土木工程勘察与设计

第2章土木工程勘察与设计

2．1工程地质勘察内容2．2工程测量2．3地基与地基处理2．4土木工程力学基础2．5工程结构设计的基本理论与方法土木工程概论设计规划施工建造第2章土木工程勘察与设计结构工程师的工作勘测管理维修初步设计（扩大初步设计）结构总体布局与方案构思

结构力学分析结构构造设计结构施工图绘制

（柱网布置、尺寸估计、受力分析、构造处理、绘施工图）结构的详细设计过程任何土木工程都建筑地球的表层——地壳地壳是人类赖以生存的场所和一切工程设施的基础因此要研究工程地质问题、进行工程地质勘察土木工程概论

将上部结构荷载传递给地基、连接上部结构与地基的下部结构称为基础承托基础的场地称为地基2.1.1工程地质勘察国家标准《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002)

根据地基损坏造成建筑物破坏后果、地基复杂程度和建筑物规模、功能特征的严重性，建筑物地基基础分三个设计安全等级如重要的工业与民用建筑，30层以上高层建筑

———————甲级

甲、丙以外的一般的工业与民用建筑

——————————乙级

次要的轻型建筑物、场地和地基条件简单荷载分布均匀的七层及七层以下的一般工业与民用建筑

——丙级土木工程概论2.1.1工程地质勘察绝大多数工程建筑物破坏，是因地基损坏造成的掌握建筑物安全等级和岩土工程勘察分级对确保工程建筑物安全十分必要根据场地的地形地貌和地质条件和对建筑抗震是否有利地段划分为三类

如稳定岩石、密实的碎石土层等————有利地段软弱土；液化土等—————————不利地段地震时可能发生滑坡、泥石流等———危险地段土木工程概论2.1.1工程地质勘察国家标准《建筑抗震设计规范》(GBJ50O11--2002)国家标椎《岩土工程勘察规范》(GB50021—94)2.1.1工程地质勘察土木工程概论

根据工程的破坏后果和工程的重要性

工程分为三个安全等级如地下铁路、大型桥梁、高坝

——一级工程公共建筑、艺术性建筑

——二级工程其他工程——三级工程根据场地的复杂程度

场地分为三个等级

如对建筑抗震危险地段、地形地貌条件复杂等

————一级场地对建筑抗震不利地段、地形地貌条件较复杂等

————二级场地对建筑抗震有利地段，地形地貌条件简单等

————一级场地根据地基(开挖工程为岩土介质)的复杂程度

地基分为三个等级如岩土条件差———————一级地基岩土条件一般——————二级地基岩土条件好———————三级地基2.1.1工程地质勘察工程地质勘察:服务于工程建设，用勘察的手段和方法，查明工程地质条件，分析存在的地质问题，对建筑地区作出工程地质评价，为设计施工提工程地质资料依据土木工程概论岩土的类型、岩土工程性质、地质构造、地形外貌、水文地质条件、不良地质现象、可利用的天然建筑材料等※不同地区场地的工程地质条件可能差别很大,工程地质勘察的任务、勘察手段和评价内容也不同土木工程概论

工程地质勘察一般分为三个阶段：

1、场址选择(可行性研究勘察或选址勘察)

2、初步设计(初步勘察)

3、施工图设计(详细勘察)

※地质条件简单，面积不大的场地，勘察可从简地质条件复杂或有特殊施工要求者还应增加

第四阶段——施工勘察阶段2.1.1工程地质勘察工程地质勘察的任务:

按照不同勘察阶段的要求，针对建筑物类型、建筑物重要性等，正确反映场地的工程地质条件及岩土性质，结合设计、施工以及地基处理等具体要求，进行技术论证和评价，提出解决问题的决策性具体建议2.1.1工程地质勘察土木工程概论

1、可行性研究勘察(选址勘察)的具体内容：

为场地方案确定提供依据，应符合确定场地方案的要求搜集、分析场址方案的区域性质、地形地貌、地震危险性以及附近地区的工程地质资料、当地的建筑经验等了解场地的地层岩性，地质构造，岩石及土的性质，地下水情况，不良地质现象等有几个场址方案时，对拟选场地的稳定性和适宜性做出工程地质评价和方案比较

