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1、,土力学(2),Soil Mechanics,张建红 岩土工程研究所 新水利馆204 Email: 此课件仅供岩土工程学习者参考，切勿用于商业用途，切勿以清华大学岩土工程研究所名义开展相关培训、讲座，否则将追究法律责任！,绪论Introduction,一、土力学1与2的关系 二、土力学2的重要性 三、土力学2的特殊性,绪论 Introduction,一、土力学1与2的关系 Soil Mechanics and Foundation Engineering 1 二者的关系 密切相关， “土力学与基础工程” 区别：土力学1 基本原理 土力学2 应用 专业基础课 2 土力学基本原理的广泛应用-举例
2、 3 土力学2的主要内容,水利,水电,建筑,交通,海洋,采矿,农业,环境,土石坝,基础工程,港口工程,地下工程,土基上闸坝,海洋平台,固体废物,地下水,矿井支护,矿石采运,大范畴,岩土工程 Geotechnical Engineering 土力学，岩石力学，工程地质 Soil Mechanics, Rock Mechanics, Engineering Geology,土力学应用地基与基础,国家大剧院 三个主厅 歌剧厅 电影厅 音乐厅,连续墙加锚杆,排桩加锚杆,土力学应用地基与基础,国家大剧院,26m,32.5m,土力学应用地基与基础,土力学应用地基与基础,土力学应用地基与基础,2008年北京
3、第29届奥运会主体育场，承担开、闭幕式和田径比赛等主要赛事。 “鸟巢”方案，建筑面积25万m2，观众席10万个，临时坐席2万个。世界最大。,国家体育场,土力学应用地基与基础,国家体育场,土力学应用地基与基础,位于奥林匹克公园东南部与国家游泳馆(水立方)相对,国家体育场,土力学应用地基与基础,屋盖巨型钢珩架(门架型网架)结构由环行布置在看台外部的24根组合柱支撑，组合柱柱间距35m。,国家体育场,土力学应用地基与基础,国家体育场,土力学应用地基与基础,王府井大街京广广场,土力学应用地基基础,土力学应用地铁,土力学应用地基基础,意大利悬索桥2014年建成 连接西西里意大利大陆,桥跨度3300m，宽
4、65m，400高双塔，穿过Messina海峡。 锚定块尺寸 100 x 50 x 40m, 能承受0.65g 地震，设计寿命200年。,土力学应用桥梁基础,Hgsfjord crossing Tunnel held down by anchors and tethers Length: 1400 m Max. water depth: 155 m Max. depth to rock: 350 m,土力学应用海底隧道,土力学应用海洋平台,课程主要内容,挡土结构土压力 边坡稳定分析 地基勘察 地基承载力 天然地基上的浅基础 桩基础 地基处理,绪论 Introduction,一、土力学1与2的关系
5、 1 二者的关系 土力学基本原理土力学2工程应用 2 土力学基本原理的广泛应用 3 本学期土力学2的主要内容7章内容,1 工程事故,二 土力学2的重要性,土力学2的重要性,土力学2的需求 工期和造价,1 工程事故,事故有三类 1) 规范允许的破坏，如自然灾害和地质灾害导致的超过设计标准的荷载 2) 对特殊情况的认识不足，基本概念不清楚 3) 违背勘察、设计、施工、管理规范,土力学2的重要性工程事故,我国建筑市场问题多，豆腐渣工程。基础工程首当其冲, 因为是隐蔽工程，偷工减料容易。 18%以上新建工程为不合格工程，一般病害的机率为10% - 30%,土力学2的重要性工程事故,1 工程事故,基础工
6、程中设计失误40%, 施工问题60%,包括 *勘探不清 *地基基础方案不当， *不均匀沉降 *管理混乱：无照设计，偷工减料，层层转包回扣，技术力量不足,Failure of Payatas Landfill, Philippines (2001),土力学2的重要性工程事故,Jackup Platform for drilling (short-term),土力学2的重要性工程事故,土力学2的重要性工程事故,某谷仓的地基整体破坏,Courtesy: Government of the Hong Kong Special Administrative Region,土力学2的重要性工程事故,Lan
7、dslide,1964年日本新泻(Niigata)地震地基的大面积液化,土力学2的重要性工程事故,土力学2的重要性工程事故,1998年8月7日九江大堤因管涌溃决,土力学2的重要性,马来西亚富人住宅,腐败造成事故,1993,腐败造成事故,The rising dust is mainly from the crushing of the concrete,腐败造成事故,腐败造成事故,腐败造成事故,腐败造成事故,上天入地下海 探月 月壤 高层建筑, 目前北京上海普遍为25层以上的高层建筑，有数千栋楼同时在建(地价高)。 入地 地铁 近五年到十年内有飞速发展 下海 平台基础，海底空间站,土力学2的重
