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第一篇 岩土工程勘察第一章 地质学基础知识3

第一节 地质作用3

一、地球的一般特征3

二、内力地质作用7

三、外力地质作用11

第二节 矿物和岩石27

一、主要造岩矿物28

二、岩浆岩33

三、沉积岩40

四、变质岩46

第三节 地质构造49

一、地壳运动49

二、板块构造学说51

三、地层年代的确定方法54

四、地层与地质年代55

五、地层接触关系59

六、倾斜构造61

七、褶皱构造66

八、断裂构造69

九、地质力学及其在工程地质方面的应用80

十、中国区域地质构造93

十一、地质图94

第四节 第四纪地质101

一、第四纪地层101

二、新构造运动和活动断裂107

三、中国第四纪地层111

第五节 地貌117

一、地貌的成因及分类117

二、山岳与平原地貌120

三、流水地貌123

四、海成地貌128

五、常见特殊环境下的地貌130

第二章 岩土工程勘察134

第一节 勘察工作的布置134

一、岩土工程勘察分级134

二、岩土工程勘察工作的布置135

第二节 岩土的分类及其鉴别特征157

Ⅰ 岩石的分类157

一、岩石按成因分类157

二、岩石按坚硬程度分类159

三、岩体按完整程度分类160

四、岩体按基本质量等级分类161

五、岩石按风化程度分类161

六、岩石按软化程度分类161

七、岩体按岩石的质量指标（RQD）分类162

八、岩体按结构类型分类162

Ⅱ 土的分类162

一、国家标准《土的分类标准》（GBJ 145—1990）的分类162

二、国家标准《岩土工程勘察规范》（GB 50021—2001）（2009版）的分类166

三、行业标准《港口岩土工程勘察规范》（JTS 133—1—2010）的分类170

四、水利部行业标准《土工试验规程》（DL/T 5355—2006）中的土分类176

五、行业标准《铁路桥涵地基和基础设计规范》（TB 1002.5—2005）的分类180

六、行业标准《公路土工试验规程》（JTJ 051—1993）中的土分类185

Ⅲ 土的野外鉴别193

一、碎石土密实程度的野外鉴别193

二、砂土的野外鉴别194

三、黏性土、粉土的野外鉴别194

四、新近沉积土的野外鉴别195

五、细粒土的简易鉴别195

第三节 工程地质测绘与调查196

一、基本要求196

二、工作方法197

三、资料整理及成果198

第四节 勘探、取样及水、土腐蚀性评价198

一、工程地质钻探的基本方法及适用范围198

二、工程地质钻探的技术要求199

三、井探、槽探、洞探201

四、土样的分级及取样技术要求201

五、取土器的规格、性能及适用范围202

六、工程物探的基本原理及成果应用205

七、水和土腐蚀性的评价209

第五节 岩土工程评价212

一、岩土工程指标的统计与选用212

二、岩土工程分析评价214

三、成果报告的基本要求216

第三章 室内试验220

第一节 室内岩石试验220

一、试件制备与量测220

二、岩石空隙性质试验220

三、岩石水理性质试验224

四、岩石声波测试228

五、岩石强度和变形试验230

六、岩石结构面抗剪强度试验238

七、岩体软弱夹层剪切蠕变试验241

八、岩石点荷载强度试验246

第二节 室内土工试验252

一、土的物理性质试验252

二、土的密度试验275

三、土的变形试验282

四、土的强度试验300

五、土的流变试验313

第四章 原位测试324

第一节 载荷试验324

一、平板载荷试验324

二、螺旋板载荷试验335

三、桩基载荷试验338

第二节 静力触探试验349

一、静力触探设备350

二、静力触探探头350

三、我国常用的静力触探量测记录仪器（三种类型）353

四、静力触探现场试验要点353

五、静力触探资料整理354

六、静力触探成果应用357

第三节 圆锥动力触探试验365

一、试验设备及试验要求366

二、资料整理369

三、轻型动力触探（N10）369

四、重型动力触探（N63.5）371

五、超重型动力触探（N120）376

六、其他类型的动力触探380

七、动贯入阻力的计算和应用382

第四节 标准贯入试验384

一、简述384

二、试验方法384

三、资料整理387

四、成果应用389

第五节 十字板剪切试验399

一、基本原理399

二、试验仪器设备（三种类型）399

三、现场试验技术要求402

四、适用条件403

五、资料整理和应用404

第六节 旁压试验406

一、试验仪器407

二、操作要点407

三、资料整理409

四、工程应用414

第七节 扁铲侧胀试验417

一、试验原理417

二、试验设备418

三、试验要点418

四、资料整理419

五、成果应用419

