土力学与地基基础1

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1、土力学与地基基础主讲:刘增荣教授教材:“地基及基础”主编:华南理工大学等院校出版社:中国建筑工业出版社绪言一、土力学、地基及基础的有关概念1土力学--研究土的应力、变形、强度和稳定以及土与结构物相互作用等规律的一门力学分支称为土力学。2地基—支撑建筑物荷载、且受建筑物影响的那一部分地层称为地基。3基础--建筑物向地基传递荷载的下部结构就是基础(参看图o—1)。4地基基础设计的先决条件：在设计建筑物之前，必须进行建筑场地的地基勘察，充分了解、研究地基土(岩)层的成因及构造、它的物理力学性质、地下水情况以及是否存在(或可能发生)影响场地稳定性的不良地质现象(如滑坡

2、、岩溶、地震等)，从而对场地件作出正确的评价。5地基基础设计的两个基本条件：(1)要求作用于地基的荷载不超过地基的承载能力，保证地基在防止整体破坏方面有足够的安全储备；(2)控制基础沉降使之不超过地基的变形允许值，保证建筑物不因地基变形而损坏或者影响其正常使用。6基础结构的型式：7地基类型8地基基础设计方案的选取原则9地基及基础的重要性二、本课程的特点和学习要求1课程的特点：（1）地基及基础课程涉及工程地质学、土力学、结构设计和施工几个学科领域，内容广泛、综合性强；（2）课程理论性和实践性均较强。2学习要求：(1)学习和掌握土的应力、变形，强度和地基计算等土力

3、学基本原理；(2)学习和掌握浅基础和桩基础的设计方法；(3)熟悉土的物理力学性质的原位测试技术以及室内土工试验方法；（4）重视工程地质基本知识的学习，了解工程地质勘察的程序和方法，注意阅读和使用工程地质勘察资料能力的培养。第一章土的物理性质及分类1—1概述1土的定义：土是连续，坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒，经过不同的搬运方式，在各种自然环境中生成的沉积物。2土的三相组成：土的物质成分包括有作为土骨架的固态矿物颗粒、孔隙中的水及其溶解物质以及气体。因此，土是由颗粒(固相)、水(液相)和气(气相)所组成的三相体系。1—2土的生成一、地质作用的概念1地

4、球的圈层构造：外圈层：大气圈、水圈、生物圈；内圈层：地壳、地幔、地核。构成天然地基的物质是地壳内的岩石和土。地壳的一般厚度为30一80km。2地质作用--导致地壳成分变化和构造变化的作用。根据地质作用的能量来源的不同，可分为内力地质作用和外力地质作用(1)内力地质作用:由于地球自转产生的旋转能和放射性元素蜕变产生的热能等，引起地壳物质成分、内部构造以及地表形态发生变化的地质作用。如岩浆作用、地壳运动(构造运动)和变质作用。1)岩浆作用--存在于地壳以下深处高温、高压的复杂硅酸盐熔融体(岩浆)，沿着地壳薄弱地带上升侵入地壳或喷出地表且冷凝后生成为岩浆岩的地质作用

5、。2)地壳运动--地壳的升降运动和水平运动。升降运动表现为地壳的上拱和下拗，形成大型的构造隆起和拗陷：水平运动表现为地壳岩层的水平移动，使岩层产生各种形态的褶皱和断裂．地壳运动的结果，形成了各种类型的地质构造和地球表面的基本形态。3)变质作用--在岩浆活动和地壳运动过程中，原岩(原来生成的各种岩石)在高温、高压下及挥发性物质的渗入下，发生成分、结构、构造变化的地质作用。(2)外力地质作用：由于太阳辐射能和地球重力位能所引起的地质作用。它包括气温变化、雨雪、山洪、河流、湖泊、海洋、冰川、风、生物等的作用。1)风化作用--外力(包括大气、水、生物)对原岩发生机械破

6、碎和化学变化的作用。2)沉积岩和土的生成--原岩风化产物（碎屑物质），在雨雪水流、山洪急流、河流、湖浪、海浪、冰川或风等外力作用下，被剥蚀，搬运到大陆低洼处或海洋底部沉积下来，在漫长的地质年代里，沉积的物质逐渐加厚，在覆盖压力和含有碳酸钙、二氧化硅、氧化铁等胶结物的作用下，使起初沉积的松软碎屑物质逐渐压密、脱水、胶结、硬化生成新的岩石，称为沉积岩。未经成岩作用所生成的所谓沉积物，也就是通常所说的“土”。3）风化、剥蚀、搬运及沉积--外力地质作用过程中的风化、剥蚀、搬运及沉积，是彼此密切联系的。风化作用为剥蚀作用创造了条件，而风化、剥蚀、搬运又为沉积作用提供了物

7、质的来源。剥蚀作用与沉积作用在一定时间和空间范围内，以某一方面的作用为主导，例如，河流上游地区以剥蚀为主，下游地区以沉积为主，山地以剥蚀占优势，平原以沉积占优势．二、矿物与岩石的概念岩石--一种或多种矿物的集合体。矿物--地壳中天然生成的自然元素或化合物，它具有一定的物理性质、化学成份和形态．(一)造岩矿物组成岩石的矿物称为造岩矿物。矿物按生成条件可分为原生矿物和次生矿物两大类。区分矿物可以矿物的形状、颜色、光泽、硬度、解理、比重等特征为依据。（二）岩石岩石的主要特征包括矿物成分、结构和构造三方面。岩石的结构—岩石中矿物颗粒的结晶程度、大小和形状、及其彼此之间

8、的组合方式。岩石的构造--岩石中矿物的