土木地質(zhì)-第7章課件

1一、基本概念基礎(chǔ)：建筑物下部直接與巖、土層接觸的部份。地基：基礎(chǔ)下面因建筑物荷載引起天然應(yīng)力改變的那一部分巖層或土層。第一節(jié)地基變形及破壞的基本類型

地基1一、基本概念基礎(chǔ)：建筑物下部直接與巖、土層接觸的部份。第一12二、地基變形破壞的基本類型

第一節(jié)地基變形及破壞的基本類型

1、地基不均勻沉降和變形過大：主要有2二、地基變形破壞的基本類型第一節(jié)地基變形及破壞的基23二、地基變形破壞的基本類型

第一節(jié)地基變形及破壞的基本類型

2、地基的滑移擠出：主要有3二、地基變形破壞的基本類型第一節(jié)地基變形及破壞的基34第一節(jié)地基變形及破壞的基本類型

三、地基的剪切破壞（1）破壞原理：在剪應(yīng)力超過抗剪強度的面上剪切破壞。

4第一節(jié)地基變形及破壞的基本類型三、地基的剪切破壞（145第一節(jié)地基變形及破壞的基本類型

三、地基的剪切破壞5第一節(jié)地基變形及破壞的基本類型三、地基的剪切破壞56第一節(jié)地基變形及破壞的基本類型

（1）整體剪切破壞：(硬性土地基)地基內(nèi)破壞點連通成剪切滑動面，地基沿滑動面剪出,地表土體隆起；（2）局部剪切破壞；(軟性地基)地基土在荷載增大情況下,破壞區(qū)卻限制在一定范圍,不形成延伸至地面的連續(xù)破裂面,地表土體僅略微隆起；（3）剪沖破壞；(特軟地基)地基垂直下沉,兩側(cè)地面不發(fā)生土體隆起,地基土沿地基兩側(cè)發(fā)生垂直剪切破壞。

三、地基的剪切破壞6第一節(jié)地基變形及破壞的基本類型（1）整體剪切破壞：67一、地基承載力的基本概念第二節(jié)地基承載力地基承載力：單位面積上地基能承受的極限荷載。允許承載力：保證建筑物安全的規(guī)定地基承載力。（一般在彈性變形內(nèi)）

7一、地基承載力的基本概念第二節(jié)地基承載力地基承載781、載荷試驗：（有平板載荷試驗和螺旋板載荷試驗，這里指平板載荷試驗）在與基礎(chǔ)剛度近似的圓形或方形承壓板上逐級加荷，待基本穩(wěn)定后再加下一級荷載，直到地基破壞。由每一級荷載及其沉降量作出荷載——沉降曲線。由直線段的比例界線點所對應(yīng)的荷載P0作為地基容許荷載。

二、地基承載力的確定方法

（一）現(xiàn)場試驗（又叫原位試驗）

第二節(jié)地基承載力81、載荷試驗：（有平板載荷試驗和螺旋板載荷試驗，這二、地892、靜力觸探：（有圓錐靜力觸探和孔壓靜力觸探）——不能用于碎石土、卵石土。將特制的金屬圓錐型探頭連續(xù)壓入土層，由于土的阻力使探頭受壓，探頭內(nèi)部的壓力傳感器測出土層對探頭的比貫入阻力Ps，再用地區(qū)經(jīng)驗公式求出地基容許承載力。（現(xiàn)在壓力傳感器的電訊號已可被自動記錄和自動繪成曲線）。

3、旁壓試驗：將圓柱型旁壓器豎直放入土中，利用水或氮氣逐級向旁壓器探測段的中空硬橡膠皮或加筋和膠膜加壓，使其向旁擴張，對周圍土體均勻加壓。測出壓力與徑向變形的關(guān)系，得地基在水平方向的應(yīng)力——應(yīng)變曲線。

補充鏈接第二節(jié)地基承載力92、靜力觸探：（有圓錐靜力觸探和孔壓靜力觸探）——不能用于910（二）理論公式計算1、臨塑荷載法：采用塑性變形最大深度小于基礎(chǔ)寬度的

