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（第一卷）3

第一篇 土力学3

1 土的物理性质3

1.1 土的三相组成3

1.1.1 土的固相3

1.1.1.1 土的矿物成分3

1.1.1.2 土的粒度成分3

1.1.1.3 土粒的形状7

1.1.2 土的液相7

1.1.3 土的气相8

1.1.4 土的三相比例指标8

1.1.4.1 试验指标8

1.1.4.2 换算指标9

1.1.4.3 三相比例指标的换算10

1.2 土的结构10

1.3 土的基本性质11

1.3.1 无粘性土的基本性质11

1.3.1.1 相对密实度11

1.3.1.2 标准贯入试验12

1.3.2 粘性土的物理特征13

1.3.2.1 粘性土的界限含水量13

1.3.2.2 粘性土的塑性指数和液性指数14

1.3.2.3 粘性土的灵敏度和触变性15

1.4 地基土的分类16

1.4.1 岩石分类16

1.4.2 碎石土分类17

1.4.3 砂土分类17

1.4.4 粘性土分类17

1.4.5 特殊土分类18

1.5 土的野外鉴别方法22

1.5.1 碎石土、砂土22

1.5.2 粘性土、粉土23

2 土的应力及其计算27

2.1 概述27

2.2 土的自重应力计算27

2.2.1 均质土的自重应力27

2.2.2 成层土体的自重应力27

2.2.3 土层中有地下水时的自重应力28

2.2.4 水平向自重应力28

2.3 接触应力（基底压力）28

2.3.1 中心荷载下的基底压力29

2.3.2 偏心荷载下的基底压力29

2.3.3 基底附加压力30

2.4 地基的附加应力31

3 土的压缩与渗透固结33

3.1 概述33

3.2 土的压缩性33

3.2.1 压缩曲线和压缩指标33

3.2.1.1 压缩试验和压缩曲线33

3.2.1.2 土的压缩系数和压缩指数35

3.2.1.3 压缩模量（侧限压缩模量）36

3.2.1.4 土的回弹曲线和再压缩曲线37

3.2.2 土的变形模量38

3.2.2.1 以载荷试验测定土的变形模量38

3.2.2.2 变形模量与压缩模量的关系40

3.3 饱和粘性土的单向固结41

3.3.1 孔隙水压力、有效应力42

3.3.2 孔隙水压力的计算模型42

3.3.3 饱和粘性土的单向固结微分方程式43

3.3.4 单向固结微分方程的解46

4 土的抗剪强度48

4.1 概述48

4.2 土中一点的应力极限平衡48

4.3 经典理论53

4.3.1 库伦公式53

4.3.2 莫尔-库伦强度理论54

4.4 土的抗剪强度指标的试验方法及其应用57

4.4.1 直接剪切试验57

4.4.2 三轴压缩试验58

4.4.3 无侧限抗压强度试验62

4.4.4 十字板剪切试验63

4.4.5 抗剪强度试验方法与指标的选用64

4.5 孔隙压力系数A、B65

4.6 应力路径的概念70

4.7 无粘性土的抗剪强度72

4.8 饱和粘性土的抗剪强度73

4.8.1 不固结不排水抗剪强度73

4.8.2 固结不排水抗剪强度74

4.8.3 固结排水抗剪强度75

4.8.4 抗剪强度指标的选择76

4.9 关于土的抗剪强度影响因素的讨论77

4.9.1 土的矿物成分、颗粒形状和级配的影响77

4.9.2 含水量的影响77

4.9.3 原始密度的影响77

4.9.4 粘性土触变性的影响78

4.9.5 土的应力历史的影响79

5 特殊类型土80

5.1 概述80

5.2 软土80

5.2.1 定义80

5.2.2 我国软土的物理力学性指标81

5.2.3 典型软土区介绍（上海地区）82

5.2.3.1 上海软土的特性82

5.3 湿陷性黄土93

5.3.1 湿陷性黄土概述93

5.3.2 湿陷性黄土的基本性质94

