土力学与地基基础-(第2版)

目 录 绪论 1 0.1 土力学、地基、基础的概念 1 0.2 本学科的发展概况 3 0.3 本课程的内容、特点及学习要求 5 思考题 7 第1章 土的物理性质及工程分类 9 1.1 土的形成与成因类型 10 1.1.1 土的形成 10 1.1.2 土的成因类型 10 1.2 土的三相组成 13 1.2.1 土的固体颗粒 13 1.2.2 土中水 15 1.2.3 土中气体 16 1.3 土的结构和构造 16 1.3.1 土的结构 17 1.3.2 土的构造 18 1.4 土的物理性质指标 18 1.4.1 土的三个基本指标 19 1.4.2 土的推算指标 21 1.5 土的物理状态指标 24 1.5.1 无黏性土的密实度 24 1.5.2 黏性土的物理状态 26 1.5.3 黏性土的灵敏度和触变性 28 1.6 土的工程分类 29 思考题与习题 32 第2章 土的击实性及渗透性 35 2.1 土的击实性 36 2.1.1 击实试验 36 2.1.2 黏性土的击实特性 36 2.1.3 无黏性土的击实特性 37 2.1.4 影响土的击实效果的因素 37 2.1.5 土的压实度 38 2.2 土的渗透性 39 2.2.1 达西定律 39 2.2.2 渗透系数的测定 40 2.2.3 影响土的渗透性的因素 41 2.2.4 渗透力与渗透变形破坏 43 思考题与习题 46 第3章 土中应力计算 47 3.1 概述 48 3.1.1 土中应力计算的目的 及方法 48 3.1.2 土中应力的类型 48 3.2 土的自重应力 49 3.2.1 竖向自重应力 49 3.2.2 水平自重应力 51 3.3 基底压力与基底附加应力 52 3.3.1 基底压力 52 3.3.2 基底附加应力 55 3.4 地基中的附加应力 57 3.4.1 集中荷载作用下的地基 附加应力 57 3.4.2 矩形基础地基附加应力 58 3.4.3 圆形基础竖向均布荷载 64 3.4.4 条形基础地基附加应力 65 思考题与习题 67 第4章 地基沉降量计算 69 4.1 侧限压缩试验 70 4.1.1 土的压缩性 70 4.1.2 侧限压缩试验 70 4.1.3 试验结果的表达方法 71 4.1.4 压缩指标 72 4.2 土的固结状态 74 4.2.1 土的压缩曲线、回弹曲线及 再压缩曲线 74 4.2.2 土的固结状态 75 4.2.3 先期固结压力pc的确定 76 4.3 地基*终沉降量的计算 77 4.3.1 分层总和法 77 4.3.2 规范法 81 4.4 地基变形与时间的关系 86 4.4.1 有效应力原理 86 4.4.2 饱和土的单向固结理论 87 思考题与习题 90 第5章 土的抗剪强度 93 5.1 概述 94 5.2 莫尔-库仑强度理论 95 5.2.1 强度理论表达式 95 5.2.2 土抗剪强度指标 96 5.3 土的极限平衡条件 97 5.3.1 土中一点应力状态及 莫尔应力圆 97 5.3.2 极限平衡条件 98 5.4 土的剪切试验 99 5.4.1 直接剪切试验 100 5.4.2 三轴剪切试验 101 5.4.3 无侧限抗压强度试验 103 5.4.4 十字板剪切试验 104 思考题与习题 106 第6章 土压力及挡土墙设计 109 6.1 挡土墙的土压力 110 6.1.1 土压力的类型 110 6.1.2 静止土压力的计算 111 6.2 朗肯土压力理论 112 6.2.1 主动土压力 113 6.2.2 被动土压力 114 6.3 库仑土压力理论 117 6.3.1 主动土压力 117 6.3.2 被动土压力 120 6.3.3 黏性土的土压力 121 6.4 工程上土压力的计算 122 6.4.1 填土面均布荷载 122 6.4.2 分层填土 124 6.4.3 地下水 125 6.5 挡土墙设计 127 6.5.1 挡土墙的类型 127 6.5.2 挡土墙的计算 128 思考题与习题 131 第7章 地基承载力 135 7.1 地基破坏的模式 136 7.1.1 地基变形阶段 136 7.1.2 地基破坏的模式 136 7.1.3 地基承载力及其确定方法 137 7.2 地基的临塑荷载和塑性荷载 140 7.2.1 临塑荷载 140 7.2.2 塑性荷载 142 7.3 地基的极限承载力 143 7.3.1 普朗德尔极限荷载 143 7.3.2 太沙基极限荷载 145 7.4 《建筑地基基础设计规范》推荐的 计算公式 147 7.4.1 地基承载力特征值 147 7.4.2 抗剪强度标准值 148 7.4.3 岩石地基承载力特征值 149 7.5 地基土的静载荷试验 150 7.5.1 浅层平板载荷试验 150 7.5.2 