土力学与地基基础绪论部分PPT教案

1、土力学与地基基础绪论部分土力学与地基基础绪论部分第1页/共34页建筑物建筑物上部结构上部结构基础结构基础结构上部结构自重及其所承受的荷载，如果直接作用在地基土（土层或岩层），则地基土会产生过大的压力与过大的压缩变形，由此导致因地基土强度不足而产生地基土强度破坏、较大的沉降或不均匀沉降。第2页/共34页基础结构基础结构地基地基基础基础天然地基天然地基人工地基人工地基基础工程属于隐蔽工程，具有承上启下、分散、传递荷载的作用。d基础基础地基地基埋深埋深埋深：基础底面到室外地面之间的距离。几个概念：几个概念：第3页/共34页基基础础上部结构上部结构地地 基基建筑物各部分示意图建筑物各部分示意图下部结构

2、下部结构基础工程学研究的对象是基础工程学研究的对象是地基与基础地基与基础问题问题。第4页/共34页持力层、下卧层持力层、下卧层第5页/共34页基础类型：基础类型：桩基础桩基础人工地基上的浅基础人工地基上的浅基础深基础深基础换土垫层，水泥土桩、碎石桩复合地基等换土垫层，水泥土桩、碎石桩复合地基等人工地基：人工地基：埋深埋深5m5m特殊方法施工特殊方法施工考虑侧壁阻力作用考虑侧壁阻力作用沉井基础沉箱基础沉井基础沉箱基础桩基础也属深基础桩基础也属深基础浅基础：浅基础：埋深小于埋深小于5m5m，或者埋深大于，或者埋深大于5m5m，但是小于基础宽度。两侧（四周）的摩阻力忽略不计。所以不是简单的深浅概念。

3、，但是小于基础宽度。两侧（四周）的摩阻力忽略不计。所以不是简单的深浅概念。比较:深基础耗料多，施工困难，遇水塌方的概率高，因此在设计上优先考虑浅基础。第6页/共34页第7页/共34页 按基础刚度按基础刚度分分无筋扩展基础（刚性基础）无筋扩展基础（刚性基础） 单独基础（独立基础）、条形基础、单独基础（独立基础）、条形基础、筏型基础、箱型基础、壳型基础筏型基础、箱型基础、壳型基础 按结构形式按结构形式分分扩展基础（柔性基础）扩展基础（柔性基础）第8页/共34页 按基础刚度按基础刚度分分扩展基础扩展基础 (柔性基础柔性基础)0hbtgt1:1.0 1:2.0与材料和荷与材料和荷载有关载有关F bth

4、0F 砖、石、灰土，素混凝土砖、石、灰土，素混凝土 材料抗拉强度很低材料抗拉强度很低要求基础台阶宽高比（刚性角）符合一定条件要求基础台阶宽高比（刚性角）符合一定条件钢筋混凝土钢筋混凝土要满足抗弯、抗剪和抗冲切等结构要求要满足抗弯、抗剪和抗冲切等结构要求第9页/共34页 按基础结构形式分按基础结构形式分2 2 条形基础条形基础第10页/共34页3 十字交叉基础十字交叉基础条形基础的变种条形基础的变种第11页/共34页4 4 筏形（筏板）基础筏形（筏板）基础第12页/共34页底板底板外墙外墙内墙内墙5 5 箱形基础箱形基础第13页/共34页6 6 壳体基础壳体基础高耸建筑物高耸建筑物第14页/共3

5、4页 地基处理的目的地基处理的目的3 改善地基土的水力特性改善地基土的水力特性 (1)防渗：防渗：堤坝、闸基、池堤坝、闸基、池 (2)排水：排水：软基固结渗流、挡土墙排水软基固结渗流、挡土墙排水 (3)渗透稳定性：渗透稳定性：长江大堤的管涌、流土长江大堤的管涌、流土 (4)抗冻性抗冻性4 改善抗震性能改善抗震性能 (1)液化：液化：加密加密 (2)震陷：震陷：干松砂和溶洞干松砂和溶洞第15页/共34页 地基处理的方法地基处理的方法换土垫层法换土垫层法加密法加密法深层压密法深层压密法土工合成材料土工合成材料化学加固法化学加固法方法众多，方法众多，分类不统一分类不统一 复合地基复合地基换填法换填法

6、浅层压密法浅层压密法强夯法强夯法挤密桩复合地基挤密桩复合地基预压加固法预压加固法冻结法冻结法胶结法胶结法第16页/共34页选类型选类型各各种种基基础础均均包包括括设计计算设计计算施工方法施工方法第17页/共34页二、本学科的发展概况二、本学科的发展概况与其他学科一样，是人类长期生产实践中不断发展起来的。远在1300年前隋朝石工李春所修建的赵州安济石拱桥，不仅在建筑结构上有特殊工艺，而且在地基基础的处理上也非常合理，该桥坐落在较浅的密实粗砂岩土层上，沉降小，现反算其基底压力约500600kPa,与现行各设计规范中所采用的该土层容许承载力的数值（550kPa)极为接近；北宋初著名木工喻皓公元989

7、年建造开封开宝寺木塔时，考虑当时西北风，便特意使建于饱和土上的塔身向西北倾斜，设想在风力的长期继续作用下可以渐趋复正；作为本学科的理论基础-土力学的发展，对土的抗剪强度、土压力、土坡稳定分析方法的进行了研究；土力学的发展同时也使基础工程的工程技术理论得到了进一步的发展和充实；1 1 绪论绪论第18页/共34页近年来大量近年来大量新工艺、新材料、新施工机新工艺、新材料、新施工机具具的涌现带来料基础工程的蓬勃发展；的涌现带来料基础工程的蓬勃发展；设计理论也正由传统的设计理论也正由传统的容许应力法容许应力法向向概概率极限法率极限法过渡；过渡；地基基础的抗震理论目前尚落后与实际地基基础的抗震理论目前尚

8、落后与实际工程的需要；工程的需要；1 1 绪论绪论第19页/共34页第20页/共34页第21页/共34页地基基础上部结构相互联系共同作用基础是建筑物的根基，直接关系到上部结构的稳定隐蔽工程，失败后果严重，修复加固难度及耗资大1 1 绪论绪论第22页/共34页第23页/共34页第24页/共34页第25页/共34页第26页/共34页第27页/共34页第28页/共34页1 1 绪论绪论第29页/共34页隋朝石工李春所修赵州石拱桥、不仅因其建筑和结构设计的成就而著称于世，就论其地基基础的处理也是颇为合理的。他把桥台砌置于密实租砂层上，1300多年来估计沉降约几厘米。现在验算其基底压力约500600kP

9、a，这与以现代土力学理论方法给出的承教力值很接近地基基础理论给出的承教力值很接近。 第30页/共34页特别提示：特别提示：建筑物的上部结构、基础和地基建筑物的上部结构、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，此联系、相互制约。所以，科学的、理想的科学的、理想的方法方法是将是将三部分统一三部分统一起来进行设计计算。起来进行设计计算。 依目前的理论水平，还很难做到这一依目前的理论水平，还很难做到这一点。尽管如此，我们在处理地基基础问题时，点。尽管如此，我们在处理地基基础问题时，头脑里一定要有头脑里一定要有地基地基-基础基础-上部结构相互作上部结构相互作用的整体概念用的整体概念，尽可能全面地加以考虑。，尽可能全面地加以考虑。第31页/共34页基础工程学需要工程地质学和土力学的基本知识，这两门专业基础课是本课程的先修课程。其外还涉及到弹性力学、塑性力学、动力学、结构设计和施工等学科领域。应明