土力学与工程地质PDF电子书下载

第一部分 工程地质 3

第1章 概述 3

1.1 地质学 3

1.2 工程地质学 3

1.3 工程地质学研究内容 4

1.4 工程地质学研究方法 5

1.5 工程地质学基本任务 5

第2章 矿物与岩石 6

2.1 矿物 6

2.1.1 矿物的种类 6

2.1.2 矿物的主要物理性质 7

2.1.3 矿物的鉴定方法 8

2.2 岩石 9

2.2.1 岩浆岩 9

2.2.2 沉积岩 11

2.2.3 变质岩 12

第3章 地质构造 14

3.1 地质年代 14

3.1.1 地质年代的确定方法 14

3.1.2 地质年代单位和地层单位 15

3.1.3 地质年代表 15

3.2 岩层产状 16

3.3 褶被构造 16

3.3.1 褶被要素 17

3.3.2 褶皱的野外识别 17

3.3.3 褶皱的工程地质评价 17

3.4 断裂构造 17

3.4.1 节理 18

3.4.2 断层 18

3.5 地质图 20

3.5.1 地质图的类型 20

3.5.2 地质图的规格 20

3.5.3 阅读地质图 20

第4章 地下水 21

4.1 基本特征 21

4.2 地下水的性质 21

4.2.1 地下水的物理性质 21

4.2.2 地下水的化学成分 22

4.3 地下水类型 22

4.3.1 包气带水 22

4.3.2 潜水 23

4.3.3 承压水 23

4.3.4 裂隙水 23

4.3.5 岩溶水 23

4.3.6 泉水 23

4.4 地下水对建筑工程的影响 23

4.4.1 地下水位下降引起软土地基沉降 24

4.4.2 动水压力产主流砂和潜蚀 24

4.4.3 地下水的浮托作用 24

4.4.4 地下水对钢筋混凝土的腐蚀 24

第5章 不良地质现象的工程问题 25

5.1 风化作用 25

5.1.1 物理风化作用 25

5.1.2 化学风化作用 25

5.1.3 生物风化作用 26

5.1.4 岩石风化程度和风化带 26

5.2 河流地质作用 27

5.2.1 流水的侵蚀作用 27

5.2.2 河谷的类型及河流阶地 27

5.3 滑坡与崩塌 29

5.3.1 滑坡的定义及构造 29

5.3.2 滑坡的分类 31

5.3.3 滑坡的发育过程 31

5.3.4 滑坡的影响因素 32

5.3.5 崩塌 33

5.4 岩溶与土洞 34

5.4.1 岩溶 34

5.4.2 土洞与潜蚀 35

5.4.3 岩溶与上洞的工程地质问题 36

思考题 36

第二部分 土力学 39

第1章 土的物理性质及工程分类 39

1.1 绪 论 39

1.1.1 与土相关的工程问题 39

1.1.2 土的生成 39

1.2 土的三相组成 40

1.2.1 固体颗粒 41

1.2.2 土中水 48

1.2.3 土中气体 50

1.3 土的物理状态 50

1.3.1 土的物理性质指标 50

1.3.2 土的物理状态指标 57

1.4 土的结构与构造 62

1.4.1 土的结构 62

1.4.2 土的构造 63

1.5 土的工程分类 64

1.5.1 土的分类原则和方法 64

1.5.2 《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）的土分类系统 65

1.5.3 《公路土工试验规程》（JTG E40-2007）的分类系统 67

1.6 土的压实性 71

1.6.1 土的击实原理 72

1.6.2 击实试验及其影响因素 72

思考题 76

习题 76

第2章 土的渗透性和渗流问题 78

2.1 概述 78

2.2 土的渗透定律——达西定律 79

2.2.1 渗流试验与达西定律 79

2.2.2 达西定律的适用范围 80

2.3 渗透系数的确定 81

2.3.1 实验室内测定渗透系数 81

2.3.2 现场测定法 82

2.3.3 经验估算法 83

2.4 渗透系数影响因素 84

2.5 成层土的渗透系数 85

2.5.1 水平渗流情况 86

2.5.2 垂直渗流情况 86

2.6 二维渗流与流网 87

2.6.1 渗流连续方程 87

2.6.2 流网及其特征 87

2.6.3 流网的应用 88

2.7 渗流力及渗透变形 90

2.7.1 渗流力 90

2.7.2 渗透变形 90

思考题 93

习题 94

第3章 土中应力计算 96

3.1 概述 96

3.2 土中的应力状态 96

3.2.1 应力应变关系假定 96

3.2.2 地基土中几种应力状态 97

3.3 自重应力的计算 98

3.3.1 均质土层中的自重应力 98

3.3.2 有地下水时的自重应力 99

3.3.3 成层土的自重应力 99

3.3.4 土坝和路基的自重应力 99

3.4 基底压力的分布与简化计算 100

3.4.1 基底压力的分布规律 100

3.4.2 基底压力的简化计算 101

3.4.3 基底附加压力 103

3.5 附加应力的计算 104

3.5.1 集中荷载作用下的土中附加应力计算 104

3.5.2 矩形面积上各种分布荷载作用下的附加应力计算 106

思考题 116

习题 116

第4章 土的压缩性及沉降计算 118

4.1 概述 118

4.2 土的压缩性指标 119

4.2.1 侧限压缩试验和压缩曲线 119