5.3.2.1 湿陷性黄土的物理性质94

5.3.2.2 湿陷性黄土的化学性质98

5.3.2.3 湿陷性黄土的力学性质100

5.3.3 黄土的湿陷性及其评价106

5.3.4 预期湿陷量的计算108

5.3.5 黄土地基的承载力109

5.4 膨胀土110

5.4.1 定义110

5.4.2 我国膨胀土的分布与成因111

5.4.3 膨胀土的物理力学性质111

5.4.3.1 膨胀土的胀缩特性112

5.4.3.2 胀缩特性121

5.4.3.3 膨胀土的压缩性122

5.4.4 膨胀土及对建筑物的危害123

5.4.5 膨胀土的判别124

5.5 冻土127

5.5.1 冻土的物理力学性质127

5.5.2 冻土地基的评价129

5.5.3 影响土冻胀的因素130

5.5.3.1 土分散性对冻胀的影响130

5.5.3.2 含水量和土湿润条件对冻胀的影响134

5.5.3.3 土的密度对冰胀的影响138

5.5.3.4 粘土颗粒的矿物成分和交换盐基成分对土冻胀的影响140

5.5.3.5 土冷却程度对冻胀的影响142

5.5.4 压力对冻胀的影响，缓冲带融土沉陷计算144

5.5.5 土体冻胀性的评价147

5.5.6 冻土地区建筑物的冻害破坏特征151

5.5.6.1 桩、柱、墩和条形基础建筑物的冻害破坏特征151

5.5.6.2 板形基础建筑物的冻害破坏特征169

5.5.6.3 支挡建筑物的冻害破坏特征178

5.5.6.4 衬砌渠道及地下管道的冻害破坏特征184

5.5.6.5 路基工程的冻害破坏特征193

5.5.6.6 涵洞的冻害破坏特征197

5.5.7 冻害的防治措施200

5.5.7.1 保温法200

5.5.7.2 换填法210

5.5.7.3 排水隔水法222

5.5.7.4 物理化学法232

5.6 盐渍土238

5.6.1 概述238

5.6.2 盐渍土的基本工程性质240

5.6.2.1 盐渍土的物理性质240

5.6.2.2 盐渍土的力学性质248

5.6.3 盐渍土的溶陷性255

5.6.3.1 盐渍土的溶陷机理255

5.6.3.2 盐渍土地基溶陷性的评价260

5.6.3.3 盐渍土地基溶陷变形计算中的若干问题261

5.6.4 盐渍土地基的盐胀性264

5.6.5 盐渍土地基的腐蚀性271

5.6.6 盐渍土的工程评价276

6 土的液化277

6.1 振动液化准则277

6.2 影响饱和土振动液化的主要因素280

6.3 液化的研究方法290

6.3.1 液化的室内研究290

6.3.2 三轴剪切中的液化研究290

6.3.3 用振动单剪研究液化294

6.4 液化危害性分析298

6.5 增强土抗液化稳定性的基本途径和方法301

第二篇 岩石的性质和爆破基本知识301

1 岩石的物理性质309

1.1 概述309

1.2 岩体的结构特征309

1.3 岩石的不连续性、不均匀性及各向异性311

1.4 岩石的物理性质指标313

1.5 岩体的工程分类317

2 岩石的强度322

2.1 概述322

2.2 岩石的破坏机理323

2.2.1 岩石试件的破坏过程323

2.2.2 岩石破坏过程中的体积变化324

2.2.3 电子扫描显微镜观察岩石的破坏机理326

2.2.4 影响岩石破坏的其他因素330

2.3 岩石的强度330

2.3.1 岩石的抗压强度330

2.3.2 岩石的抗拉强度334

2.3.3 岩石的抗剪强度336

2.4 岩石的破坏准则344

2.4.1 经验性破坏准则345

2.4.2 理论性破坏准则347

2.5 岩石的结构面强度353

2.5.1 岩体结构面的分级353

2.5.2 岩体结构面的分类354

2.5.3 岩石的结构面强度356

2.5.3.1 岩石结构面强度356