深层平板载荷试验 152 7.5.3 复合地基载荷试验 152 7.6 通过其他原位测试试验确定 承载力 154 7.6.1 根据动力触探锤击数确定 地基承载力 154 7.6.2 根据标贯击数确定地基 承载力 154 7.6.3 根据静力触探试验结果确定 地基承载力 155 7.7 地基承载力特征值的修正 155 7.7.1 地基承载力的深度、宽度 修正 155 7.7.2 地基承载力修正的 几个问题 157 思考题与习题 158 第8章 边坡稳定分析 159 8.1 边坡失稳的形式和原因 160 8.2 无黏性土边坡稳定分析 161 8.2.1 一般情况下的无黏性 土边坡 161 8.2.2 有水作用时的无黏性 土边坡 161 8.3 黏性土边坡稳定性分析 162 8.3.1 条分法 162 8.3.2 泰勒图表法 165 思考题与习题 165 第9章 浅基础 167 9.1 概述 168 9.1.1 地基基础设计等级 168 9.1.2 地基基础设计规定 168 9.1.3 地基基础设计荷载效应 组合 169 9.2 浅基础的类型 169 9.2.1 按基础的埋深分类 169 9.2.2 按基础的受力特点分类 170 9.2.3 按构成基础的材料分类 172 9.3 基础的埋置深度 174 9.3.1 建筑物的类型和用途 174 9.3.2 建筑物的荷载大小和 性质 174 9.3.3 工程地质条件 174 9.3.4 水文地质条件 175 9.3.5 相邻基础的影响 176 9.3.6 地基土的冻胀和融陷的 影响 176 9.4 基础尺寸设计 177 9.4.1 基础底面积的确定 177 9.4.2 地基软弱下卧层验算 179 9.5 刚性基础设计 181 9.5.1 基础高度确定 181 9.5.2 几种刚性基础设计 183 9.6 墙下钢筋混凝土条形基础 185 9.6.1 构造要求 185 9.6.2 基础高度确定 186 9.6.3 基础底板配筋 187 9.7 柱下钢筋混凝土独立基础 188 9.7.1 构造要求 188 9.7.2 基础高度确定 191 9.7.3 基础底板配筋计算 193 9.8 柱下条形基础及十字交叉基础 195 9.8.1 柱下条形基础 195 9.8.2 十字交叉基础 197 9.9 筏形基础和箱形基础 198 9.9.1 筏形基础 198 9.9.2 箱形基础 200 9.10 减少地基不均匀沉降的措施 201 9.10.1 建筑措施 201 9.10.2 结构措施 203 9.10.3 地基和基础措施 204 9.10.4 施工措施 204 思考题与习题 205 第10章 桩基础 207 10.1 桩基础类型 208 10.1.1 桩基础的组成与作用 208 10.1.2 桩基础的适用性 208 10.1.3 桩基设计原则 208 10.1.4 桩基础类型 209 10.2 单桩竖向极限承载力标准值 213 10.2.1 单桩静载荷试验 213 10.2.2 静力触探法 217 10.2.3 经验参数法 219 10.3 桩基水平承载力 224 10.3.1 单桩水平载荷试验 225 10.3.2 水平承载力特征值 227 10.3.3 桩基水平承载力验算 230 10.4 桩的负摩阻力 231 10.4.1 负摩阻力产生的原因 231 10.4.2 中性点及其位置的确定 232 10.4.3 负摩阻力计算 232 10.4.4 负摩阻力验算 233 10.4.5 降低或克服负摩阻力的 措施 234 10.5 桩基沉降计算 235 10.5.1 桩基变形的控制指标 235 10.5.2 桩基沉降量计算 236 10.6 桩基计算 241 10.6.1 桩顶作用效应计算 241 10.6.2 桩基竖向承载力计算 242 10.6.3 桩基软弱下卧层验算 244 10.6.4 抗拔承载力验算 245 思考题与习题 248 第11章 地基处理 251 11.1 换填垫层与褥垫法 252 11.1.1 换填垫层的作用 252 11.1.2 换垫材料 252 11.1.3 换填垫层设计 253 11.1.4 垫层施工 256 11.1.5 褥垫法 257 11.2 预 压 地 基 258 11.2.1 堆载预压地基 258 11.2.2 真空预压地基 263 11.2.3 真空、堆载联合预压地基 265 11.3 压实地基和夯实地基 265 11.3.1 压实地基 265 11.3.2 夯实地基 267 11.4 复合地基理论 270 11.4.1 复合地基的概念 270 11.4.2 复合地基破坏模式 270 11.4.3 复合地基承载力 271 11.4.4 复合地基变形计算 272 11.5 振冲碎石桩和沉管砂石桩 复合地基 