土力学地基基础课程设计
土力学地基基础课程设计
1、设计资料1、1上部结构资料某教学实验楼,上部结构为7层框架，其框架主梁、次梁均为现浇整体式,混凝土强度等级C30。
底层层高３、４m(局部１0ｍ,内有10ｔ桥式吊车,其余层高3、3ｍ,底层柱网平面布置及柱底荷载如图２所示。
1、2建筑物场地资料(1）拟建建筑物场地位于市区内,地势平坦,建筑物平面位置如图1所示图1建筑物平面位置示意图（2)建筑场地位于非地震区,不考虑地震影响。
场地地下水类型为潜水，地下水位离地表２、1m,根据已有分析资料，该场地地下水对混凝土无腐蚀作用。
(3)建筑地基得土层分布情况及各土层物理、力学指标见表1。
表1 地基各土层物理、力学指标表1地基各土层物理、力学指标2、１选择桩型根据施工场地、地基条件以及场地周围环境条件,选择桩基础。
采用预应力高强混凝土薄壁管桩，这样可以较好得保证桩身质量,并在较短得施工工期完成沉桩任务。
桩截面尺寸选用:D＝５0０mm ,壁厚t=５0mｍ。
混凝土强度C3０。
考虑承台埋深1、5 m,以4层黄褐色粉土夹粉质粘土为持力层,桩端进入持力层深度2倍桩径即０、６m,桩顶嵌入承台０、1m。
这时桩端一下持力层厚度大于4倍桩径,满足要求。
3、确定单桩承载力特征值初步设计时,单桩竖向承载力特征值估算++.3⨯16002=⨯⨯⨯=⨯+14⨯⨯127246.0kN4293.812.325145.0(.0作施工图设计时，根据单桩竖向静荷载试验,得到单桩竖向承载力特征值４、确定桩数、桩位布置、拟定承台底面尺寸先不计承台及承台上覆土重及偏心荷载估算桩得数量取桩数n=6根为进一步减轻挤土效应,软土中桩距取4倍径，即2m,桩得布置如图,承台尺寸,满足构造要求。
承台及上覆重度取,则现在按偏心受荷,验算桩数取n＝6就是合理得５、确定复合基桩竖向承载力设计值该桩属于非端承桩，并ｎ>3,承台底面下并非欠固结土、新填土等，故承台底面不会与土脱离,所以宜考虑桩群土承台得相互作用效应,按复合基桩计算竖向承载力设计值５、1六桩承台承载力计算承台净面积承台底地基土极限阻力标准值６桩顶作用验算荷载取Ａ柱得组合：F ＝２547,M ＝25,Q ＝14承台高度1ｍ等厚，荷载作用于承台顶面。
土力学地基基础教案
土力学地基根底教案土力学地基根底教案《土力学与地基根底》授课教案深圳大学建筑与土木工程学院第一章绪论§1.1本课程的内容和作用科与理论:国内外地基根底工程事故及分类举例并分析^p 事故原因二、本门课程知识构架三、地基根底设计中需满足的技术条件要求: 概括理解地基根底工程事故的种类及原因.对本学科需解决的问题有初步的总体认识. 理解地基根底概念,建筑工程对地基根底的要求,理解本门课程的知识构架. 理解地基根底设计中需满足的技术条件. 授课方法:通过大量图片实例,让学生直观理解教学内容,进步学习和对本课程的兴趣,学生提早适应和入门. §1.2本课程开展概况要求: 理解本学科中关键理论的产生、开展情况及学科现状. 授课方法:在强调学科的实验性时,要举例简要讲解.如:2个土压力理论,3种剪切试验方法. §1.3本课程的特点和学习要求要求: 理解本课程内容的广泛性和综合性及实验性,对本课程应掌握的内容要有总体的认识. 授课方法:讲解本门课程知识构架时,对应土力学定义,结合教材目录.使学生清楚教材内容的编排顺序和原因.从而对本课程教学内容有宏观和总体的把握. 第二章地基土(岩)的物理性质及分类§2.1土的三相组成要求: 理解土的矿物成分. 掌握土的粒组、颗粒级配概念. 理解颗粒级配曲线的含义及Cu、Cc与级配好坏的关系. 理解毛细水分类与原理,强弱结合水的概念和特性. 掌握土的构造和构造划分. 重点: 土的粒组,颗粒级配的概念. 弱结合水的工程特性,毛细水对工程的影响. 授课方法:结合生活与工程实际举例讲解毛细水的作用.使用图例讲解土的构造与构造. §2.2土的物理性质指标要求: 理解掌握三项根本指标的概念.理解根本实验方法. 理解掌握六项换算指标的概念. 理解和区别指标的常见值及工程应用. 理解应用三相草图求解换算公式. 记住有效重度与饱和重度关系公式. 重点: 9个指标的含义及区别. 指标的工程应用. 三项根本指标的实验方法. 授课方法:通过指标定义公式的比拟及强调各自的物理意义,区别9个物理性质指标.通过与实际工程中各种建筑材料的重度的比拟,使学生记住各种重度的常见值,增强学生的量化概念. §2.3土的物理状态指标一、无粘性土的密实度要求: 掌握密实度的概念及各种密实度指标概念. 理解各种指标的优缺点,适用范围及密实度划分结果. 重点: 砂土,碎石土密实度划分方法及划分结果. 二、粘性土的稠度要求: 掌握稠度及稠度界限含水量的概念. 掌握界限含水量概念含义和实验方法. 掌握塑性指数,液性指数概念含义及应用. 掌握粘性土软硬状态的划分. 理解粘性土灵敏度和触变性的概念. 重点: 指标的含义和应用. 授课方法:比照强调无粘性土、粘性土在影响松密和软硬因素方面的差异. §2.4土的压实性要求: 理解压实原理. 