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土力学教学大纲

《土力学》课程教学大纲(本科四年制)适用范围:土木工程、建筑工程、道路与桥梁工程、城市地下空间与地下工程专业建议学时:40-48学时一、课程的性质、任务和要求本课程是土木工程、建筑工程、道路与桥梁工程、城市地下空间与地下工程等专业的一门专业基础课。

土力学的主要任务是:讲授土力学的基本原理和基本概念。

运用这些原理和概念进行地基变形计算和土压力计算等,并掌握确定地基承载力的理论和方法。

将重点放在与工程应用有密切关系的土力学基本知识和基本理论上,以提高学生的理论水平和实际应用能力。

在学习本课程之前,应学完材料力学、结构力学、钢筋混凝土结构、施工技术等课程。

二、课时分配本课程一般在大学三年级上学期开设,按48学时安排教学内容,其中理论教学40学时,三、教学内容第0章绪论【教学目的和要求】学习土力学的概念、发展过程及工程问题、了解学科特点与性质、发展方向、学习内容与参考书。

【教学内容】0.1 土力学的重要性及其发展概况了解土力学的发展进程。

0.2 土力学的学科特点掌握土力学的学科特点。

0.3 与土有关的工程问题了解与土有关的变形、强度和渗透问题。

0.4 土力学学习的重点内容、基本要求和学习方法了解土力学课程重点内容。

【教学重点】土力学课程的特点,与土有关的变形、强度和渗透问题,土的特点。

【教学建议】本章建议采用讲授法和讨论法结合,在教学过程可引入和增加相关的工程资料。

第1章土的物理性质及工程分类【教学目的和要求】掌握土的形成过程,熟悉表征土的物理性质的参数,能够熟练掌握三相草图法和物理指标间的换算;了解无黏性土和黏性土的物理特征及相关测试方法;掌握建筑类规范土的分类方法。

