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绪论1

一、地基及基础的概念1

二、本课程的特点和学习要求4

三、本学科发展概况4

第一章工程地质概述9

1-1地质作用和地质年代9

一、地质作用的概念9

二、地质年代表11

1-2岩石的类型和特征11

一、主要造岩矿物11

二、岩石的成因类型和主要特征13

三、岩石的工程分类17

1-3地质构造20

一、褶皱构造20

二、断裂构造21

三、地质构造与工程的关系22

1-4第四纪沉积物24

一、残积物、坡积物和洪积物24

二、冲积物26

三、其它沉积物28

1-5地下水29

一、地下水的埋藏条件29

二、土的透水性30

三、动水压力、流砂和潜蚀31

四、地下水的侵蚀性32

第二章土的物理性质及分类34

2-1 概述34

2-2土的组成34

一、土的固体颗粒34

二、土中的水和气37

三、土的结构和构造40

2-3土的三相比例指标41

一、指标的定义41

二、指标的换算44

2-4 无粘性土的密实度45

2-5粘性土的物理特征47

一、粘性土的界限含水量47

二、粘性土的塑性指数和液性指数49

三、粘性土的活动度和灵敏度49

2-6 土的压实原理50

2-7地基土的分类51

一、碎石土分类52

二、砂土分类52

三、粘性土分类53

四、特殊土分类54

五、细粒土按塑性图分类55

第三章地基的应力和变形57

3-1 概述57

3-2 土中自重应力58

3-3基底压力60

一、基底压力的实测资料60

二、基底压力的简化计算61

三、基底附加压力63

3-4地基附加应力63

一、竖向集中力下的地基附加应力64

二、矩形荷载和圆形荷载下的地基附加应力66

三、线荷载和条形荷载下的地基附加应力77

四、非均质和各向异性地基中的附加应力80

3-5 地基沉降的弹性力学公式82

3-6土的压缩性86

一、基本概念86

二、压缩曲线和压缩性指标86

三、土的变形模量90

3-7地基的最终沉降量95

一、按分层总和法计算95

二、按规范方法计算98

三、地基最终沉降计算的若干问题106

3-8应力历史对地基沉降的影响108

一、应力历史对粘性土压缩性的影响108

二、地基固结沉降的计算111

3-9地基变形与时间的关系114

一、饱和土的渗透固结114

二、一维固结理论115

三、地基次固结沉降的计算119

四、地基瞬时沉降的计算119

五、利用沉降观测资料推算后期沉降量120

第四章土的抗剪强度和浅基础的地基承载力122

4-1土的抗剪强度122

一、无粘性土的抗剪强度122

二、粘性土的抗剪强度123

4-2土的极限平衡理论124

一、土中某点的应力状态124

二、土的极限平衡条件124

4-3抗剪强度的室内测定方法126

一、直接剪切试验126

二、三轴剪切试验127

三、无侧限抗压强度试验128

4-4饱和粘性土在不同排水条件下的试验结果129

一、在不同排水条件下的试验方法129

二、不排水剪切试验结果130

三、固结不排水剪切试验结果131

四、排水剪切试验结果132

4-5 抗剪强度的原位测试方法——十字板剪切仪测定土的抗剪强度134

4-6 软粘土地基在荷载作用下强度的变化135

4-7 浅基础的地基临塑荷载137

4-8浅基础的地基极限承载力140

一、极限承载力的理论解140

二、太沙基承载力理论142

三、斯肯普顿极限承载力公式144

四、极限承载力的其它计算公式144

第五章土压力和土坡稳定148

5-1 概述148

5-2 挡土墙上的土压力149

5-3朗金土压力理论150

一、主动土压力151

二、被动土压力152

5-4库伦土压力理论154

一、主动土压力154

二、被动土压力156

三、库伦公式应用中的几个问题157

5-5 库尔曼图解法164

5-6特殊情况下的土压力计算165

一、填土面有均布荷载165

二、成层填土166

三、墙后填土有地下水166

