地基与基础复习题.docx

0绪论
学习内容：1、关于土的概念
(1)、土的定义：土是地表岩石经长期风化、搬运和沉积作用，逐渐破碎成细小矿物颗粒和岩石碎屑，是各种矿物颗粒的松散集合体。
(2)、土的特点：
1）散体性
2）多孔性
3）多样性
4）易变性
(3)、土在工程中的应用
1）作为建筑物地基
2）作为建筑材料
3）建筑物周围环境3、地基与基础的概念（1）、基础：
1）定义：建筑物的下部结构，将建筑物的荷载传给地基，起着中间的连接作用。
2）分类：按埋深可分为： 浅基础：埋深较小，可采用

深基础：桩基础、地下连续墙
（2）地基
1）定义：基底以下的土体中因修建建筑物而引起的应力增加值（变形）所不可忽略的那部分土层。（
持力层：直接与基础接触，并承受压力的土层
下卧层：
2）分类： 天然地基：在天然土层上修建，土层要符合修建建筑物的要求（强度条件、变形条件）
人工地基：经过人工处理或加固地基。

（一）变形问题
1、意大利比萨斜塔
意大利比萨斜塔
举世闻名的意大利比萨斜塔就是一个典型实例。因地基土层强度差，塔基的基础深度不够，再加上用大理石砌筑，塔身非常重，1.42万吨。500多年来以每年倾斜1cm的速度增加，比萨斜塔向南倾斜，塔顶离开垂直线的水平距离已达5．27m，比萨塔的倾斜归因于它的地基不均匀沉降。

比萨斜塔全景

2、苏州市虎丘塔：
虎丘塔位于苏州市西北虎丘公园山顶，原名云岩寺塔，落成于宋太祖建隆二年（公元961年），距今已有1000多年悠久历史。
1980年6月虎丘塔现场调查，当时由于全塔向东北方向严重倾斜，不仅塔顶离中心线已达2．31m，而且底层塔身发生不少裂缝，成为危险建筑而封闭、停止开放。
虎丘塔地基为人工地基，由大块石组成，块石最大粒径达1000mm。人工块石填土层厚1－2m，西南薄，东北厚。下为粉质粘土，呈可塑至软塑状态，也是西南薄，东北厚。塔倾斜后，使东北部位应力集中，超过砖体抗压强度而压裂。

3、上海锦江饭店
1954年兴建的上海工业展览馆中央大厅，因地基约有14m厚的淤泥质软粘土，尽管采用了7.27m的箱形基础，建成后当年就下沉600mm。1957年6月展览馆中央大厅四角的沉降最大达1465.5mm，最小沉降量为1228mm。1957年7月，经苏联专家及清华大学陈希哲教授、陈梁生教授的观察、分析，认为对裂缝修补后可以继续使用(均匀沉降)。

（二）强度问题
1、加拿大特朗斯康谷仓
加拿大特朗斯康谷仓严重倾倒，是地基整体滑动强度破坏的典型工程实例。

1941年建成的加拿大特朗斯康谷仓，由于事前不了解基础下埋藏厚达16 m的软粘土层，初次贮存谷物时，就倒塌了，地基发生了整体滑动，建筑物失稳，好在谷仓整体性强，谷仓完好无损，事后在主体结构下做了70多个支承在基岩上的砼墩，用了388个500KN的千斤顶，才将谷仓扶下，但其标高比原来降低了4m 。
（三）渗透问题
1963年，意大利265m高的瓦昂拱坝上游托克山左岸发生大规模的滑坡，滑坡体从大坝附近的上游扩展长达1800m，并横跨峡谷滑移300－400m，估计有2－3亿立方米的岩块滑入水库，冲到对岸形成100－150m高的岩堆，致使库水漫过坝顶，冲毁了下游的朗格罗尼镇，死亡约2500人，但大坝却未遭破坏。
我国连云港码头的抛石棱体，1974年发生多次滑坡。
1998年长江全流域特大洪水时，万里长江堤防经受了严峻的考验，一些地方的大堤垮塌，大堤地基发生严重管涌，洪水淹没了大片土地，人民生命财产遭受巨大的威胁。仅湖北省沿江段就查出4974处险情，其中重点险情540处中，有320处属地基险情；溃口性险情34处中，除3处是涵闸险情外，其余都是地基和堤身的险情。1998年长江全流域特大洪水时，万里长江堤防经受了严峻的考验，一些地方的大堤垮塌，大堤地基发生严重管涌，洪水淹没了大片土地，人民生命财产遭受巨大的威胁。仅湖北省沿江段就查出4974处险情，其中重点险情540处中，有320处属地基险情；溃口性险情34处中，除3处是涵闸险情外，其余都是地基和堤身的险情。