第八节 现场剪切试验423

第九节 波速测试433

一、单孔法434

二、跨孔法436

三、波速在工程中的应用437

第十节 岩体原位应力测试439

一、岩体表面应力测量440

二、钻孔孔径变形法443

三、钻孔孔壁应变法447

四、钻孔孔底应变法450

五、水压致裂法452

第五章 水文地质455

第一节 地下水的类型及工程性质455

一、自然界中的水455

二、地下水的物理性质和化学性质459

三、地下水的类型及特征461

四、泉的类型与特征467

第二节 地下水运动的基本规律469

一、重力水运动的基本规律469

二、包气带中地下水的运动481

三、结合水运动规律483

四、二维渗流及流网483

五、渗流力与渗流稳定性分析487

六、渗透破坏与控制489

第三节 注水试验492

一、试坑注水试验492

二、钻孔注水试验494

第四节 抽水试验499

一、抽水试验的目的、方法和要求499

二、抽水试验资料整理500

三、水文地质参数计算501

四、水文地质参数经验值501

五、抽水试验的设备仪器505

第五节 压水试验506

一、压水试验的目的506

二、压水试验的方法和类型506

三、压水试验的主要参数506

四、钻孔压水试验现场试验510

五、压水试验成果整理511

六、压水试验设备及要求512

七、测量流量用具513

第二篇 岩土工程设计的基本原则第一节 岩土工程设计的基本技术要求和特点519

一、基本技术要求519

二、设计基础资料519

三、岩土工程设计的特点520

第二节 概念设计521

一、概念设计的必要性521

二、安全和功能要求521

三、设计条件的概化522

四、注意事项522

第三节 设计荷载与设计状态524

一、荷载的类型524

二、荷载的代表值526

三、结构极限状态528

四、建筑结构极限状态设计方法及荷载组合530

五、公路桥梁工程设计的荷载组合531

六、建筑地基基础设计方法及荷载规定532

七、建筑地基基础设计基本要求532

第四节 设计安全度和可靠性534

一、基本概念534

二、容许应力法和极限状态法535

三、作用和岩土特性参数536

四、定值法和可靠度536

五、安全系数和分项系数537

第五节 实体试验、检验和监测、动态设计538

一、实体试验538

二、检验和监测539

三、动态设计539

四、反分析540

第三篇 浅基础543

第一章 土的工程性质543

第一节 概述543

第二节 土的三相组成及土的结构543

一、土的固体颗粒（固相）543

二、土中水和气549

三、土的结构和构造555

第三节 土的物理性质指标557

一、指标的定义557

二、指标的换算560

第四节 无黏性土的密实度562

第五节 黏性土的物理特性563

一、黏性土的界限含水量563

二、黏性土的塑性指数和液性指数564

三、黏性土的灵敏度和触变性565

第六节 土的动力特征566

一、土的压实原理566

二、击实试验及其影响因素567

三、土的振动液化571

四、土的动力特征参数简介574

第二章 土中应力计算577

第一节 土的自重应力577

一、均质土的自重应力577

二、成层土的自重应力577

第二节 基底压力578

一、基底压力分布579

二、基底压力的简化计算579

三、基底附加压力581

第三节 地基附加应力582

一、竖向集中力下的地基附加应力582

二、分布荷载下地基附加应力585

三、非均质和各向异性地基中的附加应力596

第四节 有效应力原理598

一、毛细水上升时土中有效自重应力的计算599

二、土中水渗流时（一维渗流）有效应力计算600

第三章 土的变形性质及地基沉降计算602

第一节 土的压缩性602

一、基本概念602

二、压缩试验及压缩性指标602

三、土的载荷试验及变形模量602

四、旁压试验及旁压模量602

第二节 地基最终沉降量计算604

一、分层总和法604

二、《建筑地基基础设计规范》方法608

三、弹性力学法613

第三节 应力历史对地基沉降的影响616

一、天然土层应力历史616

二、先期固结压力pc的确定617

三、考虑应力历史影响的地基最终沉降计算617

第四节 地基变形与时间的关系619

一、饱和土的渗透固结620

二、太沙基一维固结理论620

三、实测沉降—时间关系的经验公式625

第五节 地基沉降计算有关问题综述626

一、最终沉降量方法讨论626

二、地基沉降计算深度问题探讨627

三、地基最终沉降量的组成628

四、相邻荷载的影响629

第四章 土的抗剪强度630

第一节 土的抗剪强度概述630

一、库仑公式630

二、莫尔—库仑强度理论631

第二节 抗剪强度的测定方法633

第三节 孔隙压力系数634

一、孔隙压力系数A和B634

二、亨开尔孔隙压力系数636

