❶ 地基基礎工程包括哪些內容
地基基礎工程包括的內容如下:
地基種類:
從現場施工的角度來講地基,地基可分為天然地基、人工地基。地基就是基礎下面承壓的岩土持力層。
天然地基是自然狀態下即可滿足承擔基礎全部荷載要求,不需要人加固的天然土層,其節約工程造價,不需要人工處理的地基。
天然地基土分為四大類:岩石、碎石土、砂土、粘性土。人工地基:經過人工處理或改良的地基。
當土層的地質狀況較好,承載力較強時可以採用天然地基;而在地質狀況不佳的條件下,如坡地、沙地或淤泥地質,或雖然土層質地較好,但上部荷載過大時,為使地基具有足夠的承載能力,則要採用人工加固地基,即人工地基。
❷ 上淺基礎的設計內容包括哪些內容
淺基礎分為擴展基礎、聯合基礎、柱下條形基礎、柱下交叉條形基礎、筏型基礎、箱形基礎、殼體基礎等幾種。
設計方法:容許承載力設計方法地基的容許承載力;基底壓力不能超過地基的極限承載力, 並且有足夠的安全度。地基變形不能超過允許變形值。概率極限狀態設計方法,以概率理論為基礎的極限狀態設計方法。
(2)淺埋基礎力學簡算內容包括哪些擴展閱讀
如果地基軟弱且在兩個方向上分布不均,需要基礎在兩個方向都具有一定的剛度來調整不均勻沉降,則可在柱網下縱橫兩向分別設置鋼筋混凝土條形基礎,從而形成柱下交叉條形基礎。
設計方法:容許承載力設計方法地基的容許承載力。
1、基底壓力不能超過地基的極限承載力, 並且有足夠的安全度。
2、地基變形不能超過允許變形值。
❸ 理論力學基礎理論部分包括哪些
包括:靜力學、運動學與動力學
補充:理論力學(theoretical mechanics)是研究物體機械運動的基本規律的學科。力學的一個分支。它是一般力學各分支學科的基礎。
靜力學研究作用於物體上的力系的簡化理論及力系平衡條件;運動學只從幾何角度研究物體機械運動特性而不涉及物體的受力;動力學則研究物體機械運動與受力的關系。動力學是理論力學的核心內容。理論力學的研究方法是從一些由經驗或實驗歸納出的反映客觀規律的基本公理或定律出發,經過數學演繹得出物體機械運動在一般情況下的規律及具體問題中的特徵。理論力學中的物體主要指質點、剛體及剛體系,當物體的變形不能忽略時,則成為變形體力學(如材料力學、彈性力學等)的討論對象。靜力學與動力學是工程力學的主要部分 。理論力學建立科學抽象的力學模型(如質點、剛體等)。靜力學和動力學都聯系運動的物理原因——力,合稱為動理學。有些文獻把kinetics和dynamics看成同義詞而混用,兩者都可譯為動力學,或把其中之一譯為運動力學。此外,把運動學和動力學合並起來,將理論力學分成靜力學和動力學兩部分。理論力學依據一些基本概念和反映理想物體運動基本規律的公理、定律作為研究的出發點。例如,靜力學可由五條靜力學公理演繹而成;動力學是以牛頓運動定律、萬有引力定律為研究基礎的。理論力學的另一特點是廣泛採用數學工具,進行數學演繹,從而導出各種以數學形式表達的普遍定理和結論。
❹ 土力學與地基基礎的內容簡介
本書是21世紀高等職業院校土木工程專業系列教材之一。主要內容包括三部分: 第一部分即前4章,是理論基礎,主要內容包括地基土的物理性質、地基中的應力、變形及土的抗剪強度特性; 第二部分是工程應用,即第5~9章,包括土坡穩定、擋土牆、天然地基上淺基礎、樁基礎、軟弱地基的設計和計算; 第三部分,即第10、11章,是工程實訓及應對求職面試所應具備的基本知識和專業素質的要求。
