绪言 1
一、地基及基础的概念 1
二、本课程的特点和学习要求 3
三、本学科发展概况 3
第一章 土的物理性质及分类 6
1-1 概述 6
1-2 土的生成 6
一、地质作用的概念 6
二、矿物与岩石的概念 7
三、地质年代的概念 10
四、第四纪沉积物(层) 11
1-3 土的组成 15
一、土的固体颗粒 15
二、土中的水和气 18
三、土的结构和构造 21
1-4 土的三相比例指标 22
一、指标的定义 22
二、指标的换算 25
1-5 无粘性土的密实度 27
一、粘性土的界限含水量 28
1-6 粘性土的物理特征 28
二、粘性土的塑性指数和液性指数 29
三、粘性土的灵敏度和触变性 30
1-7 土的渗透性 31
1-8 地基土(岩)的分类 32
一、岩石的工程分类 32
二、碎石类土 33
三、砂类土 34
四、粉土 34
五、粘性土 34
六、特殊土 35
七、细粒土按塑性图分类 38
习题 39
第二章 地基的应力和沉降 41
2-1 概述 41
2-2 土中自重应力 42
2-3 基底压力(接触应力) 44
一、基底压力的简化计算 44
二、基底附加压力 46
2-4 地基附加应力 47
一、竖向集中力下的地基附加应力 47
二、矩形荷载和圆形荷载下的地基附加应力 50
三、线荷载和条形荷载下的地基附加应力 58
四、非均质和各向异性地基中的附加应力 63
2-5 地基沉降的弹性力学公式 65
一、柔性荷载下的地基沉降 65
二、刚性基础的沉降 67
三、刚性基础的倾斜 67
2-6 土的压缩性 69
一、基本概念 69
二、压缩曲线和压缩性指标 70
三、土的变形模量 74
2-7 地基的最终沉降量 78
一、按分层总和法计算 78
二、按规范方法计算 81
2-8 应力历史对地基沉降的影响 89
一、沉积土层的应力历史 89
二、考虑应力历史影响的地基最终沉降计算 91
2-9 地基最终沉降计算问题综述 94
一、分层总和法共同假设的用意 94
二、各分层总和法的特点及应用 94
三、地基沉降计算深度问题探讨 95
2-10 饱和土的有效应力和渗透固结 96
一、饱和土中的有效应力 97
二、太沙基-维固结理论 100
2-11 地基沉降发展三分量 105
一、三维应力状态下土的变形和地基沉降的发展 105
二、瞬时沉降计算 107
三、固结沉降计算 108
四、次固结沉降计算 109
五、利用沉降观测资料推算后期沉降量 110
习题 111
3-2 库伦公式和莫尔-库伦强度理论 113
一、库伦公式 113
3-1 概述 113
第三章 土的抗剪强度 113
二、莫尔-库伦强度理论 114
3-3 抗剪强度的测定方法 117
一、直接剪切试验 117
二、三轴压缩试验 118
三、无侧限抗压强度试验 119
四、十字板剪切试验 120
3-4 孔隙压力系数 121
一、不固结不排水抗剪强度 123
3-5 饱和粘性土的抗剪强度 123
二、固结不排水抗剪强度 124
三、固结排水抗剪强度 126
四、抗剪强度指标的选择 126
3-6 应力路径 128
3-7 无粘性土的抗剪强度 130
习题 130
第四章 土压力、地基承载力和土坡稳定性 132
4-1 概述 132
4-2 挡土墙上的土压力 133
4-3 朗肯土压力理论 134
一、主动土压力 135
二、被动土压力 137
三、几种情况下的土压力计算 138
4-4 库伦土压力理论 141
一、主动土压力 141
二、被动土压力 145
三、粘性土的土压力 146
四、朗肯理论与库伦理论比较 147
五、库尔曼图解法 148
一、挡土墙的类型 149
4-5 挡土墙设计 149
二、挡土墙的计算 150
三、重力式挡土墙的体型选择和构造措施 153
4-6 地基破坏型式和地基承载力 155
4-7 浅基础的地基临塑荷载 157
4-8 浅基础的地基极限承载力 159
一、普朗德尔极限承载力理论 159
二、太沙基承载力理论 160
三、魏锡克极限承载力公式 162
一、土坡稳定性分析 165
