土力学与地基基础第2章工程地质概述118页
土力学与基础工程-第二章

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无粘性土的密实度
无粘性土的密实度指的是碎石土和砂土的疏密程度。 密实的无粘性土由于压缩性小,抗剪强度高,承载力大,可作为建筑物的良好地基。但如处于疏松状态,尤其是细砂和粉砂,其承载力就有可能很低,因为疏松的单粒结构是不稳定的,在外力作用下很容易产生变形,且强度也低,很难作天然地基。 密实度的评价方法有三种: 室内测试孔隙比确定相对密实度的方法 利用标准贯入试验等原位测试方法 野外观测方法 (用于碎石土)
1.2 土的物理性质指标-天然密度
土的含水量:土中水的质量与土粒质量之比,一般用w表示,以百分数计,即:
01
含水量反映土中水的含量多少,其变化范围很大。土的含水量对粘性土、粉土的影响较大,对砂土稍有影响,对碎石土没有影响。一般说来,同一类土,当其含水量增大时,强度就降低。试验室内一般用“烘干法”确定。
土中水
自由水
结合水
强结合水
弱结合水
重力水
毛细水
结合水:受电分子吸引力作用吸附于土粒表面的土中水。
自由水:存在于土粒表面电场影响范围以外的土中水。
结晶水
结晶水:土粒矿物内部的水。
土中水和气
弱结合水
2.2.2 土中水和气
强结合水-具有极大的粘滞度、弹性和抗剪强度、不能传递静水压力。性质跟固体相似。 自由水-可以传递静水压力 、能溶解盐类。
颗粒堆积物
土: 狭义:土是指岩石风化后的产物,即指覆盖在地表上碎散的、没有胶结或胶结很弱的颗粒堆积物。 广义:土则是将整体岩石也视为土
岩石
地球
地球
搬运、沉积
1 土的形成
1.1 土的形成与组成
构成土骨架,起决定作用1.1 土的形成与组成 Nhomakorabea气相
土力学与地基基础工程地质PPT课件

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D:光泽 矿物的光泽是指矿物表面反射光的能力,是用肉眼
鉴别矿物的重要依据之一。根据矿物表面反光强弱可将光 泽分为金属光泽、半金属光泽、金刚光泽、油脂光泽、珍 珠光泽、丝绢光泽、蜡状光泽以及土状光泽。
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(2)主要造岩矿物 矿物是地壳中的一种或多种元素在各种地质作用
(自然作用)下形成的自然产物,是具有一定化学成分、内 部构造和物理性质的自然元素或化合物。矿物是构成地壳 的最基本物质。
构成岩石的矿物,称为造岩矿物。目前发现的地壳 中的造岩矿物多达3000余种,以硅酸盐类矿物为最多, 约占矿物总量的90%,其中最常见的矿物约有50余种。 黄铁矿,赤铁矿,褐铁矿,磁铁矿等等。
F:解理 矿物在外力作用下总是沿一定的结晶方向裂成光滑
平面的性质即为解理,裂开的光滑平面成为解理。解理总 是沿着晶体构造中面向与而网之间连接力最弱的平面发生。 相互平行的一系列解理面称一组解理。 G:断口
矿物在外力打击下,不以一定结晶方向发生断裂形 成的断裂面即为断口。
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H:比重 比重指矿物的质量与4℃时同体积水的质量的比值。
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3)地质循环 各内力地质作用及外力地质作用现象进行归类可将
