普通高等教育“十二五”规划教材 土力学与地基基础PDF电子书下载

第1章 土木结构基础工程学概论 1

1.1土木结构基础工程学的特点 1

1.2土力学的基本问题 2

1.2.1土力学在土木工程中的作用 2

1.2.2土力学的主要学科分支 4

1.2.3土力学的历史与发展 5

1.2.4目前土力学中存在的问题 7

1.3岩石学的基本问题 9

1.3.1岩石学概貌 10

1.3.2岩石力学概貌 13

1.4工程地质学的基本问题 17

1.4.1工程地质学概貌 17

1.4.2工程地质学的学科分支 19

1.4.3工程地质学的研究方法 20

1.4.4地基勘察的特点与基本要求 22

1.5土木结构基础设计的基本问题 29

1.6土木结构基础工程学的历史与发展 32

思考题与习题 33

第2章 地球土的基本特征 34

2.1地球土的形成机理 34

2.2地球土的物质组成及结构特征 36

2.2.1土的组成特征 36

2.2.2土的结构特征 41

2.3地球土的物理性质 42

2.3.1地球土的三相比例指标 42

2.3.2无黏性土（粗粒土）的密实程度 44

2.4地球土的水理性质 44

2.4.1黏性土的物理状态 44

2.4.2土的灵敏度和触变性 45

2.5地球土的力学性质 45

2.5.1土的压缩性 45

2.5.2土的抗剪性 47

2.5.3土的击实性 48

2.6地球土的工程分类 49

2.6.1土木结构基础工程设计中涉及的岩土的基本特征 49

2.6.2土木结构基础工程设计中涉及的岩土的主要工程特性指标 52

2.6.3浅层平板载荷试验的基本要求 52

2.6.4深层平板载荷试验的基本要求 53

2.6.5抗剪强度指标c、？标准值的确定方法 53

2.7地球土的机械压实机理 54

2.7.1土的压实原理 54

2.7.2影响击实效果的主要因素 54

2.7.3压实标准的确定与控制 55

2.7.4算例 57

思考题与习题 58

第3章 地球土中的渗流问题 60

3.1地球土中的渗流特征 60

3.2地球土体渗流的基本理论 60

3.2.1地球土的层流渗透定律 60

3.2.2土的渗透试验与渗透系数 62

3.3二维渗流与流网 65

3.3.1二维渗流及其渗流方程 65

3.3.2流网的特征及绘制方法 65

3.4渗流导致的工程问题 68

3.4.1渗流力 68

3.4.2流砂或流土现象 68

3.4.3管涌现象和潜蚀作用 69

思考题与习题 70

第4章 地球土的抗剪强度 71

4.1地球土的剪切破坏 71

4.1.1固体间的摩擦强度问题 71

4.1.2土的抗剪强度理论 72

4.2地球土的抗剪强度试验 74

4.2.1常用的抗剪强度试验方法 74

4.2.2三轴压缩试验中的孔隙压力系数 77

4.3地球土的抗剪分析 78

4.3.1饱和黏性土的抗剪强度分析 78

4.3.2强度问题中的应力路径 81

4.3.3无黏性土的抗剪强度 82

思考题与习题 83

第5章 地球土中的有效应力 84

5.1地球土中的应力来源及应力计算基本假定 84

5.2地球土中的自重应力 85

5.2.1水位线以上土中的竖向自重应力 85

5.2.2层状土的自重应力 85

5.2.3水位线以下土的自重应力 86

5.2.4饱和土中孔隙水压力、有效应力和总应力 86

5.3地球土中的附加应力 87

5.3.1基础与地基土间基底压力的分布特征 87

5.3.2基底压力的简化计算 87

5.3.3基底附加压力 88

5.4地球土的附加有效应力计算 89

5.4.1竖向集中力下的地基附加应力 89

5.4.2矩形荷载下的地基附加应力计算 90

5.4.3圆形荷载下的地基附加应力计算 92

5.4.4均布线荷载和条形荷载下的地基附加应力计算 92

5.4.5非均质和各向异性地基中的附加应力 94

思考题与习题 94

第6章 地球土中的侧向土压力 96

6.1地球土中侧向土压力的来源 96

6.2朗肯土压力理论 97

6.2.1无黏性土的主动土压力 98

6.2.2黏性土的主动土压力 101

6.2.3无黏性土的被动土压力 101

6.2.4黏性土的被动土压力 102

6.3库仑土压力理论 103

6.3.1库仑主动土压力 103

6.3.2库仑被动土压力 104

6.3.3黏性土和粉土的库仑主动土压力 105

6.3.4朗肯土压力理论和库仑土压力理论的比较 105

