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1、地 基 基 础 工 程,窦 丽 然,绪 论,土力学、地基与基础的概念与地基基础有关的工程问题本课程的内容和学习建议学科的发展简况,一、土力学、地基与基础的概念,1、土：土是地表岩石经长期风化、剥蚀、搬运和沉积等物理、化学、生物风化作用，逐渐破碎成细小矿物颗粒和岩石碎屑，而形成的松散堆积物。土在工程中的应用（1）作为建筑物地基（2）作为建筑材料（3）建筑物周围环境2、土力学：是一门研究土体的科学，研究土的应力、应变、强度、稳定、渗透特性及其随时间的变化规律的学科。,4、基础：将结构物所承受的各种作用传递 到地基上的结构组成部分。按埋深分为：,浅基础：埋深小（荷载小、土质好）,深基础：埋深大（荷载
2、大、土质差）,3、地基：建筑物建在土层上，受建筑物荷载 影响的那一部分地层称为地基。地基分类：天然地基：地基土未经加固处理，直接支承建筑物的。人工地基：天然地基不能满足设计要求，对地基进行人工加固处理的。,人工地基：经过地基处理，加固上部土层，提高承载力。,浅基础,独立基础 条形基础,十字交叉基础,桩基础和深基础新加坡发展银行,四墩,每墩直径7.3m将荷载传递到下部好土层,承载力高,大直径钻孔桩,风化砂岩及粉砂岩,部分风化及不风化泥岩,下卧层,地基与基础,持力层（受力层）,地基基础设计的两个基本条件：,(1)强度：要求作用于地基的荷载不超过地基的承载能力，保证地基在防止整体破坏方面有足够的安全
3、储备；(2)变形：控制基础沉降使之不超过地基的变形允许值，保证建筑物不因地基变形而损坏或者影响其正常使用。,课程内容,第一章 土的物理性能及工程分类第二章 土中应力分布及计算 第三章 土的压缩性与地基沉降计算 第四章 土的抗剪强度 第五章 土压力计算 第六章 土坡稳定分析 第七章 地基的承载力 第八章 天然地基上的浅基础设计 第九章 桩基础与深基础,5、土力学、地基与基础的关系,建筑物上部结构的安全,基础的安全、耐久,基础的强度,地基强度、变形和稳定,土力学知识,二、与地基基础有关的工程问题（一）变形问题 1、意大利比萨斜塔,举世闻名的意大利比萨斜塔就是一个典型实例。因地基土层强度差，塔基的基
4、础深度不够，再加上用大理石砌筑，塔身非常重，1.42万吨。500多年来以每年倾斜1cm 的速度增加，比萨斜塔向南倾斜，塔顶离开垂直线的水平距离已达527m，比萨塔的倾斜归因于它的地基不均匀沉降。,比萨斜塔全景,2、苏州市虎丘塔：虎丘塔位于苏州市落成于宋朝。,1980年虎丘塔现场调查，当时由于全塔向东北方向严重倾斜，塔顶离中心线达231m，底层塔身发生不少裂缝。虎丘塔地基为人工地基，由大块石组成，块石最大粒径达1m。人工块石填土层厚12m，西南薄，东北厚。下为粉质粘土，呈可塑至软塑状态，也是西南薄，东北厚。,地基履盖层相差悬殊。,（二）强度问题（地基滑动）1、加拿大特朗斯康谷仓,加拿大特朗斯康谷
5、仓严重倾倒，是地基整体滑动强度破坏的典型工程实例。,1941年建成的加拿大特朗斯康谷仓，由于事前不了解基础下埋藏厚达15m的软粘土层，初次贮存谷物时，就倒塌了，地基发生了整体滑动，建筑物失稳，好在谷仓整体性强，谷仓完好无损，事后在主体结构下做了70多个支承在基岩上的砼墩，用了388个500KN的千斤顶，才将谷仓扶正，但其标高比原来降低了4m。,（三）渗透问题 1963年，意大利265m高的瓦昂拱坝上游托克山左岸发生大规模的滑坡，滑坡体从大坝附近的上游扩展长达1800m，并横跨峡谷滑移300400m，估计有23亿立方米的岩块滑入水库，冲到对岸形成100150m高的岩堆，致使库水漫过坝顶，冲毁了下
6、游的朗格罗尼镇，死亡约2500人，但大坝却未遭破坏。1998年长江全流域特大洪水时，万里长江堤防经受了严峻的考验，一些地方的大堤垮塌，大堤地基发生严重管涌，洪水淹没了大片土地，人民生命财产遭受巨大的威胁。仅湖北省沿江段就查出4974处险情，其中重点险情540处中，有320处属地基险情；溃口性险情34处中，除3处是涵闸险情外，其余都是地基和堤身的险情。,赵州桥,建于隋代的河北赵州桥,基础建在粉土层上，容许承载力550KPa,反算基底压力500-600KPa.,三、本课程的内容和学习建议,内容：1、土的基本性质，包括物理性质和力学性质；2、土体受力后的变形与稳定性问题；3、工程应用的要求和措施，主
7、要是地基设计与处理。学习建议1、理论学习：掌握理论公式的意义和应用条件，明确理论的假定条件，掌握理论的适用范围；2、试验：了解土的物理性质和力学性质的基本手段，重点掌握基本的土工试验技术，尽可能多动手操作，从实践中获取知识，积累经验；3、经验在工程应用中是必不可少的，工程技术人员要不断从实践中总结经验，以便能切合实际地解决工程实际问题。,正确理解概念，掌握基本原理，学会设计计算，重在工程应用,四、学科发展历史,土力学是利用力学知识和土工试验技术来研究土的强度、变形及其规律的一门科学。它既是一 门古老的工程技术，又是一门年轻的应用科学。古人兴建的大型水利工程、宫殿、庙宇、堤坝、大运河、桥梁等，都
8、为本学科的发展积累了丰富的经验，奠定了经典土力学的基础。然而，这些仅限于工程实践经验，未能形成系统的理论。土力学的系统理论始于18世纪兴起工业革命的欧洲。经过17、18世纪很多学者的研究，初步奠定了土力学的理论基础。,1773年法国库仑根据试验，创立了著名的土的抗剪强度库仑定律和土压力理论。1857年英国朗肯提出又一种土压力理论。1885年法国布辛奈斯克求得半无限空间弹性体，在竖向集中力作用下，全部6个应力分量和3个变形量的理论解。1922年瑞典费伦纽斯为解决铁路滑坡，完善了土坡稳定分析圆弧法。1925年美国著名科学家、土力学奠基人太沙基归纳前人的成就，发表了土力学 一书，比较系统地介绍了土力学的基本内容，土力学才成为一门独立的学科。,四、学科发展历史,20世纪60年代后期，由于计算机的出现、计算方法的改进与测度技术的发愤以及本构模型的建立等，迎来了土力学发展的新时期。现代土力学主要表现为一个模型（即本构模型）、三个理论（即非饱和土的固结理论、液化破坏理论和逐渐破坏理论）、四个分支（即理论土力学、计算土力学、实验土力学和应用土力学）。,本 章 小 结,掌握地基基础的概念及分类了解本学科的重要性及发展史,
