土质土力学01绪论.ppt
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1、土质土力学,关于土的工程特性的科学,从事岩土工程勘察主要的一门课程,实践性强。,教材与参考书,第一章 绪论,1、教材(1)土质学与土力学 许惠德等编,中国矿业大学出版社,1995(2)土质土力学实验指导书,自编2、参考书唐大雄的工程岩土学(第二版)陈希哲的土力学地基基础(第四版)高大钊的土质学与土力学(第三版)南京大学编写的工程地质学等。,一、土质学与土力学在工程地质学中的地位,第一章 绪论,1工程建设的种类及存在的地质问题,工程建设的种类:房屋建筑水利水电工程地下工程(隧道、矿井等)道路、桥梁工程,第一章 绪论,地质环境与工程建设相互制约,第一章 绪论,工程建设与地质环境之间的关系在工程地质
2、学中归结为两个方面:,(1)工程地质条件,(2)工程地质问题,第一章 绪论,2工程地质条件工程地质条件是工程建设开始前已经客观存在的、对工程建设有影响的地质条件。一般认为由以下六个因素构成:岩土及其工程性质地质结构地形地貌水文地质物理地质作用天然建筑材料,工程地质条件可通过工程地质勘察进行查明,是工程地质工作基本任务。,第一章 绪论,3工程地质问题工程建设过程中及建设后产生的工程建设引起的地质条件的改变而产生的新的地质和环境问题。,工程地质问题的具体类型与工程类型有关:房屋建筑地基变形(下沉或差异下沉),地基强度(稳定性)等水利水电工程坝基、坝肩稳定性,水库渗漏,库岸稳定性,水库淹没,边坡稳定
3、性,地下厂房围岩稳定性等基坑工程地下水问题,渗透变形,边坡等道路、桥梁工程路基变形、稳定性,桥墩、桥台稳定性,隧道稳定性等区域稳定性、边坡等问题是各类工程均存在的问题。,工程地质问题是后生的,是工程不能适应地质环境的表现,在工程兴建之前是不存在的,不能通过勘察来查明,只能通过工程地质条件与工程相互作用过程进行分析研究和预测预报。是工程勘察的核心任务,难点所在。,第一章 绪论,(1)工程地质学的定义调查、研究和解决与工程建设有关的地质条件和地质问题的科学。性质:地质学在工程中的应用的科学,属地质学范畴;是地质学与工程建设相互交叉和渗透形成的边缘学科;为工程建设服务的实践性极强的科学。,4土质土力
4、学在工程地质学中的地位,第一章 绪论,土与工程建设关系密切:土是地基、围岩、或建筑材料(土料)。土的性质直接影响工程建设的顺利施工与正常使用,也影响规模。土质学是工程地质学的理论基础之一,也是其重要的组成部分。土力学是土质学的延伸和发展。,(2)土质土力学在工程地质学中的地位,第一章 绪论,5土质学与土力学研究意义Peck(1962):地下工程是一门技艺,土力学是一门工程科学,。我们应当很好地回想和分析,为使地下工程成功地付诸实施所必不可少的先决条件,至少有三点:通晓先例,精通土力学,以及具有地质学的工作知识。,比萨斜塔:意大利比萨斜塔始建于1173年8月,由著名建筑师那诺.皮萨诺主持修建。它
5、位于罗马式大教堂后面右侧,是比萨城的标志。动工五六年后,塔身从三层开始倾斜,直到完工还在持续倾斜,在其关闭之前,塔顶已南倾(即塔顶偏离垂直线)4.5m。1990年,意大利政府将其关闭,开始进行整修。经过12年的修缮,耗资约2500万美元,斜塔被扶正44cm,基本达到了预期的效果。专家认为,只要不出现不可抗拒的自然因素,经过修复的比萨斜塔,300年内将不会倒塌。2001年12月15日起再次向游人开放。,精通先例:变形,比萨斜塔从地基到塔顶高58.36m,从地面到塔顶高55m,钟楼墙体在地面上的宽度是4.09m,在塔顶宽2.48m,总重约14453t,重心在地基上方22.6m处。圆形地基面积为28
6、5m2,对地面的平均压强为497KPa。目前的倾斜约10%,即5.5度,偏离地基外沿2.3m,顶层突出4.5m。,1173年8月9日开始建造时的设计是垂直竖立的,原设计为8层,高54.8m。1185年,当钟楼兴建到第4层时发现由于地基不均匀和土层松软,导致钟楼已经倾斜偏向东南方,工程因此暂停。1231年,工程继续,建造者采取各种措施修正倾斜,刻意将钟楼上层搭建成反方向的倾斜,以便补偿已经发生的重心偏离。1278年进展到第7层的时候,塔身不再呈直线,而是为凹形。工程再次暂停。1360年,在停滞了差不多一个世纪后钟楼向完工开始最后一个冲刺,并作了最后一次重要的修正。1372年摆放钟的顶层完工。,比
7、萨斜塔之所以会倾斜,是由于它地基下面土层的特殊性造成的。比萨斜塔下的有好几层不同材质的土层,各种软质粉土的沉淀物和非常软的粘土相间形成,而在深约一米的地方则是地下水层。这个结论是在对地基土层成份进行观测后得出的。最新的挖掘表明,钟楼建造在了古代的海岸边缘,因此土质在建造时便已经沙化和下沉。,类似的例子苏州虎丘塔:虎丘斜塔,塔高47m,八角七层,青砖造就,此塔建于五代后周显德六年(959年),落成于北宋建隆二年(961年),至今已有一千多年历史。这座江南最古老的大型砖塔在建造时地基就有局部沉降,以后历次修葺,并没有控制住塔身倾斜。1976年,该塔出现危险情况,塔墩裂开,墩砖压碎,当时有关部门立即
8、采取临时排险措施。1981年,又进行了第二次加固修缮。使这座古塔控制了倾斜。经测定,塔身的倾斜度和沉降都处于稳定状态,现在塔顶中心偏离塔底中心2.32m,塔身倾斜度为2.47度,被国外建筑学家称为“中国的比萨斜塔”。,上海展览中心馆严重下沉:展览馆中央大厅为框架结构,箱形基础;两翼采用条形基础。箱形基础两层,埋深7.27m。箱基顶面至中央大厅顶部塔尖总高96.63m。由于地基严重下沉,使散水倒坡,建筑物室内外联接、内外各种管网发生断裂,维护、更新付出了相当的代价。,地基为高压缩性淤泥质软土,1954年5月开工后,当年年底实测地基平均下沉量为60cm。1957年6月,中央大厅周围沉降量最大146
9、.55cm,最小122.8cm。以后20年中仅下降20多厘米。由于地基严重下沉,使散水倒坡,建筑物室内外联接、内外各种管网发生断裂,维护、更新付出了相当的代价。,加拿大特朗斯康谷仓:加拿大特朗斯康谷仓平面呈矩形,长59.44 m,宽23.47 m。高31.0m。容积36368 m3。谷仓为圆筒仓,每排13个圆筒仓,共5排65个圆筒仓组成。谷仓的基础为钢筋混凝土筏基,厚61cm,基础埋深3.66m。谷仓于1911年开始施工,1913年秋完工。谷仓自重20000t,相当于装满谷物后满载总重量的42 5%。1913年9月起往谷仓装谷物,仔 细地装载,使谷物均匀分布、10月当谷仓装了31822m3谷物
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