※选择场地应避开工程地质条件恶劣的地区或地段如受洪水威胁或地下水不利影响严重、设防烈度8度以上的发震断裂带等，进行必要的技术经济分析2.1.1工程地质勘察土木工程概论2、初步勘察的具体内容：为初步设计或扩大大初步设计提供依依据或计算参数，，应符合初步设计计或扩大初步设计计的要求①、查明建筑场地地不良地质现象的的成因、分布范围围、危害程度及发发展趋势，以使确确定场地内建筑总总平面布置时主要要建筑物布置避开开这些地段②、初步查明地层层及构造，地质的的力学性质，地下下水埋藏条件及土土冻结深度等，为为地基基础方案提提供工程地质条件件※勘探线布置应应垂直于地貌单元元边界线、地质构构造和地层界线，，勘探点布置在这这些界线上并在变变化最大地段处加加密2.1.1工程程地质勘勘察土木工程概概论3、详细勘察的具体内容：为施工图设计提供供依据或计算参数数，应符合施工图图设计的要求只针对具体的地质质问题查明建筑物物范围内的地层构构造、地质力学性性质并对地基的稳稳定性及承载能力力进行评价查明有关地下水埋埋藏条件、腐蚀性性、地层透水性和和水位变化规律提供不良地质现象象防治工作所需的的计算指标及资料料※手段以勘探、、原位测试、室内内土工试验为主，，必要时补充物探探和工程地质测绘绘和调查工作详细勘察勘探点布布置按岩土工程等等级确定，勘探点点间距视建筑物和和岩土工程等级而而定2.1.1工程程地质勘勘察土木工程概概论四、勘察任务书的具体内容：主要包括工程意图图、设计阶段、勘勘察内容、目的、、勘察技术要求、、勘察工作所需的的各种图表资料等等勘察设计阶段不同同、有些内容也有有所小差异初步设计勘察阶段段任务书中还应有有工程类别、规模模、建筑面积、建建筑物特殊要求、、主要建筑物名称称、最大荷载、基基础最大埋深、勘勘察地形图等详细设计阶段任务务书中还应有建筑筑物层数、高度、、跨度、上部结构构特点，基础形式式，基础埋深，荷荷载情况等建筑物物的具体情况，建建筑总平面布置图图等2.1.1工程程地质勘勘察土木工程概概论工程地质勘察测绘绘的目的：通过对场地的地形形地貌、地层岩型型、地质构造、地地下水与地表水、、不良地质现象等等进行勘察和必要要的测绘工作，为为场地工程地质条条件评价及勘探的的合理确定提供依依据测绘范围：除场地外还包括附附近相关地段※不同勘察测绘阶阶段的勘测内容侧侧重点亦不同选址勘察阶段：需搜集已有的地质质资料和进行现场场查勘初步勘察阶段：需考虑是否继续进进行工程地质测绘绘详细勘察阶段：需对一些特殊地质质问题作必要补充充2.1.2工程程地质勘察测绘方方法土木工程概概论在工程地质勘察测测绘的基础上，为为进一步查明地表表以下的工程地质质问题，取得深层层地质资料而进行行的对场地工程地地质条件的定量评评价2.1.2工程程地质勘察方法—勘探土木工程概概论方法：坑槽探、钻探、、触探、地球球物理勘探等坑、槽探用人工或机械方式式进行挖掘坑、槽槽、井、洞直接观察岩土层的的天然状态和地层层地质结构能取出接近实际的原状结结构土样钻探用钻机在地层中钻钻孔，鉴别和划分地表下下地层，可沿孔深取样钻探是工程地质勘勘察中应用最广的的勘探手段，可获获得深层地质资料料2.1.2工程程地质勘察方法—勘探土木工程概概论某坝址区勘探布置置图1砂岩；2页岩；；3花岗岩脉；4断断层带；5坡积层；6冲冲积层；7风化层界线；8一钻孔；P——平洞；S—竖井；K一探井：Z一探槽；C—浅浅井坑探示意图(a)探井（b）在探井中取原状土样（c）原状土样▲▼以简明的文字和图图表将地质勘察资资料分析整理，归归纳总结做出的场场地工程地质评价价勘察报告书应配配合相应勘察阶阶段，针对场地地地质条件、建建筑物性质、规规模、设计、施施工要求，提出出地基基础方案案依据和设计计计算数据，指出出存在问题及解解决问题办法一个单项建筑工工程的地质勘察察报告通常包括括以下内容：①、任务要求及及勘察工作概况况②、场地位置、、地形地貌、地地质构造、不良良地质现象及地地震设计烈度③、场地地层分分布、岩石和土土的均匀性、物物理力学性质、、地基承载力等等设计计算指标标④、地下水的埋埋置条件、腐蚀蚀性、土层的冻冻结深度⑤、综合评价场场地、地基的工工程地质，做出出场地稳定性、、适宜性结论，，指出存在问题题和解决途径及及办法，建议合合理方案2.1.3工工程地质勘察报报告土木工程程概论工程地质勘察报报告的相关图表表：勘探点平面布置置图、工程地质质剖面图、综合合地质柱状图、、土工试验成果果表，其他测试试成果图表(如标准贯入试试验、现场场载荷试验、静静动力触探试验验)等2.1.3工工程地质勘察报报告土木工程程概论将建筑物位置、、各类勘探、测测试点编号、位位置用不同图例例在建筑场地地地形图上表示出出来并注明各勘勘探、测试点标标高、深度、剖剖面线及编号等等勘察报告的最基基本图件，反映映某一勘探线上上地层沿竖向和和水平方向的分分布情况，是在在勘探线地形剖剖面线上标出各各钻孔地层层面面；在钻孔两侧侧标出层面高程程、深度、将相相邻钻孔中相同同土层分界点以以直线相连的表表示方法地层按新老次序序自上而下按比比例绘成柱状图图，注明层厚，，地质年代等，，概括描述地层层层次及主要特特征和性质的图图件将土试验和原位位测试等成果以以表形式列出高层建筑、高，，刚度大、竖向向荷载大而集中中（高度每增加1m，基底总总压力增加4～～6kPa）大型基础对岩土土工程勘察提出出了更高的要求求（与高层建筑、、高耸构筑物相相适应的基础有有筏片、箱形、桩桩、桩筏、桩箱箱和大体积块体体、大型单独））风荷载和地震作作用有时成为控控制因素土木工程程概论2.1工程程地质勘勘察岩土工程勘察报报告应分析评价并提提供指标和参数数的问题：地基承载力变形和倾斜深基坑开挖抗震设计环境问题场地与地基稳定定性分析高层建筑物与裙裙房的差异沉降降问题土木工程程概论2.1工程程地质勘勘察公路:延伸长度大的线线形构筑物承受汽车荷载的的重复作用和各各种自然因素的的长期影响平面上弯曲、竖竖直向起伏(地形、地质和和经济条件决定定)公路等级不同，，主要技术指标标也不同稳定性和正常营营运受所穿越的的地形和地质构构造影响大工程地质条件是是选择路