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绪言1

一、地基及基础的概念1

二、本课程的特点和学习要求3

三、本学科发展概况3

第一章土的物理性质及分类6

1-1 概述6

1-2 土的生成6

一、地质作用的概念6

二、矿物与岩石的概念7

三、地质年代的概念10

四、第四纪沉积物(层)11

1-3 土的组成15

一、土的固体颗粒15

二、土中的水和气18

三、土的结构和构造21

1-4 土的三相比例指标22

一、指标的定义22

二、指标的换算25

1-5 无粘性土的密实度27

一、粘性土的界限含水量28

1-6 粘性土的物理特征28

二、粘性土的塑性指数和液性指数29

三、粘性土的灵敏度和触变性30

1-7 土的渗透性31

1-8 地基土(岩)的分类32

一、岩石的工程分类32

二、碎石类土33

三、砂类土34

四、粉土34

五、粘性土34

六、特殊土35

七、细粒土按塑性图分类38

习题39

第二章地基的应力和沉降41

2-1 概述41

2-2 土中自重应力42

2-3 基底压力(接触应力)44

一、基底压力的简化计算44

二、基底附加压力46

2-4 地基附加应力47

一、竖向集中力下的地基附加应力47

二、矩形荷载和圆形荷载下的地基附加应力50

三、线荷载和条形荷载下的地基附加应力58

四、非均质和各向异性地基中的附加应力63

2-5 地基沉降的弹性力学公式65

一、柔性荷载下的地基沉降65

二、刚性基础的沉降67

三、刚性基础的倾斜67

2-6 土的压缩性69

一、基本概念69

二、压缩曲线和压缩性指标70

三、土的变形模量74

2-7 地基的最终沉降量78

一、按分层总和法计算78

二、按规范方法计算81

2-8 应力历史对地基沉降的影响89

一、沉积土层的应力历史89

二、考虑应力历史影响的地基最终沉降计算91

2-9 地基最终沉降计算问题综述94

一、分层总和法共同假设的用意94

二、各分层总和法的特点及应用94

三、地基沉降计算深度问题探讨95

2-10 饱和土的有效应力和渗透固结96

一、饱和土中的有效应力97

二、太沙基-维固结理论100

2-11 地基沉降发展三分量105

一、三维应力状态下土的变形和地基沉降的发展105

二、瞬时沉降计算107

三、固结沉降计算108

四、次固结沉降计算109

五、利用沉降观测资料推算后期沉降量110

习题111

3-2 库伦公式和莫尔-库伦强度理论113

一、库伦公式113

3-1 概述113

第三章土的抗剪强度113

二、莫尔-库伦强度理论114

3-3 抗剪强度的测定方法117

一、直接剪切试验117

二、三轴压缩试验118

三、无侧限抗压强度试验119

四、十字板剪切试验120

3-4 孔隙压力系数121

一、不固结不排水抗剪强度123

3-5 饱和粘性土的抗剪强度123

二、固结不排水抗剪强度124

三、固结排水抗剪强度126

四、抗剪强度指标的选择126

3-6 应力路径128

3-7 无粘性土的抗剪强度130

习题130

第四章土压力、地基承载力和土坡稳定性132

4-1 概述132

4-2 挡土墙上的土压力133

4-3 朗肯土压力理论134

一、主动土压力135

二、被动土压力137

三、几种情况下的土压力计算138

4-4 库伦土压力理论141

一、主动土压力141

二、被动土压力145

三、粘性土的土压力146

四、朗肯理论与库伦理论比较147

五、库尔曼图解法148

一、挡土墙的类型149

4-5 挡土墙设计149

二、挡土墙的计算150

三、重力式挡土墙的体型选择和构造措施153

4-6 地基破坏型式和地基承载力155

4-7 浅基础的地基临塑荷载157

4-8 浅基础的地基极限承载力159

一、普朗德尔极限承载力理论159

二、太沙基承载力理论160

三、魏锡克极限承载力公式162

一、土坡稳定性分析165

4-9 土坡和地基的稳定性分析165

二、地基稳定性分析169

习题170

第五章地基勘察172

5-1 概述172

5-2 地质构造172

一、褶皱构造173

二、断裂构造173

5-3 地形和地貌174

一、地形和地貌的定义174

二、几种地貌单元174

一、地下水的埋藏条件175

5-4 水文地质条件175

二、地下水的腐蚀性176

5-5 土中渗流的影响176

一、渗流力176

二、竖向渗流与流砂现象177

三、渗流对土坡稳定性的影响178

四、渗流对挡土墙土压力的影响179

5-6 地基勘察的任务和内容181

一、地基勘察与岩土工程等级的关系181

四、详细勘察182

三、初步勘察基本要求182

二、选址勘察(可行性研究勘察)基本要求182

五、勘察任务书183

5-7 地基勘察方法183

一、工程地质测绘与调查183

二、勘探工作184

三、测试工作及指标整理190

5-8 地基勘察报告书195

一、勘察报告书的编制195

二、勘察报告的阅读和使用197

三、勘察报告实例198

习题203

第六章浅基础常规设计204

6-1 概述204

6-2 地基、基础与上部结构相互作用的概念205

一、基本概念205

二、地基与基础的相互作用206

三、上部结构刚度的影响209

6-3 浅基础的若干类型211

一、扩展基础211

二、联合基础214

三、独立基础215

6-4 基础埋置深度的选择216

一、与建筑物有关的条件216

二、工程地质条件216

三、水文地质条件217

四、地基冻融条件217

五、场地环境条件218

6-5 地基承载力设计值218

一、按土的抗剪强度指标确定219

二、按地基载荷试验确定221

三、按规范承载力表确定222

6-6 按地基承载力确定基础底面尺寸227

一、按地基持力层的承载力计算基底尺寸227

