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前言1

1 绪论1

1.1 土力学、地基及基础的概念1

1.2 本课程的特点和学习要求2

1.3 本学科发展概况3

2 土的性质及工程分类4

2.1 概述4

2.2 土的三相组成及土的结构4

2.2.1 土的固体颗粒(固相)4

2.2.2 土中水和气8

2.2.3 土的结构和构造11

2.3 土的物理性质指标12

2.3.1 指标的定义12

2.3.2 指标的换算14

2.4 无粘性土的密实度16

2.5.1 粘性土的界限含水量17

2.5 粘性土的物理特性17

2.5.2 粘性土的塑性指数和液性指数18

2.5.3 粘性土的灵敏度和触变性18

2.6 土的渗透性19

2.6.1 土的渗透定理19

2.6.2 渗流力与渗流稳定性分析21

2.6.3 二维渗流及流网22

2.6.4 土的毛细性质及冻胀23

2.7 土的压实原理26

2.7.1 击实试验27

2.7.2 影响击实效果的因素27

2.7.3 压实特性在现场填土中的应用28

2.8 地基土(岩)的工程分类28

2.8.1 岩石28

2.8.2 碎石土29

2.8.3 砂土29

2.8.4 粉土29

2.8.6 人工填土30

2.8.7 特殊土30

2.8.5 粘性土30

2.8.8 细粒土按塑性图分类31

思考题32

习题32

3 土中应力计算34

3.1 土的自重应力34

3.1.1 均质土的自重应力34

3.1.2 成层土的自重应力35

3.2.2 基底压力的简化计算36

3.2 基底压力36

3.2.1 基底压力分布36

3.2.3 基底附加压力37

3.3 地基附加应力38

3.3.1 竖向集中力下的地基附加应力38

3.3.2 分布荷载下地基附加应力40

3.3.3 非均质和各向异性地基中的附加应力49

3.4 有效应力原理51

3.4.2 土中水渗流时(一维渗流)有效应力计算52

3.4.1 毛细水上升时土中有效自重应力的计算52

习题54

思考题54

4 土的变形性质及地基沉降计算56

4.1 土的压缩性56

4.1.1 基本概念56

4.1.2 压缩试验及压缩性指标56

4.1.3 土的载荷试验及变形模量59

4.1.4 旁压试验及旁压模量62

4.2.1 分层总和法63

4.2 地基最终沉降量计算63

4.2.2 《建筑地基基础设计规范》方法66

4.2.3 弹性力学方法71

4.3 应力历史对地基沉降的影响71

4.3.1 天然土层应力历史71

4.3.2 先期固结压力 pc 的确定72

4.3.3 考虑应力历史影响的地基最终沉降计算72

4.4.1 饱和土的渗透固结74

4.4 地基变形与时间的关系74

4.4.2 太沙基一维固结理论75

4.4.3 实测沉降-时间关系的经验公式79

4.5 地基沉降计算有关问题综述79

4.5.1 分层总和法假设的含意79

4.5.2 各种分层总和法的特点及应用80

4.5.3 地基沉降计算深度问题探讨80

4.5.4 地基最终沉降量的组成81

4.5.5 相邻荷载的影响82

思考题82

习题82

5 土的抗剪强度84

5.1 土的抗剪强度概述84

5.1.1 库仑公式84

5.1.2 莫尔-库伦强度理论85

5.2 抗剪强度的测定方法87

5.2.1 直接剪切试验87

5.2.2 三轴压缩试验88

5.2.3 无侧限抗压强度试验90

5.2.4 十字板剪切试验91

5.3 孔隙压力系数92

5.3.1 孔隙压力系数 A 和 B92

5.3.2 亨开尔孔隙压力系数94

5.4 土的抗剪强度指标94

5.4.1 粘性土在不同固结和排水条件下的抗剪强度指标94

5.4.2 粘性土的残余强度指标99

5.4.3 无粘性土的抗剪强度指标100

5.4.4 抗剪强度指标的选择101

5.5 应力路径102

5.5.1 应力路径的基本概念102

5.5.2 三轴压缩试验中的总应力路径和有效应力路径103

5.5.3 土木工程中的应力路径问题简述104

思考题105

习题105

6.1 概述106

6 土压力、地基承载力和土坡稳定106

6.2 作用在挡土墙上的土压力107

6.3 朗金土压力理论108

6.3.1 基本概念108

6.3.2 主动土压力108

6.3.3 被动土压力109

6.3.4 其它几种情况下的土压力计算110

6.4.2 主动土压力112

6.4.1 基本假定112

6.4 库仑土压力理论112

6.4.3 被动土压力114

6.4.4 粘性土的库仑土压力理论114

6.4.5 《建筑地基基础设计规范》推荐的公式115

6.4.6 楔体试算法115

6.4.7 土压力计算的几个应用问题116

6.5 挡土墙设计117

6.5.1 挡土墙类型选择117

6.5.2 挡土墙的计算118

6.5.3 重力式挡土墙的构造措施121

6.6 加筋土挡土墙简介121

6.6.1 面板121

6.6.2 筋带122

6.6.3 填料122

6.6.4 加筋土的设计计算122

6.7 地基破坏型式及地基承载力124

6.7.1 地基的破坏型式124

6.7.2 地基承载力125

6.8 地基的极限承载力126

6.8.1 普朗德尔公式126

6.8.2 太沙基公式127

6.8.3 汉森公式128

6.8.4 地基承载力的安全度129

6.9 土坡和地基的稳定分析130

6.9.1 无粘性土坡的稳定性分析130

6.9.2 粘性土坡的稳定性分析130

6.9.3 地基的稳定性分析131

思考题132

