地基与基础工程新技术实用手册 第1卷PDF电子书下载

（第一卷） 3

第一篇 土力学 3

1 土的物理性质 3

1.1 土的三相组成 3

1.1.1 土的固相 3

1.1.1.1 土的矿物成分 3

1.1.1.2 土的粒度成分 3

1.1.1.3 土粒的形状 7

1.1.2 土的液相 7

1.1.3 土的气相 8

1.1.4 土的三相比例指标 8

1.1.4.1 试验指标 8

1.1.4.2 换算指标 9

1.1.4.3 三相比例指标的换算 10

1.2 土的结构 10

1.3 土的基本性质 11

1.3.1 无粘性土的基本性质 11

1.3.1.1 相对密实度 11

1.3.1.2 标准贯入试验 12

1.3.2 粘性土的物理特征 13

1.3.2.1 粘性土的界限含水量 13

1.3.2.2 粘性土的塑性指数和液性指数 14

1.3.2.3 粘性土的灵敏度和触变性 15

1.4 地基土的分类 16

1.4.1 岩石分类 16

1.4.2 碎石土分类 17

1.4.3 砂土分类 17

1.4.4 粘性土分类 17

1.4.5 特殊土分类 18

1.5 土的野外鉴别方法 22

1.5.1 碎石土、砂土 22

1.5.2 粘性土、粉土 23

2 土的应力及其计算 27

2.1 概述 27

2.2 土的自重应力计算 27

2.2.1 均质土的自重应力 27

2.2.2 成层土体的自重应力 27

2.2.3 土层中有地下水时的自重应力 28

2.2.4 水平向自重应力 28

2.3 接触应力（基底压力） 28

2.3.1 中心荷载下的基底压力 29

2.3.2 偏心荷载下的基底压力 29

2.3.3 基底附加压力 30

2.4 地基的附加应力 31

3 土的压缩与渗透固结 33

3.1 概述 33

3.2 土的压缩性 33

3.2.1 压缩曲线和压缩指标 33

3.2.1.1 压缩试验和压缩曲线 33

3.2.1.2 土的压缩系数和压缩指数 35

3.2.1.3 压缩模量（侧限压缩模量） 36

3.2.1.4 土的回弹曲线和再压缩曲线 37

3.2.2 土的变形模量 38

3.2.2.1 以载荷试验测定土的变形模量 38

3.2.2.2 变形模量与压缩模量的关系 40

3.3 饱和粘性土的单向固结 41

3.3.1 孔隙水压力、有效应力 42

3.3.2 孔隙水压力的计算模型 42

3.3.3 饱和粘性土的单向固结微分方程式 43

3.3.4 单向固结微分方程的解 46

4 土的抗剪强度 48

4.1 概述 48

4.2 土中一点的应力极限平衡 48

4.3 经典理论 53

4.3.1 库伦公式 53

4.3.2 莫尔-库伦强度理论 54

4.4 土的抗剪强度指标的试验方法及其应用 57

4.4.1 直接剪切试验 57

4.4.2 三轴压缩试验 58

4.4.3 无侧限抗压强度试验 62

4.4.4 十字板剪切试验 63

4.4.5 抗剪强度试验方法与指标的选用 64

4.5 孔隙压力系数A、B 65

4.6 应力路径的概念 70

4.7 无粘性土的抗剪强度 72

4.8 饱和粘性土的抗剪强度 73

4.8.1 不固结不排水抗剪强度 73

4.8.2 固结不排水抗剪强度 74

4.8.3 固结排水抗剪强度 75

4.8.4 抗剪强度指标的选择 76

4.9 关于土的抗剪强度影响因素的讨论 77

4.9.1 土的矿物成分、颗粒形状和级配的影响 77

4.9.2 含水量的影响 77

4.9.3 原始密度的影响 77

4.9.4 粘性土触变性的影响 78

4.9.5 土的应力历史的影响 79

5 特殊类型土 80

5.1 概述 80

5.2 软土 80

5.2.1 定义 80

5.2.2 我国软土的物理力学性指标 81

5.2.3 典型软土区介绍（上海地区） 82

5.2.3.1 上海软土的特性 82

5.3 湿陷性黄土 93

5.3.1 湿陷性黄土概述 93

5.3.2 湿陷性黄土的基本性质 94

