【正文】 積物及風(fēng)積物等，它們是分別由海洋，湖泊、冰川及風(fēng)等的地質(zhì)作用形成的。 平原河谷沖積物 平原河谷除河床外，大多數(shù)都有河漫灘及階地等地貌單元 (圖1—7)。 洪積物常呈現(xiàn)不規(guī)則交錯(cuò)的層理構(gòu)造，如具有夾層、尖滅或透鏡體等產(chǎn)狀 (圖 1—6)。 由相鄰溝谷口的洪積扇組成洪積扇群 圖 l—5)。 由暴雨或大量融雪驟然集聚而成的暫時(shí)性山洪急流，具有很大的剝蝕和搬運(yùn)能力。 坡積物 坡積物是雨雪水流的地質(zhì)作用將高處巖石風(fēng)化產(chǎn)物緩慢地洗刷剝蝕、順著斜坡向下逐漸移動(dòng)、沉積在較平緩的山坡上而形成的沉積物。 五、第四紀(jì)沉積物 (層 ) 不同成因類(lèi)型的第四紀(jì)沉積物，各具有一定的分布規(guī)律和工程地質(zhì)特征，以下分別介紹其中主要的幾種成因類(lèi)型。 在地質(zhì)學(xué)中，根據(jù)地層對(duì)比和古生物學(xué)方法把地質(zhì)相對(duì)年代劃分為五大代 (太古代、元古代、古生代、中生代和新生代 )，每代又分為若干紀(jì)，每紀(jì)又細(xì)分為若干世及期。 四、地質(zhì)年代的概念 地質(zhì)年代： 地殼發(fā)展歷史與地殼運(yùn)動(dòng)，沉積環(huán)境及生物演化相對(duì)應(yīng)的時(shí)代段落。 巖石的構(gòu)造 巖石中礦物的排列方式及填充方式。 （二）巖石 巖石的主要特征包括礦物成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造三方面。 礦物按生成條件可分為原生礦物和次生礦物兩大類(lèi)。 三、礦物與巖石的概念 巖石：一種或多種礦物的集合體。但在某一地區(qū)的特定自然地理壞境下，通常以一種風(fēng)化作用占主導(dǎo)地位。 上述三種風(fēng)化作用，實(shí)際上不是孤立進(jìn)行的。 這種作用可以引起巖石的機(jī)械破壞，如樹(shù)根生長(zhǎng)時(shí)施加于周?chē)鷰r石的壓力可達(dá) 10～ 15kg/cm2，穴居地下的蚯蚓；鼠類(lèi)等的活動(dòng)，破壞性也很大。 特點(diǎn)：改變?cè)瓉?lái)的礦物成分，形成新的礦物成分。 它不僅破壞巖石的結(jié)構(gòu)，而且使其化學(xué)成分改變，而形成新的礦物 (次生礦物 )。 特點(diǎn)：只改變顆粒的大小與形狀，不改變?cè)瓉?lái)的礦物成分。 例如 :由于溫度變化引起巖體膨脹所產(chǎn)生的壓應(yīng)力和收縮所產(chǎn)生的拉應(yīng)力的頻繁交替，遂使巖石表層產(chǎn)生裂縫而崩解。 4） 風(fēng)化作用的類(lèi)型： 風(fēng)化作用根據(jù)其性質(zhì)和影響因素的不同分為物理風(fēng)化 、 化學(xué)風(fēng)化和生物風(fēng)化三種類(lèi)型 。風(fēng)化作用為剝蝕作用創(chuàng)造了條件，而風(fēng)化、剝蝕、搬運(yùn)又為沉積作用提供了物質(zhì)的來(lái)源。未經(jīng)成巖作用所生成的所謂沉積物，也就是通常所說(shuō)的 “ 土 ” 。 1)風(fēng)化作用：外力 (包括大氣、水、生物 )對(duì)原巖發(fā)生機(jī)械破碎和化學(xué)變化的作用。 (2)外力地質(zhì)作用： 由于太陽(yáng)輻射能和地球重力位能所引起的地質(zhì)作用。升降運(yùn)動(dòng)表現(xiàn) 為地殼的上拱和下拗，形成大 型的構(gòu)造隆起和拗陷：水平運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)為地殼巖層的水平移動(dòng)，使巖層產(chǎn)生各種形態(tài)的褶皺和斷裂．地殼運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，形成了各種類(lèi)型的地質(zhì)構(gòu)造和地球表面的基本形態(tài)。 