工程地质与地基基础PDF电子书下载

目录 8

绪论… 8

（一）本课程的任务 8

（二）地基和基础在建筑工程中的重要性 9

（三）地基基础的发展简史及我国在这方面的成就 9

（四）本课程特点及学习要求 14

第一章　岩石及地质作用的基本知识 15

§1-1　地球的构造及地史概念 15

（一）地球的构造 15

（二）地球历史概述 16

（二）造岩矿物的物理性质 20

（一）造岩矿物的定义 20

§1-2 岩石的组成物质——造岩矿物 20

（三）造岩矿物的分类 22

（四）造岩矿物的特征及鉴定法 24

§1-3　岩石的类型及其特征 24

（一）岩石的定义 24

（二）岩石的分类及其特征 24

（三）岩石的工程地质研究 39

§1-4 地质构造及与工程的关系 40

（一）褶皱及与工程的关系 41

（二）节理及裂隙的工程地质评价 44

（三）断层及其不良地质条件 47

（一）岩石风化作用的类型 49

（四）整合及不整合 49

§1-5 岩石的风化作用及残积层 49

（二）岩石的风化分带和防止风化的措施 51

（三）岩石风化的产物——残积层 53

§1-6 地表流水的地质作用及坡积层、洪积层、冲积层 54

（一）地表暂时流水的地质作用及坡积层、洪积层 54

（二）河流的地质作用及冲积层 56

§1-7 湖泊的地质作用及湖沼沉积层 61

（一）湖泊的地质作用及湖相沉积层 61

（二）沼泽及沼泽沉积层 62

（二）海洋的地质作用及海相沉积层 64

（一）海洋区域的划分 64

§1-8　海洋的地质作用及海相沉积层 64

（三）海岸稳定性的评价 66

§1-9　冰川的地质作用及冰碛层 67

（一）冰川的地质作用 67

（二）冰碛层的特征 68

（三）冰碛层的工程地质评价 68

§1-10　风的地质作用及风积层 69

（一）风的地质作用及风积层 69

（二）风砂对工程建筑、国民经济的影响及其危害的防止 70

§1-11　我国第四纪沉积层的分区 70

（一）成土过程 72

第二章　土的类型及其特征 72

§2-1 土的成因 72

（二）土的结构和构造 74

§2-2　土的组成 76

（一）土的固体颗粒 76

（二）土中的水 77

（三）土中的气体 79

§2-3　土的物理性质指标 79

（一）土的容重、比重、含水量 80

（二）土的孔隙率、孔隙比、饱和度 81

（三）土的物理性质指标间的关系 81

（一）砂类土的密实度 82

§2-4 砂类土的特征 82

（二）砂类土的粒径级配 83

（三）土的毛细作用 84

§2-5 粘性土的特征 85

（一）胶体对土的性质的影响 85

（二）土的粘性 87

（三）表示粘性土特征的指标 88

（四）粘性土的活动性指数 90

§2-6　水对土性的影响 91

（一）膨胀、收缩和崩解 91

（二）土的压实和最优含水量 92

（四）土的冻胀 93

（三）粘性土的触变现象 93

§2-7 岩石和土的工程分类 95

第三章　地下水 97

§3-1　地下水的形成 97

（一）渗透作用 97

（二）凝结作用 97

§3-2　地下水的分类 98

（一）土壤水 98

（二）潜水 98

（三）层间水 102

§3-3 地下水的物理性质和化学成分 103

（二）地下水的化学成分 104

（一）地下水的物理性质 104

§3-4　地下水侵蚀性的评价 106

（一）碳酸侵蚀 106

（二）硫酸侵蚀 107

（三）镁的侵蚀 108

§3-5　地下水的动态 109

（一）地下水动态的概念 109

（二）地下水动态因素对水位变化的影响 109

§3-6　地下水的运动规律 111

§3-7 地下水的涌水量计算 115

（一）坑井的涌水量 115

（二）排水渠的涌水量 118

（三）基坑的涌水量 120

§3-8　动水力和流砂现象 120

第四章　土中应力 122

§4-1　概说 122