1／4時所對應(yīng)的臨界應(yīng)力為容許承載力。

2、極限荷載法：用極限荷載應(yīng)力除以安全系數(shù)作為地基容許承載力。

極限荷載應(yīng)力：

（Nc、Nd、Nb——承載力系數(shù)（查表））

（三）查表法：（地基物理指標(biāo)與承載力之間關(guān)系的經(jīng)驗法）

1、基本承載力（f0）：—根據(jù)地基情況查表得—適用于基礎(chǔ)

h<3m,b<2m的地基。2、容許承載力（f）：

第二節(jié)地基承載力10（二）理論公式計算1、臨塑荷載法：采用塑性變形最大深度1011一、各種地基地質(zhì)條件適用的基礎(chǔ)類型

第三節(jié)地基處理問題

（一）基礎(chǔ)主要類型1、按埋置深度劃分

2、按基礎(chǔ)材料劃分

11一、各種地基地質(zhì)條件適用的基礎(chǔ)類型第三節(jié)地基處理問1112第三節(jié)地基處理問題

3、淺基礎(chǔ)又可按基礎(chǔ)構(gòu)造分為

一、各種地基地質(zhì)條件適用的基礎(chǔ)類型

（一）基礎(chǔ)主要類型12第三節(jié)地基處理問題3、淺基礎(chǔ)又可按基礎(chǔ)構(gòu)造分為1213第三節(jié)地基處理問題

4、深基礎(chǔ)進一步劃分一、各種地基地質(zhì)條件適用的基礎(chǔ)類型

（一）基礎(chǔ)主要類型13第三節(jié)地基處理問題4、深基礎(chǔ)進一步劃分一、1314第三節(jié)地基處理問題

5、按基礎(chǔ)受力性質(zhì)分為

一、各種地基地質(zhì)條件適用的基礎(chǔ)類型

（一）基礎(chǔ)主要類型14第三節(jié)地基處理問題5、按基礎(chǔ)受力性質(zhì)分為一、1415第三節(jié)地基處理問題

（二）基礎(chǔ)類型的選擇（土地基）1、一般土地基的基礎(chǔ)類型選擇

15第三節(jié)地基處理問題（二）基礎(chǔ)類型的選擇（土地基1516第三節(jié)地基處理問題

2、特殊土地基基礎(chǔ)類型選擇

16第三節(jié)地基處理問題2、特殊土地基基礎(chǔ)類型選擇1617二、軟弱地基處理措施

第三節(jié)地基處理問題

17二、軟弱地基處理措施第三節(jié)地基處理問題1718基本原理及定義

是一種與建筑物基礎(chǔ)工作條件相似，而且直接對天然埋藏條件下的土體進行的現(xiàn)場模擬試驗。

試驗裝置：承壓板：方形或圓形板（面積0.25～0.5m2）加荷載裝置：壓力源（千斤頂、荷重）、反力架沉降觀測裝置：百分表、沉降傳感器和水準(zhǔn)儀補充原位測試一、靜載荷試驗18基本原理及定義補充原位測試一、靜載荷試驗1819油壓千斤頂反荷加載靜力試驗裝置補充原位測試19油壓千斤頂反荷加載靜力試驗裝置補充原位測試1920二、靜力觸探試驗補充原位測試20二、靜力觸探試驗補充原位測試2021比貫入阻力-深度（ps-h）關(guān)系曲線側(cè)摩阻力-深度（fs-h）關(guān)系曲線摩阻比-深度（Rf-h）關(guān)系曲線試驗成果：

單橋：Ps—h

曲線；雙橋：qc—h、fs—h、Rf—h曲線補充原位測試21比貫入阻力-深度（ps-h）關(guān)系曲線側(cè)摩阻力-深度摩阻比2122資料應(yīng)用：

（1）劃分土層（2）地基土強度（不排水抗剪強度）（3）變形模量（4）地基承載力（5）單樁承載力（6）評價地基土液化補充原位測試22資料應(yīng)用：補充原位測試2223三、圓錐動力觸探（DPT）補充原位測試23三、圓錐動力觸探（DPT）補充原位測試2324類型：

輕型（錘重10公斤）重型（錘重63.5公斤）超重型（錘重120公斤）影響因素：

桿長桿側(cè)摩阻地下水上覆壓力成果應(yīng)用：確定砂土和碎石土的密實度、空隙比確定地基土的承載力和變形模量確定單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值補充原位測試24類型：補充原位測試2425補充原位測試四、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(SPT)試驗原理：屬于動力觸探的一種。主要區(qū)別：貫入器為圓筒、可以取土樣。試驗方法：63.5公斤錘，提升76厘米，自由落體，貫入度30厘米，依據(jù)擊數(shù)判別土樣性質(zhì)。優(yōu)點：