第四节 土的抗剪强度指标636

一、黏性土在不同固结和排水条件下的抗剪强度指标637

二、黏性土的残余强度指标644

三、无黏性土的抗剪强度指标645

四、抗剪强度指标的选择646

第五节 应力路径647

一、应力路径的基本概念647

二、三轴压缩试验中的总应力路径和有效应力路径648

三、土木工程中的应力路径问题简述650

第五章 地基承载力652

第一节 地基破坏形式及地基承载力652

一、地基的破坏形式652

二、地基承载力653

第二节 地基的极限承载力655

一、普朗德尔公式655

二、太沙基公式656

三、汉森公式657

四、地基承载力的安全度658

五、影响地基承载力的因素659

第三节 原位测试地基的承载力659

一、按载荷试验确定地基的承载力659

二、其他原位测试方法确定地基承载力661

第四节 建筑地基承载力特征值的修正662

第五节 公路桥涵地基承载力的确定664

一、承载力基本容许值［fa0］的确定664

二、修正后的地基承载力容许值［fa］的确定666

三、软土地基承载力容许值［fa］的确定667

四、地基承载力容许值［fa］的确定668

第六节 铁路桥涵地基承载力确定668

一、地基容许承载力668

二、地基承载力的提高673

第七节 港口工程地基承载力确定673

一、一般规定673

二、作用于计算面上的应力674

三、地基承载力验算675

四、保证与提高地基承载力的措施678

第六章 浅基础设计680

第一节 建筑地基基础设计基本要求680

第二节 浅基础的定义与分类681

一、浅基础的定义与设计步骤681

二、浅基础的分类682

第三节 基础埋置深度的选择686

一、建筑基础埋置深度的选择686

二、桥涵基础埋深的选择689

第四节 地基承载力的确定690

一、地基的破坏形式690

二、地基承载力的确定691

第五节 基础底面尺寸的确定691

一、建筑物基础底面尺寸确定691

二、公路桥梁墩台刚性扩大基础底面尺寸的确定697

第六节 地基基础的稳定性验算698

一、基底抗滑稳定性验算698

二、地基深层整体滑动稳定性验算699

三、桥涵基础抗倾覆稳定验算700

第七节 刚性扩展基础设计701

一、建筑物刚性基础701

二、公路桥涵刚性扩大基础尺寸的拟定703

第八节 钢筋混凝土扩展基础704

一、墙下钢筋混凝土条形基础704

二、柱下独立扩展基础706

三、钢筋混凝土扩展基础构造要求708

第九节 减小不均匀沉降危害的措施715

一、建筑措施715

二、结构措施717

三、施工措施718

第十节 地基、基础与上部结构相互作用的概念718

一、基本概念718

二、地基和基础相互作用719

三、上部结构刚度的影响721

第十一节 筏形基础722

一、筏形基础的构造要求722

二、筏形基础底面尺寸的确定722

三、筏形基础厚度确定723

四、筏形基础内力计算726

第十二节 箱形基础727

一、箱形基础内力计算727

二、箱形基础顶板和底板计算728

三、箱形基础墙体的构造及计算要求729

第十三节 动力基础设计730

一、动力基础的形式和特点730

二、地基主要动力参数735

第四篇 深基础743

第一章 桩的类型、选型与布置743

第一节 桩的类型743

一、按承载性状分类743

二、按桩的使用功能分类744

三、按桩身材料分类744

四、按成桩方法分类744

五、按桩径大小分类745

第二节 桩型与工艺选择745

一、桩型选择的基础原则745

二、桩基几何尺寸的选择746

第三节 桩的布置748

第四节 我国现有的桩型体系749

第五节 我国桩基工程发展的特点752

第二章 单桩竖向承载力754

第一节 单桩在竖向荷载作用下的荷载传递机理和破坏机理754

一、桩的荷载传递754

二、桩侧摩阻力和桩端阻力755

三、单桩的破坏模式756

四、桩侧负摩阻力757

第二节 单桩竖向静载荷试验758

一、单桩竖向静载荷试验装置与试验方法758

二、成果资料的整理760

三、极限承载力的判定760

四、单桩竖向静载荷试验结果异常情况的分析与处理761

第三节 《建筑桩基技术规范》（JGJ 94—2008）关于单桩竖向承载力的有关规定765

一、单桩竖向极限承载力765

二、《建筑桩基技术规范》（JGJ 94—2008）中关于单桩竖向极限承载力的规定767

第四节 《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2002）关于单桩竖向承载力的有关规定776

一、单桩竖向承载力776

二、单桩竖向静载荷试验要点777

三、桩身混凝土强度应满足桩的承载力设计要求778

第五节 《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63—2007）关于单桩竖向承载力的有关规定778