4.2.2 土的压缩系数和压缩指数 121

4.2.3 土的压缩模量和体积压缩系数 123

4.2.4 回弹曲线和再压缩曲线 124

4.2.5 载荷试验及变形模量 125

4.2.6 压缩模量与变形模量的关系 127

4.3 沉降计算 129

4.3.1 分层总和法计算地基最终沉降量 130

4.3.2 规范法计算地基最终沉降量 136

4.3.3 对沉降计算方法的讨论 143

4.4 应力历史对土变形的影响 143

4.4.1 前期固结压力与土层天然固结状态判断 143

4.4.2 考虑前期固结压力的地基沉降量计算 144

4.5 沉降与时间的关系 148

4.5.1 孔隙水与土骨架的压力分担作用 148

4.5.2 有效应力原理 149

4.5.3 饱和土的一维固结理论 151

4.5.4 固结度的概念和计算 155

4.5.5 沉降与时间关系的计算 160

4.5.6 地基的允许变形与减小沉降危害的措施 163

思考题 166

习题 166

第5章 土的抗剪强度 169

5.1 概述 169

5.2 土的强度理论 169

5.2.1 土中一点的应力状态 169

5.2.2 莫尔一库伦破坏理论 170

5.2.3 土的极限平衡条件 172

5.3 抗剪强度试验方法 175

5.3.1 三轴试验 175

5.3.2 直剪试验 178

5.3.3 无侧限抗压强度试验 179

5.3.4 十字板剪切试验 179

5.3.5 总应力法及有效应力法 180

5.4 土的强度特性 181

5.4.1 土的峰值强度及残余强度 181

5.4.2 砂土的强度特性 183

5.4.3 黏性土的强度特性 184

5.4.4 土的抗剪强度指标与主要影响因素 186

5.5 孔隙压力系数 188

5.5.1 等向应力△σ3作用下的孔隙压力△u3和孔隙压力系数B 188

5.5.2 偏应力作用下的孔隙压力△u1和孔隙压力系数A 189

5.5.3 不同试验条件下孔隙压力增量△u 190

思考题 191

习题 191

第6章 土压力 193

6.1 概述 193

6.2 挡土墙侧的土压力 194

6.2.1 土压力种类 194

6.2.2 土压力与挡土墙位移关系 194

6.2.3 土压力的影响因素 195

6.3 静止土压力计算 195

6.3.1 产生条件 195

6.3.2 静止土压力计算公式 195

6.4 朗肯土压力理论 197

6.4.1 基本原理 197

6.4.2 极限平衡状态时挡土墙后大小主应力的关系式 198

6.4.3 朗肯主动土压力 199

6.4.4 朗肯被动土压力计算 200

6.4.5 常见情况的土压力计算 203

6.5 库伦土压力理论 207

6.5.1 基本原理 207

6.5.2 无黏性土的主动土压力计算 208

6.5.3 无黏性土的被动土压力计算 210

6.5.4 黏性土土压力的库伦理论 211

6.5.5 朗肯土压力理论与库伦土压力理论的比较 212

思考题 213

习题 213

第7章 土坡稳定分析 215

7.1 概述 215

7.2 无黏性土土坡的稳定分析 215

7.3 均质黏性土土坡的整体稳定分析 217

7.3.1 均质黏性土坡的整体稳定分析法 217

7.3.2 黏性土土坡稳定分析的费伦纽斯条分法 218

7.3.3 边坡稳定分析的毕肖普法 220

7.4 泰勒图表法 222

7.5 非圆弧滑动的普遍条分法——简布法 223

7.6 不平衡推力传递法 227

7.7 最危险滑裂面的确定方法 228

7.8 边坡稳定分析的工程应用 230

7.8.1 边坡设计应符合下列原则 230

7.8.2 土坡的允许坡度 230

7.8.3 关于挖方边坡和天然边坡 231

7.8.4 滑坡防治 231

思考题 232

习题 233

第8章 地基承载力 234

8.1 概述 234

8.2 地基的三种破坏模式 234

8.3 地基的临塑荷载和临界荷载 237

8.3.1 极限平衡区的界限方程式 237

8.3.2 临塑荷载 238

8.3.3 临界荷载 238

8.3.4 对临塑荷载和临界荷载的评价 239

8.4 地基的极限荷载 240

8.4.1 普朗德尔极限承载力理论 240

8.4.2 太沙基承载力理论 241

8.4.3 梅耶霍夫（G. G. Meyerhoff）极限承载力公式 244

8.4.4 汉森极限承载力公式 245

8.4.5 魏锡克极限承载力公式 247

8.4.6 承载力公式的若干问题 248

8.5 地基承载力的确定方法 250

8.5.1 地基承载力的设计原则 250

8.5.2 《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2002）的地基承载力特征值 251

思考题 252

习题 253

第9章 土的动力特性 254

9.1 概述 254

9.2 土的动力特性 254

9.2.1 急速荷载下土的特性 254

9.2.2 循环荷载下土的特性 255

9.3 地震 257

9.3.1 概述 257

9.3.2 地震强度 257

9.4 液化 258

9.4.1 液化原因 258

9.4.2 液化危害类型 258

9.4.3 液化判别方法 259

9.4.4 抗液化措施 260

参考文献 262