5-7挡土墙设计168

一、挡土墙的类型168

二、作用在挡土墙上的力169

三、挡土墙的计算169

四、重力式挡土墙的体型选择和构造措施173

5-8土坡稳定分析175

一、无粘性土坡稳定分析175

二、粘性土坡稳定分析176

第六章工程地质勘察180

6-1概述180

一、工程地质勘察的目的180

二、几种地貌单元180

三、场地条件和建筑物类别与勘察的关系181

四、工程地质勘察的工作程序182

6-2工程地质勘察的任务和内容182

一、选址勘察182

二、初步勘察182

三、详细勘察183

四、勘察任务书184

6-3工程地质勘察方法184

一、测绘与调查184

二、勘探方法184

三、测试工作190

6-4工程地质勘察报告191

一、勘察报告书的编制191

二、勘察报告实例193

三、勘察报告的阅读与使用195

第七章天然地基上浅基础的设计200

7-1 概述200

7-2浅基础的类型201

一、墙下条形基础201

二、单独基础203

三、柱下梁式基础203

四、片筏基础204

五、箱形基础205

六、壳体基础205

七、其它型式的基础206

7-3基础埋置深度的选择206

一、工程地质条件206

二、地下水条件207

三、季节性冻土上基础的埋置深度207

四、其它要求209

7-4地基土容许承载力的确定210

一、按规范容许承载力表确定211

二、按地基土体强度理论计算215

三、确定地基土容许承载力的其它方法216

7-5基础底面尺寸的确定218

一、按持力层土的容许承载力计算底面尺寸218

二、软弱下卧层的验算221

三、地基的变形验算223

四、按容许沉降差确定基础的底面尺寸226

7-6地基、基础和上部结构共同工作的概念230

一、基本概念231

二、地基变形对上部结构的影响231

三、上部结构的刚度对基础受力状况的影响232

四、地基条件及荷载分布对基础受力状况的影响233

7-7钢筋混凝土梁、板式基础的简化计算方法234

一、柱下条形基础234

二、柱下交梁基础236

三、片筏基础237

四、箱形基础238

7-8减轻不均匀沉降危害的措施241

一、建筑措施242

二、结构措施246

三、施工措施248

7-9补偿性基础概要248

一、基本概念248

二、应考虑的几个主要问题249

第八章地基上梁和板的分析252

8-1概述252

一、基底反力的分布252

二、地基的计算模型254

8-2文克勒地基上梁的计算258

一、无限长梁的解答258

二、有限长梁的计算260

三、基床系数的确定262

8-3地基上梁的数值分析法267

一、有限差分法267

二、结构力学方法271

三、基底沉降计算问题275

四、有限差分法算例278

8-4 刚性基础的基底反力和倾斜计算282

8-5地基上板的有限差分分析法285

一、地基上板的微分方程式285

二、地基上板的差分方程式286

三、差分方程组的建立和求解288

第九章桩基础293

9-1 概述293

9-2桩的分类293

一、预制桩294

二、灌注桩295

9-3单桩轴向荷载的传递297

一、端承桩与摩擦桩297

二、桩侧摩阻力的分布298

三、关于负摩阻力问题301

9-4单桩轴向承载力的确定302

一、根据材料强度确定302

二、根据土的支承力确定303

三、单桩的容许抗拔力309

9-5群桩的竖向承载力310

一、群桩的承载力310

二、地基验算312

9-6桩的构造与沉桩深度313

一、钢筋混凝土预制桩的构造313

二、灌注桩的构造314

三、沉桩深度控制315

9-7桩基础设计316

一、设计步骤316

二、桩的类型和桩长的选择317

三、桩的根数及布置317

四、桩基中各桩的荷载验算319

五、承台设计320

六、例题322

9-8桩的水平承载力326

一、承受水平荷载桩基的设计问题326

二、静载荷试验327

三、按理论计算330

9-9深基础简介334

一、墩基础334

