【正文】 嚴(yán)重的場(chǎng)地，在可開(kāi)采的地下礦床或礦區(qū)的木穩(wěn)定采空區(qū)上的場(chǎng)地。對(duì)于地質(zhì)條件復(fù)雜或有特殊施工要求的重大建筑物地基，尚應(yīng)進(jìn)行施工勘察。 工業(yè)與民用建筑工程的設(shè)計(jì)分為場(chǎng)址選擇、初步設(shè)計(jì)和施工圖三個(gè)階段。巖土工程的等級(jí)劃分(具體規(guī)定詳見(jiàn)規(guī)范)，有利于對(duì)巖土工程各個(gè)工作環(huán)節(jié)按等級(jí)區(qū)別對(duì)待，確保工程質(zhì)量初安全。2．地基土質(zhì)條件：指是否存在極軟弱的或非均質(zhì)的需要采取特別處理措施的地層、極不穩(wěn)定的地基或需要進(jìn)行專門分析和研究的特殊土類，對(duì)可借鑒的成功建筑經(jīng)驗(yàn)是否仍需進(jìn)行地基土的補(bǔ)充性驗(yàn)證工作。其中以一級(jí)巖土工程的自然條件最為復(fù)雜，技術(shù)要求的難度最高，工作環(huán)境最不利。不同安全等級(jí)的建筑物對(duì)勘察工作的要求不同。６—２ 地基勘察的任務(wù)和內(nèi)容一、地基勘察與巖土工程等級(jí)的關(guān)系 地基勘察任務(wù)和內(nèi)容的確定和勘察的詳細(xì)程度與工作方法的選擇，與建筑場(chǎng)地、地基巖土性質(zhì)及建筑物條件有關(guān)。針對(duì)工業(yè)與民用建筑的需要，本章僅對(duì)地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌、水文、地質(zhì)條件略加闡述，著重系統(tǒng)介紹建筑物地墓勘察的任務(wù)、內(nèi)容和方法以及地基勘察報(bào)告。 對(duì)于不同地區(qū)，場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件可能有很大差別。認(rèn)識(shí)場(chǎng)地的地質(zhì)條件，分析它與建筑物之間的相互影響，這是地基勘察和評(píng)價(jià)的任務(wù)。第六章：地基勘察及測(cè)試（簡(jiǎn)講）167。即：求得最小安全系數(shù)。（二）粘性土坡穩(wěn)定性分析利用條分法：將滑動(dòng)面上土體分成任意n個(gè)寬度相等的土條，并作受力分析，然后匯總條應(yīng)力。５８ 土坡和地基的穩(wěn)定性分析（簡(jiǎn)要介紹）一、土坡穩(wěn)定性分析土坡的滑動(dòng)——指土坡在一定范圍內(nèi)事體地沿某一滑動(dòng)面向下和向外移動(dòng)而喪失其穩(wěn)定性。二、擋土墻的計(jì)算 （一）傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算即： 其中：Eaz=Eacos(α′δ)Eax=Easn(αδ)xf=bzcosα′zf=zbtgα0式中：Eaz、Eax——主動(dòng)土壓力Ea的秉直，水平分量kn/mG——自重（線荷載kn/m）x0——擋土墻重心離墻趾的水平距離mα′——擋土墻墻背與水平面的傾角α0——擋土墻基府的傾角δ——土對(duì)擋土墻墻背的摩擦角z——土壓力任用點(diǎn)離墻踵的高度b——基底的水平投影寬度zf——土壓力任用點(diǎn)離O點(diǎn)的高度（二）滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算即： 補(bǔ)充例題講解三、重力式擋土墻的體型選擇和構(gòu)造措施（一）墻背的傾斜型式土壓力：傾斜直立俯斜（二）墻面坡角的選擇一般：1:～1:過(guò)大：增高墻身，和開(kāi)挖寬度過(guò)小：直立時(shí)，土壓力較大，施工方便（三）基底逆坡坡度逆坡是有效增加抗滑穩(wěn)定性的方式一般：:1(土) :2（巖）（四）墻趾臺(tái)階和墻頂寬度增加墻趾臺(tái)階可有效擴(kuò)大基底寬度。（三）扶壁式擋土墻——在懸臂式擋土墻的基礎(chǔ)上，每隔一定距離設(shè)一道扶壁，也是用鋼筋混凝土建造。（二）懸臂式擋土墻——_由立臂、墻趾懸壁和墻踵懸臂組成的擋土墻，一般由鋼筋混凝土建造。