普通高等教育“十三五”规划土木工程类系列教材 土力学与基础工程PDF电子书下载

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绪论 1

0.1 土力学、地基及基础的概念 1

0.2 课程特点和学习要求 1

0.3 本学科发展概况 2

第1章 土的物理性质与工程分类 5

1.1 概述 5

1.2 土的三相组成及土的结构 5

1.2.1 土中固体颗粒（固相） 6

1.2.2 土中水和气（液相和气相） 10

1.2.3 土的结构和构造 12

1.3 土的三相比例指标 13

1.3.1 反映土单位体积质量（或重力）的指标 14

1.3.2 反映土松密程度的指标 15

1.3.3 反映土含水程度的指标 15

1.3.4 指标的换算 16

1.4 无黏性土的密实度 17

1.4.1 根据孔隙比判断 18

1.4.2 根据相对密实度判断 18

1.4.3 根据标准贯入锤击数判断 19

1.4.4 碎石土密实度野外鉴别 19

1.5 黏性土的物理特性 19

1.5.1 黏土颗粒与水的相互作用 19

1.5.2 黏性土的界限含水率 22

1.5.3 黏性土的塑性指数和液性指数 23

1.5.4 黏性土的灵敏度和触变性 24

1.6 土的压实原理 25

1.6.1 击实（压实）试验及土的压实特性 25

1.6.2 影响压实效果的因素 25

1.6.3 击实特性在现场填土中的应用 27

1.7 地基土（岩）的工程分类 27

1.7.1 建筑地基土的分类 28

1.7.2 公路桥涵地基土的分类 30

1.7.3 公路路基土的分类 30

复习思考题 31

习题 31

第2章 土中水的运动规律及渗透性 33

2.1 概述 33

2.2 土的渗透性 34

2.2.1 达西渗透定律 34

2.2.2 土的渗透试验和渗透系数的确定 35

2.2.3 渗流力及渗透变形 40

2.3 二维渗流及流网 44

2.3.1 二维渗流方程及流网的特征 44

2.3.2 流网的绘制及应用 45

2.4 土的毛细性及土的冻胀 46

2.4.1 土的毛细性 46

2.4.2 土的冻胀 47

复习思考题 49

习题 49

第3章 土中应力分布及计算 51

3.1 概述 51

3.1.1 土中应力 51

3.1.2 基本假定分析 51

3.1.3 土中一点的应力状态 52

3.2 土的自重应力计算 53

3.2.1 均质土的自重应力 53

3.2.2 成层土体的自重应力 54

3.3 基底压力 57

3.3.1 基底压力分布的概念 57

3.3.2 基底压力的简化计算 58

3.3.3 基底附加压力 61

3.4 地基中的附加应力 63

3.4.1 竖向集中力下的地基附加应力 63

3.4.2 矩形载荷和圆形载荷下的地基附加应力 68

3.4.3 线载荷和条形载荷下的地基附加应力 77

3.4.4 非均质和各向异性地基中的附加应力 83

3.5 有效应力原理 85

3.5.1 有效应力原理 85

3.5.2 毛细水上升时土中有效自重应力的计算 86

3.5.3 稳定渗流时土中孔隙应力与有效自重应力的计算 87

复习思考题 88

习题 89

第4章 土的压缩性和地基沉降计算 91

4.1 概述 91

4.2 土的压缩性 92

4.2.1 压缩试验及压缩性指标 92

4.2.2 土的回弹再压缩曲线 95

4.2.3 现场载荷试验及变形模量 96

4.2.4 弹性模量 98

4.2.5 压缩性指标间的关系 98

4.3 地基最终沉降量计算 99

4.3.1 分层总和法 100

4.3.2 应力面积法 103

4.4 应力历史对地基沉降的影响 109