1、土力学的主要内容有以下三部分内容：
一是土的基本性质，包括物理性质和力学性质；
二是土体受力后的变形与稳定性问题；
三是工程应用的要求和措施，主要是地基设计与处理等。
四是掌握天然地基上一般浅基础的简单设计方法或验算方法
五能正确的使用《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2002）
2、学习建议
土力学的学习包括理论、试验和经验。
理论学习：掌握理论公式的意义和应用条件，明确理论的假定条件，掌握理论的适用范围；
试验：了解土的物理性质和力学性质的基本手段，重点掌握基本的土工试验技术，尽可能多动手操作，从实践中获取知识，积累经验；
经验在工程应用中是必不可少的，工程技术人员要不断从实践中总结经验，以便能切合实际地解决工程实际问题。

土力学是利用力学知识和土工试验技术来研究土的强度、变形及其规律等的一门科学。它既是一门古老的工程技术，也是一门年轻的应用科学。古人兴建的大型水利工程、宫殿、庙宇、堤坝、大运河、桥梁等，都为本学科的发展积累了丰富的经验，奠定了古典土力学的基础。然而，这些仅限于工程实践经验，未能形成系统的理论。土力学的系统理论始于18世纪兴起工业革命的欧洲。经过17、18世纪很多学者的研究，初步奠定了土力学的理论基础。但直到1925年美国著名科学家、土力学奠基人太沙基归纳前人的成就，发表了《土力学 》一书，比较系统地介绍了土力学的基本内容，土力学才成为一门独立的学科。20世纪60年代后期，由于计算机的出现、计算方法的改进与测度技术的发愤以及本构模型的建立等，以迎来了土力学发展的新时期。现代土力学主要表现为一个模型（即本构模型）、三个理论（即非饱和土的固结理论、液化破坏理论和逐渐破坏理论）、四个分支（即理论土力学、计算土力学、实验土力学和应用土力学）。其中，理论土力学是龙头，计算土力学 是筋脉，实验土力学 是基础，应用土力学是动力。未来人类的发展将面对资源与环境以人类生存的挑战，更多的岩土工程问题需要解决，青年学生作为祖国的栋梁，将要肩负起历史的重任。

1.1 地球的构造
1. 地球的形状和大小
2. 地球的圈层构造
外圈层：大气圈、水圈和生物圈。
内圈层：地壳、地幔和地核
地壳深度约为20~70 km
1.2 地质作用
定义：由自然动力引起地球和地壳物质组成、内部结构和地壳形态不断变化和发展的作用。
按照自然动能的来源不同，地质作用可分为内力地质作用和外力地质作用。
第二章 地质构造及地貌类型
第一节 地质构造
地壳运动：地壳受到各种内外力的影响，在不断地改变着地球的面貌。
地壳分裂为板块的活动以及宇宙间引力的活动使地壳产生水平和垂直两种运动。
地质构造（倾斜构造、褶皱构造、断裂构造）是地壳运动的产物。
一、倾斜构造——原始沉积地层常是水平展布的或是缓倾角的，由于地壳运动产生倾斜，就是所谓单斜构造，是岩层发生褶曲的一翼。
二、褶皱构造——岩层受地壳运动后产生弯曲变形称褶皱构造，它是岩层塑性变形的结果，岩层仍是连续的，并未失去其完整性。
三、断裂构造——岩层受地壳运动的构造应力而破裂，产生裂隙和断层两种类型，使岩体失去完整性和连续性。
断裂构造的力学性质：
裂隙——是存在于岩体中的裂缝，是岩体受力断裂后两侧岩块没有显著位移的小型断裂构造。

