地基与基础课件全套教程.ppt

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footing,pad foundation,18,2)条型基础,19,2)条型基础,20,3)片筏基础,21,22,4)桩基础,软土层,23,4)桩基础,24,任务1：依据,施工录像,指出基础类型,任务2：依据,施工录像,判别基础类型,任务3：依据基础模型判别基础类型,能力目标训练一,基础类型识别,25,二、基础事故工程实例,案例一：意大利比萨斜塔,26,1360年：再复工，至1370年竣工，全塔共8,层，高度为55m,1272年：复工，经6年，至7层，高48m，再,停工,1178年：至4层中，高约29m，因倾斜停工,1173年：动工,目前：塔向南倾斜，南北两端沉降差1.80m，,塔顶离中心线已达5.27m，倾斜5.5,1590:伽利略在此塔做落体实验,意大利比萨斜塔,27,基岩,不均匀,软土层,地质剖面图,原因：地基持力层为粉砂，下面为粉土和粘土层，强度较低，变形较大。,28,1838-1839：挖环形基坑卸载,1933-1935：基坑防水处理,基础环灌浆加固,1990年1月:封闭,1992年7月：加固塔身，用压重,法和取土法进行地,基处理,目 前:正常向游人开放。,处理措施,29,可归结为与土有关的,变形问题,意大利比萨斜塔,苏州虎丘塔,日本关西机场,案例总结（一）,30,加拿大特朗斯康谷仓,事故：,1913年9月装谷物，10月当装了3万m,3,谷物时，,1小时竖向沉降达30cm,24小时倾斜27,西端下沉7.3m,东端上抬1.5m,上部钢混筒仓完好无损,原因：地基严重超载，加荷速率太快。,不满足强度条件,31,加拿大特朗斯康谷仓,处理：,事后在下面做了七十多个支撑于基岩上的混凝土墩，使用388个50t千斤顶以及支撑系统，才把仓体逐渐纠正过来，但其位置比原来降低了,5米。,32,可归结为与土有关的,强度问题,加拿大特朗斯康谷仓地基失稳,香港宝城滑坡,阪神等大地震中地基液化,案例总结（二）,33,Teton,坝（,美国爱达荷州,）,概况：土坝，高90m，长1000m，建于1972-1975年，1976年6月失事,损失：,直接损失8000万美元；起诉5500起，2.5亿美元；死14人，受灾2.5万人；损毁60万亩土地，32公里铁路。,原因：地震引发的,渗透破坏水力劈裂,34,Teton,坝,1976年6月5日上午10:30左右，下游坝面有水渗出并带出泥土。,35,Teton,坝,11：00,左右,洞口不断扩大并向坝顶靠近，,泥水流量增加,36,Teton坝,11:30,洞口继续向上扩大，泥水冲蚀了坝基，主洞的上方又出现一渗水洞。流出的泥水开始冲击坝趾处的设施。,37,11：50左右,洞口扩大加速，泥水对坝基的冲蚀更加剧烈。,Teton坝,38,11:57 坝坡坍塌，泥水狂泻而下,Teton坝,39,12：00过后,坍塌口加宽,Teton坝,40,洪水扫过下游谷底，附近所有设施被彻底摧毁,Teton坝,41,失事后现场状况,Teton坝,42,可归结为与土有关的,渗透问题,美国Teton坝失事,案例总结（三）,43,作业,：,资料收集：标志性建筑（诸如鸟巢、广州歌剧院）基础类型介绍,要求：,1.提交一篇介绍文章,2.一周时间完成,44,Thanks for yourattention,45,1 工程地质与勘察,同济大学出版社,46,目录,1.1 工程地质常识,1.2 土的特性,1.3 工程地质勘察,47,1.1,工程地质常识,48,地质构造在层状岩体中表现最显著，主要有褶皱构造和断裂构造两种基本类型。,地质年代,基本概念,把地史划分为5个代，代以下再分纪、世等；与地质时代单位相应的地层单位称界、系、统等。地质时代单位有代、纪、世、期、时。,49,2.第四纪沉积物,“沉积土”基本上是在离我们最近的新生代第四纪（Q）形成的（距今约160万年），因此把土称为“第四纪沉积物”。由于沉积历史不长，尚未胶结岩化，通常是松散软弱的多孔体，与岩石的性质有较大的差别。,残积土,el,岩石风化后残留在原地形成的土。