一、桩的计算778

二、摩擦桩单桩轴向受压承载力容许值［Ra］的计算779

三、钻孔桩、沉桩的单桩轴向受压承载力容许值［Ra］的计算782

四、桩基嵌入基岩中深度的计算783

五、后压浆单桩轴向受压承载力容许值的计算783

六、摩擦桩单桩轴向受拉承载力容许值的计算784

第六节 按《铁路桥涵地基基础设计规范》（TB 10002.5—2005）确定单桩承载力785

第三章 群桩竖向承载力790

第一节 基本概念790

一、群桩的工作特点790

二、承台下土对荷载的分担作用791

第二节 按《建筑桩基技术规范》（JGJ 94—2008）确定桩基承载力特征值792

一、桩顶作用效应计算792

二、桩基竖向承载力计算793

第三节 其他标准关于群桩竖向承载力的计算794

第四章 特殊条件下基桩竖向承载力验算799

第一节 考虑负摩阻力桩基竖向承载力计算［《建筑桩基技术规范》（JGJ 94—2008）］799

第二节 按《建筑桩基技术规范》（JGJ 94—2008）进行抗拔桩基承载力验算802

第三节 软弱下卧层验算804

第四节 其他标准关于特殊地质条件下桩基竖向承载力的规定804

第五章 桩基沉降计算806

第一节 桩基沉降变形控制指标［《建筑桩基技术规范》（JGJ 94—2008）］806

第二节 根据《建筑桩基技术规范》（JGJ 94—2008）进行桩中心距不大于6倍桩径的桩基沉降计算807

第三节 按《建筑桩基技术规范》（JGJ 94—2008）进行单桩、单排桩、疏桩基础沉降计算809

第四节 按《建筑桩基技术规范》（JGJ94—2008）进行减沉复合疏桩基础沉降计算810

第五节 其他标准中桩基础的沉降计算811

第六章 桩基水平承载力816

第一节 《建筑桩基技术规范》（JGJ 94—2008）关于桩基水平承载力的有关规定816

一、单桩水平静载试验方法及根据静载试验结果确定临界荷载和极限荷载816

二、单桩基础水平承载力818

三、群桩基础水平承载力820

第二节 《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2002）关于桩基水平承载力的有关规定822

一、计算参数823

二、单桩挠曲微分方程及解答824

三、桩顶水平位移826

四、桩身最大弯矩及其位置826

第三节 水平受荷桩的内力及位移分析827

第七章 承台设计计算828

第一节 承台及布桩形式828

第二节 按《建筑桩基技术规范》（JGJ 94—2008）进行承台抗弯计算830

第三节 按《建筑桩基技术规范》（JGJ 94—2008）进行承台抗冲切计算831

一、柱冲切计算831

二、角冲切计算833

第四节 按《建筑桩基技术规范》（JGJ 94—2008）进行承台受剪计算835

第五节 其他标准的承台计算837

第八章 桩基工程施工841

第一节 桩基工程施工的准备工作841

第二节 灌注桩施工841

一、灌注桩的机械成孔方法841

二、钢筋笼的制作843

三、泥浆扩壁成孔灌注桩843

四、沉管灌注桩846

五、混凝土的灌注848

六、特殊施工方法的灌注桩850

第三节 预制桩施工853

一、混凝土预制的制作853

二、混凝土预制桩的接桩855

三、混凝土预制桩的沉桩856

四、钢桩的制作859

五、钢桩的焊接、运输与堆放860

六、钢桩的沉桩860

七、钢桩施工质量检验标准861

第四节 预应力混凝土管桩862

一、管桩的特点与使用条件863

二、管桩的规格和技术性能863

三、预应力混凝土管桩的构造要求与外观质量要求864

四、预应力混凝土管桩的施工867

五、预应力混凝土管桩质量检验标准867

第五节 预制桩沉桩对环境的影响分析及防治措施868

一、沉桩对环境的影响868

二、沉桩对环境影响的分析与评价868

三、防治与控制措施869

第九章 沉井基础及其他深基础871

第一节 概述871

一、沉井的作用及适用条件871

二、沉井的分类871

三、沉井基础的构造873

第二节 沉井的施工875

一、旱地沉井施工875

二、水中沉井施工877

三、泥浆套和空气幕下沉沉井施工简介878

四、沉井下沉过程中遇到的问题及处理879

第三节 沉井的设计与计算880

一、沉井作为整体深基础的计算880

二、沉井施工过程中的结构强度计算884

三、浮运沉井计算要点888

第四节 沉井基础算例890

一、设计资料890

二、沉井高度及各部分尺寸890

三、荷载计算891

四、基底应力验算892

五、横向抗力验算892

六、沉井自重下沉验算892

七、刃脚受力验算893

八、井壁受力验算895

第五节 其他深基础简介896

一、墩基础896

二、地下连续墙897

三、基坑工程的概念及特点898

四、基坑支护结构的类型及适用条件899