土力学教学绪论.ppt

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1、,土力学(2),Soil Mechanics,张建红岩土工程研究所 新水利馆204Email:此课件仅供岩土工程学习者参考，切勿用于商业用途，切勿以清华大学岩土工程研究所名义开展相关培训、讲座，否则将追究法律责任！,绪论Introduction,一、土力学1与2的关系二、土力学2的重要性三、土力学2的特殊性,绪论 Introduction,一、土力学1与2的关系Soil Mechanics and Foundation Engineering1 二者的关系 密切相关，“土力学与基础工程”区别：土力学1 基本原理 土力学2 应用 专业基础课2 土力学基本原理的广泛应用-举例3 土力学2的主要内容

2、,水利,水电,建筑,交通,海洋,采矿,农业,环境,土石坝,基础工程,港口工程,地下工程,土基上闸坝,海洋平台,固体废物,地下水,矿井支护,矿石采运,大范畴,岩土工程 Geotechnical Engineering 土力学，岩石力学，工程地质Soil Mechanics,Rock Mechanics,Engineering Geology,土力学应用地基与基础,国家大剧院三个主厅 歌剧厅 电影厅 音乐厅,连续墙加锚杆,排桩加锚杆,土力学应用地基与基础,国家大剧院,26m,32.5m,土力学应用地基与基础,土力学应用地基与基础,土力学应用地基与基础,2008年北京第29届奥运会主体育场，承担开、

3、闭幕式和田径比赛等主要赛事。“鸟巢”方案，建筑面积25万m2，观众席10万个，临时坐席2万个。世界最大。,国家体育场,土力学应用地基与基础,国家体育场,土力学应用地基与基础,位于奥林匹克公园东南部与国家游泳馆(水立方)相对,国家体育场,土力学应用地基与基础,屋盖巨型钢珩架(门架型网架)结构由环行布置在看台外部的24根组合柱支撑，组合柱柱间距35m。,国家体育场,土力学应用地基与基础,国家体育场,土力学应用地基与基础,王府井大街京广广场,土力学应用地基基础,土力学应用地铁,土力学应用地基基础,意大利悬索桥2014年建成连接西西里意大利大陆,桥跨度3300m，宽65m，400高双塔，穿过Messi

4、na海峡。锚定块尺寸 100 x 50 x 40m,能承受0.65g 地震，设计寿命200年。,土力学应用桥梁基础,Hgsfjord crossing Tunnel held down by anchors and tethersLength:1400 mMax.water depth:155 mMax.depth to rock:350 m,土力学应用海底隧道,土力学应用海洋平台,课程主要内容,挡土结构土压力边坡稳定分析地基勘察地基承载力天然地基上的浅基础 桩基础 地基处理,绪论 Introduction,一、土力学1与2的关系1 二者的关系 土力学基本原理土力学2工程应用2 土力学基本原理

5、的广泛应用3 本学期土力学2的主要内容7章内容,1 工程事故,二 土力学2的重要性,土力学2的重要性,土力学2的需求工期和造价,1 工程事故,事故有三类1)规范允许的破坏，如自然灾害和地质灾害导致的超过设计标准的荷载2)对特殊情况的认识不足，基本概念不清楚3)违背勘察、设计、施工、管理规范,土力学2的重要性工程事故,我国建筑市场问题多，豆腐渣工程。基础工程首当其冲,因为是隐蔽工程，偷工减料容易。18%以上新建工程为不合格工程，一般病害的机率为10%-30%,土力学2的重要性工程事故,1 工程事故,基础工程中设计失误40%,施工问题60%,包括*勘探不清*地基基础方案不当，*不均匀沉降*管理混乱

6、：无照设计，偷工减料，层层转包回扣，技术力量不足,Failure of Payatas Landfill,Philippines(2001),土力学2的重要性工程事故,Jackup Platform for drilling(short-term),土力学2的重要性工程事故,土力学2的重要性工程事故,某谷仓的地基整体破坏,Courtesy:Government of the Hong Kong Special Administrative Region,土力学2的重要性工程事故,Landslide,1964年日本新泻(Niigata)地震地基的大面积液化,土力学2的重要性工程事故,土力学2的重

7、要性工程事故,1998年8月7日九江大堤因管涌溃决,土力学2的重要性,马来西亚富人住宅,腐败造成事故,1993,腐败造成事故,The rising dust is mainly from the crushing of the concrete,腐败造成事故,腐败造成事故,腐败造成事故,腐败造成事故,上天入地下海探月 月壤高层建筑,目前北京上海普遍为25层以上的高层建筑，有数千栋楼同时在建(地价高)。入地 地铁 近五年到十年内有飞速发展 下海 平台基础，海底空间站,土力学2的重要性工程需求,土力学2的需求,“紧”,“近”,“深”,上海地区建筑基坑,“大”,3 工期和造价我国一般民用工程造价中基

