1土力学与地基基础1-2章教案.doc

第一章　绪论 教学目的： 使学生了解《土力学与地基基础》这门课的学习意义及主要内容。 教学重点与难点： 教学重点: 土力学与地基基础的基本概念 教学难点：地基基础埋深等概念的理解上 教学方法：课堂讲授法、多媒体教学法 教学时间：2课时 教学内容： 一、基本概念： 1、关于土的概念 (1)、土的定义：土是地表岩石经长期风化、搬运和沉积作用，逐渐破碎成细小矿物颗粒和岩石碎屑，是各种矿物颗粒的松散集合体。 (2)、土的特点： 1）散体性 2）多孔性 3）多样性 4）易变性 (3)、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：研究土的特性以及土体在各种荷载作用下的性状的一门力学分支。 3、地基与基础的概念 （1）、基础： 1）定义：建筑物的下部结构，将建筑物的荷载传给地基，起着中间的连接作用。（是建筑物的一部分） 2）分类：按埋深可分为： 浅基础：采用一般的施工方法和施工机械（例如挖槽、排水）（埋置深度不大，一般5 m）。 埋深较小。 深基础：需借助特殊施工方法的基础（埋置浓度超过5m）。桩基础、地下连续墙 （2）地基 1）定义：基底以下的土体中因修建建筑物而引起的应力增加值（变形）所不可忽略的那部分土层。（承受建筑物荷载而应力状态发生改变的土层。）（地层） 持力层：直接与基础接触，并承受压力的土层 下卧层：持力层下受建筑物荷载影响范围内的土层。 2）分类： 天然地基：在天然土层上修建，土层要符合修建建筑物的要求（强度条件、变形条件） 人工地基：经过人工处理或加固地基才能达到使用要求的地基。 二、重要性： 地基和基础是建筑物的根本，又位于地面以下，属地下隐蔽工程。它的勘察、设计以及施工质量的好坏，直接影响建筑物的安全，一旦发生质量事故，补救与处理都很困难，甚至不可挽救。 三、与土有关的工程问题 （一）变形问题 1、意大利比萨斜塔 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5．27m，比萨塔的倾斜归因于它的地基不均匀沉降。 2、苏州市虎丘塔： 虎丘塔位于苏州市西北虎丘公园山顶，原名云岩寺塔，落成于宋太祖建隆二年（公元961年），距今已有1000多年悠久历史。 1980年6月虎丘塔现场调查，当时由于全塔向东北方向严重倾斜，不仅塔顶离中心线已达2．31m，而且底层塔身发生不少裂缝，成为危险建筑而封闭、停止开放。 虎丘塔地基为人工地基，由大块石组成，块石最大粒径达1000mm。人工块石填土层厚1－2m，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。塔倾斜后，使东北部位应力集中，超过砖体抗压强度而压裂。 3、上海锦江饭店 1954年兴建的上海工业展览馆中央大厅，因地基约有14m厚的淤泥质软粘土，尽管采用了7.27m的箱形基础，建成后当年就下沉600mm。1957年6月展览馆中央大厅四角的沉降最大达1465.5mm，最小沉降量为1228mm。1957年7月，经苏联专家及清华大学陈希哲教授、陈梁生教授的观察、分析，认为对裂缝修补后可以继续使用(均匀沉降)。 （二）强度问题 1、加拿大特朗斯康谷仓 加拿大特朗斯康谷仓严重倾倒，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16 m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，才将谷仓扶下，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300－400m，估计有2－3亿立方米的岩块滑入水库，冲到对岸形成100－150m高的岩堆，致使库水漫过坝顶，冲毁了下游的朗格罗尼镇，死亡约2500人，但大坝却未遭破坏。 我国连云港码头的抛石棱体，1974年发生多次滑坡。 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。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