断层——岩体受力断裂后两侧岩块沿断裂面发生了显著位移、错动称为断层。
大的断层包括断层破碎带和其影响带，称为断裂带，如山东郯城延伸至安徽庐江的大断裂绵延上千公里，为世界上著名的活断层——郯庐断裂。
断层带的宽度可由几厘米、几米至几十米。
A．断层的类型——正断层、逆断层、平推断层。
B．断层的工程评价：由于岩层发生强烈的断裂变动，致使岩体裂隙增多、岩石破碎、风化严重、地下水发育，从而降低了岩石的强度和稳定性，对工程造成了种种不利影响。
地壳运动产生的能量以弹性应变能的形式在断层及其附近的岩体长期积累，并使断层两侧相对位移，以弹性应变的形式表现出来。当应变达到一定程度时，断层突然错动，并使积累在断层及其附近岩体中的应变能快速释放，发生地震。
强震活动经常发生在断裂带应力集中的特定地段上：活动断裂转折部位、端点部位、分枝部位以及不同方向活动断裂的交汇部位。
处。

一、地质年代
地球形成到现在已有60亿年以上的历史，在这漫长的岁月里，地球经历了一连串的变化，这些变化在整个地球历史中可分为若干发展阶段。地球发展的时间段落称为地质年代。
地质年代在工程实践中常被用到，当需要了解一个地区的地质构造，岩层的相互关系，以及阅读地质资料或地质图时都必须具备地质年代的知识。
岩层的地质年代有两种：一种是绝对地质年代，另一种是相对地质年代。
绝对地质年代：指组成地壳的岩层从形成到现在有多少“年”。它能说明岩层形成的确切时间，但不能反映岩层形成的地质过程。
相对地质年代：能说明岩层形成的先后顺序及其相对的新老关系，如哪些岩层是先形成的，是老的；哪些岩层是后形成的，是新的，它并不包含用“年”表示的时间概念。
可以看出，相对地质年代虽然不能说明岩层形成的确切时间，但能反映岩层形成的自然阶段，从而说明地壳发展的历史过程。所以在地质工作中，一般以应用相对地质年代为主。
地址年代表（见课本28页）
二、第四纪沉积物地质特征
地质年代中第四纪时期是距今最近的地质年代。在第四纪历史上发生了两大变化即人类的出现和冰川作用。这反映了第四纪时所特有的自然地理环境，构造运动和火山活动等特点。而第四纪时期沉积的历史相对较短，一般又未经固结硬化成岩作用，因此在第四纪形成的各种沉积物通常是松散的、软弱的、多孔的，与岩石的性质有着显著的差异，有时就笼统称之为土。
第四纪沉积物是坚硬岩石经长期地质作用后的产物，广泛分布于地球的陆地和海洋，它是由岩石碎屑、矿物颗粒组成，其间孔隙中充填着水和气体，因而构成为由固相、液相、气相组成的三相体系。
第四纪沉积物的形成:
第四纪沉积物的成因类型及其特征
根据地质成因类型划分，可将第四纪沉积物的主体分为：残积土、坡积土、洪积土、冲积土、湖积土、海积土、风积土及冰积土等。
定义：土是连续、坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒，在原地残留或经过不同的搬运方式，在各种自然环境中形成的堆积物。属第四纪沉积物。
根据地质成因类型划分，可将第四纪沉积物的土体分为：
1.残积土; 2.坡积土; 3.洪积土; 4.冲积土; 5.湖泊沉积物; 6.海洋沉积物; 7.风积土;

