描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787302409786丛书名: 高职高专土木与建筑规划教材
内容简介
本书根据《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2011)、《岩土工程勘察规范》(GB
50021—2001)(2009年版)、《建筑基桩检测技术规范》(JGJ 106—2014)等新规范的要求系统地阐述了土的性质及工程分类、土的压缩性与地基沉降计算、土的抗剪强度与地基承载力、土压力与土坡稳定分析；重点介绍了浅基础设计与施工、桩基础设计与施工，给出了常用土工试验指导；简要介绍了沉井基础与地下连续墙、基坑工程、软弱地基处理和岩土工程勘察的常用方法，以及地震区的地基基础。
本书的特点是理论讲述尽量简化，一般只选择土力学中的基本理论和地基基础工程设计和施工中常见的技术问题，介绍一些典型的基础工程、岩土工程经验，工程实例和计算例题较多。为便于学生复习与练习，各章都附有思考题、习题及参考答案。
本书可作为高等职业院校的建筑工程技术、道路桥梁工程技术、城市轨道交通工程技术等土木工程类专业的教材，也可供建筑设计院、工程勘察院和建筑公司的工程技术人员学习参考。
目 录
目 录
绪论 1
0.1 土力学与地基基础的研究对象 1
0.2 本课程的内容及学习目标 3
第1章 土的性质及工程分类 5
1.1 土的三相组成与结构 5
1.1.1 土的固体颗粒 5
1.1.2 土中水 7
1.1.3 土中气体 8
1.1.4 土的结构 8
1.2 土的物理性质指标与测定 9
1.2.1 三个基本试验指标 10
1.2.2 其他指标 11
1.2.3 指标之间的换算关系 12
1.3 土的物理状态指标 15
1.3.1 黏性土的物理状态指标 15
1.3.2 无黏性土的密实度 17
1.4 土的渗透性 19
1.4.1 土的渗透定律 19
1.4.2 渗透系数的测定与取值 20
1.4.3 渗流力和渗透破坏 21
1.5 地基岩土的工程分类 23
1.5.1 岩石 23
1.5.2 碎石土 23
1.5.3 砂土 24
1.5.4 粉土 24
1.5.5 黏性土 24
1.5.6 人工填土 25
1.6 思考题与习题 26
第2章 土的压缩性与地基沉降计算 28
2.1 概述 28
2.2 侧限条件下土的压缩性 29
2.2.1 室内侧限压缩试验与压缩
曲线 29
2.2.2 侧限压缩性指标 30
2.3 土的压缩性现场试验 31
2.3.1 现场载荷试验 32
2.3.2 土体变形模量与压缩模量
的关系 34
2.4 地基中应力的计算 35
2.4.1 土的自重应力 35
2.4.2 基底压力和附加压力 37
2.4.3 土中应力计算 38
2.5 地基终沉降量计算 40
2.5.1 分层总和法 40
2.5.2 规范推荐方法 42
2.5.3 由实测沉降推算终
沉降量 47
2.6 饱和土单向固结沉降 49
2.6.1 有效应力原理 49
2.6.2 饱和土单向渗透固结 50
2.6.3 沉降与时间的关系计算 51
2.6.4 饱和土固结理论在软黏土
地基处理中的应用 52
2.7 思考题与习题 53
第3章 土的抗剪强度与地基承载力 55
3.1 概述 55
3.1.1 土的强度的工程意义 55
3.1.2 土的强度的构成 56
3.1.3 库仑公式与莫尔-库仑破
坏理论 56
3.1.4 土的极限平衡条件 57
3.2 抗剪强度指标的测定 59
3.2.1 室内直接剪切试验 59
3.2.2 现场十字板剪切试验 62
3.2.3 其他试验方法简介 63
3.3 抗剪强度指标 66
3.3.1 两类土的抗剪强度指标 66
3.3.2 黏性土在不同排水固结
条件下的抗剪强度指标 67
3.3.3 抗剪强度指标的选择 68
3.4 地基承载力 69
3.4.1 地基破坏形式 69
3.4.2 地基承载力理论计算 70
3.4.3 按规范确定地基承载力 75
3.5 思考题与习题 76
第4章 土压力与土坡稳定分析 78
4.1 概述 78
4.2 土压力的类型 79
4.2.1 土压力的类型 79
4.2.2 几类土压力的比较 79
4.3 土压力的计算 80
4.3.1 经验法计算静止土压力 80
4.3.2 朗肯土压力理论 81