5.3.2.1 湿陷性黄土的物理性质 94

5.3.2.2 湿陷性黄土的化学性质 98

5.3.2.3 湿陷性黄土的力学性质 100

5.3.3 黄土的湿陷性及其评价 106

5.3.4 预期湿陷量的计算 108

5.3.5 黄土地基的承载力 109

5.4 膨胀土 110

5.4.1 定义 110

5.4.2 我国膨胀土的分布与成因 111

5.4.3 膨胀土的物理力学性质 111

5.4.3.1 膨胀土的胀缩特性 112

5.4.3.2 胀缩特性 121

5.4.3.3 膨胀土的压缩性 122

5.4.4 膨胀土及对建筑物的危害 123

5.4.5 膨胀土的判别 124

5.5 冻土 127

5.5.1 冻土的物理力学性质 127

5.5.2 冻土地基的评价 129

5.5.3 影响土冻胀的因素 130

5.5.3.1 土分散性对冻胀的影响 130

5.5.3.2 含水量和土湿润条件对冻胀的影响 134

5.5.3.3 土的密度对冰胀的影响 138

5.5.3.4 粘土颗粒的矿物成分和交换盐基成分对土冻胀的影响 140

5.5.3.5 土冷却程度对冻胀的影响 142

5.5.4 压力对冻胀的影响，缓冲带融土沉陷计算 144

5.5.5 土体冻胀性的评价 147

5.5.6 冻土地区建筑物的冻害破坏特征 151

5.5.6.1 桩、柱、墩和条形基础建筑物的冻害破坏特征 151

5.5.6.2 板形基础建筑物的冻害破坏特征 169

5.5.6.3 支挡建筑物的冻害破坏特征 178

5.5.6.4 衬砌渠道及地下管道的冻害破坏特征 184

5.5.6.5 路基工程的冻害破坏特征 193

5.5.6.6 涵洞的冻害破坏特征 197

5.5.7 冻害的防治措施 200

5.5.7.1 保温法 200

5.5.7.2 换填法 210

5.5.7.3 排水隔水法 222

5.5.7.4 物理化学法 232

5.6 盐渍土 238

5.6.1 概述 238

5.6.2 盐渍土的基本工程性质 240

5.6.2.1 盐渍土的物理性质 240

5.6.2.2 盐渍土的力学性质 248

5.6.3 盐渍土的溶陷性 255

5.6.3.1 盐渍土的溶陷机理 255

5.6.3.2 盐渍土地基溶陷性的评价 260

5.6.3.3 盐渍土地基溶陷变形计算中的若干问题 261

5.6.4 盐渍土地基的盐胀性 264

5.6.5 盐渍土地基的腐蚀性 271

5.6.6 盐渍土的工程评价 276

6 土的液化 277

6.1 振动液化准则 277

6.2 影响饱和土振动液化的主要因素 280

6.3 液化的研究方法 290

6.3.1 液化的室内研究 290

6.3.2 三轴剪切中的液化研究 290

6.3.3 用振动单剪研究液化 294

6.4 液化危害性分析 298

6.5 增强土抗液化稳定性的基本途径和方法 301

第二篇 岩石的性质和爆破基本知识 301

1 岩石的物理性质 309

1.1 概述 309

1.2 岩体的结构特征 309

1.3 岩石的不连续性、不均匀性及各向异性 311

1.4 岩石的物理性质指标 313

1.5 岩体的工程分类 317

2 岩石的强度 322

2.1 概述 322

2.2 岩石的破坏机理 323

2.2.1 岩石试件的破坏过程 323

2.2.2 岩石破坏过程中的体积变化 324

2.2.3 电子扫描显微镜观察岩石的破坏机理 326

2.2.4 影响岩石破坏的其他因素 330

2.3 岩石的强度 330

2.3.1 岩石的抗压强度 330

2.3.2 岩石的抗拉强度 334

2.3.3 岩石的抗剪强度 336

2.4 岩石的破坏准则 344

2.4.1 经验性破坏准则 345

2.4.2 理论性破坏准则 347

2.5 岩石的结构面强度 353

2.5.1 岩体结构面的分级 353

2.5.2 岩体结构面的分类 354

2.5.3 岩石的结构面强度 356

2.5.3.1 岩石结构面强度 356

2.5.3.2 岩体结构面强度 356

