【绪论】1土力学、地基及基础概念：土力学——工程力学的一个分支，用于研究土体的应力、变形、强度、渗流和长期稳定性的一门学科。

基础工程学——关于地基基础设计与施工的知识。

地基：❖定义：承受建筑物或构筑物荷载、受这些荷载影响的那一部分地层。

❖种类：天然地基和人工地基基础：❖定义：支承上部结构荷载并将其传给地层中地基内的、起到承上启下作用的下部结构。

❖种类：浅基础和深基础。

地基与基础设计的基本条件：❖作用于地基上的荷载效应不得超过地基容许承载力值。

❖基础沉降不得超过地基变形容许值。

❖具有足够防止失稳破坏的安全储备。

3基础工程学学习方法：（1）重视工程地质勘察及现场原位测试（2）重视地区工程经验（3）考虑地基、基础和上部结构的共同工作（4）施工质量的重要性绪论(补充内容)土的物理性质第一节土的形成与颗粒特征一、土体的形成：土是岩石经风化、搬运、堆积而形成的自然历史的产物。

二、土体的三相组成（一）、固体矿物颗粒(固相)1. 矿物成分原生矿物：石英、长石、云母等次生矿物：主要是粘土矿物，包括三种类型高岭石、伊利石、蒙脱石粘土矿物：由硅氧四面体和铝氢氧八面体构成的晶胞所组合而成颗粒大小基本概念粒度:天然土是由大小不同的颗粒组成的,土粒的大小称为粒度。

粒组：天然土的粒径一般是连续变化的，工程上把相近的土粒合并为组，称为粒组。

粒径级配：（1）定义：工程中常用土中各粒组的相对含量，占总质量的百分数来表示，称为土的粒径级配(粒度成分)。

（2）粒径分析方法•筛分法（d>0.075mm的土）•沉降分析法：（d<0.075mm的土）密度计法（d<0.075mm的土）（3）表述方法：表格法3. 颗粒形状：•原生矿物圆状、浑圆状、棱角状•次生矿物针状、片状、扁平状（二）、土体中水(液相)：土中的水即为土体中的液相,其含量根据土体中水分子受到电场力的作用大小,土体中的水主要可以分为：（三）、土体中气体(气相)土体中的气体是指存于土体空隙中未被水占据的部分,存在形式有两种:第二节土的结构定义：土体的结构是指土颗粒之间的相互排列和连接方式。

第三节土的三相组成及物理性质指标一. 土的三相图例题1：工程地基经试验测定：原状土样的体积V=70cm3，土的质量m=0.126Kg,土的固体颗粒质量ms=0.1043Kg,土粒密度2.7g/cm3,求土样的密度，干密度，含水量,饱和密度，孔隙比，孔隙率，饱和度。

第四节无粘性土的密实特性定义:土的密实度通常是指单位体积中固体颗粒的含量1、孔隙比e 或孔隙率n 优点：简单方便缺点：不能反映级配的影响且只能用于同一种土2、相对密实度emax 与emin ：最大与最小孔隙比 判别标准：Dr = 1 , 最密状态 Dr = 0 , 最松状态 Dr ≤ 1/3 , 疏松状态1/3 < Dr ≤ 2/3， 中密状态Dr > 2/3 , 密实状态优点：把土的级配因素考虑在内，理论上较为完善 缺点：e 、emin 、 eman 难以准确测定 3、根据现场标准贯入试验判定：标准贯入试验是一种原位测试方法。

试验方法：将质量为63.5kg 的锤头，提升到76cm 的高度，让锤自由下落，打击标准贯入器，使贯入器入土深为30cm 所需的锤击数，记为N63.5，这是一种简便的测试方法。

