第一章绪论-土力学与地基基础.pptx

土土土土 力力力力 学学学学 土土 力力 学学 1 1绪论绪论绪论绪论第一章第一章 绪绪 论论福建工程学院土木工程系福建工程学院土木工程系福建工程学院土木工程系福建工程学院土木工程系勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所20010.220010.2 土土土土 力力力力 学学学学 土土 力力 学学 2 2绪论绪论绪论绪论勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所绪绪 论论一、土力学的研究对象：一、土力学的研究对象：土土 体体土力学（土力学（土力学（土力学（Soil mechanicsSoil mechanics）是研究土的碎散特性及其受力后的应力、应变、强度、稳定和渗透等规律的一门学科。它以力学和工程地质学的知识为基础，研究与工它以力学和工程地质学的知识为基础，研究与工程建筑有关的土的变形和强度特性，并据此计算程建筑有关的土的变形和强度特性，并据此计算土体的固结与稳定，为各项专门工程服务。土体的固结与稳定，为各项专门工程服务。土土土土 力力力力 学学学学 土土 力力 学学 3 3绪论绪论绪论绪论勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所土土是地壳岩石经过长期地质营力作用风化后覆盖在地表上是地壳岩石经过长期地质营力作用风化后覆盖在地表上的没有胶结或胶结很弱的碎散矿物颗粒集合体。的没有胶结或胶结很弱的碎散矿物颗粒集合体。土具有成层性。物质组成、物理化学状态基本一致，工程土具有成层性。物质组成、物理化学状态基本一致，工程性质大体相仿的同一层土称为性质大体相仿的同一层土称为土层土层。由若干厚度不等、性质各异、以一定上下层序组合在一起由若干厚度不等、性质各异、以一定上下层序组合在一起由若干厚度不等、性质各异、以一定上下层序组合在一起由若干厚度不等、性质各异、以一定上下层序组合在一起的土层集合体称为的土层集合体称为的土层集合体称为的土层集合体称为土体土体。土的基本特性：土的基本特性：松散性、孔隙性、多相性及自然变异性土力学研究对象：与工程建设有关的土 土土土土 力力力力 学学学学 土土 力力 学学 4 4绪论绪论绪论绪论勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所上部结构、基础和地基三者之间的关系上部结构、基础和地基三者之间的关系地基地基地基地基（GroundGround）由于建筑物由于建筑物由于建筑物由于建筑物的修建，使一定范围内土层的的修建，使一定范围内土层的的修建，使一定范围内土层的的修建，使一定范围内土层的应力状态发生变化，这一范围应力状态发生变化，这一范围应力状态发生变化，这一范围应力状态发生变化，这一范围内的地层称为地基。内的地层称为地基。内的地层称为地基。内的地层称为地基。基础基础基础基础（FoundationFoundation）指与地基）指与地基）指与地基）指与地基接触的建筑物下部结构。接触的建筑物下部结构。接触的建筑物下部结构。接触的建筑物下部结构。一般建筑物由一般建筑物由一般建筑物由一般建筑物由上部结构上部结构上部结构上部结构（SuperstructureSuperstructure）和基础两）和基础两）和基础两）和基础两部分组成。部分组成。部分组成。部分组成。土土土土 力力力力 学学学学 土土 力力 学学 5 5绪论绪论绪论绪论勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所土是工程中应用最广泛的建筑材料。由土层所土是工程中应用最广泛的建筑材料。由土层所构成的广袤大地构成的广袤大地 是工程建设的基地是工程建设的基地 是建筑物的地基是建筑物的地基 是地下建筑的环境是地下建筑的环境 为土工构筑物提供填筑材料为土工构筑物提供填筑材料因此，对土工程性质认识的偏差可能会导致损因此，对土工程性质认识的偏差可能会导致损失巨大的事故。失巨大的事故。土土土土 力力力力 学学学学 土土 力力 学学 6 6绪论绪论绪论绪论勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所加拿大特朗斯康谷仓加拿大特朗斯康谷仓 事故：事故：19131913年年9 9月装谷物，月装谷物，1010月月17 17 日装了日装了3182231822谷物时，谷物时，1 1小时竖向沉降达小时竖向沉降达30.5cm30.5cm2424小时倾斜小时倾斜26532653西端下沉西端下沉7.32m7.32m 东端上抬东端上抬1.52m1.52m上部钢混筒仓完好无损上部钢混筒仓完好无损概况：长概况：长59.4m59.4m，宽，宽23.5m23.5m，高，高31.0m31.0m，共，共6565个圆筒仓。个圆筒仓。钢混筏板基础，厚钢混筏板基础，厚61cm61cm，埋深，埋深3.66m3.66m。19111911年动工，年动工，19131913年完工，自重年完工，自重20000T20000T。