土力學與基礎工程

內(nèi)容概要

　　《土力學與基礎工程》著力體現(xiàn)教學內(nèi)容的實踐性和應用性。教材前6章主要介紹土力學的基本原理，使讀者能夠掌握土工試驗方法，掌握土體的變形、強度和穩(wěn)定性的基本內(nèi)容和分析方法；后幾章則討論了工程勘察、地基處理、基坑工程、淺基礎、樁基礎、地基基礎的動力特性等內(nèi)容，盡量反映我國近年來的工程實踐經(jīng)驗和工程案例，以培養(yǎng)讀者解決工程實際問題的能力。

書籍目錄

1 緒論 1．1 土力學與基礎工程的重要性 1．2 地基基礎工程事故類別及特征 1．2．1 地基失穩(wěn)事故 1．2．2 地基變形事故 1．2．3 斜坡失穩(wěn)引起地基基礎事故 1．3 地基基礎工程事故原因分析 1．3．1 地質(zhì)勘察問題 1．3．2 設計方案及計算問題 1．3．3 施工問題 1．3．4 環(huán)境及使用問題 1．3．5 地基基礎工程事故處理 1．4 土力學與基礎工程發(fā)展概況 1．5 本課程的主要內(nèi)容和學習方法 2 土的物理性質(zhì)及工程分類 2．1 土的生成與特性 2．1．1 土的生成 2．1．2 土的結構和構造 2．1．3 土的工程特性及其與土的生成條件之間的關系 2．2 土的三相組成 2．2．1 土的固體顆粒 2．2．2 土中水 2．2．3 土中氣體 2．3 土的物理性質(zhì)指標 2．3．1 土的三項基本物理性質(zhì)指標 2．3．2 反映土的松密程度的指標 2．3．3 反映土中含水程度的指標 2．3．4 特定條件下土的密度與重度 2．4 土的物理狀態(tài)指標及工程特性 2．4．1 無粘性土的物理狀態(tài)指標及其工程特性 2．4．2 粘性土的物理狀態(tài)指標及其工程特性 2．5 地基土的工程分類 2．5．1 巖石 2．5．2 碎石土 2．5．3 砂土 2．5．4 粉土 2．5．5 粘性土 2．5．6 人工填土 2．5．7 特殊土 思考題與習題 3 土的滲透性與滲流 3．1 土的滲透性與達西定律 3．1．1 土的滲透性與滲流分類 3．1．2 達西定律 3．2 滲透系數(shù)及測定方法 3．2．1 各類常見土的滲透系數(shù) 3．2．2 滲透試驗 3．3 影響滲透系數(shù)的因素 3．4 滲流力與滲流穩(wěn)定性 3．4．1 滲流力 3．4．2 滲透變形 3．4．3 滲透變形的判別 3．4．4 無黏性土允許水力梯度 3．5 二維滲流、流網(wǎng)及其工程應用 3．5．1 穩(wěn)定滲流場中的滲流基本微分方程 3．5．2 流網(wǎng)及其工程應用 思考題與習題 4土的壓縮性和地基沉降計算 4．1 土中應力 4．1．1 概述 4．1．2 自重應力 4．1．3 基底壓力 4．1．4 地基附加應力 4．1．5 有效應力原理 4．2 土的壓縮性 4．2．1 概述 4．2．2 壓縮試驗及壓縮性指標 4．2．3 靜載荷試驗及土的變形模量 4．2．4 應力歷史對土壓縮性的影響 4．3 地基沉降量計算 4．3．1 概述 4．3．2 分層總和法 4．4 飽和土的滲流固結理論 4．4．1 概述 4．4．2 滲違固結力學模型 4．