N 的大小，综合反映了土的贯入阻力的大小，亦即密实度的大小。

我国《岩土工程勘查规范》（GB50021－94）规定砂土的密实度按表标准贯入锤击数进行划分。

判定标准：第五节 粘性土的物理特性➢ 粘性土的物理特性可以用稠度表示。

➢ 稠度是指粘性土含水量不同时所表现出的物理状态，反映土的软硬程度。

➢ 粘性土从一种状态过度到另一种状态的分界含水量称为界限含水量。

粘性土的稠度反映土中水的形态 砾砂、粗砂、密实度e ＞0.95e ＞0.85 松散0.85＜e ≤0.950.70≤e ≤0.85 e ＜0.70 细砂、粉砂0.75＜e ≤0.850.60≤e ≤0.75 e ＜0.60中砂稍密中密密实土的名称一、界限含水量：2、塑限ωp：滚搓法：将天然湿度的土体在毛玻璃上搓成直径为3mm土条时，土条恰好产生裂缝并开始断裂时的含水量。

液、塑性联合测定法：利用液、塑性联合测定仪同时测定3份不同含水量的同一个土样，得到圆锥下沉深度和含水量关系曲线，则曲线上对应深度为10mm及2mm时土样的含水量就分别为该土的液限和塑限。

二、塑性指数Ip和液性指数IL塑性指数Ip——表明吸附结合水的能力、粘性大小；大致反映粘土颗粒含量工程上常用作粘性土与粉土定名的依据不同的粘土矿物结合水的能力不同缺点：不能充分反映粘土颗粒含量注意：仅适用于重塑土——反映粘性土天然状态的软硬程度工程上作为确定粘性土承载力的重要指标第六节土的工程分类土的工程分类是将工程性质相近的土进行分类，以便于工程应用及研究分类依据：能反映土的物理力学性质——土的组成、土的状态、土的结构本节主要介绍建筑地基基础设计规范GBJ7-89分类法：碎石土：土的名称颗粒形状粒组含量砂土：土的名称粒组含量粉土：粒径大于0.075mm的颗粒含量小于全质量50%而塑性指数Ip≤10的土粘性土：塑性指数Ip>10的土10<Ip≤17的土粉质粘土Ip>17的土粘土例题2：住宅楼基坑取土样经试验测定天然含水量w=20.5%,塑限wp=18.5%，液限wL=28.7%，试确定土样的名称及所处的物理状态。

例题3：对下表中的3个土样分别定名。

注：分类时应根据粒组含量由大到小以最先符合者确定。

【第一章】地质构造与地质条件第一节概述内容：地质作用、地质构造；地形地貌；不良地质条件；水文地质等。

地球的构造：地壳、地幔、地核。

地壳：地球的固体外壳。

大陆上厚的70公里，海洋里薄的今10公里，平均厚度在33km左右。

地幔：中间构造层，富含铁镁的硅酸盐物质。

地核：主要化学成分是铁，镍，所以又称铁镍核心。

第二节地质构造一、构造运动：是一种机械运动，涉及的范围包括地壳及上地幔上部即岩石圈，可分为水平运动和垂直运动。

水平方向的构造运动使岩块相互分离裂开或是相向聚汇，发生挤压、弯曲或剪切、错开；垂直方向的构造运动则使相邻块体作差异性上升或下降。

二、地质构造：在漫长的地质历史发展过程中，地壳在内外力地质作用下，不断运动演变所造成的地层形态，统称为地质构造。

●褶皱构造和断裂构造。

第三节地质作用一、地质作用定义：引起地壳成分（岩石和土）变化和构造变化的作用。

根据能量来源不同，分为内力地质作用和外力地质作用。

内力地质作用：由地球自转产生的旋转能和放射性元素蜕变产生热能等引起的地质作用。

外力地质作用：由太阳辐射能和地球重力位能引起的地质作用。

二、岩石的类型（1）岩浆岩成因：由地球内部的岩浆侵入地壳或喷出地面冷凝而成岩浆岩。

（2）沉积岩成因：岩石经风化、剥蚀成碎屑，经水流、风力或冰川搬运至下游处沉积，再经长时代的压紧或化学作用硬结而成沉积岩。

（3）变质岩成因：地壳外壳的原岩因地壳运动、岩浆活动，在高温、高压和化学性活泼的物质作用下，改变了原岩的结构、构造和成分，形成一种新的岩石，称为变质岩。

第四节地形和地貌典型的地貌单元●山地丘陵冲积平原第五节水文地质条件一、地下水（1）地下水的埋藏条件定义：存在于地表下面土和岩石的孔隙、裂隙或溶洞中的水称为地下水。