理解影响压实效果的因素. 重点: 最大干密度概念及室内试验方法. 难点: 影响压实效果的因素(最优含水量、击实功) §2.5地基土的工程分类要求: 掌握《地基标准》分类法划分结果. 理解各类土的定义分类根据,定名. 掌握碎石土,砂土,粘土工程特性. 重点: 砂土,粘土,粘性土定义、分类根据、定名及工程特性. 第三章土的压缩性与地基沉降计算§3.1地基中的自重应力一、均质地基情况二、成层地基情况三、有效应力分布规律四、地下水升降及隔水层对自重就力的影响. 要求: 掌握竖向自重应力的求解方法. 理解侧向自重应力求解方法. 掌握有效应力概念掌握自重应力分布曲线的变化规律. 理解地下水位升降对自重应力的颢响. 重点: 有效应力原理. 授课方法:重点解释粒间应力与土的变形和强度的内在关系.反复强调自重应力,一般指有效自重应力.要求学生课上先讨论均质和成层土自重应力求解公式和应力分布规律后,再给出授课内容. §3.2根底底面接触压力根底底面接触压力的分布根底底面接触压力的简化计算(中心受压根底,偏心受压根底) 根底底面附加压力要求: 理解随荷载增加,柔性根底、刚性根底基底压力分布变化规律,架桥作用的概念. 理解一般工业与民用建筑中基底压力分布图形.理解影响基底接触压力大小和分布的因素. 掌握基底接触压力的计算方法.(中心受压和单向偏心受压) 掌握基底附加压力概念及计算方法. 重点: 基底接触压力和附加压力的.计算. 授课方法:强调基底附加压力为新增应力,再由同学讨论埋深取值问题. §3.3地基中的附加应力一、附加应力的定义和假设二、不同面积上受各种荷载作用下,附加应力的计算方法. 集中力作用下地基中附加应力的计算. 矩形均布荷载作用下地基中附加应力的计算及角点法. 三、附加应力分布规律要求: 理解附加应力计算的根本假设. 理解竖向集中力作用下地基中附加应力的布辛奈斯克解答. 理解均布的矩形荷载角点下的地基附加应力的求解方法.并掌握求解任意点地基附加应力的角点法. 理解其它荷载作用下地基中附加应力求解方法(三角形分布的矩形荷载,均布圆形荷载中心点下,线性和条形荷载下). 理解掌握附加应力分布规律. 重点: 应用角点法求地基中任一点附加应力的方法. 附加应力分布规律. 难点: 附加应力分布规律. 授课方法:对各种荷载作用下附加应力的求解仅在引入布辛奈斯克解后,讲明利用积分方法求解,不讲详细推导过程,只给出结果σz=KP0,并对K做定性解释;对条形均布荷载作用下地基中附加应力给出大、小主应力公式,以备后用;通过例题讲解归纳出附加应力分布规律;通过应力分布图形比拟条形,矩形荷载作用下附加应力影响范围的不同.§3.4土的压缩性一、压缩试验及压缩性指标二、静载荷试验及变形模量. 要求: 掌握土压缩性和固结的概念. 掌握压缩试验方法、假定,压缩曲线的绘制,压缩系数,压缩指数,压缩模量的含义及公式,土压缩性的评价. 理解土的回弹和再压缩曲线. 理解静载荷试验方法和变形模量E0确实定. 理解Es与E0的关系. 重点: 压缩试验及压缩性指标的公式及含义. 难点: 公式e=e0-s(1+e0)/h0及Es=(1+e)/a的推导. 授课方法:对Es和E0重点做定性的比拟,简单介绍定量公式. §3.5地基最终沉降量的计算一、分层总和法二、标准推荐法要求: 理解地基最终沉降量概念. 理解分层总和法假定、计算方法及步骤. 理解标准推荐法计算公式及计算方法和步骤. 重点: 沉降量计算公式的含义、推导,两种方法中地基沉降计算深度确实定方法,αv、Cc的含义. 授课方法:通过课堂上对例题的讲解加强学生对两种沉降计算方法的理解. §3.6应力历史对地基沉降的影响要求: 掌握先期固结压力的概念;正常固结土、超固结土、欠固结土概念. 理解先期固结压力的求解方法—卡萨格兰德法. 理解原始压缩曲线的概念和考虑应力历史影响的地基最终沉降计算方法. 重点: 先期固结压力的概念. §3.7建筑物沉降观测与地基容许变形值一、建筑物的沉降观测二、地基变形特征要求: 理解沉降观测的意义和范围. 授课方法:让学生先自己看书,然后加以解释. 第四章土的抗剪强度及地基承载力§4.1土的抗剪强度一、抗剪强度的根本概念二、直剪试验与库仑定律要求: 理解掌握土的抗剪强度的概念. 掌握库仑定律. 理解抗剪强度的来和影响因素. 重点: 抗剪强度的来. 孔隙水压力对实验的影响,3种实验方法:排水剪,不排水剪,固结不排水剪. 授课方法:孔隙水压力对土体强度的影响,结合三种实验方法来讲解. §4.2土的极限平衡理论一、土中一点的应力状态二、土的极限平衡状态与极限平衡理论要求: 掌握莫尔应力圆概念. 掌握极限平衡概念及条件. 重点: 莫尔应力圆概念及极限平衡概念、条件. 难点: 莫尔应力圆的含义与抗剪强度包线的关系. 授课方法:结合抗剪强度包线与莫尔应力圆重叠图形,分析^p 土体中某一载面上剪应力与抗剪强度的关系,指出并非抗剪强度最大,那么一定先破坏,从而加深同学对抗剪强度的理解. 