土力学与基础工程 精编本 第2版PDF电子书下载

1 绪论 1

1.1 土力学与基础工程的重要性 1

1.2 地基基础工程事故类别及特征 3

1.2.1 地基失稳事故 3

1.2.2 地基变形事故 3

1.2.3 斜坡失稳引起地基基础事故 6

1.3 地基基础工程事故原因分析 7

1.3.1 地质勘察问题 7

1.3.2 设计方案及计算问题 8

1.3.3 施工问题 9

1.3.4 环境及使用问题 9

1.3.5 地基基础工程事故处理 10

1.4 土力学与基础工程发展概况 11

1.5 本课程的主要内容和学习方法 11

2 土的物理性质及工程分类 13

2.1 土的生成与特性 13

2.1.1 土的生成 13

2.1.2 土的结构和构造 13

2.1.3 土的工程特性及其与土的生成条件之间的关系 15

2.2 土的三相组成 16

2.2.1 土的固体颗粒 16

2.2.2 土中水 18

2.2.3 土中气体 19

2.3 土的物理性质指标 20

2.3.1 土的三项基本物理性质指标 20

2.3.2 反映土的松密程度的指标 21

2.3.3 反映土中含水程度的指标 21

2.3.4 特定条件下土的密度与重度 22

2.4 土的物理状态指标及工程特性 24

2.4.1 无黏性土的物理状态指标及其工程特性 24

2.4.2 黏性土的物理状态指标及其工程特性 25

2.5 地基土的工程分类 28

2.5.1 岩石 28

2.5.2 碎石土 29

2.5.3 砂土 30

2.5.4 粉土 30

2.5.5 黏性土 31

2.5.6 人工填土 31

2.5.7 特殊土 31

思考题与习题 32

3 土的渗透性与渗流 34

3.1 土的渗透性与达西定律 34

3.1.1 土的渗透性与渗流分类 34

3.1.2 达西定律 34

3.2 渗透系数及测定方法 36

3.2.1 各类常见岩土的渗透系数 36

3.2.2 渗透试验 36

3.3 影响渗透系数的因素 39

3.4 渗流力与渗流稳定性 39

3.4.1 渗流力 39

3.4.2 渗透变形 41

3.4.3 渗透变形的判别 42

3.4.4 无黏性土允许水力梯度 43

3.5 二维渗流、流网及其工程应用 44

3.5.1 稳定渗流场中的渗流基本微分方程 44

3.5.2 流网及其工程应用 45

思考题与习题 47

4 土的压缩性和地基沉降计算 49

4.1 土中应力 50

4.1.1 概述 50

4.1.2 自重应力 50

4.1.3 基底压力 53

4.1.4 地基附加应力 56

4.1.5 有效应力原理 67

4.2 土的压缩性 68

4.2.1 概述 68

4.2.2 压缩试验及压缩性指标 68

4.2.3 静载荷试验及土的变形模量 72

4.2.4 应力历史对土压缩性的影响 74

4.3 地基沉降量计算 77

4.3.1 概述 77

4.3.2 分层总和法 77

4.4 饱和土的渗流固结理论 87

4.4.1 概述 87

4.4.2 渗透固结力学模型 87

4.4.3 一维固结理论 87

4.5 地基沉降与时间的关系 90

4.5.1 概述 90

4.5.2 固结度 90

4.5.3 地基沉降与时间关系计算 91

4.5.4 地基沉降与时间经验估算法 93

4.5.5 地基瞬时沉降与次固结沉降 94

思考题与习题 95

5 土的抗剪强度与地基承载能力 97

5.1 概述 97

5.2 土的抗剪强度理论和极限平衡条件 98

5.2.1 库仑定律 98

5.2.2 摩尔—库仑强度理论（极限平衡理论） 99

5.3 抗剪强度指标的测定 102

5.3.1 直剪试验 102

5.3.2 三轴剪切试验 103

5.3.3 无侧限抗压强度试验 106

5.3.4 十字板剪切试验 107

5.3.5 抗剪强度指标的统计分析 108

5.3.6 抗剪强度指标的工程数值和影响因素 108

5.4 地基的破坏形态 109

5.4.1 整体剪切破坏 109

5.4.2 局部剪切破坏 109

5.4.3 冲剪（切）破坏 110

5.5 地基临塑荷载与临界荷载 110

5.5.1 临塑荷载 110

5.5.2 塑性临界荷载 111

5.6 地基极限承载力 113

5.6.1 普朗特尔极限承载力公式 113

5.6.2 太沙基地基极限承载力公式 114

5.6.3 斯肯普顿极限承载力公式 117

5.6.4 魏西克和汉森极限承载力公式 117

思考题与习题 117

6 土压力与土坡稳定 119

6.1 概述 119

6.1.1 土压力的种类 119

6.1.2 土压力的主要影响因素 121

6.2 静止土压力计算 121

6.2.1 静止土压力产生条件 121

6.2.2 静止土压力计算公式 121

6.2.3 静止土压力的应用 122

6.3 朗肯土压力理论 123

6.3.1 无黏性土的土压力 123

6.3.2 黏性土的土压力 127

6.3.3 朗肯土压力理论计算结果分析 129

6.4 库仑土压力理论 129

6.4.1 无黏性土主动土压力 130

