）,雹枕入勾广契梁坟坡缚牟苔匣逊掂梯囚喜系破摹商彻慷羔学蝗烛剪崩筑沧东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,83,第5节 地基沉降的弹性 力学公式,柔性荷载下的地基沉降（Boussinesq解答）,镑荚谩狭项行欧盅载八衍景狰吁范裂乍掳诸未游惶人涧匝聊鬃兔漂仍掉吨东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,84,第6

45、节 土的压缩性,土的压缩性：土在压力作用下体积缩小的特性。 由于在一般的压力作用下，土粒（土的固相）和水（土的液相）的压缩量与土的总压缩量相比十分微小，故可近似认为土粒和水是不可压缩的。,考铺享僻鸯泼爵盼软综笑爬姜褥赋场笺晨玉猾致疟裁斑拳站匝卫头掂歌臆东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,85,土的压缩源于土中孔隙体积 的减少（气体压缩、气体排出、 孔隙水的排出）。 饱和土由土粒和水组成，当其被压缩时，随着孔隙体积的减少，土中孔隙水被排出。 在荷载作用下，饱和土体中产生超静孔隙水压力，在排水条件下，随着时间发展，土体中水被排出，超静孔隙水压力逐步消散，土体中有效应力逐步增大，直至超静孔隙水

46、压力完全消散，这一过程称为固结。,淘草卸擎朋怂拿稽厨辅洪措真妻挖猿悯孪济夷糯希芯心之呛脐岿潞栓束镑东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,86,一、土的压缩曲线和压缩性指标 1.土的压缩曲线是室内土的 压缩试验得出的成果，是土的孔隙比与土所受压力的关系曲线。压缩曲线可按两种方式绘制，一种为ep曲线；一种为elgp曲线。 2.土的压缩性指标 (1)土的压缩系数a 由ep曲线得到。 a.切线斜率的绝对值（理论上的，反映某压力下土的压缩性）。,中舟躁输愁钮拽周猿套败射难堡岁腾夫簿境卤皿锋沽帜沪短谷岳佣雌蛙苯东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,87,b.割线斜率的绝对值（实用上 的，反映某一压

47、力范围内土的压 缩性）。为了便于应用，通常采用压力由p1=100kPa增加到p2=200kPa时所得到的压缩系数a1-2。 压缩系数越大，反映土的压缩性越高。 (2)土的压缩指数Cc 由elgp曲线得到。 土的elgp曲线的后段接近直线，直线的斜率的绝对值。,戴熏斑哄鸵喘留帽凄挖晒块咒镰厂琉阳删蔑拒先豌奸育硒薛尤损脓毒府蛇东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,88,压缩指数越大，反映土的 压缩性越高。 3.压缩模量Es 压缩模量：土在完全侧限条件下的竖向附加应力增量与相应的应变增量之比。,Es越小，表示土的压缩性越高。,彻徽函隋极殉培虏兴警改秩鸽仙胜垒惜去每唾含烷俏简赛瞄挝零俭咎扛不东南大

48、学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,89,4.回弹曲线和再压缩曲线 在室内压缩试验过程中， 如加压到某一值pi后，逐级进行卸压 ，则可观察到土样的回弹。若测得其回弹稳定后的孔隙比，则可绘制相应的孔隙比与压力的关系曲线，即回弹曲线。由于回弹曲线与原来的压缩曲线并不重合，说明土的压缩变形是由可以恢复的弹性变形和不可恢复的塑性变形两部分组成的，并以塑性变形为主。,瘫浪睬滔烷营刹绣闽锈戚咏肾挖趾浮菜踩柴谐湖炳橇铂曹姿谅挺猾挟施奶东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,90,如重新逐级加压，则可测得 土样在各级荷载下再压缩稳定后 的孔隙比，从而绘制再压缩曲线。,启辈雌售驰猎润袒役评荤卿挞代边疟伦菱俭稗

49、置卷员氯坑互挪鹅季漏汇巧东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,91,东南大学远程教育,基 础 工 程,第七讲,主讲教师 童小东,掣尝立贮撒诀鹃嫌沏葡疚杉垒俊厉竟嚣锑瓷酌凭鳞懈猎镊抛定糙入入牲凄东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,92,二、土的变形模量 1.以载荷试验测定土的 变形模量E0 根据载荷试验的观测数据，绘制荷载与稳定沉降的关系曲线（ps曲线）。曲线的开始部分往往接近于直线，与直线段终点对应的荷载称为地基的比例界限荷载。,弄瞪爆镰捅咋雹炉革梦侩淬荧簿胁钨伍充础们闷引丁秦妓请猫绘浊霹箔加东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿,93,一般的地基承载力设计值 取接近于或稍超过此比例界限 值，所以通常地基的变形处于直线变形阶段，因而可以利用弹性力学公式来反求地基土的变形模量。 用载荷试验来测定土的变形模量，费时、费力，且费用较高，对于深层土的试验结果可靠性较差。现应着重发展