,洪积土,pl,由暂时性洪流，将山区高地的碎屑物质携带至沟口或平缓地带堆积形成的土。,坡积土,dl,位于山坡上方的碎屑物质，在流水或重力作用下运移到斜坡下方或坡麓处堆积形成的土。,冲积土,al,碎屑物质经水流搬运，在谷地、平原及河口地带堆积形成的土。,淤积土,在静水或缓慢流水中堆积而形成的土。,冰积土,碎屑物质或块石在冰川作用的搬运下，在谷地或沟口堆积所形成的土。,风积土,岩石风化碎屑物质经风力搬运作用至异地降落，堆积所形成的土。,海积土,mQ,碎石、卵石土、砂土分布于沿岸滨海地带。粘性土在沿海河口，岸滩广泛分布,50,1.地质构造,轴面,Pivot 枢纽,翼部,翼部,向斜,背斜,轴面,轴,轴,倾没角,51,褶曲要素,:为了正确描述和表示褶曲在空间的形态特征，,对褶曲的各个组成部分给予了一定的名称，称为褶曲要素，,褶曲要素主要有：,52,断裂构造,1）按与岩层产状的关系分类,走向节理,与所在岩层走向大致平行；,倾向节理,与所在岩层走向大致垂直；,斜交节理,与所在岩层走向斜交。,岩层走向,分为二大类，一类是没有或只有微小断裂变位的节理；另一类是沿着断裂面有明显的相对位移的断层。断裂构造是地壳上发育最广泛的地质构造。,53,断层,断层是指岩石在构造应力作用下发生断裂，沿断裂面两侧的岩块发生明显的相对位移的断裂构造。,断层倾角,下盘,断层走向,断层面,上盘,相对移动,方向,54,断层的组合类型,55,一般将水在空隙中存在的形式分为五种，即：气态水、结合水、毛细水、重力水、固态水。,图1-10 包气带,基本概念,56,岩土按其透水性的强弱分为透水的、半透水的和不透水的三类。表1-3给出常见岩土在常压下按透水程度的分类。,表1-3 岩土按透水程度的分类,透水程度,渗透系数,k,（,m/d,）,岩土名称,良透水的,10,砾石、粗砂、岩溶发育的岩石、裂隙发育且很宽的岩石,透水的,10,1.0,粗砂、中砂、细砂、裂隙岩石,弱透水的,1.0,0.01,粘质粉土、细裂隙岩石,微透水的,0.01,0.001,粉砂、粉质黏土、微裂隙岩石,不透水的,伊利石高岭石,b.倍半氧化物及次生二氧化硅,c.可溶性次生矿物,（3）有机质,蒙 脱 石,66,粉粒的矿物成分是多样性的，主要是石英和MgCO3、CaCO3等难溶盐的颗粒；,土颗粒的大小和形状,在自然界中存在的土,都是由大小不同的土粒组成的，土的粒径由粗到细逐渐变化时,土的性质相应地发生变化。因此可将大小相近，性质相似的颗粒划归为一组，称为粒组，划分粒组的分界尺寸称为界限粒径。常用,200、20、2、0.075、0.005mm,把土粒分为六大粒组:,漂石(块石)颗粒,、,卵石(碎石)颗粒,、,圆砾（角砾）颗粒,、,砂粒,、,粉粒及粘粒,。,见下表。,粘土的矿物成分主要有粘土矿物、氧化物、氢氧化物和各种难溶盐类，它们都是次生矿物。,67,20,20,0.0750.01,0.10.075,68,土的颗粒级配（粒径级配）,土粒大小及其组成情况，通常以土中各个粒组的相对含量（各粒组占土粒总量的百分数）来表示，称为土的,颗粒级配,。,用途：,这是决定无粘性土工程性质的主要因素。用它作为确定土的名称和选用建筑材料的重要依据。,粒径分析方法,颗分试验：（1）筛分法：粒径0.075mm。,（2）比重计法或移液管法：粒径0.075mm。,颗分曲线：根据颗分试验成果，可以绘制,颗粒级配曲线,。如下图。,69,70,级配良好的判别：,由曲线的坡度大致可判别土的均匀程度，如曲线较陡，则表示粒径大小相差不多，土粒较均匀；反之，曲线平缓，则表示粒径大小相差悬殊，土粒,不,均匀，即级配良好。,利用不均匀系数C,u,和曲率系数C,c,定量判别：,C,u,5 级配良好。,C,c,反应曲线的整体形状，过大或过小都表示缺乏中间粒径。,对砂类土，当同时满足,3,1,5,=,c,u,C,C,和,时，级配良好。,60,10,2,30,10,60,/,d,d,d,C,d,d,C,c,u,=,=,.,71,土中的水,固 态,自由,水,气 态,液 态,结合,水,重力,水,毛细,水,强结合水,弱结合水,土的三相组成,土中的水和气体,粘性土的性质,基本概念：,72,（一）土中水：,1.