273 11.5.1 振冲碎石桩和沉管砂石桩 原理 273 11.5.2 复合地基设计要点 274 11.5.3 施工工艺 276 11.6 水泥土搅拌桩复合地基 276 11.6.1 水泥土搅拌桩加固机理 276 11.6.2 水泥土搅拌桩复合地基 设计要点 277 11.6.3 水泥土搅拌法的施工工艺 280 11.7 旋喷桩复合地基 280 11.7.1 旋喷桩的原理 280 11.7.2 高压喷射注浆法设计要点 281 11.7.3 施工工艺 282 11.8 灰土挤密桩和土挤密桩复合地基 283 11.8.1 灰土挤密桩和土挤密桩 原理 283 11.8.2 设计要点 284 11.8.3 灰土挤密桩法和土挤密 桩法的施工工艺 285 11.9 夯实水泥土桩复合地基 286 11.9.1 夯实水泥土桩复合地基的 概念 286 11.9.2 夯实水泥土桩设计要点 287 11.9.3 夯实水泥土桩的施工工艺 287 11.10 水泥粉煤灰碎石桩复合地基 288 11.10.1 水泥粉煤灰碎石桩原理 288 11.10.2 水泥粉煤灰碎石桩的 设计要点 289 11.10.3 水泥粉煤灰碎石桩复合地 基施工工艺 290 11.11 柱锤冲扩桩复合地基 291 11.11.1 柱锤冲扩桩的原理及 适用范围 291 11.11.2 柱锤冲扩桩的设计要点 291 11.11.3 柱锤冲扩桩法施工工艺 292 11.12 多桩型复合地基 293 11.12.1 多桩型复合地基设计 原则 293 11.12.2 布桩 294 11.12.3 复合地基垫层 294 11.12.4 多桩型复合地基承载力 特征值 294 11.12.5 复合地基变形计算 295 11.13 石灰桩法 296 11.13.1 石灰桩法原理 296 11.13.2 石灰桩的设计要点 298 11.14 注浆加固 300 11.14.1 注浆加固的类型 300 11.14.2 单液硅化法和碱液法 302 思考题与习题 303 第12章 特殊土地基 305 12.1 软土地基 306 12.1.1 软弱土的特征 306 12.1.2 软弱土对建筑物的影响及 危害 307 12.2 湿陷性黄土地基 307 12.2.1 湿陷性黄土的特征和分布 307 12.2.2 黄土湿陷性评价 309 12.2.3 湿陷性黄土地基承载力 312 12.2.4 黄土地基沉降量 313 12.3 膨胀土地基 313 12.3.1 膨胀土的特性 314 12.3.2 膨胀土的胀缩性指标 315 12.3.3 膨胀土地基变形量 316 12.3.4 膨胀土地基评价 317 12.4 饱和砂土和饱和粉土地基 318 12.4.1 饱和砂土和饱和粉土的 液化 318 12.4.2 液化性判别 319 12.5 冻土地基 321 12.5.1 冻土及冻土类别 321 12.5.2 冻土的冻胀性指标 322 12.6 盐渍土地基 324 12.6.1 盐渍土的分类及腐蚀性 324 12.6.2 盐渍土的融陷性 324 12.7 山区地基 325 12.7.1 土岩组合地基 325 12.7.2 岩石地基 327 12.7.3 岩溶 327 12.7.4 土洞 329 12.8 地震区的地基基础 330 12.8.1 地震的基本知识 330 12.8.2 房屋建筑抗震设防类别、 建筑场地选择 332 12.8.3 土层的等效剪切波速与 建筑场地类别 334 12.8.4 地基强度抗震验算 335 思考题与习题 337 第13章 岩土工程勘察 339 13.1 工程地质基本知识 340 13.1.1 岩石 340 13.1.2 地形地貌 340 13.1.3 地质构造 342 13.1.4 地下水 343 13.2 岩土工程勘察的目的 345 13.2.1 岩土工程勘察等级 345 13.2.2 岩土工程勘察阶段 346 13.3 岩土工程勘察方法 348 13.3.1 坑探 348 13.3.2 钻探 349 13.3.3 岩土取样 350 13.3.4 地球物理勘探 350 13.4 原位测试 351 13.4.1 圆锥动力触探试验 351 13.4.2 标准贯入试验 354 13.4.3 静力触探试验 357 13.4.4 波速试验 359 13.5 岩土工程勘察报告的编写 360 13.5.1 岩土工程勘察报告的编 写要求 360 13.5.2 岩土工程勘察报告的 编写内容 361 13.5.3 工程地质报告的编写格式 361 13.5.4 岩土工程勘察报告的附件 362 13.6 地基验槽 363 13.6.1 验槽内容 363 13.6.2 验槽方法 363 13.6.3 基槽的局部处理 365 思考题 366 参考文献 367