1)巖漿作用：存在于地殼以下深處高溫、高壓的復(fù)雜硅酸鹽熔融體 (巖漿 )，沿著地殼薄弱地帶上升侵入地殼或噴出地表且冷凝后生成為巖漿巖的地質(zhì)作用。 (1)內(nèi)力地質(zhì)作用：由于地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)能和放射性元素蛻變產(chǎn)生的熱能等，引起地殼物質(zhì)成分、內(nèi)部構(gòu)造以及地表形態(tài)發(fā)生變化的地質(zhì)作用。 地質(zhì)作用：導(dǎo)致地殼成分變化和構(gòu)造變化的作用。 構(gòu)成天然地基的物質(zhì)是地殼內(nèi)的巖石和土。因此，土是由顆粒 (固相 )、水 (液相 )和氣 (氣相 )所組成的三相體系。 第一章 土的物理性質(zhì)及工程分類(lèi) 11 概 述 1土的定義： 土是連續(xù)，堅(jiān)固的巖石在風(fēng)化作用下形成的大小懸殊的顆粒，經(jīng)過(guò)不同的搬運(yùn)方式，在各種自然環(huán)境中生成的沉積物。 它的工作方法就是：調(diào)查勘察、試驗(yàn)測(cè)定、分析計(jì)算、方案論證，監(jiān)測(cè)控制、反演分析，修改定案； 它的研究方法是以三種相輔相成的基本手段，即數(shù)學(xué)模擬 (建立巖土本構(gòu)模型進(jìn)行數(shù)值分析 )、物理模擬 (定性的模型試驗(yàn)，以離心機(jī)中的模型進(jìn)行定量測(cè)試和其它物理模擬試驗(yàn) )和原體觀測(cè) (對(duì)工程實(shí)體或建筑物的性狀進(jìn)行短期或長(zhǎng)期觀測(cè) )綜合而成的。從此，土力學(xué)及地基基礎(chǔ)就作為獨(dú)立的科學(xué)而取得不斷的進(jìn)展。在長(zhǎng)達(dá)一個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展過(guò)程中，許多研究者承繼前人的研究，總結(jié)了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為孕育本學(xué)科的雛形而作出貢獻(xiàn)。 1922年瑞典費(fèi)蘭紐斯為解決鐵路坍方問(wèn)題作出了土坡穩(wěn)定分析法。這對(duì)后來(lái)土體強(qiáng)度理論的發(fā)展起了很大的作用。 1773年，法國(guó)的庫(kù)倫根據(jù)試驗(yàn)創(chuàng)立了著名的砂土抗剪強(qiáng)度公式，提出了計(jì)算擋土墻土壓力的滑楔理論。為了滿(mǎn)足向國(guó)內(nèi)外擴(kuò)張市場(chǎng)的需要，陸上交通進(jìn)入了所謂 “ 鐵路時(shí)代 ” 。 作為本學(xué)科理論基礎(chǔ)的土力學(xué)的發(fā)端，始于十八世紀(jì)興起了工業(yè)革命的歐洲。我國(guó)西安半坡村新石器時(shí)代遺址和殷墟遺址的考古發(fā)掘，都發(fā)現(xiàn)有土臺(tái)和石礎(chǔ)。 三、本學(xué)科發(fā)展概況 地基及基礎(chǔ)既是一項(xiàng) 古老 的工程技術(shù)，又是一門(mén) 年青 的應(yīng)用科學(xué)。 8 地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案的選取原則 9 地基及基礎(chǔ)的重要性 (工程實(shí)例 ) 二、本課程的特點(diǎn)和學(xué)習(xí)要求 課程的特點(diǎn)： （ 1）地基及基礎(chǔ)課程涉及工程地質(zhì)學(xué)、土力學(xué)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工幾個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，內(nèi)容廣泛、綜合性強(qiáng)； （ 2）課程理論性和實(shí)踐性均較強(qiáng)。 