本書內容簡明、重點突出,實用性強,可作為高等職業學校、高等專科學校、高等成人教育學校等土建類專業的專業基礎課教材,同時可供土建類專業勘察、設計和施工技術人員參考使用。
❺ 土力學及地基基礎的精簡內容
一、 土力學、地基和基礎的概念
土是在第四紀地質歷史時期地殼表層母岩經受強烈風化作用後所形成的大小不等的顆粒狀堆積物,是覆蓋於地殼最表面的一種鬆散的或松軟的物質。土是由固體顆粒、液體水和氣體組成的一種三相體。固體顆粒之間沒有聯接強度或聯接強度遠小於顆粒本身的強度是土有別於其它連續介質的一大特點。土的顆粒之間存在有大量的孔隙,因此土具有碎散性、壓實性、土粒之間的相對移動性和透水性。
土在地球表面分布極廣,它與工程建設關系密切。在工程建設中土被廣泛用作各種建築物的地基或材料,或構成建築物周圍的環境或護層。在土層上修建工業廠房、民用住宅、涵管、橋梁、碼頭等時,土是作為承受上述結構物荷載的地基;修築土質堤壩、路基等時,土由被用作建築材料,在我國的邊遠和不發達地區,目前仍有大量的土木結構類型的農舍存在;土作為建築環境和護層的情況,在工程地質學中已有論述,此處不再贅述。總而言之,土的性質對於工程建設的質量、性狀等,具有直接而有重大的影響。
土力學是以傳統的工程力學和地質學的知識為基礎,研究與土木工程有關的土中應力、變形、強度和穩定性的應用力學分支。此外,還要用專門的土工試驗技術來研究土的物理化學特性,以及土的強度、變形和滲透等特殊力學特性。
建築物修建以後,其全部荷載最終由其下的地層來承擔,承受建築物全部荷載的哪一部分天然的或部分經過人工改造的地層成為地基,見圖……。
由於土的壓縮性大,強度小,因而在絕大
多數情況下上部結構荷載不能直接通過牆、柱
等傳給下部土層(地基),而必須在牆、柱、底
梁等和地基接觸處適當擴大尺寸,把荷載擴散
以後安全地傳遞給地基,這種位於建築物牆、
柱、底梁以下,經過適當擴大尺寸的建築物最
下部結構稱之為基礎(見圖0-1)
建築物的修建使地基中原有的應力狀態發生了改變,這就需要我們運用力學的方法來研究和分析建築物荷載作用後(地基應力狀態改變後)的地基土變形、強度和穩定性,保證地基在上部結構荷載作用下能滿足強度和穩定性要求並具有足夠的安全儲備;控制地基的沉降使之不超過不超過建築物的允許變形值,保證建築物不因地基的變形而損害或者影響其正常使用。
基礎的結構形式很多,具體設計時應該選擇既能適應上部結構、符合建築物使用要求,又能滿足地基強度和變形要求,經濟合理、技術可行的基礎結構方案。通常把埋置深度不大(一般不超過5.0m)只需經過挖槽、排水等普通施工工序就可以建造起來的基礎稱為淺基礎;而把埋置深度較大(一般不小於5.0)並需要藉助於一些特殊的施工方法來完成的各種類型基礎稱之為深基礎。
土的性質極其復雜。當地層條件較好、地基土的力學性能較好、能滿足地基基礎設計對地基的要求時,建築物的基礎被直接設置在天然地層上,這樣的地基被稱為天然地基;而當地層條件較差,地基土強度指標較低,無法滿足地基基礎設計對地基的承載力和變形要求時,常需要對基礎底面以下一定深度范圍內的地基土體進行加固或處理,這種部分經過人工改造的地基被稱為人工地基。
地基和基礎是建築物的根基,又屬於隱蔽工程,它的勘察、設計和施工質量直接關系著建築物的安危。工程實踐表明,建築物的事故很多都與地基基礎問題有關,而且一旦發生地基基礎事故,往往後果嚴重,補救十分困難,有些即使可以補救,其加固修復工程所需的費用也十分可觀。
