緒論課題：緒論
課時安排：2個課時
教學目的：了解研究物件，掌握地基、基礎、持力層與下臥層等基本概念；了解與地基基礎有關的工程問題，重視本課程的學習；了解本課程的特點與學習要求。
教學重點：土力學與地基基礎的研究物件，地基、基礎、持力層與下臥層等基本概念
教學難點: 對工程問題，對地基的強度，地基的變形的理解。
教學方法：圖示法、案例分析法、講述法。
授課型別：理論課
教學手段：常規教學
教學內容：
一、與地基強度有關的工程問題：
加拿大特朗斯康穀倉，南北長59.44m，東西寬23.47m，高31.
00m，共65個圓筒倉。基礎為鋼筋混凝土筏板基礎，厚61cm，埋深3.66m。
穀倉2023年動工，2023年秋完成，穀倉自重20000t。
事故：2023年9月裝穀物，10月17日裝了31822ｔ穀物時，1小時豎向沉降達30.5cm，24小時傾斜26°53ˊ西端下沉7.
32m ，東端上抬1.52m，上部鋼筋混凝土筒倉完好無損
原因：地基土事先未進行調查，據鄰近結構物基槽開挖取土試驗結果，計算地基承載力應用到此穀倉。2023年經勘察試驗與計算，地基實際承載力遠小於穀倉破壞時發生的基底壓力。
處理：事後做了七十多個支撐於基岩上的混凝土墩，使用388個50t千斤頂以及支撐系統，才把倉體逐漸糾正過來，但其位置比原來降低了４公尺。
香港寶城大廈滑坡
2023年7月某日清晨，香港寶城路附近，兩萬立方公尺殘積土從山坡上下滑，巨大滑動體正好衝過一幢高層住宅--寶城大廈，頃刻間寶城大廈被沖毀倒塌並砸毀相鄰一幢大樓一角約五層住宅。死亡120人。
原因：山坡上殘積土本身強度較低，加之雨水入滲使其強度進一步大大降低，使得土體滑動力超過土的強度，於是山坡土體發生滑動。2023年成立土力工程署
二、與地基變形有關的工程問題：
義大利比薩斜塔：1173：動工；1178：
至4層中，高約29m，因傾斜停工；1272：復工，經6年，至7層，高48m，再停工；1360：再復工，至2023年竣工，全塔共8層，高度為55m ；1590 ：
伽利略在此塔做落體實驗；
目前塔向南傾斜，南北兩端沉降差1.80m，塔頂離中心線已達5.27m，傾斜5°21′16〞
蘇州虎丘塔——中國的比薩斜塔
概況：位於蘇州市虎丘公園山頂，落成於宋太祖建隆二年（公元961年）。全塔7層，高47.5m，塔的平面呈八角形。
問題：塔身向東北方向嚴重傾斜，塔頂離中心線已達2.31m，底層塔身發生不少裂縫，成為危險建築物而封閉。
蘇州虎丘塔地基土壓縮層厚度不均
原因：虎丘塔地基為人工地基，由大塊石組成，人工塊石填土層厚1～2m，西南薄，東北厚。下為粉質粘土，呈可塑至軟塑狀態，也是西南薄，東北厚。
底部即為風化岩石和基岩。塔底層直徑13.66m範圍內，覆蓋層厚度相差3.