【教学内容】1.1 土的形成掌握土的风化、搬运和沉积过程。

1.2 土的三相组成掌握土的颗粒级配曲线、了解结合水、自由水的概念。

1.3 土的结构与构造掌握土的三种结构和四种构造及其特征。

1.4 土的三相图及物理性质指标掌握三相图的绘制和意义、并能够借助三相图进行各物理性质指标的换算。

1.5 土的物理状态指标掌握无黏性土的密实度及其评价方法、掌握黏性土的液限、塑限、液性指数和塑性指数的概念,了解液塑限测定方法,掌握黏性土的结构特性参数。

1.6 土的工程分类了解工程分类的依据、了解《建筑地基基础设计规范》的分类法。

【教学重点】土的物理性质指标的物理意义及指标间的换算;三相草图法;物理状态指标及测定方法;土的工程分类。

【教学建议】本章建议采用讲授法,注重学生对三相图物理意义的理解及计算能力。

第2章土中的应力计算【教学目的和要求】掌握自重应力、基底压力、基底附加压力和地基附加应力的概念及计算,掌握地基中附加应力的计算及有效应力原理。

【教学内容】2.1 地基的自重应力掌握自重应力的概念和计算。

2.2 基底压力的计算掌握基底压力分布规律。

2.3 地基中的附加应力计算掌握地基中附加应力概念及计算,掌握角点法。

2.4 有效应力原理掌握有效应力原理。

【教学重点】基底压力的分布规律,地基附加应力的计算。

【教学建议】本章内容涉及较多力学和数学知识,建议在讲授过程中注意与上述学科的衔接,本章应以教师讲授为主。

第3章土的压缩性和地基沉降计算【教学目的和要求】了解应力历史对地基变形的影响及固结理论;重点掌握土的压缩性、基础沉降计算的分层总和法。

【教学内容】3.1 土的压缩性试验了解压缩试验过程,掌握压缩性指标的含义。

3.2 土的一维压缩性指标掌握压缩系数、压缩指数、先期固结压力的概念,了解压缩曲线。

3.3 地基最终沉降量计算掌握分层总和法的原理,会用分层总和法和《规范》法计算基础最终沉降量。

【教学重点】重点掌握压缩性指标的含义及分层总和法计算最终沉降量。

【教学建议】本章教学中建议结合相关试验的视频资料,结合工程实例,重点讲述分层总和法的计算原理和方法。

第4章土体的渗透性及饱和土的渗流固结理论【教学目的和要求】掌握渗透系数的概念、试验和影响因素、太沙基一维固结理论;了解流网及其应用。

【教学内容】4.1 土体的渗透性掌握渗透系数的概念、达西定律、了解渗透系数测定方法及其影响因素,掌握成层地基等效渗透系数的计算。

4.2 二维渗流与流网了解二维渗流、流网的特征和工程应用。

4.3 渗流力和渗透变形掌握渗流力和临界水力坡度的计算,了解渗透变形的特征。

4.4 太沙基一维固结理论掌握一维单向固结理论、工程应用,考虑固结过程的沉降计算。

【教学重点】重点掌握渗透系数的测定及影响因素,掌握一维固结理论。

【教学建议】本章建议以讲授为主,对渗流破坏渗流过程可增加部分工程实例。

第5章土的抗剪强度【教学目的和要求】了解抗剪强度的测定方法;掌握抗剪强度的计算及其影响因素,重点为土的抗剪强度的库伦公式及土的极限平衡条件。

【教学内容】5.1概述了解抗剪强度的概念,与抗剪强度有关的土体破坏形式。

5.2土的抗剪强度理论掌握库伦定律和摩尔-库伦强度理论。

5.3土的极限平衡条件掌握土的极限平衡条件,根据强度条件判断土体是否发生破坏。

5.4土的抗剪强度指标的测定掌握直剪试验和三轴试验条件、过程,测试指标。

了解无侧限抗压强度试验、十字板剪切试验。

5.5 饱和黏性土的抗剪强度了解不同排水条件下,抗剪强度试验及相应指标。

5.6 应力路径及其在工程中的应用了解应力路径的概念,工程中的应力路径应用。

【教学重点】重点掌握库仑定律,土的极限平衡条件及其应用;了解不同排水条件下,抗剪强度指标的测定。

【教学建议】本章建议以讲授为主,配合直剪试验和三轴试验动画,适当增加强度破坏工程实例。

第6 章挡土结构上的土压力【教学目的和要求】掌握挡土墙上土压力理论及计算方法;重点为朗金土压力理论。

【教学内容】6.1 概述了解挡土结构物的类型、掌握土压力的概念。

6.2 静止土压力计算掌握静止土压力的概念和计算。

6.3 朗肯土压力理论掌握郎肯土压力理论的基本原理,郎肯土压力计算。

6.4 库伦土压力理论掌握库伦土压力理论的基本原理。

6.5 郎肯理论与库伦理论的比较熟悉两种理论的异同。

6.6 几种常见情况的土压力掌握分层土体、填土表面有均布荷载、有地下水情况下的土压力计算。

【教学重点】重点是郎肯土压力理论及其应用,要求掌握土压力的计算。

【教学建议】本章建议采用讲授法,根据专业不同,可以适当增减学时,对于地下工程专业,可结合基坑支护结构的设计,学习土压力的计算。

第7章土坡稳定分析【教学目的和要求】掌握无黏性土和黏性土土坡稳定分析的基本方法。

【教学内容】7.1 概述了解土坡及其稳定性的影响因素。

7.2 无黏性土坡的稳定分析掌握无黏性土土坡稳定分析计算。

7.3 黏性土坡的稳定分析了解黏土土坡稳定性计算方法,掌握整体圆弧滑动法和瑞典条分法计算土坡稳定。

7.4 土的抗剪强度指标的选取及稳定渗流期土坡稳定分析了解土坡分析中抗剪强度指标的选择,稳定渗流期土坡稳定计算。

7.5 容许安全系数掌握容许安全系数的概念和规范值。

【教学重点】无黏性土和黏性土坡稳定性分析方法。

【教学建议】本章内容建议采用讲授法为主,部分内容可安排学生自学,适当补充边坡工程图片,根据专业特点灵活安排学时。

第8章地基承载力【教学目的和要求】掌握地基承载力的概念,地基破坏形式,地基承载力影响因素及确定方法。

【教学内容】8.1 地基的破坏形式和地基承载力了解地基破坏的形式,掌握地基承载力的概念。

8.2 界限荷载及地基容许承载力掌握界限荷载、地基容许承载力的概念和确定方法。

8.3 地基极限承载力掌握地基极限承载力的计算。

8.4 按规范法确定地基承载力掌握按规范法确定地基承载力。

【教学重点】地基承载力的概念、影响因素和确定方法。

【教学建议】建议采用讲授方法为主。

四、实验内容(8学时)土工实验内容及时数五、教学手段能力培养:1.分析能力具有能根据建筑物的具体情况和场地的地质条件确定地基承载力,对地基基础事故具有初步分析的能力;2.计算能力应具有基础沉降计算和承载力计算的能力,能计算挡土墙上的土压力并能进行挡土墙的设计;3.自学能力要求学生独自对各章内容进行总结,向学生介绍内容丰富的教学参考书,培养学生提高自学能力;4.表达能力要求计算题的计算步骤要清晰、整洁、严谨,概念明确,条理分明;教学手段:1.课堂教学40学时;2.课堂讨论结合工程实际问题,组织学生进行专题讨论;3.多媒体教学充分利用多媒体、电视录像等教学手段为课堂教学服务;4.现场教学组织学生参观施工现场、聘请专家、学者到校举办讲座。

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