土力学地基基础绪论学习教案

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1、土力学地基基础绪论土力学地基基础绪论(xln)第一页，共44页。主要主要(zhyo)(zhyo)内容内容主要内容一、什么是土力学、地基、基础一、什么是土力学、地基、基础(jch)？二、学习土力学与地基基础二、学习土力学与地基基础(jch)的意义的意义三、土力学与地基基础三、土力学与地基基础(jch)学科发展简学科发展简介介四、本课程主要讲述内容四、本课程主要讲述内容五、本课程的考核方式五、本课程的考核方式第1页/共44页第二页，共44页。一、什么一、什么(shn me)(shn me)是土力学、地是土力学、地基、基础？基、基础？一、什么是土力学、地基、基础？土力学：土力学：基础基础(jch)(

2、jch)：地基地基(dj)(dj)：是是力学力学的一个分支，其研究对象为的一个分支，其研究对象为土土是建筑物最底下的一部分，其作用是将上部是建筑物最底下的一部分，其作用是将上部结构荷载扩散，减小应力强度后传给地基。结构荷载扩散，减小应力强度后传给地基。是承受建筑物荷载的地层是承受建筑物荷载的地层第2页/共44页第三页，共44页。二、学习二、学习(xux)(xux)土力学与地基基础的土力学与地基基础的意义意义二、学习土力学地基基础的意义本课程是土木工程本课程是土木工程(tm gngchng)(tm gngchng)专业的重要课程，专业的重要课程，学习本课程的目的是学习本课程的目的是: :l保证各

3、类建筑物既安全又经济，使用正常，保证各类建筑物既安全又经济，使用正常，不发生各类地基基础工程不发生各类地基基础工程(gngchng)(gngchng)事故。事故。第3页/共44页第四页，共44页。二、学习土力学地基基础的意义工程工程(gngchng)(gngchng)实例实例1 1加拿大特朗斯康谷仓加拿大特朗斯康谷仓( cn) ( cn) 事故：事故：19131913年年9 9月开始装谷月开始装谷物，物，至至1010月月1717日共装入日共装入3 3万多谷物，但此时万多谷物，但此时发生破坏：发生破坏： 1 1小时竖向沉降小时竖向沉降(chnjing)(chnjing)达达30.5cm30.5c

4、m 24 24小时倾斜小时倾斜26265353 西端下沉西端下沉7.32m7.32m 东端上抬东端上抬1.52m1.52m 上部钢混筒仓完好上部钢混筒仓完好无损无损概况：概况：长长59.4m59.4m，宽，宽23.5m23.5m，高，高31.0m31.0m，共，共6565个圆筒仓。钢混筏板基础，个圆筒仓。钢混筏板基础，厚厚61cm61cm，埋深，埋深3.66m3.66m。19131913年完工，自重年完工，自重2 2万万T T。第4页/共44页第五页，共44页。二、学习土力学地基基础的意义工程工程(gngchng)(gngchng)实例实例2 2香港宝城滑坡香港宝城滑坡(hup)现场现场第5页

5、/共44页第六页，共44页。二、学习土力学地基基础的意义1964年日本新泻地震地基(dj)的大面积液化工程工程(gngchng)(gngchng)实例实例3 3第6页/共44页第七页，共44页。二、学习土力学地基基础的意义广州京光广场基坑(j kn)塌方使基坑旁办公室、民工使基坑旁办公室、民工(mngng)宿舍和仓库倒塌，死宿舍和仓库倒塌，死3人，伤人，伤17人人工程工程(gngchng)(gngchng)实例实例4 4第7页/共44页第八页，共44页。二、学习土力学地基基础的意义可归结为与土有关可归结为与土有关(yugun)(yugun)的的强度问题强度问题F加拿大特朗斯康谷仓地基加拿大特朗

6、斯康谷仓地基(dj)(dj)失稳失稳F香港宝城滑坡香港宝城滑坡F日本新泻地震地基日本新泻地震地基(dj)(dj)的大面积液的大面积液化化F广州京光广场基坑塌方广州京光广场基坑塌方案例(n l)总结（一）第8页/共44页第九页，共44页。二、学习土力学地基基础的意义工程工程(gngchng)(gngchng)实例实例比比 萨萨 斜斜 塔塔11731173年：动工年：动工13601360年：再复工，至年：再复工，至13701370年竣工，年竣工， 全塔共全塔共8 8层，高度为层，高度为55m55m12721272年：复工，经年：复工，经6 6年，至年，至7 7层，层， 高高48m48m，再停工，再