土土土土 力力力力 学学学学 土土 力力 学学 7 7绪论绪论绪论绪论勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所加拿大特朗斯康谷仓加拿大特朗斯康谷仓 土土土土 力力力力 学学学学 土土 力力 学学 8 8绪论绪论绪论绪论勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所加拿大特朗斯康谷仓加拿大特朗斯康谷仓 原因：地基土事先未进行调查，据邻近结构物基槽开挖取土试验结果，计算地基承载力应用到此谷仓。1952年经勘察试验与计算，地基实际承载力远小于谷仓破坏时发生的基底压力。因此，谷仓地基因超载发生强度谷仓地基因超载发生强度破坏而滑动破坏而滑动。处理：处理：处理：处理：事后在下面做了事后在下面做了事后在下面做了事后在下面做了70707070多个支撑于基岩上的混凝土墩，使用多个支撑于基岩上的混凝土墩，使用多个支撑于基岩上的混凝土墩，使用多个支撑于基岩上的混凝土墩，使用388388388388个个个个50t50t50t50t千斤顶千斤顶千斤顶千斤顶以及支撑系统，才把仓体逐渐纠正过来，但其位置比原来降低了米。以及支撑系统，才把仓体逐渐纠正过来，但其位置比原来降低了米。以及支撑系统，才把仓体逐渐纠正过来，但其位置比原来降低了米。以及支撑系统，才把仓体逐渐纠正过来，但其位置比原来降低了米。2653失事后1913.10.181952.10.5 试验孔填土褐色粉质粘土灰色粉质粘土-0.61-12.34-13.72-4.271952.10.3 试验孔 土土土土 力力力力 学学学学 土土 力力 学学 9 9绪论绪论绪论绪论勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所加拿大特朗斯康谷仓加拿大特朗斯康谷仓 土土土土 力力力力 学学学学 土土 力力 学学 1010绪论绪论绪论绪论勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所19401940年在软粘年在软粘土地基上的某土地基上的某水泥仓的倾覆水泥仓的倾覆某水泥仓的倾覆某水泥仓的倾覆 土土土土 力力力力 学学学学 土土 力力 学学 1111绪论绪论绪论绪论勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所蓝粘土蓝粘土石头和粘土石头和粘土地基土可能的滑动方向地基土可能的滑动方向岩石办公楼外墙办公楼外墙黄粘土黄粘土水泥仓地基水泥仓地基整体破坏整体破坏 土土土土 力力力力 学学学学 土土 力力 学学 1212绪论绪论绪论绪论勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所Po Shan RoadPo Shan RoadConduit RoadConduit RoadNotewell RoadNotewell Road香香港港宝宝城城滑滑坡坡现现场场原因：原因：山坡上残积土本身强度较低，加之雨水入渗山坡上残积土本身强度较低，加之雨水入渗使其强度进一步大大降低，使得使其强度进一步大大降低，使得土体滑动力超过土土体滑动力超过土的强度的强度，于是山坡土体发生滑动。，于是山坡土体发生滑动。1972197219721972年年年年7 7 7 7月某日清晨，月某日清晨，月某日清晨，月某日清晨，香港宝城路附近，两万香港宝城路附近，两万香港宝城路附近，两万香港宝城路附近，两万立方米残积土从山坡上立方米残积土从山坡上立方米残积土从山坡上立方米残积土从山坡上下滑，巨大滑动体正好下滑，巨大滑动体正好下滑，巨大滑动体正好下滑，巨大滑动体正好冲过一幢高层住宅冲过一幢高层住宅冲过一幢高层住宅冲过一幢高层住宅-宝宝宝宝城大厦，顷刻间宝城大城大厦，顷刻间宝城大城大厦，顷刻间宝城大城大厦，顷刻间宝城大厦被冲毁倒塌并砸毁相厦被冲毁倒塌并砸毁相厦被冲毁倒塌并砸毁相厦被冲毁倒塌并砸毁相邻一幢大楼一角约五层邻一幢大楼一角约五层邻一幢大楼一角约五层邻一幢大楼一角约五层住宅。死亡住宅。死亡住宅。死亡住宅。死亡7 7 7 7人。人。人。人。土土土土 力力力力 学学学学 土土 力力 学学 1313绪论绪论绪论绪论勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所Early 1972 滑坡前滑坡前July 1972 滑坡后滑坡后 土土土土 力力力力 学学学学 土土 力力 学学 1414绪论绪论绪论绪论勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所阪神大地震中的地基液化阪神大地震中的地基液化液化：液化：松砂地基在振动荷载作用下丧失强度变成流动状态的松砂地基在振动荷载作用下丧失强度变成流动状态的一种现象一种现象神户码头：神户码头：地震引起大面积砂地震引起大面积砂土地基液化后产生土地基液化后产生很大的侧向变形和很大的侧向变形和沉降，大量的建筑沉降，大量的建筑物倒塌或遭到严重物倒塌或遭到严重损伤损伤 土土土土 