6 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的型式： 7 地基類(lèi)型： 按地質(zhì)情況分： 土基、巖基 。 (3)滿(mǎn)足地基的穩(wěn)定。 01 地基、基礎(chǔ)示意圖 4 地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的先決條件： 在設(shè)計(jì)建筑物之前，必須進(jìn)行建筑場(chǎng)地的地基勘察，充分了解、研究地基土 (巖 )層的成因及構(gòu)造、它的物理力學(xué)性質(zhì)、地下水情況以及是否存在 (或可能發(fā)生 )影響場(chǎng)地穩(wěn)定性的不良地質(zhì)現(xiàn)象 (如滑坡、巖溶、地震等 )，從而對(duì)場(chǎng)地件作出正確的評(píng)價(jià)。 3 地基 :支撐建筑物荷載、且受建筑物影響的那一部分地層稱(chēng)為地基。 相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范（規(guī)程） （ 1） 《 建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn) 》 GB 500682022 （ 2） 《 建筑工程抗震設(shè)防分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn) 》 GB 502232022(新 ） （ 3） 《 巖土工程勘察規(guī)范 》 GB500212022 （ 4） 《 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 》 GB 500092022（ 2022年版 ） （ 5） 《 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 》 GB 500072022 （ 6） 《 建筑地基處理技術(shù)規(guī)范 》 JGJ792022 J2202022 （ 7） 《 建筑樁基技術(shù)規(guī)范 》 JGJ942022 (新 ） （ 8） 《 高層建筑箱形與筏形基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范 》 JGJ6— 99 （ 9） 《 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 》 GB 500112022(新 ） （ 10） 《 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 》 GB 500102022 (新 ） 緒 論 一、土、 土力學(xué)、地基及基礎(chǔ)的有關(guān)概念 1 土： 是巖石經(jīng)風(fēng)化、剝蝕、搬運(yùn)、沉積等物理、化學(xué)、生物作用，在地殼表面形成的各種散粒堆積物。 本課程的參考教材 (資料） 土力學(xué)地基基礎(chǔ)（第 4版） 陳希哲 主編 清華大學(xué)出版社， 2022年。 7～ 16周，星期四： 10:15～ 12:00 ， 5A403教室。土力學(xué)與地基基礎(chǔ) （授課學(xué)時(shí)： 66學(xué)時(shí)） 河北聯(lián)合大學(xué)建筑工程學(xué)院 授 課：徐建新 尤志國(guó) 時(shí) 間 : 2022年 10月 11日至 12月 16日 授課時(shí)間安排 7～ 16周，星期二： 10:15～ 12:00 ， 5A403教室。 7～ 12周，星期三： 10:15～ 12:00 ， 5A401教室。 7～ 16周，星期五： 10:15～ 12:00 ， 5A304教室。 地基及基礎(chǔ)（第三版） 華南理工大學(xué)、東南大學(xué)、浙江大學(xué)、湖南大學(xué) 編，中國(guó)建筑工業(yè)出版社， 1998年。 