7、停工11781178年：至年：至4 4层中，高约层中，高约29m29m， 因倾斜停工因倾斜停工目前：塔向南倾斜，南北两端目前：塔向南倾斜，南北两端(lin dun)(lin dun)沉降差沉降差1.80m1.80m，塔顶离中心线已达，塔顶离中心线已达5.27m5.27m，倾斜，倾斜5.55.5第9页/共44页第十页，共44页。二、学习土力学地基基础的意义工程工程(gngchng)(gngchng)实例实例19861986年：开工年：开工19901990年：人工岛完成年：人工岛完成(wn chng)(wn chng)19941994年：机场运营年：机场运营面积：面积：4370m4370m1250

8、m1250m填筑量：填筑量：180180106m3106m3平均厚度：平均厚度：33m33m问题：沉降大问题：沉降大 且不均匀且不均匀日本日本 关西关西(un x)(un x)机场机场第10页/共44页第十一页，共44页。工程工程(gngchng)(gngchng)实例实例墨西哥城墨西哥城(m x chn)(m x chn)的一幢建筑的一幢建筑问题：发生沉降问题：发生沉降(chnjing)(chnjing)及及 不均匀沉降不均匀沉降(chnjing)(chnjing)原因：地基土层为高压原因：地基土层为高压缩性土缩性土第11页/共44页第十二页，共44页。二、学习土力学地基基础的意义工工 程程

9、 实实 例例Kiss由于由于(yuy)沉降相互影响，两栋相邻的建筑物上部沉降相互影响，两栋相邻的建筑物上部接触接触工程工程(gngchn(gngchng)g)实例实例8 8第12页/共44页第十三页，共44页。二、学习土力学地基基础的意义新建筑新建筑(jinzh)引起原有建筑引起原有建筑(jinzh)物开裂物开裂第13页/共44页第十四页，共44页。二、学习土力学地基基础的意义可归结为与土有关的可归结为与土有关的变形变形(bin xng)(bin xng)问题问题F比比 萨萨 斜斜 塔塔F日本关西机场日本关西机场(jchng)(jchng)F墨西哥城的一幢建筑墨西哥城的一幢建筑F相邻建筑物影响

10、相邻建筑物影响案例(n l)总结（二）第14页/共44页第十五页，共44页。二、学习土力学地基基础的意义土坝土坝(t b)(t b)，高高90m90m，长长1000m1000m，19751975年建成年建成次年次年6 6月失事月失事TetonTeton坝（美国坝（美国(mi u)(mi u)）工程工程(gngchng)(gngchng)实例实例9 9第15页/共44页第十六页，共44页。二、学习土力学地基基础的意义上午上午(shngw)1(shngw)10:300:30 11 11：000011:3011:3011:5711:57第16页/共44页第十七页，共44页。二、学习土力学地基基础的意

11、义九江大堤九江大堤(d (d d)d)决口决口1998年年8月月7日日13:10发生管涌发生管涌险情险情(xinqng)，20分钟后，分钟后，在堤外迎水面找到在堤外迎水面找到2处进水口。处进水口。又过又过20分钟，防水墙后的土分钟，防水墙后的土堤突然塌陷出堤突然塌陷出1个洞，个洞，5 m宽宽的堤顶随即全部塌陷，并很的堤顶随即全部塌陷，并很快形成宽约快形成宽约62m的溃口。的溃口。溃口原因：堤基渗透溃口原因：堤基渗透(shntu)破坏破坏管涌管涌焦点词汇：焦点词汇：豆腐渣工程豆腐渣工程工程实例工程实例1010第17页/共44页第十八页，共44页。二、学习土力学地基基础的意义工程工程(gngchn

12、g)(gngchng)实例实例1111第18页/共44页第十九页，共44页。二、学习土力学地基基础的意义可归结为与土有关的可归结为与土有关的渗透渗透(shntu)(shntu)问题问题F 美国美国TetonTeton坝失事坝失事F 九江大堤决口九江大堤决口(ju ku)(ju ku)F基坑抽水导致邻近房屋下沉基坑抽水导致邻近房屋下沉案例(n l)总结（三）第19页/共44页第二十页，共44页。二、学习土力学地基基础的意义土工结构土工结构(jigu)(jigu)物或地基物或地基 土 强度问题强度问题(wnt)(wnt) 变形问题变形问题(wnt)(wnt) 渗透问题渗透问题(wnt)(wnt)