4．3 一維固結理論 4．5 地基沉降與時間的關系 4．5．1 概述 4．5．2 固結度 4．5．3 地基沉降與時間關系計算 4．5．4 地基沉降與時間經(jīng)驗估算法 4．5．5 地基瞬時沉降與次固結沉降 思考題與習題 5 土的抗剪強度與地基承載能力 5．1 概述 5．2 土的抗剪強度理論和極限平衡條件 5． 2．1 庫侖定律 5．2．2 摩爾一庫侖強度理論（極限平衡理論） 5．3 抗剪強度指標的測定 5．3．1 直剪試驗 5．3．2 三軸剪切試驗 5．3．3 無側限抗壓強度試驗 5．3．4 十字板剪切試驗 5．3．5 抗剪強度指標的統(tǒng)計分析 5．3．6 抗剪強度指標的工程數(shù)值和影響因素 5．4 地基的破壞形態(tài) 5．4．1 整體剪切破壞 5．4．2 局部剪切破壞 5．4．3 沖剪（切）破壞 5．5 地基臨塑荷載與臨界荷載 5．5．1 臨塑荷載pcr 5．5．2 塑性臨界荷載P1/4、 P1/3 5．6 地基極限承載力 5．6．1 普朗特爾極限承載力公式 5．6．2 太沙基地基極限承載力公式 5．6．3 斯肯普頓極限承載力公式 5．6．4 魏西克和漢森極限承載力公式 思考題與習題 6 土壓力與土坡穩(wěn)定 6．1 概述 6．1．1 土壓力的種類 6．1．2 土壓力的主要影響因素 6．2 靜止土壓力計算 6．2．1 靜止土壓力產(chǎn)生條件 6．2．2 靜止土壓力計算公式 6．2．3 靜止土壓力的應用 6．3 朗肯土壓力理論 6．3．1 無黏性土的土壓力 6．3．2 粘性土的土壓力 6．3．3 朗肯土壓力理論計算結果分析 6．4 庫侖土壓力理論 6．4．1 無粘性土主動土壓力 6．4．2 無黏性土被動土壓力 6．5 幾種常見情況的土壓力計算 6．5．1 黏性土應用庫侖土壓力公式 6．5．2 填土表面作用均布荷載 6．5．3 墻后填土分層 6．5．4 填土中有地下水 6．5．5 土壓力計算簡化方法 6．6 地震土壓力計算 6．7 橋臺土壓力計算 6．8 擋土墻設計 6．8．1 擋土墻型式的選擇 6．8．2 擋土墻尺寸的選定 6．8．3 擋土墻的穩(wěn)定性驗算 6．8．4 墻后回填土的選擇 6．8．5 墻后排水措施 6．9 土坡穩(wěn)定概述 6．9．1 無黏性土土坡穩(wěn)定分析 6．9．2 黏性土土坡穩(wěn)定分析概述 6．9．3 增加土坡穩(wěn)定性的一些措施 思考題與習題 7巖土工程勘察 7．1 巖土工程勘察的任務和內(nèi)容 7．1．1 巖土工程勘察的目的 7．1．2 巖土工程勘察的準備工作 7．1．3 巖土工程勘察的任務和工程勘察分級 7．1．4 巖土工程勘察階段的劃分及相應的工作內(nèi)容 7．2 巖土工程勘察方法 7．2．1 坑（掘）探法 7．2．2 鉆探法 7．2．3 觸探法 7．2．4 土的野外描述 7．3 巖土工程勘察成果報告 7．4 基槽檢驗與地基的局部處理 7．4．1 驗槽 7．4．2 地基的局部處理方法 思考題與習題 …… 8 地基處理技術 9 基坑工程 10 淺基礎 11 樁基礎 12 動力機器基礎與地基基礎抗震簡介 13 巖土工程經(jīng)濟與管理概述 參考文獻