其划分为风化剥蚀、搬运沉积、变质作用以及构造运动4 种类型。这4种类型的地质作用在地壳上构成了一个巧妙 的循环过程,如图所示。
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风化剥蚀使暴露于地壳表面的岩石破碎剥落,破碎剥落 的岩石碎屑物质被一定的外力地质作用搬运后在一定的地 质环境中沉积下来,当这些沉积下来的岩石碎屑物质埋入 地下一定深处,就会在高温高压作用下变质成岩,变质成 岩的岩体在构造运动作用下一旦暴露于地壳表面又会重新 被风化剥蚀,进入下一个循环过程,我们称这种循环为地 质循环。
土力学及地基基础word

土力学与地基基础讲义一、土力学、地基与基础的概念1.土力学利用力学原理,研究土的应力变形、强度、稳定和渗透性及其随时间变化规律的科学。
2. 基础将埋入土层一定深度的建筑物下部承重结构称基础。
包括深基础和浅基础。
3. 地基把土层中附加应力与变形所不能忽略的那部分地层或(岩层)称为地基。
4. 地基的范围(正常情况下卧层土自然压密状态强度高于持力层。
)持力层:埋置基础的土层即位于基础底面第一层土。
下卧层:在地基范围内持力层以下的土层。
软弱下卧层:强度低于持力层的下卧层。
5. 基础埋置的土层应埋置在良好的持力层上。
二、地基基础设计的基本要求1. 地基有足够的强度,在荷载作用下,地基土不发生剪切破坏或失稳。
2. 不使地基产生过大的沉降或不均匀沉降,保证建筑物正常使用。
3. 基础结构本身应有足够的强度和刚度,在地基反力作用下不会产生过大强度破坏,并具有改善沉降与不均匀沉降的能力。
综上所述:地基种类分人工地基:经过处理而达到设计要求的地基。
天然地基:不需处理而直接利用的地基。
三、地基与基础在工程中的重要性1.地基基础处理不当,影响建筑物的正常使用与安全,如上部结开裂,倾斜,建筑物倒塌,危及生命与财产安全。
例1941年加拿大特朗斯康大谷仓(长60m,宽23m,高31m,重2×105KN)建造在软弱下卧层上,第一次装料就发生整体倒塌。
2.地基基础设计要充分掌握地基土的工程性质,从实际出发进行多方案比较。
四、本课程的特点与任务(一)特点知识面广而综合性强,它涉及的学科内容较广泛,如土力学、工程地质学、施工技术及建筑结构等。
(二)任务1. 掌握地基土的物理性质与土力学的基本知识。
2.能阅读与正确理解工程地质勘察报告。
3.了解地基处理的各种方法。
4.进行一般房屋的地基基础设计。
思考题1.地基与基础的概念?2.地基基础设计的基本要求是什么?第一章土的物理性质第一节土的形成一、岩石的风化1.概念地表岩石长期在不同温度、水、大气、生物活动及其他外力作用的影响下,不断破碎,并发生化学变化,这种变化称为岩石的风化。
《土力学与地基基础》第二章

达西定律只适用于层流 层流: 层流 适用于中砂、细砂、粉砂等 粗砂、砾石、卵石等粗颗粒土不适合。 因为在这些土的孔隙中水的渗流速度较大,已不是层流而是紊流。当水力 梯度较小时,渗流可认为是层流,这时达西定律仍然适用。
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第二章 土的渗透性
对土渗透性的研究,主要讨论五个问题 对土渗透性的研究,主要讨论五个问题: 渗流模型; 土中水渗透的基本规律(层流渗透定律) ;影响土渗透性的因素 影响土渗透性的因素;渗透系数及其测定; 渗流力及渗流 影响土渗透性的因素 稳定分析。
土力学与地基基础
康晓惠
第二章 土的渗透性
主要内容: 主要内容: 2.1 概述 2.2 达西渗透定律 2.3 渗透系数的测定 2.4 流网及其工程应用