13、强度强度(qingd)(qingd)特性特性 变形特性变形特性 渗透特性渗透特性土力学可以解决工程实践问题，这正是土力学可以解决工程实践问题，这正是土力学存在的价土力学存在的价值以及我们学习土力学的目的。值以及我们学习土力学的目的。学习土力学的目的学习土力学的目的第20页/共44页第二十一页，共44页。三、土力学地基基础学科发展简介三、土力学地基基础学科发展三、土力学地基基础学科发展(fzhn)(fzhn)简介简介18世纪中叶世纪中叶(zhngy)之前经验之前经验积累阶段积累阶段 18世纪中叶至世纪中叶至1925年理论提高年理论提高(t go)阶段阶段1925年至年至20世纪世纪60年代形成独

14、立学科阶段年代形成独立学科阶段20世纪世纪60年代至今新发展阶段年代至今新发展阶段第21页/共44页第二十二页，共44页。三、土力学地基基础学科发展简介赵州桥赵州桥经验积累经验积累(jli)阶段阶段第22页/共44页第二十三页，共44页。三、土力学地基基础学科发展简介l1733l1857l1885l1900l1922土的抗剪强度土的抗剪强度(qingd)和土压力和土压力理论理论库仑库仑(kln)朗肯朗肯提出另一种土压力理论提出另一种土压力理论布辛奈斯克布辛奈斯克集中力作用下地基中应力解集中力作用下地基中应力解莫尔莫尔进一步完善了土的抗剪强度理论进一步完善了土的抗剪强度理论费伦纽斯费伦纽斯进一步

15、完善了边坡圆弧滑动法进一步完善了边坡圆弧滑动法理论提高阶段理论提高阶段主要是局部理论的单独突破，主要是局部理论的单独突破，还未形成统一理论，未形成独还未形成统一理论，未形成独立学科立学科第23页/共44页第二十四页，共44页。三、土力学地基基础学科发展简介形成独立学科形成独立学科(xuk)阶段阶段l1925太沙基太沙基 发表发表(fbio)了第一部土力学了第一部土力学专著专著土力学成为一门独立学科土力学成为一门独立学科主要是对古典土力学的完善主要是对古典土力学的完善和发展和发展第24页/共44页第二十五页，共44页。三、土力学地基基础学科发展简介新发展新发展(fzhn)阶段阶段l基本基本(jb

16、n)理论理论l室内及现场实验设备及技术室内及现场实验设备及技术第25页/共44页第二十六页，共44页。四、本课程主要内容四、本课程主要四、本课程主要(zhyo)(zhyo)的讲述内容的讲述内容主要主要(zhyo)内内容容核心理论核心理论 渗透特性渗透特性 变形特性变形特性 强度特性强度特性土力学的基本理论土力学的基本理论 基础知识基础知识 物理性质物理性质 土中应力计算土中应力计算工程应用工程应用 土压力土压力 土坡稳定土坡稳定 地基承载力地基承载力 地基基础设计地基基础设计 基坑工程设计基坑工程设计 地下工程地下工程 工程应用工程应用第26页/共44页第二十七页，共44页。四、本课程主要内容

17、q土的物理性质及工程土的物理性质及工程(gngchng)(gngchng)分类分类 土的三相土的三相(sn xin)(sn xin)组成及土的结构组成及土的结构土的物理性质土的物理性质(wl xngzh)(wl xngzh)指标指标 土的物理状态指标土的物理状态指标地基土的工程分类地基土的工程分类 土的渗透及渗流土的渗透及渗流土的压实特性土的压实特性第27页/共44页第二十八页，共44页。q土的压缩性与地基土的压缩性与地基(dj)(dj)沉降计算沉降计算 有效有效(yuxio)(yuxio)应力原理应力原理地基中的应力地基中的应力(yngl)(yngl)分布分布土的变形特性土的变形特性地基最终

