土力学与基础工程
2020-09-27 11:10:27 0 举报AI智能生成
土力学与基础工程
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大纲/内容
任务3 土的变形性质与地基沉降计算
3.1 概述
3.1.1 基本概念
3.1.2 解决工程问题
3.2 土的压缩性
3.2.1 土的压缩试验、压缩性指标及其工程应用
3.2.1.1 压缩试验
3.2.1.2 压缩曲线
3.2.1.3 压缩性指标
1．压缩系数α
2．压缩指数Cc
3．压缩模量Es
3.2.1.4 压缩性指标的工程应用
3.2.2 土的荷载试验及变形模量
1．荷载试验
2．变形模量
3.3 地基沉降计算
3.3.1 地基变形特征与允许变形值
3.3.1.1 地基变形特征
1．沉降量
2．沉降差
3．倾斜
4．局部倾斜
3.3.1.2 地基允许变形值
3.3.2 分层总和法与工程应用
1．基本假定
2．计算公式推导
3．计算步骤
3.3.3 规范法与工程应用
1．计算公式的推导
2．地基沉降计算深度zn
3.4 地基沉降时间关系与工程应用
3.4.1 饱和土的渗透固结
3.4.2 太沙基一维固结理论
3.4.2.1 基本推导过程
1．基本假设
2．渗流条件
3．变形条件
4．渗流连续条件
3.4.2.2 一维固结微分方程的解
3.4.2.3 固结度及其工程应用
1．固结度
2．固结度的工程应用
3．Ut-TV关系图表的利用方法
3.4.3 地基沉降预测
1．双曲线公式
2．对数曲线公式
实训项目 土的固结试验
一、试验目的
二、试验方法
三、标准固结试验
1．仪器设备
2．试验步骤
3．计算与制图
四、快速固结试验
五、试验记录（表3-11和图3-30）
六、思考题
知识扩展
1．土的应力历史
2．先期固结压力的确定
3．应力历史影响在地基沉降计算中的应用
能力训练
一、思考题
二、习题
任务自测
任务4 土的抗剪强度
4.1 概述
4.2 土的抗剪强度的基本理论
4.2.1 摩尔-库仑破坏准则
4.2.2 土的极限平衡条件
1．土体中一点的应力状态
2．土体极限平衡条件
4.2.3 土的抗剪强度理论的工程应用与发展
4.3 土的抗剪强度指标
4.3.1 土的抗剪强度指标的测定方法
4.3.1.1 直接剪切试验
4.3.1.2 土的三轴压缩试验
1．不固结不排水剪试验（UU试验）
2．固结不排水剪试验（CU试验）
3．固结排水剪试验（CD试验）
4.3.1.3 无侧限抗压强度试验
4.3.1.4 十字板剪切试验
4.3.2 土的抗剪强度指标的选择
实训项目 土的直接剪切试验
一、试验目的
二、试验方法及适用范围
三、仪器设备
四、操作步骤
五、计算及绘图
六、试验记录
七、注意事项
八、思考题
知识扩展
1．Bishop公式
2．Fredlund公式
能力训练
一、思考题
二、习题
任务自测
任务5 土压力、地基承载力和土坡稳定分析
5.1 概述
5.2 作用在挡土墙上的土压力
5.2.1 土压力的类型
5.2.2 静止土压力计算
1．产生条件
2．静止土压力计算公式
5.3 朗肯土压力理论
5.3.1 朗肯主动土压力计算
5.3.2 朗肯被动土压力计算
5.3.3 几种情况下朗肯土压力计算
1．填土表面有连续均布荷载
2．填土表面受局部均布荷载
3．成层填土
4．有限填土
5．墙后填土中有地下水
5.4 库仑土压力理论
5.4.1 库仑主动土压力计算
5.4.2 库仑被动土压力计算
5.5 朗肯土压力理论与库仑土压力理论的异同点
1．分析原理的异同
2．墙背条件不同
3．填土条件不同
4．计算误差不同
5.6 挡土墙设计
5.6.1 挡土墙的分类
1．重力式挡土墙
2．悬壁式及扶壁式挡土墙
3．锚杆挡土墙
4．锚定板挡土墙
5．加筋土挡土墙
6．土钉挡土墙
5.6.2 挡土墙的构造措施
1．基础埋深