结晶水,存在于矿物结晶中的水，只有在高温（105 C）下，才能从矿物中吸出，故可把它视作矿物本身的一部分。,2.结合水,受电分子吸引力吸附于土粒表面的土中水。,0,-,毛细水,重力水,自由水,弱结合水,强结合水,与土粒表面结合的水,结合水,土粒矿物内部的水,-,结晶水,土中水,73,105,o,O,-2,H,+,H,+,粘土颗粒,水分子,极 性,2.土中的气体,74,强结合水,弱结合水,自由水,（1）强结合水：,没有溶解盐类的能力，不能传递静水压力，牢固地吸附于土粒表面，其性质接近于固体，具有极大的粘滞度、弹性和抗剪强度。,（2）弱结合水：,厚度较强结合水大，具有较高的粘滞度、抗剪强度，仍不能传递静水压力。,当含量较多时，使土具有一定的可塑性。,3.自由水,（1）重力水：在土中流动的水，受重力作用。,（2）毛细水：由于水和空气分界处弯液面上产生的表面张力作用，土中自由水从地下水位通过土的细小通道逐渐上升，形成毛细水。它不仅受重力作用而且还受到表面张力的支配。,75,（二）土中气,1.,开敞气体：对土无影响；,2.,封闭气体：使土的渗透性减小，弹性增大和拖延了土的压缩和膨胀变形随时间的发展。,2.土的结构和构造,（如下图）,土的结构：,单粒结构；,蜂窝结构（粒径0.0750.005mm）；,絮状结构（粒径0.005）。,76,单粒结构,蜂窝结构,絮状结构,77,土的结构变化,（1）砂土的振动密实和液化,1964年6月16日日本新瀉7.5级地震,78,分散构造,裂隙构造,土的构造,土的构造分为层理构造、分散构造和裂隙构造。,79,表示土的三相组成比例关系的指标,称为土的物理性质指标。,一、指标定义,为了便于说明和计算，用三相组成示意图来表示各部分之间的数量关系。,气,水,土,粒,3.,土的物理性质指标,80,（一）土粒比重（土粒相对密度）,d,s,d,s,可用,比重瓶法,测定,但由于变化幅度不大（2.62.8),通常可按经验数值选用，如下表。,粘性土,土的名称,砂土,粉土,粉质粘土,粘土,土粒比重,2.652.69,2.702.71,2.722.73,2.742.76,土粒比重参考值,81,（二）土的含水量,%,s,W,m,m,=,w,含水量是标志土的湿度的一个重要物理指标，一般用,烘箱法,测定。,（三）土的密度,土的密度,用,环刀法,测定。,82,（四）干密度,d,、饱和密度,sat,、和有效密度,m,V,V,m,V,V,m,V,W,s,s,W,V,s,sat,s,d,r,r,r,r,r,-,=,.,+,=,=,计算自重应力时，须采用土的重力密度，简称重度。土的湿重度,、干重度,d,、饱和重度,sat,、有效重度,分别按下式计算：,单位：,83,土的干重度,d,(1),表达式,：,d,=,固体重力,总体积,=,w,s,v,(2),物理意义：单位体积的土在水分烘干后的重力，即干土的重力密度。,(3),常见值：1318KN/m,3,(4),工程应用：常用做填方工程中土体压实质量控制的标准。,(5),换算公式：,d,=,1+,84,2.土的饱和重度,sat,(1),表达式,：,sat,=,孔隙全部充满水的总重力,总体积,=,w,s,v,(2),物理意义：孔隙中全部充满水时单位体积的重力，即饱和度为100%时的重力密度。,(3),常见值：1823KN/m,3,+Vv,w,(1),表达式,：,=,w,s,v,(2),物理意义：地下水位以下土体受水的浮力作用时单位体积的重力。,(3),常见值：813KN/m,3,+Vv,w,3.土的有效重度,-,v,V,w,=,sat,w,-,85,（五）孔隙比,e,和孔隙率,n,（六）土的饱和度S,r,土的孔隙比,e,和孔隙率,n是,反映土密实程度的重要物理性质指标，,e或n越大，土越疏松，反之土越密实。一般e1.0的土是疏松的,高压缩性土,。,砂土根据饱和度的指标值分为稍湿、很湿与饱和三种湿度状态。,S,r,50,为稍湿；5080饱和,。,86,令,w1,=,w,V,s,=1 因,所以V,V,=e,V,=1+e,二、指标的换算,87,基本概念,土的物理状态指标，即要,研究土的松密和软硬。,一、无粘性土的密实度,密实度：单位体积土中固体颗粒的含量。,密实度指标：,a.