线方案案的重要因素土木工程程概论2.1工程程地质勘勘察正桥+引引桥+导导流正桥：主体位于河岸桥桥台之间、桥墩墩于河中引桥：连接正桥与路线线的建筑物、于于河漫滩或阶地地——高路堤堤或桥梁导流：保护桥梁稳定，，不受河流冲刷刷破坏的附属工工程——护岸、护护坡、导流堤和和丁坝等桥梁结构：梁桥、拱桥和钢钢架桥工程地质条件是是选择桥梁结构构的主要依倨土木工程程概论2.1工程程地质勘勘察桥梁工程地质主主要问题：(1)桥墩台地地基稳定性：取决于墩台地基基中岩土体承载载力大小对选择桥梁基础础和确定桥梁结结构形式起决定定性作用(2)桥墩台的的河水冲刷：桥墩和桥台减少少河槽过水断面面，局部增大流流速，改变流态态对桥基产生强烈烈冲刷，威胁桥桥墩台安全土木工程程概论2.1工程程地质勘勘察桥位选择取主要要决于持力层部部位、还应满足足：①、在河道顺直、水水流集中、河床床稳定的地段保护桥梁受河流流强烈冲刷破坏坏或河流改道失失去作用②、在岸坡稳定、地地基条件好、无无严重不良地质质现象的地段保证桥梁和引道道稳定、降低造造价③、避开顺河向及平平行于桥梁轴线线的大断裂带，，尤其是有活动动可能的断裂带带土木工程程概论2.1工程程地质勘勘察土木工程建设在在勘测、规划、、设计、施工、、管理各个阶段段使用的的测量量技术和方法工程勘测规划阶阶段(各种比例尺地地形图、数字地地形图、GIS技术)施工阶段(高精度测量技技术GPS、测测量机器人)工程管理阶段(竣工验收测量量资料—管理维维护工作基础））结构施工、使用用阶段(定期或不定期期进行变形沉降降测量等)基本原则：测量布局上—““从整体到局部””的原则测量程序上—““先控制后碎部””的原则测量精度上—“由高级到低级级”的原则测量过程上—““随时检查，杜绝绝错误”的原则则※先进行整体的控控制测量，后进进行局部的碎部部测量，随时时检核测量结果果，减少误差累累积，保证精度度2.2土木工工程测量土木工程程概论土木工程测量有有地形图测绘、、施工测量、变变形观测三个任任务2.2.1、地地形图测绘地形图测绘:对地球表面面形态地物、地地貌的特征点的的平面位置和高高程进行的测量量并绘制地形图图的工作地图:按一定比例尺用用规定符号表示示地物、地貌平平面位置和高程程的正射投影图图应遵循土木工程程测量基本原则则（先控制测量，，后碎部测量，，以保证测图精精度），为加快测绘进度度可多幅图同时时测绘常用方法：经纬仪测绘法、、红外测距平板板仪测绘法、全全站仪测绘法。。2.2土木工工程测量—主要任务土木工程程概论1、 经纬仪测测绘法：按极坐标法测定定点位元素，按按比例缩绘定点点所用仪器：经纬纬仪（分光学和电子两两种）2.2土木工工程测量—主要任务土木工程程概论经纬仪测绘法2、 红外测距距平板仪测绘法法用红外测距仪测测量极边长度，，再用图解方向向（极角）定点所用仪器：红外外测距照准仪和和平板仪（有大、小之分分）2.2土木工工程测量—主要任务土木工程程概论弯管目镜2.读数显示窗3.竖直制动螺旋4.水平微动手轮5.测量操作键6.竖直微动螺旋7.竖直角自动测量量装置8.物镜及红外光发发射、接收镜9.圆水准器10.距离基准点11.缩放臂固定螺丝丝12.移动比例尺（平平行尺）红外测距照准仪平板仪2.2土木工工程测量—主要任务土木工程程概论全站仪由电子经经纬仪、光电测测距仪、数据记记录装置组成3、全站仪测绘绘法原理同经纬仪测测绘法，但用全全站型电子速测测仪不仅可以自动显显示出距离、水水平角、竖直角角等，而且还可可以直接测算出出高差、点的坐坐标，甚至实现现测图自动化全站仪仪测绘地形图将碎布点展绘在在图上后，可进进行地物描绘，，等高线勾绘等等地形图绘制当测区较大，分分幅测图时，需需进行相邻图幅幅的拼接，图的的整饰、检查等等工作利用地形图可绘绘制剖面图确定汇水边界、、作平整土地设设计确定点位坐标、、点间距离、直直线方向、点高程、两点间间坡度等含有丰富信息，，是工程规划、、设计的必备资资料2.2土木工工程测量—主要任务土木工程程概论2.2.1施施工测量(又称施工放样，，贯穿于工程施施工全过程)按设计要求，将将工程结构的平平面位置和高程程按一定精度测测设到实地仍遵循土木工程程测量的先控制制后碎部基本原原则分类：建筑施工测量道路施工测量桥梁施工测量隧道施工测量管道施工测量等等2.2土木工工程测量—主要任务土木工程程概论施工测量主要内内容：施工控制网的建建立工程结构定位和和轴线测设各种工序序的细部部测设(基础施施工测量量、构件件设备安安装测量量等)工程竣工工测量变形测量量等※施工测量量精度要要求高于于地形图图测绘结构性质质、类型型、材料料、用途途、施工工方法等等不同施工测量量精度要要求也不不同高层＞低层；工工业＞民用；钢钢结构＞钢筋混凝凝土结构构等※测量人人员应在在熟悉设设计图纸纸的基础础上，了了解设计计内容和和施工全全过程对对测量的的精度要要求，使使施工测测量与施施工密切切配合2.2土土木工工程测量量—主要要任务土木工工程程概论论（一）建建筑施工工测量1)、民民用建筑筑施工测测量内容:建筑物定定位建筑物轴轴线测设设基础施工工测量→主体施工工测量2.2土土木工工程测量量—主要要任务土木工工程程概论论根据总平平面图建建筑设计计位置定定位，将将其外轮轮廓各轴轴线交点点测设到到地面上上，根据据这些点点进行细细部放样样定位建筑物定定位后，，为避免免开挖基基础破坏坏所测设设的轴线线交点，，将轴线线延长到到安全地地点并做做好标志志基础开挖挖前，根根据轴线线测设的的轴线位位置和基基础宽度度及基础础开挖时时的放坡坡尺寸，，在地面面上放出出基础开开挖线建筑物定定位的三种常用用方法2.2土土木工工程测量量—主要要任务土木工工程程概论论3、根根据现场场控制点点进行定定位1、根根据建筑筑红线进进行建筑筑物定位位2、根根据现有有建筑物物进行定定位※建建筑物轴轴线测：：设延长轴轴线方法法龙门板法法：一般用于于小型民民用建筑筑在建筑物物四角与与隔墙两两端基槽槽开挖以以外1.0～1.5m处钉设设龙门桩桩，根根据据场地水水准点，，用水准准仪在龙龙门桩上上测设±±0.000标标高线并并钉龙门门板，将将墙、、柱轴线线投到龙龙门板顶顶面上作作为轴线线投测点点，检检验合合格后以轴线钉钉为准将将墙宽、、基槽宽、、开挖挖边线划划在龙门板板上轴线控制制桩法：：在基槽外外基础边边线外2.0～3.0m处处设轴线线控制桩2.2土土木工工程测量量—主要要任务土木工工程程概论论※基础施施工测量量工作内容容：放样基槽槽开挖边边线控制基础础开挖深深度测设垫层层施工高高程放样基础础楼板位位置等大致过程程：先按测设设轴线位位置和基基础大样样的基宽宽加放坡坡尺寸给给出基槽槽开挖边边线开挖基槽槽一定深深度后用用水准测测量在基基槽壁、、离坑底底设计高高程0.3～0.5m处每隔隔2～3m和拐拐角处设设水平桩桩作为控控制基槽槽深度的的依据基槽开挖挖完在基基坑底设设置垫层层标高桩桩作为清清理槽底底和铺设设垫层的的依据。。