4.3.3 库仑土压力理论 88
4.4 挡土墙的设计 91
4.4.1 挡土墙的类型 91
4.4.2 重力式挡土墙的计算与构造 93
4.5 土坡稳定分析 95
4.5.1 影响土坡稳定的因素 95
4.5.2 土坡开挖规定 96
4.5.3 简单土坡稳定分析 97
4.6 思考题与习题 99
第5章 浅基础设计与施工 101
5.1 概述 101
5.1.1 地基与基础设计原则 101
5.1.2 浅基础的分类 104
5.2 基础埋置深度选择 109
5.3 地基计算 116
5.3.1 地基承载力计算 116
5.3.2 地基变形计算 119
5.3.3 地基稳定性计算 120
5.4 基础底面尺寸设计 123
5.4.1 中心荷载作用下的基底
尺寸 123
5.4.2 偏心荷载作用下的基底
尺寸 125
5.5 无筋扩展基础设计 127
5.5.1 无筋扩展基础的适用范围 127
5.5.2 无筋扩展基础的设计及
构造要求 127
5.6 扩展基础设计 131
5.6.1 扩展基础的适用范围 131
5.6.2 扩展基础的构造要求 131
5.6.3 扩展基础的计算 135
5.7 天然地基上浅基础的施工 138
5.7.1 钢筋混凝土扩展基础的
施工要点 138
5.7.2 毛石基础的施工要点 138
5.8 思考题与习题 139
第6章 桩基础设计与施工 141
6.1 概述 141
6.1.1 桩基础的适用性与特点 141
6.1.2 桩与桩基础的分类 142
6.1.3 桩基设计原则 146
6.2 基桩的质量检测 147
6.2.1 低应变法 147
6.2.2 声波透射法 148
6.2.3 钻芯法 149
6.3 竖向承载力 150
6.3.1 竖向荷载下单桩的工作
性能 150
6.3.2 单桩竖向极限承载力
标准值 152
6.3.3 单桩竖向承载力特征值 158
6.3.4 轴心受压桩身承载力计算 158
6.3.5 考虑承台效应的复合基桩
竖向承载力特征值 159
6.4 桩基础设计 160
6.4.1 选择桩型与尺寸 160
6.4.2 桩的数量和平面布置 161
6.4.3 桩基础计算(验算) 163
6.4.4 桩基承台设计 165
6.5 桩基础施工 170
6.5.1 灌注桩施工 170
6.5.2 人工挖孔桩施工 172
6.5.3 预制桩沉桩施工 173
6.6 思考题与习题 175
第7章 沉井基础与地下连续墙 176
7.1 沉井概述 176
7.2 沉井的类型和构造 177
7.2.1 沉井的分类 177
7.2.2 沉井的基本构造 180
7.3 沉井的施工 182
7.3.1 旱地沉井施工 182
7.3.2 水中沉井施工 184
7.3.3 沉井施工过程中的结构
强度计算 185
7.3.4 常见问题及处理 193
7.4 沉井设计简介 194
7.4.1 沉井尺寸 195
7.4.2 承载力与自重验算 195
7.5 地下连续墙简介 201
7.6 思考题与习题 204
第8章 基坑工程 206
8.1 概述 206
8.1.1 基坑工程的主要特点 206
8.1.2 基坑支护结构的类型与
适用条件 207
8.1.3 基坑的破坏类型 209
8.1.4 基坑支护设计原则 210
8.2 排桩支护结构设计 211
8.2.1 土压力的计算 211
8.2.2 悬臂式排桩 213
8.2.3 单层支锚排桩 215
8.3 基坑稳定性分析 220
8.3.1 稳定性分析的作用 220
8.3.2 稳定性理论分析 220
8.3.3 渗流稳定分析 223
8.4 施工与监测 224
8.4.1 地下水控制 224
8.4.2 现场监测 228
8.4.3 土方开挖 230
8.4.4 逆作业施工技术简介 232
8.5 思考题与习题 233
第9章 软弱地基处理 234
9.1 概述 234
9.1.1 软弱地基的特点 234
9.1.2 地基处理的目的 234
9.1.3 地基处理方法的分类和
适用情况 235
9.2 换填垫层法 236
9.2.1 垫层设计 236
9.2.2 垫层施工 238
9.2.3 质量检验 238
9.3 夯实地基 239
9.3.1 概述 239
9.3.2 强夯地基设计与施工 239
9.3.3 质量检验 241
9.4 预压地基 242
