中国科学院教材建设专家委员会 全国高职高专土木工程专业系列规划教材特别奖 全国高职高专土木工程专业系列规划教材 土力学与地基基础 (第三版) 刘晓立主编 巴商副主编 宫销意 鼻学出版社 北京
中国科学院教材建设专家委员会 全国高职高专土木工程专业系列规划教材特别奖 全国高职高专土木工程专业系列规划教材 土力学与地基基础 （第三版） 刘晓立 主 编 刘 润 高 忠 副主编 北 京
第二版前言 本教材第一版于2001年8月出版。2002年2月国家发布了新的《建筑地基基 础设计规范》(GB50007-2002),并于2002年4月实施。为了使教材与国家现行标 准一致,《新世纪高职高专土建类系列教材》编委会决定对本教材进行重新编写。 夲教材第一版由原山西阳泉煤炭专科学校、华北航天工业学院、山东农业大 学、河北工程技术高等专科学校、原华北矿业高等专科学校及邢台职业技术学院等 单位编写,邓庆阳任主编。修订的主要内容有:重新编写了原教材中与新颁布的《建 筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)不符的有关内容,并针对高职高专土建专 业实践教学的要求,加强了“工程施工及质量检验”的相关内容。本版由华北航天工 业学院刘晓立任主编。各章编写人员如下:邓庆阳(第一、八章)、刘晓立(第六、九、 十章)、刘润(第三、五、十一章)、王芳(第二章)、冯秀玲(第四、七章)、贺新枝(第十 二章)。 在本教材编写和修订过程中,曾得到天津大学、河北工业大学等单位有关同志 的热情帮助和支持,在3致嘛 由于编者水平有限,不买之体在所难免、希望使用本教材的师生和广大读者提 出宝贵意见
第二版前言 本教材第一版于 ２００１ 年 ８ 月出版。 ２００２ 年 ２ 月国家发布了新的枟建筑地基基 础设计规范枠（Ｇ Ｂ ５０００７２００２），并于 ２００２ 年 ４ 月实施。 为了使教材与国家现行标 准一致，枟新世纪高职高专土建类系列教材枠编委会决定对本教材进行重新编写。 本教材第一版由原山西阳泉煤炭专科学校、华北航天工业学院、山东农业大 学、河北工程技术高等专科学校、原华北矿业高等专科学校及邢台职业技术学院等 单位编写，邓庆阳任主编。修订的主要内容有：重新编写了原教材中与新颁布的枟建 筑地基基础设计规范枠（Ｇ Ｂ ５０００７２００２）不符的有关内容，并针对高职高专土建专 业实践教学的要求，加强了“工程施工及质量检验”的相关内容。本版由华北航天工 业学院刘晓立任主编。 各章编写人员如下：邓庆阳（第一、八章）、刘晓立（第六、九、 十章）、刘润（第三、五、十一章）、王芳（第二章）、冯秀玲（第四、七章）、贺新枝（第十 二章）。 在本教材编写和修订过程中，曾得到天津大学、河北工业大学等单位有关同志 的热情帮助和支持，在此一并致谢。 由于编者水平有限，不妥之处在所难免，希望使用本教材的师生和广大读者提 出宝贵意见。 · ｉｉｉ·
第一版前言 《土力学与地基基础》是《新世纪高职高专土建类系列教材》之一,主要内容包 括土的物理性质与工程分类、地基土中应力、地基变形、土的抗剪强度和地基承载 力、土压力及土坡稳定、地基的勘察、验槽与局部处理、浅基础设计、桩基础。全书采 用了国家(部)最新规范、规程和标准,结合高职高专的特点,强调适用性和实用性。 在编写过程中注重理论联系实际,以应用为重点,结合工程实例,做了深入浅出的 说明,同时编入了较多的新技术和新方法。另外,由于我国地域辽阔、幅员广大、土 质各异、地区性强,编写中为了照顾各地区特点,对软土地基、湿陷性黄土地基、膨 胀土地基、冻土地基、山区地基以及人工地基也做了必要的介绍,授课时可结合本 地区特点,因地制宜地取舍。本书按76学时编写。 参加本书编写的有阳泉煤炭专科学校邓庆阳(第一、二、八章)、华北航天工业 学院刘晓立(第六、十章)、山东农业大学土木工程学院刘福臣(第九、十二章)、河北 工程技术高等专科学校张力霆(第七、十一章)、华北矿业高等专科学校刘彭(第 全太大与 编写过程中还得到了山西省建筑科 学研究院宋大为高级工程师的达动表帮,每一并表示感谢。 由于我们的水平有限,教材中难免有不足之处,恳请读者批评指正
