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绪论 0.1土力学与地基基础的概念 0.2学习本课程的重要性 0.3本课程的内容与学习要求 0.4本学科的发展概况 教学目标 知道土力学与地基基础的概念 知道学习本课程的重要性 知道本课程的内容与学习要求 知道本学科的发展概况 0.1土力学与地基基础的概念 地基中我们把直接与基础接触的土层称为持力层;持力层下受建筑物荷载影响范围内的土层称为下卧层,其相互关系如图0-1所示。 在中外建筑历史上,有举不胜举的地基基础事故的例子,典型的有: 0.3 本课程的内容与学习要求 尚辅网 / 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 主要内容 重 点 土力学与地基基础的概念 难 点 土力学与地基基础的概念 知道学习本课程的重要性 建筑物建造在地层上,使地层中应力状态发生改变。我们将承受建筑物荷载而应力状态发生改变的那一部分地层称为地基,建筑物向地基传递荷载的下部结构称为基础。因此,地基和基础是两个不同的概念,地基属于地层,是支承建筑物的那一部分地层;基础则属于建筑物,是建筑物的一部分。 由于建筑物的建造使地基中原有的应力状态发生变化,土层发生变形。为了控制建筑物的沉降和保持其稳定性,就必须运用力学方法来研究荷载作用下地基土的变形和强度问题,以便使地基满足两方面要求: ①要求作用于地基的荷载不超过地基的承载力,保证足够的安全储备。 ②控制基础的沉降不超过允许值,保证建筑物不因变形而损坏或影响正常使用。 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称为土力学。 土力学的研究内容 土中水的作用、土的渗透性、压缩性、固结、抗剪强度、土压力、地基承载力、土坡稳定等土体的力学问题。 图0-1 基础的结构形式 浅基础 深基础 埋置深度不大(一般为小于或等于5m),只需经过挖槽、排水等普通施工程序,采用一般施工方法和施工机械就可施工的基础 基础埋置深度超过一定值,需借助特殊施工方法施工的基础 基础是建筑物的一个组成部分,基础的强度直接关系到建筑物的安全与使用。而地基的强度与变形、稳定更直接影响到基础以及建筑物的安全性、耐久性和正常使用。建筑物的上部结构与基础、地基三部分构成了一个既相互制约又共同工作的整体。目前,要把三部分完全统一起来进行设计计算还有困难,现阶段采用的常规设计方法是将上部结构、基础、地基三部分分开,按照静力平衡原则,采用不同的假定进行分析计算,同时考虑地基—基础—上部结构相互共同作用。 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。此外,花费在地基与基础上的工程造价和工期在建筑物总造价和总工期中所占的比例,视其复杂程度和设计、施工的合理与否,约为百分之几到百分之几十之间,高的造价占将近总造价的1/3,相应工期占将近总工期的1/4。 0.2 学习本课程的重要性 1) 上海锦江饭店北楼(原名华懋公寓)建于1929年,总层数为14层、高度为57m,是当时上海最高的一幢建筑物。基础座落在软土地基上,采用桩基础,由于工程承包商偷工减料,未按设计桩数施工,造成大幅度沉降,建筑物的绝对沉降达2.6m,致使原底层陷入地下,成了半地下室,严重影响使用。 2)建于1941年的加拿大特朗斯康谷仓由65个圆柱形筒仓组成,高31m,宽23m,其下为片筏基础,由于事前不了解基础下埋藏有厚达16m的软黏土,建成后贮存谷物,使基底压力超过了地基的极限承载力,结果谷仓西侧突然陷入土中8.8m,东侧抬高1.5m,仓身严重倾斜(见图0-2)。这是地基发生整体滑动,建筑物丧失稳定性的典型例子。 3)香港宝城大厦建在山坡上。1972年5月至6月雨季出现连续大暴雨,特别是6月份雨量竟高达1658.6mm,引起山坡残积土软化而滑动。7月18日早晨7点钟,山坡下滑,冲毁高层建筑宝城大厦。居住在该大厦的银行界人士120人当场死亡。这一事故引起全世界震惊,从而对岩土工程倍加重视。 本书共有9章,“绪论”和第1章“土的物理性质及工程分类”是学习本门课程的基础知识;第2章至第4章是土力学的基本原理部分,也是本门课程的重要内容,要求理解土中应力分布及地基沉降的计算方法,学会用规范的方法计算地基沉降,掌握土的抗剪强度定律、抗剪强度指标的测试方法,了解土的极限平衡原理和条件,并学会应用规范确定地基承载力。要求了解土压力的概念及产生条件,学会一般情况下的土压力计算方法,熟悉土坡稳定分析方法的基本概念。第5章至第9章为地基基础部分,包括工程地质勘察、浅基础设计、桩基础、
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