垫层施施工完成成后，将将基础轴轴线投设设到垫层层上定出出基槽边边线2.2土土木工工程测量量—主要要任务土木工工程程概论论2)、工工业厂房房施工测测量工业厂房房一般采采用预制制件到现现场装配配，因此此工业厂厂房施工工测量的的主要测量量内容：：工业厂房房控制网网的测设设工业厂房房柱列轴轴线的测测设工业厂房房柱基础础施工测测量工业厂房房构件的的安装测测量等厂房柱列列轴线测测设精度度要求高高（生产设设备安装装需要））一般用厂厂房矩形形控制网网作为基基本依据据2.2土土木工工程测量量—主要要任务土木工工程程概论论◆小型厂厂房可用用民用建建筑定位位方法—直接测设设厂房四四角，将轴线投投测到轴轴线控制制桩或龙龙门板上上◆中小型型厂房可可只测设设简单的矩矩形控制制网◆大型厂厂房需建建有主轴线（一般与与厂房柱柱列轴线线重合））的较复杂杂矩形控控制网（主轴线定定位点、、矩形控控制网控控制点应应离开建建筑基础础开挖线线2.0～4.0m，，先测设设控制网网主要轴轴线，再再据主轴轴线测设设矩形控控制网））2.2土土木工工程测量量—主要要任务土木工工程程概论论中小型厂房控制网测设大型型厂房房控制网测设设2.2土土木工工程测量量—主要要任务土木工工程程概论论厂房矩形形控制网网测设完完成后，，可量出出轴线控控制桩位位置作为为测设基基坑和施施工安装装依据，，然后在在相应轴轴线控制制桩上用经纬仪交交会出各柱基位位置并根据施工工图尺寸标定基基坑开挖边线厂房矩形控控制网及柱柱列轴线控控制桩3)、高层层建筑施工工测量主要工作内内容：轴线投测和和高程传递递地面测量精精度要求：：高层建筑＞＞普通多层层建筑※高层建筑筑轴线投测：：①、经纬仪仪引桩投测测法先测设建筑筑物中心轴线根据楼层高高度和场地地情况，离离开待建建建筑物尽可可能远处，，在中心轴轴线上选定定点埋设轴线控制桩桩（引桩）基础完成后后将中心轴线精精确投测到建筑物底底部并标定定，然后逐逐层将轴线线向上传递递2.2土土木工程测测量—主要任任务土木工工程概概论经纬仪引桩桩投测法平面图和轴轴测图②、激光垂垂准仪投测测法先据建筑物物轴线分布布和结构情情况定设计投测测点位基础施工完成后，将设计投测点位准准确测设到到地坪层上上每层楼板施工在投测测点位处预留垂准孔孔根据设计投投测点与建建筑物轴线线关系测设出投测楼层的的建筑轴线线2.2土土木工程测测量—主要任任务土木工工程概概论※高层建筑筑高程传递递：①、钢尺直直接测设法法在首层墙体体砌筑到1.5m标标高后，用用水准仪仪在内墙面面上测设一一条1m标标高线作为为首层地面面施工和室室内装修的的标高依据据每砌一层用用钢尺量取取两层间设设计高差得得该层1m标高线在该层测设设1m标高高线设置之之处用水准准仪测设该该层标高2.2土土木工程测测量—主要任任务土木工工程概概论②、全站仪仪天顶距法法利用高层建建筑垂直孔孔或电梯井井在底层架架设全站仪仪将望远远镜指向向天顶，在在各层垂直直通道上安安置反光镜镜，测得仪仪器至棱镜镜横轴垂直直距离计算出高差差2.2土土木工程测测量—主要任任务土木工工程概概论（二）道路路施工测量量1)、道路路中线测量量通过直线和和曲线的测测设，将道道路中心线线具体测设设到地面上上工作内容：：测量中线交交点转点坐坐标测量路线转转向角里程桩的测测设等2.2土土木工程测测量—主要任任务土木工工程概概论※道路中线线交点测设设方法:根据与地物物的关系测测设—在地形形图上选定定支点位置置，现场用用距离交会会法测设根据导线点点测设交点点—根据导线点点的坐标和和交点的设设计坐标计计算出测设设数据用极坐标法法、距离交交会法等测测设支点穿线法测设设交点—选定中线上上的某些点点并在实地地测设，用用目测法或或经纬仪视视准法定出出一条尽可可能靠这些些测设点的的线(此过程为为穿线)根据穿线结结果得中线线直线段上上的转点,同样方方法测设另另一中线直直线段上转转点由两组转点点测设两直直线段交点点2.2土土木工程测测量—主要任任务土木工工程概概论两交点能通通视：用经纬仪直直接定线或或经纬仪正正倒镜分中中点测设转转点两交点互不不通视：在两交点间间或延长线线上设测设设转点里程桩：整桩和加桩桩两种整桩：从路线起点点开始，每每隔20m，50m或100m设置，，其桩号应应为20m或50m整倍数加桩：沿中线地面面重要地形形、地物、、地貌、曲曲线主点标标记，桩号号一般不是是整数里程程里程桩设置置的主要工工作：定线、量距距和打桩2.2土土木工程测测量—主要任任务土木工工程概概论2)、道路路圆曲线(单圆曲线线)测量:道路工程中中最常用的的一种平面面曲线圆曲线测设设主要包括括：①、圆曲线线主点测设设：主点为曲线线的起点、、中点、终点点②、圆曲线线主点里程程计算③、圆曲线线各副点的的测设2.2土土木工程测测量—主要任任务土木工工程概概论公路的的转弯弯线形形3)、道路路纵断面测测量（路线水准准测量）:沿路线测量量各里程桩桩的地面高高程而绘制制成的路线线纵断面图图解决竖直面面上的位置置问题：包括基平测测量、中平平测量基平测量：：沿路线每隔隔一定距离离设置若干干水准点进进行高程控控制测量中平测量：：由各水准点点高程，对对道路沿线线所有里程程桩进行的的水准测量量4)、道路路横断面测测量：沿路线测量量中线各里里程桩两侧侧垂直于中中线的地面面高程，绘绘