8、要性工程需求,土力学2的需求,“紧”,“近”,“深”,上海地区建筑基坑,“大”,3 工期和造价 我国一般民用工程造价中基础工程占1/3-1/4，软土和复杂情况要高于这个比例。桥梁占50%70%。 工期 *人工降水和开挖：清华图书馆，短桩。 *预压固结 *气候影响，降雨引发事故 五道口商场 *施工和测试，如静载试验,土力学2的重要性工期造价,1 工程事故,二 土力学2的重要性,土力学2的重要性,土力学2的需求 工期和造价 崔京浩 伟大的土木工程 丛书 所有事业中土木工程先行,三 土力学2的特殊性,土力学2的特殊性,1 课程特点：专业基础课,(1)主要内容 (2)实践环节 (3)更新,2 多变性
9、3 方案与设计的灵活性,(1)主要内容 为什么-基本原理，基本原理相对不变 怎么做：依据规范，规范是行业的法律，代表人们目前的认识水平,土力学2的特殊性课程特点,1 课程特点：专业基础课,(2) 实践环节 课程设计和作业 现场演示试验 (1次) 案例分析,(3)更新,规范更新，标志认识水平的提高，时效性。GB 50007-2002 工艺更新，如各种地基处理方法和技术 认识更新。 高层建筑和深基坑支护工程,土力学2的特殊性课程特点,2 多变性,源于地质条件的复杂性，气候和人文因素。基础工程是一个系统工程，集复杂性，技术性，艺术性，强烈依赖经验和判断。 (1) 大区域变化 (2) 小区域变化 (3
10、) 局部变化 (4) 人类活动造成的不良地质问题,土力学2的特殊性多变性,(1)大区域(地域)的变化 区域特殊土 西北：湿陷性黄土 西南：红土，膨胀土, 印度的黑棉土 西北和东北的冻土,西北河套的水渠 广东的残积土 北京：为永定河(古金沟河)洪冲击扇，远离出海口，固结过程已完成，俗称老粘性土（better than average）,土力学2的特殊性-区域地质变化,上海 广州 天津 福州：近海淤积，淤泥土，淤泥质土， 但是又各有不同：广州福州的基岩浅，而上海的深(承载力老八吨),土力学的特殊性区域地质变化,土力学2的特殊性-区域地质变化,云南红土,土力学2的特殊性-区域地质变化,土力学2的特殊
11、性-区域地质变化,北京地形和地下水分布,(2)小区域变化 清华大学：南北高差八米。以三、四教为界分为东西区，西部比东部低3.3米，西部的故河道，池塘和淤泥草炭土比较厚。土性不均匀。东部土质较好。,土力学2的特殊性-区域地质变化,(3)局部变化 建筑物地基范围内地质条件变化,四教学楼,土力学2的特殊性-区域地质变化,一教学楼,(4) 人类活动造成的不良地质问题,防空洞 1969年深挖洞，清华从学生宿舍区经家属区到附小院内，有南北贯通的防空洞。 古井，古墓和废弃的白薯窖，汽车楼施工中发现的王爷坟、汉墓； 南八楼和四教挖出很大的半球形的三合土墓。 化粪池，学生宿舍21号楼开挖时发现一个混凝土化粪池，
12、呈圆柱形，直径7m, 深5m。 人工填土 清华园曾河道密布，地形起伏，地下水丰富，北区和西游泳池60年代还有自喷泉。后大兴土木，削山填河，形成许多故河沟,土力学2的特殊性-区域地质变化,3 方案与设计的灵活性,三种方案可能都可以,要做方案的技术经济比较,杂填土,软土,好土,如何设计地基基础?,土力学2的特殊性灵活性,投资风险和效益的综合考虑 开挖是否支护, 高层建筑，深基坑，开挖是否支护？通常是有风险有效益,因为是临时工程，投标较低，伴以事故发生，土钉支护事故率50% 兰旗营住宅开挖九米无支护，周围没有建筑物 穆斯林大厦，采用地下连续墙和两、三排锚杆结合,土力学2的特殊性灵活性,穆斯林大厦基坑
13、,土力学2的特殊性灵活性,工期 节约工期可以早收益。费用与效益综合考虑。王府井地区的改造，因为寸土寸金。 预压固结 不做砂井，固结要2年；做砂井，需要3个月,土力学2的特殊性灵活性,三 土力学2的特殊性,土力学2的特殊性,1 课程特点：专业基础课,(1)主要内容 (2)实践环节 (3)更新,2 多变性 3 方案与设计的灵活性,为什么？,1 为什么要学习土力学2？ 2 如何学习？感性、艺术性 知其然，然后知其所以然,*土力学1基本概念，土力学2的基本原理 *基于对物理现象的理解 *面对工程抓主要矛盾 *了解工程关键技术问题的 * 参与式、讨论式、积极主动,希望大家将来设计不要出次品！,3 如何考试？ 考试：基本概念清楚，基本计算熟练 题型：选择，判断，计算 4 教材和参考书 土力学 陈仲颐等 基础工程周景星等 请参阅网上提供的参考书,