18、沉降量计算地基最终沉降量计算地基沉降量与时间的关系地基沉降量与时间的关系土的压缩性与地基沉降的研究意义土的压缩性与地基沉降的研究意义四、本课程主要内容第28页/共44页第二十九页，共44页。q土的抗剪强度土的抗剪强度(qingd)(qingd)土的抗剪强度的研究土的抗剪强度的研究(ynji)(ynji)意义意义土体的莫尔库仑破坏土体的莫尔库仑破坏(phui)(phui)理论理论土的抗剪强度指标的确定土的抗剪强度指标的确定影响土的抗剪强度指标的因素影响土的抗剪强度指标的因素四、本课程主要内容第29页/共44页第三十页，共44页。q地基承载力的计算地基承载力的计算(j sun)(j sun)地基承

19、载力的计算地基承载力的计算(j sun)(j sun)的意义的意义地基的临塑荷载地基的临塑荷载(hzi)(hzi)和临界荷载和临界荷载(hzi)(hzi)地基的极限荷载地基的极限荷载四、本课程主要内容第30页/共44页第三十一页，共44页。q土压力土压力(yl)(yl)计算及挡土墙设计计算及挡土墙设计 土压力土压力(yl)(yl)计算的意义计算的意义静止土压力静止土压力(yl)(yl)计算计算 朗肯土压力计算朗肯土压力计算库仑土压力计算库仑土压力计算挡土墙设计挡土墙设计路堑挡土墙路堑挡土墙桥台桥台四、本课程主要内容第31页/共44页第三十二页，共44页。q土坡稳定土坡稳定(wndng)(wnd

20、ng)分析分析 无粘性无粘性(zhn xn)(zhn xn)土坡的稳定分析土坡的稳定分析粘性粘性(zhn xn)(zhn xn)土坡的稳定分析土坡的稳定分析四、本课程主要内容第32页/共44页第三十三页，共44页。q工程工程(gngchng)(gngchng)建设的岩土工程建设的岩土工程(gngchng)(gngchng)勘察勘察 岩土工程勘察岩土工程勘察(knch)(knch)的方法的方法 岩土工程勘察成果报告岩土工程勘察成果报告(bogo)(bogo)的提交的提交岩土工程勘察的目的岩土工程勘察的目的四、本课程主要内容第33页/共44页第三十四页，共44页。q天然地基上浅基础天然地基上浅基础

21、(jch)(jch)的设计的设计 浅基础浅基础(jch)(jch)的类型的类型 浅基础浅基础(jch)(jch)的设计的设计地基基础方案类型地基基础方案类型四、本课程主要内容第34页/共44页第三十五页，共44页。q桩基础桩基础桩的承载力确定桩的承载力确定(qudng) (qudng) 桩基础的设计桩基础的设计(shj)(shj)桩及桩基础分类桩及桩基础分类(fn li)(fn li)四、本课程主要内容第35页/共44页第三十六页，共44页。五、本课程五、本课程(kchng)(kchng)的考核方式的考核方式五、本课程考核方式q平时成绩（平时成绩（3030） q期末期末(q m)(q m)成绩

22、（成绩（7070）：）： 考勤考勤(koqn)(50(koqn)(50）作业作业(50(50） 共共1010次次闭卷考试闭卷考试6 6次不到，取消考试资格；次不到，取消考试资格；3 3次不到，没有平时成绩。次不到，没有平时成绩。第36页/共44页第三十七页，共44页。土土岩石岩石(yn(ynsh)sh)风化风化(fnghu)(fnghu)、搬运、沉积搬运、沉积地质地质(dzh)(dzh)成岩作用成岩作用土土 的的 形形 成成第37页/共44页第三十八页，共44页。热胀冷缩造成岩石热胀冷缩造成岩石(ynsh)破裂破裂物理物理(wl)风化作用风化作用第38页/共44页第三十九页，共44页。卸荷造成卸荷造成(zo chn)岩石破裂岩石破裂物理物理(wl)风化作用风化作用第39页/共44页第四十页，共44页。水的冻融水的冻融物理物理(wl)风化作用风化作用第40页/共44页第四十一页，共44页。化学化学(huxu)风化作用风化作用第41页/共44页第四十二页，共44页。生物生物(shngw)风化作用风化作用生物的机械生物的机械(jxi)风化作用根风化作用根劈作用劈作用生物生物(shngw)的化学风化作用的化学风化作用第42页/共44页第四十三页，共44页。第43页/共44页第四十四页，共44页。