东南大学基础工程课件.ppt

1、1、东南大学远程教育，基础工程，第1章，讲师童晓东，2、本课程教材，高校推荐教材基础与基础(第三版)，华南理工大学、东南大学、浙江大学、湖南大学编辑，中国建筑工业出版社，1998，3，本课程主要内容，第1章绪论；第二章土壤的物理性质和分类；第三章地基应力和沉降；第四章土的抗剪强度；第五章：土压力、地基承载力和土质边坡稳定性；第六章基础调查；第七章浅基础常规设计；第八章桩基；第九章：软土地基处理；第4: 1章：基础和基础的概念；2:本学科发展概况；3:本课程的特点和学习要求；5:基础和基础的概念；建筑物的所有负荷都由它们下面的地层承受。受建筑物影响的地层部分称为地基；建筑物将荷载传递给地基的下部

2、结构称为地基。建筑示意图，上部结构，基础，地基基础，6，基础，上部结构，7，上部结构，基础和建筑，功能和研究方法不同，但它们也是建筑的有机组成部分。因此，科学而理想的方法是将设计和计算这三个部分统一起来。按照目前的理论水平，很难做到这一点。然而，在处理地基问题时，我们必须牢记地基-基础-上部结构相互作用的总体概念，并尽可能全面地加以考虑。建筑物的地基和基础是建筑物的基础。一旦出现问题，建筑物的安全和正常使用将不可避免地受到影响。大多数建筑事故都与地基和基础有关。构成地层的土壤或岩石是自然的产物。建筑建在地层上，建筑场地的工程地质条件是基础设计和施工的前提。研究土的应力、变形、强度、渗流和稳定性

3、的力学分支称为土力学。土力学是本课程的理论基础。土力学要研究的两个基本问题是土的变形和强度。10、基础设计必须满足的基本条件，基础的原始应力状态随着建筑物的施工而变化，因此基础设计必须满足以下要求：a .作用在基础上的荷载不超过基础的承载力(地基土的强度)；控制地基沉降，使其不超过允许值(地基土的变形)。基础，浅基础，深基础，基础，自然基础，人工基础，12，二。作为一门工程技术，基础工程是一门古老的技术。如前所述，只要一座建筑建成，它就必然离不开地基和基础。因此，基础工程作为一种工程技术，有着悠久的历史。然而，人们只能依靠实践经验的不断积累和熟练工匠的技能更新来发展这项技术。由于当时生产力的发

4、展水平，基础工程还没有被提炼为系统的科学理论。作为一门应用科学，基础工程是一门年轻的学科。土力学的发展史是这门学科的理论基础，可以分为两个阶段：经典土力学和现代土力学。14，土力学，经典土力学，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，(19231960)，(1963？)、15。在土木工程、水利、桥梁隧道、道路、港口等相关工程中，以岩土的利用、改造和调控为研究对象的科学技术领域，由于其不同于结构工程的特殊性和各专业岩土问题的共性，已经发展并融合为一个自成体系的专业“岩土工程”。其研究方法由三种基本方法(数学模拟、物理模拟和原位观测)组成。岩土工程是土力学、工程地质学、水文地

5、质学和岩石力学的结合。特征和学习要求2.学习要求：牢牢掌握土力学的基本概念和原理，结合相关建筑结构理论和建筑知识，运用这些基本概念和原理分析和解决地基问题。17，南京东南大学土木工程学院佟晓东，邮编：210096电话(O)，3791829(O)(H)电子邮件：18，东南大学远程教育，基础工程，第2章第1节概述第2节土壤成分第3节土壤三相比例指数第4节无粘性土壤密实度第5节粘性土壤物理特性第6节土壤渗透性第7节基础分类第一节总结了土壤是岩石风化的产物。风化，物理作用：岩石产量的变化，化学作用，生物作用，岩石的质量变化，21。土壤是一个三相体。土

6、壤，液相(水)，气相(气)，固相(土壤颗粒)，土壤，残积土，残积土，风成沉积土，水文沉积土，冰川沉积土，22。饱和土中的孔隙充满了水，因此饱和土是一个两相体。23，第2节土壤成分，1。土壤的固相(1)土壤的颗粒级配土壤颗粒根据其大小(d)进行分组，称为颗粒组。划分晶粒群的边界尺寸称为极限晶粒尺寸。大颗粒：60毫米，粗颗粒：0.07560毫米，细颗粒：0.075毫米，土壤颗粒组，24，土壤颗粒的大小和组成通常用每个颗粒组的相对含量(每个颗粒组在土壤颗粒总量中的百分比)来表示，这称为土壤的颗粒级配。土壤的粒度分布可以通过土壤的粒度分析试验来确定。筛析法，密度计法，d0.075mm，移液管法，d0.