地下水
定义：地下水是赋存于地表以下岩土空隙中的水，主要来源于大气降水，经土壤渗入地下形成的。地下水是地质环境的组成部分之一，能影响环境的稳定性。
主要表现在：地基土中的水能降低土的承载力；基坑涌水不利于工程施工；地下水常常是滑坡、地面沉降和地面塌陷发生的主要原因；一些地下水还腐蚀建筑材料。
第一节 地下水概述
1．地下水：气态水、结合水、毛细水、重力水、固态水以及结晶水和结构水。
重力水（自由水）：不受静电引力影响，在重力作用下运动，可传递静水压力能产生浮托力、孔隙水压力，在运动过程中产生动水压力，具有溶解能力。
2．含水层：在正常的水力梯度下，饱水、透水并能给出一定水量的岩土层。
含水层的形成必须具备的条件：岩土层中有较大（指能透水）的空隙；含水层要为隔水层所限，以便地下水汇集不至流失；含水层要有充分的补给来源。
3．隔水层：在正常的水力梯度下，不透水或透水相对微弱的岩土层。它可以是含水甚至饱水（如粘土），也可以是不含水的（如致密的岩石）。
4．滞水层：弱透水层。
第二节 地下水类型
地下水按埋藏条件可分为：包气带水、潜水、承压水。
按含水介质类型分为：孔隙水、裂隙水、岩溶水。
地面以下、稳定地下水面以上为包气带。
稳定地下水面以下为饱水带。
1．包气带水：处于地表面以下、潜水位以上的包气带岩土层中，包括土壤水、沼泽水、上层滞水以及基岩风化壳（粘土裂隙）中季节性存在的水。
2．潜水：埋藏在地表以下第一层较稳定的隔水层以上具有自由面的重力水。
3．承压水：地表以下充满两个稳定隔水层之间的重力水。
4．裂隙水：埋藏在基岩裂隙中的地下水。风化裂隙水、成岩裂隙水、构造裂隙水。
5．岩溶水：赋存和运移于可溶岩的岩溶洞中的地下水。
第三节 地下水的性质
一、地下水的物理性质：温度、颜色、透明度、气味、味道、导电性及放射性。
二、地下水的化学成分：地下水不是纯水，是化学成分十分复杂的天然溶液。
1．主要的气体成分：氧、硫化氢、二氧化碳。
2．主要的离子成分：氯离子、硫酸根离子、重碳酸根离子、钠离子等。
第四节 地下水对工程的影响
不良影响主要有：降低地下水位会引起地面沉降；地下水在土中的渗透变形会诱发某些土层出现流砂和管涌现象，对建筑物的基础、土石坝的坝基稳定性造成危害；某些地下水对钢筋混凝土基础产生腐蚀。
一、地下水位下降引起地面沉降：
1．原因：地下水位降低，使得地表土层有效自重应力增加，从而产生土层的固结沉降。
2．临时降水：
3．长期持续性抽取地下水：
二、渗透变形对工程的影响：
1．渗透力：地下水在渗流过程中对岩土体作用的力。取决于地下水的水头梯度。
2．渗透变形：当渗透力达到一定值时，岩土中一些颗粒、甚至整体就发生移动，从而引起岩土体的变形和破坏。
3．渗透变形的型式：
（1）管涌（潜蚀）：在渗流作用下单个土颗粒 发生独立移动的现象。
管涌较普遍发生在不均匀的砂层或砂卵（砾）石层中，细粒物质从粗粒骨架孔隙中被渗流携走，使土体的孔隙增大，强度降低，发展下去会使土体呈现“架空结构”，甚至导致地面塌陷。
（2）流砂：在渗流作用下一定体积的土体同时发生移动的现象。
流砂一般发生在均质砂土层和粉土层中，它可使土体完全丧失强度，危及建筑物的安全，因此危害性较管涌大。
管涌的发展、演化，往往会转化为流砂。
4．渗透变形产生的必要条件：
（1）渗流的动水压力及临界水头梯度
（2）影响土的抗渗强度因素——结构特性
包括：土中粗细颗粒直径比例、细粒物质的含量和土的级配特征等。均指无粘性土。
5．渗透变形产生的充分条件：
（1）宏观地质因素：地层组合关系和地形地貌条件。
（2）工程因素：
6．渗透变形的防治：
防治措施：改变渗流的水动力条件；保护渗流出口；改善土石性质三大类措施。
（1）建筑物基坑及地下巷道施工时流砂的防治措施：
（2）抽水井防止管涌的措施：
（3）水工建筑物（土石坝）防治渗透变形的措施：
垂直截流：粘土截水槽、灌浆帷幕和混凝土防渗墙等。
水平铺盖：
排水减压：排水沟和减压井
反滤盖重：

1.1 第一章 土的物理性质及工程分类
教学内容：
1、土的成因
1.1 土的生成
土是连续，坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒，经过不同的搬运方式，在各种自然环境中生成的沉积物。
1.2土的结构与构造
土的三相组成：
土的物质成分包括有作为土骨架的固态矿物颗粒、孔隙中的水及其溶解物质以及气体。因此，土是由颗粒(固相)、水(液相)和气(气相)所组成的三相体系。
矿物按生成条件可分为原生矿物和次生矿物两大类
2. 土的组成
2.1土的固体颗粒
土中的固体颗粒(简称土粒)的大小和形状、矿物成分及其组成情况是决定土的物理力学性质的重要因素。
(一) 土的颗粒级配
在自然界中存在的土，都是由大小不同的土粒组成的。
土粒的粒径由粗到细逐渐变化时，土的性质相应地发生变化，例如土的性质随着粒径的变细可由无粘性变化到有粘性。
将土中各种不同粒径的土粒，按适当的粒径范围，分为若干粒组，各个粒组随着分界尺寸的不同而呈现出一定质的变化。划分粒组的分界尺寸
称为界限粒径。
根据界限粒径200、20、2、0．05和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。
土粒的大小及其组成情况，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。
颗粒分析试验：筛分法；比重计法
根据颗粒大小分析试验成果，可以绘制颗粒级配累积曲线
由曲线的坡度可判断土的均匀程度
有效粒径；限定粒径。
利用颗粒级配累积曲线可以确定土粒的级配指标，如与的比值称为不均匀系数：
10
60
d
d
C
u
=