力力力力 学学学学 土土 力力 学学 1515绪论绪论绪论绪论勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所地基液化造成的路面塌陷地基液化造成的路面塌陷阪神大地震中的地基液化阪神大地震中的地基液化 土土土土 力力力力 学学学学 土土 力力 学学 1616绪论绪论绪论绪论勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所19641964年日本新泻地震地基的大面积液化年日本新泻地震地基的大面积液化 土土土土 力力力力 学学学学 土土 力力 学学 1717绪论绪论绪论绪论勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所 始建于1173年，60米高。1271年建成平均沉降2米，最大沉降4米。倾斜5.5，顶部偏心5.2米比萨斜塔-不均匀沉降的典型比萨斜塔比萨斜塔原因：原因：地基持力层为粉砂，下地基持力层为粉砂，下面为粉土和粘土层，强面为粉土和粘土层，强度低，变形大。度低，变形大。土土土土 力力力力 学学学学 土土 力力 学学 1818绪论绪论绪论绪论勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所1838-18391838-1839：挖环形基坑卸载：挖环形基坑卸载1933-19351933-1935：基坑防水处理：基坑防水处理 基础环灌浆加固基础环灌浆加固19901990年年1 1月月:封闭封闭19921992年年7 7月：加固塔身，用压重月：加固塔身，用压重 法和取土法进行地法和取土法进行地 基处理基处理 目目 前前 :已向游人开放。已向游人开放。处理措施处理措施比萨斜塔比萨斜塔 土土土土 力力力力 学学学学 土土 力力 学学 1919绪论绪论绪论绪论勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所苏州虎丘塔苏州虎丘塔FF概况：位于虎丘公园山顶，建于概况：位于虎丘公园山顶，建于概况：位于虎丘公园山顶，建于概况：位于虎丘公园山顶，建于宋太祖建隆二年宋太祖建隆二年宋太祖建隆二年宋太祖建隆二年(公元公元公元公元961961年年年年)。塔。塔。塔。塔高高高高47.5m47.5m，平面呈八角形。，平面呈八角形。，平面呈八角形。，平面呈八角形。FF问题：塔身向东北方向严重倾斜，问题：塔身向东北方向严重倾斜，问题：塔身向东北方向严重倾斜，问题：塔身向东北方向严重倾斜，塔顶离中心线达塔顶离中心线达塔顶离中心线达塔顶离中心线达2.31m2.31m，底层塔身，底层塔身，底层塔身，底层塔身发生不少裂缝，成为危险建筑物。发生不少裂缝，成为危险建筑物。发生不少裂缝，成为危险建筑物。发生不少裂缝，成为危险建筑物。FF原因：坐落于不均匀粉质粘土层，原因：坐落于不均匀粉质粘土层，原因：坐落于不均匀粉质粘土层，原因：坐落于不均匀粉质粘土层，产生不均匀沉降。产生不均匀沉降。产生不均匀沉降。产生不均匀沉降。FF处理：在四周建造圈桩排式地下处理：在四周建造圈桩排式地下处理：在四周建造圈桩排式地下处理：在四周建造圈桩排式地下连续墙并对塔周围与塔基进行钻连续墙并对塔周围与塔基进行钻连续墙并对塔周围与塔基进行钻连续墙并对塔周围与塔基进行钻孔注浆和打设树根桩加固塔身。孔注浆和打设树根桩加固塔身。孔注浆和打设树根桩加固塔身。孔注浆和打设树根桩加固塔身。土土土土 力力力力 学学学学 土土 力力 学学 2020绪论绪论绪论绪论勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所19861986年：开工年：开工19901990年：人工岛完成年：人工岛完成19941994年：机场运营年：机场运营面积：面积：4370m1250m4370m1250m填筑量：填筑量：18010180106 6m m3 3平均厚度：平均厚度：33m33m世界最大的人工岛世界最大的人工岛日本日本 关西机场关西机场 土土土土 力力力力 学学学学 土土 力力 学学 2121绪论绪论绪论绪论勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所关西机场关西机场问题：沉降大且不均匀问题：沉降大且不均匀设计沉降：设计沉降：5.7-7.5 m完成时完成时(1990年年)实际沉降：实际沉降：8.1 m，5cm/月月预测主固结需：预测主固结需：20年年比设计多超填：比设计多超填：3m 土土土土 力力力力 学学学学 土土 力力 学学 2222绪论绪论绪论绪论勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所土坝，土坝，土坝，土坝，高高高高90m90m90m90m，长长长长1000m1000m1000m1000m，1975197519751975年建成年建成年建成年建成次年次年次年次年6 6 6 6月失事月失事月失事月失事T Te et to on