清华大学-土力学-地震基础抗震设计
土力学课程学习指南
土力学课程学习指南《土力学》是清华大学土木水利学院的院级平台课，授课对象为水利水电工程系、土木工程系、建设管理系和工程力学系的本科生，开设时间为第五学期，总学时48学时。
《土力学》是水利和土建专业的核心课程，也是交通、港口、环境、核电站和矿山等相关专业的重要专业基础课程。
1．课程总体安排清华大学《土力学》课程共包含80总学时，分秋季和春季两个学期进行。
其中，《土力学1》包括第一至第十二单元，安排在秋季学期；《土力学2》包括第十三至第二十单元，安排在春季学期。
按照课程的特点和定位以及对学生能力培养的需求，将《土力学》课程教学组合为三个模块：1）《土力学》的理论，以土的渗透、变形和强度三大基本特性为核心内容，注重培养学生理性思维和分析能力。
对应的课程是《土力学1》中的课堂授课部分，40学时/学年。
2）《土力学》的应用，主要介绍土力学基本理论在各种工程问题中的应用，注重培养学生的实用计算和工程判断能力。
对应的课程是《土力学2》，32学时/学年。
此外，还配合《城市岩土工程》、《城市水环境工程》和《地球与人类环境》等选修课。
3）《土力学》的实验，以土的物性试验、三轴试验和固结试验等为核心教学内容，注重培养学生土工试验的动手能力。
土力学实验部分与土力学基本理论部分紧密结合，安排在《土力学1》课程中，8学时/学年。
此外，还配合本科学生的SRT、自选试验和综合论文训练等环节。
2．课程基础要求学生的先修课程包括微积分、工程力学和水力学等。
3．课程基本内容第一单元绪论和土的物理性质（秋季学期6学时，第1~2教学周）了解土的三大工程问题，也即渗透问题、变形问题和强度问题；了解土的形成，掌握土的碎散性、多相性和天然性这三大特点；掌握土的物理性质，包括土的三相组成、物理状态和结构；掌握土的压实性；掌握土的工程分类标准，了解土的工程分类方法。
第二单元试验课1：土的基本物性试验（秋季学期3学时，第2~6教学周）要求学生独立完成：1）密度测定试验；2）含水量测定试验；3）液塑限测定试验；4）颗粒分析试验。
清华大学新建筑抗震设计规范课件.
秦 权，清华大学
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适用范围：维持 6～9 度设防。
抗震设防水准和设防目标：继续保持“小震不坏、 中震可修、大震不倒”的三水准抗震设防目标。
场地划分：计算土层厚度取 20 m, 尽量减小不同场地
类别划分的“跳跃”, 对断层的影响和避让及液化
土的处理也作出相应的规定。场地类别仍分为四
类, 但场地土平均剪切波速改用等效剪切波速; 同
2010/7/12
秦 权，清华大学
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第三阶段修订:《2001 规范》
吸取了国内外大地震的震害经验，特别是 1995 年日本阪神地震和 1999 年台湾集集地震提供 了大量钢筋混凝土和钢结构高层建筑的震害实 例;
美国 UBC 和 IBC、日本 BSL 和欧洲 Eurocode 8 规范的修订
2010/7/12
场地土的液化判别：采用初判和再判的两步判别法, 考虑近震和远震条件下的液化可能性和危害性, 适 用于粉土和砂土两类土, 并提出了比较具体的抗液 化措施。再判——地下 15 m 深度范围内液化土标 贯锤击数临界值:
Ncr = N0 [0.9 +0.1(ds-dw)] (3/ρc)
对存在液化土层的地基, 根据土层深度和厚度,以及 标贯实测值和临界值计算液化指数, 并划分液化等 级 (危害性)
Q0 = Cα1W 结构抗震强度验算：采用安全系数法或容许应力法