又如曲率系数用下式表示：
60
10
2
30
d
d
d
C
c
=

不均匀系数 反映大小不同粒组的分布情况，越大表示土粒大小的分布范围越大，其级配越良好，作为填方工程的土料时，则比较容易获得较大的密实度．曲率系数描写的是累积曲线的分布范围，反映曲线的整体形状。
颗粒级配可在一定程度上反映土的某些性质。
(二)土粒的矿物成分
土粒的矿物成分主要决定于母岩的成分及其所经受的风化作用。不同的矿物
成分对土的性质有着不同的影响，其中以细粒组的矿物成分尤为重要 。
1、六大粒组的矿物成分: 漂石、卵石、圆砾等粗大颗粒；砂粒；粉粒；粘粒。
2、粘土矿物的比表面
由于粘土矿物是很细小的扁平颗粒，颗粒表面具有很强的与水相互作用的能力，表面积愈大，这种能力就愈强。

1.2
2.2 土中水

在自然条件下，土中总是含水的。土中水可以处于液态、固态或气态。
存在于土中的液态水可分为结合水和自由水两大类：
1．结合水
结合水是指受电分子吸引力吸附于土粒表面的土中水。这种电
分子吸引力高
达几千到几万个大气压，使水分子和土粒表面牢固地粘结在一起。
(1)强结合水 强结合水是指紧靠土粒表面的结合水
(2)弱结合水 弱结合水紧靠于强结合水的外围形成一层结合水膜。
2．自由水
自由水是存在于土粒表面电场影响范围以外的水。它的性质和普通水一样，能传递静水压力，冰点为0℃，有溶解能力。
　自由水按其移动所受作用力的不同，可以分为重力水和毛细水。
(1)重力水 重力水是存在于地下水位以下的透水层中的地下水，它是在重力或压力差作用下运动的自由水，对土粒有浮力作用。
(2)毛细水　毛细水是受到水与空气交界面处表面张力作用的自由水．毛细水存在于地下水位以上的透水土层中。毛细水按其与地下水面是否联系可分为毛细悬挂水(与地下水无直接联系)和毛细上升水(与地下水相连)两种。

3、土的物理性质指标
3.1土的三相简图

土的天然密度 公式：ρ=m/v
测定：环刀法
土的含水量 公式：w= mw/ms×100％
测定：烘干法
土粒相对密度（土粒比重）
公式：ds=ms/mw
测定：比重瓶法
3.2指标的定义
土的干密度 公式： ρ d=Ms/V
饱和密度 公式：ρsat＝(ms+Vv×ρw)/V
土的浮密度（有效密度）
公式：ρ’= ρsat- ρw
土的孔隙比 公式： e=Vv/Vs
土的孔隙率 公式： N=Vv/V×100％
土的饱和度 公式： Sr =Vw/Vv ×100％
3.3指标换算（常用的换算公式）；
土的密度、含水量、土粒比重是通过试验测定，其他指标可由这三个指标换算得到。
3.4 讲例题 作本章小结

2.1
4、土的物理状态指标
4.1无粘性土的密实度
粘性土的物理特征——含水量
无粘性土的密实度划分标准 E
优点：简单方便
缺点：无法反映土的级配因素
相对密度Dr
优点：计入土的级配因素，理论上比较完善。
缺点：天然孔隙比难以获取，且emax,emin的测定受人为的影响较大。
标准贯入试验击数N为标准
4.2粘性土的物理特征（实验方法）
液限、塑限、缩限
塑性指数
液性指数
灵敏度
液限、塑限、缩限
一、定义
液限WL、塑限Wp、缩限Ws 二、测定方法
液塑限联合测定法

