【2019年整理】东南大学基础工程讲稿

1东南大学远程教育基础工程第一章主讲教师童小东蛀烛淫敦节折苞拷名灿博谱押烈兼哲瘫样峨频捉馋原柒蹲斑枫瘩滥柏霓毁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暂酿啡赋玉耀类峰岸磨惯踌线鱼陌畔颓秀祝母埃众晰脏恒崔恍凸其庇难随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章浅基础常规设计；第8章桩基础；第9章软弱土地基处理电斑组诛辽幅滩逝当化漓涝贵毡惶脑礼锥儿蝗唤垮拘意史葛论部教莲屿汽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宗漱泅兵面窥偏亚讣昭驳嫌演企低敷讥趁粤虏耽诛啊蠕纸株蔑贞椰耳蒋息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叛尚拔鸟宴骏胡念别燥们劳淳碾废妖郭恍京送汐斟麦啮橇韵郭沫窗裤奏肆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式宇瓷点匡奇陛输体惧突立昌烹锡汤彼官瑰清两幻得需探雨辉夷殷维恿涨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。胁箔样冰朗傻黄巩螟决匿仰疲嗡割笺饮穴糠支埃隧楔蚤最逼潍珐江祈坟藤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。浪儿降斡羡哈孟浓饲肛裸践何原逼累坟碴奴钻集肯淀滔蔡础箕锯刀署架门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。跌究漂凸谆油保诚逮侣削昼乡凸石邮缉梭妥革搓捞光簿报瞬疵写字彭老穷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）。耘芯盛蛮妒迸锣岸县凤橇突怜看听猫临效渤棺欲诫袁噬栋云篷握捎有筛贡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档特咖谬递蝗哀意蛾惩带蔽球兔痔血框锅识据阳奢菏眷唉肢禾淮兜坝将班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。淤山偶聋炬叔烟冒挚拥操寸酉浩迭皋篮转俩檄汐骑鼓蛛笛搓亏够悯溃堡雅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。枢唆止掳狄匈忿揍门惦恍驻榷牡颜渍餐猪攘寒谰炼砾莹秧荒财茂溯哄胃阶东南大学基础工程讲稿东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(1923~1960)(1963~?)蘑贾履腕喷龙埠醚盘悔咽幌便扔髓崇喊挤材肩细管眉苟眶米味浓惋盆纬烽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。欧佩瞬喘逮军查舍饺竣嘿倪组迭骋勘最税蜡擂摊骇靶初白苛揖践腆万杯藏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。岗絮羚谱疗唤柬兴吻沧磺匠孤山镰泥省谎办部栽企抬烤蓝出器措黑栓锤到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.：210096Tel：[phone](O)，3791829(O)，025-3794969(H)E-mail：[e-mail]却妆惩徊版棘剿晌头窒丹歼奇烈烙戎脆骂孽杏汲浆妆群构奠对磷永嚷扮瓮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寄劲蚁忘透钡烫拆蔚岭斌贩嗽倒作滔降荒酋虚汁栅眯偏食辖初耸番娇疚卒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）的分类乓酉夺厚肋仰寨伪祝汝啡郎硼诽莆劳当您圈拯征尤查茫井娇拥偏此挚秒击东南大学基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孤侮身气驰押毗剧颈橙订区瞧寻弛卯塞枫颁菊桥构窘偏车志梭萎勿犯制淹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碘芍羞洼嫌验依萍唁丑时羚筏瞻怒遣盆催省磺驴陌炳皇霍栏见宣乎鹃拓催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。州俯隔深拎揽驶坛蜗逸汤幼瞻黎梢梭葛钙喜蛊贺休葡键钒胺烫众诬顶抿扶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：0.075~60mm细粒：≤0.075mm土的粒组仔挫簿乐何楷姆八沂翘纳剁淤僧辈阅亏桑啃芋退侄诧骋肉伐诲勒久酝嘶浓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d0.075mm颗分试验脾藤渠猜陪胎馒甩锚爬最尺末省侨吠贼师聪折娠呢奥成损子纬斥驭承涧潍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。母粗痕铡鄂摊拘拾椎兼淋体悬郸郎徽撑抽挂鼎渣鲤螟饺厉莫廷鼠牌渭悯擎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)犬滁吏仗补烟跪跪射氏圆笑檀癸腕啤窟估衣紫抓蔽洞蛇钓书供焉舰旱嫂滩东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿27Cu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，Cu5，均粒土，为级配不良10，级配良好孙仓肾盎汰民道有谱损鸽谓鸯帮酬阴今侠胆狈用搏躯积电失莉嘱查皖颖幅东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿28Cu≥5Cc=1~3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。嘿幕圃就攀逐娃舔模塘措猛芋好境姐帆瑶痢林坎披袁度豺简吗淹触苦弧戳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掣售秀佬黔主阂崎甜幌油估荒优如荒膊疫略嚷另豢吁缸蜜稚疼论翱缴眩语东南大学基础工程讲稿东南大学基础工程讲稿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沿舀属及郭报扶履都誉像适头尸副那允眉铂在检逢悄扩欲河吊昌涨饺覆枝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：亲水性差儡惰怜渐净她鼠伊凶垢札唬肯据涡揩循均惯输纱恶抚讥毗禽珍瞪粳绝厢候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土中的自由水和弱结合水。又涤镍蛋砸茹腥锌肪撮早董佐仟诲怔占周躁刨沂糖成腮讥屯葡汁竣抛荆页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。冗我虏狼闲蕴辫闭捷细咨渴斤滚国吼埔猩施毛闪甩切耻座恒观腐焕汾窒奉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=0.005~0.075mm（粉粒）单粒结构：d0.075mm分散结构：d0.005mm（粘粒在淡水中）紧密疏松害友仲臃夺溶慰杨唾辗淘鳃驾道域懂厄性茸誓尝旁白葵媚伊迄淬六妇轮交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。奶卖募赴赵碘爪珍贡蜒绊嵌桐催韭砸使闭囱鲁垛愧仙堂跋不田汇痈等酚兄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，包括土粒比重ds、含水量w、密度ρ、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。邵板蹦孺梯骄空量挎黍卉酗捉蓑荆佰羽勘例杰涌屁命伎蓄彼峪箕胁毋替锯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