。安全系数取不考虑地震荷载时的 80% , 但不小 于 1.1; 采用容许应力法时, 容许应力取不考虑地 震荷载时数值的 125%
抗震构造措施：对超过一定高度的多层砖房提出了 构造柱的概念和详细构造要求，提高了砌体结构 的延性和整体性。构造柱是一个创造性的、有中 国特色的工程抗震技术
2010/7/12
《土力学与地基基础》--大学本科教材
(二)冲积物(Q) 冲积物是河流流水的地质作用将两岸基岩及其上部覆盖 的坡积、洪积物质剥蚀后搬运、沉积在河流坡降平缓地 带形成的沉积物。
1平原河谷冲积物 平原河谷除河床外，大多数都有河漫滩及阶地等地貌单元 (图1—7)。
2．山区河谷冲积层 在山区，河谷两岸陡削，大多仅有河谷阶地(图1-8)。
(三)其它沉积物 除了上述四种成囚类型的沉积物外，还有海洋沉积物 (Q”)、 湖泊沉积物(Q‘)、 冰川沉积物(Q”)及风积物(Q”‘)等，它们是分别由海洋， 湖泊、冰川及风等的地质作用形成的．
(2)毛细水 毛细水是受到水与空气交界面处表面张力作用的自 由水．毛细水存在于地下水位以上的透水土层中。毛细 水按其与地下水面是否联系可分为毛细悬挂水(与地下水 无直接联系)和毛细上升水(与地下水相连)两种。 当土孔隙中局部存在毛细水时，毛细水的弯液面和 土粒接触处的表面引力反作用于土粒上，使土粒之间由 于这种毛细压力而挤紧(图1—14)，土因而具有微弱的粘 聚力，称为毛细粘聚力。 (二)土中气 。 I 土中的气体存在于土孔隙中未被水所占据的部位。 三 、土的结构和构造 土的结构是指由土粒单元的大小、形状、相互排列及 其联结关系等因素形成的综合特征。一般分为单粒结构、 蜂窝结构和絮状结构三种基本类型。
(1)强结合水 强结合水是指紧靠土粒表面的结合水 (2)弱结合水 弱结合水紧靠于强结合水的外围形成一层结合水膜。 2自由水 自由水是存在于土粒表面电场影响范围以外的水。它 的性质和普通水一样，能传递静水压力，冰点为0℃，有 溶解能力。 自由水按其移动所受作用力的不同，可以分为重力水 和毛细水。 (1)重力水 重力水是存在于地下水位以下的透水层中的地下水， 它是在重力或压力差作用下运动的自由水，对土粒有浮 力作用。
3．洪积物(Q”) · 由暴雨或大量融雪骤然集聚而成的暂时ห้องสมุดไป่ตู้山洪急流， 具有很大的剥蚀和搬运能力。
小度写范文清华大学810土力学基础考研参考书目.考研真题.复试分数线模板
清华大学810土力学基础考研参考书目.考研真题.复试分数线清华大学810土力学基础考研参考书目、考研真题、复试分数线810土力学基础课程介绍内容简介《土力学基础》共7章，主要阐述与土力学有关的基础知识，包括土的物理性质及工程分类、土的渗透性、土体中的应力、地基变形计算、土的抗剪强度与地基承载力、土压力等方面的内容，并扼要介绍了一些地基处理方法。
书后附有常用土工试验方法。
《土力学基础》可供水利水电工程建筑、水利工程、工业与民用建筑等专业技术人员学习参考，也可作为高职高专、成人高校、电大等相关专业土力学课程的教材。
清华大学考研参考书目专注清华大学考研辅导专注清华大学考研辅导专注清华大学考研辅导专注清华大学考研辅导专注清华大学考研辅导专注清华大学考研辅导清华大学考研复试分数线一、学校复试分数基本要求根据2014年硕士研究生入学考试考生成绩统计结果和我校各学科招生计划，经学校研究生招生工作领导小组讨论决定，对入围复试的考生初试分数基本要求如下。
各院系在达到学校复试分数基本要求的生源充足的情况下，可根据本学科、专业特点及生源和招生计划数制定不低于学校基本要求的本院系学科(专业)复试基本要求，并以此确定入围复试考生名单。
1.统考生、联考生：见附表。