9.4.1 概述 242
9.4.2 堆载预压 242
9.4.3 真空预压 243
9.4.4 质量检验与预压效果 244
9.5 复合地基理论 245
9.5.1 复合地基的概念与分类 245
9.5.2 复合地基承载力与变形
计算 246
9.6 竖向增强体复合地基 248
9.6.1 振冲碎石桩复合地基 248
9.6.2 水泥土搅拌桩复合地基 249
9.6.3 旋喷桩复合地基 250
9.7 思考题与习题 251
第10章 岩土工程勘察及地震区
地基基础 252
10.1 概述 252
10.1.1 岩土工程勘察存在的问题 252
10.1.2 岩土工程勘察的目的和
任务 253
10.1.3 岩土工程勘察分级 253
10.2 房屋建筑工程的勘察内容 255
10.2.1 工作内容 255
10.2.2 各阶段勘察的内容 255
10.3 野外勘察方法 257
10.3.1 钻探与取土样 257
10.3.2 触探试验 261
10.3.3 标准贯入试验 267
10.4 室内土工试验内容 268
10.5 勘察报告书的编写 269
10.5.1 勘察报告书的一般内容 269
10.5.2 勘察报告书编写实例 270
10.6 地震区地基基础 274
10.6.1 地震简述 274
10.6.2 土的液化 274
10.6.3 地基基础抗震措施 277
10.7 思考题与习题 278
第11章 土工试验指导 280
11.1 土的密度及含水率试验 280
11.1.1 土的密度试验 280
11.1.2 土的含水率试验 282
11.2 土的颗粒分析试验 284
11.3 液限、塑限联合测定试验 287
11.4 土的击实试验 292
11.5 土的侧限压缩试验 296
11.6 直接剪切试验 301
参考文献 305
绪论 1
0.1 土力学与地基基础的研究对象 1
0.2 本课程的内容及学习目标 3
第1章 土的性质及工程分类 5
1.1 土的三相组成与结构 5
1.1.1 土的固体颗粒 5
1.1.2 土中水 7
1.1.3 土中气体 8
1.1.4 土的结构 8
1.2 土的物理性质指标与测定 9
1.2.1 三个基本试验指标 10
1.2.2 其他指标 11
1.2.3 指标之间的换算关系 12
1.3 土的物理状态指标 15
1.3.1 黏性土的物理状态指标 15
1.3.2 无黏性土的密实度 17
1.4 土的渗透性 19
1.4.1 土的渗透定律 19
1.4.2 渗透系数的测定与取值 20
1.4.3 渗流力和渗透破坏 21
1.5 地基岩土的工程分类 23
1.5.1 岩石 23
1.5.2 碎石土 23
1.5.3 砂土 24
1.5.4 粉土 24
1.5.5 黏性土 24
1.5.6 人工填土 25
1.6 思考题与习题 26
第2章 土的压缩性与地基沉降计算 28
2.1 概述 28
2.2 侧限条件下土的压缩性 29
2.2.1 室内侧限压缩试验与压缩
曲线 29
2.2.2 侧限压缩性指标 30
2.3 土的压缩性现场试验 31
2.3.1 现场载荷试验 32
2.3.2 土体变形模量与压缩模量
的关系 34
2.4 地基中应力的计算 35
2.4.1 土的自重应力 35
2.4.2 基底压力和附加压力 37
2.4.3 土中应力计算 38
2.5 地基终沉降量计算 40
2.5.1 分层总和法 40
2.5.2 规范推荐方法 42
2.5.3 由实测沉降推算终
沉降量 47
2.6 饱和土单向固结沉降 49
2.6.1 有效应力原理 49
2.6.2 饱和土单向渗透固结 50
2.6.3 沉降与时间的关系计算 51
2.6.4 饱和土固结理论在软黏土
地基处理中的应用 52
2.7 思考题与习题 53
第3章 土的抗剪强度与地基承载力 55
3.1 概述 55
3.1.1 土的强度的工程意义 55
3.1.2 土的强度的构成 56
3.1.3 库仑公式与莫尔-库仑破
坏理论 56
3.1.4 土的极限平衡条件 57
3.2 抗剪强度指标的测定 59
3.2.1 室内直接剪切试验 59
3.2.2 现场十字板剪切试验 62
3.2.3 其他试验方法简介 63
3.3 抗剪强度指标 66
3.3.1 两类土的抗剪强度指标 66
3.3.2 黏性土在不同排水固结
条件下的抗剪强度指标 67
3.3.3 抗剪强度指标的选择 68