孔隙比e,规范以孔隙比e作为,砂土,密实度的划分标准，分为：密实、中密、稍密、松散四状态。,b.标准贯入试验,用标准贯入试验锤击数划分,砂土,密实度。,4.土的物理状态指标,88,c,.野外鉴别方法,对,碎石土,，通过观察，根据骨架颗粒含量和排列、可挖性、可钻性将其密实度划分为密实、中密、稍密。,d,.相对密度Dr,Dr=(e,max,-e)/(e,max,-e,min,),考虑颗粒级配的影响。,89,(3)砂土的密实度,砂土的密实度可用天然孔隙比衡量。一般e小于0.6，属密实的砂土，是良好的天然地基，当e大于0.95时，为松散状态，不宜作天然地基。但未考虑土颗粒级配的影响。若考虑级配因素，可采用相对密实度Dr来表示砂土的密实度：,按,Dr,值可将砂土的密实状态划分如下三类：,1,Dr0.67,密实的,0.67 Dr0.33 中密的,0.33 Dr0 松散的,无粘性土的密实度,90,标准贯入试验,（Standard Penetration Test）,标准贯入数 N,63.5,锤 重：63.5kg,落 距：760mm,打入深度：300mm,无粘性土的密实度,91,虽然相对密实度从理论上能反映颗粒级配、颗粒形状等因素。但由于对砂土很难采取原状土样，故天然孔隙比不宜测准。规范用标准贯入试验的锤击数来划分砂土的密实度。,砂 土 的 密 实 度,表中N=,N，N为实测值。,92,（4）碎石土的密实度,碎石土更不宜取得原状土样，也难于将贯入器击入其中。对这类土可在现场进行观察,根据其骨架颗粒含量、排列、可挖性及可钻性鉴别。将碎石土分为密实、中密和稍密三种。,(5)碎石土密实度野外鉴别方法（见下表）：,93,粘性土最主要的性质是土粒与水相互作用产生的稠度。它反映土粒之间,连接强度,随含水量高低而变化的性质。,A、稠度：,是指土的软硬状态或土对受外力作用所引起变形或破坏的抵抗能力。,B、稠度界限：,粘性土由某一种状态过渡到另一状态的分界含水量。,粘性土的物理特征,94,一、粘性土的界限含水量,同一种粘性土随其含水量的不同，而分别处于固态、半固态、可塑状态及流动状态。由一种状态转变到另一种状态的分界含水量，叫,界限含水量,。,界限含水量的测定方法,：,塑限 ：搓条法（滚搓法）；,液限 ：锥式液限仪（如下图）。,粘性土的物理特征,95,粘 粒,强结合水,弱结合水,自由水,液 态,可塑态,固态或半固态,96,IP表示土处于可塑状态的含水量范围大小,。它与颗粒粗细、矿物成分和水中离子成分的浓度有关。,土颗粒,越细且含量越多,，则比表面越大，土的结合水含量越高，,IP越大,。当水中,高价阳离子浓度增加,时，土粒表面吸附的反离子层厚度变薄结合水含量相应减少，,IP也小,；反之，IP变大。,1）.塑性指数IP：,P,L,p,I,w,w,-,=,（省去%）,二、粘性土的塑性指数和液性指数,97,2）.液性指数I,L,I,L,是反映粘性土软硬状态的指标。,流动状态;,可塑状态;,固态。,粘性土软硬状态的划分,粘性土的物理特征,98,液性指数,反映粘性土软硬程度（稠度，潮湿程度）。,固态或半固态,可塑态,液 态,重塑土和原状土,99,天然状态的粘性土当受扰动后，其强度降低、压缩性增大。土的结构性对强度的这种影响，可用灵敏度 衡量：,根据灵敏度将饱和粘性土分为：,低灵敏,中灵敏,和,高灵敏,三类。,触变性,：饱和粘性土当受扰动后，其强度降低，但当扰动停止后，强度又随时间增大，这种特性称为,触变性,。,q,u,q,u,原状、重塑试样的无侧限抗压强度,三、粘性土的灵敏度和触变性,100,地基土（岩）分类的任务是根据分类用途和土（岩）的各种性质的差异将其划分为一定的类别。下面介绍（岩）土的工程分类：,本节的分类方法为地基规范分类法。,一、岩石,1、定义：,颗粒间牢固联结，呈整体或具有节理裂隙的岩体。,按,坚固性,分为：硬质岩石、软质岩石。,按岩石,风化程度,分为：微风化、中等风化、强风化。,按,成因,分为：岩浆岩、沉积岩、变质岩。,5.地基土（岩）的工程分类,101,二、碎石土,1、定义：粒径d2mm的颗粒含量超过全重50%的土。,2、分类依据：土的,粒组含量,及,颗粒形状,。,3、定名：漂石或块石、卵石或碎石、圆砾或角砾。