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第二章 土的渗透性
2.1 概 述
土是具有连续孔隙通道的物质体系,因而水能在其中流动。 渗透: 渗透:在水位差作用下,水穿过土中相互连通的孔隙发生流动的现象,称为 土中水的渗透(渗流)。 渗透性: 渗透性:土能够让水等流体通过的性质叫土的渗透性。
图3-7 常水头渗透试验
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第二章 土的渗透性
常水头渗透试验装置
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第二章 土的渗透性
2.变水头渗透试验
– 土样的截面积A,高度为L – 储水管截面积为a – 试验开始储水管水头为h0 – 经过时间t后降为h1 – 时间dt内水头降低dh,水量为:
dQ=-adh
图3-8 变水头渗透试验
第二章 土的渗透性
对土渗透性的研究,主要讨论五个问题 对土渗透性的研究,主要讨论五个问题: 渗流模型; 土中水渗透的基本 规律(层流渗透定律);影响土渗透性的因素;渗透系数及其测定; 渗流 力及渗流稳定分析。
土力学与地基基础 PPT

曲率系数: Cc=(d30)2/(d60× d10)
有效粒径 ——小于某粒径的土粒质量累计百分数为10%时相应 的粒径。
限定粒径 ——小于某粒径的土粒质量累计百分数为60%时相应 的粒径。
中值粒径 ——小于某粒径的土粒质量累计百分数为30%时相应 的粒径。
任务一土的成因与组成
土中水 结合水
自由水
任务二土的物理性质指标
的含水量,亦称为土的含水率。即:
w mW 100% ms
任务二土的物理性质指标
土的基本指标
2、土的土的密度ρ和重度
单位体积内土的质量称为土的密度ρ ,单位体积内土所受 的重力(重量)称为土的重度 。
m/V g
任务二土的物理性质指标
土的基本指标
3、土的比重Gs
土粒质量与同体积的4℃时纯水的质量之比,称为土粒比重 (无量纲),亦称为土粒相对密度。即:
建构筑物中将结构所承受的各种荷载传递到地基上的结构组成部分 称为基础。
二、地基与基础研究的内容
地基与基础是一门实用性很强的学科,其研究内容 涉及土质学、土力学、结构设计、施工技术以及与 工程建设相关的各种技术问题。
二、地基与基础研究的内容
为了保证建筑物的安全和正常使用,在地基基础设计中 ,须满足以下3个技术条件:
三、地基与基础理论的发展
▪ 1773年 ▪ 1857年 ▪ 1885年
▪ 1925年 ▪ 1936年 ▪ 1949年
• 法国的库仑-砂土抗剪强度理论与土压力理论 英国朗肯—朗肯土压力理论
法国布新奈斯克(Boussinesq)—弹性半空间解 美国太沙基—《土力学》专著与有效应力原理 美国召开第一次国际土力学及基础工程会议 我国土力学研究进入发展阶段
土力学与地基基础——第二章

pi 1 z Ki 2 2 z z i 1
n
K P
i 1 i i
n
2.3 地基中的附加应力
讨论:集中力荷载产生的竖向附加应力在地基
2.3 地基中的附加应力
(d)o点在荷载面角点外侧 把荷载面看成由I(ohce)、Ⅳ(ogaf)两个面积中扣除 Ⅱ(ohbf)和Ⅲ(ogde)而成的,所以
z ( Kc1 Kc 2 Kc3 Kc 4 ) p0
2.3 地基中的附加应力
例题 以角点法计算矩形基础甲的基底中心点
垂线下不同深度处的地基附加应力的分布,基 础埋深1.5m,集中力为1940KN,并考虑两相邻 基础乙的影响(两相邻柱距为6m,荷载同基础 甲)。