6.4.2 无黏性土被动土压力 133

6.5 几种常见情况的土压力计算 135

6.5.1 黏性土应用库仑土压力公式 135

6.5.2 填土表面作用均布荷载 136

6.5.3 墙后填土分层 137

6.5.4 填土中有地下水 138

6.5.5 土压力计算简化方法 139

6.6 地震土压力计算 140

6.7 桥台土压力计算 142

6.8 挡土墙设计 142

6.8.1 挡土墙型式的选择 143

6.8.2 挡土墙尺寸的选定 145

6.8.3 挡土墙的稳定性验算 145

6.8.4 墙后回填土的选择 147

6.8.5 墙后排水措施 147

6.9 土坡稳定概述 150

6.9.1 无黏性土土坡稳定分析 151

6.9.2 黏性土土坡稳定分析概述 153

6.9.3 增加土坡稳定性的一些措施 153

思考题与习题 155

7 岩土工程勘察 157

7.1 岩土工程勘察的任务和内容 157

7.1.1 岩土工程勘察的目的 157

7.1.2 岩土工程勘察的准备工作 157

7.1.3 岩土工程勘察的任务和工程勘察分级 159

7.1.4 岩土工程勘察阶段的划分及相应的工作内容 161

7.2 岩土工程勘察方法 163

7.2.1 坑（掘）探法 163

7.2.2 钻探法 164

7.2.3 触探法 169

7.2.4 土的野外描述 176

7.3 岩土工程勘察成果报告 178

7.4 基槽检验与地基的局部处理 185

7.4.1 验槽 185

7.4.2 地基的局部处理方法 186

思考题与习题 187

8 地基处理技术 189

8.1 地基处理方法分类 189

8.1.1 地基处理的目的和意义 189

8.1.2 地基处理方法分类 190

8.1.3 地基处理方案的选择 193

8.1.4 地基处理的工程检验要求 194

8.2 几种特殊土地基 194

8.2.1 概述 194

8.2.2 黄土地基 195

8.2.3 红黏土地基 198

8.2.4 膨胀土地基 199

8.2.5 盐渍土地基 203

8.2.6 软土地基 204

8.3 换填垫层法 205

8.3.1 垫层的作用 206

8.3.2 垫层设计 207

8.3.3 垫层施工 209

8.3.4 垫层施工注意事项 209

8.3.5 垫层材料选择 210

8.3.6 垫层质量检测 210

8.4 强夯法和强夯置换法 211

8.4.1 强夯法 211

8.4.2 强夯置换法 215

8.5 排水固结法 217

8.5.1 加压和排水方法分类 217

8.5.2 堆载预压法 218

8.6 挤密桩法 222

8.6.1 挤密法加固机理 222

8.6.2 挤密法的设计 222

8.6.3 挤密桩的施工 224

8.6.4 质量检验 225

8.7 其他地基加固方法 225

8.7.1 深层搅拌法 226

8.7.2 高压喷射注浆法 226

8.7.3 冷热加固法 227

思考题与习题 227

9 基坑工程 228

9.1 概述 228

9.1.1 基坑围护的基本概念 228

9.1.2 基坑工程的特点 229

9.1.3 基坑围护工程的设计内容、要求及设计依据 230

9.2 支护结构的类型及选用 233

9.2.1 常用支护结构分类 233

9.2.2 常用支护结构及其特点 234

9.2.3 基坑支护结构类型的选择 237

9.3 重力式水泥土挡墙设计 238

9.3.1 概述 239

9.3.2 作用在水泥土挡墙上的荷载 239

9.3.3 水泥土挡墙的设计 240

9.3.4 水泥土挡墙的施工 246

9.4 板式支护结构设计 246

9.4.1 概述 246

9.4.2 围护墙内力计算 247

9.4.3 围护墙设计 251

9.4.4 内支撑系统设计 255

9.5 井点降水及土方开挖 259

9.5.1 概述 259

9.5.2 井点降水 259

9.5.3 土方开挖 262

9.6 基坑监测与环境监护 262

9.6.1 基坑监测 263

9.6.2 基坑工程对环境的影响 265

9.6.3 对基坑工程以及周边环境的监护 265

思考题与习题 265

10 浅基础 267

10.1 地基基础设计基本原则 267

10.1.1 地基基础设计等级 267

10.1.2 地基基础设计要求 268

10.1.3 作用效应组合与抗力取值 269

10.1.4 地基基础设计步骤 270

10.2 浅基础的类型 270

10.2.1 无筋扩展基础 271

10.2.2 扩展基础 273

10.2.3 柱下条形基础 274

10.2.4 筏形和箱形基础 275

10.2.5 壳体基础 276

10.3 基础埋置深度的确定 276

10.3.1 建筑物的构造及基础的型式和构造 277

10.3.2 作用在地基上的荷载大小和性质 277

10.3.3 工程地质和水文地质条件 278

10.3.4 相邻建筑物的基础埋深 279

10.3.5 地基土冻胀和融陷的影响 279

10.4 地基承载力 281