7、075mm，粒度测试，25，根据粒度分析的测试结果，可以绘制出颗粒级配的累积曲线(水平坐标是颗粒尺寸，用对数坐标表示；纵坐标是小于某一颗粒尺寸的土壤重量含量，用常数坐标表示)。粒径分布曲线的梯度可以大致反映土壤的均匀性。曲线陡峭，表明颗粒大小相似，土壤颗粒相对均匀；曲线缓慢，表明粒径差异很大，土壤颗粒不均匀，级配良好。26，几种特殊粒径：d10，d30，d60当小于某一粒径的土壤颗粒质量累积百分比为10%时，相应的粒径称为有效粒径d10。类似地，可以获得d30和d60(定义的粒度)。土壤颗粒级配指数：不均匀系数Cu=d60/d10曲率系数cc=(d30) 2/(d60d10)，27，Cu反映不

8、同粒径颗粒群的分布。铜含量越大，土壤粒径分布范围越大，级配良好。Cc描述累积曲线的分布范围，反映曲线的整体形状。在正常情况下，铜，5，均质土级配不良，10，级配良好，28，Cu5，Cc=13，级配良好，砾石土或砂土，仅用铜来确定土的级配是不够的，因此有必要同时参考Cc。土壤颗粒的矿物组成矿物组成对土壤性质有重要影响，其中细颗粒组的矿物组成最为重要。主要矿物：包括应时、长石和云母。它是岩石物理风化的产物，其化学性质稳定或相对稳定。次生矿物：原生矿物化学风化的产物。土壤颗粒的矿物组成，主要矿物，次要矿物，30。次生矿物主要是粘土矿物。由于不同的晶片键合条件，形成了不同性质的粘土矿物，主要是蒙脱石、

9、伊利石和高岭石。硅氧四面体，硅氧晶片，铝氧八面体，铝氧晶片，粘土矿物结构的基本单位，31，蒙脱石：强亲水性(水膨胀和脱水收缩)，伊利石：中等亲水性高岭石：差亲水性，32，2，土壤液相，土壤水，结合水，游离水，(3)气相土壤孔隙中未被水占据的部分充满气体。如果土壤中的气体与大气相通，它对土壤的机械特性几乎没有影响；如果与大气隔离，土壤的压缩性将得到改善，透水性将降低。土壤结构和构造土壤是指土壤颗粒单元的大小、形状、相互排列和联系关系等因素形成的综合特征。土壤结构，絮状结构：0.005毫米(海水中的粘土)，蜂窝状结构：d=0.0050.075mm毫米(粉末)，单颗粒结构：0.075毫米，分散结构：

10、0.005毫米(淡水中的粘土)，致密，松散，35，土壤，液相(水)，气相(气)，固相(土壤颗粒)土壤为三相体。为了了解土壤的基本物理性质，有必要对土壤的三相组成进行定量研究。代表土壤三相组成比例的指数称为土壤三相比例指数，它包括比重ds、含水量w、密度、孔隙度e、孔隙度n和饱和度sr。土壤颗粒比重ds:相同体积下4点钟土壤颗粒质量与纯水质量之比。它在数值上等于土壤颗粒的密度，但无因次。在实验室用比重瓶法测量，一般土壤颗粒的比重变化不大。37，土壤含水量w:水质量与土壤颗粒质量之比。通常，“干燥法”用于实验室测定。一般来说，当同种土的含水量增加时，其强度降低。土壤密度，干密度，饱和密度，有效密度

11、，干重，饱和重量，有效重量，土壤密度：每单位体积土壤的质量。在实验室中，“环刀法”一般用于测定。38，土壤孔隙比e:孔隙体积与土壤颗粒体积之比。它可用于评价天然土层的密实度。土壤孔隙度n:土壤孔隙体积与土壤总体积之比。土壤锶饱和度：土壤中充满水的孔隙体积与总孔隙体积之比。无粘性土和无粘性土的密实度与其工程性质密切相关。当它处于致密状态时，它是一个良好的基础；当它松散时，它是一个坏的基础。无粘性土的最小孔隙比emin:最密实状态下的孔隙比。它可以在实验室用“振动法”测量。无粘性土的最大孔隙比emax:最松散状态下的孔隙比。可在实验室用“漏斗法”或“量筒法”测定。40，无粘性土的相对密度Dr:无粘