2.单考生：政治、外语单科成绩不低于40分；业务课满分150分的科目单科成绩不低于80分，业务课满分300分的科目单科成绩不低于180分；且总分不低于300分。
3. “强军计划”考生(含计算机科学与技术在职单考班)：总分不低于240分，单科不限。
4. “少数民族高层次骨干人才计划”考生：所有考试科目总分满分500分的要求总分不低于305分，总分满分300分的要求总分不低于185分，单科不限。
专注清华大学考研辅导二、复试办法 1.院系制定本单位复试工作办法各院系根据学校复试分数制定复试工作办法，要求于3月7至23日安排考生复试。
2.考生报考资格审查入围复试的考生在复试期间须携带本人以下材料进行报考资格审查：(1)准考证；(2)有效身份证件原件及一份复印件；(3)毕业证书(应届生带学生证)原件及一份复印件；(4)一张1寸免冠照片(体检表用)；(5)考生自述(包括政治表现、外语水平、业务和科研能力、研究计划)；(6)大学期间成绩单原件或档案中成绩单复印件(加盖档案单位红章)。
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1925年，太沙基归纳发展了以往的成就，发表了《土 力学》一书，接着，于1929年又与其他作者一起发表了 《工程地质学》这些比较系统完整的科学著作的出现， 带动了各国学者对本学科各个方面的探索。从此，土力 学及地基基础就作为独立的科学而取得不断的进展。时 至今日，土建，水利、桥梁、隧道、道路、港口、海洋 等有关工程中，以岩土体的利用、改造与整治问题为研 究对象的科技领域，因其区别于结构工程的特殊性和各 专业岩土问题的共同性，已融合为一个自成体系的新专 业—“岩土工程”。 它的工作方法就是：调查勘察、试验测定、分析计算、 方案论证，监测控制、反演分析，修改定案；
“第四纪沉积物(层)”或“土”。 五、第四纪沉积物(层) 不同成因类型的第四纪沉积物，各具有一定的分布规律 和工程地质特征，以下分别介绍其中主要的几种成因类型。 (一)残积物、坡积物和洪积物 1、残积物 残积物是残留在原地未被搬运的那 一部分原岩风化剥蚀后的产物，而 另一部分则被风和降水所带走。 2、坡积物 坡积物是雨雪水流的地质作用将高处岩石风化产物缓慢 地洗刷剥蚀、顺着斜坡向下逐渐移动、沉积在较平缓的山坡 上而形成的沉积物。
Байду номын сангаас
为地壳的上拱和下拗，形成大 型的构造隆起和拗陷：水平运 动表现为地壳岩层的水平移动，使岩层产生各种形态的褶皱 和断裂．地壳运动的结果，形成了各种类型的地质构造和地 球表面的基本形态。 3)变质作用：在岩浆活动和地壳运动过程中，原岩 (原来生 成的各种岩石)在高温、高压下及挥发性物质的渗入下，发生 成分、结构、构造变化的地质作用。 (2)外力地质作用： 由于太阳辐射能和地球重力位能所引起的地质作用。它 包括气温变化、雨雪、山洪、河流、湖泊、海洋、冰川、风、 生物等的作用。 1)风化作用：外力(包括大气、水、生物)对原岩发生机械破 碎和化学变化的作用。 2)沉积岩和土的生成：原岩风化产物（碎屑物质），在雨雪 水流、山洪急流、河流、湖浪、海浪、冰川或风等
清华大学土力学
• 土力学研究的对象是分散土，它与岩石、土壤既有联系又有 区别。土的主要特征是分散性、复杂性和易变性，其性质将 随外界环境（如温度、湿度）的变化而发生显著的变化。
• 岩石与土是有差别的，岩石中虽然有孔隙和裂隙，但可近似 看成是连续介质。岩石主要是岩石力学（或隧道力学）的研 究对象。
• 土壤属农业学科，是土壤学研究的对象。土壤的主要特征是 具有肥力，能够提供植物生长过程中所需要的养料。人类对 土壤的认识和利用比土要丰富的多，土壤学的发展也比土力 学要早得多。