2.5.3.2 岩体结构面强度356

2.6 岩石中水对强度的影响360

3 岩石爆破技术363

3.1 综合爆破方法的种类与选用原则363

3.1.1 综合爆破的内容及特性363

3.1.2 选用各种爆破方法的基本原则367

3.2 爆破实例369

3.2.1 抛坍爆破设计计算示例369

3.2.2 不对称小山包多面临空爆破设计方法及设计实例375

第三篇 工程勘察399

1 岩土勘察基本知识399

1.1 工程勘察分级399

1.1.1 工程安全等级399

1.1.2 场地等级399

1.1.3 地基等级400

1.1.4 工程勘察等级的综合划分400

1.2 建筑物分类400

1.3 各阶段勘察的内容与要求401

1.3.1 选址勘察401

1.3.2 初步勘察401

1.3.3 详细勘察402

1.3.4 施工勘察403

2 工程地质勘探和取样404

2.1 岩土工程钻探与取样404

2.1.1 工程地质钻探404

2.1.2 取土技术和取土器407

2.2 地基土的野外鉴别与描述414

2.2.1 地基土野外鉴别414

2.2.2 土的野外描述416

3 岩土测试技术418

3.1 室内试验418

3.1.1 土的物理性质指标418

3.1.2 土的力学性质指标423

3.1.3 有关土的经验数据439

3.1.4 土的动力特性试验442

3.1.5 岩石的物理力学性质指标449

3.2 载荷试验453

3.3 十字板剪力试验462

3.4 静力触探试验468

3.5 圆锥动力触探481

3.6 标准贯入试验487

3.7 旁压试验494

3.8 地基土动力参数测试498

3.8.1 动力机器基础计算的基本理论498

3.8.2 地基刚度及阻尼比的测试501

3.8.3 质量-弹簧-阻尼体系地基动力参数的经验值506

4 地震区地基勘察510

4.1 地震区地基勘察要求510

4.2 地震小区划511

4.3 土的动力特性试验513

5 特殊工程勘察525

5.1 天然地基的勘察与设计要点525

5.1.1 概述525

5.1.2 天然地基的勘察要点525

5.1.3 天然地基的设计要点526

5.2 桩基础的地质勘察要求527

5.2.1 建筑场地的分类527

5.2.2 建筑物的分类527

5.2.3 桩基工程适用勘察要求528

5.2.4 地下埋设物、邻近建筑物的调查530

5.3 深基坑支护工程勘察531

5.3.1 工程地质勘察的基本要求531

5.3.1.1 勘探工作531

5.3.1.2 测试工作532

5.3.1.3 勘察报告的主要内容533

5.3.2 周围环境的调查534

5.4 地下连续墙的工程勘察534

5.4.1 概述534

5.4.2 勘察方法534

5.4.3 资料调查535

5.4.4 现场踏勘535

5.4.5 初步勘察535

5.4.6 详细勘察535

5.4.7 地基的变形模量e0536

5.4.7.1 求地基变形模量e0的方法536

5.4.7.2 根据测定值确定e0的计算方法537

5.4.8 地基反力系数k538

5.4.8.1 地基反力系数k的定义538

5.4.8.2 刚体作用下的k值计算538

5.4.8.3 地下墙作为弹性体时的K值计算法539

5.5 高层建筑勘察要点540

5.5.1 勘探点的布设540

5.5.2 原位测试541

5.5.3 室内试验542

5.6 动力机器基础的设计原则和勘察要求543

5.6.1 动力机器基础的设计原则543

5.6.2 动力机器基础地基的勘察要求544

5.6.3 动力机器基础地基的勘察544

5.7 线路地基勘察545

5.7.1 铁路、公路地基勘察545

5.7.2 架空索道、输电线路地基勘察548

5.7.3 给排水管道和岸边取水构筑物地基勘察549