4-9 土坡和地基的稳定性分析 165
二、地基稳定性分析 169
习题 170
第五章 地基勘察 172
5-1 概述 172
5-2 地质构造 172
一、褶皱构造 173
二、断裂构造 173
5-3 地形和地貌 174
一、地形和地貌的定义 174
二、几种地貌单元 174
一、地下水的埋藏条件 175
5-4 水文地质条件 175
二、地下水的腐蚀性 176
5-5 土中渗流的影响 176
一、渗流力 176
二、竖向渗流与流砂现象 177
三、渗流对土坡稳定性的影响 178
四、渗流对挡土墙土压力的影响 179
5-6 地基勘察的任务和内容 181
一、地基勘察与岩土工程等级的关系 181
四、详细勘察 182
三、初步勘察基本要求 182
二、选址勘察(可行性研究勘察)基本要求 182
五、勘察任务书 183
5-7 地基勘察方法 183
一、工程地质测绘与调查 183
二、勘探工作 184
三、测试工作及指标整理 190
5-8 地基勘察报告书 195
一、勘察报告书的编制 195
二、勘察报告的阅读和使用 197
三、勘察报告实例 198
习题 203
第六章 浅基础常规设计 204
6-1 概述 204
6-2 地基、基础与上部结构相互作用的概念 205
一、基本概念 205
二、地基与基础的相互作用 206
三、上部结构刚度的影响 209
6-3 浅基础的若干类型 211
一、扩展基础 211
二、联合基础 214
三、独立基础 215
6-4 基础埋置深度的选择 216
一、与建筑物有关的条件 216
二、工程地质条件 216
三、水文地质条件 217
四、地基冻融条件 217
五、场地环境条件 218
6-5 地基承载力设计值 218
一、按土的抗剪强度指标确定 219
二、按地基载荷试验确定 221
三、按规范承载力表确定 222
6-6 按地基承载力确定基础底面尺寸 227
一、按地基持力层的承载力计算基底尺寸 227
二、软弱下卧层的验算 231
6-7 地基特征变形验算和基础底面尺寸调整 232
一、地基特征变形验算 232
二、按允许沉降差调整基础底面尺寸 237
6-8 防止不均匀沉降损害的措施 240
一、建筑措施 240
二、结构措施 244
三、施工措施 245
习题 246
第七章 连续基础 248
7-1 概述 248
7-2 地基计算模型 248
一、文克勒地基模型 248
二、弹性半空间地基模型 249
三、线性变形层和单向压缩层地基模型 251
四、相互作用分析的基本条件和常用方法 254
7-3 文克勒地基上梁的计算 254
一、无限长梁的解答 254
二、有限长梁的计算 257
三、地基上梁的柔度指数 258
四、基床系数的确定 261
7-4 地基上梁的数值分析 264
一、有限差分法 265
二、有限单元法 268
三、地基柔度矩阵 271
四、迭代计算步骤 271
五、有限差分法算例 273
7-5 刚性基础的基底反力、沉降和倾斜计算 278
一、地基上板的微分方程式 281
7-6 地基上板的有限差分分析法 281
二、地基上板的差分方程式 282
三、差分方程组的建立和求解 284
7-7 柱下条形基础 288
一、柱列下的单向条形基础 288
二、交叉条形基础 293
7-8 筏板基础 294
一、构造要求 295
二、内力计算 296
7-9 箱形基础 297
一、构造要求 298
二、简化计算 299
7-10 补偿性基础概要 300
一、基本概念 300
二、应考虑的几个主要问题 301
习题 304
第八章 桩基础 305
8-1 概述 305
一、桩基础的适用性 305
二、桩基设计内容 305
三、桩基设计原则 306
8-2 桩的分类与质量检验 307
一、预制桩与灌注桩 307
二、按设置效应分类 310
三、桩的质量检验 311
8-3 单桩轴向荷载的传递 311
一、桩身轴力和截面位移 311
二、桩侧摩阻力和桩端阻力 312
三、端承型桩和摩擦型桩 313
四、桩侧负摩阻力 314