成路线横横断面图供路基设计计、土石量量计算、施施工测设边边柱用2.2土土木工程测测量—主要任任务土木工工程概概论（三）桥梁梁施工测量量桥梁按跨度度大小不同同、施工测测量的方法法也不同主要内容：平面控制测测量高程控制测测量桥梁墩台定定位墩台基础及及顶部放样样等桥位控制测测量(平面控制制网和高程程控制)目的：保证桥梁轴轴线，墩台台位置(平平面、高程程)上符合合设计要求求桥位平面控控制——三角测测量、边角角测量或GPS2.2土土木工程测测量—主要任任务土木工工程概概论双三角形大地四边形形双大地四边形已稳固墩台台基础上的的桥梁定位位测设：直接法、方方向交会法法或极坐标标法墩台位置水水位较深，，状态不稳稳定，不能能安置测量量仪器时，，用方向交交会法测设设墩底桥位高程控控制：水准测量方方法桥梁施工前前根据现场场情况增设设水准点（桥位水准准点应与路路线水准点点联测），，必要应与桥桥位附近其其他单位水水准点或工工程设施联联测，联测测有困难可可用桥位附附近其他单单位水准点点※水准点高程程一般采用用国家水准准点高程2.2土土木工程测测量—主要任任务土木工工程概概论（四）隧道道施工测量量主要工作：准确测出出洞口的平平面位置和和高程开挖时测设设隧道设计计中心线的的方向与高高程具体侧设内容：1)、隧道地面面控制测量平面控制测量和和高程控制测量量2)、隧道施工测量的的主要内容：隧道掘进方向的的测设开挖施工测量洞内施工导线和和水准测量竖井联系测量及及竣工测量2.2土木工工程测量—主要任务土木工程程概论测定洞口相对位位置，使能按设设计方向开挖并并以规定精度贯贯通按定的精度测量量洞口及附近水准点的的高程（五）管道施工工测量：为各种管道的设设计、施工服务务主要内容：管道中线测量纵横断面测量管道施工测量管道竣工测量遵守“从整体到到局部，先控制制后碎部”的原原则1)、管道中线线测量将管道设计中心心线用若干桩位位标定在地面上上主要内容:主点测设、中线线桩测设、转折折角测设、桩位位的标定等2.2土木工工程测量—主要任务土木工程程概论市政建设的基础础性工程包括给水排水、、暖气、煤气、电力、通通讯等2)、管道纵断断面测量：根据埋设的水准准点，用水准仪仪测出中线上各各桩位的地面高高程，绘制管道道纵断面图反映管道的纵向向坡度及埋设深深度3)、管道横断断面测量：测定各桩位处垂垂直于中线两侧侧一定距离内地地面变坡点与管管道中线的距离离和高差，绘制管道横断面面图反映垂直于管道道方向的地面起起伏状况※根据纵纵断面上的纵坡坡和埋深、横断断面上的地形起起伏状况，可计计算相应土方量量2.2土木工工程测量—主要任务土木工程程概论2.2土木工工程测量—主要任务土木工程程概论中线测量高程测量管道坡度测量4)、管道施工工测量：内容与管道施工工设置状态有关关①、顶管施工测测量控制管道中线方方向、管道高度度、坡度，包括括中线测量和高高程测量②、地下管道施施工测量管道中线坡度测测设、检查井位、设设置控制桩、开开挖沟槽等③、地面敷设管管道施工测量测设管道中线及及管道坡度5)、管道竣工工测量包括测绘管道竣竣工带状平面图图和管道竣工断断面图2.2土木工工程测量—主要任务土木工程程概论测量管顶和检查查井的井口高程程等管道的起点、转转折点、检查井井位置、附属构构筑物实际位置置、高程等2.2.3变变形观测为保证工程结构构在施工、使用用过程中安全，，对工程结构在在施工中、施工工完成后一定时时期变形状态及及其周边环境变变形状况进行观观测包括沉降观测、、倾斜观测、位位移观测和裂缝缝观测1)、沉降观测测（又称垂直位置置观测）测定工程结构地地基的沉降量、、差异沉降量、、沉降速度；计计算基础的局部部倾斜、相对弯弯曲和挠度值2.2土木工工程测量—主要任务土木工程程概论地基受压后由于于土质和承受荷荷载不同，地下下水位变化，外外界附加荷载影影响等会引起建建筑物产生沉降降重要建筑物施施工中和使用用初期，尤需需定期沉降观观测，确保其其安全2)、倾斜观观测测定工程结构构顶部相对于于底部或层间间相对水平位位移与高度变变化，计算倾倾斜度，倾斜斜方向及倾斜斜速度常用方法：吊垂球法，，激光铅直仪仪观测法，激激光位移计自自动测记法，，投点法，经经纬仪投测法法，前方交会会法等3)、位移观观测测定工程结构构在平面位置置上随时间变变化的大小及及方向常用方法：角度交会法，，基准线法、、极坐标法4)、裂缝观观测当建筑物地基基产生不均匀匀沉降时，结结构某些部位位可能产生裂裂缝，为了解解裂缝现状，，掌握发展情情况，应进行行裂缝观测裂缝观测主要要是裂缝宽度度和裂缝长度度观测2.2土木木工程测量—主要任务务土木工程程概论论远古、史前，，建筑活动中中就有了地基基础工艺。半坡村新石器器时代遗址、、殷墟遗址，，都有土台和和基础河北赵县赵州州桥（隋朝李春））桥台基础置于于密实砂土层层上，1300多年沉降降仅几厘米土木工程程概论论2.3地基基与地基处理理工程地质、基基础工程、地地基处理理都是土木工程程专业知识的的重要组成部部分土木工程概概论2.3地基与地地基处理地基处理(地基加加固)是指天然地基很软软弱，不能满足地地基承载力和变形形的设计要求，，地基需经过人工工处理的过程（得人工地基）有时不得不在地质质条件不良的地基基上修建工程科技的发展使工程程重量增大，变形形要求变严，原来来评价为良好的地地基，也可能不满满足要求必须进行地基处理理:经过换土垫层、深深层密实、排水固固结等处理的地基基不经过处理就满足足使用要求的地基基一般基础多埋置地地面以下码头桩基础、桥梁梁基础、半地下室室箱形基础等均有有部分在地表上浅基础础:位于天然地基上、、埋置深度小于5m的一般基础(柱基或墙基)以及埋置深度虽超超过5m，但小于于基础宽度的大尺尺寸基础(如箱形基础)桥梁基础埋置深度度：无冲刷河流河底或或地面至基础底面面的距离冲刷河流局部冲刷刷钱至基础底面的的距离土木工程概概论2.3地基与地地基处理软弱土层(承载力<100kPa的土层)不适于做天然地基基上的浅基础时,可将浅基础做做在人工地基上天然地基上的浅基基础埋置深度浅，开挖挖基坑仅必要时才才支护坑壁和排水水疏干地基不加处理即可可修建上部