(b)o点在荷载面内
z ( Kc1 Kc 2 Kc 3 Kc 4 ) p0
(c)o点在荷载面边缘外侧 此时荷载面abcd可看成是由I(ofbg)与Ⅱ(ofah)之差和 Ⅲ(oecg)与Ⅳ(oedh)之差合成的,所以
z ( Kc1 Kc 2 Kc 3 Kc 4 ) p0
如果基础砌置在天然地面上,那末全部基底压 力就是新增加于地基表面的基底附加压力。一 般天然土层在自重作用下的变形早巳结束,因 此只有基底附加压力才能引起地基的附加应力 和变形。
2.2 基底压力
基底压力为均匀分布时:
p0 p 0 p 0 d
基底压力为梯形分布时:
p0 max p0 min
2.1 地基中的自重应力
什么时候考虑土体在自重下的自重应力? 土层一般形成至今有很长的时间,自重应力下
《土力学与地基基础》课件

地基承载力计算方法:极限 平衡法、弹性半空间法等
地基承载力定义:地基所能 承受的最大压力
地基承载力验算:根据设计要 求,计算地基承载力是否满足
要求
地基承载力影响因素:土质、 地下水位、地基深度等
地基变形类型: 沉降、侧向位移、 倾斜等
地基变形计算方 法:弹性半空间 法、有限元法等
地基变形控制措施: 加强地基处理、采 用桩基础等
添加标题
破坏阶段:土在外力 作用下产生的应力和 应变达到极限,土体 破坏
抗剪强度:土抵抗剪切破坏的能力 摩擦角:土颗粒之间的摩擦力 影响因素:土的颗粒大小、形状、排列方式等 应用:地基承载力计算、边坡稳定分析等
土的压缩性:土在压力作用下体积减小 的性质
固结过程:包括初始固结、次固结、超 固结等阶段
膨胀土地基的特点: 吸水膨胀、失水收 缩
膨胀土地基的危害: 地基不均匀沉降、 开裂、变形
膨胀土地基的处理 方法:换填、强夯、 注浆、化学加固等
工程实例:某高速公路 膨胀土地基处理工程, 采用换填法进行地基处 理,取得了良好的效果。
汇报人:
保证建筑物安全
地基处理方法:包括换填法、强夯法、挤密法、注浆法等 方案选择依据:根据场地条件、工程要求、经济性等因素综合考虑 优化方法:采用数值模拟、试验研究等手段进行优化 案例分析:结合实际工程案例,分析地基处理方案的选择与优化过程
监测内容:沉 降、位移、应
力、应变等
监测方法:仪 器监测、现场 观测、试验检
测等
质量评价标准: 地基承载力、 变形控制、稳
定性等
案例分析:某 工程地基处理 工程监测与质
量评价实例
PART EIGHT
软土地基的特点:含水量高、压缩性高、抗剪强度低
土力学与地基基础》课件第二章

土的物理状态指标
土的物理状态指标是用来描述土的流动状态、稠度和硬化特 性的参数。这些指标包括:流性指数、稠度系数、塑性指数 等。这些指标对于评价土的工程性质、确定土的设计参数以 及预测土的行为等方面具有重要意义。
流性指数是指描述土在剪切过程中流动特性的参数,以小数 表示。流性指数越大,土的流动性越好,越容易发生剪切变 形。在工程实践中,流性指数对于评价土的稳定性和预测土 的行为具有重要意义。
抗剪强度是土的重要力学性质 ,对于边坡稳定性分析、挡土 墙设计、地基承载力计算等工
程问题具有重要意义。
土的抗剪强度与土的颗粒组成 、含水量、孔隙比、矿物成分 等因素有关。
抗剪强度可以通过室内剪切试 验或原位剪切试验测定,常用 的指标有摩擦角和内聚力。
土的承载力
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土的承载力是指土在一定压力 作用下不发生破坏或过的物理性质 • 土的力学性质 • 土压力与挡土墙设计 • 地基变形与稳定性分析 • 基础工程设计