5.8 机场场道地基勘察549

5.8.1 机场场道的设计要求549

5.8.2 机场场道的勘察要求550

5.9 桥涵地基勘察551

5.9.1 桥涵的设计要求551

5.9.2 桥涵勘察要求551

6 勘察因素造成工程失事实例554

6.1 概述554

6.2 事故原因分析554

6.3 地基托换加固方案和结构强度验算555

6.4 托换加固施工557

7 报告书实例：郑州火车站广场地下服务中心岩土工程勘察报告（详勘）558

7.1 概况558

7.1.1 场地的地理位置及工程情况简介558

7.1.2 勘察目的与要求558

7.1.2.1 勘察目的558

7.1.2.2 勘察方案558

7.1.2.3 勘探、试验方法说明559

7.2 场地的地质条件559

7.2.1 地形、地貌条件559

7.2.2 地层条件560

7.2.3 各层土的特理指标561

7.2.4 水文地质条件562

7.3 岩土工程分析、评价563

7.3.1 工程特点563

7.3.2 工程环境563

7.3.3 天然地基评价564

7.3.4 桩基设计参数564

7.3.5 深基坑支护结构的计算及方案对比564

7.3.5.1 供支护结构设计计算的地基土设计参数标准值564

7.3.5.2 支护结构的设计计算565

7.3.5.3 方案的对比566

7.3.6 深开挖基坑对周围建筑物影响评价567

7.3.6.1 计算墙体挠度567

7.3.6.2 估算周围地面沉降567

7.3.6.3 周围地面沉降计算结果567

7.3.6.4 周围建筑物因基坑开挖产生的附加倾斜与连续墙刚度的关系567

7.3.6.5 结论569

7.3.7 深基坑底部回弹量估算569

7.3.7.1 回弹模量计算值与场地综合回弹模量569

7.3.7.2 计算回弹选用公式与计算结果569

7.3.8 地下水对建筑物设计、施工影响的评价570

7.3.9 场地地震效应评价570

7.3.10 结论与建议571

第四篇 地基与基础575

1 地基基础规划设计原则575

1.1 基础工程设计基本原则575

1.1.1 基础及地基575

1.1.2 基础工程设计基本原则576

1.1.2 按变形进行地基设计579

1.2 地基类型及其主要特性580

1.2.1 均匀型地基580

1.2.2 坡地型地基581

1.2.3 岩土交错型地基582

1.2.4 特殊土型地基583

1.3 浅基基础的类型585

1.3.1 刚性基础585

1.3.2 柔性基础586

1.3.2.1 独立基础586

1.3.2.2 条形基础587

1.3.2.3 筏板基础588

1.3.2.4 箱形基础588

1.3.2.5 壳体基础589

1.3.3 桩基础590

1.3.4 沉井和沉箱591

1.3.5 锚拉基础591

1.4 上部结构对地基变形的适应能力592

1.4.1 上部结构按刚性进行分类592

1.4.2 柔性结构593

1.4.3 刚性结构594

1.4.4 半刚性结构594

1.5 建筑物变形验算与控制594

1.5.1 建筑物变形的特征594

1.5.1.1 沉降量595

1.5.1.2 沉降差595

1.5.1.3 倾斜595

1.5.1.4 局部倾斜595

2 地基承载力597

2.1 概述597

2.2 地基的变形和失稳597

2.2.1 临塑荷载Pcr和极限承载力Pu597

2.2.2 竖直荷载下地基的破坏形式598

2.2.3 倾斜荷载下地基的破坏形式600

2.3 极限平衡理论求地基的极限承载力601

2.3.1 极限平衡理论的原理601

2.3.2 无重介质地基的极限承载力——普朗德尔（L.Prandtl1920）-瑞斯纳（H.Reissner1924）课题603

2.3.3 极限承载力的一般计算公式603