，工期期短、造价低设计时宜优先选用用,困难时可可用大型或复杂的的基础形式（连续基础,桩桩基础等）土木工程概概论2.3地基与地地基处理浅基础按基础刚度度分：刚性基础础扩展基础由砖、毛石、素混混凝土和灰土等材材料做成——满足刚性角条条件灰土基础：(石灰和土按三分分石灰和七分粘性性土(体积比)配配制——三七灰土土,用于干燥的的华北和西北)水中硬化慢、早期期强度低、抗水性性差、早期抗冻性性差—地下水水位以上三合土基础：（灰土+水泥泥——提高灰土的强强度和抗水性）桥梁结构刚性基础础常用材料：混凝土、粗石和和片石、砖可砌成任何形状、、但抗腐蚀性(特别是是盐碱地区)和抗冻性差差——基础四周最最外层砖可浸沥青来可增增加抗腐蚀能力土木工程概概论2.3地基与地地基处理—刚性基础(a)砖基础(b)砌石基基础(c)素混凝土基础础不能满足刚性角要要求的基础（可作成钢筋混凝凝土基础）为增加基础的整体体性加强基础纵向抗弯弯能力土木工程概概论2.3地基与地地基处理—扩展基础墙下钢筋砼扩展基基础锥形（墙下和柱柱下）台台阶形（墙下和和柱下）有有肋（墙下）(1)单独基础房屋建筑的柱基础础(2)条形基础房屋建筑的墙基础础——连续长长条形(3)筏板基础和和箱形基础(4)壳体基础为改善基础受力性性能、形式做成壳壳体土木工程概概论2.3地基与地地基处理—浅基础分类地基不均匀沉降会会造成建筑物开开裂、设计和施工工全过程中必须采采用综合措施防止或减轻地基的的不均匀沉降，将其控制在规范允许的的范围内建筑物平面力求简单（平面形状复杂、沉沉降大）立面高差尽可能小（立面高差悬殊，，荷载轻重不一，，降差大，建筑物易易倾斜和开裂）避免建筑物窄长矮（建筑物纵墙过长长、会产生较大挠曲而开裂）用建筑物的长高比控制——承重砖墙结构构刚度的主要指标标,长高比小，，整体刚度好，调调整不均匀沉降降能力强土木工程概概论减轻不均匀匀沉降的的措施设置沉降缝（地基不均匀、建建筑物平面形状复复杂、高差悬殊时时，在建筑物的特定定部位，从屋顶到到基础全部分开，，分割成若干个自自成沉降体系的长长高比较小、整体体刚度较好、体型型简单的单元，减轻地基不均匀匀沉降）合理安排建筑物间距离用轻型结构以减轻建筑物的自重在砌体中设圈梁增强结构整体性采用合理施工顺序和施工方法土木工程概概论减轻不均匀匀沉降的的措施深基础：位于地基深处承载载力较高的土层上上、埋深5m或埋深基宽的基础桩基础地下连续墙墩基础沉井土木工程概概论2.3地基与地地基处理—深基础桩具有悠久的应用用历史智利蒙特维尔德附附近森林有一支承承于木桩上的木屋，放射性C60测定，距今约12000—14000年七八千年前的新石器时代，在在湖上和沼泽里打打木桩，上面建“湖上住所”中国浙江余姚河姆姆渡村的新石器文文化遗址，出土了了占地40000m²的木结构遗址有木桩桩数百根，距今约7000年土木工程概概论2.3地基与地地基处理—桩基础人工挖孔桩问世（100年前的美美国）后，灌注桩基础发展极极大很多新桩型，单桩桩承载力达数千kN，最大桩径达数米，，深度超100m还有预应力管桩、、钢管桩、空心混混凝土桩、劲性水水泥土搅拌桩(在桩中心插入型钢钢或小直径预制混混凝土桩)、复合桩基(考虑桩和土共同同工作)等**新桩型是桩基础施施工机械取得突破破性进展后发展的的土木工程概概论2.3地基与地地基处理—桩基础上海金茂大厦（地上88层、高420.5m、、桩深80m）※采用桩基础的条条件①荷载大，地基软软弱，天然地基承载力不足②天然地基承载力力虽满足要求，但但沉降量过大或建筑物对沉降要求严格③防水平力作用下下高耸建(构)筑筑物倾覆、提高高抗倾覆稳定性或限制倾斜有特殊要求（部分桩将受到上上拔力）④防新建建筑物沉降影响响邻近旧旧建筑物物⑤有大吨吨位重级级工作制制吊车的的重型单层层工业厂厂房（吊车载载重量大大使用频频繁，车车间内设设备平台台多、基基础密集集，且有有地面荷荷载，地地基变形形大）土木工工程程概论论2.3地地基与与地基处处理—桩基础⑥精密设备备基础（安装和和使用过过程中对对地基沉沉降及沉沉降速率率有严格格要求））和动力机械械基础（对允许许振幅有有要求））⑦地震区区消除或或减轻液化化对建筑物物的危害、用桩穿穿过液化化土层伸伸入到下下部密实实稳定土土层⑧浅层土土为杂填填土或欠欠固结土土、换填或地地基处理理困难或处理后后仍不满满足要求求⑨已有建建筑物加层、纠纠偏、基基础托换换其他情况依据“经经济合理理、技术术可靠””的原则则，分析析比较后后确定土木工工程程概论论2.3地地基与与地基处处理—桩基础※桩的的分类类按桩身材材料分:木桩桩、混混凝凝土桩、、钢筋混凝凝土桩、、钢钢桩桩、其他组合合材料桩桩等按施工方方法分:预制桩、、灌灌注注桩按成桩过过程中的的挤土效效应分:挤土桩、、小小量挤土土桩、非挤土桩桩按承载力力极限状状态时桩荷载的的传递方方式分:端承型桩桩、摩摩擦型型桩土木工工程程概论论2.3地地基与与地基处处理—桩基础(a)端端承桩(b)摩摩擦桩土木工工程程概论论2.3地地基与与地基处处理—沉井基础础※采用沉井井基础情情况①上部荷载载大，结结构对基基础的变变位敏感感，而表表层地基基土的允允许承载载力不足足，做扩扩展基础础开挖工工作量大大以及支支撑困难难，但在在一定深深度下有有好的持持力层，，采用沉沉较其他他深基础础经济时时②在山区河河流中，，虽浅层层土质较较好，但但冲刷大大，或河河中有较较大卵石石、桩基基困难时时③岩层表面面较平坦坦且覆盖盖层薄，，但河水水较深，，采用扩扩大基础础施工围围堰有固固难时※沉井的的分类按下沉方方式分:就地制造造下沉沉沉井:在基础设设计位置置上制造造，然后后挖土靠靠自重下下沉如基础位位置在水水中，需需先在水水中筑岛岛，再在在岛上筑筑井下沉沉浮运沉井井：在岸边制制作沉井井拖运运到设计计位置下下沉在深水地地区，筑筑岛困难难或不经经济或有有碍通航航或流速速大土木工工程程概论论2.3地地基与与地基处处理—沉井基础础水上筑筑岛岛下沉沉沉沉井按外观形形状分:有有单孔或或多孔的的圆形沉井井（受力好好，适用用于主流流方向易易变的河河流）矩形沉井井（制作方方便，但但四角土土不易挖