通过例题加深学生对极限平衡概念的认识与应用. §4.3抗剪强度指标的测定方法一、直剪试验二、三轴压缩试验三、无侧限抗压强度试验四、十字板剪切试验要求: 理解试验原理,熟悉根据排水条件而产生的不同试验方法. 理解各种试验优缺点及适用条件. 重点: 实际工程中如何根据不同的排水条件选择相适应的试验方法. 授课方法:结合土力学实验室内直剪、三轴压缩、无侧限抗压强度试验的演示来加深学生对土体抗剪强度理论、公式等的认识. §4.4地基破坏类型及承载力确实定一、地基破坏类型二、地基临塑荷载、临界荷载、极限荷载概念及地基承载力确实定要求: 熟悉地基剪切破坏三种型式(整体剪切破坏、部分剪切破坏、冲剪破坏)及破坏发生的条件. 理解临塑荷载,临界荷载的含义,理解公式推导原理和方法. 简单理解地基极限承载力理论. 理解地基承载力的理论确定方法. 重点: 地基剪切破坏的三种型式. 临塑荷载、临界荷载、极限荷载的含义. 授课方法:结合P—S曲线讲授Pcr、Pu、P1/3的概念第五章土的塑性和土的临界状态§5.1土的塑性一、土的塑性二、塑性力学的根本概念(屈从准那么、流动法那么、硬化规律) 要求: 理解掌握屈从准那么、流动法那么、硬化规律的概念. 理解土体屈从的概念. 重点: 屈从准那么、流动法那么、硬化规律的概念. 授课方法:采用讨论的方式,让学生总结土体与一般的建筑材料的力学特性的差异,老师补充并引出土体是弹塑性材料,需要研究土体的塑性.通过试验曲线来讲解把握土体塑性的三个准那么(屈从、流动、硬化). §5.2土的临界状态与临界状态线一、土的临界状态二、土的临界状态线要求: 理解三维p-q-e空间的屈从面及其在二维平面上的投影 . 理解临界状态的概念及条件. 重点: 土体在三维p-q-e 空间的屈从面形式. 授课方法:首先和学生一起复习正常固结土的p-q曲线、e-p曲线,然后逐渐引入体在三维p-q-e空间的屈从面. §5.3临界状态模型一、典型的砂土行为二、典型的粘土行为要求: 理解模型中参数M、G、N、l、k、参数的含义及其确定方法. 重点: 参数M、G、N、l、k、参数的含义及其确定方法. §5.4粘性土屈从面的形状湿面与干面粘性土屈从面形状要求: 理解粘性土屈从面形状在干面、湿面不同. 认真理解粘性土的强度包络线由拉伸断裂线、Hvorslev 面、临界状态线这三部分组成. 重点: 参数M、G、N、l。
土力学地基基础教案参考
一、土力学地基基础教案参考二、教案对象：大学本科生，土木工程专业三、教学目标：1. 了解土力学的基本概念和研究内容；2. 掌握地基基础的设计原则和方法；3. 能够分析土壤的性质和地基的承载能力；4. 了解地基处理技术和加固方法。
四、教学内容：1. 土力学的基本概念和研究内容；2. 土壤的性质和分类；3. 地基的承载能力和变形特性；4. 地基基础的设计原则和方法；5. 地基处理技术和加固方法。
五、教学方法：1. 讲授法：讲解土力学的基本概念、土壤的性质和分类、地基的承载能力和变形特性等内容；2. 案例分析法：分析实际工程中的地基问题，介绍地基基础的设计原则和方法；3. 实验法：进行土壤试验，了解土壤的物理和力学性质；4. 讨论法：分组讨论地基处理技术和加固方法的应用。
一、土力学的基本概念和研究内容1. 土力学的定义和研究对象；2. 土力学的研究方法；3. 土力学的基本原理和方程；4. 土力学的应用领域和发展趋势。
二、土壤的性质和分类1. 土壤的组成和结构；2. 土壤的物理性质和力学性质；3. 土壤的分类和性质判别；4. 土壤的工程特性及其影响因素。
三、地基的承载能力和变形特性1. 地基的承载能力；2. 地基的变形特性；3. 地基的破坏模式；4. 地基承载力和变形特性的影响因素。
四、地基基础的设计原则和方法1. 地基基础的设计原则；2. 地基基础的类型和选用；3. 地基基础的设计方法和计算；4. 地基基础的施工技术和质量控制。
五、地基处理技术和加固方法1. 地基处理技术的目的和意义；2. 常见地基处理技术及其原理；3. 地基加固方法的选择和应用；4. 地基加固效果的评价和监测。
六、土壤试验与检测技术1. 土壤试验的意义和目的；2. 常见土壤试验方法及其原理；3. 土壤试验数据的处理和分析；4. 土壤检测技术在工程中的应用。
七、土力学数值分析方法1. 土力学数值分析的基本原理；2. 常见土力学数值分析方法及其特点；3. 土力学数值分析在工程中的应用案例；4. 土力学数值分析的注意事项和未来发展。
《土力学与地基基础》教案
《土力学与地基基础》教案第一章：土的性质与分类1.1 教学目标了解土的组成、性质和分类，掌握土的三相指标及土的密度、含水率和塑性指数的概念。
学会使用土工试验仪器进行土的物理性质试验。
理解土的工程特性及其对地基基础的影响。
1.2 教学内容土壤的组成与结构土壤的物理性质：密度、含水率、塑性指数土壤的力学性质：抗剪强度、压缩性、渗透性土的分类与工程特性土工试验：密度试验、含水率试验、塑性指数试验1.3 教学方法课堂讲授：讲解土壤的性质、分类和工程特性。
