土力学与地基基础

　　本书是普通高等教育“十二五”规划教材。全书共分为16章，内容主要包括土木结构基础工程学概论，地球土的基本特征、渗流问题、抗剪强度、有效应力、侧向土压力、固结问题、承载力，边坡稳定问题，地球岩石及其基本性质，土木结构基础设计，山区地基、软弱地基的工程问题，土木结构基础设计的基本方法，基坑工程设计与施工，基础工程检测及室内试验等。本书可作为高等院校土木工程、工程管理、交通运输工程、铁道工程、水利水电工程、矿业工程、建筑学、城市规划、环境工程等专业的基础课教材，也可作为土木工程行业从业人员的工具书。

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第1章土木结构基础工程学概论1
1·1土木结构基础工程学的特点1
1·2土力学的基本问题2
1·2·1土力学在土木工程中的作用2
1·2·2土力学的主要学科分支4
1·2·3土力学的历史与发展5
1·2·4目前土力学中存在的问题7
1·3岩石学的基本问题9
1·3·1岩石学概貌10
1·3·2岩石力学概貌13
1·4工程地质学的基本问题17
1·4·1工程地质学概貌17
1·4·2工程地质学的学科分支19
1·4·3工程地质学的研究方法20
1·4·4地基勘察的特点与基本要求22
1·5土木结构基础设计的基本问题29
1·6土木结构基础工程学的历史与发展32
思考题与习题33第2章地球土的基本特征34
2·1地球土的形成机理34
2·2地球土的物质组成及结构特征36
2·2·1土的组成特征36
2·2·2土的结构特征41
2·3地球土的物理性质42
2·3·1地球土的三相比例指标42
2·3·2无黏性土（粗粒土）的密实程度44
2·4地球土的水理性质44
2·4·1黏性土的物理状态44
2·4·2土的灵敏度和触变性45
2·5地球土的力学性质45
2·5·1土的压缩性45
2·5·2土的抗剪性47
2·5·3土的击实性48
2·6地球土的工程分类49
2·6·1土木结构基础工程设计中涉及的
岩土的基本特征49
2·6·2土木结构基础工程设计中涉及的
岩土的主要工程特性指标52
2·6·3浅层平板载荷试验的基本要求52
2·6·4深层平板载荷试验的基本要求53
2·6·5抗剪强度指标c、φ标准值的
确定方法53
2·7地球土的机械压实机理54
2·7·1土的压实原理54
2·7·2影响击实效果的主要因素54
2·7·3压实标准的确定与控制55
2·7·4算例57
思考题与习题58第3章地球土中的渗流问题60
3·1地球土中的渗流特征60
3·2地球土体渗流的基本理论60
3·2·1地球土的层流渗透定律60
3·2·2土的渗透试验与渗透系数62
3·3二维渗流与流网65
3·3·1二维渗流及其渗流方程65
3·3·2流网的特征及绘制方法65
3·4渗流导致的工程问题68
3·4·1渗流力68
3·4·2流砂或流土现象68
3·4·3管涌现象和潜蚀作用69
思考题与习题70第4章地球土的抗剪强度71
4·1地球土的剪切破坏71
4·1·1固体间的摩擦强度问题71
4·1·2土的抗剪强度理论72
4·2地球土的抗剪强度试验74
4·2·1常用的抗剪强度试验方法74
4·2·2三轴压缩试验中的孔隙压力系数77
4·3地球土的抗剪分析78
4·3·1饱和黏性土的抗剪强度分析78
4·3·2强度问题中的应力路径81
4·3·3无黏性土的抗剪强度82
思考题与习题83第5章地球土中的有效应力84
5·1地球土中的应力来源及应力计算
基本假定84
5·2地球土中的自重应力85
5·2·1水位线以上土中的竖向自重应力85
5·2·2层状土的自重应力85
5·2·3水位线以下土的自重应力86
5·2·4饱和土中孔隙水压力、有效
应力和总应力86
5·3地球土中的附加应力87
5·3·1基础与地基土间基底压力的分布
特征87
5·3·2基底压力的简化计算87
5·3·3基底附加压力88
5·4地球土的附加有效应力计算89
5·4·1竖向集中力下的地基附加应力89
5·4·2矩形荷载下的地基附加应力计算90
5·4·3圆形荷载下的地基附加应力计算92
5·4·4均布线荷载和条形荷载下的地基
附加应力计算92
5·4·5非均质和各向异性地基中的附加
应力94
思考题与习题94第6章地球土中的侧向土压力96
6·1地球土中侧向土压力的来源96
6·2朗肯土压力理论97
6·2·1无黏性土的主动土压力98