按其埋藏条件分为上层滞水、潜水和承压水。

上层滞水：埋藏于地表浅处，局部隔水层上部，且具有自由水面的水；潜水：埋藏在地表以下第一个稳定隔水层之上，具有自由水面的重力水；潜水面的标高称为地下水位。

承压水：充满于两个稳定隔水层之间含水层中的地下水。

潜水：是位于第一个稳定隔水层以上的含在透水层中、能够自由流动的地下水。

其水面是起伏不平的面，称为潜水面。

潜水主要由大气降水和地表水补给。

多数情况下，补给区与分布区一致。

所以潜水的埋藏深度及含水层厚度经常是变化的，而且变化范围较大，其中以气候、地形的影响最为显著。

对采矿工作来说，潜水对建井及露天开采的影响较大，对地下开采影响较小。

承压水（自流水）：是埋藏在两个隔水层之间的透水层中的地下水，其运动受上下隔水层的约束和水压的作用，通常是从补给区流向排泄区。

其补给区与分布区不一致，受大气降水变化的影响较小，不易受污染。

（2）动水力动水力：水流对单位体积土的骨架作用力；流砂：当动力水的大小等于或大于土的浮重度时，土体失重，随水流动，称为流砂。

潜蚀：土中水流把土体粗颗粒孔隙中所充填的细粒土带走，在土层中形成管状空洞，破坏土的结构，这种作用称为潜蚀。

潜蚀包括机械潜蚀和化学潜蚀.机械潜蚀作用:指渗流的机械冲刷力把细小的土颗粒携走,而较大的颗粒仍留在原处.化学潜蚀作用:指当土中含有可溶盐类的颗粒或胶结物时,水流溶蚀了它们,使土的结构变松,孔隙度增大,水流的渗透能力加强.机械潜蚀和化学潜蚀一般是同时进行的,且二者是相互影响,相互促进的.强烈的渗透变形会在渗流出口处侵蚀成孔洞,孔洞又会促使渗透途经已经缩短,水力梯度有所增大的渗流向它集中,而在孔洞末端集中的渗透水流就具有更大的侵蚀能力,所以孔洞就不断沿最大水力梯度线溯源发展,最终形成一条水流集中的管道,由管道中涌出的水携带较大量的土颗粒,即管涌(piping).管涌是由潜蚀强烈发展而出现的一种特有的不良地质作用,往往形成地质灾害.流砂一般出现在粉砂层或粘土颗粒含量小于10％、粉粒含量大于75％的土层，地下水动水压力较大，基坑(槽)内外的水位高差大，动水将粉砂颗粒冲流冒出，粉砂层被破坏，形成流砂。

流砂挖掘愈多，将使基坑(槽)外附近的地基下陷、沉塌。

流砂与管涌的比较：流砂管涌现象土体局部范围的颗粒同时发生移动土体内细颗粒通过粗粒形成的孔隙通道移动位置只发生在水流渗出的表层可发生于土体内部和渗流溢出处土类只要渗透力足够大，可发生在任何土中一般发生在特定级配的无粘性土或分散性粘土历时破坏过程短破坏过程相对较长后果导致下游坡面产生局部滑动等导致结构发生塌陷或溃口图为发生在上海黄浦江隧道施工中流砂带来的灾害。

施工中发生渗水后，随后出现大量流砂涌入施工中的隧道，导致中山南路部分地面下沉，建筑倾斜。

图为发生在湖南望城湘江大堤最大的管涌。

由于暴雨使湘江水猛长，使土体中的水力坡降增加，加之土结构的几何原因，发生了图中的管涌。

沙袋用来提高逸出口水位，以降低水力坡降。

此外还抛了一些大的砾石形成反滤层。

二、地下水引发的工程问题：土中通常含有水，土中含水量的变化及土体中水的流动对土特性的影响非常大。

有时这种影响可能会带来灾难。

水对土特性影响的直观理解为：土的含水量小时，土比较硬，土中适当含水可使散粒土颗粒粘合在一起，使其具有一定的粘结强度，但当土的含水量过大时则会变软。

当水在土中流动的比较急时，将引起坝基渗流、基坑渗流、塌方、泥石流及流砂等灾害。