第一版前言 枟土力学与地基基础枠是枟新世纪高职高专土建类系列教材枠之一，主要内容包 括土的物理性质与工程分类、地基土中应力、地基变形、土的抗剪强度和地基承载 力、土压力及土坡稳定、地基的勘察、验槽与局部处理、浅基础设计、桩基础。全书采 用了国家（部）最新规范、规程和标准，结合高职高专的特点，强调适用性和实用性。 在编写过程中注重理论联系实际，以应用为重点，结合工程实例，做了深入浅出的 说明，同时编入了较多的新技术和新方法。 另外，由于我国地域辽阔、幅员广大、土 质各异、地区性强，编写中为了照顾各地区特点，对软土地基、湿陷性黄土地基、膨 胀土地基、冻土地基、山区地基以及人工地基也做了必要的介绍，授课时可结合本 地区特点，因地制宜地取舍。 本书按 ７６ 学时编写。 参加本书编写的有阳泉煤炭专科学校邓庆阳（第一、二、八章）、华北航天工业 学院刘晓立（第六、十章）、山东农业大学土木工程学院刘福臣（第九、十二章）、河北 工程技术高等专科学校张力霆（第七、十一章）、华北矿业高等专科学校刘彭（第三、 四章）、邢台职业技术学院田云阁（第五章）。 全书由太原理工大学梁仁旺教授主审，在编写过程中还得到了山西省建筑科 学研究院宋大为高级工程师的大力支持，在此一并表示感谢。 由于我们的水平有限，教材中难免有不足之处，恳请读者批评指正。 · ｖ ·
目录 第三版前言 第二版前言 第一版前言 第一章绪论…… 1.1本学科的形成与发展 1.2本学科的研究对象 1.3本课程的主要内容及学习要求 1.4本教材的主要特色… 思考题…… 第二章土的物理性质及工程分类 2.1土的成因 2.2土的组成、结构与构造………… 23土的物理性质措棕23… 24基本指标的测定 …………………………17 2.5无黏性土的密度 2.6黏性土的物理特性… 2.7土的渗透性 2.8土的压实性 2.9土的工程分类 思考题 习题 第三章地基土中的应力计算 3.1概述 3.2自重应力 3.3基底压力 3.4地基土中的附加应力 47 思考题 63 习题 ………64 第四章地基变形… ………………67 4.1土的压缩性 4.2地基变形的类型
目 录 第三版前言 第二版前言 第一版前言 第一章 绪论………………………………………………………………………… １ １１ 本学科的形成与发展 …………………………………………………… １ １２ 本学科的研究对象 ……………………………………………………… ２ １３ 本课程的主要内容及学习要求 ………………………………………… ３ １４ 本教材的主要特色 ……………………………………………………… ４ 思考题…………………………………………………………………………… ４ 第二章 土的物理性质及工程分类………………………………………………… ５ ２１ 土的成因 ………………………………………………………………… ５ ２２ 土的组成、结构与构造…………………………………………………… ７ ２３ 土的物理性质指标……………………………………………………… １２ ２４ 基本指标的测定………………………………………………………… １７ ２５ 无黏性土的密实度……………………………………………………… １９ ２６ 黏性土的物理特性……………………………………………………… ２２ ２７ 土的渗透性……………………………………………………………… ２６ ２８ 土的压实性……………………………………………………………… ２８ ２９ 土的工程分类…………………………………………………………… ３１ 思考题 ………………………………………………………………………… ３５ 习题 …………………………………………………………………………… ３６ 第三章 地基土中的应力计算 …………………………………………………… ３８ ３１ 概述……………………………………………………………………… ３８ ３２ 自重应力………………………………………………………………… ３９ ３３ 基底压力………………………………………………………………… ４４ ３４ 地基土中的附加应力…………………………………………………… ４７ 思考题 ………………………………………………………………………… ６３ 习题 …………………………………………………………………………… ６４ 第四章 地基变形 ………………………………………………………………… ６７ ４１ 土的压缩性……………………………………………………………… ６７ ４２ 地基变形的类型………………………………………………………… ７２ · ｖｉｉ·