4.4.1 天然土层的应力历史 109

4.4.2 先期固结压力pc的确定 110

4.4.3 考虑应力历史影响的地基最终沉降计算 111

4.5 固结理论及地基变形与时间的关系 113

4.5.1 饱和土的渗透固结 114

4.5.2 太沙基一维固结理论 115

4.5.3 实测沉降－时间关系的经验公式 122

复习思考题 126

习题 127

第5章 土的抗剪强度 129

5.1 概述 129

5.2 土的抗剪强度理论 130

5.2.1 库仑公式 130

5.2.2 莫尔－库仑强度理论及极限平衡条件 131

5.3 抗剪强度指标的测定方法 133

5.3.1 直接剪切试验 133

5.3.2 三轴压缩试验 135

5.3.3 无侧限抗压强度试验 138

5.3.4 十字板剪切试验 139

5.4 影响抗剪强度指标的因素 140

5.4.1 抗剪强度的来源 140

5.4.2 影响抗剪强度指标的各种因素 141

5.5 土的抗剪强度指标和孔隙压力系数 142

5.5.1 有效抗剪强度指标 142

5.5.2 孔隙压力系数A和B 143

5.5.3 强度试验方法与抗剪指标的选用 146

复习思考题 154

习题 155

第6章 土压力、土坡稳定与基坑工程 157

6.1 概述 157

6.1.1 挡土结构物 157

6.1.2 土坡 157

6.1.3 基坑工程 158

6.2 作用在挡土墙上的土压力 158

6.2.1 土压力的类型 158

6.2.2 静止土压力计算 160

6.3 朗肯土压力理论 161

6.3.1 基本理论 161

6.3.2 主动土压力计算 162

6.3.3 被动土压力计算 163

6.3.4 几种情况下的土压力计算 165

6.4 库仑土压力理论 170

6.4.1 主动土压力计算 170

6.4.2 被动土压力计算 174

6.4.3 黏性土的库仑土压力理论 176

6.4.4 朗肯土压力理论与库仑土压力理论的比较 177

6.5 挡土墙设计 178

6.5.1 挡土墙的类型 178

6.5.2 挡土墙的计算 179

6.5.3 重力式挡土墙的构造措施 182

6.6 土坡稳定分析 184

6.6.1 无黏性土坡的稳定性分析 184

6.6.2 黏性土坡的稳定性分析 185

6.7 基坑工程技术简介 193

6.7.1 基坑工程的特点 193

6.7.2 基坑支护结构的类型及适用条件 194

6.7.3 基坑支护工程的设计原则和设计内容 197

6.7.4 作用于支护结构上的载荷及土压力计算 198

6.7.5 止水降水措施 198

6.7.6 基坑工程实例 199

复习思考题 201

习题 202

第7章 地基承载力 204

7.1 概述 204

7.1.1 地基强度的意义 204

7.1.2 地基的破坏形式 205

7.1.3 确定地基承载力的方法 206

7.2 地基临塑载荷及临界载荷的确定 207

7.2.1 地基塑性区边界方程 207

7.2.2 地基临塑载荷和临界载荷 208

7.3 按理论公式计算地基极限承载力 209

7.3.1 普朗德尔公式 209

7.3.2 泰勒对普朗特尔公式的补充 211

7.3.3 太沙基公式 211

7.3.4 汉森公式 212

7.3.5 地基承载力的安全度 214

7.3.6 影响极限荷载的因素 215

7.4 按规范方法确定地基承载力 216

7.4.1 按《建筑地基基础设计规范》（（GB 50007—2011）规定确定地基承载力 216

7.4.2 按《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63—2007）规定确定地基承载力 221