实验教学：指导学生使用土工试验仪器进行土的物理性质试验。
案例分析：分析实际工程案例，理解土壤性质对地基基础的影响。
第二章：土力学基本理论2.1 教学目标掌握土力学的基本概念、原理和定律，包括剪切强度理论、压缩理论和小应变弹性理论。
学会运用土力学理论分析土壤的力学行为。
土力学的基本概念：应力、应变、应力路径剪切强度理论：抗剪强度、库仑定律、莫尔-库仑准则压缩理论：压缩性、压缩系数、压缩模量小应变弹性理论：弹性模量、泊松比、弹性应变2.3 教学方法课堂讲授：讲解土力学的基本概念、原理和定律。
数值分析：运用数值方法分析土壤的力学行为。
案例分析：分析实际工程案例，运用土力学理论解决问题。
第三章：地基基础设计原理3.1 教学目标掌握地基基础的设计原理和方法，包括浅基础、深基础和地下工程的设计。
学会运用土力学和结构力学的知识进行地基基础的设计。
3.2 教学内容浅基础设计原理：承载力计算、基础尺寸确定、沉降计算深基础设计原理：桩基础、沉井基础、地下连续墙地下工程设计原理：隧道、地铁、地下室3.3 教学方法课堂讲授：讲解地基基础的设计原理和方法。
数值分析：运用数值方法分析地基基础的设计问题。
案例分析：分析实际工程案例，运用土力学和结构力学的知识进行地基基础设计。
第四章：地基承载力与稳定性分析掌握地基承载力和稳定性的分析方法，包括极限平衡法、数值方法和实验方法。
学会运用地基承载力和稳定性分析方法解决实际工程问题。
土力学地基基础教案参考
土力学地基基础教案参考一、教学目标1. 了解土力学的基本概念和研究内容2. 掌握地基基础的设计原则和方法3. 理解土的物理性质和力学性质4. 学会进行地基承载力和稳定性分析5. 能够应用土力学原理解决实际工程问题二、教学内容1. 土力学基本概念和研究内容土力学的定义和发展历程土力学的研究对象和方法土的分类和性质2. 地基基础设计原则和方法地基的概念和作用地基基础的设计原则不同类型地基的处理方法3. 土的物理性质土的组成和结构土的密度和湿度土的粒径分布和渗透性4. 土的力学性质土的抗剪强度土的压缩性和膨胀性土的粘聚力和内摩擦角5. 地基承载力和稳定性分析地基承载力的定义和计算方法地基稳定性的判断和提高方法地基变形和沉降的控制措施三、教学方法1. 讲授法：讲解土力学基本概念、原理和方法，通过案例分析加深学生理解2. 实验法：安排土工试验，让学生亲自操作和观察土的性质和行为3. 讨论法：组织学生进行小组讨论，分享各自的学习心得和经验4. 案例分析法：引入实际工程案例，让学生学会应用土力学原理解决问题四、教学评价1. 课堂参与度：观察学生在课堂上的发言和提问情况，评估学生的学习兴趣和积极性2. 作业和测验：布置相关作业和测验，评估学生对土力学知识的理解和应用能力4. 小组讨论：评估学生在讨论中的合作和沟通能力，以及提出的观点和解决方案的质量五、教学资源1. 教材和参考书：选用合适的土力学地基基础教材和参考书籍，提供系统的理论知识2. 课件和教案：准备详细的课件和教案，辅助学生理解和记忆土力学知识3. 土工试验设备：安排实验室和土工试验设备，让学生亲手操作和观察土的性质和行为4. 实际工程案例：收集相关工程案例，用于案例分析和讨论，帮助学生学会应用土力学原理解决实际问题六、教学活动1. 导入新课：通过引入实际工程案例，引发学生对土力学地基基础的兴趣和关注。
2. 知识讲解：详细讲解土力学的基本概念、原理和方法，结合图示和动画演示，增强学生的理解。
【完整版】：土力学基础结构课程设计
目录（黑体 3号字体居中）【记得修改数据】 1设计资料
1.1上部结构资料
1.2工程地质资料
1.3基础选用材料
2基本条件确定
3确定基础埋深
3.1设计冻深
3.2选择基础埋深
4确定基础类型及材料
5确定基础底面尺寸
5.1 确定柱基底尺寸
5.2持力层承载力验算
6基础高度验算
6.1计算基底反力
6.2基础高度（选用阶梯形基础）
6.3变阶处抗冲切验算
7配筋计算
7.1基础短边方向
7.2基础长边方向
柱下钢筋混凝土独立基础
1设计资料（一级标题黑体4号字体）
1.1上部结构资料（二级标题 黑体 小四字体）
上部结构为四层框架，层高3.2m ，框架、主梁、次梁、柱为现浇，上部结构传至基础顶面的荷载标准组合m KN Mk KN Fk .204,2340==。
荷载的基本组合
m KN Mk KN Fk .278,3180==。
1.2工程地质资料
该建筑位于非地震区,不考虑地震影响。
建筑场地地质情况复杂，地质由杂填土、亚粘土、淤泥质亚粘土及细粉砂组成（表1.1）。
各层地基土的物理力学指标见下表，工程地质图见附图。
粘土及粉、细砂组成（表1.1）。
各层地基土的物理力学指标见下表。
图1.1 柱网平面图 表1.1 土的物理力学性质表
注:地下水位于粉、细砂层底。
土力学及地基基础教案