§4-2 土中的自重应力与附加应力 122

§4-3　基础底面承压力分布 123

（一）基础底面承压力分布的规律 123

（二）基础底面承压力的计算图形 124

§4-4 土中应力分布的平面问题 125

（一）平面问题的弗拉曼解 125

（三）均布条形荷载 127

（三）三角形分布的条形荷载 131

（四）梯形分布的条形荷载 131

（五）抛物线形分布的条形荷载 132

（六）作用于地基表面上的水平线荷载 133

（七）作用于地基表面上的均布水平荷载 133

§4-5 土中应力分布的空间问题 134

（一）集中荷载的布西奈斯克解 134

（二）矩形均布荷载 135

（三）矩形基础下按三角形分布的荷载 139

（四）圆形均布荷载 140

（五）环形均布荷载 141

§4-6 土中应力的实验资料 142

§4-7 非均质地基中的应力分布 144

（一）刚性岩层的影响 144

（二）双层地基 146

第五章　建筑物基础沉降的计算 147

§5-1　概说 147

§5-2 外荷作用下地基变形的三阶段 147

§5-3 土的压缩性 149

（一）压缩曲线 149

（二）饱和土的渗透固结作用——压力作用下饱和土的骨架和孔隙水的分担作用 151

（三）土的弹性变形和残留变形 152

（四）荷载试验 153

（五）土的侧压力系数和泊松比 154

（六）土的变形模量 155

§5-4　计算基础沉降的分层总和法 156

（一）无侧向膨胀条件下计算土层压缩量的公式 156

（二）按分层总和法计算基础的沉降量 158

（三）受压层的概念 159

（四）邻近荷载对基础沉降的影响 161

（五）简单讨论 161

（六）基础沉降量的简化计算法 161

§5-5 计算基础沉降的弹性理论公式 163

（一）地基表面沉降公式 163

（二）地基表面沉降公式推导的概念 164

（三）简单讨论 167

§5-6　计算基础沉降的叶果罗夫方法 168

（一）计算方法 168

（二）公式推导的概念 170

（三）简单讨论 172

§5-7 基础沉降随时间变化的计算（固结理论） 173

（一）单向固结的渗压微分方程及其解答 173

（二）固结度 176

（三）成层地基上建筑物沉降与时间的关系 180

§5-8 地基变形计算中存在的问题 181

（一）应力和变形间的关系 181

（二）地基变形计算的精确度问题 182

（三）关于单向固结理论的问题 183

第六章　土体的极限平衡 185

§6-1　土的抗剪强度及极限平衡条件 185

（一）土的抗剪强度 185

（二）土的强度理论——极限平衡概念 187

（三）土的抗剪强度的测定方法 191

§6-2　地基的临塑荷载及极限荷载 193

（一）临塑荷载的求解及塑性变形区范围的确定 193

（二）极限荷载 198

（一）崩塌 203

（二）塌方 203

§7-1　边坡的运动及防治 203

第七章　边坡稳定及土压力 203

（三）滑坡 204

（四）滑动力的计算 208

（五）流石流泥 209

§7-2　均匀土边坡稳定的实用计算法 209

（一）条分法 209

（二）洛巴索夫图解法 211

§7-3　土压力 211

（一）概说 211

（二）库伦土压力理论 213

（三）库尔曼图解法 216

（四）朗金土压力理论 218

（五）关于土压力问题的简单讨论 220

§7-4 板桩所受土压力的计算 220

§7-5 支撑所受土压力的计算 222

（一）横板的计算 222

（二）竖梁的计算 222

（三）横撑柱的计算 223

第八章　工程地质勘查 224

§8-1　工程地质勘查的目的和任务 224

§8-2 工业与民用建筑物场地的工程地质勘查 224

（一）工业与民用建筑物初步设计阶段的工程地质勘查 224

（二）工业与民用建筑物技术设计阶段的工程地质勘查 225

§8-3 工程地质勘查中的地质测绘 227