n坝坝（美美国国）TetonTeton坝渗流破坏过程坝渗流破坏过程损失损失直接直接80008000万美元，万美元，起诉起诉55005500起，起，2.52.5亿美元，死亿美元，死1414人，人，受灾受灾2.52.5万人，万人，6060万亩土地，万亩土地，3232公里公里铁路被冲铁路被冲原因原因渗透破坏：冲蚀渗透破坏：冲蚀 水力劈裂水力劈裂 土土土土 力力力力 学学学学 土土 力力 学学 2323绪论绪论绪论绪论勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所上午上午10:3010:30 11 11：000011:3011:3011:5711:57 土土土土 力力力力 学学学学 土土 力力 学学 2424绪论绪论绪论绪论勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所TetonTeton坝坝失事现场现状 土土土土 力力力力 学学学学 土土 力力 学学 2525绪论绪论绪论绪论勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所19981998年长江大堤年长江大堤 土土土土 力力力力 学学学学 土土 力力 学学 2626绪论绪论绪论绪论勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所F 加拿大特朗斯康谷仓地基失稳加拿大特朗斯康谷仓地基失稳F 香港宝城滑坡香港宝城滑坡F 阪神等大地震中地基液化阪神等大地震中地基液化强度问题强度问题案例总结案例总结F 意大利比萨斜塔意大利比萨斜塔F 苏州虎丘塔苏州虎丘塔F 日本关西机场日本关西机场变形问题变形问题F 美国美国TetonTeton坝失事坝失事F 9898洪水长江堤防险情洪水长江堤防险情渗透问题渗透问题 土土土土 力力力力 学学学学 土土 力力 学学 2727绪论绪论绪论绪论勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所土工结构物或地基土工结构物或地基 土 强度问题强度问题 变形问题变形问题 渗透问题渗透问题 强度特性强度特性 变形特性变形特性 渗透特性渗透特性土力学可以解决工程实践问题，这正是土力学可以解决工程实践问题，这正是土力学存土力学存在的价值以及我们学习土力学的目的。在的价值以及我们学习土力学的目的。学习土力学的目的学习土力学的目的 土土土土 力力力力 学学学学 土土 力力 学学 2828绪论绪论绪论绪论勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所F 注意土的基本特点：通过与其它材料对比注意土的基本特点：通过与其它材料对比F 注重理论联系实际：通过现场观察与试验注重理论联系实际：通过现场观察与试验F 注重正确学习方法注重正确学习方法 -概念，原理，方法概念，原理，方法 -内容间联系内容间联系 -要记忆，但不能死记要记忆，但不能死记土力学的学习方法土力学的学习方法 土土土土 力力力力 学学学学 土土 力力 学学 2929绪论绪论绪论绪论本章的主要内容：土土土土 力力力力 学学学学 土土 力力 学学 3030绪论绪论绪论绪论1.1土力学与地基基础的概念 土土土土 力力力力 学学学学 土土 力力 学学 3131绪论绪论绪论绪论1、基础：2、地基：3、岩石：4、土：5、埋置深度：6、基础的分类：浅基础、深基础7、地基的分类：天然地基、人工地基 土土土土 力力力力 学学学学 土土 力力 学学 3232绪论绪论绪论绪论1.2本课程的学习内容及学习要求 一、课程特点：研究对象：非均质、各向异性、结构性差 土体形成的差异 地基的千变万化 土土土土 力力力力 学学学学 土土 力力 学学 3333绪论绪论绪论绪论二、研究方法：假设试验取值修正检验规 律、特征指标计算方法、计算公式、经验修正系数 土土土土 力力力力 学学学学 土土 力力 学学 3434绪论绪论绪论绪论1.2本课程的学习内容及学习要求课程组成：土力学+地基基础学习内容：一、土力学：研究：土体物理、化学和力学性质；土体受到荷载作用下，其应力、变形、强度和稳定性；土土土土 力力力力 学学学学 土土 力力 学学 3535绪论绪论绪论绪论1.2本课程的学习内容及学习要求二、地基基础：确定：基础类型 基础持力层的选择 持力层地基承载力 基础底面尺寸（桩的根数）基础高度和配筋 土土土土 力力力力 学学学学 土土 力力 学学 3636绪论绪论绪论绪论1.2本课程的学习内容及学习要求三、人工地基：了解特殊土地基：类型 工程特点与评价 地基处理方法的特点 地基处理方法的适用范围 土土土土 力力力力 学学学学 土土 力力 学学 3737绪论绪论绪论绪论 试验原理方法指标 土土土土 力力力力 学学学学 土土 力力 学学 3838绪论绪论绪论绪论 计算公式来源意义应用 土土土土 力力力力 学学学学 土土 力力 学学 3939绪论绪论绪论绪论结 束勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所勘查技术与工程研究所