6.4其他土压力理论 106

6.5侧向土压力导致的工程问题 107

思考题与习题 109

第7章 地球土的固结问题 111

7.1地球土的固结机理 111

7.1.1土的压缩试验 112

7.1.2土的压缩曲线与压缩性指标 112

7.1.3土的原位荷载试验与变形模量 114

7.2地球土的固结理论 115

7.2.1饱和土的渗透固结问题 115

7.2.2泰萨基的一维固结理论 116

7.3地球土固结导致的工程问题 117

7.3.1地基最终沉降量计算的分层总和法 118

7.3.2考虑应力历史影响的地基最终沉降计算方法 120

7.3.3斯开普敦法计算最终沉降量 123

7.3.4地基沉降与时间的关系 125

7.3.5利用沉降观测资料推算后期沉降量 126

思考题与习题 127

第8章 地球土的承载力 129

8.1地球土的承载特征 129

8.2地球土的承载力计算 129

8.2.1浅基础地基的破坏 129

8.2.2地基的临界荷载 131

8.2.3地基极限承载力的特点 132

8.2.4普朗特尔和瑞斯讷极限承载力 133

8.2.5泰萨基极限承载力 134

8.2.6汉森和维西克极限承载力 136

8.3地球土的承载力测试方法 139

8.3.1地球土的承载力测试技术 139

8.3.2地基容许承载力和地基承载力特征值 141

思考题与习题 142

第9章 边坡稳定问题 143

9.1地球边坡的发展与演化 143

9.2边坡稳定分析的基本方法 143

9.2.1无黏性土坡的稳定性 143

9.2.2黏性土坡稳定性分析的特点 144

9.2.3黏性土土坡稳定分析的整体圆弧滑动法 144

9.2.4黏性土土坡稳定性分析的毕肖普条分法 145

9.2.5黏性土土坡稳定分析的简布条分法 147

9.2.6黏性土坡顶开裂时的土坡稳定性 148

9.2.7黏性土土体抗剪强度指标及稳定安全系数的选择 148

9.2.8黏性土中水渗流时的土坡稳定性 149

9.2.9几个典型的地基稳定性问题 150

9.2.10提高边坡抗滑稳定性的方法 151

思考题与习题 151

第10章 地球岩石及其基本性质 153

10.1地球岩石的特点与分类 153

10.1.1地球的主要造岩矿物 153

10.1.2地球岩石的常规分类 153

10.1.3地球岩石的主要工程性质 157

10.1.4影响地球岩石工程性质的主要因素 162

10.1.5地球岩石的工程分类 163

10.2地球围岩的工程性质 166

10.3地球围岩的初始应力场 170

10.3.1地球围岩初始应力场的形成 170

10.3.2地球围岩初始应力场的影响因素 172

10.4地球围岩的二次应力场及位移场 173

10.4.1岩石工程开挖后围岩的弹性二次应力状态及位移状态 174

10.4.2岩石工程开挖后围岩形成塑性区的二次应力状态及位移状态 178

10.4.3无支护坑道的稳定性及其破坏 182

10.5工程岩体的分级 183

思考题与习题 190

第11章 土木结构基础设计 192

11.1我国对土木结构基础设计的基本规定 192

11.1.1土木结构基础的形式与特点 192

11.1.2土木结构基础设计的基本要求 200

11.2基础埋置深度的确定原则 204

11.2.1基础埋置深度确定的基本要求 204

11.2.2地基土的冻胀性分类及建筑基底允许冻土层最大厚度规定 206

11.3承载力计算的基本规定 207

11.3.1不同情况下的承载力计算规则 207

11.3.2岩基载荷试验的基本要求 210

11.3.3岩石单轴抗压强度试验的基本要求 210

11.4变形计算的基本规定 210

11.4.1土木工程结构物地基变形计算的基本要求 210

11.4.2附加应力系数a、平均附加应力系数a的确定 213

11.5稳定性计算的基本规定 220

思考题与习题 221

第12章 山区地基的工程问题 222

12.1山区地基的特点 222

12.2山区地基的常见类型 222

12.2.1岩石地基 222

12.2.2土岩组合地基 223

12.2.3填土地基 224

12.3滑坡防治理论与技术 225

12.4岩溶及土洞的处理方法及基本要求 226

12.5边坡处理及挡墙设计 227

12.5.1土质边坡处理与重力式挡墙设计 227

12.5.2岩石边坡处理以及岩石锚杆挡墙设计 229