二、 國內外土木工程事故舉例
綜合分析可以得到,與地基基礎有關的土木工程事故可主要概括為以下類型:地基產生整體剪切破壞、地基發生不均勻沉降、地基產生過量沉降以及地基土液化失效,現分別舉例如下:
地基產生整體剪切破壞 ①巴西某十一層大廈。1955年始建的巴西某十一層大廈長25m,寬12m,支承在99根21m長的鋼筋混凝土樁上。1958年大廈建成後,發現其背後明顯下沉。1月30日,該建築物的沉降速度高達每小時4mm,晚8時許,大廈在20s內倒塌。後查明該大廈下有25m厚的沼澤土,而其下的樁長僅有21m,為深入其下的堅固土層,倒塌是由於地基產生整體剪切破壞所致。②加拿大特朗斯康谷倉。圖0-2是建於1914年的加拿大特朗斯康谷倉地基破壞情況。該谷倉由65個圓柱形筒倉構成,高31m,寬23.5m,其下為鋼筋混凝土筏板基礎,由於事前不了解基礎下埋藏有厚達16m的軟粘土層,谷倉建成後初次貯存穀物達27000t後,發現谷倉明顯下沉,結果谷倉西側突然陷入土中7.3m,東側上抬1.5m,倉身傾斜近27o。後查明谷倉基礎底面單位面積壓力超過300kPa,而地基中的軟粘土層極限承載力才約250kPa,因此造成地基產生整體破壞並引發谷倉嚴重傾斜。該谷倉由於整體剛度極大,因此雖傾斜極為嚴重,但谷倉本身卻完好無損。後於土倉基礎之下做了七十多個支承於下部基岩上的混凝土墩,使用了388個50t千斤頂以及支撐系統才把倉體逐漸扶正,單其位置比原來降低了近4.0m。這是地基產生剪切破壞,建築物喪失其穩定性的典型事故實例。
圖0-2 加拿大特朗斯康谷倉的地基事故
地基產生不均勻沉降 ①義大利比薩斜塔(圖0-3)。義大利比薩斜塔1173年動工修建,當塔修建至24m高時發生傾斜,一百年後續建該塔至塔頂,建成後塔高54.5m。目前塔北側沉降一米多,南側沉降近三米,塔頂偏離中心線約5.54m(傾斜約5.8o)。為使斜塔安全留存,後在國際范圍內進行了招標,對斜塔進行了加固處理。②我國名勝蘇州虎丘塔。蘇州虎丘塔建於959~961年期間,為七級八角形磚塔,塔底直徑13.66m,高47.5m,重63000kN塔建成後由於歷經戰火滄桑、風雨侵蝕,使塔體嚴重損壞,為了使該名勝古跡安全留存,我國於1956~1957年期間對其進行了上部結構修繕,但修繕的結果使塔體重量增加了約2000 kN,同時加速了塔體的不均勻沉降,塔頂偏離中心線的距離由1957年的1. 7m發展到1978年的2.31m,並導致地層砌體產生局部破壞。後於1983年對該塔進行了基礎托換,使其不均勻沉降得以控制。因地基產生不均勻沉降而導致基礎斷裂、上部結構破壞的事例不勝枚舉。
圖0-3 義大利比薩斜塔
地基產生過量沉降 ①廣深鐵路k2+150段線路。我國廣深鐵路k2+150段線路位於廣州市,該路段地處山澗流水地帶,淤泥覆蓋層較厚,通車後路基不斷下沉,1975年後,嚴重地段每旬下沉量高達12~16mm,其它地段每旬下沉量8~12mm不等,路基的下沉不僅增加了該段鐵路的維修保養作業量,更嚴重威脅著鐵路列車的安全營運。該路段後採用高壓噴射注漿法進行了路基土加固處理。②西安某住宅樓。西安某住宅樓位於西安市霸橋區,場地為Ⅱ級自重濕陷性黃土場地,建築物長18.5m,寬14.5m,為六層點式磚混結構,基礎採用肋梁式鋼筋混凝土基礎,建築物修建以前對地基未做任何處理,由於地下管溝積水,致使地基產生濕陷沉降,在沉降發生最為嚴重的5天時間里,該建築物的累計沉降量超過了300mm。後雖經對基礎進行托換處理止住了建築物的繼續沉降,但過量沉降嚴重影響了該建築物的使用功能,在門廳處不僅形成了倒灌水現象,而且門洞高度嚴重不足,人員出入極不方便。