4.3地基最终沉降量计算 75 4.4地基沉降与时间的关系… 82 4.5建筑物沉降观测… 思考题… 习题 第五章土的抗剪强度和地基承载力 5.1土的抗剪强度………… 5.2土的极限平衡条件…………… 5.3抗剪强度指标的确定…………… 5.4地基的临塑荷载和极限荷载 5.5地基承载力的确定 …109 思考题 …113 习题… 第六章土压力及土坡稳定 6.1土压力类型 116 6.2朗肯土压力理论 l17 6.3库仑土压力理论… 121 6.4规范法推荐的座方 127 6.5特殊情况下的王压力计算 ……………………127 6.6重力式挡土墙 6.7板桩墙 ······ …141 6.8土坡稳定分析 思考题 …149 习题 第七章地基勘察、验槽 152 7.1岩土工程勘察阶段与勘察等级 7.2地基勘察方法 7.3地基勘察报告 …163 7.4验槽 思考题 习题 ………………168 第八章浅基础设计…… 169 8.1概述… ………169 8.2常用的基础材料…………… 170 8.3常见的基础类型… 8.4基础埋置深度
４３ 地基最终沉降量计算…………………………………………………… ７５ ４４ 地基沉降与时间的关系………………………………………………… ８２ ４５ 建筑物沉降观测………………………………………………………… ８７ 思考题 ………………………………………………………………………… ８８ 习题 …………………………………………………………………………… ８８ 第五章 土的抗剪强度和地基承载力 …………………………………………… ９０ ５１ 土的抗剪强度…………………………………………………………… ９０ ５２ 土的极限平衡条件……………………………………………………… ９１ ５３ 抗剪强度指标的确定…………………………………………………… ９６ ５４ 地基的临塑荷载和极限荷载 ………………………………………… １０２ ５５ 地基承载力的确定 …………………………………………………… １０９ 思考题………………………………………………………………………… １１３ 习题…………………………………………………………………………… １１３ 第六章 土压力及土坡稳定……………………………………………………… １１６ ６１ 土压力类型 …………………………………………………………… １１６ ６２ 朗肯土压力理论 ……………………………………………………… １１７ ６３ 库仑土压力理论 ……………………………………………………… １２１ ６４ 规范法推荐的土压力计算方法 ……………………………………… １２７ ６５ 特殊情况下的土压力计算方法 ……………………………………… １２７ ６６ 重力式挡土墙 ………………………………………………………… １３２ ６７ 板桩墙 ………………………………………………………………… １４１ ６８ 土坡稳定分析 ………………………………………………………… １４３ 思考题………………………………………………………………………… １４９ 习题…………………………………………………………………………… １４９ 第七章 地基勘察、验槽 ………………………………………………………… １５２ ７１ 岩土工程勘察阶段与勘察等级 ……………………………………… １５２ ７２ 地基勘察方法 ………………………………………………………… １５４ ７３ 地基勘察报告 ………………………………………………………… １６３ ７４ 验槽 …………………………………………………………………… １６５ 思考题………………………………………………………………………… １６８ 习题…………………………………………………………………………… １６８ 第八章 浅基础设计……………………………………………………………… １６９ ８１ 概述 …………………………………………………………………… １６９ ８２ 常用的基础材料 ……………………………………………………… １７０ ８３ 常见的基础类型 ……………………………………………………… １７２ ８４ 基础埋置深度 ………………………………………………………… １７８ · ｖｉｉｉ·