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1 绪论1

1.1 土力学与基础工程的重要性1

1.2 地基基础工程事故类别及特征3

1.2.1 地基失稳事故3

1.2.2 地基变形事故3

1.2.3 斜坡失稳引起地基基础事故6

1.3 地基基础工程事故原因分析7

1.3.1 地质勘察问题7

1.3.2 设计方案及计算问题8

1.3.3 施工问题9

1.3.4 环境及使用问题9

1.3.5 地基基础工程事故处理10

1.4 土力学与基础工程发展概况11

1.5 本课程的主要内容和学习方法11

2 土的物理性质及工程分类13

2.1 土的生成与特性13

2.1.1 土的生成13

2.1.2 土的结构和构造13

2.1.3 土的工程特性及其与土的生成条件之间的关系15

2.2 土的三相组成16

2.2.1 土的固体颗粒16

2.2.2 土中水18

2.2.3 土中气体19

2.3 土的物理性质指标20

2.3.1 土的三项基本物理性质指标20

2.3.2 反映土的松密程度的指标21

2.3.3 反映土中含水程度的指标21

2.3.4 特定条件下土的密度与重度22

2.4 土的物理状态指标及工程特性24

2.4.1 无黏性土的物理状态指标及其工程特性24

2.4.2 黏性土的物理状态指标及其工程特性25

2.5 地基土的工程分类28

2.5.1 岩石28

2.5.2 碎石土29

2.5.3 砂土30

2.5.4 粉土30

2.5.5 黏性土31

2.5.6 人工填土31

2.5.7 特殊土31

思考题与习题32

3 土的渗透性与渗流34

3.1 土的渗透性与达西定律34

3.1.1 土的渗透性与渗流分类34

3.1.2 达西定律34

3.2 渗透系数及测定方法36

3.2.1 各类常见岩土的渗透系数36

3.2.2 渗透试验36

3.3 影响渗透系数的因素39

3.4 渗流力与渗流稳定性39

3.4.1 渗流力39

3.4.2 渗透变形41

3.4.3 渗透变形的判别42

3.4.4 无黏性土允许水力梯度43

3.5 二维渗流、流网及其工程应用44

3.5.1 稳定渗流场中的渗流基本微分方程44

3.5.2 流网及其工程应用45

思考题与习题47

4 土的压缩性和地基沉降计算49

4.1 土中应力50

4.1.1 概述50

4.1.2 自重应力50

4.1.3 基底压力53

4.1.4 地基附加应力56

4.1.5 有效应力原理67

4.2 土的压缩性68

4.2.1 概述68

4.2.2 压缩试验及压缩性指标68

4.2.3 静载荷试验及土的变形模量72

4.2.4 应力历史对土压缩性的影响74

4.3 地基沉降量计算77

4.3.1 概述77

4.3.2 分层总和法77

4.4 饱和土的渗流固结理论87

4.4.1 概述87

4.4.2 渗透固结力学模型87

4.4.3 一维固结理论87

4.5 地基沉降与时间的关系90

4.5.1 概述90

4.5.2 固结度90

4.5.3 地基沉降与时间关系计算91

4.5.4 地基沉降与时间经验估算法93

4.5.5 地基瞬时沉降与次固结沉降94

思考题与习题95

5 土的抗剪强度与地基承载能力97

5.1 概述97

5.2 土的抗剪强度理论和极限平衡条件98

5.2.1 库仑定律98

5.2.2 摩尔—库仑强度理论（极限平衡理论）99

5.3 抗剪强度指标的测定102

5.3.1 直剪试验102

5.3.2 三轴剪切试验103

5.3.3 无侧限抗压强度试验106

5.3.4 十字板剪切试验107

5.3.5 抗剪强度指标的统计分析108

5.3.6 抗剪强度指标的工程数值和影响因素108

5.4 地基的破坏形态109

5.4.1 整体剪切破坏109

5.4.2 局部剪切破坏109

5.4.3 冲剪（切）破坏110

5.5 地基临塑荷载与临界荷载110

5.5.1 临塑荷载110

5.5.2 塑性临界荷载111

5.6 地基极限承载力113

5.6.1 普朗特尔极限承载力公式113

5.6.2 太沙基地基极限承载力公式114

5.6.3 斯肯普顿极限承载力公式117

5.6.4 魏西克和汉森极限承载力公式117

思考题与习题117

6 土压力与土坡稳定119

6.1 概述119

6.1.1 土压力的种类119

6.1.2 土压力的主要影响因素121

6.2 静止土压力计算121

6.2.1 静止土压力产生条件121

6.2.2 静止土压力计算公式121

6.2.3 静止土压力的应用122

6.3 朗肯土压力理论123

6.3.1 无黏性土的土压力123

6.3.2 黏性土的土压力127

6.3.3 朗肯土压力理论计算结果分析129

6.4 库仑土压力理论129

