tlxdjjc1《土力学与地基基础》第一章节绪论.ppt

第一章 引言(introduction) 本章提要与学习目标 土力学与地基基础是工程管理专业、土木工程专业的一门重要的技术基础课，它由两个重要的部分组成：一是有关土的物理力学性质以及土的强度理论、渗透理论和变形理论的知识，即解决土力学各种课题的基本理论和试验研究方法；二是关于地基基础设计与施工的知识，即基础工程学的内容。前者为后者提供解决工程问题的试验方法和理论基础；后者具有极强的技术性和应用性。因此，土力学与地基基础是一门实践性和理论性都比较强的技术基础课。 本章学习土力学、地基及基础的概念，地基工程事故类别及特征，学科发展概况，本课程的特点、内容与学习要求。要求掌握土力学、地基及基础的概念，初步了解地基工程事故类别及特征，了解本课程的特点，熟悉本课程的学习内容与要求。 第一节土力学、地基及基础的概念 土（soil） —矿物或岩石碎屑构成的松软集合体。 土力学（soil mechanics）—利用力学的一般原理，研究土的物理、化学和力学性质及土体在荷载、水、温度等外界因素作用下工程性状的应用科学。 地基与基础（foundation） 地基与基础 地基-直接承受建筑物荷载影响的那一部分地层。 地基-人工地基、天然地基 基础-将建筑物荷载传递给地基的地下结构部分 地基与基础设计必须满足两个基本条件:①要求作用于地基的荷载不超过地基的承载能力，保证地基具有足够的防止整体破坏的安全储备； ②控制基础沉降使之不超过地基的变形容许值;保证建筑物不因地基变形而损坏或影响其正常使用。在荷载作用下，建筑物的地基、基础和上部结构三部分彼此联系、相互制约。设计时应根据地质勘察资料，综合考虑地基—基础—上部结构的相互作用与施工条件，通过经济、技术此较，选取安全可靠、经济合理、技术先进和施工简便的地基基础方案。 地基与基础统称为基础工程，他们是建筑物的根本，其勘察、设计和施工质量的好坏将直接影响到建筑物的安危、经济和正常使用。由于基础工程是在地下或水下进行，施工难度大，在一般高层建筑中，其造价约占总造价的25%，工期约占总工期的25%~30%，当需采用深基础或人工地基时，其造价和工期所占比例更大。 岩土工程（geotechnical engineering） 以土力学、岩石力学、工程地质学和地基基础工程学 为理论基础，解决和处理在建设过程中出现的所有与岩土体有关的工程技术问题。是一门地质与工程紧密结合的 新专业学科，属于土木建筑工程范畴 第二节 地基工程事故类别及特征 拟建建筑物场地一旦确定，人们对其地质条件便没有选择的余地，只能是尽可能的认识它，并合理地利用或处理它。为了保证工程安全，地基土体必须满足承载力和稳定性要求，还必须满足其变形（沉降和不均匀沉降）不超过建筑物的允许值要求。若不满足上述要求，就可能发生严重的工程事故。 建筑物事故的发生，不少与地基问题有关。地基的过量变形或不均匀变形，使上部结构出现裂缝、倾斜，削弱和破坏了结构的整体性，并影响到建筑物的正常使用，严重者地基失稳导致建筑物倒塌。 地基事故可分为天然地基事故和人工地基事故两大类。 一、地基失稳事故 在建筑工程中，地基失稳的后果常很严重，有时甚至是灾难性的，例如，1913年建造的加拿大特朗斯康谷仓(图1-2)，由65个圆柱形筒仓组成，高31m，宽23.5m，其下为筏板基础，由于事前不了解基础下埋藏有厚达16m的软粘土层，建成后初次贮存谷物时，基底压力(320kPa)超过了地基极限承载力。致使谷仓西侧突然陷入土中8.8m，东侧则抬高1.5m，仓身整体倾斜26。53’。这是地基发生整体滑动、建筑物丧失稳定性的典型范例。 加拿大谷仓 二、地基变形事故 （一）软弱地基变形特征 软土地基沉降大且不均匀。上海展览中心馆中央大厅为框架结构，箱形基础两层，埋深7.27m。箱基顶面至中央大厅上面的塔尖，总高96.63m。地基为淤泥质土，压缩性很大。该馆于1954年5月开工，当年年底实测平均沉降量为600mm。到1979年9月，该馆累计平均沉降量为1600mm，逐渐趋向稳定。建筑物严重下沉使室内外地坪高差大，行走不便，室外散水倒坡、雨水积聚，尤其是上下水通、照明、通信、动力电缆内外连接的管网折断。 意大利比萨斜塔 例如，世界著名的意大利比萨斜塔，1173年动工，高约55m，因地基压缩层不均、排水缓慢，北侧下沉lm多，南侧下沉近3m。1932年曾灌注1000t水泥，也末奏效，每年仍下沉约lmm。目前正在处理之中。 （二）不均匀沉降对上部结构产生的影响 不均匀沉降对上部结构产生的影响表现在如下方面： 1．砖墙开裂。 2．砖柱断裂。 3．钢筋混凝土柱倾斜或开裂。 4．高耸构筑物的倾斜。 （三）地基湿陷变形对上部结构产生的影响 地