• 但应该指出，学科之间都是相互交叉，相互渗透的，岩石力 学、土壤学与土力学是密切联系的，土力学在发展过程中， 也利用了许多岩石力学和土壤学的成就。
(3)挡土墙设计的主要外荷载-土压力的取用，需借助于土压力理 论计算。
(4)随着我国高速公路、高速铁路的大量修建，对路基的沉降计 算与控制提出了更高的要求，而解决沉降问题需要对土的压 缩特性进行深人的研究。
(5)软土地基的加固技术，需要对软土进行大量的试验研究和现 场监测。
(6)在路面工程中，土基的冻胀与翻浆在我国北方地区是非常突 出的问题，防治冻害的有效措施是以土力学的原理为基础的。
(1)土的物理、力学、物理化学性质； (2)宏观与微观结构； (3)土的压缩性； (4)强度特性； (5)渗透性； (6)动力特性等。 • 为各类土木工程的稳定和安全提供科学的对策。
三、土力学发展概况（自学） 四、本学科与土木工程专业的关系
• 在土木工程设计与施工中，将会遇到大量的与土有关的工程 技术问题。
三、剥蚀
• 风化后的岩石产物在冰川、风、水和重力作用下，从母岩分离 的现象称为剥蚀。
清华大学-土力学-桩基础设计
F
二 桩基础设计
3 承台的设计计算
2) 柱下桩基独立承台冲切计算 Q
板式承台厚度主要由冲
Q
切计算决定。两种破坏
形式：
柱对承台的冲切，由柱 边沿或变阶处形成45o 的冲切锥
角桩处形成一个倒冲切 锥体 （自学）
Q F
Q
桩基础设计-承台冲切计算
二 桩基础设计
3 承台的设计计算
2) 柱下桩基独立承台冲切计算
群桩效应与很多因素相关，用群桩效应系数估计
群桩承载力
= 群桩中各单桩承载力之和
对于砂土、长桩和大间距条件下 1.0, 工程设计中常取 ＝ 1.0
桩基础设计
二 桩基础设计
1 桩基础的设计步骤
结构、地质和环境资料 桩型、桩长、断面 单桩承载力特征值Ra 桩数和布置 No 验算单桩承载力 No 桩基沉降验算 承台与桩身设计计算 设计结束
粘土 2d 砂土 1.5d 碎石 1.0d
4d
本章主要内容
• 桩的功能及类型 Pile foundation • 桩的承载机理 Mechanism • 单桩承载力 Capacity of a single pile • 桩基础设计 Design of pile foundation
第5节 桩基沉降计算
3 桩之间互相调节 个别桩承载力低 其他桩帮助承担，总体互补
4 承台可部分承受荷载
群桩效应
一 群桩与群桩效应
承台承载力问题
各桩承担的竖向力
承台可以承担荷载，最高达30％ 刚性承台下各桩承担的荷载不同 动力荷载下(铁路桥梁)负摩擦力(地面下沉); 端承桩情况下不考虑承台承载力
群桩效应
一 群桩与群桩效应
2 扣除桩群侧壁摩阻法
清华大学土力学习题
土力学1第一章土的物理性质一思考题1.什么是土的灵敏度？灵敏度反映土的什么性质？如何测定土的灵敏度？2.粗粒土与细粒土如何区分？3.什么叫做粒径级配累积曲线，曲线上一点代表什么意思？4.土中水分几种类型？各有什么特点？与土的状态什么关系？5.如果试验结果表明某天然砂层的相对密度Dr>1，这是否有可能，为什么？6.什么是粘性土的最优含水量？它与击实能有什么关系？7.什么叫土的液性指数？如果试验结果表明某天然粘土层的液性指数大于1，但该土并不呈流动状态而仍有一定的强度，这是否可能，为什么？8.片架结构和片堆结构性质有何不同？9.已知某粘土层的天然含水量值，能否判断该土的软硬程度，为什么？二习题1．有一土体，测定的天然密度为ρ=1.85g/cm3，含水量为ω=14%，土颗粒的比重为G s=2.67。
计算其孔隙比e。
2．在某土层中用体积为72cm3的环刀取样。