3.4 地基承载力 69
3.4.1 地基破坏形式 69
3.4.2 地基承载力理论计算 70
3.4.3 按规范确定地基承载力 75
3.5 思考题与习题 76
第4章 土压力与土坡稳定分析 78
4.1 概述 78
4.2 土压力的类型 79
4.2.1 土压力的类型 79
4.2.2 几类土压力的比较 79
4.3 土压力的计算 80
4.3.1 经验法计算静止土压力 80
4.3.2 朗肯土压力理论 81
4.3.3 库仑土压力理论 88
4.4 挡土墙的设计 91
4.4.1 挡土墙的类型 91
4.4.2 重力式挡土墙的计算与构造 93
4.5 土坡稳定分析 95
4.5.1 影响土坡稳定的因素 95
4.5.2 土坡开挖规定 96
4.5.3 简单土坡稳定分析 97
4.6 思考题与习题 99
第5章 浅基础设计与施工 101
5.1 概述 101
5.1.1 地基与基础设计原则 101
5.1.2 浅基础的分类 104
5.2 基础埋置深度选择 109
5.3 地基计算 116
5.3.1 地基承载力计算 116
5.3.2 地基变形计算 119
5.3.3 地基稳定性计算 120
5.4 基础底面尺寸设计 123
5.4.1 中心荷载作用下的基底
尺寸 123
5.4.2 偏心荷载作用下的基底
尺寸 125
5.5 无筋扩展基础设计 127
5.5.1 无筋扩展基础的适用范围 127
5.5.2 无筋扩展基础的设计及
构造要求 127
5.6 扩展基础设计 131
5.6.1 扩展基础的适用范围 131
5.6.2 扩展基础的构造要求 131
5.6.3 扩展基础的计算 135
5.7 天然地基上浅基础的施工 138
5.7.1 钢筋混凝土扩展基础的
施工要点 138
5.7.2 毛石基础的施工要点 138
5.8 思考题与习题 139
第6章 桩基础设计与施工 141
6.1 概述 141
6.1.1 桩基础的适用性与特点 141
6.1.2 桩与桩基础的分类 142
6.1.3 桩基设计原则 146
6.2 基桩的质量检测 147
6.2.1 低应变法 147
6.2.2 声波透射法 148
6.2.3 钻芯法 149
6.3 竖向承载力 150
6.3.1 竖向荷载下单桩的工作
性能 150
6.3.2 单桩竖向极限承载力
标准值 152
6.3.3 单桩竖向承载力特征值 158
6.3.4 轴心受压桩身承载力计算 158
6.3.5 考虑承台效应的复合基桩
竖向承载力特征值 159
6.4 桩基础设计 160
6.4.1 选择桩型与尺寸 160
6.4.2 桩的数量和平面布置 161
6.4.3 桩基础计算(验算) 163
6.4.4 桩基承台设计 165
6.5 桩基础施工 170
6.5.1 灌注桩施工 170
6.5.2 人工挖孔桩施工 172
6.5.3 预制桩沉桩施工 173
6.6 思考题与习题 175
第7章 沉井基础与地下连续墙 176
7.1 沉井概述 176
7.2 沉井的类型和构造 177
7.2.1 沉井的分类 177
7.2.2 沉井的基本构造 180
7.3 沉井的施工 182
7.3.1 旱地沉井施工 182
7.3.2 水中沉井施工 184
7.3.3 沉井施工过程中的结构
强度计算 185
7.3.4 常见问题及处理 193
7.4 沉井设计简介 194
7.4.1 沉井尺寸 195
7.4.2 承载力与自重验算 195
7.5 地下连续墙简介 201
7.6 思考题与习题 204
第8章 基坑工程 206
8.1 概述 206
8.1.1 基坑工程的主要特点 206
8.1.2 基坑支护结构的类型与
适用条件 207
8.1.3 基坑的破坏类型 209
8.1.4 基坑支护设计原则 210
8.2 排桩支护结构设计 211
8.2.1 土压力的计算 211
8.2.2 悬臂式排桩 213
8.2.3 单层支锚排桩 215
8.3 基坑稳定性分析 220
8.3.1 稳定性分析的作用 220
8.3.2 稳定性理论分析 220
8.3.3 渗流稳定分析 223
8.4 施工与监测 224
8.4.1 地下水控制 224
8.4.2 现场监测 228
8.4.3 土方开挖 230
8.4.4 逆作业施工技术简介 232
8.5 思考题与习题 233
第9章 软弱地基处理 234