10.4.1 荷载试验确定地基承载力特征值 282

10.4.2 公式计算确定地基承载力特征值 282

10.4.3 地基承载力的修正 283

10.4.4 影响地基承载力的因素 284

10.5 基础底面尺寸的确定 284

10.5.1 按持力层承载力计算 284

10.5.2 软弱下卧层承载力的验算 286

10.6 地基变形验算 290

10.6.1 地基变形特征 290

10.6.2 地基变形特征的控制 290

10.6.3 建筑物地基变形的允许值 291

10.7 扩展基础设计 292

10.7.1 扩展基础的构造要求 292

10.7.2 扩展基础的结构设计 292

10.8 柱下钢筋混凝土条形基础设计 302

10.8.1 地基基础与上部结构共同作用的概念 302

10.8.2 柱下钢筋混凝土条形基础的构造要求 303

10.8.3 柱下钢筋混凝土条形基础内力计算方法 304

10.9 筏形基础设计 313

10.9.1 筏形基础的构造要求 313

10.9.2 筏形基础的结构与内力计算 314

10.10 减轻不均匀沉降损害的措施 319

10.10.1 建筑措施 319

10.10.2 结构措施 322

10.10.3 施工措施 323

思考题与习题 324

11 桩基础 326

11.1 概述 326

11.1.1 桩基础的适用性 326

11.1.2 桩基设计内容 327

11.1.3 桩基设计原则 327

11.2 桩和桩基的分类 328

11.2.1 桩基的分类 328

11.2.2 桩的分类 329

11.3 竖向荷载下单桩的工作性能 333

11.3.1 桩的荷载传递 333

11.3.2 单桩的破坏模式 334

11.3.3 桩侧负摩阻力 335

11.4 单桩竖向承载力 337

11.4.1 按照《建筑地基基础设计规范》确定单桩竖向承载力特征值 338

11.4.2 按照《建筑桩基技术规范》确定单桩竖向极限承载力 339

11.4.3 按照《建筑桩基技术规范》确定单桩竖向承载力特征值 342

11.4.4 群桩中单桩（基桩）竖向承载力特征值 342

11.4.5 抗拔承载力验算 343

11.4.6 桩身承载力验算 344

11.5 桩的水平承载力 345

11.5.1 单桩水平承载力的影响因素 345

11.5.2 单桩水平承载力的确定 346

11.5.3 水平荷载作用下基桩内力和位移分析 346

11.6 群桩基础计算 349

11.6.1 群桩的工作特点 349

11.6.2 桩顶作用效应简化计算 350

11.7 桩基础设计 351

11.7.1 桩类型、桩长和截面尺寸选择 351

11.7.2 桩数及桩位布置 352

11.7.3 群桩中单桩（基桩）承载力的验算 353

11.7.4 软弱下卧层承载力的验算 354

11.7.5 桩基沉降验算 355

11.7.6 承台设计 357

11.7.7 桩身结构设计 365

思考题与习题 370

12 动力机器基础与地基基础抗震简介 371

12.1 动力机器基础的设计原理 371

12.1.1 动力机器的分类 371

12.1.2 地基和基础的计算规定 372

12.1.3 地基动力特性参数 374

12.2 建筑场地类别与震害 375

12.2.1 建筑场地类别 375

12.2.2 地基震害 377

12.2.3 土工构筑物的震害 378

12.3 土的动力特性 379

12.3.1 应变范围 380

12.3.2 静力和动力加载条件的差异 380

12.3.3 土的变形特性与剪应变的相关性 381

12.3.4 动力试验的加载方式 382

12.4 地基基础抗震设计 383

12.4.1 地基基础抗震验算 383

12.4.2 地基抗震措施 384

12.4.3 非液化地基上桩基抗震承载力验算 386

思考题与习题 388

13 岩土工程经济与管理概述 389

13.1 岩土工程技术经济分析 390

13.1.1 岩土工程勘察、设计技术方案经济分析 390

13.1.2 岩土工程施工技术经济分析 391

13.1.3 工程项目运营阶段技术经济分析 391

13.2 岩土工程概预算及收费计算原则 392

13.2.1 岩土工程设计概算 392

13.2.2 岩土工程施工图预算 393

13.2.3 岩土工程施工预算 394

13.2.4 岩土工程施工预算与施工图预算的差异和对比分析 395

13.2.5 岩土工程收费计算原则 396

13.3 岩土工程招标与投标 399

13.3.1 招标投标的主要方式 399

13.3.2 招标投标的程序 399

13.3.3 投标报价的依据和基本原则 400

13.3.4 编制标书的步骤及注意事项 401

13.4 注册土木工程师（岩土）的权利与义务 401

13.4.1 注册土木工程师（岩土）的权利与义务 401

13.4.2 注册土木工程师（岩土）的执业范围 402

13.4.3 全国勘察设计行业从业公约和职业道德准则 402

思考题与习题 403

参考文献 404