0m。地基土壓縮層厚度不均及磚砌體偏心受壓等原因，造成該塔向東北方向傾斜。
處理：在塔四周建造一圈樁排式地下連續牆並對塔周圍與塔基進行鑽孔注漿和打設樹根樁加固塔身，獲得成功。
上海展覽中心地基下沉
上海展覽中心**大廳為框架結構，箱形基礎，兩翼採用條形基礎。箱形基礎為兩層，埋深7.27m。
箱基頂面至**大廳頂部塔尖，總高96.63m，地基為高壓縮性淤泥質軟土。展覽館於2023年5月開工，當年底實測地基平均沉降量為60cm。
2023年6月，**大廳四周的沉降量最大達146.55cm，最小為122.8cm。
到2023年，累計平均沉降量為160cm。由於地基嚴重下沉，不僅使散水倒坡，而且建築物內外連線的水、暖、電管道斷裂，付出了相當的代價。
日本關西機場——世界最大人工島
概況：2023年：開工
2023年：人工島完成
2023年：機場運營
面積：4370m×1250m
填築量：180×106m3
平均厚度：33m
問題：世界上第乙個海上機場——關西機場出現了嚴重的地基沉降。目前還並未影響到飛機的起落,但預計除了已花費大約270億日元開展的防沉降工程以外,今後也還要不斷地進行很多修復工程。
設計時**沉降：5.7－7.5 m
完成時實際沉降：8.1 m，5cm/月(2023年)
**主固結完成20年後，比設計超填：3m
三、 土力學與地基基礎的研究物件
土力學：是以工程力學和土工測試技術為基礎，研究與工程建設有關的土的應力、變形、強度和穩定性等力學問題的一門應用科學。
廣義土力學還包括土的成因、組成、物理化學性質及分類等在內的土質學。
地基基礎：是建立在土力學基礎上的設計理論與計算方法，和土力學密不可分的。
基礎：通常將埋入土層一定深度的建築物下部的承重結構稱為基礎
建築物向地基傳遞荷載的下部結構就是基礎（埋在地下一定深度）
地基：承受建築物荷載的地層，支承基礎的土層或岩層，稱為地基。
位於基礎底面下第一層土稱為持力層。持力層以下的土層稱為下臥層，強度低於持力層的下臥層稱為軟弱下臥層。
地基按是否進行人工處理分為天然地基和人工地基
建築物地基應滿足的兩個基本條件：
地基的強度條件。要求建築物的地基應有足夠的承載力，在荷載作用下，不發生剪下破壞或失穩。
地基的變形條件。要求建築物的地基不產生過大的變形（包括沉降、沉降差、傾斜和區域性傾斜），保證建築物正常使用。
基礎作用：1承受上部結構荷載，2向地基傳遞壓力，3調整地基變形 。
基礎設計不僅要使基礎本身滿足強度、剛度和耐久性的要求；還要滿足地基對承載力和變形的要求，即地基應具有足夠的強度和穩定性，並不產生過大的沉降和不均勻沉降，因此基礎設計又統稱為地基基礎設計。
基礎按埋深分為：深基礎，淺基礎；
小結: 1、與地基強度有關的工程問題；2、與地基變形有關的工程問題；3、建築物地基應滿足的兩個基本條件：地基的強度條件、地基的變形條件；4、地基基礎、地基、基礎的概念。
思考題：從地基基礎的角度如何才能保證建築的安全
教學後記:
第一章土的物理性質與工程分類
課題：§1.1土的特徵；§1.2土的生成；§1.3土的組成；
§1.4土的三相指標
課時安排：4個課時
教學目的：熟悉土的生成組成的基本概念；熟悉掌握並能熟練計算土的物理性質與物理狀態指標。
教學重點：土的物理狀態指標計算
教學難點：各指標的定義，公式的換算、推導、記憶、應用。
教學方法：圖示法、例題分析法、講述法。
授課型別：理論課
教學手段：常規教學
教學內容：
一、土的成因
成因：1、物理風化 2、化學變化3、生物風化
分類：1．殘積物2．坡積物3．洪積物4．沖積物
二、土的組成
自然界中的土＝固體顆粒＋水＋氣體，因此，土也被稱為三相孔隙介質。
（一）固體顆粒
1、土顆粒由粗變細，土的性質可由無粘性變為粘性
2、按適當的粒徑範圍，分為若干粒組
3、土的顆粒級配
土粒粒組：常用的測定方法有篩分法和沉降分析法。後者用於粒徑小於0.075mm的細粒組。
顆粒級配累計曲線
不均勻係數cu，cu=d60/d10；曲率係數 cc=d230/d10·d60
cu<5的土看作是均粒土，屬級配不良；cu>10的土，屬級配良好。當礫類土或砂類土同時滿足cu≥5和cc＝1～3時，則為良好級配
（二）、水（結合水、自由水）
結合水是指受電分子吸引力吸附於土粒表面的土中水，這種電分子吸引力高達幾千到幾萬個大氣壓，使水分子和土粒表面牢固地粘結在一起。按這種吸引力的強弱，結合水進一步可分為強結合水和弱結合水。
強結合水是指緊靠土粒表面的結合水膜，亦稱吸著水。它的特徵為：無溶解能力，不受重力作用，不傳遞靜水壓力，溫度在105℃以上時才能蒸發，冰點為-78℃，密度為1.
