土力學(xué)與砌體結(jié)構(gòu) 第1章 緒論

1、1.1.1、學(xué)科與實(shí)踐、學(xué)科與實(shí)踐 地基基礎(chǔ)是建筑物的根本，又屬于地下隱蔽工程，一地基基礎(chǔ)是建筑物的根本，又屬于地下隱蔽工程，一旦發(fā)生事故難以補(bǔ)救。有時(shí)會(huì)造成重大經(jīng)濟(jì)損失甚至人員旦發(fā)生事故難以補(bǔ)救。有時(shí)會(huì)造成重大經(jīng)濟(jì)損失甚至人員傷亡。此外基礎(chǔ)工程的費(fèi)用可占建筑物總造價(jià)的傷亡。此外基礎(chǔ)工程的費(fèi)用可占建筑物總造價(jià)的10%30%。建筑工程的實(shí)踐中出現(xiàn)了很多事故，遇到了很多問(wèn)題。對(duì)建筑工程的實(shí)踐中出現(xiàn)了很多事故，遇到了很多問(wèn)題。對(duì)這些問(wèn)題的研究解決以及經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的積累就形成了本門(mén)課這些問(wèn)題的研究解決以及經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的積累就形成了本門(mén)課程。程。 讓我們從以下工程事故的介紹中對(duì)本課程的內(nèi)容和作用讓我們從以下工程

2、事故的介紹中對(duì)本課程的內(nèi)容和作用進(jìn)行初步的了解。進(jìn)行初步的了解。 （1）意大利比薩斜塔：）意大利比薩斜塔： 1173年年9月動(dòng)工，至月動(dòng)工，至1178年建至第四層中部，高度約年建至第四層中部，高度約29米時(shí)，因塔身明顯傾斜而停工。米時(shí)，因塔身明顯傾斜而停工。94年后，于年后，于1272年復(fù)工，年復(fù)工，經(jīng)經(jīng)6年時(shí)間，建完第年時(shí)間，建完第7層，高層，高48米，再次停工中斷米，再次停工中斷82年。于年。于1360年再?gòu)?fù)工，至年再?gòu)?fù)工，至1370年竣工。全塔共年竣工。全塔共8層，高度為層，高度為55米。米。 塔身為圓筒形，塔身為圓筒形，1-6層為優(yōu)質(zhì)大理石砌成，層為優(yōu)質(zhì)大理石砌成，頂部頂部7-8層采用

3、磚和輕石層采用磚和輕石料。料。1590年伽利略做落年伽利略做落體實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)建了物理學(xué)體實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)建了物理學(xué)上著名的落體定律。上著名的落體定律。 地基持力層為粉砂，地基持力層為粉砂，下面為粉土和粘土層。下面為粉土和粘土層。目前塔向南傾斜，南北目前塔向南傾斜，南北兩端沉降差兩端沉降差1.80米，塔米，塔頂偏離中心線已達(dá)頂偏離中心線已達(dá)5.27米，傾斜米，傾斜5.50，1990年年1月月14日被封閉。日被封閉。（2）蘇州虎丘塔）蘇州虎丘塔 此塔位于蘇州市虎丘此塔位于蘇州市虎丘公園山頂，落成于宋太祖公園山頂，落成于宋太祖建隆二年（公元建隆二年（公元961年），年），距今已有距今已有1036。全塔。全塔7層

4、，層，高高47.5米。平面呈八角形。米。平面呈八角形。青磚砌筑。青磚砌筑。 1980年時(shí)，塔身已向年時(shí)，塔身已向東北方向嚴(yán)重傾斜，塔頂東北方向嚴(yán)重傾斜，塔頂離中心線已達(dá)離中心線已達(dá)2.31米。底米。底層塔身出現(xiàn)不少裂縫。層塔身出現(xiàn)不少裂縫。 寶塔傾斜為地基覆蓋寶塔傾斜為地基覆蓋層相差懸殊等原因造成。層相差懸殊等原因造成。 造成建筑地基嚴(yán)重下沉的因素很多，就地基而言，多造成建筑地基嚴(yán)重下沉的因素很多，就地基而言，多為高壓縮性軟弱土。為高壓縮性軟弱土。 會(huì)造成室內(nèi)外連接困難及交通不便，內(nèi)外網(wǎng)管道也會(huì)會(huì)造成室內(nèi)外連接困難及交通不便，內(nèi)外網(wǎng)管道也會(huì)造成破壞。造成破壞。 持力層土質(zhì)持力層土質(zhì)壓縮性相差懸