复习思考题 225

习题 226

第8章 浅基础设计 228

8.1 概述 228

8.2 浅基础的设计方法和设计步骤 229

8.2.1 地基基础的设计方法——概率极限设计方法（可靠度设计方法） 229

8.2.2 现行《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）设计方法要点 230

8.2.3 浅基础的设计步骤 232

8.3 浅基础的类型 232

8.3.1 浅基础的结构类型 232

8.3.2 无筋扩展基础和扩展基础 235

8.4 基础埋置深度 239

8.4.1 建筑结构条件与场地环境条件 239

8.4.2 工程地质条件 240

8.4.3 水文地质条件 240

8.4.4 地基冻融条件 241

8.5 地基承载力 244

8.6 基础底面尺寸的确定 245

8.6.1 按地基持力层的承载力计算基底尺寸 246

8.6.2 软弱下卧层的验算 248

8.7 地基变形验算 251

8.7.1 地基变形特征 251

8.7.2 地基变形验算 253

8.8 扩展基础设计 255

8.8.1 扩展基础的构造要求 255

8.8.2 扩展基础的计算 258

8.9 筏形基础设计 267

8.9.1 构造要求 267

8.9.2 筏形基础的结构和内力计算 268

8.10 减轻不均匀沉降损害的措施 273

8.10.1 建筑措施 273

8.10.2 结构措施 277

8.10.3 施工措施 278

复习思考题 279

习题 279

第9章 桩基础 281

9.1 概述 281

9.1.1 桩基础方案选择的一般原则 282

9.1.2 桩基础的设计原则 282

9.1.3 桩基础的设计内容 283

9.2 桩和桩基础的分类 283

9.2.1 桩的分类 284

9.2.2 桩基的分类 287

9.2.3 桩基的设计选型 288

9.3 竖向载荷下单桩的工作性能 288

9.3.1 桩土载荷传递机理 289

9.3.2 单桩破坏模式 290

9.4 单桩竖向承载力的确定 291

9.4.1 影响单桩承载力的因素 291

9.4.2 单桩承载力的确定 292

9.5 桩的水平承载力 298

9.5.1 水平载荷下单桩的承载性状 299

9.5.2 弹性长桩在水平载荷作用下的内力分析 300

9.5.3 水平载荷下单桩承载力的确定 302

9.5.4 水平载荷下群桩承载力的确定 304

9.5.5 桩的水平静载试验 306

9.6 桩的抗拔承载力与桩的负摩擦力 307

9.6.1 桩侧负摩擦力的产生和作用 307

9.6.2 负摩擦力的分布与计算 307

9.6.3 桩的抗拔承载力 309

9.7 桩基的沉降计算 310

9.7.1 单桩、单排桩、疏桩基础的沉降 311

9.7.2 群桩基础的沉降 313

9.8 桩基础设计 315

9.8.1 桩基础设计的内容与步骤 315

9.8.2 群桩基础中单桩基础的验算 318

9.8.3 桩身结构设计 319

9.8.4 承台结构设计 322

复习思考题 335

习题 335

第10章 地基处理 337

10.1 概述 337

10.1.1 地基处理的目的和意义 337

10.1.2 地基处理的对象 337

10.1.3 地基处理方案的确定 339

10.1.4 地基处理技术的分类及其适用性 339

10.1.5 地基处理选择的原则及其注意事项 340

10.2 预压排水固结原理 341

10.2.1 加固机理 341

10.2.2 地基固结度计算 343

10.2.3 堆载预压法 345

10.2.4 真空预压法 347

10.2.5 联合预压法 348

10.2.6 质量检验 348

10.3 压实地基和夯实地基 349

10.3.1 分层碾压法 350

10.3.2 振动压实法 350

10.3.3 强夯法 350

10.4 换垫法原理 353

10.4.1 换垫法的机理 353

10.4.2 垫层的设计 354

10.4.3 垫层的施工 356

10.5 挤密法和振密法 356

10.5.1 挤密法 356

10.5.2 振密法 360

10.6 土的胶结法原理 360

10.6.1 灌（注）浆法 360

10.6.2 水泥土搅拌法 363

10.7 地基处理的几个常见问题 366

复习思考题 367

习题 367

参考文献 369

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