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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2

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9

2.2.3 土的结构和构造13

2.3 土的物理性质指标16

2.3.1 指标的定义16

2.3.2 指标的换算18

2.4 无黏性土的密实度19

2.5 黏性土的物理特性20

2.5.1 黏性土的界限含水量20

2.5.2 黏性土的塑性指数和液性指数21

2.5.3 黏性土的灵敏度和触变性22

2.6 土的渗透及渗流22

2.6.1 土的渗透性23

2.6.2 二维渗流及流网25

2.6.3 动水力及渗流破坏29

2.7 土的压实性及动力特性31

2.7.1 土的压实原理31

2.7.2 击实试验及其影响因素32

2.7.3 土的振动液化35

2.7.4 土的动力特征参数简介38

2.8 地基土（岩）的工程分类39

2.8.1 岩石40

2.8.2 碎石土40

2.8.3 砂土41

2.8.4 粉土41

2.8.5 黏性土42

2.8.6 人工填土42

2.8.7 特殊土42

2.8.8 细粒土按塑性图分类43

思考题44

习题44

3 土中应力计算46

3.1 土的自重应力46

3.1.1 均质土的自重应力46

3.1.2 成层土的自重应力47

3.2 基底压力48

3.2.1 基底压力分布48

3.2.2 基底压力的简化计算48

3.2.3 基底附加压力49

3.3 地基附加应力50

3.3.1 竖向集中力下的地基附加应力50

3.3.2 分布荷载作用下地基附加应力52

3.3.3 非均质和各向异性地基中的附加应力62

3.4 有效应力原理63

3.4.1 毛细水上升时土中有效自重应力的计算64

3.4.2 土中水渗流时（一维渗流）有效应力计算65

思考题66

习题67

4 土的变形性质及地基沉降计算69

4.1 土的压缩性69

4.1.1 基本概念69

4.1.2 压缩试验及压缩性指标69

4.1.3 土的静载荷试验及变形模量73

4.1.4 旁压试验及旁压模量76

4.2 地基最终沉降量计算77

4.2.1 分层总和法77

4.2.2 《建筑地基基础设计规范》方法81

4.2.3 弹性力学方法85

4.2.4 最终沉降量计算方法讨论86

4.2.5 地基最终沉降量的组成87

4.3 应力历史对地基沉降的影响88

4.3.1 天然土层应力历史88

4.3.2 先期固结压力pc的确定88

4.3.3 考虑应力历史影响的地基最终沉降计算89

4.4 地基变形与时间的关系91

4.4.1 饱和土的渗透固结91

4.4.2 太沙基一维固结理论92

4.4.3 实测沉降-时间关系的经验公式96

思考题96

习题97

5 土的抗剪强度99

5.1 土的抗剪强度概述99

5.1.1 库仑公式99

5.1.2 莫尔-库仑强度理论100

5.2 抗剪强度的测定方法102

5.2.1 直接剪切试验102

5.2.2 三轴压缩试验103

5.2.3 无侧限抗压强度试验105

5.2.4 十字板剪切试验106

5.3 孔隙压力系数107

5.3.1 孔隙压力系数A和B107

5.3.2 亨开尔孔隙压力系数109

5.4 土的抗剪强度指标109

5.4.1 黏性土在不同固结和排水条件下的抗剪强度指标110

5.4.2 黏性土的残余强度指标115

5.4.3 无黏性土的抗剪强度指标116

5.4.4 抗剪强度指标的选择117

5.5 应力路径118

5.5.1 应力路径的基本概念118

5.5.2 三轴压缩试验中的总应力路径和有效应力路径118

5.5.3 土木工程中的应力路径问题简述120

思考题121

习题121

6 土压力、地基承载力和土坡稳定122

6.1 概述122

6.2 作用在挡土墙上的土压力123

6.3 朗金土压力理论124

6.3.1 基本概念124

6.3.2 主动土压力124

6.3.3 被动土压力125

6.3.4 其他几种情况下的土压力计算127

6.4 库仑土压力理论129

6.4.1 基本假定129

6.4.2 主动土压力129

6.4.3 被动土压力130

6.4.4 黏性土的库仑土压力理论131

6.4.5 《建筑地基基础设计规范》推荐的公式132

6.4.6 楔体试算法132

6.4.7 土压力计算的几个应用问题133

6.5 挡土墙设计134

6.5.1 挡土墙类型选择134

6.5.2 挡土墙的计算135

6.5.3 重力式挡土墙的构造措施138

6.6 加筋土挡土墙简介138

6.6.1 面板139

6.6.2 筋带139

6.6.3 填料139