,4、工程性质：根据骨架颗粒含量占总重的百分比，颗粒的排列，可挖性与可钻性分为密实、中密、稍密三等。,常见碎石土强度大、压缩性小、渗透性大，为良好地基。,102,三、砂土,1、定义：,粒径d2mm的颗粒含量不超过全重的50%，且粒径d0.075mm的颗粒超过全重50%的土。,2、分类依据：,粒组含量。,3、,定名,：,砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂,。,4、,密实度,：密实、中密、稍密、松散四状态。,5、,工程性质,：砾砂、粗砂、中砂一般为,良好地基,；细砂、粉砂具体分析。,103,1、定义：粒径d0.075mm的颗粒含量不超过全重50%，且,I,p,10,的土。,2、组成：,一般为砂粒、粉粒、粘粒的混合体,。,3、分类：根据粒径d0.005mm的颗粒含量是否超过全重10%，分为粘质粉土、砂质粉土。,4、密实度：根据e大小分为密实(e0.65)、中密(0.65e1为松散状态，属软弱地基；饱和稍密粉土，地震时易产生液化，为不良地基。,四、粉土,104,五、粘性土,1、定义：,I,p,10,的土。,2、分类依据：I,p,3、定名：,I,p,17,为粘土；,101.5为淤泥，1.0e1.5时为淤泥质土。,按堆积年代分为：老填土（粘性土填筑年代超过,10年，粉土超过5年）；新填土（粘性土填筑代小于,10年，粉土小于5年）。,106,6.土的基本物理性质实验,密度试验,1）,试验目的,测定天然土体的密度；,密度定义：土体单位体积的质量，是土的基本物理性质指标之一。在天然状态下的密度称为天然密度，其单位以g/cm3表示；,说明：密度是土体的基本物理性质指标之一，由试验直接测定。土的密,度一般是指土的湿密度。此外，还有土的干密度、土的饱和密度和土的有,效密度；密度是了解土体结构密实程度的重要指标；一般土的天然密度在,1.62.2gcm3，换算为重度即1622。,107,试验用仪器及材料,主要仪器：环刀、感量为0.1g的天平。,其它：切土刀、推土器、白瓷盘、游标卡尺、凡士林等。,3/9/2025,108,试验方法,环刀法,常用于细粒土，本试验采用环刀法；,灌砂法常用于现场粗立土；,蜡封法常用于易碎裂、难以切削或不规则的土体；,其它方法：电动取土器法、水银排开法、密度湿度计、法灌水法等。,3/9/2025,109,试验步骤,（1）用卡尺测出环刀的高和内径，并计算出环刀的体积V（cm,3,）；,（2）称环刀的质量m,1,，准确至0.1g；,（3）在环刀内壁涂一层薄薄的凡士林油，并将其刃口向下放在试样上；,（4）用切土刀沿环刀外缘将土样削成略大于环刀直径的土柱，然后慢慢将环刀垂直下压，边压边削，到土样伸出环刀上部为止，削去环刀两端余土，使与环刀口面齐平。把削下的土样做含水量试验；,（5）擦净环刀外壁，称量环刀加土的质量m,2,，准确至0.1g；,（6）用推土器将试样从环刀中推出；,（7）本试验需进行二次平试验，其平行差值不大于0.03gcm,3,，满足要求取其算术平均值。,3/9/2025,110,（1）按下式计算土的湿密度：,式中：,土的湿密度（gcm,3,）；,m,1,环刀的质量（g）；,m,2,环刀加土的质量（g）。,成果整理,3/9/2025,111,成果整理,（2）按下式计算土的干密度：,式中：,d,土的干密度（gcm,3,）；,土的湿密度（gcm,3,）；,w土的含水量（%）。,3/9/2025,112,注意事项,（1）操作要快，动作要细心，以避免土样被扰动破坏结构及水份蒸发；,（2）环刀一定要垂直，加以适当，方向要正；,（3）边压边削的时候，切土刀要向外倾斜，以免把环刀下面的土样削孔。,3/9/2025,113,试验目的,测定天然土体的含水率；,含水率定义：天然土体的质量在温度105110下烘至恒重时所失去的,水分质量,与达到恒重后的,干土质量,的比值，以,百分数,表示；,说明：含水率是土的三个基本物理性质指标之一，由试验直接测定。它反映了土的状态，是了解粘性土稠度和砂土湿度的重要指标，又是计算土的干密度、孔隙比、饱和度、液性指数等的必要指标。不同种类土体的含水率变化幅度较大，砂土大致在040%，粘土在20%200%之间变化。