12.5.3挡土墙主动土压力系数ka的确定方法 231

12.5.4岩石锚杆抗拔试验的基本要求 233

思考题与习题 233

第13章 软弱地基的工程问题 234

13.1软弱地基的特点 234

13.2软弱地基的利用与改良 234

13.2.1软弱地基利用与改良的基本原则 234

13.2.2软弱地基利用与改良中的建筑措施 235

13.2.3软弱地基利用与改良中的结构措施 236

13.2.4大面积地面荷载处置的技术措施 236

13.2.5大面积地面荷载作用下地基附加沉降量计算 237

思考题与习题 238

第14章 土木结构基础设计的基本方法 239

14.1岩石锚杆基础设计 239

14.2无筋扩展基础设计 239

14.3扩展基础设计 240

14.4柱下条形基础设计 245

14.5筏形基础设计 246

14.5.1筏形基础设计的基本要求 246

14.5.2冲切临界截面周长及极惯性矩计算方法 251

14.6桩基础设计 252

14.6.1桩基础设计的基本要求 252

14.6.2单桩竖向静载荷试验的基本要求 258

14.6.3桩基础最终沉降量计算方法 259

14.6.4单桩水平静载荷试验的基本要求 261

14.6.5单桩竖向抗拔载荷试验的基本要求 263

14.6.6阶梯形承台及锥形承台斜截面受剪的截面宽度确定方法 264

14.6.7摩擦桩单桩竖向承载力估算的引力元法 265

14.6.8基于引力元的群摩擦桩沉降估算方法 268

14.7沉井及地下连续墙设计 269

14.7.1沉井基础及地下连续墙设计的基本要求 269

14.7.2沉井的类型和构造 269

14.7.3沉井及地下连续墙设计计算 272

14.8特殊土地基上的基础设计 277

14.8.1湿陷性黄土地基设计 277

14.8.2膨胀土地基设计 280

14.8.3冻土地区基础工程设计 283

14.8.4地震区的基础工程设计 286

思考题与习题 289

第15章 基坑工程设计与施工 290

15.1基坑工程的设计施工特点 290

15.2基坑工程设计的常用方法及要求 291

15.2.1基坑工程设计与施工的总体要求 291

15.2.2基坑工程支护结构内支撑设计与施工的基本要求 292

15.2.3基坑工程土层锚杆设计与施工的基本要求 292

15.2.4基坑工程逆作法设计与施工的基本要求 293

15.2.5岩体基坑工程设计与施工的基本要求 294

15.2.6基坑工程地下水控制设计与施工的基本要求 294

15.2.7基坑工程支护结构稳定性验算的基本要求 295

15.2.8基坑工程抗渗流稳定性计算方法及基本要求 297

15.2.9基坑工程土层锚杆试验的基本要求 297

15.2.10基于引力元的基坑坑壁土压力估算方法 298

15.3基坑工程施工的常用方法及要求 300

15.3.1水泥土搅拌桩围护结构施工要点 301

15.3.2钢板桩围护结构施工要点 301

15.3.3钻孔灌注桩围护结构施工要点 302

15.3.4挖孔灌注桩围护结构施工要点 302

15.3.5地下连续墙围护结构施工要点 302

15.3.6支撑与土锚结构施工要点 304

15.3.7土钉墙围护结构施工要点 304

15.3.8逆作法施工要点 304

15.3.9基坑土方工程施工要点 305

15.3.10基坑降水施工要点 306

15.3.11基坑加固施工要点 306

15.3.12基坑工程信息化监测和施工的基本要点 306

15.3.13基坑工程事故的预防 309

思考题与习题 312

第16章 基础工程检（监）测及室内试验 314

16.1基础工程检测、监测的基本要求 314

16.1.1基础工程检测、监测的基本规定 314

16.1.2基础工程检验的主要内容及要求 314

16.1.3基础工程施工监测的主要内容及要求 315

16.1.4土工试验的基本要求及试样制备方法 316

16.2土的颗粒分析试验 318

16.3土的密度试验 323

16.4土的容重（d4℃，H2O）试验 325

16.5土的含水量试验 327

16.6土的界限含水量试验 329

16.7土的渗透试验 331

16.8土的击实试验 335

16.9土的压缩试验 338

16.10土的无侧限抗压强度试验 342

16.11土的直接剪切试验 344

16.12土的三轴剪切试验 347

思考题与习题 350

参考文献 351