9.1 概述 234
9.1.1 软弱地基的特点 234
9.1.2 地基处理的目的 234
9.1.3 地基处理方法的分类和
适用情况 235
9.2 换填垫层法 236
9.2.1 垫层设计 236
9.2.2 垫层施工 238
9.2.3 质量检验 238
9.3 夯实地基 239
9.3.1 概述 239
9.3.2 强夯地基设计与施工 239
9.3.3 质量检验 241
9.4 预压地基 242
9.4.1 概述 242
9.4.2 堆载预压 242
9.4.3 真空预压 243
9.4.4 质量检验与预压效果 244
9.5 复合地基理论 245
9.5.1 复合地基的概念与分类 245
9.5.2 复合地基承载力与变形
计算 246
9.6 竖向增强体复合地基 248
9.6.1 振冲碎石桩复合地基 248
9.6.2 水泥土搅拌桩复合地基 249
9.6.3 旋喷桩复合地基 250
9.7 思考题与习题 251
第10章 岩土工程勘察及地震区
地基基础 252
10.1 概述 252
10.1.1 岩土工程勘察存在的问题 252
10.1.2 岩土工程勘察的目的和
任务 253
10.1.3 岩土工程勘察分级 253
10.2 房屋建筑工程的勘察内容 255
10.2.1 工作内容 255
10.2.2 各阶段勘察的内容 255
10.3 野外勘察方法 257
10.3.1 钻探与取土样 257
10.3.2 触探试验 261
10.3.3 标准贯入试验 267
10.4 室内土工试验内容 268
10.5 勘察报告书的编写 269
10.5.1 勘察报告书的一般内容 269
10.5.2 勘察报告书编写实例 270
10.6 地震区地基基础 274
10.6.1 地震简述 274
10.6.2 土的液化 274
10.6.3 地基基础抗震措施 277
10.7 思考题与习题 278
第11章 土工试验指导 280
11.1 土的密度及含水率试验 280
11.1.1 土的密度试验 280
11.1.2 土的含水率试验 282
11.2 土的颗粒分析试验 284
11.3 液限、塑限联合测定试验 287
11.4 土的击实试验 292
11.5 土的侧限压缩试验 296
11.6 直接剪切试验 301
参考文献 305
前 言
第2版前言
“土力学与地基基础”是建筑工程技术、道路桥梁工程技术、城市轨道交通工程技术等土木工程类专业的主干课程，包括土力学、地基基础两部分。考虑高等职业教育具有高等性和职业性的双重特点，特别是考虑高等职业教育土木工程类专业是面向生产一线培养工程应用型的技术技能型人才，由我国几所高等职业技术院校在土力学和地基基础方面有丰富教学经验的教师编写了以建筑工程技术专业、道路桥梁工程技术专业、城市轨道交通工程技术专业为主体，兼顾其他土木工程类专业方向的《土力学与地基基础》一书。
本书始终保持与地基基础、工程勘察等方面的国家或地方规范、标准的要求相衔接，兼顾我国土地辽阔、各地土质各异的特点，力求反映地基基础工程、岩土工程、地基处理的新技术、新工艺。本书在编写过程中始终坚持一个原则，即对土力学原理作简要阐述后，着重说明其相关的工程应用。因此，在多数章节中都给出了一些工程应用实例及其简单的设计计算方法和建筑施工方面的内容，并着重阐述应用方面的内容，以满足高等职业教育高等性和职业性的双重特点，适应土木工程类专业技术技能型人才培养的需要。
本书的教学课时建议为85学时左右，其中土工试验为10学时左右，实际应用时各校可根据人才培养的侧重点和实际情况对章节内容进行增减，如华南地区对于冻土区地基基础可不讲，但东北地区对这方面的内容就需要重点介绍。
本书第1版(2006年)由广东交通职业技术学院曾庆军主编和统稿，全国其他几所高等职业技术院校的教师参编。其中绪论和第2、10章由广东交通职业技术学院曾庆军编写；第1章由广西建设职业技术学院梁景章编写；第3、9章由山东水利职业学院刘秋生编写；第4、5章由内蒙古建设职业技术学院张叶红编写；第6章由浙江工业职业技术学院周明荣编写；第7、11章由浙江工业职业技术学院贾汝达编写；第8章由内蒙古建设职业技术学院杜瑞锋编写。
