第一章緒論教學目的：教學重點與難點：教學重點:土力學與地基根底的根本概念教學難點：地基根底埋深等概念的理解上教學方法：課堂講授法、多媒體教學法教學時間：2課時教學內容：一、根本概念：1、關于土的概念礦物顆粒和巖石碎屑，是各種礦物顆粒的松散集合體。1〕散體性多孔性多樣性易變性1〕作為建筑物地基2〕作為建筑材料3〕建筑物四周環(huán)境2、土力學：爭論土的特性以及土體在各種荷載作用下的性狀的一門力學分支。3、地基與根底的概念、根底：定義：建筑物的下部構造，將建筑物的荷載傳給地基，起著中間的連接作用?！彩墙ㄖ锏囊痪植俊撤诸悾喊绰裆羁煞譃椋簻\根底：承受一般的施工方法和施工機械〔例如挖槽、排水〔5m。埋深較小。深根底：需借助特別施工方法的根底〔埋置濃度超過5m。樁根底、地下連續(xù)墻地基〔變形〕所不行〔〔地層〕持力層：直接與根底接觸，并承受壓力的土層下臥層：持力層下受建筑物荷載影響范圍內的土層。分類：自然地基：在自然土層上修建，土層要符合修建建筑物的要求〔強度條件、變形條件〕二、重要性：地基和根底是建筑物的根本，又位于地面以下，屬地下隱蔽工程。它的勘察、設-１-2理都很困難，甚至不行挽救?！惨弧?、意大利比薩斜塔意大利比薩斜塔深度不夠，再加上用大理石砌筑，塔身格外重，1.42萬噸。500多年來以每年傾1cm比薩塔的傾斜歸因于它的地基不均勻沉降。2、蘇州市虎丘塔：〔公961年1000多年悠久歷史。2．31m，而且底層塔身發(fā)生不少裂縫，成為危急建筑而封閉、停頓開放?；⑶鹚鼗鶠槿斯さ鼗?，由大塊石組成，塊石最大粒徑達1000mm。人工塊石填薄，東北厚。塔傾斜后，使東北部位應力集中，超過磚體抗壓強度而壓裂。3、上海錦江飯店14m厚的淤泥質軟粘土，600mm。19576月展覽館1465.5mm1228mm。19577月，后可以連續(xù)使用(均勻沉降)。〔二〕強度問題1、加拿大特朗斯康谷倉加拿大特朗斯康谷倉嚴峻傾倒，是地基整體滑動強度破壞的典型工程實例。194116m的軟粘土層，初次貯存谷物時，就倒塌了，地基發(fā)生了整體滑動，建筑物失穩(wěn)，好在谷倉整體性強，谷倉完好無損，事后在主體構造下做了70多個支承在基巖上的4m?！踩碀B透問題1963265m高的瓦昂拱壩上游托克100－150m高的巖堆，致使庫水漫過壩頂，沖垮了下游的朗格羅尼鎮(zhèn)，死亡約2500人，但大壩卻未遭破壞。540320處屬地基險情；潰口性險情343處是涵閘險情外，其余都是地基和堤身的險情。1998年長江全540320處屬地基險情；343處是涵閘險情外，其余都是地基和堤身的險情。四、土力學爭論內容與學習建議1、土力學的主要內容有以下幾局部內容：二是土體受力后的變形與穩(wěn)定性問題；三是工程應用的要求和措施，主要是地基設計與處理等。四是把握自然地基上一般淺根底的簡潔設計方法或驗算方法〔GB50007—2023〕2、學習建議土力學的學習包括理論、試驗和閱歷。適用范圍；盡可能多動手操作，從實踐中獵取學問，積存閱歷；能切合實際地解決工程實際問題。五、土力學進展歷史水利工程、宮殿、廟宇、堤壩、大水道、橋梁等，都為本學科的進展積存了豐富的閱歷，奠定了古典土力學的根底。然而，這些僅限于工程實踐閱歷，未能形成17、181925年美國著名科學家、土力學奠基人太沙基歸納前人的成就，發(fā)表了《土力學》一書，比較〔即本構模型、三個理論〔即非飽和土的固結理論、液化破壞理論和漸漸破壞理論、四個分支〔即理論土力學、計算土力學、試驗土力學和應用土力學。其中，理解決，青年學生作為祖國的棟梁，將要肩負起歷史的重任。解一些具體的實例，如由于根底地基引起的一些破壞。作業(yè)：預習下節(jié)內容。