2．墙背的倾斜形式
3．墙面坡度的选择
4．基底坡度
5．墙趾台阶
6．伸缩缝设置
7．墙后排水措施
8．填土质量要求
5.6.3 挡土墙的计算
1．抗滑移稳定性验算
2．抗倾覆稳定性验算
3．地基承载力验算
4．墙身材料强度验算
实训项目 某工程挡土墙设计
5.7 地基的破坏形式及地基承载力
5.7.1 地基的破坏形式
1．整体剪切破坏
2．局部剪切破坏
3．冲切破坏
5.7.2 地基承载力
1．塑性区边界方程的推导
2．临塑荷载pcr的推导
3．临界荷载计算公式
4．查表计算地基的临界荷载
5.7.3 地基极限承载力及其工程应用
1．普朗特尔地基极限承载力公式
2．太沙基极限承载力公式
5.7.4 汉森公式
1．适用条件
2．极限荷载公式
5.8 土坡稳定分析
5.8.1 无黏性土坡稳定性分析
5.8.2 黏性土坡整体稳定性分析
1．瑞典条分法的基本原理
2．最危险滑动面圆心位置的确定
知识扩展
1．费伦纽斯条分法
2．泰勒分析法
能力训练
一、思考题
二、习题
任务自测
任务6 浅基础设计
6.1 概述
6.1.1 建筑物的安全等级
6.1.2 地基基础设计的基本原则和一般步骤
6.1.3 浅基础的分类
6.2 基础埋置深度的选择
6.2.1 与建筑物有关条件与场地环境条件
6.2.2 工程地质与水文地质条件
6.2.3 地质冻融条件
6.3 地基承载力的确定
6.3.1 按土的抗剪强度指标确定
6.3.2 按地基荷载试验确定
6.3.3 按地基规范承载力表确定
6.4 基础底面尺寸的确定
6.4.1 按地基持力层的承载力计算基底尺寸
6.4.2 地基软弱下卧层验算
6.4.3 地基变形的计算
6.5 刚性基础设计与应用
1．刚性基础设计要求
2．刚性基础设计步骤
6.6 扩展基础设计与应用
6.6.1 扩展基础的构造要求
6.6.2 扩展基础的计算
6.6.2.1 墙下钢筋混凝土条形基础的底板厚度和配筋
6.6.2.2 柱下钢筋混凝土单独基础底板厚度和配筋计算
6.7 减轻不均匀沉降措施
1．建筑措施
2．结构措施
3．施工措施
实训项目 某工程浅基础设计
1．计算荷载
2．确定基础埋置深度d
3．确定地基承载特征值fa
4．确定基础宽度、高度
5．验算软弱下卧层强度
知识扩展
1．非饱和土地基极限承载力公式
2．非饱和土地基承载力公式应用实例
能力训练
一、简答题
二、计算题
任务自测
任务7 桩基础及其他深基础
7.1 深基础及其工程应用概述
7.2 桩基础分类与施工
7.2.1 桩基础分类
7.2.2 桩基础施工
7.2.2.1 钻孔灌注桩施工
7.2.2.2 挖孔灌注桩施工
7.2.3 桩质量检验
7.3 单桩竖向承载力确定
7.3.1 按材料强度确定单桩竖向承载力
7.3.2 按单桩竖向抗压静荷载试验确定单桩竖向承载力
7.3.3 按静力触探法确定单桩竖向承载力
7.3.4 按经验参数确定单桩竖向承载力
7.3.5 按动力试桩法确定单桩竖向承载力
7.3.6 单桩竖向承载力特征值
7.4 桩水平承载力与位移
7.4.1 单桩水平静荷载试验
7.4.2 水平受荷桩内力及位移分析
7.5 桩侧负摩擦力
7.6 群桩基础计算
7.6.1 群桩工作特点
7.6.2 承台下土对荷载的分担作用
7.6.3 复合基桩竖向承载力特征值
7.6.4 桩顶效应简化计算
7.6.5 桩基竖向承载力验算
7.6.6 桩基软弱下卧层承载力验算
7.6.7 桩基竖向抗拔承载力及负摩擦力
7.6.8 桩基水平承载力与沉降验算
7.7 桩基工程设计
1．桩基设计内容
2．桩基设计步骤
7.7.1 桩类型及规格选择
7.7.2 桩数及桩位布置
7.7.3 桩身截面强度计算
7.7.4 承台设计
7.8 其他深基础简介
7.8.1 沉井基础
7.8.2 地下连续墙
实训项目 某桩基工程设计
知识扩展
1．异形桩类型
2．典型的纵截面异形桩
3．典型的横截面异形桩