本书第2版(2015年)由曾庆军(现单位：中交四航工程研究院有限公司，原单位：广东交通职业技术学院)统一修订，修订时参考了一些教材、手册、注册岩土工程师专业考试用书等，更正了第1版的一些错漏之处，进一步统一了体例，对一些章节从提纲和内容上也进行了调整和增减。第2版反映了我国近年来地基基础理论研究和工程实践的先进水平，并参考了2007年以来我国颁布的下列新规范：《土的工程分类标准》(GB/T 50145—2007)、《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330—2013)、《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)、《建筑基桩检测技术规范》(JGJ 106—2014)、《公路桥涵施工技术规范》(JTG TF50—2011)、《岩土工程勘察规范》(GB 50021—2001)(2009年版)、《水利水电工程地质勘查规范》(GB 50487—2008)、《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2011)、《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120—2012)、《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2012)、《建筑桩基技术规范》(JGJ 94—2008)、《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63—2007)、《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79—2012)、《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)等。由于编者水平有限，书中不足之处在所难免，恳请读者批评指正。
编 者
“土力学与地基基础”是建筑工程技术、道路桥梁工程技术、城市轨道交通工程技术等土木工程类专业的主干课程，包括土力学、地基基础两部分。考虑高等职业教育具有高等性和职业性的双重特点，特别是考虑高等职业教育土木工程类专业是面向生产一线培养工程应用型的技术技能型人才，由我国几所高等职业技术院校在土力学和地基基础方面有丰富教学经验的教师编写了以建筑工程技术专业、道路桥梁工程技术专业、城市轨道交通工程技术专业为主体，兼顾其他土木工程类专业方向的《土力学与地基基础》一书。
本书始终保持与地基基础、工程勘察等方面的国家或地方规范、标准的要求相衔接，兼顾我国土地辽阔、各地土质各异的特点，力求反映地基基础工程、岩土工程、地基处理的新技术、新工艺。本书在编写过程中始终坚持一个原则，即对土力学原理作简要阐述后，着重说明其相关的工程应用。因此，在多数章节中都给出了一些工程应用实例及其简单的设计计算方法和建筑施工方面的内容，并着重阐述应用方面的内容，以满足高等职业教育高等性和职业性的双重特点，适应土木工程类专业技术技能型人才培养的需要。
本书的教学课时建议为85学时左右，其中土工试验为10学时左右，实际应用时各校可根据人才培养的侧重点和实际情况对章节内容进行增减，如华南地区对于冻土区地基基础可不讲，但东北地区对这方面的内容就需要重点介绍。
本书第1版(2006年)由广东交通职业技术学院曾庆军主编和统稿，全国其他几所高等职业技术院校的教师参编。其中绪论和第2、10章由广东交通职业技术学院曾庆军编写；第1章由广西建设职业技术学院梁景章编写；第3、9章由山东水利职业学院刘秋生编写；第4、5章由内蒙古建设职业技术学院张叶红编写；第6章由浙江工业职业技术学院周明荣编写；第7、11章由浙江工业职业技术学院贾汝达编写；第8章由内蒙古建设职业技术学院杜瑞锋编写。
本书第2版(2015年)由曾庆军(现单位：中交四航工程研究院有限公司，原单位：广东交通职业技术学院)统一修订，修订时参考了一些教材、手册、注册岩土工程师专业考试用书等，更正了第1版的一些错漏之处，进一步统一了体例，对一些章节从提纲和内容上也进行了调整和增减。