2 土力學(xué) :研究土的應(yīng)力、變形、強(qiáng)度和穩(wěn)定以及土與結(jié)構(gòu)物相互作用等規(guī)律的一門(mén)力學(xué)分支稱(chēng)為土力學(xué)。 4 基礎(chǔ) :建筑物向地基傳遞荷載的下部結(jié)構(gòu)就是基礎(chǔ) (參看圖 01)。 5 地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的兩個(gè)基本條件： 對(duì)于地基應(yīng)滿(mǎn)足： (1)要求作用于地基的荷載不超過(guò)地基的承載能力，保證地基在防止整體破壞方面有足夠的安全儲(chǔ)備； (2)控制基礎(chǔ)沉降使之不超過(guò)地基的變形允許值，保證建筑物不因地基變形而損壞或者影響其正常使用。 對(duì)于基礎(chǔ)應(yīng)滿(mǎn)足： 還應(yīng)滿(mǎn)足對(duì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，剛度和耐久性的要求。 按施工情況分： 天然地基（淺基、深基）、人工地基。 學(xué)習(xí)要求： (1)學(xué)習(xí)和掌握土的應(yīng)力、變形，強(qiáng)度和地基計(jì)算等土力學(xué)基本原理； (2)學(xué)習(xí)和掌握淺基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方法； (3)熟悉土的物理力學(xué)性質(zhì)的原位測(cè)試技術(shù)以及室內(nèi)土工試驗(yàn)方法； （ 4）重視工程地質(zhì)基本知識(shí)的學(xué)習(xí)，了解工程地質(zhì)勘察的程序和方法，注意閱讀和使用工程地質(zhì)勘察資料能力的培養(yǎng)。追本溯源，世界文化古國(guó)的遠(yuǎn)古先民，在史前的建筑活動(dòng)中，就已創(chuàng)造了自己的地基基礎(chǔ)工藝。這就是古代 “ 堂高三尺、茅茨土階 ” (語(yǔ)見(jiàn) 《 韓非子 》 )建筑的地基基礎(chǔ)型式。那時(shí)，資本主義工業(yè)化的發(fā)展，工場(chǎng)手工業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)榻蠊I(yè)，建筑的規(guī)模擴(kuò)大了。因此，最初有關(guān)土力學(xué)的個(gè)別理論多與解決鐵路路基問(wèn)題有關(guān)。九十余年后， 1869年英國(guó)的朗肯又從不同途徑提出了擋土墻土壓力理論。此外， 1885年法國(guó)布辛奈斯克求得了彈性半空間在豎向集中力作用下的應(yīng)力和變形的理論解答。這些古典的理論和方法，直到今天，仍不失其理論和實(shí)用的價(jià)值。 1925年，太沙基歸納發(fā)展了以往的成就，發(fā)表了 《 土力學(xué) 》 一書(shū)，接著，于 1929年又與其他作者一起發(fā)表了《 工程地質(zhì)學(xué) 》 這些比較系統(tǒng)完整的科學(xué)著作的出現(xiàn)，帶動(dòng)了各國(guó)學(xué)者對(duì)本學(xué)科各個(gè)方面的探索。時(shí)至今日，土建，水利、橋梁、隧道、道路、港口、海洋等有關(guān)工程中，以巖土體的利用、改造與整治問(wèn)題為研究對(duì)象的科技領(lǐng)域，因其區(qū)別于結(jié)構(gòu)工程的特殊性和各專(zhuān)業(yè)巖土問(wèn)題的共同性，已融合為一個(gè)自成體系的新專(zhuān)業(yè) —“巖土工程 ” 。我國(guó)的地基及基礎(chǔ)科學(xué)技術(shù)，作為巖土工程的一個(gè)重要組成部分，已經(jīng)、也必將繼續(xù)遵循現(xiàn)代巖土工程的工作方法和研究方法進(jìn)行發(fā)展。 2 土的三相組成： 土的物質(zhì)成分包括有作為土骨架的固態(tài)礦物顆粒、孔隙中的水及其溶解物質(zhì)以及氣體。 