5、土的工程分类
5.1地基土分类的原则及分类的方法
一、岩石的工程分类
（一）按坚硬程度分类

（二按成因分类

（三）按风化程度分类

（四）按软化系数分类

二、碎石类土
定义：粒径>2mm的颗粘含量超过全重的50%。

三、砂类土
定义：粒径>2mm的颗粒含量不超过全重的50%
粒径>0.075mm的颗粒超过全重的50%
分类：

四、粉土
定义：粒径>0.075mm的颗粒含量不超过全重的50%，塑性指数IP≤的土
分类：
五、粘性土
定义：指塑性指数IP>10的土。
（一）按沉积年代分类

（二）按塑性指数分类

六、特殊土
（一）软土
——指沿海的滨海相、三角洲相、平原、山区的沼泽相等主要由细粒土组成的孔隙比大（>1）天然含水量高（接近或大于WL）压缩性高和强度低的土层。

（二）人工填土
——由人类活动而堆填的土

（三）湿陷性土（黄土）
——指土体在一定压力下受水浸湿时产生湿陷变形量达到一定数值的土。
评价：按P=200kPa时的湿陷量δ表示。
（四）红粘土
——指碳酸盐岩系出露的岩石，经“红土化作用”形成并覆盖于基岩上的棕红色高塑性粘土。
特征：ωL>50 收缩性 不均匀性
当ω在45~50之间时称为次生红粘土
（五）膨胀土
——指粘粒成分主要由亲水性粘土矿物组成的粘性土。
特征：含蒙托石、伊里石 吸水膨胀、失水收缩
（六）风化岩和残积土
风化岩——指岩石在风化营力等作用下，使其结构、成分、性质等产生不同程度变异的岩石。
残积土——岩石完全风化后未经搬运的残积物。
特点：不均匀性 易产生不均匀沉降。
（七）冻土
多年冻土——指土的温度等于或低于零度，含有固态水且这种状态在自然界连续保持三年或三年以上的土。
特点：冻胀、融陷
（八）混合土
——由级配不连续的粘粒、粉粒、砾粒和巨粒组组成。
5.2地基岩土的分类

岩石——为颗粒间牢固连接、呈整体或具有节理间隙的岩体： 坚硬程度：坚硬石、较硬石、较软石、软岩、极软岩。 风化程度：未风化、微风化、中风化、强风化和全风化。完整程度：完整、较完整、较破碎、破碎、极破碎。
碎石土——为粒径大于2mm的颗粒含量超过全重50%的土 碎石土按颗粒形状、粒组含量分为：漂石、块石、卵石、碎石、圆砾、角砾； 碎石土按密实度分为：松散、稍密、中密、密实碎石土。
砂土——为粒径大于2mm的颗粒含量不超过全重50%、粒径大于0.075mm的颗粒含量超过全重50%的土。 砂土按粒组含量分为：砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂。 砂土的密实度分为：松散、稍密、中密、密实碎石土。
粘性土——塑性指数Ip大于10的土，分为粘土、粉质粘土。
粉土——为介于砂土和粘性土之间，塑性指数Ip≤10且颗粒粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过全重50%的土。
人工填土——根据组成和成因，分为：
素填土——由碎石土、砂土、粉土、粘性土等组成的填土；
压实填土——经过夯实或压实的素填土；
杂填土——含有建筑垃圾、工业废料、生活垃圾等杂物的填土；
冲填土——由水力冲填泥砂形成的填土。
膨胀土——土中粘粒成分主要由亲水性矿物组成，同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩等特性，为自由膨胀率大于或等于40%的粘性土。
湿陷性土——浸水后产生附加沉降，其湿陷系数大于或等于0.015的土。
淤泥——在静水或缓慢的流水环境中沉积，并经生物化学作用形成，其天然含水量大于液限、天然孔隙比≥1.5的粘性土。
淤泥质土——当天然含量大于液箱而天然孔隙比小于1.5但≥1.0的粘性土。