6.4.1 无黏性土主动土压力130

6.4.2 无黏性土被动土压力133

6.5 几种常见情况的土压力计算135

6.5.1 黏性土应用库仑土压力公式135

6.5.2 填土表面作用均布荷载136

6.5.3 墙后填土分层137

6.5.4 填土中有地下水138

6.5.5 土压力计算简化方法139

6.6 地震土压力计算140

6.7 桥台土压力计算142

6.8 挡土墙设计142

6.8.1 挡土墙型式的选择143

6.8.2 挡土墙尺寸的选定145

6.8.3 挡土墙的稳定性验算145

6.8.4 墙后回填土的选择147

6.8.5 墙后排水措施147

6.9 土坡稳定概述150

6.9.1 无黏性土土坡稳定分析151

6.9.2 黏性土土坡稳定分析概述153

6.9.3 增加土坡稳定性的一些措施153

思考题与习题155

7 岩土工程勘察157

7.1 岩土工程勘察的任务和内容157

7.1.1 岩土工程勘察的目的157

7.1.2 岩土工程勘察的准备工作157

7.1.3 岩土工程勘察的任务和工程勘察分级159

7.1.4 岩土工程勘察阶段的划分及相应的工作内容161

7.2 岩土工程勘察方法163

7.2.1 坑（掘）探法163

7.2.2 钻探法164

7.2.3 触探法169

7.2.4 土的野外描述176

7.3 岩土工程勘察成果报告178

7.4 基槽检验与地基的局部处理185

7.4.1 验槽185

7.4.2 地基的局部处理方法186

思考题与习题187

8 地基处理技术189

8.1 地基处理方法分类189

8.1.1 地基处理的目的和意义189

8.1.2 地基处理方法分类190

8.1.3 地基处理方案的选择193

8.1.4 地基处理的工程检验要求194

8.2 几种特殊土地基194

8.2.1 概述194

8.2.2 黄土地基195

8.2.3 红黏土地基198

8.2.4 膨胀土地基199

8.2.5 盐渍土地基203

8.2.6 软土地基204

8.3 换填垫层法205

8.3.1 垫层的作用206

8.3.2 垫层设计207

8.3.3 垫层施工209

8.3.4 垫层施工注意事项209

8.3.5 垫层材料选择210

8.3.6 垫层质量检测210

8.4 强夯法和强夯置换法211

8.4.1 强夯法211

8.4.2 强夯置换法215

8.5 排水固结法217

8.5.1 加压和排水方法分类217

8.5.2 堆载预压法218

8.6 挤密桩法222

8.6.1 挤密法加固机理222

8.6.2 挤密法的设计222

8.6.3 挤密桩的施工224

8.6.4 质量检验225

8.7 其他地基加固方法225

8.7.1 深层搅拌法226

8.7.2 高压喷射注浆法226

8.7.3 冷热加固法227

思考题与习题227

9 基坑工程228

9.1 概述228

9.1.1 基坑围护的基本概念228

9.1.2 基坑工程的特点229

9.1.3 基坑围护工程的设计内容、要求及设计依据230

9.2 支护结构的类型及选用233

9.2.1 常用支护结构分类233

9.2.2 常用支护结构及其特点234

9.2.3 基坑支护结构类型的选择237

9.3 重力式水泥土挡墙设计238

9.3.1 概述239

9.3.2 作用在水泥土挡墙上的荷载239

9.3.3 水泥土挡墙的设计240

9.3.4 水泥土挡墙的施工246

9.4 板式支护结构设计246

9.4.1 概述246

9.4.2 围护墙内力计算247

9.4.3 围护墙设计251

9.4.4 内支撑系统设计255

9.5 井点降水及土方开挖259

9.5.1 概述259

9.5.2 井点降水259

9.5.3 土方开挖262

9.6 基坑监测与环境监护262

9.6.1 基坑监测263

9.6.2 基坑工程对环境的影响265

9.6.3 对基坑工程以及周边环境的监护265

思考题与习题265

10 浅基础267

10.1 地基基础设计基本原则267

10.1.1 地基基础设计等级267

10.1.2 地基基础设计要求268

10.1.3 作用效应组合与抗力取值269

10.1.4 地基基础设计步骤270

10.2 浅基础的类型270

10.2.1 无筋扩展基础271

10.2.2 扩展基础273

10.2.3 柱下条形基础274

10.2.4 筏形和箱形基础275

10.2.5 壳体基础276

10.3 基础埋置深度的确定276

10.3.1 建筑物的构造及基础的型式和构造277

10.3.2 作用在地基上的荷载大小和性质277

10.3.3 工程地质和水文地质条件278

10.3.4 相邻建筑物的基础埋深279

10.3.5 地基土冻胀和融陷的影响279

10.4 地基承载力281