土力学及地基基础教案教案名称：土力学及地基基础教学目标：1.了解土力学的基本概念和原理；2.掌握土壤的力学性质和土壤的分类；3.学习地基基础的设计原则和常用的地基基础类型。
教学重点：1.土力学的基本概念和原理；2.土壤力学性质和分类；3.地基基础的设计原则和常用类型。
教学难点：1.土壤的力学性质和分类的理解；2.地基基础设计原则的掌握。
教学内容与进度安排：第一课时：土力学的基本概念和原理（30分钟）1.土力学的定义和研究内容；2.力学的基本概念：应力、应变、弹性模量等；3.鉴定土力学参数的实验方法。
第二课时：土壤的力学性质和分类（30分钟）1.土壤的物理性质：密度、含水量、塑性性质等；2.土壤的力学性质：强度、压缩特性等；3.土壤的分类方法。
第三课时：地基基础设计原则（30分钟）1.地基基础的定义和作用；2.地基基础设计原则：安全性、经济性和耐久性；3.地基基础设计的考虑因素。
第四课时：常用的地基基础类型（30分钟）1.浅基础：单排基、连续墙基、均布荷载基等；2.深基础：桩基、筏基等；3.地基基础的选择和设计方法。
教学方法：1.讲授：通过讲解地理概念和原理，提供基础知识；2.分组讨论：学生分小组进行土力学和地基基础设计问题的讨论和解答；3.实践操作：利用实验室和实地考察等方式，进行土性的测试和实践操作。
教学资源：1.教科书：《土力学》、《土力学与地基基础》等；2.实验设备：土壤物理和力学测试仪器设备。
评估方式：1.课堂讨论：根据学生的讨论和回答问题的情况，进行口头评估；2.实验报告：要求学生完成相关的实验操作和报告，对实践操作进行评估。
教学反思：本课程通过讲授土力学的基本概念和原理，以及地基基础的设计原则和常用类型，帮助学生理解土壤的力学性质和分类，以及地基基础的设计过程。
教学内容结构合理，教学方法多样化，通过实践操作和分组讨论的方式，增加了学生的参与度和学习效果。
在评估方式上，既包括了课堂表现的评估，也包括实验报告的评估，既能够考察学生的理论掌握情况，也能够检验学生的实践操作能力。
土力学及地基课程设计
土力学及地基课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握土力学基本理论知识，理解土的物理性质、力学性质及其相互关系。
2. 使学生了解地基基础的设计原理，掌握基础类型及其适用条件。
3. 帮助学生了解土体稳定性分析的方法，掌握相关计算公式。
技能目标：1. 培养学生运用土力学知识解决实际工程问题的能力，能进行简单的地基基础设计。
2. 提高学生分析土体稳定性问题，运用相关软件进行计算和绘图的能力。
3. 培养学生查阅资料、自主学习的能力，提高团队协作和沟通表达能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对土力学及地基工程的兴趣，激发学习热情，形成积极的学习态度。
2. 引导学生关注我国土木工程领域的发展，增强学生的国家意识和责任感。
3. 培养学生严谨的科学态度和良好的职业道德，使其具备为社会主义建设服务的精神。
本课程针对高年级土木工程专业学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，将目标分解为具体的学习成果。
在教学过程中，注重理论联系实际，强化实践操作，提高学生的综合运用能力。
通过本课程的学习，旨在培养学生的专业知识、技能和情感态度，使其成为具有创新精神和实践能力的土木工程人才。
二、教学内容1. 土的物理性质：讲解土的三相组成、土的密度、含水量、土粒的粒径分布等基本概念，分析土的物理性质对地基工程的影响。
教学内容对应教材第1章。
2. 土的力学性质：介绍土的压缩性、抗剪强度、承载能力等力学性质，阐述土的力学性质在实际工程中的应用。
教学内容对应教材第2章。
3. 地基基础设计：讲解基础类型、地基承载力的确定、基础尺寸设计，分析不同类型基础的适用条件。
教学内容对应教材第3章。
4. 土体稳定性分析：介绍土坡稳定性分析的基本理论，阐述土体稳定性分析方法及计算公式，分析影响土体稳定性的因素。
教学内容对应教材第4章。
5. 实践教学：组织学生进行土工试验，实地观察地基处理工程，结合实际案例进行分析，提高学生的实践操作能力。
教学内容结合教材第5章及实际工程案例。
《土力学与地基基础课程设计》大纲
《土力学与地基基础》课程设计大纲及设计任务书罗爱忠1.设计目的课程设计是高等教育中一直强调和重视的教学实践环节，本课程设计是建筑工程专业学生在学习《材料力学》、《结构力学》、《钢筋混凝土及砌体结构》、《建筑施工技术》和《土力学与地基基础》等课程的基础上，综合应用所学的理论知识，完成其地基基础设计任务。
其目的是培养学生综合应用土力学与基础工程理论及专业知识的能力，同时培养学生独立分析和解决基础工程设计问题的能力。
2．基本要求（1）通过本课程设计，要求学生对地基基础设计内容和过程有较全面地了解和掌握，具有运用地基基础的设计规范、规程、手册和工具书，查阅技术资料的能力和分析计算能力，以及运用计算机绘图的能力。