二、软弱下卧层的验算231

6-7 地基特征变形验算和基础底面尺寸调整232

一、地基特征变形验算232

二、按允许沉降差调整基础底面尺寸237

6-8 防止不均匀沉降损害的措施240

一、建筑措施240

二、结构措施244

三、施工措施245

习题246

第七章连续基础248

7-1 概述248

7-2 地基计算模型248

一、文克勒地基模型248

二、弹性半空间地基模型249

三、线性变形层和单向压缩层地基模型251

四、相互作用分析的基本条件和常用方法254

7-3 文克勒地基上梁的计算254

一、无限长梁的解答254

二、有限长梁的计算257

三、地基上梁的柔度指数258

四、基床系数的确定261

7-4 地基上梁的数值分析264

一、有限差分法265

二、有限单元法268

三、地基柔度矩阵271

四、迭代计算步骤271

五、有限差分法算例273

7-5 刚性基础的基底反力、沉降和倾斜计算278

一、地基上板的微分方程式281

7-6 地基上板的有限差分分析法281

二、地基上板的差分方程式282

三、差分方程组的建立和求解284

7-7 柱下条形基础288

一、柱列下的单向条形基础288

二、交叉条形基础293

7-8 筏板基础294

一、构造要求295

二、内力计算296

7-9 箱形基础297

一、构造要求298

二、简化计算299

7-10 补偿性基础概要300

一、基本概念300

二、应考虑的几个主要问题301

习题304

第八章桩基础305

8-1 概述305

一、桩基础的适用性305

二、桩基设计内容305

三、桩基设计原则306

8-2 桩的分类与质量检验307

一、预制桩与灌注桩307

二、按设置效应分类310

三、桩的质量检验311

8-3 单桩轴向荷载的传递311

一、桩身轴力和截面位移311

二、桩侧摩阻力和桩端阻力312

三、端承型桩和摩擦型桩313

四、桩侧负摩阻力314

一、静载荷试验315

8-4 单桩竖向承载力的确定315

二、按土的抗剪强度指标确定316

三、确定单桩竖向极限承载力标准值的规范方法319

8-5 群桩效应322

一、端承型群桩基础323

二、摩擦型群桩基础323

三、按规范确定基桩竖向承载力设计值325

8-6 桩基承载力和沉降验算328

一、桩顶作用效应328

二、基桩竖向承载力验算329

三、桩基软弱下卧层承载力验算330

四、桩基沉降验算331

五、桩基负摩阻力验算331

8-7 桩的水平承载力与位移333

一、单桩水平静载荷试验333

二、按弹性地基理论计算336

三、单桩水平承载力设计值338

8-8 桩基础设计339

一、基本设计资料339

二、桩的类型、截面和桩长的选择340

三、桩的根数和布置341

四、桩身结构设计342

五、承台设计344

习题350

第九章软弱土地基处理352

9-1 概述352

9-2 夯实法及碾压法354

一、土的压实原理355

二、重锤夯实法356

三、机械碾压法356

一、换土垫层及其作用357

9-3 换土垫层法357

四、振动压实法357

二、砂垫层(或碎石垫层)的设计要点358

三、砂垫层(或碎石垫层)的施工要点360

9-4 排水固结预压法360

一、原理与应用条件360

二、砂井地基固结理论362

三、应用与设计367

四、砂井和排水带地基施工简介372

9-5 挤密法和振冲法373

一、挤密及振冲作用机理373

二、设计和计算原理375

9-6 强夯法378

一、强夯法的作用机理378

二、强夯实施要点380

9-7 深层水泥搅拌法380

一、水泥土形成的机理381

二、深层水泥搅拌法的设计382

9-8 高压喷射注浆法388

习题390

一、黄土的特征和分布392

10-2 湿陷性黄土地基392

10-1 概述392

第十章区域性地基392

二、湿陷发生的原因和影响因素393

三、湿陷性黄土地基的勘察与评价394

四、湿陷性黄土地基的工程措施398

10-3 膨胀土地基399

一、膨胀土的特性399

二、膨胀土地基的勘察与评价401

三、膨胀土地基的工程措施403

10-4 岩溶、土洞和红粘土地基404

二、岩溶地基稳定性评价和处理措施405

一、岩溶发育的条件405

三、土洞地基406

四、红粘土地基407

10-5 滑坡407

一、滑坡的形态、特征和分类408

二、滑坡的形成条件409

三、滑坡推力的计算410

四、滑坡的预防412

10-6 地震区的地基基础问题413

一、地震的概念413

二、地基的震害现象416

三、地基基础抗震设计原则418

习题420

第十一章动力机器基础422

11-1 概述422

11-2 振动对地基的影响及机器基础的设计步骤423

一、振动对土性质的影响423

二、振动作用下地基的承载力424

三、动力机器基础设计的一般步骤424

11-3 实体式基础振动计算理论简述及地基动力参数425

一、实体式基础振动计算理论简述425

二、天然地基动力参数426

三、桩基动力参数428

11-4 实体式机器基础振动计算方法429

一、竖向振动429

二、水平回转耦合振动432

三、扭转振动435

11-5 锻锤基础的设计436

一、锻锤基础的构造及设计的一般原则436

二、锻锤基础振动的控制条件438

三、锻锤基础的振动计算438

四、锻锤基础设计实例441

11-6 曲柄连杆机器基础设计简述443

一、曲柄连杆机器的运动机理及扰力443

二、曲柄连杆机器基础的构造及设计一般原则444

三、曲柄连杆机器基础的振动计算445

11-7 振动基础在土中引起的波动及防振措施446

一、土中的体积波和界面波446

二、振动基础在土中引起的波动的传播特征448

三、地面振动随距离的衰减448

四、减少动力机器基础振动影响的措施448

习题450