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.DOC

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。 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。 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（荷载大、土质差） 5、土力学、地基与基础的关系 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2．31m，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。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。 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。 （四）成功的案例 赵州桥：基础建在粗砂层上，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。 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。但直到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。 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，以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