6·2·2黏性土的主动土压力101
6·2·3无黏性土的被动土压力101
6·2·4黏性土的被动土压力102
6·3库仑土压力理论103
6·3·1库仑主动土压力103
6·3·2库仑被动土压力104
6·3·3黏性土和粉土的库仑主动土
压力105
6·3·4朗肯土压力理论和库仑土压力
理论的比较105
6·4其他土压力理论106
6·5侧向土压力导致的工程问题107
思考题与习题109第7章地球土的固结问题111
7·1地球土的固结机理111
7·1·1土的压缩试验112
7·1·2土的压缩曲线与压缩性指标112
7·1·3土的原位荷载试验与变形模量114
7·2地球土的固结理论115
7·2·1饱和土的渗透固结问题115
7·2·2泰萨基的一维固结理论116
7·3地球土固结导致的工程问题117
7·3·1地基最终沉降量计算的分层
总和法118
7·3·2考虑应力历史影响的地基最终
沉降计算方法120
7·3·3斯开普敦法计算最终沉降量123
7·3·4地基沉降与时间的关系125
7·3·5利用沉降观测资料推算后期
沉降量126
思考题与习题127第8章地球土的承载力129
8·1地球土的承载特征129
8·2地球土的承载力计算129
8·2·1浅基础地基的破坏129
8·2·2地基的临界荷载131
8·2·3地基极限承载力的特点132
8·2·4普朗特尔和瑞斯讷极限承载力133
8·2·5泰萨基极限承载力134
8·2·6汉森和维西克极限承载力136
8·3地球土的承载力测试方法139
8·3·1地球土的承载力测试技术139
8·3·2地基容许承载力和地基承载力
特征值141
思考题与习题142第9章边坡稳定问题143
9·1地球边坡的发展与演化143
9·2边坡稳定分析的基本方法143
9·2·1无黏性土坡的稳定性143
9·2·2黏性土坡稳定性分析的特点144
9·2·3黏性土土坡稳定分析的整体圆弧
滑动法144
9·2·4黏性土土坡稳定性分析的毕肖
普条分法145
9·2·5黏性土土坡稳定分析的简布条
分法147
9·2·6黏性土坡顶开裂时的土坡
稳定性148
9·2·7黏性土土体抗剪强度指标及稳定
安全系数的选择148
9·2·8黏性土中水渗流时的土坡
稳定性149
9·2·9几个典型的地基稳定性问题150
9·2·10提高边坡抗滑稳定性的方法151
思考题与习题151第10章地球岩石及其基本性质153
10·1地球岩石的特点与分类153
10·1·1地球的主要造岩矿物153
10·1·2地球岩石的常规分类153
10·1·3地球岩石的主要工程性质157
10·1·4影响地球岩石工程性质的主要
因素162
10·1·5地球岩石的工程分类163
10·2地球围岩的工程性质166
10·3地球围岩的初始应力场170
10·3·1地球围岩初始应力场的形成170
10·3·2地球围岩初始应力场的影响
因素172
10·4地球围岩的二次应力场及位移场173
10·4·1岩石工程开挖后围岩的弹性二次
应力状态及位移状态174
10·4·2岩石工程开挖后围岩形成塑性
区的二次应力状态及位移状态178
10·4·3无支护坑道的稳定性及其破坏182
10·5工程岩体的分级183
思考题与习题190第11章土木结构基础设计192
11·1我国对土木结构基础设计的基本
规定192
11·1·1土木结构基础的形式与特点192
11·1·2土木结构基础设计的基本要求200
11·2基础埋置深度的确定原则204
11·2·1基础埋置深度确定的基本
要求204
11·2·2地基土的冻胀性分类及建筑基底
允许冻土层最大厚度规定206
11·3承载力计算的基本规定207
11·3·1不同情况下的承载力计算
规则207
11·3·2岩基载荷试验的基本要求210
11·3·3岩石单轴抗压强度试验的基本
要求210
11·4变形计算的基本规定210
11·4·1土木工程结构物地基变形计算的
基本要求210
11·4·2附加应力系数a、平均附加应力
系数a的确定213
11·5稳定性计算的基本规定220
思考题与习题221第12章山区地基的工程问题222
12·1山区地基的特点222
12·2山区地基的常见类型222
12·2·1岩石地基222
12·2·2土岩组合地基223
12·2·3填土地基224
12·3滑坡防治理论与技术225
12·4岩溶及土洞的处理方法及基本要求226