（2）依据设计任务书中所提供的基础资料，并按设计任务书的要求进行设计计算。
（3）在教师指导下，独立完成课程设计任务规定的全部内容。
设计计算书要求计算正确、文理通顺、施工图布置合理、表达清晰，符合设计规范要求。
3．参考文献（1）《土力学与基础工程》，赵明华主编，武汉理工大学出版，2000年（2）《土力学地基基础》陈希哲编著，清华大学出版社，1998年（3）建筑桩基技术规范JGJ94-94 中国建筑工业出版社（4）建筑地基基础设计规范GBJ50007－2002 ，中国建筑工业出版社（5）建筑结构荷载规范GB50009-2001，中国建筑工业出版社（6）混凝土结构设计规范GBJ10-89 ，中国建筑工业出版社（7）建筑抗震设计规范GBJ11-89，中国建筑工业出版社（8）土木工程专业毕业设计指南—岩土工程分册，袁聚云等(1999) 中国水利水电出版社土力学与地基基础课程设计任务书一、工程地质资料建筑场地土层按其成因、土性特征和物理力学性质的不同，自上而下划分为4层，物理力学性质指标见表1，钻孔柱状图如图1示。
表1 土层的主要物理力学指标杂填土h=1.10m粉土h=6.0m砾砂h=4.0m白云岩h＞10.0m二、基础设计资料某四层商场营业厅，采用预制楼板现浇框架，上部结构由柱子传至基础顶面（地面以下1m处）的弯矩、轴力和剪力分别为：内柱为M1、N1和V1，外柱为M2、N2和V2（具体数值见表3）。
《土力学与地基基础》课程设计
《土力学与地基基础》课程设计第一部分墙下条形基础课程设计一、墙下条形基础课程设计任务书（一）设计题目某教学楼采用毛石条形基础，教学楼建筑平面如图4-1所示，试设计该基础。
图4-1平面图（二）设计资料所示。
⑴工程地质条件如图4-2图4-2工程地质剖面图⑵室外设计地面-0.6m，室外设计地面标高同天然地面标高。
⑶由上部结构传至基础顶面的竖向力值分别为外纵墙∑F1K=558.57kN，山墙∑F2K=168.61kN，内横墙∑F3K=162.68kN，内纵墙∑F4K=1533.15kN。
⑷基础采用M5水泥砂浆砌毛石，标准冻深为1.2m。
（三）设计内容⑴荷载计算（包括选计算单元、确定其宽度）。
⑵确定基础埋置深度。
⑶确定地基承载力特征值。
⑷确定基础的宽度和剖面尺寸。
⑸软弱下卧层强度验算。
⑹绘制施工图（平面图、详图）。
（四）设计要求⑴计算书要求书写工整、数字准确、图文并茂。
⑵制图要求所有图线、图例尺寸和标注方法均应符合新的制图标准，图纸上所有汉字和数字均应书写端正、排列整齐、笔画清晰，中文书写为仿宋字。
⑶设计时间三天。
二、墙下条形基础课程设计指导书（一）荷载计算1.选定计算单元对有门窗洞口的墙体，取洞口间墙体为计算单元；对无门窗洞口的墙体，则可取1m为计算单元（在计算书上应表示出来）。
2.荷载计算计算每个计算单元上的竖向力值（已知竖向力值除以计算单元宽度）。
（二）确定基础埋置深度dGB50007-2002规定d min =Z d -h max 或经验确定d min =Z 0+（100~200）mm 。
式中 Z d ——设计冻深，Z d = Z 0·ψzs ·ψzw ·ψze ； Z 0——标准冻深；ψzs ——土的类别对冻深的影响系数，按规范中表5.1.7-1； ψzw ——土的冻胀性对冻深的影响系数，按规范中表5.1.7-2； ψze ——环境对冻深的影响系数，按规范中表5.1.7-3； （三）确定地基承载力特征值fa)5.0()3(m d b ak a -+-+=d b f f γηγη式中 f a ——修正后的地基承载力特征值（kPa ）； f ak ——地基承载力特征值（已知）（kPa ）；ηb 、ηb ——基础宽度和埋深的地基承载力修正系数（已知）；γ——基础底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度（kN/m 3）；γm ——基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度（kN/m 3）； b ——基础底面宽度（m ），当小于3m 按3m 取值，大于6m 按6m 取值； d ——基础埋置深度（m ）。
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1. 设计资料1.1上部结构资料某教学实验楼，上部结构为7层框架，其框架主梁、次梁均为现浇整体式，混凝土强度等级C30。
底层层高3.4m（局部10m，内有10t 桥式吊车，其余层高3.3m，底层柱网平面布置及柱底荷载如图2所示。
1.2建筑物场地资料（1）拟建建筑物场地位于市区内，地势平坦，建筑物平面位置如图1所示图1建筑物平面位置示意图（2）建筑场地位于非地震区，不考虑地震影响。
场地地下水类型为潜水，地下水位离地表2.1m，根据已有分析资料，该场地地下水对混凝土无腐蚀作用。