8、础工程占1/3-1/4，软土和复杂情况要高于这个比例。桥梁占50%70%。工期*人工降水和开挖：清华图书馆，短桩。*预压固结*气候影响，降雨引发事故 五道口商场*施工和测试，如静载试验,土力学2的重要性工期造价,1 工程事故,二 土力学2的重要性,土力学2的重要性,土力学2的需求工期和造价崔京浩 伟大的土木工程 丛书所有事业中土木工程先行,三 土力学2的特殊性,土力学2的特殊性,1 课程特点：专业基础课,(1)主要内容(2)实践环节(3)更新,2 多变性3 方案与设计的灵活性,(1)主要内容 为什么-基本原理，基本原理相对不变 怎么做：依据规范，规范是行业的法律，代表人们目前的认识水平,土力学

9、2的特殊性课程特点,1 课程特点：专业基础课,(2)实践环节 课程设计和作业 现场演示试验(1次)案例分析,(3)更新,规范更新，标志认识水平的提高，时效性。GB 50007-2002工艺更新，如各种地基处理方法和技术认识更新。高层建筑和深基坑支护工程,土力学2的特殊性课程特点,2 多变性,源于地质条件的复杂性，气候和人文因素。基础工程是一个系统工程，集复杂性，技术性，艺术性，强烈依赖经验和判断。(1)大区域变化(2)小区域变化(3)局部变化(4)人类活动造成的不良地质问题,土力学2的特殊性多变性,(1)大区域(地域)的变化区域特殊土 西北：湿陷性黄土 西南：红土，膨胀土,印度的黑棉土 西北和

10、东北的冻土,西北河套的水渠 广东的残积土北京：为永定河(古金沟河)洪冲击扇，远离出海口，固结过程已完成，俗称老粘性土（better than average）,土力学2的特殊性-区域地质变化,上海 广州 天津 福州：近海淤积，淤泥土，淤泥质土，但是又各有不同：广州福州的基岩浅，而上海的深(承载力老八吨),土力学的特殊性区域地质变化,土力学2的特殊性-区域地质变化,云南红土,土力学2的特殊性-区域地质变化,土力学2的特殊性-区域地质变化,北京地形和地下水分布,(2)小区域变化 清华大学：南北高差八米。以三、四教为界分为东西区，西部比东部低3.3米，西部的故河道，池塘和淤泥草炭土比较厚。土性不均匀

11、。东部土质较好。,土力学2的特殊性-区域地质变化,(3)局部变化 建筑物地基范围内地质条件变化,四教学楼,土力学2的特殊性-区域地质变化,一教学楼,(4)人类活动造成的不良地质问题,防空洞 1969年深挖洞，清华从学生宿舍区经家属区到附小院内，有南北贯通的防空洞。古井，古墓和废弃的白薯窖，汽车楼施工中发现的王爷坟、汉墓；南八楼和四教挖出很大的半球形的三合土墓。化粪池，学生宿舍21号楼开挖时发现一个混凝土化粪池，呈圆柱形，直径7m,深5m。人工填土 清华园曾河道密布，地形起伏，地下水丰富，北区和西游泳池60年代还有自喷泉。后大兴土木，削山填河，形成许多故河沟,土力学2的特殊性-区域地质变化,3

12、方案与设计的灵活性,三种方案可能都可以,要做方案的技术经济比较,杂填土,软土,好土,如何设计地基基础?,土力学2的特殊性灵活性,投资风险和效益的综合考虑开挖是否支护,高层建筑，深基坑，开挖是否支护？通常是有风险有效益,因为是临时工程，投标较低，伴以事故发生，土钉支护事故率50%兰旗营住宅开挖九米无支护，周围没有建筑物穆斯林大厦，采用地下连续墙和两、三排锚杆结合,土力学2的特殊性灵活性,穆斯林大厦基坑,土力学2的特殊性灵活性,工期节约工期可以早收益。费用与效益综合考虑。王府井地区的改造，因为寸土寸金。预压固结 不做砂井，固结要2年；做砂井，需要3个月,土力学2的特殊性灵活性,三 土力学2的特殊性,土力学2的特殊性,1 课程特点：专业基础课,(1)主要内容(2)实践环节(3)更新,2 多变性3 方案与设计的灵活性,为什么？,1 为什么要学习土力学2？2 如何学习？感性、艺术性 知其然，然后知其所以然,*土力学1基本概念，土力学2的基本原理*基于对物理现象的理解*面对工程抓主要矛盾*了解工程关键技术问题的*参与式、讨论式、积极主动,希望大家将来设计不要出次品！,3 如何考试？考试：基本概念清楚，基本计算熟练题型：选择，判断，计算4 教材和参考书土力学 陈仲颐等 基础工程周景星等 请参阅网上提供的参考书,