具備動力觸探的優(yōu)點，可取土樣用于鑒別和室內(nèi)試驗25補充原位測試四、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(SPT)試驗原理：優(yōu)點2526五、十字板剪切試驗（VST）原理：通過扭轉(zhuǎn)十字板剪切儀，測定土體抗扭剪力矩，由此換算土體抗剪強度指標(biāo)。優(yōu)點：簡單、有效、可靠適用范圍：均質(zhì)飽和軟粘土試驗?zāi)康模海?）測定不排水抗剪強度Cu

（2）估算軟粘土的靈敏度St補充原位測試26五、十字板剪切試驗（VST）原理：通過扭轉(zhuǎn)十字板剪切儀，2627（六）扁鏟側(cè)脹試驗基本原理：用靜力將扁鏟形探頭貫入土中，利用氣壓使扁鏟側(cè)面圓形剛膜向外擴張，利用不同氣壓作用下，剛膜側(cè)向位移量大小，推算地基土的相關(guān)參數(shù)。補充原位測試27（六）扁鏟側(cè)脹試驗基本原理：補充原位測試2728扁脹試驗設(shè)備探頭尺寸：長230～240mm寬94～96mm厚14～16mm鏟緣刃角12o～16o鏟側(cè)鋼膜：直徑60mm。扁鏟探桿：靜力觸探相同。補充原位測試28扁脹試驗設(shè)備補充原位測試2829適用條件：一般粘性土、粉土、中密以下砂土、黃土等。不適用于含碎石的土、風(fēng)化巖等。工程應(yīng)用：（1）劃分土類（2）靜止側(cè)壓力系數(shù)K0（3）應(yīng)力歷史（4）不排水抗剪強度Cu（5）土的變形參數(shù)（6）水平固結(jié)系數(shù)Ch補充原位測試29適用條件：一般粘性土、粉土、中密以下砂土、黃土等。2930（七）旁壓試驗旁壓試驗原理：將圓柱形旁壓器豎直置入土中，通過旁壓膜對周圍土體（巖體）施壓，使土體（巖體）產(chǎn)生變形直至破壞，通過量測施加壓力和土體變形之間的關(guān)系，確定土體的物理力學(xué)指標(biāo)。優(yōu)缺點：與靜載荷試驗相比，旁壓試驗具有精度高、設(shè)備輕便、測試時間短等特點，但精度受成孔質(zhì)量影響較大。補充原位測試30（七）旁壓試驗旁壓試驗原理：將圓柱形旁壓器豎直置入土中，3031適用范圍和目的適用于測定粘性土、粉土、砂土、碎石土、軟質(zhì)巖石和風(fēng)化巖石的承載力、旁壓模量和應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。旁壓試驗成果及其應(yīng)用（1）評定地基承載力（2）旁壓模量Em旁壓試驗曲線補充原位測試31適用范圍和目的旁壓試驗成果及其應(yīng)用旁壓試驗曲線補充原3132預(yù)鉆式旁壓試驗儀水平加載試驗補充原位測試返回32預(yù)鉆式旁壓試驗儀水平加載試驗補充原位測試返回3233一、基本概念基礎(chǔ)：建筑物下部直接與巖、土層接觸的部份。地基：基礎(chǔ)下面因建筑物荷載引起天然應(yīng)力改變的那一部分巖層或土層。第一節(jié)地基變形及破壞的基本類型