12 土的生成與特性 一、地質(zhì)作用的概念 地球的圈層構(gòu)造： 外圈層：大氣圈、水圈、生物圈； 內(nèi)圈層：地殼、地幔、地核。地殼的一厚度為 30～80km。 根據(jù)地質(zhì)作用的能量來(lái)源的不同，可分為內(nèi)力地質(zhì)作用和外力地質(zhì)作用。如巖漿作用、地殼運(yùn)動(dòng) (構(gòu)造運(yùn)動(dòng) )和變質(zhì)作用。 2)地殼運(yùn)動(dòng)：地殼的升降運(yùn)動(dòng)和水平運(yùn)動(dòng)。 3)變質(zhì)作用：在巖漿活動(dòng)和地殼運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，原巖 (原來(lái)生成的各種巖石 )在高溫、高壓下及揮發(fā)性物質(zhì)的滲入下，發(fā)生成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造變化的地質(zhì)作用。它包括氣溫變化、雨雪、山洪、河流、湖泊、海洋、冰川、風(fēng)、生物等的作用。 2)沉積巖和土的生成：原巖風(fēng)化產(chǎn)物（碎屑物質(zhì)），在雨雪水流、山洪急流、河流、湖浪、海浪、冰川或風(fēng)等 外力作用下，被剝蝕，搬運(yùn)到大陸低洼處或海洋底部沉積下來(lái)，在漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代里，沉積的物質(zhì)逐漸加厚，在覆蓋壓力和含有碳酸鈣、二氧化硅、氧化鐵等膠結(jié)物的作用下，使起初沉積的松軟碎屑物質(zhì)逐漸壓密、脫水、膠結(jié)、硬化生成新的巖石，稱(chēng)為沉積巖。 3）風(fēng)化、剝蝕、搬運(yùn)及沉積－外力地質(zhì)作用過(guò)程中的風(fēng)化、剝蝕、搬運(yùn)及沉積，是彼此密切聯(lián)系的。剝蝕作用與沉積作 用在一定時(shí)間和空間范圍內(nèi)，以某一方面的作用為主導(dǎo)， 例如 :河流上游地區(qū)以剝蝕為主，下游地區(qū)以沉積為主，山地以剝蝕占優(yōu)勢(shì)，平原以沉積占優(yōu)勢(shì)。 (I)物理風(fēng)化作用： 地表巖石由于溫度變化和裂隙中水的凍結(jié)以及鹽類(lèi)的結(jié)晶而逐漸破碎崩解，但其化學(xué)成分尚未發(fā)生變化，這種過(guò)程稱(chēng)為物理風(fēng)化作用。另一方面，巖石中的不同礦物各有其不同的膨脹系數(shù)，所以當(dāng)溫度反復(fù)變化時(shí)，巖石內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生不均勻的脹縮變形，導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生，久而久之，堅(jiān)硬完整的巖石就逐漸崩解成碎塊了。 (2)化學(xué)風(fēng)化作用： 地表巖石在水溶液、大氣以及有機(jī)體的化學(xué)作用或生物化學(xué)作用下所引起的破壞過(guò)程稱(chēng)為化學(xué)風(fēng)化作用。化學(xué)風(fēng)化的主要方式有下列幾種：氧化作用、水化作用、水解作用、溶解作用。 (3)生物風(fēng)化作用： 它是指在生物活動(dòng)過(guò)程中對(duì)巖石產(chǎn)生的破壞作用。此外，在巖石表面的細(xì)菌、苔蘚之類(lèi)分泌出的有機(jī)酸溶液能分解巖石的成分，促使巖石破壞。例如 :物理風(fēng)化使巖石逐漸破碎，增大了巖石的孔隙率和表面積，為化學(xué)風(fēng)化創(chuàng)造了有利的條件；反過(guò)來(lái)，化學(xué)風(fēng)化則使所形成的碎屑發(fā)生質(zhì)的變化，顆粒變得更小并使巖石松軟、體積膨脹，從而促進(jìn)物理風(fēng)化的進(jìn)行。 二、 土的工程特征 固體顆粒、水、