2.6 岩石中水对强度的影响 360

3 岩石爆破技术 363

3.1 综合爆破方法的种类与选用原则 363

3.1.1 综合爆破的内容及特性 363

3.1.2 选用各种爆破方法的基本原则 367

3.2 爆破实例 369

3.2.1 抛坍爆破设计计算示例 369

3.2.2 不对称小山包多面临空爆破设计方法及设计实例 375

第三篇 工程勘察 399

1 岩土勘察基本知识 399

1.1 工程勘察分级 399

1.1.1 工程安全等级 399

1.1.2 场地等级 399

1.1.3 地基等级 400

1.1.4 工程勘察等级的综合划分 400

1.2 建筑物分类 400

1.3 各阶段勘察的内容与要求 401

1.3.1 选址勘察 401

1.3.2 初步勘察 401

1.3.3 详细勘察 402

1.3.4 施工勘察 403

2 工程地质勘探和取样 404

2.1 岩土工程钻探与取样 404

2.1.1 工程地质钻探 404

2.1.2 取土技术和取土器 407

2.2 地基土的野外鉴别与描述 414

2.2.1 地基土野外鉴别 414

2.2.2 土的野外描述 416

3 岩土测试技术 418

3.1 室内试验 418

3.1.1 土的物理性质指标 418

3.1.2 土的力学性质指标 423

3.1.3 有关土的经验数据 439

3.1.4 土的动力特性试验 442

3.1.5 岩石的物理力学性质指标 449

3.2 载荷试验 453

3.3 十字板剪力试验 462

3.4 静力触探试验 468

3.5 圆锥动力触探 481

3.6 标准贯入试验 487

3.7 旁压试验 494

3.8 地基土动力参数测试 498

3.8.1 动力机器基础计算的基本理论 498

3.8.2 地基刚度及阻尼比的测试 501

3.8.3 质量-弹簧-阻尼体系地基动力参数的经验值 506

4 地震区地基勘察 510

4.1 地震区地基勘察要求 510

4.2 地震小区划 511

4.3 土的动力特性试验 513

5 特殊工程勘察 525

5.1 天然地基的勘察与设计要点 525

5.1.1 概述 525

5.1.2 天然地基的勘察要点 525

5.1.3 天然地基的设计要点 526

5.2 桩基础的地质勘察要求 527

5.2.1 建筑场地的分类 527

5.2.2 建筑物的分类 527

5.2.3 桩基工程适用勘察要求 528

5.2.4 地下埋设物、邻近建筑物的调查 530

5.3 深基坑支护工程勘察 531

5.3.1 工程地质勘察的基本要求 531

5.3.1.1 勘探工作 531

5.3.1.2 测试工作 532

5.3.1.3 勘察报告的主要内容 533

5.3.2 周围环境的调查 534

5.4 地下连续墙的工程勘察 534

5.4.1 概述 534

5.4.2 勘察方法 534

5.4.3 资料调查 535

5.4.4 现场踏勘 535

5.4.5 初步勘察 535

5.4.6 详细勘察 535

5.4.7 地基的变形模量e0 536

5.4.7.1 求地基变形模量e0的方法 536

5.4.7.2 根据测定值确定e0的计算方法 537

5.4.8 地基反力系数k 538

5.4.8.1 地基反力系数k的定义 538

5.4.8.2 刚体作用下的k值计算 538

5.4.8.3 地下墙作为弹性体时的K值计算法 539

5.5 高层建筑勘察要点 540

5.5.1 勘探点的布设 540

5.5.2 原位测试 541

5.5.3 室内试验 542

5.6 动力机器基础的设计原则和勘察要求 543

5.6.1 动力机器基础的设计原则 543

5.6.2 动力机器基础地基的勘察要求 544

5.6.3 动力机器基础地基的勘察 544

5.7 线路地基勘察 545

5.7.1 铁路、公路地基勘察 545

5.7.2 架空索道、输电线路地基勘察 548

5.7.3 给排水管道和岸边取水构筑物地基勘察 549

5.8 机场场道地基勘察 549