地基液化失效 ①日本新瀉地震。日本新瀉市於1964年6月16日發生了7.5級大地震,當地大面積的砂土地基由於在地震過程中產生振動液化現象而失去了承載能力,毀壞房屋近2890幢。②唐山地震。1976年7月28日發生在我國唐山市的大地震是人類歷史上造成損失最嚴重的地震之一,震級7.8級,大量建築物在地震中倒塌損毀,地基土的液化失效是其中的主要原因之一,唐山礦冶學院圖書館書庫因地基液化失效致使其第一層全部陷入地面以下。
三、 本課程的內容和特點
《土力學》是土木建築、公路、鐵路、水利、地下建築、采礦和岩土工程等有關專業的一門主要課程,屬於專業基礎課范疇。
組成地基的土或岩層是自然界的產物,它的形成過程、物質成分、所處自然環境及工程性質極為復雜多變。建築物等的修建,會改變地層中原有的應力狀態,應力狀態的改變會引起一系列的地基變形、強度、穩定性問題。因此除在土木工程設計、施工之前必須進行建築場地的工程地質勘察,正確掌握和了解地層的形成過程、結構、構造、水文地質情況、不良地質現象,仔細研究地基土的組成、成因、物理力學性質以外,還需要在此基礎上藉助力學方法來分析和研究地層中的應力變化,藉助力學、工程地質學、地下水動力學、流變理論以及數值計算等方法或手段來研究岩土體的變形,並進而對岩土體進行強度和穩定性分析。土木工程中經常遇到土坡穩定問題,對作為建築工程地質環境的穩定性較差的土坡如果未加處理或處理不當,土坡將產生滑動破壞,土坡的失穩不僅影響工程的正常進展,還會危及人民生命和國家財產安全,因此藉助力學方法對土坡進行穩定性分析,並在此基礎上對土坡維護結構進行設計計算也是人們所面臨的重要工程課題。上述問題都是土力學的研究內容。
建築物的地基基礎和上部結構雖然各自功能不同、研究方法相異,但是無論從力學分析入手還是從經濟觀點出發,這三部分卻是彼此聯系、相互制約的有機統一體。目前,要把這三部分完全統一起來進行設計計算還十分困難,但從地基—基礎—上部結構共同工作的概念出發,盡量全面考慮諸方面的因素,運用力學和結構設計方法進行基礎工程計算將是土力學的主要研究內容之一。
多樣性是土的主要特點之一,由於受成土母岩、風化作用、沉積歷史、地理環境和氣候條件等多重因素影響,土的種類繁多,分布復雜,性質各異。易變性是土的另一主要特點,土的工程性質經常受到外界溫度、濕度、壓力等的影響而發生顯著變化。研究各種不同性質的特殊土和軟弱土,並按土質受外界影響而發生變化的客觀規律,運用合適而又有效的方法對土體進行處理加固也是本課程的重要內容。
地球表面很大一部分是處於乾旱和半乾旱地帶,因此,通常情況下土體是由固體顆粒、液體水和氣體組成的一種三相體。只有在極端情況下,土體才是兩相介質,例如位於地下水位以下的飽和土(由顆粒和水兩相物質組成)和極端乾旱情況下的干土(由顆粒和氣體兩相物質組成)。傳統土力學的重點是在飽和土問題的研究和工程應用上,而對於分布極為廣泛、由三相物質組成,負孔隙壓力起重要影響的非飽和土則很少涉及。討論存在基質引力或負孔隙壓力的非飽和土土力學為更進一步深化土的力學性狀研究開辟了道路。