2．2

第二章 地基中的应力计算
1、土的自重应力计算
1.1竖向自重应力
以天然地面任一点为坐标原点o，坐标轴z竖直向下为正。设均质土体的天然重度为，故地基中任意深度z处的竖直向自重应力就等于单位面积上的土柱重量。若z深度内土的天然重度不发生变化，那么，该处土的自重应力为
（3-1）
式中：——天然地面以下z深度处土的
自重应力(kN/m2)；
G——面积A上高为z的土柱重量
(kN)；
A——土柱底面积(m2)。
由式(3-1)可知，均质土的自重应力与深度Z成正比，即随深度按直线分布(图3-4(b))，而沿水平面上则成均匀分布(图3-4(ａ))。
1.2水平自重应力的计算：
由于沿任一水平面上均匀地无限分布，既为侧限条件(侧向应变为零的一种应力状态)。所以，地基土在自重应力作用下只能产生竖向变形，而不能有侧向变形和剪切变形。故有，且=。根据广义虎克定律
(3-2)
将侧限条件代入式(3-2)

得
令 (3-3)
则 (3-4)
式中：、——分别为沿x轴和y轴方向的水平自重应力(kN/m2)；
K0——土的静止土压力系数，是侧限条件下土中水平向有效应力与竖直向有效应力
之比，故侧限状态又称K0状态；
μ——土的泊松比。
K0和μ依据土的种类、密度不同而异，可由试验确定或查相应表格。
在上述公式中，竖向自重应力和水平向自重应力、一般均指有效自重应力。因此，对处于地下水位以下的土层必须以有效重度代替天然重度。为简便，以后各章把常用的竖向自重应力简称为自重应力。

1.3地下水变化对自重应力的影响
地下水位的升降也会引起土中自重应力的变化。例如在软土地区，常因大量抽取地下水而导致地下水位长期大幅度下降，使地基中原水位以下土的自重应力增加，造成地表大面积下沉的严重后果。至于地下水位的长期上升，常发生在人工抬高蓄水水位地区(如筑坝蓄水)或工业用水大量渗入地下的地区，如果该地区土质具有遇水后发生湿陷或膨胀的性质，则必须引起足够的注意。
1.4讲例题（不透水层）
按照图给出的资料，计算并绘制出地基中的自重应力沿深度的分布曲线。
解：
1．▽41.0m高程处(地下水位处)
H1＝44.0-41.0=3.0m
=17.0×3.0=51kN/m2
2．▽40.0m高程处
H2＝41.0-40.0=1.0m
＝51+(19.0-9.8)×１=60.2kN/m2
3．▽38.0m高程处
H3＝40.0-38.0=2.0m

=60.2+(18.5-9.8)×2＝77.6kN/m2

4．▽35.0m高程处
H4＝38.0-35.0=3.0m

=77.6+(20-9.8)×3=108.2kN/m2
自重应力沿深度的分布如图3-8(ｂ)所示。

2、基底压力的计算
2.1基底压力的概念及分布规律
建筑物荷载通过基础传递给地基，在基础底面与地基之间便产生了接触应力。 称基础底面传递给地基表面的压力为基底压力。由于基底压力作用于基础与地基的接触面上，故也称基底接触压力基底压力即是计算地基中附加应力的外荷载，也是计算基础结构内力的外荷载。
基底压力的分布规律可由弹性力学获得理论解，也可由试验获得。基底压力的分布与基础的大小和刚度、作用于基础上的荷载大小和分布、地基土的力学性质、地基的均匀程度以及基础的埋置深度等许多因素有关。精确地确定基底压力的数值与分布形式是很复杂的问题，它涉及上部结构、基础、地基三者间的共同作用问题，与三者的变形特性(如建筑物和基础的刚度，土层的压缩性等)有关，这个问题还处于研究之中，这里仅对其分布规律及主要影响因素作简单的定性讨论与分析，并不考虑上部结构的影响。

2.2中心荷载作用下基底压力计算
当竖直荷载作用于基础中轴线时，基底压力呈均匀分布(图3-37)，其值按下式计算：
对于矩形基础 (3-42)
式中：p——基底压力(kPa)；
P——作用于基础底面的竖直荷载(kN)；
F——上部结构荷载设计值 (kN) ；
G——基础自重设计值和基础台阶上回填土重力之和
　　　（kN），；
——基础材料和回填土平均重度，一般取=20kN/m3；
A——基底面积 (m2 )；A=BL，B和L分别为矩形基础的
宽度和长度 (m) ；
D——基础埋置深度 (m) 。
对于条形基础在长度方向上取1m计算，故有：