挖，河流流水流不不顺）圆端沉井井、（兼有两两者优缺缺点）网格形沉沉井土木工工程程概论论2.3地地基与与地基处处理—沉井基础础※工程程结构对对地基的的要求：：1、地基基承载力力、稳定定性要求求作用在地地基上的的力≤地地基承承载力同时满足足稳定要要求，避避免产生生滑动破破坏否则，将将因地基基产生剪剪切破坏坏导致结结构破坏坏2、地基基沉降要要求在载荷作作用下的的沉降量量和不均均匀沉降降量≤允允许值否则，将将导致结结构倾斜斜、倒塌塌3、地基基渗流要要求不能因渗渗流作用用而引起起水量流流失或流流土、管管涌否则，将将因地基基土体破破坏引起起破坏导导致结构构破坏土木工工程程概论论2.3地地基与与地基处处理—对地基要要求※地基处理理的对象象地基处理理的对象象是软弱地基基和特殊土地地基①软弱地基：主要由淤泥、、淤泥质土、、冲填土、杂杂填土或其他他高压缩性土土层构成的地地基②特殊土地基（有地区性的特特点）：包括软土、湿湿陷性黄土、、膨胀土、红红粘土和冻土土等地基土木工程程概论论2.3地基与与地基处理—地基处理对象象土木工程程概论论二、地基处理理的目的———改善地基条件件(1)地基剪切特性性改善剪切破坏表现现：承载力不够，，结构失稳或或土方开挖时时边坡失稳、、临近地基隆隆起或基坑坑坑底隆起，措施：增加地基土的的抗剪强度(2)地基压缩特性性改善高压缩性表现现：建筑物沉降和和差异沉降大大，措施：提高地基土压压缩模量(3)地基透水特性性改善透水性表现：：堤坝、房屋等等基础产生的的地基渗漏，，基坑开挖时时发生流沙和和管涌，措施：使地基土不透透水或减少水水压力(4)地基特性改善善动力动力特性表现现：地震时粉土、、砂土会产生生液化、交通通荷载或打桩桩使邻近地基基振动下沉，，措施：防止地基土液液化，提高抗抗震性能(5)特殊土地基的的不良地基特特性改善措施：消除或减少黄黄土的湿陷性性和膨胀土的的胀缩性2.3地基与与地基处理—地基处理目的的许多现代地基基处理技术都都可在古代找找到雏形①软土中夯入碎碎石等压密土土层的夯实法法二千年前灰土土和三合土的的垫层法(古代传统统建筑技术)②前期荷载使地地基逐年固结结从而提高土土的抗剪强度度（现代堆载预预压法的分期期填筑法雏形形）我国古代在沿沿海地区软弱弱地基上修海海塘，每年农农闲时逐年填填筑土木工程程概论论2.3地基与与地基处理—地基处理方法法一、地基处理理方法重要工程和复复杂厂房在软软弱土地基上上兴建，使软软弱土地基处处理技术迅速速发展，地基基处理方法愈愈来愈多，主主要有：1．换土垫层法（用于荷载不不大的工程结结构）结构基础下持持力层较软弱弱、不能满足足上部结构对对地基的要求求、用换土垫垫层来处理软软弱地基将基础下一定定范围内的土土层挖去，用用强度较大的砂砂、碎石或灰灰土等回填夯夯实按回填材料分分为砂垫层、、碎石垫层、、素土垫层、灰土土垫层、土工工聚合物加筋筋垫层等土木工程程概论论2.3地基与与地基处理—地基处理方法法2．预压碾压法：一种有效的软软土地基处理理方法建筑物或构筑筑物建造前，，先在拟建场场地上施加或或分级施加与与其相当的荷荷载，使土体体土体密实（排出孔隙水水、孔隙体积积变小）、提高地基承载载力和稳定性性、减少沉降降重锤夯实：将重锤提到一一定高度，自自由落下，重重复夯打用于处理非饱饱和粘性土或或杂填土提高高强度、减少少压缩性和不不均匀性用于处理湿陷陷性黄土清除除湿陷性机械碾压：用压实机械压压实大面积填填土和杂填土土地基振动压实：在地基表面施施加振动将浅浅层松散土振振实用于处理砂土土、炉渣、碎碎石等无粘性性土、回填土土土木工程程概论论2.3地基与与地基处理—地基处理方法法3、强夯法（法国梅纳(Menard)1969首创）用10~40吨重锤从高高处落下反复复多次夯击地地面，对地基基进行强力夯夯实地基承载力可可提高2～5倍，压缩性性降低200-500%影响深度达10m以上，，减少了地基基沉降用于处理沙土土，碎石，低低饱和度的粘粘性土、粉土土、湿陷性黄黄土等施工简单、施施工速度快、、节省材料噪音大，振动动大，影响附附近建筑物土木工程程概论论2.3地基与与地基处理—地基处理方法法4．振冲法（振动水冲击击法）利用振冲器在在高压水流作作用下振冲，在砂土中起振振动挤密和振振动液化作用用使松砂地基密密实；或在粘粘性土地基中中起振冲置换作作用（振冲成孔并在孔内内填入碎石等等填料形成碎石桩体体，桩体与土土形成复合地地基）提高地基土承承载力用于处理砂土、湿陷性性黄土及部分非饱和粘性土土，不排水的剪剪强度稍高的的饱和粘性土和和粉土土木工程程概论论2.3地基与与地基处理—地基处理方法法5．挤密法（砂、石、素土土或灰土桩挤挤密）利用机械、沉沉管、振动冲冲击或爆扩等等方法在地基基中挤土成孔，然后向孔内夯填砂、石、素土土或灰土成桩体，依靠桩管打打入地基产生生横向挤密作作用使桩周土密实，提高地地基土承载力力用于处理松软砂类土、、素填土、杂杂填土、湿陷陷性黄土等※砂石桩法（振动沉管砂砂桩和振动沉沉管碎石桩））在振动机的振振动作用下，，把套管打入入规定深度挤挤密周围土体体，然后投入入砂石，再排排砂石于土中中，振动密实实成桩，多次次循环后就成成为砂石桩土木工程程概论论2.3地基与与地基处理—地基处理方法法土木工程程概论论2.3地基与与地基处理—地基处理方法法6．高压喷射注浆浆法用高压喷射化学学浆液与土凝凝结混合固化化成加固体的的处理地基方法法将带有特殊喷喷嘴的注浆管管置入预定深深度，用20MPa高压喷射冲击击破坏土体，，使浆液与土土混合凝结固固化成固体按注浆形式分分：旋喷注浆、定定喷注浆、摆摆喷注浆等用于处理淤泥泥、淤泥质土土、粘性土、、粉土、黄土土、砂土、人人工填土、碎碎石土等土木工程程概论论2.3地基与与地基处理—地基处理方法法7．排水固结法利用地基排水水固结规律，，采用各种排排水技术措施施处理饱和软软弱地基土用于软粘土、、粉土、杂填填土、泥炭土土地基等分为：堆载预预压法超载预压法真空预压法降水预压法电渗排水法等等土木工程程概论论2.3地基与与地基处理—地基处理方法法8．