教學目的：了解地質作用的概念、地質年月的概念。理解第四紀沉積物類型及其工程特點。了解地下水的埋藏條件；理解土的滲透性、滲流力、流土、管涌等概念。教學重點與難點：教學重點:土的定義和地下水的分類教學難點:地質相對年月的劃分。教學方法：課堂講授法、多媒體教學法教學時間：2課時一、概述〔一〕地質作用〔土與巖石〕的成分、分布厚度及特性取決于地質作用。構成自然地基的物質是地殼中的巖石和土。地殼厚度為30~80km為地質作用，可分為內力地質作用和外力地質作用。內力地質作用動〔構造運動〕和變質作用。外力地質作用由太陽輻射能和地球重力位能引起。如晝夜和季節(jié)氣溫變化，雨雪、山洪、河流、冰川、風及生物等對母巖產生的風化、剝蝕、搬運與沉積作用。〔二〕地質年月的工程性質越好。地球形成至今大約有60億年的歷史，在這漫長的地質年月里，地殼經受了一系列簡單的演化過程，形成了各種類型的地質構造和地貌以及簡單多樣的巖石和土。二、第四紀沉積物通常所說的土為生代第四紀更世〔100萬年世Q、中更世〔Q、晚更世〔Q，其后為全世〔Q。經壓緊硬結成巖石之前，呈松散狀態(tài)，稱為第四紀沉積物，即土。依據搬運和沉積的狀況不同，可分為以下幾種類型：殘積層、坡積層、洪積層、沖積層、海相沉積層、湖沼沉積層。不同成因類型的第四紀沉積物，各具有肯定的分布規(guī)律和工程地質特性?！惨弧硽埛e物定義：殘留在原地未被搬運的那一局部原巖風化產物。與下臥基巖全都。分布：殘積物主要分布在巖石出露地表，經受猛烈風化作用的山區(qū)、丘陵地帶與剝蝕平原。沉降和土坡穩(wěn)定性問題。〔二〕坡積物移動、沉積在較平緩的山坡上而形成的沉積物。顆粒混雜，土質不均，厚度變化大。近積存物土質疏松，壓縮性較大?！踩扯x：由暴雨或大量融雪突然集聚而成的臨時性山洪急流，具有很大的剝蝕、形成洪積層。離山漸遠，顆粒變細，分布范圍漸漸擴大。其地貌特征是靠山近處窄而陡，離山遠處寬而緩，形如錐體，故稱為洪積錐〔扇。由相鄰溝谷口的洪積扇組成洪積扇群。〔四〕蝕后搬運沉積在河流坡降平緩地帶形成的沉積物。物是形成于河谷內的沉積物，可分為平原河谷沖積層和山區(qū)河谷沖積層等。三、地下水地下水：存在于地面下土和巖石的孔隙、裂隙或溶洞中的水。地下水化學成分及其對混凝土的腐蝕性等?！惨弧车叵滤诸惏绰癫貤l件不同，分為三類：給，有季節(jié)性。潛水：埋藏在地表以下第一個連續(xù)分布的穩(wěn)定隔水層以上，具有自由水面的重的風化層中。水面標高稱為地下水位。承壓水：埋藏在兩個連續(xù)分布的隔水層之間，完全布滿的有壓地下水。通常存壓水的動態(tài)變化受局部氣候因素影響不明顯?！捕车叵滤畬こ痰挠绊慏應小于地下水位深度hw。施工排水：當地下水位高，根底埋深D大于地下水位深度時，基槽開挖與根底井點降低地下水位法。地下水位升降：濕陷性黃土、膨脹土遇水時；地下水位大幅下降時。地下室防水。地下水水質侵蝕性?？招臉嬙煳锔∑稹３袎核疀_破基槽?！踩惩恋臐B透性土的滲透性概念地下水通過土顆粒之間的孔隙流淌，土體可被水透過的性質稱為土的透水性。它說明水通過孔隙的難易程度。的涌水量，選擇排水措施等均應用滲透性指標。土的滲透性規(guī)律〔1〕滲透試驗與達西定律法國學者達西〔Darcy,H.〕1856年做砂土的滲透試驗，覺察達西定律。v=k×iq——單位時間內通過砂層滲流出的水量；i=h/L——水力坡降；v——滲透速度，cm/s；k——土的滲透系數，cm/s。影響土滲透性因素：1〕土孔隙大小。土粒的大小、外形、級配以及顆粒的排列和土的構造等。地下水溫度、密度及其粘滯性〔即內摩阻力。地下水的飽和度。動水力GD〔kN/m3〕力。