地基1一、基本概念基礎(chǔ)：建筑物下部直接與巖、土層接觸的部份。第一3334二、地基變形破壞的基本類型

第一節(jié)地基變形及破壞的基本類型

1、地基不均勻沉降和變形過大：主要有2二、地基變形破壞的基本類型第一節(jié)地基變形及破壞的基3435二、地基變形破壞的基本類型

第一節(jié)地基變形及破壞的基本類型

2、地基的滑移擠出：主要有3二、地基變形破壞的基本類型第一節(jié)地基變形及破壞的基3536第一節(jié)地基變形及破壞的基本類型

三、地基的剪切破壞（1）破壞原理：在剪應(yīng)力超過抗剪強度的面上剪切破壞。

4第一節(jié)地基變形及破壞的基本類型三、地基的剪切破壞（13637第一節(jié)地基變形及破壞的基本類型

三、地基的剪切破壞5第一節(jié)地基變形及破壞的基本類型三、地基的剪切破壞3738第一節(jié)地基變形及破壞的基本類型

（1）整體剪切破壞：(硬性土地基)地基內(nèi)破壞點連通成剪切滑動面，地基沿滑動面剪出,地表土體隆起；（2）局部剪切破壞；(軟性地基)地基土在荷載增大情況下,破壞區(qū)卻限制在一定范圍,不形成延伸至地面的連續(xù)破裂面,地表土體僅略微隆起；（3）剪沖破壞；(特軟地基)地基垂直下沉,兩側(cè)地面不發(fā)生土體隆起,地基土沿地基兩側(cè)發(fā)生垂直剪切破壞。

三、地基的剪切破壞6第一節(jié)地基變形及破壞的基本類型（1）整體剪切破壞：3839一、地基承載力的基本概念第二節(jié)地基承載力地基承載力：單位面積上地基能承受的極限荷載。允許承載力：保證建筑物安全的規(guī)定地基承載力。（一般在彈性變形內(nèi)）

7一、地基承載力的基本概念第二節(jié)地基承載力地基承載39401、載荷試驗：（有平板載荷試驗和螺旋板載荷試驗，這里指平板載荷試驗）在與基礎(chǔ)剛度近似的圓形或方形承壓板上逐級加荷，待基本穩(wěn)定后再加下一級荷載，直到地基破壞。由每一級荷載及其沉降量作出荷載——沉降曲線。由直線段的比例界線點所對應(yīng)的荷載P0作為地基容許荷載。

二、地基承載力的確定方法

（一）現(xiàn)場試驗（又叫原位試驗）

第二節(jié)地基承載力81、載荷試驗：（有平板載荷試驗和螺旋板載荷試驗，這二、地40412、靜力觸探：（有圓錐靜力觸探和孔壓靜力觸探）——不能用于碎石土、卵石土。將特制的金屬圓錐型探頭連續(xù)壓入土層，由于土的阻力使探頭受壓，探頭內(nèi)部的壓力傳感器測出土層對探頭的比貫入阻力Ps，再用地區(qū)經(jīng)驗公式求出地基容許承載力。（現(xiàn)在壓力傳感器的電訊號已可被自動記錄和自動繪成曲線）。

3、旁壓試驗：將圓柱型旁壓器豎直放入土中，利用水或氮氣逐級向旁壓器探測段的中空硬橡膠皮或加筋和膠膜加壓，使其向旁擴張，對周圍土體均勻加壓。測出壓力與徑向變形的關(guān)系，得地基在水平方向的應(yīng)力——應(yīng)變曲線。

補充鏈接第二節(jié)地基承載力92、靜力觸探：（有圓錐靜力觸探和孔壓靜力觸探）——不能用于4142（二）理論公式計算1、臨塑荷載法：采用塑性變形最大深度小于基礎(chǔ)寬度的

1／4時所對應(yīng)的臨界應(yīng)力為容許承載力。

2、極限荷載法：用極限荷載應(yīng)力除以安全系數(shù)作為地基容許承載力。

極限荷載應(yīng)力：

（Nc、Nd、Nb——承載力系數(shù)（查表））

（三）查表法：（地基物理指標(biāo)與承載力之間關(guān)系的經(jīng)驗法）

1、基本承載力（f0）：—根據(jù)地基情況查表得—適用于基礎(chǔ)