,6.土的基本物理性质实验,含水率试验,3/9/2025,114,试验用仪器和材料,主要仪器：温度能够保持在105110的自动控制的电热恒温烘箱；感量为0.0lg的电子分析天平。,其它：铝制称量盒、干燥器、削土刀等。,3/9/2025,115,试验方法,烘干法：,土工室内试验的标准方法，本试验采用烘干法。,其它方法：酒精燃烧法、炒干法、比重法等。,适用范围：粘质土、粉质土、砂类土和有机质土类。对有机质含量超过5%的土体，应将温度控制在6570的恒温下烘至恒重。烘干时间对细粒土体不得少于8h。,3/9/2025,116,试验步骤,(1)先称称量盒的质量（m,1,），准确至0.0lg；,(2)取具有代表性试样，细粒土不小于为15g，沙类土、有机质土不小于50g，放入已称好的称量盒内，立即盖上盒盖，称湿土加盒总质量（m,2,），精确至0.01g；,(3)打开盒盖，将试样和盒放入烘箱内，在温度105110的恒温下烘干。烘干时间与土的类别及取土数量有关。细粒土不少于8小时；砂类土不得少于6小时；对含有机质超过5%的土，应将温度控制在6570 的恒温下烘干；,(4)将烘干后的试样和盒取出，放入干燥器内冷却至室温。冷却后盖好盒盖，称盒和土质量（m,3,），精确至0.01g；,(5)本项试验要求进行二次平行测定，其平行差值需要满足以下要求：当含水量小于5%时，允许平行差值不大于0.3%；当含水量大于5%小于40%时，允许平行差值不大于1%；当含水量大于等于40%时，允许平行差值不大于2%。当满足上述要求时，含水量取两次测值的平均值。,3/9/2025,117,成果整理,（1）按下式计算含水量：,式中：,w含水量（%）；,m,1,称量盒的质量（g）；,m,2,盒加湿土质量（g）；,m,3,盒加干土质量（g）。,（2）记录表格见实验报告。,3/9/2025,118,注意事项,（1）测定含水量时动作要快，以避免土样的水分蒸发；,（2）应取具有代表性的土样进行试验；,（3）称量盒要保持干燥，注意称量盒的盒体盒盒盖上下对号；,（4）烘干、冷却由于时间较长，由实验室完成，同学另找时间来称盒加干土质量。,3/9/2025,119,6.土的基本物理性质实验,液限和塑限试验,测定细粒土在液限与塑限时的含水量；,界限含水率定义：粘性土的状态随着土中含水量的变化而变化，各种粘性土有一个处于塑性状态的含水率范围，界限含水率就是这个范围的度量值；,说明：细粒土由于含水率不同，分别处于流动状态，可塑状态、半固体状态和固体状态。液限是细粒土呈可塑状态的上限含水率，塑限是细粒土呈可塑状态的下限含水率。本试验是测定细粒土的液限和塑限含水量，用作计算土的塑性指标和液性指数，按塑性指数或塑性图对粘性土进行分类，并可结合土体的原始孔隙比来评价粘性土地基的承载能力。,试验目的,120,试验用仪器及材料,主要设备：液塑限联合测定仪限、天平、称量盒、烘箱；,其它：电吹风、干燥器、调土碗、调土刀、凡士林、蒸馏水、滴管、研钵、带橡皮头的研棒及0.5mm筛等。,3/9/2025,121,试验方法,本试验采用液、塑限联合测定法，所用土样应过0.5mm的筛；,说明：根据土工试验方法标准（GB/T501231999），界限含水率,中的液限可以采用圆锥仪或碟式仪法，塑限可以采用滚搓法。联合测定法,是为改进碟式仪液限和滚搓法塑限而提出的一种试验方法，就是根据土样,在可塑状态范围内，用质量76g，锥角30,0,的圆锥仪，以瞬时落锥方法，测得,圆锥入土深度h与含水率w两个参数，然后绘制在双对数坐标纸上，得到深,度h与含水率w之间的直线关系，取等效碟式仪法强度相应的入土深度,h=17mm（水利部取法，建工取h=10mm）时的含水率为液限，取等效滚搓,法强度相应的入土深度h=2mm时的含水率为塑限。,3/9/2025,122,试验步骤,（1）选取具有代表性的天然含水量或风干土样，若土中含有较多大0.5mm的顺粒或夹有大量的杂物时，应将土样风干后用带橡皮头的研材研碎或用木棒在橡皮板上压碎，然后再过0.5mm的筛；,（2）取过筛的土样不少于200g分别放入三个调土碗里，加不同数量的蒸馏水，土样的含水量分别控制在液限、略大于塑限和二者的中间状态。