能力训练
一、思考题
二、习题
任务自测
任务8 基坑工程
8.1 概述
1．基坑工程特点。
2．基坑工程设计依据
3．基坑工程支护体系要求
4．基坑支护工程设计基本原则
5．基坑支护工程设计内容
8.1.1 基坑支护结构类型与工程应用
8.1.2 作用于支护结构上的荷载与土压力计算
8.2 基坑稳定性分析
8.2.1 基坑渗流稳定性分析
8.2.2 基坑抗隆起稳定性分析
8.2.3 支护结构踢脚稳定性分析
8.2.4 基坑整体稳定性分析
8.3 基坑开挖与支护
8.3.1 基坑地下水控制
8.3.2 基坑支护结构设计
8.3.3 基坑开挖与支护工程监测
实训项目 某工程基坑支护与监测方案设计
1．基坑支护设计
2．基坑监测设计
知识扩展
1．基坑总涌水量计算
2．降水影响半径确定
3．过滤器长度确定
4．单井井管进水长度确定
5．基坑中心点水位降水计算
6．单井出水量确定
7．井数、井距、渗透系数确定
8．管井降水工程施工
9．降水对临近建筑物的影响与预防措施
能力训练
一、思考题
二、习题
任务自测
任务9 地基处理及复合地基
9.1 常用地基处理方法及其应用概述
1．地基处理目的
2．地基处理方法
9.2 复合地基工程应用理论
9.2.1 复合地基概念与分类
9.2.2 复合地基作用机理与破坏模式
9.2.3 复合地基有关设计参数
9.2.4 复合地基承载力与变形计算
9.3 换土垫层法工程应用
9.3.1 垫层设计
9.3.2 垫层施工要点
9.4 排水固结法工程应用
9.4.1 袋装砂井固结排水法和塑料排水板预压法
9.4.2 天然地基堆载预压法
9.4.3 真空预压法
9.5 挤密法工程应用
1．土桩、灰土桩挤密地基
2．振冲挤密法
9.6 夯实法与振冲法工程应用
9.6.1 夯实法
9.6.2 振冲法
9.7 化学加固工程应用
9.7.1 灌浆法
9.7.2 高压喷射注浆法
9.7.3 水泥土搅拌法
9.8 托换技术工程应用
9.8.1 桩式托换
9.8.2 灌浆托换
知识扩展
1．加固机理
2．设计计算
3．施工方法
能力训练
一、思考题
二、习题
任务自测
任务10 特殊土地基处理
10.1 特殊土地基及其工程处理应用概述
10.2 软土地基
10.2.1 软土工程特性及评价
10.2.2 软土地基的工程措施
10.3 湿陷性黄土地基
10.3.1 黄土的特征和分布
10.3.2 影响黄土地基湿陷性的主要因素
10.3.3 湿陷性黄土地基的勘察与评价
10.3.4 湿陷性黄土地基工程的处理
10.4 膨胀土地基
10.4.1 膨胀土特性
10.4.2 膨胀土地基的勘察和评价
10.4.2.1 膨胀土地基评价
10.4.2.2 膨胀土地基勘察
10.4.3 膨胀土地基计算及工程措施
10.5 山区地基及红黏土地基
10.5.1 土岩组合地基
10.5.2 岩溶
10.5.3 红黏土地基
10.6 冻土地基及盐渍土地基
10.6.1 冻土地基
10.6.2 盐渍土地基
实训项目 某工程地基处理方案
1．CFG桩几何尺寸及布置
2．复合地基的承载力校核
3．复合地基的变形校核
4．CFG桩桩体强度设计
5．桩体材料中水泥掺量及其他材料的配合比确定
6．褥垫层的铺设厚度
知识扩展
1．排水粉喷桩复合地基法
2．钉形双向水泥土搅拌桩法
3．钉形双向水泥土搅拌桩法的施工工艺
4．钉形双向水泥土搅拌桩法的检测方法
5．工程实例
能力训练
任务自测
绪论
0.1 国内外地基与基础工程成败实例
0.2 土力学、地基与基础
0.2.1 土力学
0.2.2 地基与基础
0.3 本课程的发展概况
0.4 本课程的特点和学习方法
0.4.1 本课程的特点
0.4.2 本课程的学习方法
任务1 土的物理性质与工程分类
1.1 概述
1.2 土的组成
1.2.1 土中的固体颗粒
1．矿物成分
2．土粒的大小
实训项目 土的颗粒分析试验