隨著科學的發展和工程技術的進步,工程中涉及的絕大多數問題僅靠傳統的力學方法是很難甚至無法求得其解答的,計算機的出現為這類復雜、綜合工程問題的數值結果分析提供了可能,數值計算作為一種行之有效的力學分析手段在岩土力學中占據了重要位置。
本課程涉及工程地質學、彈-塑性理論、流變理論、地下水動力學、計算機及數值計算方法等多個學科領域的知識,因此土力學的首要特點是內容廣泛,綜合性強。
與其它連續介質力學問題不同,岩土工程問題僅按純數學—力學的觀點是很難甚至無法解決的,這類問題的解決還往往需要結合以往的建設經驗,並根據實際調查、必要的現場及室內試驗、測試資料進行綜合研究分析,以求得問題的正確解決。實踐性強是土力學的另一主要特點。
四、 本學科的發展概況
地基基礎是一項古老的建築工程技術。早在史前的人類建築活動中,地基基礎作為一項工程技術就被應用,我國西安市半坡村新石器時代遺址中的土台和石礎就是先祖們應用這一工程技術的見證。公元前2世紀修建的萬里長城;始鑿於春秋末期,後經隋、元等代擴建的京杭運河;隋朝大業年間李春設計建造的河北趙州安濟橋;我國著名的古代水利工程之一,戰國時期李冰領導修建的都江堰;遍布於我國各地的巍巍高塔,宏偉壯麗的供電、廟宇和寺院;舉世聞名的古埃及金字塔等,都是由於修建在牢固的地基基礎之上才能逾千百年而留存於今。據報道,建於唐代的西安小雁塔其下為巨大的船形灰土基礎,這使小雁塔經歷數次大地震而留存於今。上述一切證明,人類在其建築工程實踐中積累了豐富的基礎工程設計、施工經驗和知識,但是由於受到當時的生產實踐規模和知識水平限制,在相當長的的歷史時期內,地基基礎僅作為一項建築工程技術而停留在經驗積累和感性認識階段。
十八世紀歐洲產業革命以後,水利、道路以及城市建設工程中大型建築物的興建,提出了大量與土的力學性態有關的問題並積累了不少成功經驗和工程事故教訓。特別是這些工程事故教訓,使得原來按以往建設經驗來指導工程的做法已無法適應當時的工程建設發展。這就促使人們尋求對許多類似的工程問題的理論解釋,並要求在大量實踐基礎上建立起一定的理論來指導以後的工程實踐。例如,十七世紀末期歐洲各國大規模的城堡建設推動了築城學的發展並提出了牆後土壓力問題,許多工程技術人員發表了多種牆後土壓力的計算公式,為庫侖(Coulomb,C.A.1773)提出著名的抗剪強度公式和土壓力理論奠定了基礎。十九世紀中葉開始,大規模的橋梁、鐵路和公路建設推動了樁基和深基礎的理論與施工方法的發展。路塹和路堤、運河渠道邊坡、水壩等的建設提出了土坡穩定性的分析問題。1857年英國人W.J.M朗肯(Rankine)又從不同途徑提出了擋土牆的土壓力理論。1885年法國學者J.布辛奈斯克(Boussinesq)求得了彈性半空間體在豎向集中力作用下的應力和位移解。1852年法國的H.達西(Darcy)創立了砂性土的滲流理論「達西定律」。1922年瑞典學者W.費蘭紐斯(Fellenius)提出了一種土坡穩定的分析方法。這一時期的理論研究為土力學發展成為一門獨立學科奠定了基礎。
1925年美國人K.太沙基(Terzaghi)歸納了以往的理論研究成果,發表了第一本《土力學》專著,又於1929年與其它學者一起發表了《工程地質學》。這些比較系統完整的科學著作的出版,帶動了各國學者對本學科各個方面的研究和探索,從此《土力學》作為一門獨立的科學而得到不斷發展。我國著名學者黃文熙教授,陳宗基教授等也為土力學的發展做出了突出貢獻。