與水流受到土骨架的阻力大小相等而方向相反。靜水力：靜水作用在水下物體上的力?！菜摹碀B流破壞及防治措施當水流自下而上流淌時，動水力方向與重力方向相反，使土顆粒懸浮。當動水力等于或大于土的浮重度時，土粒之間毫無壓力，土隨水流淌。防治流砂的原則：〔1〕削減或消退坑內外地下水的水頭差?！?) 增長滲流路徑?！?) 在向上滲流出口處地表用透水材料掩蓋壓重以平衡動水力。管涌在滲流逸出處，也可能發(fā)生在土體內部。防治管涌的措施主要有：降低水力坡降，如打板樁。基坑開挖防滲措施工程降水承受明溝排水和井點降水的方法人工降低地下水位設置板樁力坡降。水下挖掘砂的穩(wěn)定性，也可向基坑中注水，并同時進展挖掘。教學小結：本章內容是分析與解決地基根底工程問題時所需的根本學問，主要是學生們對概念的理解。1—10題。土的三相組成3.2土的物理性質指標教學目的：把握土的三相組成的根本概念〔如土的粒組、顆粒級配。理解并把握土的物理性質指標、物理狀態(tài)指標的含義以及指標的測定方法。了解土的壓實特性，把握土的壓實標準。把握地基土的工程分類。教學重點與難點：教學重點:土的物理性質指標及地基土的工程分類教學難點:土的物理狀態(tài)指標的測定方法教學方法：課堂講授法、多媒體教學法教學時間：2課時教學內容：一、土的三相組成〔一〕土的固體顆粒土粒的礦物成分原生礦物：母巖經物理風化而成。eg.石英、云母、長石。其成分與母巖一樣，分為單礦物顆粒，多礦物顆粒。次生礦物：母巖經化學風化而成。eg.高嶺石、伊里石、蒙脫石。其成分與母巖不同，為一種礦物顆粒，主要是黏土礦物。D<0.005mm。砂粒大局部是母巖中的單礦物顆粒，如如石英、云母、長石。MgCO3、CaCO3等難溶鹽的粒。次生礦物。土顆粒的大小和外形,相近，性質相像的顆粒劃歸為一組，稱為粒組。(碎石)顆粒、圓礫〔角礫〕顆粒、砂粒、粉粒及粘粒。土的顆粒級配〔粒徑級配〕〔土?？偭康陌俜謹怠硜肀硎?，稱為土的顆粒級配。用途：這是打算無粘性土工程性質的主要因素，是確定土的名稱和選用建筑材料的重要依據。粒徑分析方法〔1〕篩分法：粒徑>0.075mm?！?〕比重計法或移液管法：粒徑<0.075mm。顆分曲線：依據顆分試驗成果，可以繪制顆粒級配曲線，如以下圖。級配良好的判別：由曲線的坡度大致可判別土的均勻程度，如曲線較陡，則殊，土粒不均勻，即級配良好。〔二〕土中的水和氣土中水：結合水：強結合水:沒有傳遞靜水壓力和溶解鹽類的力量,不受重力作用。種狀態(tài)。自由水：毛細水：存在地下水位以有 考慮建筑防潮重力水：存在地下水位以下 對施工、土的力學性質影響最大。土中氣體：開敞氣體：對土無影響。封閉氣體：使土的滲透性減小，彈性增大和拖延了土的壓縮和膨脹變形隨時間的進展?！踩惩恋臉嬙旌蜆嬙焱恋臉嬙靻瘟嬙欤簢烂軤?自然地基疏松狀------人工地基蜂窩構造絮狀構造：人工地基------存在空隙 需進展人工處理土的構造土的構造分為層理構造、分散構造和裂隙構造。二、土的物理性質指標〔一〕土的三相草圖右側表示三相組成的體積關系；左側表示三相組成的質量關系；〔二〕由試驗直接測定的指標〔3個〕ρ和重力密度γρ=m/V;γ=ρg式中:g10m/s2。1.60～2.20g/cm3之間。測定方法:環(huán)刀法和灌水法。環(huán)刀法適用于黏性土、粉土與砂土；灌水法適用于卵石、礫石與原狀砂。土粒比重〔土粒相對密度〕dsd ssd ssmVs wsw式中：ρw=1g/cm3。取值：在有閱歷的地區(qū)可按閱歷值選用。一般砂土為2.65~2.69，粉土為2.70~2.712.72~2.75。測定方法：有比重瓶法和閱歷法。土的含水量w土中水的質量與土粒質量之比