6.6.4 加筋土的设计计算140

6.7 地基破坏形式及地基承载力141

6.7.1 地基的破坏形式141

6.7.2 地基承载力142

6.8 地基的极限承载力144

6.8.1 普朗德尔公式144

6.8.2 太沙基公式145

6.8.3 汉森公式145

6.8.4 地基承载力的安全度147

6.9 土坡和地基的稳定分析147

6.9.1 无黏性土坡的稳定性分析148

6.9.2 黏性土坡的稳定性分析148

6.9.3 地基的稳定性分析149

思考题150

习题151

7 浅基础设计152

7.1 地基基础设计的基本原则152

7.1.1 概述152

7.1.2 概率极限设计方法与极限状态设计原则153

7.1.3 地基基础设计基本规定153

7.2 浅基础的类型155

7.2.1 无筋扩展基础155

7.2.2 扩展基础157

7.2.3 柱下条形基础158

7.2.4 筏形基础158

7.2.5 壳体基础159

7.2.6 岩层锚杆基础159

7.3 基础埋置深度的选择159

7.3.1 建筑结构条件与场地环境条件159

7.3.2 工程地质条件160

7.3.3 水文地质条件160

7.3.4 地基冻融条件161

7.4 地基承载力163

7.4.1 按土的抗剪强度指标确定164

7.4.2 按地基载荷试验确定165

7.4.3 按地基规范承载力表确定167

7.5 基础底面尺寸的确定171

7.5.1 按地基持力层的承载力计算基底尺寸171

7.5.2 软弱下卧层的验算173

7.6 地基变形验算177

7.6.1 地基变形特征177

7.6.2 地基变形验算178

7.7 扩展基础设计180

7.7.1 扩展基础的构造要求180

7.7.2 扩展基础的计算182

7.8 柱下钢筋混凝土条形基础设计189

7.8.1 地基基础与上部结构相互作用的概念189

7.8.2 柱下钢筋混凝土条形基础的构造要求和内力计算190

7.9 筏形基础设计199

7.9.1 构造要求199

7.9.2 筏形基础的结构和内力计算199

7.10 减轻不均匀沉降损害的措施202

7.10.1 建筑措施203

7.10.2 结构措施205

7.10.3 施工措施207

思考题207

习题207

8 桩基础209

8.1 概述209

8.1.1 桩基础的适用性209

8.1.2 桩基设计内容210

8.1.3 桩基设计原则210

8.2 桩和桩基的分类与质量检测211

8.2.1 桩基的分类211

8.2.2 桩的分类211

8.2.3 桩的质量检验215

8.3 竖向荷载下单桩的工作性能215

8.3.1 桩的荷载传递215

8.3.2 桩侧摩阻力和桩端阻力216

8.3.3 单桩的破坏模式217

8.3.4 桩侧负摩阻力217

8.4 单桩竖向承载力的确定219

8.4.1 按材料强度确定219

8.4.2 按单桩竖向抗压静载试验确定220

8.4.3 按土的抗剪强度指标确定221

8.4.4 按静力触探法确定222

8.4.5 按经验参数确定222

8.4.6 按动力试桩法确定226

8.4.7 桩的抗拔承载力226

8.4.8 单桩竖向承载力特征值227

8.5 桩的水平承载力与位移228

8.5.1 水平荷载下基础的受力特性228

8.5.2 单桩水平静载荷试验228

8.5.3 水平受荷桩的内力及位移分析229

8.6 群桩基础计算233

8.6.1 群桩的工作特点233

8.6.2 承台下土对荷载的分担作用234

8.6.3 复合基桩的竖向承载力特征值234

8.6.4 桩顶作用效应简化计算235

8.6.5 基桩竖向承载力验算236

8.6.6 桩基软弱下卧层承载力验算237

8.6.7 桩基竖向抗拔承载力及负摩阻力验算237

8.6.8 桩基水平承载力验算238

8.6.9 桩基沉降验算239

8.7 桩基础设计239

8.7.1 收集设计资料240

8.7.2 桩型、桩长和截面尺寸选择240

8.7.3 桩数及桩位布置241

8.7.4 桩身截面强度计算242

8.7.5 承台设计243

思考题248

习题248

9 沉井基础及其他深基础249

9.1 概述249

9.1.1 沉井的作用及适用条件249

9.1.2 沉并的分类249

9.1.3 沉井基础的构造251

9.2 沉井的施工252

9.2.1 旱地沉井施工252

9.2.2 水中沉井施工254

9.2.3 泥浆套和空气幕下沉沉井施工简介254

9.2.4 沉井下沉过程中遇到的问题及处理255

9.3 沉井的设计与计算256

9.3.1 沉井作为整体深基础的计算256

9.3.2 沉井施工过程中的结构强度计算259

9.3.3 浮运沉井计算要点263

9.4 沉井基础算例264

9.4.1 设计资料264