2.3.4 用极限平衡理论求地基极限承载力方法讨论607

2.4 地基极限承载力的其它分析方法609

2.5 地基的容许承载力611

2.6 关于公式几个问题的讨论617

3 天然地基基础设计627

3.1 概述630

3.2 天然地基计算630

3.2.1 基础方案的比较与选择631

3.2.2 基础埋置深度631

3.2.3 基础底面积尺寸的确定632

3.2.4 地基变形计算634

3.2.5 地基稳定性验算638

3.3 浅基础设计664

3.3.1 刚性基础666

3.3.2 独立基础666

3.3.3 墙下条形基础668

3.3.4 柱下条形基础671

3.3.5 筏板基础672

3.3.5.1 筏板基础构造要求692

3.3.5.2 筏板基础内力计算692

3.3.6 箱形基础692

3.3.7 补偿性基础概要693

3.4 深基础设计696

3.4.1 墩基础700

3.4.2 沉井基础700

3.5 基础施工技术安全705

3.5.1 基坑开挖技术安全713

3.5.2 基础施工技术安全714

4 设备基础715

4.1 大块式设备基础的构造和计算715

4.1.1 周期性作用的机器基础715

4.1.2 非周期性作用的机器基础724

4.1.3 冲击作用的机器基础725

4.1.4 落锤碎铁坑的基础731

4.2 桩基础设备的设计和计算734

4.2.1 采用桩基础安置机器的条件及其构造特点734

4.2.2 桩基础的垂直振动计算735

4.2.3 桩基础的水平振动和水平-回转振动的计算737

4.3 框架式基础的设计和计算738

4.3.1 综述738

4.3.2 汽轮机和其它带旋转部分的高频机器框架式基础的设计和计算739

4.3.3 电动-发电机和其它低频机器框架式基础的振动设计和计算743

4.3.4 框架式基础的结构特点和强度计算747

4.4 动力机器和对振动敏感的设备的隔振基础的设计和计算749

4.4.1 综述749

4.4.2 隔振器装置的特点752

4.4.3 动力机器的隔振754

4.4.4 对振动敏感设备的隔振757

5 基础施工排水760

5.1 概述760

5.2 动水压力760

5.3 排水沟和集水坑的设置761

5.4 抽水设备与选用761

6 人工降水764

6.1 概述764

6.2 降水基本理论764

6.2.1 降水增加地基抗剪强度的原理769

6.2.2 降水防治流砂现象的原理770

6.3 井点降水771

6.3.1 轻型井点772

6.3.2 喷射井点780

6.3.3 管井井点783

6.3.4 电渗井点785

6.3.5 回灌井点786

6.4 井点降水计算787

6.4.1 井点降水计算的前提787

6.4.2 计算涌水量787

6.4.3 井点系统涌水量计算790

6.4.4 确定井点管的埋置深度793

6.4.5 确定井点管数量与间距793

6.4.6 确定环形排列完整井群的水头高度793

6.4.7 确定任意排列完整井点系统的水头高度794

6.4.8 选择抽水设备794

6.5 井点管滤网和填砂的选择795

6.5.1 选择滤网和填砂的重要性795

6.5.2 滤水管的填砂条件795

6.5.3 常用滤网类型及规格796

6.5.4 管井回填粒料规格与缠丝间距798

6.6 地下水的不良作用及防治措施798

6.6.1 潜蚀798

6.6.2 流砂799

6.6.3 管涌801

6.6.4 基坑突涌802

6.7 工程实例803

6.7.1 轻型井点降水设计实例803

6.7.2 喷射、电渗井点降水实例805

6.7.3 管井井点降水工程实例808

6.8 井点降水对环境的影响及防范措施816

6.8.1 井点降水影响范围和沉降的计算816

6.8.2 防止井点降水对周围环境产生不良影响的措施817