章節(jié)摘錄

版權頁：   插圖：   1．1土力學與基礎工程的重要性 土力學（soil mechanics）與基礎工程（foundation engineerlng）是一門重要的技術基礎課（王力學）和專業(yè)課（基礎工程）。其中土力學是從力學與工程的角度研究土的科學，基礎工程則是土力學知識在土木工程中的實際應用。土力學與基礎工程課程涉及工程地質(zhì)學（engineering geology）、力學、工程結構設計和施工等多個學科，內(nèi)容極其廣泛，有較強的理論性、實踐性和綜合性。任何建筑物或構筑物（building and structures）都建造在地層上，受到建筑物及其基礎荷載影響的那部分地層稱為地基（subgrade，foundation soil）。對于埋置深度和平面尺寸不大的基礎，受到影響的地層就是地基，其深度大約相當于幾倍基礎底面寬度。地基包括巖石地基和土層地基，作為建筑物地基的土是巖石經(jīng)風化等作用而形成的。由于土的形成年代、生成環(huán)境及物質(zhì)成分不同，土可分為碎石土（ stone）、砂土（sand）、粉土（silt）、粘性土（clay）、雜填土和特殊土等，土的工程特性亦復雜多變。例如，我國沿海及內(nèi)陸地區(qū)的軟土，西北、華北和東北等地區(qū)的黃土。高寒地區(qū)的永凍土，以及分布廣泛的紅粘土、膨脹土和雜填土等，性質(zhì)各不相同。在土木工程建設中，天然土層常被用作各種建構筑物的地基。例如，在土層上建造房屋、橋梁、涵洞和堤壩等；在土層中修筑地下建筑、地下管道、渠道和隧道等；還可利用土作為土工建筑物的材料，如修筑土堤和土壩。因此，土是土木工程中應用最廣泛的工程材料和介質(zhì)?；A（foundation）是建筑物最底下與地基接觸的、擴大的那部分結構，通常由磚石、混凝土或鋼筋混凝土等建筑材料建造。基礎的作用是將建筑物的上部結構荷載通過擴散后，使基礎底面的應力強度減小，然后傳給地基。地基與基礎是建筑物的根本，任何一座建筑物，都必須有牢固扎實的地基和基礎。隨著科學技術的發(fā)展和大量超高層建筑、地下工程等土木建筑的興建，土力學理論和地基基礎技術將會對建筑物的安全產(chǎn)生更加重要的影響。工程實踐表明，各國發(fā)生的土木工程事故中，因地基基礎勘察設計或施工不當引起的數(shù)量最多。地基基礎工程又屬于地下隱蔽工程，一旦發(fā)生事故，補救非常困難。因此，地基基礎的勘察、設計與施工質(zhì)量直接關系著建筑物的安全。此外，地基基礎工程的造價，在建筑物總造價中所占的比例，視建筑物復雜程度、設計、施工的合理與否，可以變動于百分之幾甚至到百分之三四十之間。所以，本課程是高等院校土木建筑類有關專業(yè)的大學生和工程技術人員必須掌握的一門現(xiàn)代科學。 擬建建筑物場地一旦確定，人們對其地質(zhì)條件便沒有選擇的余地，只能是盡可能的認識它，并合理地利用或處理它。為了保證工程安全，地基土體必須滿足承載力和穩(wěn)定性要求，還必須滿足其變形（沉降和不均勻沉降）不超過建（構）筑物的允許值要求。若不滿足上述要求，就可能發(fā)生嚴重的工程事故。以下列舉一些工程案例來說明地基基礎工程的重要性。 蘇州虎丘塔建成于北宋公元961年，7層，高47.5 m。全部磚砌，為仿樓閣式磚混結構塔。勘察表明塔基下土層可劃分為5層，每層的厚度不同，因地基沉降不均導致塔身向東北方向嚴重傾斜。1980年，經(jīng)測量塔頂偏離中心線2. 32 m。后來通過在塔四周建造一圈樁排式地下連續(xù)墻并 對塔基及周圍進行鉆孑L注漿和樹根樁加固等措施，有效地控制了塔身的進一步傾斜。 上海展覽中心館中央大廳為框架結構，箱形基礎兩層，埋深7. 27 m。箱基頂面至中央大廳上面的塔尖，總高96. 63 m。地基為淤泥質(zhì)土，壓縮性很大。該館于1954年5月開工，當年年底實測平均沉降量為600 mm。到1979年9月，該館累計平均沉降量為1600 mm，逐漸趨向穩(wěn)定。建筑 物嚴重下沉使室內(nèi)外地坪高差大，行走不便，室外散水倒坡、雨水積聚，尤其是上下水道、照明、通信、動力電纜內(nèi)外連接的管網(wǎng)發(fā)生折斷現(xiàn)象。 1972年6月，香港下起了特大暴雨，雨量達1658.6 mm。7月18日晨7點，山坡發(fā)生大滑坡，幾萬立方米土體下滑的巨大沖擊力通過一座位于山坡上的高層住宅——寶城大廈。頃刻之間，大廈被沖毀，并砸毀鄰近大樓一角。在此居住的銀行界人士120人當場死亡，引起全世界極大震驚。"

編輯推薦

《土力學與基礎工程》可供建筑工程、交通土建工程、巖土與地下工程、城鎮(zhèn)建設等大土木及相近專業(yè)本科生教學使用，也可供從事土建工程實際工作的勘察、設計、施工和參加相關國家注冊執(zhí)業(yè)資格考試人員參考。

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