用调土刀调匀，然后用玻璃片或湿布覆盖，静置24h备用；,（3）将制备好的土样用调土刀调拌均匀，分层密实地填入试样杯中，使空气逸出。试杯装满后，刮成与杯边齐平；,（4）调平机身，提起锥杆，锥尖涂少许凡士林；,3/9/2025,123,试验步骤,（5）将装好的土样的试杯放在升降座上，转动升降旋钮，使试杯徐徐上升，土样表面和锥体尖好接触，蜂鸣器报警，停止升降，按检测键，同时锥体立刻自行下沉，5S时液晶显示器上显示锥入深度h,1,，试验毕，手拿锥体向上，锥体复位；,（6）改变锥尖与土体接触位置（锥尖两次锥入位置距离不小于1cm），重复5条步骤，测得锥深入试样深度值h,2,，h,1,、h,2,允许误差为0.5mm，否则，应重做；,（7）去掉锥尖入土处的凡士林，取10g以上的土样两个，分别放入称量盒内，称质量，测定其含水量；,（8）重复（3）至（7）的步骤，对其它两个含水量土样进行试验，测其锥入深度和含水量。,3/9/2025,124,成果整理,（1）绘制锥入深度h与含水量w的关系曲线。,以含水量w为横坐标，锥入深度h为纵坐标，在双对数坐标纸上绘制hw的关系曲线。,连此三点，应呈一条直线；,当三点不在一直线上，通过高含水量的一点分别与其余两点连成两条直线，在圆锥下沉深度为2mm处查得相应的含水量，当两个含水量的差值小于2%，应以该两点含水量的平均值与高含水量的点连成一直线；,当两个含水量的差值大于2%时，应重做试验。,3/9/2025,125,成果整理,（2）确定液限、塑限,在锥入深度h与含水量w关系图上，查得下沉深度为20mm所对应的含水量为液限w,L,；查得下沉深度为2mm所对应的含水量为塑限w,P,，以百分数表示,。,126,成果整理,（3）按下式计算塑性指数：,I,p,=w,L,w,p,式中：I,p,塑性指数；,w,p,塑限含水量（）；,w,L,液限含水量（）。,3/9/2025,127,成果整理,（4）按下式计算液性指数：,I,L,=(ww,p,)I,p,式中：I,L,液性指数；,w,p,塑限含水量（）；,w 天然含水量（）。,（5）记录表格见实验报告,3/9/2025,128,1.3,工程地质勘察,129,一、工程地质勘察的目的：,在于以各种勘察手段和方法，调查研究和分析评价建筑场地和地基的工程地质条件，为设计和施工提供所需的工程地质资料。,地基勘察必须遵守,岩土工程勘察规范,（GB 5002194）的有关规定。,地基勘察和评价的任务,：认识场地的地质条件，分析它与建筑物之间的相互影响。地质条件包括（,岩土的类型及其工程性质、地质构造、地形地貌、水文地质条件、不良地质现象和可以利用的天然建筑材料等。,）,1.工程地质勘察的目的和要求,130,二、决定勘察任务的因素：,勘察任务工作内容、工作量、工作方法应按下列四个因素确定：,1、建筑场地的复杂程度。（场地、地基等级）,2、建筑规模及建筑物等级（安全等级）。,3、对建筑场地地质条件的研究程度及当地建筑经验。,4、地基基础设计、施工的特殊要求。,三、工程地质勘察三阶段：,对应于工程设计中,场址选择、初步设计和施工图,三阶段，为了提供各设计阶段所需的工程地质资料，勘察工作也相应分为,选址勘察、初步勘察,和,详细勘察,三阶段。对于地质条件复杂或有特殊施工要求的重大建筑物地基，尚应进行,施工勘察,。,131,（一）可行性研究勘察基本要求,选址勘察的目的是为了取得几个场址方案的主要工程地质资料，对拟选场地的,稳定性,和,适宜性,作出工程地质评价和方案比较。,选择场址时，应进行技术经济分析，避开不利地段。,可行性研究阶段的勘察工作，主要侧重于收集和分析区域地质、地形地貌、地震、矿产和附近地区的工程地质资料及当地的建筑经验。,132,（二）初步勘察基本要求,初步勘察的任务是查明地层构造、岩土性质、地下水埋藏条件、冻结深度、不良地质现象的成因、分布及对场地稳定性的影响以及地基土的地震效应等，对场地内,建筑地段的稳定性,作出岩土工程评价，为确定建筑总平面布置，选择主要建筑物地基基础设计方案和不良地质现象的防治对策提供工程地质资料。