5.8.1 机场场道的设计要求 549

5.8.2 机场场道的勘察要求 550

5.9 桥涵地基勘察 551

5.9.1 桥涵的设计要求 551

5.9.2 桥涵勘察要求 551

6 勘察因素造成工程失事实例 554

6.1 概述 554

6.2 事故原因分析 554

6.3 地基托换加固方案和结构强度验算 555

6.4 托换加固施工 557

7 报告书实例：郑州火车站广场地下服务中心岩土工程勘察报告（详勘） 558

7.1 概况 558

7.1.1 场地的地理位置及工程情况简介 558

7.1.2 勘察目的与要求 558

7.1.2.1 勘察目的 558

7.1.2.2 勘察方案 558

7.1.2.3 勘探、试验方法说明 559

7.2 场地的地质条件 559

7.2.1 地形、地貌条件 559

7.2.2 地层条件 560

7.2.3 各层土的特理指标 561

7.2.4 水文地质条件 562

7.3 岩土工程分析、评价 563

7.3.1 工程特点 563

7.3.2 工程环境 563

7.3.3 天然地基评价 564

7.3.4 桩基设计参数 564

7.3.5 深基坑支护结构的计算及方案对比 564

7.3.5.1 供支护结构设计计算的地基土设计参数标准值 564

7.3.5.2 支护结构的设计计算 565

7.3.5.3 方案的对比 566

7.3.6 深开挖基坑对周围建筑物影响评价 567

7.3.6.1 计算墙体挠度 567

7.3.6.2 估算周围地面沉降 567

7.3.6.3 周围地面沉降计算结果 567

7.3.6.4 周围建筑物因基坑开挖产生的附加倾斜与连续墙刚度的关系 567

7.3.6.5 结论 569

7.3.7 深基坑底部回弹量估算 569

7.3.7.1 回弹模量计算值与场地综合回弹模量 569

7.3.7.2 计算回弹选用公式与计算结果 569

7.3.8 地下水对建筑物设计、施工影响的评价 570

7.3.9 场地地震效应评价 570

7.3.10 结论与建议 571

第四篇 地基与基础 575

1 地基基础规划设计原则 575

1.1 基础工程设计基本原则 575

1.1.1 基础及地基 575

1.1.2 基础工程设计基本原则 576

1.1.2 按变形进行地基设计 579

1.2 地基类型及其主要特性 580

1.2.1 均匀型地基 580

1.2.2 坡地型地基 581

1.2.3 岩土交错型地基 582

1.2.4 特殊土型地基 583

1.3 浅基基础的类型 585

1.3.1 刚性基础 585

1.3.2 柔性基础 586

1.3.2.1 独立基础 586

1.3.2.2 条形基础 587

1.3.2.3 筏板基础 588

1.3.2.4 箱形基础 588

1.3.2.5 壳体基础 589

1.3.3 桩基础 590

1.3.4 沉井和沉箱 591

1.3.5 锚拉基础 591

1.4 上部结构对地基变形的适应能力 592

1.4.1 上部结构按刚性进行分类 592

1.4.2 柔性结构 593

1.4.3 刚性结构 594

1.4.4 半刚性结构 594

1.5 建筑物变形验算与控制 594

1.5.1 建筑物变形的特征 594

1.5.1.1 沉降量 595

1.5.1.2 沉降差 595

1.5.1.3 倾斜 595

1.5.1.4 局部倾斜 595

2 地基承载力 597

2.1 概述 597

2.2 地基的变形和失稳 597

2.2.1 临塑荷载Pcr和极限承载力Pu 597

2.2.2 竖直荷载下地基的破坏形式 598

2.2.3 倾斜荷载下地基的破坏形式 600

2.3 极限平衡理论求地基的极限承载力 601

2.3.1 极限平衡理论的原理 601

2.3.2 无重介质地基的极限承载力——普朗德尔（L.Prandtl1920）-瑞斯纳（H.Reissner1924）课题 603

2.3.3 极限承载力的一般计算公式 603