一、静载荷试验 315
8-4 单桩竖向承载力的确定 315
二、按土的抗剪强度指标确定 316
三、确定单桩竖向极限承载力标准值的规范方法 319
8-5 群桩效应 322
一、端承型群桩基础 323
二、摩擦型群桩基础 323
三、按规范确定基桩竖向承载力设计值 325
8-6 桩基承载力和沉降验算 328
一、桩顶作用效应 328
二、基桩竖向承载力验算 329
三、桩基软弱下卧层承载力验算 330
四、桩基沉降验算 331
五、桩基负摩阻力验算 331
8-7 桩的水平承载力与位移 333
一、单桩水平静载荷试验 333
二、按弹性地基理论计算 336
三、单桩水平承载力设计值 338
8-8 桩基础设计 339
一、基本设计资料 339
二、桩的类型、截面和桩长的选择 340
三、桩的根数和布置 341
四、桩身结构设计 342
五、承台设计 344
习题 350
第九章 软弱土地基处理 352
9-1 概述 352
9-2 夯实法及碾压法 354
一、土的压实原理 355
二、重锤夯实法 356
三、机械碾压法 356
一、换土垫层及其作用 357
9-3 换土垫层法 357
四、振动压实法 357
二、砂垫层(或碎石垫层)的设计要点 358
三、砂垫层(或碎石垫层)的施工要点 360
9-4 排水固结预压法 360
一、原理与应用条件 360
二、砂井地基固结理论 362
三、应用与设计 367
四、砂井和排水带地基施工简介 372
9-5 挤密法和振冲法 373
一、挤密及振冲作用机理 373
二、设计和计算原理 375
9-6 强夯法 378
一、强夯法的作用机理 378
二、强夯实施要点 380
9-7 深层水泥搅拌法 380
一、水泥土形成的机理 381
二、深层水泥搅拌法的设计 382
9-8 高压喷射注浆法 388
习题 390
一、黄土的特征和分布 392
10-2 湿陷性黄土地基 392
10-1 概述 392
第十章 区域性地基 392
二、湿陷发生的原因和影响因素 393
三、湿陷性黄土地基的勘察与评价 394
四、湿陷性黄土地基的工程措施 398
10-3 膨胀土地基 399
一、膨胀土的特性 399
二、膨胀土地基的勘察与评价 401
三、膨胀土地基的工程措施 403
10-4 岩溶、土洞和红粘土地基 404
二、岩溶地基稳定性评价和处理措施 405
一、岩溶发育的条件 405
三、土洞地基 406
四、红粘土地基 407
10-5 滑坡 407
一、滑坡的形态、特征和分类 408
二、滑坡的形成条件 409
三、滑坡推力的计算 410
四、滑坡的预防 412
10-6 地震区的地基基础问题 413
一、地震的概念 413
二、地基的震害现象 416
三、地基基础抗震设计原则 418
习题 420
第十一章 动力机器基础 422
11-1 概述 422
11-2 振动对地基的影响及机器基础的设计步骤 423
一、振动对土性质的影响 423
二、振动作用下地基的承载力 424
三、动力机器基础设计的一般步骤 424
11-3 实体式基础振动计算理论简述及地基动力参数 425
一、实体式基础振动计算理论简述 425
二、天然地基动力参数 426
三、桩基动力参数 428
11-4 实体式机器基础振动计算方法 429
一、竖向振动 429
二、水平回转耦合振动 432
三、扭转振动 435
11-5 锻锤基础的设计 436
一、锻锤基础的构造及设计的一般原则 436
二、锻锤基础振动的控制条件 438
三、锻锤基础的振动计算 438
四、锻锤基础设计实例 441
11-6 曲柄连杆机器基础设计简述 443
一、曲柄连杆机器的运动机理及扰力 443
二、曲柄连杆机器基础的构造及设计一般原则 444
三、曲柄连杆机器基础的振动计算 445
11-7 振动基础在土中引起的波动及防振措施 446
一、土中的体积波和界面波 446
二、振动基础在土中引起的波动的传播特征 448
三、地面振动随距离的衰减 448
四、减少动力机器基础振动影响的措施 448
习题 450