2～2.4g／cm3。
弱結合水是指緊靠于強結合水外圍的一層水膜，故又稱薄膜水。它仍不能傳遞靜水壓力，但水膜較厚的弱結合水能向鄰近較薄的水膜緩慢轉移，直到平衡。弱結合水的存在，使土具有可塑性。
自由水是存在於土粒表面電場影響範圍以外的水。它的性質和正常水一樣，能傳遞靜水壓力，冰點為0℃，有溶解能力，分為重力水和毛細水。
毛細水是受到水與空氣交介面處表面張力作用的自由水
在重力或壓力差作用下而運動的自由水
（三）氣體：影響較小
三、土的結構
一般分為單粒結構、蜂窩結構和絮狀結構三種基本型別。
1、單粒結構
單粒結構是砂礫等粗粒無粘性土(d>0.075mm) 在水中或空氣中下沉而形成的。其顆粒較大，比表面積小，顆粒間只有點與點的接觸。
緊密的單粒結構是良好的天然地基。
疏鬆的單粒結構土粒易擠密，同時產生很大變形不宜作為天然地基。
2、蜂窩結構
蜂窩結構是由較細的土粒，如粉粒(0.075～0.005mm)組成的土的結構形式。
粉粒粒間的相互引力大於重力作用。在沉積過程中，形成具有大量孔隙的蜂窩狀結構。這種土結構疏鬆，強度低，壓縮性高。
3、絮狀結構
絮狀結構是由更細的粘粒（d<0.005mm）集合體組成的土的結構形式。這些粘粒懸浮在水中，不會因自重而下沉。
當其匯聚到一定質量時，在重力作用下下沉，並與已沉積的絮狀集合體接觸，形成孔隙很大的絮狀結構。
四、土的三相比例指標
（一）基本指標（實驗指標、直接指標）
1、土的密度＝m/v土單位體積的質量稱為土的密度，g/cm3，
m——天然狀態下土的質量，即土粒質量與土中水的質量之和。
v——天然狀態下土的體積，即土粒的體積、水的體積、氣的體積之和。
2、土的含水量ω=mw/ms×100%
3、土粒密度ρs，土粒比重ds，
土粒質量與同體積的4℃時純水的質量之比，稱為土粒比重，為無量綱s ＝ms／vs，ds＝ρs／ρw
ρs——土粒密度，即單位體積土粒的質量，g/cm3；
ρw——4℃時純水的密度，等於1g/cm3。
（二）換算指標
4、土的幹密度ρd＝ms／v，單位體積土中土粒的質量，稱為土的幹密度
5、飽和密度ρsat=(ms+vvρw)/v，土中孔隙完全被水充滿時單位體積土的質量，稱為土的飽和密度，
6、土的浮密度ρ′=(ms－vsρw)/v，
在地下水位以下，單位體積土中土粒的質量扣除同體積水的質量，稱為土的浮密度，亦稱為土的有效密度
土的密度和土的重度，土的密度ρ與土的天然重度γ；幹密度ρd與幹重度γd；飽和密度ρsat與飽和重度γsat；有效密度ρ與浮重度γ′
土力學與地基基礎
第四節土的抗剪強度 土的強度問題,實質上就是一部分土體與另一部分之間相對滑動的抵抗能力。在工程實際中常見的強度問題,可歸納為三大類 第一,作為土工結構物的穩定性問題。如人工築成的路堤 土壩 基坑等的邊坡,以及天然土坡等的穩定性 第二,作為結構物的環境,如擋土牆 地下室的側牆 橋台 地下鐵道的襯砌等,...
土力學與地基基礎
土力學與地基基礎 課程設計 第一部分牆下條形基礎課程設計 一 牆下條形基礎課程設計任務書 一 設計題目 某教學樓採用毛石條形基礎，教學樓建築平面如圖4 1所示，試設計該基礎。圖4 1平面圖 二 設計資料 工程地質條件如圖4 2所示。圖4 2工程地質剖面圖 室外設計地面 0.6m，室外設計地面標高同天...
土力學與地基基礎實習報告
湖南交通工程職業技術學院 班級 鐵工 0908 學號 200900001497 姓名 朱亞 指導老師 王年生 時間 2010年12月26 2010年12月31 目錄第一章 概述 1 橋墩基礎設計已知資料 2 設計資料 3 橋墩上部結構設計標準圖 第二章 天然地基淺基礎設計 1 複核各土層的物理學指標...