2.3.4 用极限平衡理论求地基极限承载力方法讨论 607

2.4 地基极限承载力的其它分析方法 609

2.5 地基的容许承载力 611

2.6 关于公式几个问题的讨论 617

3 天然地基基础设计 627

3.1 概述 630

3.2 天然地基计算 630

3.2.1 基础方案的比较与选择 631

3.2.2 基础埋置深度 631

3.2.3 基础底面积尺寸的确定 632

3.2.4 地基变形计算 634

3.2.5 地基稳定性验算 638

3.3 浅基础设计 664

3.3.1 刚性基础 666

3.3.2 独立基础 666

3.3.3 墙下条形基础 668

3.3.4 柱下条形基础 671

3.3.5 筏板基础 672

3.3.5.1 筏板基础构造要求 692

3.3.5.2 筏板基础内力计算 692

3.3.6 箱形基础 692

3.3.7 补偿性基础概要 693

3.4 深基础设计 696

3.4.1 墩基础 700

3.4.2 沉井基础 700

3.5 基础施工技术安全 705

3.5.1 基坑开挖技术安全 713

3.5.2 基础施工技术安全 714

4 设备基础 715

4.1 大块式设备基础的构造和计算 715

4.1.1 周期性作用的机器基础 715

4.1.2 非周期性作用的机器基础 724

4.1.3 冲击作用的机器基础 725

4.1.4 落锤碎铁坑的基础 731

4.2 桩基础设备的设计和计算 734

4.2.1 采用桩基础安置机器的条件及其构造特点 734

4.2.2 桩基础的垂直振动计算 735

4.2.3 桩基础的水平振动和水平-回转振动的计算 737

4.3 框架式基础的设计和计算 738

4.3.1 综述 738

4.3.2 汽轮机和其它带旋转部分的高频机器框架式基础的设计和计算 739

4.3.3 电动-发电机和其它低频机器框架式基础的振动设计和计算 743

4.3.4 框架式基础的结构特点和强度计算 747

4.4 动力机器和对振动敏感的设备的隔振基础的设计和计算 749

4.4.1 综述 749

4.4.2 隔振器装置的特点 752

4.4.3 动力机器的隔振 754

4.4.4 对振动敏感设备的隔振 757

5 基础施工排水 760

5.1 概述 760

5.2 动水压力 760

5.3 排水沟和集水坑的设置 761

5.4 抽水设备与选用 761

6 人工降水 764

6.1 概述 764

6.2 降水基本理论 764

6.2.1 降水增加地基抗剪强度的原理 769

6.2.2 降水防治流砂现象的原理 770

6.3 井点降水 771

6.3.1 轻型井点 772

6.3.2 喷射井点 780

6.3.3 管井井点 783

6.3.4 电渗井点 785

6.3.5 回灌井点 786

6.4 井点降水计算 787

6.4.1 井点降水计算的前提 787

6.4.2 计算涌水量 787

6.4.3 井点系统涌水量计算 790

6.4.4 确定井点管的埋置深度 793

6.4.5 确定井点管数量与间距 793

6.4.6 确定环形排列完整井群的水头高度 793

6.4.7 确定任意排列完整井点系统的水头高度 794

6.4.8 选择抽水设备 794

6.5 井点管滤网和填砂的选择 795

6.5.1 选择滤网和填砂的重要性 795

6.5.2 滤水管的填砂条件 795

6.5.3 常用滤网类型及规格 796

6.5.4 管井回填粒料规格与缠丝间距 798

6.6 地下水的不良作用及防治措施 798

6.6.1 潜蚀 798

6.6.2 流砂 799

6.6.3 管涌 801

6.6.4 基坑突涌 802

6.7 工程实例 803

6.7.1 轻型井点降水设计实例 803

6.7.2 喷射、电渗井点降水实例 805

6.7.3 管井井点降水工程实例 808

6.8 井点降水对环境的影响及防范措施 816

6.8.1 井点降水影响范围和沉降的计算 816

6.8.2 防止井点降水对周围环境产生不良影响的措施 817