第2版反映了我国近年来地基基础理论研究和工程实践的先进水平，并参考了2007年以来我国颁布的下列新规范：《土的工程分类标准》(GB/T 50145—2007)、《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330—2013)、《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)、《建筑基桩检测技术规范》(JGJ 106—2014)、《公路桥涵施工技术规范》(JTG TF50—2011)、《岩土工程勘察规范》(GB 50021—2001)(2009年版)、《水利水电工程地质勘查规范》(GB 50487—2008)、《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2011)、《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120—2012)、《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2012)、《建筑桩基技术规范》(JGJ 94—2008)、《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63—2007)、《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79—2012)、《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)等。由于编者水平有限，书中不足之处在所难免，恳请读者批评指正。
编 者
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第1章 土的性质及工程分类
本章学习目标
了解土的三相组成和土的结构对土工程性质的影响。
了解土的渗透性。
掌握土的物理性质指标和物理状态指标，能进行土的工程分类。
1.1 土的三相组成与结构
土是由岩石经风化(物理风化、化学风化、生物风化)生成的松散堆积物。它的物质成分包括构成土骨架的固体颗粒及填充在孔隙中的水和气体。一般情况下，土是由固体颗粒(固相)、水(液相)和气体(气相)所组成的，故称为三相体系。但在特殊条件下，土可能由二相组成，如干土(固体+气体)和饱和土(固体+液体)。土中的三相比例不同，土的物理状态和工程性质也随之各异。因此，要研究土的工程性质就必须了解土的组成与结构。
1.1.1 土的固体颗粒
土的固体颗粒是土的三相组成中的骨架，是决定土的工程性质的主要因素。它的矿物成分、颗粒大小、形状与级配是影响土的物理性质的重要因素。
1. 土的矿物成分
土粒中的矿物成分分为以下两类。
1) 原生矿物
由岩石经物理风化而成，其成分与母岩相同，这种矿物称为原生矿物。常见的原生矿物有石英、长石、云母等，它们的性质较稳定。碎石土和砂土主要由原生矿物组成。
2) 次生矿物
水溶液、大气及有机物的化学作用或生物化学作用不仅破坏了岩石的结构，而且使其生成一种很细小的新的矿物，这种矿物称为次生矿物，其主要是黏土矿物。常见的黏土矿物有蒙脱石、伊利石和高岭石三种。由于黏土矿物颗粒很细(粒径d<0.005mm)，颗粒的比表面积(单位体积或单位质量的颗粒的总表面积)很大，所以颗粒表面具有很强的与水作用的能力。土中含黏土矿物越多，则土的黏性、塑性和膨胀性也越大。
2. 土的颗粒大小、形状与级配
1) 粒组划分
土颗粒的大小与土的性质有密切关系。土的粒径发生变化，其主要性质也相应发生变化。例如，土的粒径从大到小，则可塑性从无到有，黏性从无到有，透水性从大到小。工程上将各种不同的土颗粒按性质相近的原则划分为若干组，称为粒组。按照《土的工程分类标准》(GB/T 50145—2007)，土粒粒组的划分见表1.1。
表1.1 土粒粒组的划分
粒 组 颗粒名称 粒径范围/mm 一般特征
巨粒 漂石或块石 >200 透水性大，无黏性，无毛细水
卵石或碎石 60(20)～200 透水性大，无黏性，无毛细水
粗粒 砾粒 (圆砾或角砾) 2～60(20) 透水性大，无黏性，毛细水上升高度不超过粒径
砂粒 0.075～2 易透水，当混入云母等杂物时透水性减小，而压缩性增加；无黏性，遇水不膨胀，干燥时松散；毛细水上升高度不大，随粒径变小而增大
细粒 粉粒 0.005～0.075 透水性小；湿时稍有黏性，遇水膨胀小，干时稍收缩；毛细水上升高度较大较快，极易出现冻胀现象
黏粒 < 0.005
透水性很小；湿时有黏性、可塑性，遇水膨胀大，干时收缩显著；毛细水上升高度大，且速度较慢
注：表中( )内数字取自《岩土工程勘察规范》(GB 50021—2001) (2009年版)中“3.3土的分类与鉴定”。