（3）建筑地基的土层分布情况及各土层物理、力学指标见表1。
表1 地基各土层物理、力学指标表1 地基各土层物理、力学指标土层编号土层名称层底埋深（m）层厚（m）天然重度（kN/m）预应力管桩承载力特征值钻孔灌注桩承载力特征值压缩模量(MPa)地基承载力(kPa)q sia(kPa)q pa(kPa)q sia(kPa)q pa(kPa)1 杂填土1.5 1.5 15.52 灰褐色粉质粘土9.8 8.3 17.3 13 12 5.4 1103 灰褐色淤泥质粘土21.8 12.0 16.2 8 7 3.2 504 黄褐色粉土夹粉质粘土27.1 5.3 18.3 30 1100 24 600 11.0 1485 灰-绿色粉质粘土>27.118.9 35 2500 32 2000 8.2 198柱号轴力(kN)弯矩(kNm)剪力(kN)2. 选择桩型、桩端持力层、承台埋深2.1选择桩型根据施工场地、地基条件以及场地周围环境条件，选择桩基础。
采用预应力高强混凝土薄壁管桩，这样可以较好的保证桩身质量，并在较短的施工工期完成沉桩任务。
桩截面尺寸选用：D=500mm ，壁厚18 2547 25 14t=50mm 。
混凝土强度C30。
考虑承台埋深1.5 m ，以4层黄褐色粉土夹粉质粘土为持力层，桩端进入持力层深度2倍桩径即0.6m ，桩顶嵌入承台0.1m 。
这时桩端一下持力层厚度大于4倍桩径，满足要求。
3.确定单桩承载力特征值初步设计时，单桩竖向承载力特征值估算sia p pa a q U q R +=il kN 4296.0241273.812(5.014.325.014.316002=⨯+⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯=作施工图设计时，根据单桩竖向静荷载试验，得到单桩竖向承载力特征值kN R a 429=4.确定桩数、桩位布置、拟定承台底面尺寸先不计承台及承台上覆土重及偏心荷载估算桩的数量 94.54292547==≥a K R F n 取桩数n=6根 为进一步减轻挤土效应，软土中桩距取4倍径，即2m ，桩的布置如图，承台尺寸m m m 135⨯⨯，满足构造要求。
承台及上覆重度取320m kN ，则kN G K 4505.13520=⨯⨯⨯= 现在按偏心受荷，验算桩数 86.5242254292.145025472.122max =⨯⨯-⨯+=-+≥∑ii yk K K x x M R G F n取n=6是合理的5.确定复合基桩竖向承载力设计值该桩属于非端承桩，并n>3，承台底面下并非欠固结土、新填土等，故承台底面不会与土脱离，所以宜考虑桩群土承台的相互作用效应，按复合基桩计算竖向承载力设计值 5.1六桩承台承载力计算承台净面积222.1425.014.3435m A c =⨯⨯-⨯= 承台底地基土极限阻力标准值kPaf q k ck 22011022=⨯==6桩顶作用验算荷载取A 柱的max N 组合：F=2547kN ,M=25m kN ⋅，Q=14kN 承台高度1m 等厚，荷载作用于承台顶面。
建筑物的重要性系数0.10=λ作用在承台底型心外的竖向力有F,G ，但是G 的分项系数取1.2 F+G=30872.1205.1352547=⨯⨯⨯⨯+kN 作用在承台底型心处的弯矩 ∑⋅=⨯+=m kN M 8.412.11425桩顶受力计算如下： kN y y M n G F N i 52875.0475.08.416308722max max =⨯⨯+=⨯++=∑∑ kN y y M n G F N i50175.0475.08.416308722max min =⨯⨯-=⨯-+=∑∑ kN n G F N 51563087==+=kN N 528max 0=γ<1.2R=1025kN 0min 0>N γkN R kN N 2.854515=<=γ 满足要求7.桩基承降验算 8.桩身结构设计计算 9.承台设计 9.1桩承台抗弯验算承台抗弯计算截面位于柱边，桩的竖向力设计值i N 计算时应扣除承台上覆土自重。
承台右侧第1列桩的竖向力值1N 为 kN x x M n F N i i k 4282422542547221=⨯⨯+=+=∑ 承台中间第2列桩的竖向力值N 2为N 2=nF=425kN 承台左侧第3列桩的竖向力值3N 为 kN x x M n F N i i k 4212422562547322=⨯⨯-=-=∑ 柱边计算截面弯矩 ∑=⨯⨯==kN x N M i i y 149875.14282 ∑=⨯⨯==kN y N M i i x 94775.04213 沿x 轴，y 轴方向配筋都可计算设承台混凝土强度等级为25C ,轴心抗压强度设计值c f MPa 9.11=，保护层厚度0.1m ，钢筋为HRB335，强度设计值MPa f y 300=，承台有效高度m h 1.10=，承台截面宽度b=2m 。