经测定，土样质量为129.1g，烘干后土样质量为121.5g，土粒比重为2.7，求该土样的含水量、湿容重、饱和容重、干容重和浮容重，并比较该土在各种情况下的容重值有何区别？3．饱和土孔隙比为0.7，比重为2.72。
用三相草图计算干容重、饱和容重和浮容重。
并求当该土的饱和度变为75％时的容重和含水量。
4．有一湿土样质量为200g，已知含水量为15％，要制备含水量为20％的土样需加多少水？5．某料场的天然含水量w=22%，G s=2.70，土的压密标准为ρd=1.7g/cm3，为避免过度碾压而产生剪切破坏，压密土的饱和度不宜超过0.85。
问该料场的土料是否适合筑坝，如果不适合应采用什么措施？6．8度地震区要求砂压到相对密度达0.7以上，经试验某料场砂的最大干密度为1.96g/cm3，最小干密度为1.46g/cm3，问这类砂碾压到多大的干密度才能满足抗震的要求？（砂的比重为2.65）7．装在环刀内的饱和土样加垂直压力后高度自2.0cm压缩至1.95cm，取出土样测得其含水量为28％，已知土粒比重为2.7，求压缩前土的孔隙比？第二章 土的渗透性一 思考题1．举例说明流土发生的现象和原因，并说明工程上如何防止流土的发生。
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(1)与震级有关 (2)与距离震中的远近有关 (3)与地质和地形条件有关
设计裂度: 地区多年地震裂度统计而确定的基本裂度. 根据重要性加减.
抗震验算
一 地震特点和震害
作业：浅基础课程设计
第6节 基础的抗震验算 一 地震和震害
一 地震和震害
环球火山地震带
欧亚大陆
抗震验算
一 地震和震害
震级:M=logA,能量尺度 Magnitude 1935年 Richter提出的
裂度(Earthquake Intensity): 某地区的地面和各种建筑 物受一次地震影响的强烈程度. (反映破坏程度).最大12度 （1）与震级有关； （2）与距离震中的远近有关 （3）与地质和地形有关
与建筑物 结构自振周期T有关
抗震验算
二 抗震验算
地震影响系数
2max
2
Tg 场地特征周期,地震在
此地基引起的震动主
周期
T 建筑物结构自振周期，
接近于地基的特征周
期时发生最大损害—
0 0.1 Tg
5Tg T(秒) 共振
结构自振周期 T
抗震验算
三 地基液化可能性判断 liquefaction
1 液化: 对于饱和松砂在振动荷载下，由松变密，产生 超静孔压u 。颗粒在一段时间内处于悬浮状态，其自 重原来由土骨架承担，现在由水承担，有效应力变
为零，抗剪强度丧失—液化. u = 3
土性条件：饱和, 松散, 细砂或粉土 粘土有凝聚力,不易悬浮
抗震验算
三 地基液化可能性判断 liquefaction
2 规范法判断地基液化 1)初判 Q3以前,地震烈度8度以下，不考虑液化 粉土中粘粒含量>10~16%, 7~9度不液化
非液化土层du很厚,地下水位dw很深 不液化
一 地震特点和震害
1999 年9月21日台湾大地震台中县，石冈坝由 于通过逆冲断层破坏
一 地震特点和震害
1999 年9月21日台湾大地震台中县
台中县雾台峰中县太 乡 平市
一 地震特点和震害
2008年汶川地震
2008年5月17日，深山雾霭，地震扭曲的小镇无路 可出。近6天断电断水断粮。山体过于接近,飞机无 法降落施救，只能远远望着呼救人群
一 地震特点和震害
2013年4月20日 雅安7.0级地震
抗震验算
二 抗震验算 建筑抗震设计规范 Code for seismic design of buildings
1 抗震承载力
faE=s fa s=1~1.5 (软~硬土)为提高系数