12、性土中最大孔隙比与自然孔隙比之差与最大孔隙比与最小孔隙比之差的比值。Dr=(emax-e)/(emax-emin)的相对密度在01之间，数值越高，密度越大。41，第5节粘性土的物理特性1。粘性土的极限含水量不同的含水量，同一粘性土可以分别处于固体、半固体、塑性和流动状态。粘性土从一种状态到另一种状态的边界含水量称为边界含水量。0、固体、半固体、塑性状态、流动状态、收缩极限ws、塑性极限wp、液限wl、w、42、液限仪、锥型液限仪、盘式液限仪、塑性极限：条搓法、液限、塑性极限、液限：液体在一定程度上，塑性指数综合反映了影响粘土特性的各种重要因素(颗粒组成、矿物组成、离子组成和土壤中水的浓度等)。

13、)。液体指数Il是粘性土的天然含水量与塑性极限之差与塑性指数之比。44，而液体指数可以表示粘性土的软硬状态。液体指数越大，土壤越软。3.粘性土和触变性土的敏感性：原状土的强度与重塑后相同土的强度之比(含水量不变，土的结构完全破坏)。土的敏感性越高，结构越坚固，扰动土的强度降低越多。施工过程中，对土壤结构的干扰应降至最低。土的触变性：当粘性土的结构被破坏时，其强度会降低，但随着时间的发展，土的强度会逐渐恢复。这种胶体化学性质被称为土壤的触变性。，46，第6节土壤的渗透性，土壤的渗透性：水流通过土壤孔隙的土壤特性。达西定律：土壤中渗透速度v与水力梯度I之间存在线性比例关系(比例常数k称为渗透系数)

14、。公式为：v=ki。沙土中的水流符合达西定律。47，只有当水头梯度超过初始梯度(临界梯度，梯度阈值)时，粘性土才会发生渗流。48，第7节地基土(岩石)的分类，1。岩石工程分类(1)岩石硬度分类1。坚硬的岩石(30兆帕)2。软岩(曲30MPa) (2)岩石风化程度1。轻度风化。中度风化。强风化，49。土的工程分类，一般砂土：0.0752毫米，淤泥：0.075毫米，粘土：0.075毫米，大颗粒土：60毫米，特殊土：软土、黄土、膨胀土等。工程土，0.50，按有机质含量分类(吴)，土，无机土：吴5%，有机土引自中华人民共和国国家标准岩土工程勘察规范(GB 50021-94)，51。软土是指沉积在静水或

15、非常缓慢流动的水环境中，由生物化学作用形成的软土。软土的物理力学性质，天然孔隙比大：e1，天然含水量高：wwl，压缩系数高，渗透系数小，抗剪强度低，灵敏度高，52、粉土：e1.5，淤泥土：1.5 e1.0，软土：53。细粒土根据塑性图分类。粗粒组和细粒组的边界粒径：粗粒土：按粒径和级配分类，细粒土：按塑性图分类，虽然土的塑性指数是划分细粒土的一个很好的指标，但它只反映了含水量的相对范围，具有相同的塑性指数，但液限和塑性极限可能完全不同，土的性质也可能有很大的不同。在对细粒土进行科学合理的分类时，应综合考虑塑性指数和液限(或塑性极限)。0、IP、wl、ml、MH、ch、cl、40， IP=0.6

16、3(wl-20): IP=10 : wl=40%、55、有机土壤可以用相应的土壤代码以代码o后缀，如土壤分类标准：1。粗粒土(样品中粗粒组总质量的50%)；2.细粒土(样品中细粒组总质量的50%)；3.含粗颗粒的细粒土壤(样品中粗颗粒的质量为总质量的2550%)。关于几个问题的讨论1 .“水含量”的名称：指标的名称应准确反映其所代表的内容和含义。根据中国的传统词汇，“数量”应该是一个带有尺寸(或单位)的量词，如“质量”(以g或kg为单位)和“重量”(以n或kN为单位)。从“含水量”的定义来看，它是两个质量的比值，且无量纲。57，所以从科学规范名称的角度，在不引起混淆和易于理解的意义上，我认为“含水量”的名称需要更改。现有学者将含水量重新命名为“含水量”，这与无量纲术语的定义是一致的，但我认为这似乎是不准确的，因为“比率”一般反映的是一个相关部分在整体中所占的比例