根据《混凝土结构设计规范》，有沿x 轴方向配筋 b=3m 则 )2(01xh bx f M c y -≤α1498)29.0(310009.111x x -⨯⨯⨯≤ 得到受压区高度 m x 048.0= 钢筋截面积 215712300048.039.111mm f bxf A yc s =⨯⨯⨯==α选配200@328Φ沿Y 轴方向配筋 b=5m ，则)2(01xh bx f Mx c -≤α947=1⨯11.9⨯1000⨯5⨯x （0.9-0.5x ）X=0.018213570300018.059.111mm f bxf A yc s =⨯⨯⨯==α9.2承台抗冲切验算500φ的周桩按周长等效为边长400mm 的方桩，包括柱冲切、角桩冲切 a. 柱冲切[]o t ph ox c oy oy c ox l h f a h a b F βββ)()(2+++≤ i l Q F F ∑-=)2.0/(84.00+=x ox λβ )2.0/(84.00+=y oy λβ--l F 扣除承台和其上填土自重，作用在冲切破坏椎体上相应于荷载效应基本组合的冲切设计值；--ph β受冲切承载力截面高度影响系数，h 不大于800mm 时，ph β取1.0；当h 大于2000mm 时，ph β取0.9，其间线性内插； --ββ,冲切系数；--oy ox λλ,冲跨比，ooy oy o oxox h a h a ==λλ,，oy ox a a ,为柱边或变阶处至桩边的水平距离；当25.0,<oy ox λλ时，取25.0,=oy ox λλ；当0.1,>oy ox λλ时，取0.1,=oy ox λλ 方向的柱截面的边长分别为y x b h c c .,-- --∑i Q 冲切破坏椎体范围内各桩的净反力设计值之和; --F 柱根部轴力设计值。
67.19.055.1===o ox ox h a λ 6.09.055.0===o oy oy h a λ 7.02.0184.0=+=ox β oy β=2.084.0+oy λ=1.05 []o t hp ox c oy oy c ox h f a h a b βββ)()(2+++=[]kNF kN l 254754139.0100027.182.0)55.15.0(05.1)55.05.0(7.02=≥=⨯⨯⨯⨯+++⨯ 满足要求 b. 角桩冲切o t ph X y y c x l h f a c a c N βββ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+++≤)2()2(111121--l N 扣除承台和其上覆土自重后角桩桩顶相应于荷载效应基本组合时的竖向力设计值；--y x 11,λλ角桩冲跨比，其值满足0.2—1.0，oy y o xx h a h a 1111,==λλ； --,ββ角桩冲切系数；--21,c c 从角桩内边缘至承台外边缘距离；--y x a a 11,从承台底角桩内边缘引 45冲切线于承台底面或承台变阶处相交点至角桩内边缘的水平距离。
λ1x =a 1x /h 0=1.6711取β1x =0.56/(λ1x +0.2)=0.56/(1+0.2)=0.467 λ1y =a 1y /h 0=0.55/0.9=0.6β1y =0.56/(λ1y +0.2)= =0.56/(0.gt6+0.2)=0.79.3承台抗剪切验算抗剪切验算时，圆桩按周长等效为方桩（同抗冲切验算）。
λx = a x / h 0=1.55/0.9=1.67βx =1.75/(λx +1.0)= 1.75/（1.67+1.0）=0.66 βhs =(0.8/h 0)1/4=(0.8/0.9)1/4=0.97βhx βx f t b 0 h 0=0.97×0.66×1.27×1000×3×0.9=2195kN>V=2×428=856kN 满足要求。
λy = a y /h 0=0.55/0.9=0.6 βy =1.75/(λy +1.0)=1.09βhs βy f t b 0 h 0=0.82×1.09×1.27×1000×5×0.9=5108kN>V=3×425=1275kN 满足要求。
9.4承台局部受压承载力验算由于承台混凝土强度等级低于柱及桩的混凝土强度等级，需要《混凝土结构设计规范》验算承台局部受压承载力。
柱子边长mm 500mm 500⨯，柱混凝土强度等级C30.ln 35.1A f F c c l l ββ≤--l F 局部受压面上作用的局部荷载或局部压力设计值； --l β混凝土局部受压时的强度提高系数，lbl A A =β； --c f 混凝土轴心抗压强度设计值，2/9.11mm N f c =；--c β混凝土强度影响系数，混凝土强度不超过C50时，0.1=c β；混凝土强度为C80时，8.0=c β，其间线性内插； --l A 混凝土局部受压面积；--b A 混凝土局部受压的计算底面积； --ln A 混凝土局部受压净面积。