５６ 擋土墻設(shè)計(jì) 一、擋土墻的類型（一）重力式擋土墻——主要依靠自身重力產(chǎn)生的抗傾覆力矩來(lái)維持穩(wěn)定的擋土墻，通常用塊石式素混凝土砌筑而成。2．庫(kù)倫理論理論基礎(chǔ)：滑動(dòng)土楔的靜力平衡條件適用條件：只能直接計(jì)算無(wú)粘性土的土壓力 墻背傾斜，填土而傾斜，墻土之間有摩擦計(jì)算值與實(shí)際結(jié)果比較：實(shí)際滑動(dòng)面為曲面，計(jì)算結(jié)果誤差較大（特別是被動(dòng)土壓力）。167。５3 朗肯土壓力理論假設(shè)：墻背光滑、直立、填土面水平一、主動(dòng)土壓力1．主動(dòng)土壓力強(qiáng)度粘性土 砂類土 式中：ka——主動(dòng)土壓力系數(shù) γ——墻后填土的重度，地下水位以下用有效重度 z——計(jì)算點(diǎn)離填土面的深度2．主動(dòng)土壓力粘性土 砂類土 二、被動(dòng)土壓力1．被動(dòng)土壓力強(qiáng)度粘 砂 式中：kp——被動(dòng)土壓力系數(shù)2．被動(dòng)土壓力粘 砂 例題５1 （精講）三、幾種情況下的土壓力計(jì)算（一）填土而有均勻荷載用土重代替均布荷載h=q/γ q=h計(jì)算：1．靜止土壓力強(qiáng)度式中：k0——靜止土壓力系數(shù) k0=1φ′——土的有效內(nèi)摩擦角γ——墻后填土重度kN/m32．靜止土壓力四、幾種土壓力之間的關(guān)系由實(shí)驗(yàn)表明：EaE0Epwhy? 分析其摩擦力的方向，即可得出結(jié)論。二、被動(dòng)土壓力（Ep）——當(dāng)擋土墻向土體方向偏移至土體達(dá)到極限平衡狀態(tài)時(shí)，任用在擋土墻上的土壓力稱為被動(dòng)土壓力。167。一、擋土墻擋土墻——是防止土體坍塌的構(gòu)筑物。Nq式中：Nc、Nq——承載力因素三、太沙基承載力理論假設(shè)滑動(dòng)面如P160式中：q——基府水平面以上基礎(chǔ)兩側(cè)的超載q=rod（kPa）； Nc、Nq、Nr——承載力因數(shù)當(dāng)基礎(chǔ)為邊長(zhǎng)b的正方形時(shí)當(dāng)基礎(chǔ)為直徑b的圓形時(shí)Pa=Pu/k k=2~3四、魏錫克極限承載力公式（Vesi’c,1970）1．考慮基礎(chǔ)形狀的影響2．偏心和傾斜荷載的影響3．基礎(chǔ)兩側(cè)覆蓋層抗剪強(qiáng)度的影響式中：dc、dq、dr——基礎(chǔ)埋深修正因數(shù)。Nc式中：Nc——承載力因數(shù)，是φ的函數(shù)賴斯納（Reisssner,1924）解：Pu=C三）、沖剪破壞地基土軟弱使基礎(chǔ)下切，無(wú)明顯連續(xù)滑動(dòng)面，P—S曲線無(wú)明顯轉(zhuǎn)折觀念（c）一般軟粘土式松砂會(huì)發(fā)生此種破壞。4５ 地基破壞型式和地基極限承載力一、地基的破壞模式一）、整體剪切破壞（最常見(jiàn)）當(dāng)荷載大到一定程度時(shí)，出現(xiàn)剪切破壞區(qū)（塑性變形區(qū)）最后形成連續(xù)滑動(dòng)面，基礎(chǔ)四周地面隆起，地基發(fā)生事體剪切破壞，如圖一般密實(shí)砂土式堅(jiān)硬粘性土。C=17kPa的地基上，試求地基的臨塑荷載Pcr及P。167。（2）當(dāng)?shù)鼗奢d增長(zhǎng)速率較慢，地基土的透水性不太小，排水較好時(shí)，（如粘土中夾砂層），可采用固結(jié)排水或慢剪試驗(yàn)結(jié)果?？偅害觙=Cd+σtgφd τf=Cd′+σtgφd 體積略有變化一般：Cdφd略大于C′φ′四、抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的選擇（非常實(shí)際的問(wèn)題）比較三種試驗(yàn)，得到同一條有效應(yīng)力破壞包錢?？倯?yīng)力：τf=Ccu+σtgφcu有效應(yīng)力：τf=C′+σ′tgφ′通常：C′Ccu φ′φcu三、固結(jié)排水抗剪強(qiáng)度在試驗(yàn)過(guò)程中：特點(diǎn)孔隙水壓力始終為零，總應(yīng)力最后全部轉(zhuǎn)化為有效應(yīng)力，所以總應(yīng)力圓就是有效應(yīng)力圓。