（三）工业与民用建筑物施工图编制阶段的工程地质勘查 227

（四）不分设计阶段的一次工程地质勘查 227

§8-4 工程地质勘查中的勘探和试验工作 228

（一）掘探 228

（二）钻探 228

（三）地球物理勘探 230

（四）触探 233

（五）其他简易钻探方法 234

（六）取样 235

（七）手摇钻钻进工作举例 236

（八）试验工作 237

（一）工程地质图 238

§8-5　工程地质勘查资料的整理 238

（二）工程地质图的绘制 241

（三）工程地质勘查报告书 244

§8-6　勘查资料的分析 249

（一）地质图的阅读 249

（二）勘查资料的分析 251

第九章　天然地基上浅基础的设计与计算 255

§9-1　概说 255

§9-2 地基按极限状态设计的原则 256

（一）地基设计的极限状态 256

（二）地基变形的极限值 258

（一）基础材料 261

（三）为满足极限状态条件应采取的措施 261

§9-3　基础的材料和构造类型 261

（二）基础的构造类型 262

（三）基础依照材料的受力情况及计算方法的分类 267

§9-4　基础埋置深度的选择 267

（一）场地的地质和水文地质条件 268

（二）作用在基础上荷载的性质和大小 268

（三）房屋和结构物的构造类型及用途 268

（四）地基土冻胀的可能性 268

§9-5　地基许可承载力的确定 270

（一）一般的方法 270

（二）应用苏联天然地基设计规范（НиТУ127-55）规定的计算强度 271

（三）关于应用规范的补充 274

§9-6　浅基础的计算 275

（一）作用在基础上的荷载 275

（二）中心荷载作用下的基础计算 276

（三）偏心荷载作用下的基础计算 278

（四）下卧层的补充校核 279

（五）地基的变形校核 279

（六）基础的构造细节 280

（七）对于滑动和倾复稳定性的校核 281

§9-7　特种结构物基础的设计 283

（一）输电塔架基础 283

（二）烟囱及水塔基础 284

§9-8　弹性地基 286

（一）概说 286

（二）初始参数法 288

（三）初始参数法的例题 293

（四）热摩奇金法 298

（五）热摩奇金法的例题 305

（六）刚性基础底面承压力（接触应力）的计算 310

§9-9　箱形基础的设计 312

（一）概说 312

（二）箱形基础的简化计算 313

（一）概说 315

§9-10　地基基础和上部结构共同工作问题 315

（二）墙的极限变形和地基平均沉降极限值 316

（三）上部结构刚度及其与地基的共同工作 318

（四）上部结构（构架式）与地基的共同工作问题 319

（五）提高建筑物刚度对不均匀沉降调整所起的作用 319

第十章　天然地基及浅基础的施工 322

§10-1　地下水位以上天然地基的修筑 322

（一）基础定位 322

（二）基坑（基槽）的开挖 323

（三）边坡的支撑 323

（四）基底土的处理 325

（二）板桩围护 326

（一）敞坑排水 326

（五）基础的砌筑及回填 326

§10-2　地下水位以下天然地基的修筑 326

§10-3　饱和土中的特殊施工方法 328

（一）人工降低地下水位 329

（二）饱和土的人工冻结 331

（三）沥青灌注法 333

第十一章　人工地基 334

§11-1　概说 334

§11-2　换土法（垫层法） 334

§11-3　机械压实法 336

（二）深层压实法 337

（一）表面压实法 337

§11-4　水泥灌浆法 340

§11-5　硅化加固法 341

§11-6　电动化学加固法 344

（一）电动硅化法 345

（二）电动铝化法 346

§11-7　各种地基加固方法的比较 346

第十二章　桩基 348

§12-1　概说 348

§12-2　桩的类型 349

（一）预制桩 350