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土的物理性质
土的组成
土是由固体颗粒、水和气体三部分组成的三相物质。固体颗粒是土的主要组成部分,其大小、形状和 级配等因素对土的物理和力学性质产生重要影响。水以结合水和自由水的形式存在于土中,对土的力 学性质也有重要影响。气体存在于土的孔隙中,对土的压缩性和透水性有直接影响。
稳定性计算
根据土壤参数和建筑物荷载,计算 基础的稳定性,以确保建筑物在使 用过程中不会发生滑动或倾覆。
THANKS
感谢观看
形所能承受的最大压力。
承载力是地基基础设计中的重 要参数,对于建筑物安全和正
常使用具有重要意义。
土的承载力与土的强度、变形 性质、应力历史等因素有关。
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工程地质作用——人为地质作用
(课本第15-17页) 为了做好工程,研究地质问题一定要关注
岩土层产生的先后时间问题。
地质年代
相对地质年代 绝对地质年代
(课本第17-18页)
地质构造——是指组成地壳的岩层在地应力的长期 作用下就会发生弯曲、断开或产生位移而形成构造 变形的遗迹。
水平构造
单斜构造
地质构造 褶皱构造
颜色:灰红、浅红色 主要矿物:石英、正长石和斜长石 结构:半晶质(斑状) 构造:块状 产状:小型岩体或大岩体边缘 用途:良好天然建筑材料
流纹岩(喷出岩)
颜色:浅灰、粉红及紫灰色 主要矿物:石英、正长石和斜长石 结构:隐晶质 构造:流纹 产状:喷出岩
玄武岩(喷出岩)
颜色:灰黑色、黑绿色至黑色 矿物:辉石、斜长石 结构:隐晶质 构造:气孔或杏仁状 产状:喷出岩 用途:致密的是较好天然建筑材料
——在漫长的地质历史过程中,母岩在温度、压力等 各种变质因素下,改变了原有的结构、构造或矿物成分 特征,成为具有了新的结构、构造或矿物成分的岩石。
变质作用
(1)接触变质作用——高温 (2)交替变质作用——化学活动 (3)动力变质作用——构造运动 (4)区域变质作用——高压
片岩
原岩:泥质岩石 矿物:云母、绿泥石、滑石 结构:变晶结构 构造:片状 用途:无
火山角砾岩(碎屑岩)
由直径大于4毫米的火山岩片、 角砾沉积形成 基底胶结或孔隙胶结
凝灰岩(碎屑岩)
由火山灰沉积形成 孔隙胶结或接触胶结
泥岩(黏土岩)
泥状:粒径<0.005mm 接触胶结
石灰岩(化学岩)
以方解石为主,灰白色、灰黑色 遇稀盐酸剧烈起泡 良好建筑材料、水泥原料
变质岩:(课本第20页)
粗砂岩(碎屑岩)
粗砂岩:粒径为0.5~2mm 接触胶结 装饰材料
中砂岩(碎屑岩)
中砂岩:粒径为0.25~0.5mm 接触胶结 装饰材料
细砂岩(碎屑岩)——磨刀石
细砂岩:粒径为0.05~0.25mm 接触胶结 装饰材料
粉砂岩(碎屑岩)——磨刀石
粉砂岩:粒径为0.005~0.05mm 接触胶结 装饰材料
三大岩石转化示意图:(课本第19-21页)
喷出型 岩浆岩 侵入型 岩浆岩
沉积岩
变质岩
第三节 土的成因类型
土:(课本第21页)
——是岩石风化的产物。 ——是由地壳表层不同成因的岩石在物理、化学、 生物等风化作用后经搬运、沉积形成的松散颗粒堆 积物。
岩石风化
岩石风化
残留原地
顺坡移动
残积物Biblioteka 坡积物土与岩石的关系:碎屑物
岩石
沉积岩 成岩作用
风化
粗
细
搬运 土
粉
沉积
黏
土层
土及岩石的分类:
岩浆岩 岩 沉积岩