二、固結(jié)不排水抗剪強(qiáng)度（一）正常固結(jié)土的固結(jié)不排水試驗(yàn)試樣在σ3充分排水固結(jié)，Δu3=0在不排水下剪切 Δu1=A（Δσ1σ3）結(jié)果：體積有減小的趨勢(shì)（剪縮）但由于不允許排水，故產(chǎn)生正的孔隙水壓力，A0。即：簡(jiǎn)化后：167。 qu——無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度四、十字板剪切試驗(yàn)適用范圍：飽和軟粘土原理：為避免取樣時(shí)將土擾動(dòng)，在原位用“十字”型板剪切，通過(guò)測(cè)定施加在鉆桿上的扭矩來(lái)判定破裂面上土的抗剪強(qiáng)度所產(chǎn)生的低抗力矩。極限平衡條件粘 對(duì)于砂土類 c=0其中：破裂角：167。167。6．外荷是一次驟然施加的。３4 地基沉降與時(shí)間的關(guān)系有效應(yīng)力——土中控制其壓縮和抗剪強(qiáng)度的應(yīng)力稱為有效應(yīng)力。或直接采用Zn=Zn/16來(lái)確定ΔZn，可免去基礎(chǔ)寬度的影響，ΔZn=b()。適用于形成地基土層條件較復(fù)雜的情況。適用范圍極廣。αi——第i層土的平均附加應(yīng)力系數(shù)（三）在計(jì)算中應(yīng)注意1．Zn的確定（變形比法）由該深度向上取△zn △zn的確定方法計(jì)算△zn層的沉降量△Sn′，滿足：或：zn=b（~） b——基礎(chǔ)寬度2．ψs的確定，的確定方法：式中：——深度Zn范圍內(nèi)土的壓縮模量當(dāng)量值αn——第n層土平均附加應(yīng)力系數(shù)例題３１后部分詳細(xì)精講 167。④采用地基沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，力求便計(jì)算成果接近于實(shí)側(cè)體。②采用側(cè)限條件的壓縮性指標(biāo)，并運(yùn)用平均附加應(yīng)力系數(shù)以簡(jiǎn)化計(jì)算。３２ 地基的最終沉降量（重點(diǎn)）一、按分層總和法計(jì)算（一）步驟：1. 將基底以下土分為若干薄層，分層厚h1≤（b為基底寬度）或取1m天然土層面及地下水位而因土質(zhì)有變化，應(yīng)作為分層的界面。（粘性土明顯）二、壓縮曲線和壓縮性指標(biāo)（重點(diǎn)講解）（一）壓縮試驗(yàn)和壓縮曲線1．壓縮試驗(yàn) 2．壓縮前 壓縮后： ∵Vs不變 ∴∴2．壓縮曲線（ep曲線） 不同壓力P下的沉降S，按上式算出e，即可給出ep曲線或eegP曲線。３１ 土的壓縮性一、基本概念土的壓縮性——土在壓力作用下體積縮不的特性稱為土的壓縮性。 引入?yún)?shù) 其中泊松比變化不大，即f值取決于E01/ E02，f值增大，擴(kuò)散現(xiàn)象明顯。結(jié)論：產(chǎn)生應(yīng)力擴(kuò)散現(xiàn)象 （三）雙層地基1．巖層上覆蓋著不厚的可壓縮土層 則發(fā)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，且?guī)r層埋藏愈淺，應(yīng)力集中現(xiàn)象愈顯著。結(jié)果：發(fā)生應(yīng)力集中現(xiàn)象。4．地下附加應(yīng)力的分布的等值線如燈泡形，故也稱其為“壓力泡”。在半空間中任意點(diǎn)M（x、y、z）其中：μ——泊松比 θ——R線與z軸的夾角剪應(yīng)力略位移： 式中：E——彈性模量（二）等代荷載法：將上式改寫(xiě)為：對(duì)于若干個(gè)集中力：式中：ki——第i個(gè)集中力應(yīng)力系數(shù) 例題22 （粗講）二、矩形荷載和圓形荷載下的地基附加應(yīng)力（一）均布的矩形荷載（角點(diǎn)法）式中：Kc——均布矩形荷載角點(diǎn)下的豎向附加應(yīng)力系數(shù)。2３ 地基附加應(yīng)力附加應(yīng)力——指建筑物荷重在土體中引起的附加于原有應(yīng)力之上的應(yīng)力。 d——天然地下算起的基礎(chǔ)埋深。