9.4.2 沉井高度及各部分尺寸265

9.4.3 荷载计算265

9.4.4 基底应力验算266

9.4.5 横向抗力验算266

9.4.6 沉井自重下沉验算266

9.4.7 刃脚受力验算267

9.4.8 井壁受力验算269

9.5 其他深基础简介269

9.5.1 墩基础270

9.5.2 地下连续墙270

思考题271

习题272

10 基坑工程273

10.1 概述273

10.1.1 基坑工程的概念及特点273

10.1.2 基坑支护结构的类型及适用条件273

10.1.3 基坑支护工程设计原则和设计内容275

10.1.4 作用于支护结构上的水平荷载及土压力276

10.2 排桩、地下连续墙支挡式结构276

10.2.1 悬臂式桩（墙）计算277

10.2.2 单层支锚桩（墙）计算279

10.2.3 多支点桩（墙）计算281

10.3 水泥土桩墙支护结构283

10.3.1 概述283

10.3.2 水泥土桩墙计算283

10.3.3 水泥土桩墙构造要求及设计特性284

10.4 土钉墙支护结构285

10.4.1 概述285

10.4.2 土钉墙支护结构参数的确定285

10.4.3 土钉承载力计算286

10.4.4 土钉墙稳定性验算287

10.5 基坑稳定性分析288

10.5.1 概述288

10.5.2 基坑整体稳定性分析288

10.5.3 支护结构绕最下层支锚点转动稳定性分析289

10.5.4 基坑底抗隆起稳定性分析289

10.5.5 基坑抗渗流稳定性分析290

10.6 地下水控制290

10.6.1 概述290

10.6.2 集水明排法290

10.6.3 降水法291

10.6.4 截水与回灌292

10.7 基坑现场监测与信息化施工292

10.7.1 基坑现场监测292

10.7.2 基坑信息化施工293

思考题294

习题294

11 区域性地基及其他295

11.1 概述295

11.2 湿陷性黄土地基295

11.2.1 黄土的特征和分布295

11.2.2 黄土湿陷发生原因及影响因素296

11.2.3 黄土地基的湿陷性评价及勘察要求297

11.2.4 湿陷性黄土地基的工程措施299

11.3 膨胀土地基300

11.3.1 膨胀土的特征及对建筑物的破坏300

11.3.2 影响膨胀土胀缩变形的主要因素301

11.3.3 膨胀土地基勘察和评价301

11.3.4 膨胀土地基计算和工程措施303

11.4 山区地基和红黏土地基304

11.4.1 土岩组合地基304

11.4.2 岩溶305

11.4.3 土洞地基306

11.4.4 红黏土地基307

11.5 冻土地基及盐渍土地基307

11.5.1 冻土地基概述307

11.5.2 冻土的物理和力学性能308

11.5.3 冻土地基基础设计与处理312

11.5.4 盐渍土地基概述312

11.5.5 盐渍土的分类312

11.5.6 盐渍土地基的评价313

11.5.7 盐渍土地区施工及防腐措施314

11.6 动力机器基础及地震区地基315

11.6.1 概述315

11.6.2 动力机器基础设计原理315

11.6.3 地基基础抗震设计317

思考题321

习题321

12 地基处理322

12.1 概述322

12.1.1 软弱地基的特征322

12.1.2 地基处理方法确定323

12.2 复合地基理论324

12.2.1 复合地基的概念与分类324

12.2.2 复合地基作用机理及设计参数324

12.2.3 复合地基承载力确定325

12.2.4 复合地基变形计算326

12.3 换填垫层法327

12.3.1 换填垫层法的原理327

12.3.2 垫层的设计要点327

12.3.3 施工要点329

12.4 重锤夯实法与强夯法329

12.4.1 重锤夯实法329

12.4.2 强夯法330

12.5 排水固结法331

12.5.1 加固原理与应用条件331

12.5.2 堆载预压法设计计算332

12.5.3 真空预压法及其设计要点335

12.6 砂石桩法335

12.6.1 砂石桩的作用原理335

12.6.2 砂石桩的设计要点336

12.7 水泥土搅拌桩法337

12.7.1 加固机理337

12.7.2 水泥土搅拌桩法的特点及适用范围337

12.7.3 水泥土搅拌桩法的设计要点337

12.8 高压喷射注浆法与深层搅拌法338

12.8.1 分类及形式338

12.8.2 特点及适用范围339

12.8.3 设计要点339

12.9 土工合成材料339

12.9.1 特点和适用范围339

12.9.2 作用原理340

12.10 托换技术340

12.10.1 桩式托换341

12.10.2 灌浆托换342

思考题343

习题343

参考文献344