10.4.1 荷载试验确定地基承载力特征值282

10.4.2 公式计算确定地基承载力特征值282

10.4.3 地基承载力的修正283

10.4.4 影响地基承载力的因素284

10.5 基础底面尺寸的确定284

10.5.1 按持力层承载力计算284

10.5.2 软弱下卧层承载力的验算286

10.6 地基变形验算290

10.6.1 地基变形特征290

10.6.2 地基变形特征的控制290

10.6.3 建筑物地基变形的允许值291

10.7 扩展基础设计292

10.7.1 扩展基础的构造要求292

10.7.2 扩展基础的结构设计292

10.8 柱下钢筋混凝土条形基础设计302

10.8.1 地基基础与上部结构共同作用的概念302

10.8.2 柱下钢筋混凝土条形基础的构造要求303

10.8.3 柱下钢筋混凝土条形基础内力计算方法304

10.9 筏形基础设计313

10.9.1 筏形基础的构造要求313

10.9.2 筏形基础的结构与内力计算314

10.10 减轻不均匀沉降损害的措施319

10.10.1 建筑措施319

10.10.2 结构措施322

10.10.3 施工措施323

思考题与习题324

11 桩基础326

11.1 概述326

11.1.1 桩基础的适用性326

11.1.2 桩基设计内容327

11.1.3 桩基设计原则327

11.2 桩和桩基的分类328

11.2.1 桩基的分类328

11.2.2 桩的分类329

11.3 竖向荷载下单桩的工作性能333

11.3.1 桩的荷载传递333

11.3.2 单桩的破坏模式334

11.3.3 桩侧负摩阻力335

11.4 单桩竖向承载力337

11.4.1 按照《建筑地基基础设计规范》确定单桩竖向承载力特征值338

11.4.2 按照《建筑桩基技术规范》确定单桩竖向极限承载力339

11.4.3 按照《建筑桩基技术规范》确定单桩竖向承载力特征值342

11.4.4 群桩中单桩（基桩）竖向承载力特征值342

11.4.5 抗拔承载力验算343

11.4.6 桩身承载力验算344

11.5 桩的水平承载力345

11.5.1 单桩水平承载力的影响因素345

11.5.2 单桩水平承载力的确定346

11.5.3 水平荷载作用下基桩内力和位移分析346

11.6 群桩基础计算349

11.6.1 群桩的工作特点349

11.6.2 桩顶作用效应简化计算350

11.7 桩基础设计351

11.7.1 桩类型、桩长和截面尺寸选择351

11.7.2 桩数及桩位布置352

11.7.3 群桩中单桩（基桩）承载力的验算353

11.7.4 软弱下卧层承载力的验算354

11.7.5 桩基沉降验算355

11.7.6 承台设计357

11.7.7 桩身结构设计365

思考题与习题370

12 动力机器基础与地基基础抗震简介371

12.1 动力机器基础的设计原理371

12.1.1 动力机器的分类371

12.1.2 地基和基础的计算规定372

12.1.3 地基动力特性参数374

12.2 建筑场地类别与震害375

12.2.1 建筑场地类别375

12.2.2 地基震害377

12.2.3 土工构筑物的震害378

12.3 土的动力特性379

12.3.1 应变范围380

12.3.2 静力和动力加载条件的差异380

12.3.3 土的变形特性与剪应变的相关性381

12.3.4 动力试验的加载方式382

12.4 地基基础抗震设计383

12.4.1 地基基础抗震验算383

12.4.2 地基抗震措施384

12.4.3 非液化地基上桩基抗震承载力验算386

思考题与习题388

13 岩土工程经济与管理概述389

13.1 岩土工程技术经济分析390

13.1.1 岩土工程勘察、设计技术方案经济分析390

13.1.2 岩土工程施工技术经济分析391

13.1.3 工程项目运营阶段技术经济分析391

13.2 岩土工程概预算及收费计算原则392

13.2.1 岩土工程设计概算392

13.2.2 岩土工程施工图预算393

13.2.3 岩土工程施工预算394

13.2.4 岩土工程施工预算与施工图预算的差异和对比分析395

13.2.5 岩土工程收费计算原则396

13.3 岩土工程招标与投标399

13.3.1 招标投标的主要方式399

13.3.2 招标投标的程序399

13.3.3 投标报价的依据和基本原则400

13.3.4 编制标书的步骤及注意事项401

13.4 注册土木工程师（岩土）的权利与义务401

13.4.1 注册土木工程师（岩土）的权利与义务401

13.4.2 注册土木工程师（岩土）的执业范围402

13.4.3 全国勘察设计行业从业公约和职业道德准则402

思考题与习题403

参考文献404