2２ 基底壓力（重點(diǎn)講解）基底壓力——在建筑物基礎(chǔ)底面存在的接觸應(yīng)力既是基礎(chǔ)作用于地基的力，又是地基反作用于基礎(chǔ)的力。四、自重應(yīng)力分布圖沿深度用一定比例的淺段表示自重應(yīng)力的大小，即自重應(yīng)力分布圖為一折線圖，遇地下水時(shí)，折線往回收遇不透水層時(shí)，有一突躍值。其它方向上： 式中：K0——土的側(cè)壓力系數(shù)單位：kPa Pa三、幾種情況下的自重應(yīng)力計(jì)算1. 土是由多層土構(gòu)成的式中：——第i層土的無(wú)然重度，水下取有效重度。二、自重應(yīng)力的計(jì)算大?。? 方向：垂直向下。167。三、研究方法實(shí)用簡(jiǎn)化方法：①土為均質(zhì)的線性變形體。（九）鹽漬土 ——指易溶鹽含量%，且具有吸濕、松脹等特性的土。（七）凍土 多年凍土——指土的溫度等于或低于零度，含有固態(tài)水且這種狀態(tài)在自然界連續(xù)保持三年或三年以上的土。 殘積土——巖石完全風(fēng)化后未經(jīng)搬運(yùn)的殘積物。特征：ωL50 收縮性 不均勻性 當(dāng)ω在45~50之間時(shí)稱為次生紅粘土（五）膨脹土 ——指粘粒成分主要由親水性粘土礦物組成的粘性土。評(píng)價(jià)：按P=200kPa時(shí)的濕陷量δ表示。（一）按沉積年代分類（二）按塑性指數(shù)分類六、特殊土（一）軟土——指沿海的濱海相、三角洲相、平原、山區(qū)的沼澤相等主要由細(xì)粒土組成的孔隙比大（1）天然含水量高（接近或大于WL）壓縮性高和強(qiáng)度低的土層。1４ 土（巖）的工程分類一、巖石的工程分類（一）按堅(jiān)硬程度分類 （二）按成因分類 （三）按風(fēng)化程度分類 （四）按軟化系數(shù)分類 二、碎石類土定義：粒徑2mm的顆粘含量超過(guò)全重的50%。意義：滲透性好壞影響地下水的補(bǔ)給、排泄條件。167。包括：縮限、塑限、液限。公式 e與n的關(guān)系：（七）土的飽和度Sr定義：土中被水充滿的孔隙體積與孔隙總體積之比公式： 意義：是評(píng)價(jià)土的潮濕程度的指標(biāo)二、指標(biāo)的換算（選取幾個(gè)典型的公式推導(dǎo)，建立指標(biāo)之間相互聯(lián)系的概念）167。g（六）土的孔隙比e，和孔隙率n1．土的孔隙比定義：土中孔隙體積與土粒體積之比。（三）土的密度ρ定義：土單位體積的質(zhì)量公式： 單位： g/cm3 t/m3測(cè)定方法：環(huán)刀法（四）土的干密度ρd，飽和密度ρsat和有效密度ρ′1．干密度定義：土單位體積中固體顆粒的質(zhì)量（干燥狀態(tài)）公式： 2．飽和密度定義：土孔隙中充滿水時(shí)的單位體積質(zhì)量公式： 3．有效密度（浮密度）定義：在地下水位以下，單體土體積中土粒的質(zhì)量扣除用體積水的質(zhì)量后，即為單位土體積中土粒的有效質(zhì)量。12 土的物理性質(zhì)指標(biāo)一、指標(biāo)的定義（一）土粒比重（土粒相對(duì)密度）ds定義：土粒質(zhì)量與同體積4℃的純水的質(zhì)量之比公式： 測(cè)定方法：比重瓶法（二）土的含水量ω定義：土中水的質(zhì)量與土粒質(zhì)量之比，稱為含水量公式： 意義：表示濕度的物理指標(biāo)，與土的種類，埋藏條件及其所處的自然地理環(huán)境等有關(guān)。分類：土的結(jié)構(gòu)結(jié)合基坑的開(kāi)挖，講解工程事例中如何開(kāi)挖不破壞土的結(jié)構(gòu)性，以及基坑開(kāi)挖要求．（二）土的構(gòu)造土的構(gòu)造——指同一土層中成分和大小都相近的顆?；蝾w粒集合體相互關(guān)系的特征。凍脹性的危害：當(dāng)T↑，土體下陷，即融陷現(xiàn)象，使承載力下降，道路翻漿。存在范圍：~，結(jié)合工程事例講解防潮層的作用。（2）毛細(xì)水受水與空氣界面的表面張力作用而存在于孔隙中的自由水，一般存在于地下水位以上的透水層中。特點(diǎn)：①有流動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生動(dòng)水壓力，帶走土顆粒；②能溶解土中的鹽類；③浮力作用。特點(diǎn)：能傳遞靜水壓力，冰點(diǎn)為