本章学习目标
了解土的三相组成和土的结构对土工程性质的影响。
了解土的渗透性。
掌握土的物理性质指标和物理状态指标，能进行土的工程分类。
1.1 土的三相组成与结构
土是由岩石经风化(物理风化、化学风化、生物风化)生成的松散堆积物。它的物质成分包括构成土骨架的固体颗粒及填充在孔隙中的水和气体。一般情况下，土是由固体颗粒(固相)、水(液相)和气体(气相)所组成的，故称为三相体系。但在特殊条件下，土可能由二相组成，如干土(固体+气体)和饱和土(固体+液体)。土中的三相比例不同，土的物理状态和工程性质也随之各异。因此，要研究土的工程性质就必须了解土的组成与结构。
1.1.1 土的固体颗粒
土的固体颗粒是土的三相组成中的骨架，是决定土的工程性质的主要因素。它的矿物成分、颗粒大小、形状与级配是影响土的物理性质的重要因素。
1. 土的矿物成分
土粒中的矿物成分分为以下两类。
1) 原生矿物
由岩石经物理风化而成，其成分与母岩相同，这种矿物称为原生矿物。常见的原生矿物有石英、长石、云母等，它们的性质较稳定。碎石土和砂土主要由原生矿物组成。
2) 次生矿物
水溶液、大气及有机物的化学作用或生物化学作用不仅破坏了岩石的结构，而且使其生成一种很细小的新的矿物，这种矿物称为次生矿物，其主要是黏土矿物。常见的黏土矿物有蒙脱石、伊利石和高岭石三种。由于黏土矿物颗粒很细(粒径d<0.005mm)，颗粒的比表面积(单位体积或单位质量的颗粒的总表面积)很大，所以颗粒表面具有很强的与水作用的能力。土中含黏土矿物越多，则土的黏性、塑性和膨胀性也越大。
2. 土的颗粒大小、形状与级配
1) 粒组划分
土颗粒的大小与土的性质有密切关系。土的粒径发生变化，其主要性质也相应发生变化。例如，土的粒径从大到小，则可塑性从无到有，黏性从无到有，透水性从大到小。工程上将各种不同的土颗粒按性质相近的原则划分为若干组，称为粒组。按照《土的工程分类标准》(GB/T 50145—2007)，土粒粒组的划分见表1.1。
表1.1 土粒粒组的划分
粒 组 颗粒名称 粒径范围/mm 一般特征
巨粒 漂石或块石 >200 透水性大，无黏性，无毛细水
卵石或碎石 60(20)～200 透水性大，无黏性，无毛细水
粗粒 砾粒 (圆砾或角砾) 2～60(20) 透水性大，无黏性，毛细水上升高度不超过粒径
砂粒 0.075～2 易透水，当混入云母等杂物时透水性减小，而压缩性增加；无黏性，遇水不膨胀，干燥时松散；毛细水上升高度不大，随粒径变小而增大
细粒 粉粒 0.005～0.075 透水性小；湿时稍有黏性，遇水膨胀小，干时稍收缩；毛细水上升高度较大较快，极易出现冻胀现象
黏粒 < 0.005
透水性很小；湿时有黏性、可塑性，遇水膨胀大，干时收缩显著；毛细水上升高度大，且速度较慢
注：表中( )内数字取自《岩土工程勘察规范》(GB 50021—2001) (2009年版)中“3.3土的分类与鉴定”。
2) 颗粒级配
自然界中的天然土往往由多个粒组组成。土的颗粒有粗有细，土粒的大小及组成情况通常以各个粒组的相对含量(各粒组占土粒总质量的百分数)来表示，称为土的颗粒级配。颗粒级配分析方法，可通过颗粒分析试验得到。工程上常采用筛析法和密度计法两种试验。筛析法适用于粒径d>0.075mm且d≤60mm的土。试验时将风干、分散的试样放入一套从上到下、筛孔由粗到细排列的标准分析筛(筛孔直径分别为60mm，40mm，20mm，10mm，5mm，2.0mm，1mm，0.5mm，0.25mm，0.075mm)进行筛分，称出留在各个筛孔上的颗粒重量，便可计得相应的各粒组的相对含量。密度计法适用于粒径d<0.075mm的土，该法根据土粒的直径不同，在水中沉降速度也不同的关系测得(详见《土工试验方法标准》(GB/T 50123—1999))。
根据土的颗粒分析试验结果，绘制土的颗粒级配曲线，如图1.1所示，纵坐标表示小于(或大于)某粒径的土重含量百分比，横坐标表示粒径(宜用对数坐标)。
如曲线平缓，表示粒径相差悬殊，粒径不均匀，较大颗粒间的孔隙被较小的颗粒所填充，土的密实度较好，称为级配良好的土；反之，曲线很陡，表示粒径均匀，即级配不好。
工程上常用不均匀系数和曲率系数两个指标定量反映土的级配特征。
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