式中：p——沿基础长度方向1m内相应的荷载值kN/m。

2.3偏心受压时基底压力的计算
矩形基础受偏心荷载作用时，基底压力可按材料力学偏心受压柱计算。若基础受双向偏心荷载作用，则基底任意点的基底压力为：
(3-44)
式中：p（ｘ，ｙ）——基础底面任意点 (x，y) 的基底压力
(kPa)；
Mx、My——分别为竖直偏心荷载P对基础底面x轴和y轴的力矩 (kN·m)，Mx =P·ey，My =P·ex；
Ix、Iy——分别为基础底面对x轴和y轴的惯性矩（m4）；
ex、ey——分别为竖直荷载对y轴和x轴的偏心矩(m)。
如果基础只受单向偏心荷载作用，如作用于x主轴上(图3-39)，则Mx=０，ey = e。这时，基底两端的压力为：
(3-45)
按式(3-45)计算，基底压力分布有下列三种情况：
（1）当eB/6 时，pmin为负值，表示基础底面与地基之间一部分出现拉应力。但实际上，在地基土与基础之间不可能存在拉力，因此基础底面下的压力将重新分布(图3-38c)。这时，可根据力的平衡原理确定基础底面的受压宽度和应力大小(图3-38c)。

图3-38 单向偏心荷载下的基底压力

基础受压宽度： B′=３(B/2 - e) (3-46)
基础底面最大应力： pmax=2P/3KL (3-47)
式中：K=B/2 - e，符号意义同前。
若条形基础受偏心荷载作用，同样可取长度方向上的一延米进行计算，则基底宽度方向两端的压力为：

2.4基底附加应力的计算 ；
前面叙述的地基内附加应力的计算方法，均为荷载作用在地表面时的情形。实际上，在工程设计计算中所遇到的荷载多由建筑物基础传给地基，也就是说大多数荷载都是作用在地面下某一深度处的，这个深度就是基础埋置深度。
在建筑物建造以前，基础底面标高处就已经受到地基土的自重应力作用。设基础埋置深度为D，在其范围内土的重度为，则基底处土的自重应力。当开挖到基础埋置深度，即挖好基槽后，就相当于在基槽底面卸除荷载。如果地基土是理想的弹性体，则卸荷后槽底必定会产生向上的回弹变形。事实上，地基土不是理想的弹性体，卸除荷载后基槽底面不会立刻产生回弹变形，而是逐渐回弹的。回弹变形的大小、速度与土的性质、基槽深度和宽度，以及开挖基槽后至砌筑基础前所经历的时间等因素有关。一般情况下，为了简化计算，常假设基槽开挖后，槽底不产生回弹变形（浅基槽）。因此，由于建筑物荷载在基础底面所引起的附加应力，即引起地基变形的应力(新增加的应力)(图3-42)，对于中心受压基础则为：
(3-51)
式中：p——基础底面总的压应力 (kN/m2) ；
——基础埋深范围内土的重度 (kN/m2) ；
D——基础埋置深度 (m) 。
因此，计算基础底面下任一点的附加应力时，外荷载已经转变为基底的附加应力p0了。不同外荷载类型下的地基中附加应力公式也应作相应的改变。

3周1号

土的含水量处理
酒精燃烧法是将试样和酒精拌合，点燃酒精，随着酒精的燃烧使试样水分蒸发的方法。酒精燃烧法是快速简易且较准确测定细粒土含水率的一种方法，适用于没有烘箱或土样较少的情况。
1、仪器设备
（1）恒质量的铝制称量盒；
（2）称量200g、最小分度值0.01g的天平；
（3）纯度95%的酒精；
（4）滴管、火柴和调土刀。
2、操作步骤
（1）从土样中选取具有代表性的试样（粘性土5~10g，砂性土20~30g），放入称量盒内，立即盖上盒盖，称盒加湿土质量，准确至0.01g。
（2）打开盒盖，用滴管将酒精注入放有试样的称量盒内，直至盒中出现自由液面为止，并使酒精在试样中充分混合均匀。
（3）将盒中酒精点燃，并烧至火焰自然熄灭。
（4）将试样冷却数分钟后，按上述方法再重复燃烧二次，当第三次火焰熄灭后，立即盖上盒盖，称盒加干土质量，准确至0.01g。
3、成果整理
酒精燃烧法试验同样应对两个试样进行平行测定，其含水率计算见式（2-1），含水率允许平行差值与烘干法相同。
4、试验记录
酒精燃烧法测含水率的试验记录见表2-1。

表2-