h<3m,b<2m的地基。2、容許承載力（f）：

第二節(jié)地基承載力10（二）理論公式計算1、臨塑荷載法：采用塑性變形最大深度4243一、各種地基地質(zhì)條件適用的基礎(chǔ)類型

第三節(jié)地基處理問題

（一）基礎(chǔ)主要類型1、按埋置深度劃分

2、按基礎(chǔ)材料劃分

11一、各種地基地質(zhì)條件適用的基礎(chǔ)類型第三節(jié)地基處理問4344第三節(jié)地基處理問題

3、淺基礎(chǔ)又可按基礎(chǔ)構(gòu)造分為

一、各種地基地質(zhì)條件適用的基礎(chǔ)類型

（一）基礎(chǔ)主要類型12第三節(jié)地基處理問題3、淺基礎(chǔ)又可按基礎(chǔ)構(gòu)造分為4445第三節(jié)地基處理問題

4、深基礎(chǔ)進一步劃分一、各種地基地質(zhì)條件適用的基礎(chǔ)類型

（一）基礎(chǔ)主要類型13第三節(jié)地基處理問題4、深基礎(chǔ)進一步劃分一、4546第三節(jié)地基處理問題

5、按基礎(chǔ)受力性質(zhì)分為

一、各種地基地質(zhì)條件適用的基礎(chǔ)類型

（一）基礎(chǔ)主要類型14第三節(jié)地基處理問題5、按基礎(chǔ)受力性質(zhì)分為一、4647第三節(jié)地基處理問題

（二）基礎(chǔ)類型的選擇（土地基）1、一般土地基的基礎(chǔ)類型選擇

15第三節(jié)地基處理問題（二）基礎(chǔ)類型的選擇（土地基4748第三節(jié)地基處理問題

2、特殊土地基基礎(chǔ)類型選擇

16第三節(jié)地基處理問題2、特殊土地基基礎(chǔ)類型選擇4849二、軟弱地基處理措施

第三節(jié)地基處理問題

17二、軟弱地基處理措施第三節(jié)地基處理問題4950基本原理及定義

是一種與建筑物基礎(chǔ)工作條件相似，而且直接對天然埋藏條件下的土體進行的現(xiàn)場模擬試驗。

試驗裝置：承壓板：方形或圓形板（面積0.25～0.5m2）加荷載裝置：壓力源（千斤頂、荷重）、反力架沉降觀測裝置：百分表、沉降傳感器和水準(zhǔn)儀補充原位測試一、靜載荷試驗18基本原理及定義補充原位測試一、靜載荷試驗5051油壓千斤頂反荷加載靜力試驗裝置補充原位測試19油壓千斤頂反荷加載靜力試驗裝置補充原位測試5152二、靜力觸探試驗補充原位測試20二、靜力觸探試驗補充原位測試5253比貫入阻力-深度（ps-h）關(guān)系曲線側(cè)摩阻力-深度（fs-h）關(guān)系曲線摩阻比-深度（Rf-h）關(guān)系曲線試驗成果：

單橋：Ps—h

曲線；雙橋：qc—h、fs—h、Rf—h曲線補充原位測試21比貫入阻力-深度（ps-h）關(guān)系曲線側(cè)摩阻力-深度摩阻比5354資料應(yīng)用：

（1）劃分土層（2）地基土強度（不排水抗剪強度）（3）變形模量（4）地基承載力（5）單樁承載力（6）評價地基土液化補充原位測試22資料應(yīng)用：補充原位測試5455三、圓錐動力觸探（DPT）補充原位測試23三、圓錐動力觸探（DPT）補充原位測試5556類型：

輕型（錘重10公斤）重型（錘重63.5公斤）超重型（錘重120公斤）影響因素：

桿長桿側(cè)摩阻地下水上覆壓力成果應(yīng)用：確定砂土和碎石土的密實度、空隙比確定地基土的承載力和變形模量確定單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值補充原位測試24類型：補充原位測試5657補充原位測試四、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(SPT)試驗原理：屬于動力觸探的一種。主要區(qū)別：貫入器為圓筒、可以取土樣。試驗方法：63.5公斤錘，提升76厘米，自由落體，貫入度30厘米，依據(jù)擊數(shù)判別土樣性質(zhì)。優(yōu)點：

具備動力觸探的優(yōu)點，可取土樣用于鑒別和室內(nèi)試驗25補充原位測試四、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(SPT)試驗原理：優(yōu)點5758五、十字板剪切試驗（VST）原理：通過扭轉(zhuǎn)十字板剪切儀，測定土體抗扭剪力矩，由此換算土體抗剪強度指標(biāo)。優(yōu)點：簡單、有效、可靠適用范圍：均質(zhì)飽和軟粘土試驗?zāi)康模海?）測定不排水抗剪強度Cu

（2）估算軟粘土的靈敏度St補充原位測試26五、十字板剪切試驗（VST）原