一、试验目的
二、试验方法与适用范围
三、筛分析法试验
四、颗粒分析试验记录
五、思考与练习
1.2.2 土中的水
1．结合水
2．自由水
1.2.3 土中的气
1.2.4 土的结构和构造
1．单粒结构
2．蜂窝结构
3．絮状结构
1.3 土的物理性质指标
1.3.1 指标的定义
1．土的天然密度ρ和重度γ
2．土的含水量w
3．土粒的相对密度Gs
1.3.1.2 反映土单位体积质量（或重力）的指标
1．土的干密度ρd和干重度γd
2．土的饱和密度ρsat和饱和重度γsat
3．土的有效密度（或浮密度）ρ′和有效重度（或浮重度）γ′
1.3.1.3 反映土的孔隙特征、含水程度的指标
1．土的孔隙比e
2．土的孔隙率n
3．土的饱和度Sr
1.3.2 指标的换算
1.4 土的物理状态指标
1.4.1 无黏性土的物理状态指标
1.4.1.1 砂土的密实度
1．以孔隙比e为标准
2．以相对密实度Dr为标准
3．以标准贯入试验锤击数N为标准
1.4.1.2 碎石土的密实度
1.4.2 黏性土的物理状态指标
1．黏性土的界限含水量
2．黏性土的塑性指数和液性指数
3．黏性土的灵敏度和触变性
实训项目 土工试验（土的基本物理性质）
一、土的密度试验
1．试验目的
2．试验方法与适用范围
3．环刀法的试验
4．密度试验记录（环刀法）（表1-12）
5．有关问题的说明
6．思考题
二、土的含水率试验
1．试验目的
2．试验方法与适用范围
3．烘干法试验
4．含水率试验记录（烘干法）（表1-13）
5．有关问题的说明
6．思考题
三、土的液、塑限测定试验
1．试验目的
2．试验方法和适用范围
3．液、塑限联合测定法试验
4．液、塑限联合试验记录（液、塑限联合测定法）（表1-15）
5．思考与练习
1.5 土的渗透性
1.5.1 土的渗透定律
1.5.2 土的渗透破坏
1.6 土的工程分类
1．岩石
2．碎石土
3．砂土
4．粉土
5．黏性土
6．人工填土
1.7 土的压实性与工程应用
1.7.1 土的击实试验及压实特性
1.7.2 土的压实原理及影响压实效果的因素
1．土的含水量的影响
2．击实功的影响
3．土类及级配的影响
1.7.3 土的工程应用
实训项目 土的击实试验
一、试验目的
二、试验方法及适用范围
三、击实试验
1．仪器设备
2．试验步骤
四、结果整理
五、有关问题的说明
六、思考与练习
知识扩展
一、流网及其应用
1．稳定渗流场的拉普拉斯方程
2．流网的特征
3．流网的应用
4．孔隙水压力的确定
二、渗透力与渗透稳定性
能力训练
一、思考题
二、习题
任务自测
任务2 地基中的应力计算
2.1 概述
2.1.1 应力计算中的符号规定
2.1.2 解决工程问题
2.2 土的自重应力
2.2.1 均质地基土的自重应力
2.2.2 成层土的自重应力
2.3 基底压力
2.3.1 基底压力的分布
2.3.2 基底压力的简化计算
1．竖向中心荷载作用下的基底压力
2．竖向偏心荷载作用下的基底压力
2.3.3 基础底面附加应力
2.4 地基附加应力
2.4.1 竖向集中荷载作用下地基附加应力
2.4.2 任意分布荷载作用下地基附加应力
2.4.3 竖向矩形均布荷载作用下地基附加应力与工程应用
1．角点下的附加应力
2．矩形均布荷载面下任意点地基土的附加应力
2.4.4 竖向三角形分布矩形荷载作用下地基附加应力
2.4.5 条形荷载作用下地基附加应力
1．条形基底受竖向均布荷载作用时的附加应力
2．条形基底受竖向三角形分布荷载作用时的附加应力
2.5 土的有效应力原理
实训项目 土的有效应力原理的工程应用
一、静水情况下的孔隙水压力和有效应力计算
二、稳定渗流情况下的孔隙水压力和有效应力计算
知识扩展
能力训练
一、思考题
二、习题
任务自测
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