5、殊壓縮性相差懸殊或不同類型基礎(chǔ)或不同類型基礎(chǔ)基底壓力相差較基底壓力相差較大，引起不均勻大，引起不均勻沉降，導(dǎo)致墻體沉降，導(dǎo)致墻體開(kāi)裂。開(kāi)裂。 相鄰荷載影相鄰荷載影響亦可引起附加響亦可引起附加應(yīng)力增加，導(dǎo)致應(yīng)力增加，導(dǎo)致地基下沉，墻體地基下沉，墻體開(kāi)裂。開(kāi)裂。地基壓縮性相差懸殊，地基壓縮性相差懸殊，導(dǎo)致基礎(chǔ)底板斷裂。導(dǎo)致基礎(chǔ)底板斷裂。引起地基塌陷引起地基塌陷地震引起砂土地基液化，喪失地基承載力。地震引起砂土地基液化，喪失地基承載力。（1）日本新瀉：）日本新瀉：1964年，年，7.5級(jí)地震。級(jí)地震。（2）唐山地震）唐山地震 液化液化“砂火山砂火山”口口液化噴水冒砂后景象液化噴水冒砂后景象液化造成地

6、基沉陷液化造成地基沉陷, 房屋嚴(yán)重裂縫房屋嚴(yán)重裂縫液化造成地基沉陷液化造成地基沉陷, 房屋嚴(yán)重裂縫房屋嚴(yán)重裂縫液化后汽車陷入土中液化后汽車陷入土中斷層所造成的邊坡滑動(dòng)使民宅橫向移動(dòng)斷層所造成的邊坡滑動(dòng)使民宅橫向移動(dòng)10m,垂直落差約垂直落差約6m巴東崖崩造成房屋墻體開(kāi)裂巴東崖崩造成房屋墻體開(kāi)裂姊歸縣邊坡治理姊歸縣邊坡治理本門(mén)課程包含土力學(xué)基本理論、地本門(mén)課程包含土力學(xué)基本理論、地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)原理和經(jīng)驗(yàn)兩部分。應(yīng)基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)原理和經(jīng)驗(yàn)兩部分。應(yīng)注意相互之間的關(guān)系注意相互之間的關(guān)系 a. 地基與基礎(chǔ)的區(qū)別：地基與基礎(chǔ)的區(qū)別：基礎(chǔ)：基礎(chǔ)：建筑物最底下擴(kuò)大的這一部建筑物最底下擴(kuò)大的這一部分。分。地基：地基

7、：承受由基礎(chǔ)傳來(lái)荷載的土層承受由基礎(chǔ)傳來(lái)荷載的土層 （或巖層）。（或巖層）。持力層：持力層：位于基礎(chǔ)底面下的第一層位于基礎(chǔ)底面下的第一層土。土。下臥層：下臥層：持力層下的土層。持力層下的土層。 b. 地基的分類：地基的分類：按地質(zhì)情況分：土基、巖基。按地質(zhì)情況分：土基、巖基。按設(shè)計(jì)施工情況分：按設(shè)計(jì)施工情況分：天然地基：天然地基：不需處理而直接利用的地基。不需處理而直接利用的地基。人工地基：人工地基：經(jīng)過(guò)人工處理而達(dá)到設(shè)計(jì)要求的地基。經(jīng)過(guò)人工處理而達(dá)到設(shè)計(jì)要求的地基。a. 土的特點(diǎn)：土的特點(diǎn)：碎散性、壓縮性、固體顆粒間的相對(duì)移動(dòng)性及透水性。連續(xù)介質(zhì)碎散性、壓縮性、固體顆粒間的相對(duì)移動(dòng)性及透水性

8、。連續(xù)介質(zhì)的固體材料。的固體材料。b. 土的用途：土的用途： 作為地基；作為建筑材料（作為地基；作為建筑材料（e.g.路基，堤坎）路基，堤坎） c. 土力學(xué)的研究對(duì)象：土力學(xué)的研究對(duì)象： 研究土的本構(gòu)關(guān)系以及土與結(jié)構(gòu)物相互作用的規(guī)律。研究土的本構(gòu)關(guān)系以及土與結(jié)構(gòu)物相互作用的規(guī)律。 土的本構(gòu)關(guān)系：即土的土的本構(gòu)關(guān)系：即土的應(yīng)力應(yīng)力應(yīng)變應(yīng)變強(qiáng)度強(qiáng)度時(shí)間時(shí)間四變量四變量之間的內(nèi)在聯(lián)系。之間的內(nèi)在聯(lián)系。1、地基的變形條件：、地基的變形條件：（沉降量、沉降差、傾斜、局部?jī)A斜）保證（沉降量、沉降差、傾斜、局部?jī)A斜）保證建筑物不因地基變形而損壞或者影響其正常使用。建筑物不因地基變形而損壞或者影響其正常使用。 s s 2、地基的強(qiáng)度條件：、地基的強(qiáng)度條件：要求作用于地基的荷載不超過(guò)地基的承載力，要求作用于地基的荷載不超