12·5边坡处理及挡墙设计227
12·5·1土质边坡处理与重力式挡墙
设计227
12·5·2岩石边坡处理以及岩石锚杆挡墙
设计229
12·5·3挡土墙主动土压力系数ka的
确定方法231
12·5·4岩石锚杆抗拔试验的基本要求233
思考题与习题233第13章软弱地基的工程问题234
13·1软弱地基的特点234
13·2软弱地基的利用与改良234
13·2·1软弱地基利用与改良的基本
原则234
13·2·2软弱地基利用与改良中的建筑
措施235
13·2·3软弱地基利用与改良中的结构
措施236
13·2·4大面积地面荷载处置的技术
措施236
13·2·5大面积地面荷载作用下地基附加
沉降量计算237
思考题与习题238第14章土木结构基础设计的基本
方法239
14·1岩石锚杆基础设计239
14·2无筋扩展基础设计239
14·3扩展基础设计240
14·4柱下条形基础设计245
14·5筏形基础设计246
14·5·1筏形基础设计的基本要求246
14·5·2冲切临界截面周长及极惯性矩
计算方法251
14·6桩基础设计252
14·6·1桩基础设计的基本要求252
14·6·2单桩竖向静载荷试验的基本
要求258
14·6·3桩基础最终沉降量计算方法259
14·6·4单桩水平静载荷试验的基本
要求261
14·6·5单桩竖向抗拔载荷试验的基本
要求263
14·6·6阶梯形承台及锥形承台斜截面
受剪的截面宽度确定方法264
14·6·7摩擦桩单桩竖向承载力估算的
引力元法265
14·6·8基于引力元的群摩擦桩沉降
估算方法268
14·7沉井及地下连续墙设计269
14·7·1沉井基础及地下连续墙设计的
基本要求269
14·7·2沉井的类型和构造269
14·7·3沉井及地下连续墙设计计算272
14·8特殊土地基上的基础设计277
14·8·1湿陷性黄土地基设计277
14·8·2膨胀土地基设计280
14·8·3冻土地区基础工程设计283
14·8·4地震区的基础工程设计286
思考题与习题289第15章基坑工程设计与施工290
15·1基坑工程的设计施工特点290
15·2基坑工程设计的常用方法及要求291
15·2·1基坑工程设计与施工的总体
要求291
15·2·2基坑工程支护结构内支撑设计与
施工的基本要求292
15·2·3基坑工程土层锚杆设计与施工的
基本要求292
15·2·4基坑工程逆作法设计与施工的
基本要求293
15·2·5岩体基坑工程设计与施工的
基本要求294
15·2·6基坑工程地下水控制设计与
施工的基本要求294
15·2·7基坑工程支护结构稳定性验算的
基本要求295
15·2·8基坑工程抗渗流稳定性计算方法
及基本要求297
15·2·9基坑工程土层锚杆试验的基本
要求297
15·2·10基于引力元的基坑坑壁土压力
估算方法298
15·3基坑工程施工的常用方法及要求300
15·3·1水泥土搅拌桩围护结构施工
要点301
15·3·2钢板桩围护结构施工要点301
15·3·3钻孔灌注桩围护结构施工要点302
15·3·4挖孔灌注桩围护结构施工
要点302
15·3·5地下连续墙围护结构施工
要点302
15·3·6支撑与土锚结构施工要点304
15·3·7土钉墙围护结构施工要点304
15·3·8逆作法施工要点304
15·3·9基坑土方工程施工要点305
15·3·10基坑降水施工要点306
15·3·11基坑加固施工要点306
15·3·12基坑工程信息化监测和施工的
基本要点306
15·3·13基坑工程事故的预防309
思考题与习题312第16章基础工程检（监）测及室内
试验314
16·1基础工程检测、监测的基本要求314
16·1·1基础工程检测、监测的基本
规定314
16·1·2基础工程检验的主要内容
及要求314
16·1·3基础工程施工监测的主要内容及
要求315
16·1·4土工试验的基本要求及试样制备
方法316
16·2土的颗粒分析试验318
16·3土的密度试验323
16·4土的容重（d4℃,H2O）试验325
16·5土的含水量试验327
16·6土的界限含水量试验329
16·7土的渗透试验331
16·8土的击实试验335
16·9土的压缩试验338
16·10土的无侧限抗压强度试验342
16·11土的直接剪切试验344
16·12土的三轴剪切试验347
思考题与习题350参考文献351