习题133

7 浅基础设计135

7.1 概述135

7.1.1 建筑物的安全等级135

7.1.2 地基基础设计的基本原则和一般步骤135

7.2 浅基础的类型136

7.2.1 按基础刚度分类136

7.2.2 按基础构造分类138

7.3 基础埋置深度的选择140

7.3.1 建筑结构条件与场地环境条件141

7.3.2 工程地质条件141

7.3.3 水文地质条件141

7.3.4 地基冻融条件142

7.4 地基承载蓝天设计值143

7.4.1 按《建筑地基规范》提供的承载力表格确定143

7.4.2 按土的抗剪强度指标确定147

7.4.3 按载荷试验确定149

7.5.1 按地基持力层的承载力计算基底尺寸151

7.5 基础底面尺寸的确定151

7.5.2 软弱下卧层的验算154

7.6 地基变形验算156

7.6.1 地基特征变形156

7.6.2 地基特征变形验算157

7.7 钢筋混凝土扩展基础设计160

7.7.1 扩展基础的构造要求160

7.7.2 扩展基础的计算161

7.8 柱下钢筋混凝土条形基础设计168

7.8.1 地基基础与上部结构相互作用的概念169

7.8.2 柱下钢筋混凝土条形基础设计170

7.8.3 筏板基础设计简介177

7.8.4 箱形基础设计简介179

7.9 减轻不均匀沉降损害的措施180

7.9.1 建筑措施180

7.9.2 结构措施183

习题184

思考题184

7.9.3 施工措施184

8 桩基础及其它深基础187

8.1 概述187

8.1.1 桩基础的适用性187

8.1.2 桩基设计内容188

8.1.3 桩基设计原则188

8.2 桩的分类与质量检测189

8.2.1 按承载性状分类189

8.2.2 按施工方法分类190

8.2.3 按桩的设置效应分类192

8.2.4 桩的质量检验193

8.3 竖向荷载下单桩的工作性能193

8.3.1 桩的荷载传递193

8.3.2 桩侧摩阻力和桩端阻力194

8.3.3 单桩的破坏模式194

8.3.4 桩侧负摩阻力195

8.4 单桩竖向承载力的确定196

8.4.2 按地基土的支承能力确定197

8.4.1 按材料强度确定197

8.4.3 动力试桩法203

8.4.4 桩的抗拔承载力203

8.5 桩基竖向承载力设计值204

8.5.1 群桩的工作特点204

8.5.2 承台下土对荷载的分担作用205

8.5.3 按规范确定桩基竖向承载力设计值205

8.6 桩基承载力和沉降验算207

8.6.1 桩项作用效应207

8.6.2 基桩竖向承载力验算208

8.6.3 桩基软弱下卧层承载力验算209

8.6.4 桩基沉降验算209

8.6.5 桩基负摩阻力验算210

8.7 桩的水平承载力与位移210

8.7.1 单桩水平静载荷试验210

8.7.2 水平受荷桩的理论分析212

8.7.3 单桩水平承载力设计值214

8.8 桩基础设计215

8.8.1 收集设计资料216

8.8.2 桩型、桩长和截面尺寸选择216

8.8.3 桩数及桩位布置217

8.8.4 桩身截面强度计算218

8.8.5 承台设计219

8.9 其它深基础简介223

8.9.1 墩基础224

8.9.2 沉井基础224

8.9.3 地下连续墙225

思考题226

习题226

9 软弱土地基处理227

9.1 概述227

9.1.1 软弱土地基的特征227

9.1.2 地基处理方法确定228

9.2 碾压法与夯实法228

9.2.1 机械碾压法228

9.2.4 强夯法229

9.2.2 振动压实法229

9.2.3 重锤夯实法229

9.3 换土垫层法231

9.3.1 换土垫层法的原理231

9.3.2 垫层的设计要点231

9.3.3 施工要点232

9.4 排水固结预压法233

9.4.1 加固原理与应用条件233

9.4.3 砂井堆载预压法234

9.4.2 堆载预压法234

9.4.4 真空预压法235

9.5 挤密法和振冲法236

9.5.1 砂桩236

9.5.2 土桩和灰土桩(二灰桩)237

9.6 高压喷射注浆法与深层搅拌法238

9.6.1 高压喷射注浆法238

9.6.2 深层搅拌法239

9.7.1 特点和适用范围240

9.7 土工聚合物240

9.7.2 作用原理241

9.8 托换技术241

9.8.1 桩式托换241

9.8.2 灌浆托换243

思考题243

习题244

10 区域性地基245

10.1 概述245

10.2 湿陷性黄土地基245

10.2.1 黄土的特征和分布245

10.2.3 黄土地基的湿陷性评价及勘察要求247

10.2.4 湿陷性黄土地基的工程措施249

10.3 膨胀土地基250

10.3.1 膨胀土的特征及对建筑物的破坏250

10.3.2 影响膨胀土胀缩变形的主要因素251

10.3.3 膨胀土地基勘察和评价251

10.3.4 膨胀土地基计算和工程措施253

10.4 山区地基和红粘土地基254

10.4.1 土岩组合地基254

10.4.2 岩溶255

10.4.3 土洞地基256

10.4.4 红粘土地基257

10.5 滑坡257

10.5.1 滑坡的特征和分类257

10.5.2 滑坡形成的条件258

10.5.3 滑坡推力计算259

10.5.4 滑坡的防治260

10.6 地震区的地基基础问题260

10.6.1 地震的概念260

10.6.2 地震震害及场地因素261

10.6.3 地基基础抗震设计原则262

思考题263

习题264

参考文献265