土力学与砌体结构 第1章 绪论

第一章绪论1.1本课程的内容和作用1.2本学科发展概况1.3本课程的特点和学习要求1.1本课程的内容和作用1.1.1、学科与实践地基基础是建筑物的根本，又属于地下隐蔽工程，一旦发生事故难以补救。有时会造成重大经济损失甚至人员伤亡。此外基础工程的费用可占建筑物总造价的10%~30%。建筑工程的实践中出现了很多事故，遇到了很多问题。对这些问题的研究解决以及经验教训的积累就形成了本门课程。让我们从以下工程事故的介绍中对本课程的内容和作用进行初步的了解。

建筑物倾斜（1）意大利比萨斜塔：

1173年9月动工，至1178年建至第四层中部，高度约29米时，因塔身明显倾斜而停工。94年后，于1272年复工，经6年时间，建完第7层，高48米，再次停工中断82年。于1360年再复工，至1370年竣工。全塔共8层，高度为55米。比萨斜塔塔身为圆筒形，1-6层为优质大理石砌成，顶部7-8层采用砖和轻石料。1590年伽利略做落体实验，创建了物理学上著名的落体定律。地基持力层为粉砂，下面为粉土和粘土层。目前塔向南倾斜，南北两端沉降差1.80米，塔顶偏离中心线已达5.27米，倾斜5.50，1990年1月14日被封闭。（2）苏州虎丘塔

此塔位于苏州市虎丘公园山顶，落成于宋太祖建隆二年（公元961年），距今已有1036。全塔7层，高47.5米。平面呈八角形。青砖砌筑。

1980年时，塔身已向东北方向严重倾斜，塔顶离中心线已达2.31米。底层塔身出现不少裂缝。

宝塔倾斜为地基覆盖层相差悬殊等原因造成。2.建筑地基严重下沉造成建筑地基严重下沉的因素很多，就地基而言，多为高压缩性软弱土。会造成室内外连接困难及交通不便，内外网管道也会造成破坏。3.建筑物墙体开裂持力层土质压缩性相差悬殊或不同类型基础基底压力相差较大，引起不均匀沉降，导致墙体开裂。相邻荷载影响亦可引起附加应力增加，导致地基下沉，墙体开裂。4.建筑物基础开裂地基压缩性相差悬殊，导致基础底板断裂。5.建筑物地基熔蚀引起地基塌陷6.建筑物地基滑动右图是加拿大特朗斯康谷仓地基破坏情况。该谷仓建于1911年，1913年秋完工，9月装谷。10月17日发现1小时内竖向沉降达30.5cm，结构物向西倾斜并在24小时内倾倒。谷仓西端下沉7.32m，东端上抬1.52m，仓身倾斜27度。事故原因为谷仓地基因超载发生强度破坏而滑动。7.建筑物地基液化失效地震引起砂土地基液化，丧失地基承载力。（1）日本新泻：1964年，7.5级地震。（2）唐山地震液化“砂火山”口液化喷水冒砂后景象液化造成地基沉陷,房屋严重裂缝液化造成地基沉陷,

房屋严重裂缝液化后汽车陷入土中8.土坡滑动断层所造成的边坡滑动使民宅横向移动10m,垂直落差约6m巴东崖崩造成房屋墙体开裂姊归县边坡治理1.1.2、本门课程的知识构架1.1本课程的内容和作用本门课程包含土力学基本理论、地基基础设计原理和经验两部分。应注意相互之间的关系（1）

地基基础

a.

地基与基础的区别：基础：建筑物最底下扩大的这一部分。地基：承受由基础传来荷载的土层（或岩层）。持力层：位于基础底面下的第一层土。下卧层：持力层下的土层。1.1本课程的内容和作用

b.地基的分类：按地质情况分：土基、岩基。按设计施工情况分：天然地基：不需处理而直接利用的地基。人工地基：经过人工处理而达到设计要求的地基。（2）土力学a.

土的特点：碎散性、压缩性、固体颗粒间的相对移动性及透水性。连续介质的固体材料。b.

土的用途：作为地基；作为建筑材料（e.g.路基，堤坎）

c.

土力学的研究对象：研究土的本构关系以及土与结构物相互作用的规律。

土的本构关系：即土的应力——应变——强度——时间四变量之间的内在联系。1.1本课程的内容和作用（3）地基设计中，必须满足的两个技术条件：1、地基的变形条件：（沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜）保证建筑物不因地基变形而损坏或者影响其正常使用。s[s]

2、地基的强度条件：要求作用于地基的荷载不超过地基的承载力，保证地基在防止整体破坏方面有足够的安全储备。pf

（4）基础设计中，必须满足的两个技术条件：

基础应当具有足够的强度和耐久性。

1.2本学科发展概况

地基及基础既是一项古老的工程技术，又是一门年轻的应用科学。穷本溯源，世界文化古国的远古先民，在史前的建筑活动中，就已创造了自己的地基基础工艺，我国西安半坡新村新石器时代遗址的考古发掘，都发现有土台和石础。举世文明的长城、大运河、蜿蜒万里，如不处理好有关岩土问题，哪能穿越各种地质条件的广阔地区，而被誉为亘古奇观。1.2本学科发展概况1.2本学科发展概况1.2本学科发展概况

作为本学科理论基础的土力学的发端，始于18世纪兴起了工业革命的欧洲。1773年，法国的库伦（Coulomb）根据试验创立了著名的砂土抗剪强度公式，提出了计算挡土墙土压力理论。90余年后，英国的朗肯（Rankine,1869）又从另一途径提出了挡土墙土压力理论。法国的布辛奈斯克（Boussinesq,1885）求得了弹性半空间在竖向集中力作用下的应力和变形的理论解答。1922年，瑞典人费伦纽斯（Fellenius）,土坡稳定分析法。这些古老的理论和方法，直到今天，仍不失其理论和实用的价值。1.2本学科发展概况1.2本学科发展概况1.2本学科发展概况

1925年，美国的太沙基(Terzaghi)发表了《土力学》专著，接着，于1929年又发表了《工程地质学》。这些比较系统完整的科学著作的出现，带动了各国学者对本学科各方面的探索。时至今日，土建、水利、桥隧、道路、港口、海洋等有关工程中，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，已融为一个自成体系的新专业——“岩土工程”（GeotechnicalEngineering）。1.3本课程的特点和学习要求本课程涉及工程地质学、土力学、结构设计和施工几个学