在动荷载作用下,动强度偏高 特殊荷载下安全系数允许降低
抗震验算
一 地震特点和震害
2008年汶川地震
一 地震特点和震害
2008年汶川地震 – 映秀
一 地震特点和震害
2010年1月12日海地7.0级地震
一 地震特点和震害
2010年2月27日智利8.8级地震
一 地震特点和震害
2010年4月14日玉树7.1级地震
一 地震特点和震害
2011年3月11日日本8.8级地震海啸
高宽比 > 4 pmin 0
其他建筑 基底与地基表面脱开区域 < 15%
抗震验算
二 抗震验算
4 水平地震力FE的计算源自FE= Geq单层Geq = Ge 多层Geq = 0.85
Ge
等效重量荷载~总重力荷载
关键在于地震影响系数
与设计裂度有关, 与近震,远震有关,比震中小2度为远震 与场地特征周期 Tg 有关 (地基土特性)
天然地基上的浅基础设计 Shallow foundation in natural ground
GB50007-2011
1 设计方法 2 基础分类 3 基础埋深 4 地基计算 5 基础设计 6 抗震验算
允许承载力设计 极限状态设计 基于可靠度设计
刚性角 4项基本原则 3项控制因素 承载力（标准）、变形（准永久） 冲切验算（基本组合，不考虑G）
pmax
地基基础承的载验力算验算
二 抗震验算
1 抗震承载力 faE=s fa s=1~1.5 (软~硬土)
2 基底压力计算(拟静力法) 地震作用等效为惯性力 FE
3 承载力验算
1）中心荷载
p=
GE+G A
faE
M D
G FE E G
2）偏心荷载
pmax=
GE+G A
+
M W
1.2
faE
p
pmax
2008汶川地震 烈度分布
Epicenter
Earthquake intensity
XI X IX VIII VII VI
50 km Zipingpu CFRD
Chengdu
Data source: China Seismological Bureau
Chongqing
抗震验算
一 地震和震害
震级:M=logA,能量尺度 Magnitude 1935年 Richter提出的
二 抗震验算
1 抗震承载力
faE=s fa s=1~1.5 (软~硬土)
在动荷载作用下,动强度偏高 特殊荷载下安全系数允许降低
2 基底压力计算(拟静力法)
M
GE FE
D
G
p
将地震作用等效为惯性力 FE 做静力分析 1) 荷载组合
GE 计算地震时结构总荷载 G 基础加周围土重 FE 地震引起的惯性力 M FE引起的地面位置的力矩
2)复判
初判为可液化土层，地面下20m范围内，计算临界标贯值
Ncr=N0 [ln(0.6ds+1.5)-0.1 dw]
3
c
实际土层标贯击数N< Ncr判断为液化土层 ds标惯点深度； dw地下水深度， c粘粒含量，N0基准标惯击
数，根据烈度和近远震取值
天然地基上的浅基础设计
1 无筋扩展基础与有筋扩展基础的区别 2 作用标准组合、准永久组合和基本组合 3 基础埋置深度的确定原则和方法 4 土的冻胀机理，考虑冻胀的基础埋深确定 5 地震的主要特点，地震影响系数的确定方法 6 地震液化的机理及规范推荐的液化判断方法 7 基础结构设计要点，刚性角、冲切验算方法 8 掌握天然地基上浅基础的设计流程
地震分类：构造 火山 陷落地震
地震波: 体波和面波
体波分为：纵波P 压缩波 波速高 横波S 剪切波
面波分为：瑞利波 乐甫波
当横波和面波到达时，地表面的振动最强烈
一 地震特点和震害 Kobe earthquake, 1995
Concrete-frame structure with a mid-story collapse