二、沉井基础335

三、地下连续墙336

第十章软弱土地基处理337

10-1概述337

一、软弱土的特性337

二、地基处理的一般方法340

10-2土的碾压和夯实341

一、重锤夯实法341

二、机械碾压法342

三、振动压实法343

四、强夯法343

10-3换土垫层344

一、换土垫层及其作用344

二、砂垫层或碎石垫层的设计要点345

三、砂垫层或碎石垫层的施工要点346

10-4堆载预压和砂井堆载预压347

一、概述347

二、砂井固结理论348

三、砂井地基固结度计算的修正352

四、砂井地基设计的若干问题353

五、砂井的施工355

10-5挤密砂桩及振冲桩355

一、挤密砂桩355

二、振冲桩356

三、挤密砂桩和振冲桩设计原理357

10-6化学加固法358

一、高压旋喷法359

二、电硅化法360

10-7软弱土地基处理设计与施工的若干问题360

一、软土地基处理应注意的问题362

二、冲填土地基处理的几点经验362

三、杂填土地基处理的几点经验362

第十一章特殊土地基363

11-1湿陷性黄土地基363

一、湿陷性黄土的特征和分布363

二、黄土的湿陷性及其评定364

三、湿陷性黄土地基的勘察和评价369

四、湿陷性黄土地基的工程措施371

11-2膨胀土地基374

一、膨胀土的特征及其对建筑物的危害374

二、膨胀土地基的勘察与评价377

三、膨胀土地基的工程措施379

11-3红粘土地基概述381

一、红粘土的工程性质381

二、红粘土地基的设计和施工要点381

第十二章山区地基383

12-1 概述383

12-2岩石和岩土地基383

一、岩石地基383

二、岩土地基386

12-3滑坡387

一、滑坡的形态388

二、滑坡的特征388

三、滑坡的分类389

四、滑坡的形成条件389

五、滑坡的预防390

六、滑坡推力的计算392

七、滑坡的整治395

12-4崩塌和泥石流401

一、崩塌401

二、泥石流402

12-5岩溶和土洞403

一、岩溶403

二、土洞406

第十三章动力机器基础407

13-1振动对地基土的影响及机器基础的设计步骤408

一、振动对土的性质的影响408

二、振动作用下地基的承载力409

三、动力机器基础设计的一般步骤409

13-2大块式基础振动计算理论简述及地基动力参数410

一、大块式基础振动计算理论简述410

二、天然地基动力参数411

三、桩基动力参数414

13-3大块式机器基础振动计算方法415

一、竖向振动415

二、水平回转耦合振动418

三、扭转振动421

13-4锻锤基础的设计422

一、锻锤基础的构造及设计的一般原则422

二、锻锤基础振动的控制条件424

三、锻锤基础的振动计算424

四、锻锤基础设计实例427

13-5曲柄连杆机器基础的设计430

一、曲柄连杆机器的运动机理及扰力计算430

二、曲柄连杆机器基础的构造及设计一般原则431

三、曲柄连杆机器基础的振动计算431

四、曲柄连杆机器基础设计实例434

13-6框架式机器基础设计简述439

一、框架式机器基础的构造439

二、框架式机器基础动力计算简述439

13-7振动基础在土中引起的波动及防振措施440

一、土中的体波和面波440

二、振动基础在土中引起的波动的传播特征442

三、地面振动随距离的衰减442

四、减少动力机器基础振动影响的措施443

第十四章地震区的地基基础问题446

14-1地震的概念446

一、地震的成因及地震带的分布446

二、地震波及其特征447

三、地震的震级和烈度448

四、影响震害程度的场地因素450

五、场地因素与建筑物的地震反应451

14-2地基的震害现象452

一、砂土的振动液化452

二、地震滑坡和地裂453

三、土的震陷454

14-3地基基础抗震设计原则454

一、抗震设计的一般原则454

二、一般地基的抗震验算456

三、不良地基的处理原则456

附录主要计量单位及其换算关系459