（二）就地灌注桩 352

（一）单桩工作原理 354

§12-3　单桩工作原理及单桩承载力的确定 354

（二）单桩承载力的确定 355

（三）打桩过程中的一些现象 363

§12-4　群桩工作原理及群桩承载力的确定 364

（一）群桩工作原理 364

（二）群桩的计算方法 366

（三）桩基内每根桩所受作用力的决定 367

（一）桩基设计的步骤 369

（二）桩基的设计及计算 369

§12-5　桩基的设计及计算 369

第十三章　深基础 373

§13-1　沉井 373

（一）沉井的概念和适用条件 373

（二）沉井的类型 374

（三）沉井的构造 375

（四）沉井的施工 377

（五）沉井的设计 379

§13-2　沉箱 387

（一）沉箱的概念 387

（二）沉箱的构造 388

§13-3　管柱 390

（一）管柱基础的概念 390

（三）关于沉箱保安规则的知识 390

（二）管柱基础的构造 391

（三）管柱基础的施工步骤 391

（四）管柱施工的特点 392

第十四章　动力机械基础 394

§14-1　概说 394

§14-2　振动对地基的影响及土的弹性系数 395

（一）振动对土的内摩擦系数的影响 395

（二）土的振动压密 396

（三）振动作用下地基的承载力 397

（四）土的弹性系数的确定 399

（一）基本假设 401

§14-3　实体式机械基础的振动原理 401

（二）基础的垂直振动 402

（三）基础的水平振动和转振动 403

§14-4　曲柄连杆机械基础的设计和振动计算 407

（一）基础的设计和构造原则 407

（二）曲柄连杆机械基础的振动计算 408

§14-5　锤基础的设计和计算 409

（一）锤基础的设计和构造 409

（二）锤基础的计算 410

§14-6　防止机械基础振动影响的减振措施 414

（一）振波在土中的传播 414

（四）锤基础振动对建筑物的影响 415

（二）机械基础振动对建筑物的影响 415

（三）曲柄连杆机械基础振动对建筑物的影响 415

§14-7　构架式机械基础的构造和振动计算 417

（一）构架式机械基础的一般构造 417

（二）构架式基础的计算 418

第十五章　地震、喀斯特及区域性地基 421

§15-1　地震 421

（一）地震的概念 421

（二）地震波及其对建筑物的影响 423

（三）地震烈度 425

（四）小区域地震烈度的确定 428

（五）地震与工程建筑物的关系 431

§15-2　喀斯特 432

（一）喀斯特及其形成条件 432

（二）中国喀斯特地区 433

（三）喀斯特地基的评价及处理措施 433

§15-3　黄土地基 434

（一）黄土的成因及其特性 434

（二）黄土的湿陷性及工程分级 435

（三）黄土地基及基础的设计 436

（四）黄土地基的工程措施及人工处理 441

（一）概说 443

（二）淤泥的特性 443

§15-4　淤泥地基 443

（三）淤泥地基计算 444

（四）在淤泥地基上修建建筑物的方法 445

§15-5　冻土地基 446

（一）概说 446

（二）冻土及融化中的土的物理性质 448

（三）冻土及融化中的土的强度及变形性质 450

（四）多年冻土上修建基础的方法 452

（五）防止基础隆起的措施 455

（六）季节冻土区的地基基础问题 457

§15-6　填土地基 458

（二）人工填土 459

（一）杂填土地基 459

第十六章　有关地基基础方案的几个问题 460

§16-1 工程地质条件在建筑场地选择中的意义 460

§16-2　建筑物地基基础方案选择中的几个问题 461

（一）一般原则 461

（二）成层地基的考虑 463

（三）不均匀沉降的考虑 465

（四）施工条件的考虑 469

§16-3　实例——苏联列宁格勒斯大林大街的一座公共建筑物 470

结束语 473

参考书目 476