,133,表,1-27,初步勘察勘探线、勘探点的间距,(m),地基复杂程度等级,勘探线间距,勘探点间距,一级,(,复杂,),50100,3050,二级,(,中等复杂,),75150,40100,三级,(,简单,),150300,75200,注,:1,表中间距不适用于地球物理勘探,2 控制性勘探点宜占勘探点总数的,1/51/3,且每个地貌单元均,应有控制性勘探点。,表,1-28,初步勘察勘探孔深度,(m),工程重要性等级,一般性勘探孔,控制性勘探孔,一级,(,重要工程,),15,30,二级,(,一般工程,),1015,1530,三级,(,次要工程,),610,1020,注,:1,勘探孔包括钻孔、探井和原位测试孔等；,2 特殊用途的钻孔除外。,134,（三）详细勘察,详细勘察的任务在于针对具体建筑物地基或具体的地质问题，为进行施工图设计提供可靠的依据或设计计算参数。因此必须查明建筑物范围内的地层结构、岩土的物理力学性质，对地基的稳定性及承载力作出评价，并提供不良地质现象防治工作所需的计算指标及资料，此外，还要查明有关地下水的埋藏条件和腐蚀性、地层的透水性和水位变化规律等情况。,详勘的,手段,主要以勘探、原位测试和室内土工试验为主，必要时可补充一些物探和工程地质测绘和调查工作。勘探点的布置应按岩土工程等级确定：对一二级建筑物，宜按主要柱列线或建筑物周边线布置。,135,详勘勘探孔深度以能控制地基主要受力层为原则。对须进行变形验算的地基，,控制性勘探孔,深度应超过地基沉降计算深度。一般情况下按勘察规范选定。,取试样和进行原位测试的井、孔数量，应按地基土层的,均匀性、代表性,和设计要求确定，一般占勘探孔总数的,1/22/3,，对一级建筑物每栋不得少于,3,个。试样或进行原位测试部位的竖向间距为,12米,，每一主要土层的试样不少于,6,个，原位测试数据不少于,6组,。对于地基主要受力层内厚度大于0.5m的夹层或透镜体，一般均需,采取试样,或进行,原位测试,。,136,在实际工程地质勘察中，可采取测绘与调查、勘探、原位测试与室内试验等勘察方法。,测绘与调查的目的是通过对场地的地形地貌、地层岩性、地质构造、地下水与地表水、不良地质现象进行调查研究与必要的测绘工作，为评价场地工程条件及合理确定勘探工作提供依据。对建筑场地的稳定性进行研究是工程地质调查和测绘的重点问题。,2、测绘与调查,一、测绘与调查,137,勘探,勘探是地基勘察过程中查明地质情况的一种必要手段在测绘和调查的基础上，进一步对场地的工程地质条件进行定量的评价。常用的勘探方法有坑探、钻探、触探和地球物理勘探等。,（1）坑探,坑探是在建筑场地挖深井（槽）以取得直观资料和原状土样，这是一种不必使用专门机具的一种常用的勘探方法。当场地的地址条件比较复杂时，利用坑探能直接观察地层的结构变化，但坑探可达的深度较浅。探井的平面形状为矩形或圆形，深度为23米。较深时应支护坑壁以策安全。,3.勘探工作,138,坑探示意图,139,（2）钻探,钻探是用钻机在地层中钻孔，以鉴别和划分地层，并可沿孔深取样，用以测定岩石和土层的物理力学性质，此外，土的某些性质也可直接在孔内进行原位测试。,钻机一般分回转式与冲击式两种。回转式转机是利用钻机的回钻器带动钻具旋转，,磨削孔底地层而钻进，通常使用管状钻具，能取柱状岩芯标本。冲击式钻机则是,利用卷扬机借纲丝绳带动有一定重量的钻具上下反复冲击，使钻头击碎孔底地层,形成钻孔后以抽筒提取岩石碎块或扰动土样。,140,141,142,143,（3）地球物理勘探,地球物理勘探（简称物探）也是一种兼有勘探和测试双重功能的技术。物探之所以能够用来研究和解决各种地质问题，主要是因为不同的岩石、土层和地质构造往往具有不同的物理性质，利用其导电性、磁性、弹性、湿度、密度、天然放射性等差异，通过专门的物探仪器的量测，就可区别和推断有关地址问题。,常用的物探方法主要有：电阻率法、电位法、地震、声波、电视测井等。,144,（1）触探,触探是通过探杆用静力或动力将金属探头贯入土中，并量测能表征土对触探头贯入的阻抗能力的指标，从而间接地判断土层及其性质的一类勘探方法和原位测试技术。作为勘探手段，触探可用于划分土层，了解地层的均匀性；作为测试技术，则可估计地基承载力和土的变形指标。,触探可分为静力触探和动力触探,。,4原位测