深层搅拌拌法用水泥或其他固固化剂通过特制搅拌拌机在地基中中强制拌和水泥泥与土体，使软弱土硬硬结成整体，，形成有水稳稳性和足够强强度的圆柱状状、格栅状水水泥土桩或地地下连续墙，，组合成复合地地基来提高地基承承载力和减少少沉降分为喷浆搅拌拌法喷粉搅拌法两两种用于处理淤泥泥、淤泥质土土和含水量较高高，地基承载载力标准值不大于120KPa的粘性土、、粉土等软土地地基定位下沉重复搅拌上升升重复搅拌下沉喷浆搅拌上升升沉到底部完毕土木工程程概论论2.3地基与与地基处理—地基处理方法法对具体工程问问题，工程地质条件件不同，对地地基的要求也也不同应进行综合考考虑，比较可可能的地基处处理方案从中优选出施施工可行，技技术可靠、经经济合理的方方案可是单一的地地基处理方式式，也可是各各种地基处理理方式的综合合土木工程程概论论2.4工程程结构力学基基础纵观土木工程程发展史，土土木工程近代代能形成一门门独立学科，，其主要的原原因之一：17世纪牛顿顿力学三定律律和伽利略将将工程结构与与其上重物作作用建立联系系，为工程结构受受力分析奠定定了基础19世纪纳维维容许应力设设计基于结构构实际受力和和结构能抵抗抗的力之间的的比较，表明力学对土土木工程学科科的基础作用用“掌握三大力力学（理论学力、、材料力论学、结构力论论学）四大结构（混凝土结构构、钢结构、、砌体结构、、木结构）土木工程任遨遨游”土木工程程概论论2.4工程程结构力学基基础力学一级学科科(含一般普通通力学、固体体力学、流体体力学、工程程力学)，与土木工程关关系最紧的有有材料力学、、理论力学（静力学、运运动学和动力力学）、结构力学（结构静力学学、结构动力力学）、弹性力学、土土力学、水力力学、有限元元分析等，土土木工程教学学计划已作为为必修课或主选选课安排塑性力学、弹弹塑性力学、、岩石力学、、流体力学、、非线性力学学、振动分析析计算力学、、断裂力学、、空气动力学学、冻土力学学（低温力学））、结构矩阵分析析、结构优化化分析设计、、结构软设计计理论等也被被根据实际情情况设为任意选修课，有的纳入研究生教学课课程土木工程程概论论2.4工程程结构力学基基础1、材料力学学研究杆件在拉拉、压、弯、、剪、扭五种种作用下的强强度特性及变变形、稳定等等刚度特性是机械、土建建、水利等专专业工程技术术人员必修的的技术基础课课程2、理论力学学把物体看成是是有形状、有有尺寸的刚体体，研究其机械运动的规律。又称“古典力力学”或“经经典力学”，，主要含牛顿顿力学基本原原理、刚体静静力学、刚体体运动学和刚刚体动力学等等学习材料力学学和结构力学学的基础机械运动指物物体在点间的的相对位置上上随时间变化化的一种运动动状态土木工程程概论论2.4工程程结构力学基基础3、结构力学学研究结构在荷荷载作用下内内力、变形的的计算方法，，结构稳定性性及在动力荷荷载作用下的的结构反应研究对象：梁、拱、桁架架、框架、平平板、壳体等等杆件结构、、实体结构、、板壳结构研究内容：实际结构的计计算简图及其其计算方法、、计算结果的的实际结构的的设计和施工工运用，包括括静定结构（静定梁、静静定刚架、静静定平面桁架架、三铰拱等等）的内力、位移移计算，力法法、位移法的的原理及应用用，结构影响响线、虚功原原理与能量原原理等土木工程程概论论2.4工程程结构力学基基础4、弹性力学学(弹性理论——固体体力学的一个个分支)研究弹性体在在外力作用或或温度改变及及支座沉陷等等原因发生时时的应力、变变形、位移研究对象：非杆状的实体体结构(如板、壳、、挡土墙、堤堤坝、地基等等)可以得到较精精确的分析结结果研究内容:平面问题、空空间问题的基基本理论，平平面问题的直直角坐标、极极坐标解答，，差分法、变变分法、有限限单元法求解解平面问题、、空间问题的的解答，薄板板弯曲问题等等土木工程程概论论2.4工程结结构力学基础5、塑性力学(弹性理论——固体力学学的一个分支)研究可变形固体体受到外荷载、、温度变化及边边界约束变动等等作用时的塑性性变形和应力状状态根据固体材料在在受外部作用时时所呈现出的塑塑性性质命名，，讨论固体材料料塑性变形阶段段的力学问题弹性力学和塑性性力学分别研究究固体材料弹性性阶段和塑性阶阶段密切相连的的力学问题6、流体力学研究流体平衡和和流体机械运动动规律及在工程程应用研究对象：流体（液体和气体））研究内容：流体静力学、流流体动力学、明明渠均匀流、渗渗流、层流、紊紊流、孔口、管管嘴出流、有压压管流等土木工程程概论2.4工程结结构力学基础7、水力学研究水作为一种种流体的平衡和和机械运动的规规律以及这些规规律的工程应用用研究对象：流体——水，阿基米德的浮力力定律奠定了水水力学的静力学学基础土木工程的地下下建筑、岩土工工程、水工建筑筑、矿井建筑等等分支，都需要要掌握好水力学学来解决所遇到到的各种问题8、土力学研究土体的应力力、变形、强度度、渗流及长期期稳定性的一门门力学广义土力学还包包括土质学(研究土的生成成、组成、物理理化学、物理生生物性质及分类类)土木工程程概论2.4工程结结构力学基础目前已有相当的的计算机软件能能较为精确计算算受力已不成问问题。但计算机机本身像一个黑黑匣子，土木工工程技术人员不可能处处依赖赖或百分之百地地相信计算机的的输出结果能从宏观上粗略略地把握结构受受力的大致特性性十分重要工程结构受力分分析和结构设计计遵循的八个宏宏观原则：1受力平衡原则则2变形形协调原则3力走捷径原则则4刚者者多劳原则5共生突变原则则6多重设防原则则7避脆保稳原则则8满约约束设计原则土木工程程概论2.4工程结结构力学基础1、受力平衡原原则：处于静止不动状状态的工程结构构或工程结构的的部分，作用于于其上的所有力力是相平衡的结构材料在重力力、风、地震等等外部作用下，外外力会产生维持持结构不会变形或破坏坏的恢复力(结构内力、强度),受力平衡原则表表明静平衡状态的结构内力和和外力是平衡的的，而对于平衡状态的的结构，其内力力和外力(含惯性力)也是平衡的人重、板重和支支持力平衡土木工程程概论2.4工程结结构力学基础2、变形协调原原则：工程结构受力后后会发生变形，，这种变形是协协调的即工程结构上的某一点，其左左右侧的位移或上下下侧的位移，或从不不同的角度来计算，，在结