变质岩
土占地球表面的五分之一,是 人类居住和农业生产的主要用 地;也是建筑物的主要用地。
岩土
土
碎石土
大理岩
原岩:石灰岩、白云岩 矿物:方解石 结构:变晶结构 构造:块状 用途:白色者称汉白玉,良好的装饰和雕刻原料
石英岩
原岩:石英砂岩 矿物:石英 结构:变晶结构 构造:块状 用途:良好的建筑石材,但开采、加工困难
三大岩类的互相转化:(课本第20-21页)
按成因可分成: (1)岩浆岩 (2)沉积岩 (3)变质岩
沉积岩(水成岩):(课本第19-20页)
——是在地表和地表下不太深的地方,由母岩的风化 产物、火山物质、有机质等松散堆积物在温度不高和压 力不大的条件下,经过水流的搬运、沉积作用而形成的 岩石,是三大类岩石中在地表分布最广的岩石。
松散 堆积物
沉积岩
层理构造: (课本第39页) 水平层理
斜层理 交错层理
层状构造 透镜体
(课本第39页)
尖灭
(课本第39页)
透镜体
层状构造
尖灭
沉积岩的分类: (课本第20页)
碎 屑 岩
粘 土 岩 化学 及生 物化 学岩
砾岩(碎屑岩)
原岩颗粒圆角状、磨圆,分选,粒径>2mm 基底胶结或孔隙胶结
角砾岩(碎屑岩)
原岩颗粒棱角状、不磨圆,不分选,粒径>2mm 基底胶结或孔隙胶结
——岩层受构造运动影响,发生弯曲(褶皱zhě zhòu) ,而未丧失其连续性。
背斜成山
向斜成谷
断裂构造: (课本第18-19页)
——岩层受力断裂,使原有的连续完整性遭受破坏而 形成断裂构造。
断裂构造
节理 断层
断裂构造——节理: (课本第18-19页)
节理
断裂构造——断层: (课本第18-19页)
土力学与地基基础
李其林
第2章 工程地质概述
本章主要内容
2.1 地质作用与地质构造 2.2 岩石的成因类型 2.3 土的成因类型 2.4 不良地质现象与影响 2.5 地下水与土的渗透性
注意:红色字部分为关键内容 本章内容与《工程地质》所学内容相同
第一节 地质作用与地质构造
地质作用:
(课本第12页)
正断层
逆断层
平移断层
断层
第二节 岩石的成因类型
岩石:(课本第19-21页)
——是由矿物或类似矿物的物质(如有机质、玻璃、 非晶质等)组成的固体集合体。
按成因可分成: (1)岩浆岩 (2)沉积岩 (3)变质岩
三大岩石转化示意图:(课本第19-21页)
喷出型 岩浆岩 侵入型 岩浆岩
沉积岩
变质岩
岩浆岩(火成岩):(课本第19页)
——在地质历史的发展过程中,由自然动力(人力、 外力、内力)引起地壳(qiào)组成物质、地壳构造、 地表形态等不断地变化和形成的作用。
(课本第12-15页)
内力
自然地 质作用
外力
地质作用
岩浆活动 地壳运动 变质作用 地震
风化—温度、水、气体、生物 剥蚀—河、海、湖、冰川、风 搬运—河流、风为主 沉积—搬运动能减小、环境 固结成岩作用
节理
断裂构造
不整合
断层
(课本第17-18页)
水平构造、单斜构造、褶皱构造:
未经构造运动
经构造运动,岩层向 同一方向倾斜
经构造运动后,岩层褶皱和倒转
褶皱构造: (课本第17-18页)
——岩层受构造运动影响,发生弯曲(褶皱zhě zhòu) , 而未丧失其连续性。
褶皱构造: (课本第17-18页)
——是由地幔或地壳的岩石经熔融或部分熔融的物质, 也就是由岩浆冷却固结形成的岩石。
成因
侵入岩
喷出岩
深成岩 浅成岩
以地表以下3km为界
花岗岩(深成岩)
颜色:肉红、灰白色 主要矿物:石英、正长石和斜长石 结构:全晶质(中、粗粒状) 构造:块状 产状:岩基、岩株 用途:良好天然建筑材料
花岗斑岩(浅成岩)