《土力学与工程地质（土木）》课程教学大纲

1、土力学与工程地质课程教学大纲（Soil Mechanics and Engineering Geology）一、课程概况课程代码：0401010学 分：3学 时：48（其中：讲授学时42， 实验学时6）先修课程：材料力学，结构力学适用专业：土木工程 建议教材：土力学与地基基础，朱建群 李东明主编，中国建筑工业出版社，2017年出版。工程地质，孙家齐主编，2009年（第四版），武汉理工大学出版社。课程归口：土木建筑工程学院课程的性质与任务：本课程是土木工程专业的专业必修课。通过本课程的学习，使学生掌握土力学和工程地质的基本概念、基本理论和方法，注重培养和提高学生运用基本理论和方法解决实际问题的能

2、力，为相关专业课程的学习打下坚实基础。二、课程目标目标1：掌握土力学的基本概念，土的基本特性组成物理性质及分类；目标2：掌握土中应力概念及计算以及土的压缩性和沉降计算；目标3：掌握土的抗剪强度及判断和土压力理论和计算；目标4：掌握地基承载力的概念；目标5：掌握地质年代单位及地质年代表中各地质年代的名称及先后顺序目标目标6：掌握地下水对工程的影响及不良地质现象的工程地质问题目标7：掌握影响岩体力学性质的主要因素目标8：掌握勘察目的，勘察分级及各类工程的工程地质问题。本课程支撑专业人才培养方案中毕业要求1-2,3-5,6-12，对应关系如表所示。毕业要求指标点课程目标目标1目标2目标3目标4目标5

3、目标6目标7目标8毕业要求1-2毕业要求3-6毕业要求7-12三、课程内容及要求（一）绪论1. 教学内容（1）土力学的基本概念及土的基本特性。（2）土的三个基本特性及与土相关的工程问题。（3）本课程的应用工程领域、学习目的、内容、方法、课程环节。（4）本学科的发展方向。2.基本要求（1）重点掌握土的三个基本特性。（二）土的组成、物理性质及分类1. 教学内容（1）土的物理性质指标及其常用换算公式。（2）土的物理状态指标和土的状态判别。（3）土的结构和构造特征。（4）土的组成，掌握土的工程分类。2.基本要求（1）重点掌握土的物理性质指标及换算，物理状态与特性指标，地基土的工程分类。（2）重点掌握土

4、的物理性质指标及换算。（三）土中应力1. 教学内容（1）掌握自重应力概念及计算方法。（2）掌握基底压力和地基中的附加应力计算方法。（3）掌握有效应力原理及其常见计算。2.基本要求重点与难点：（1）掌握地基中附加压力的计算及分布规律，有效应力原理。（2）掌握地基中附加压力的计算及分布规律。（四）土的压缩性和地基沉降计算1. 教学内容（1）土的固结试验与压缩性指标。（2）土的变形模量和变形计算。（3）地基沉降量计算方法。（4）饱和土体的渗流固结理论。（5）地基沉降与时间的关系。2.基本要求（1）掌握地基的最终沉降量计算。（2）掌握采用固结理论进行地基土的固结计算。（五）土的抗剪强度1. 教学内容（

5、1）土的抗剪强度概念和极限平衡条件的判定。（2）土的剪切试验及抗剪强度指标的确定方法（直剪、三轴、无侧限）。（3）不同排水条件下抗剪强度指标及孔隙压力系数的确定。2.基本要求（1）掌握莫尔库伦强度理论及抗剪强度的各种测试方法。（2）土在不同排水条件下的剪切性状。（六）土压力1.教学内容（1）静止土压力、朗金土压力理论和库仑土压力理论；（2）常见情况下的土压力计算。2.基本要求（1）掌握朗肯土压力理论与库仑土压力理论的原理及土压力计算。（2）掌握支护结构后土体所处的状态。（七）地基承载力及边坡稳定性1. 教学内容（1）地基的破坏模式。（2）地基临界荷载及地基极限承载力的确定方法。（3）地基承载力

6、的确定方法。（4）边坡的稳定性分析方法。2.基本要求（1）掌握天然地基临塑荷载、极限承载力和承载力特征值的计算方法；（2）掌握无粘性土土坡和粘性土土坡稳定分析方法。（八）工程地质绪论1. 教学内容（1）地质学的研究内容，工程地质学的研究内容及研究方法；（2）工程地质条件和工程地质问题；（3）工程地质学的主要任务.2.基本要求（1）熟悉工程地质学的研究内容及研究方法；（2）了解工程地质条件，了解工程地质问题；（九）地壳的物质组成1. 教学内容(1) 地球的圈层构造与地质作用；(2) 造岩矿物；(3) 岩浆岩（火成岩）；(4) 沉积岩；(5) 变质岩；(6) 岩石的工程地质性质。2.基本要求(1)

7、 熟悉岩石的成因及其工程地质特征；(2) 熟悉矿物（晶体）的形态，矿物的颜色、透明度、光泽、硬度、解理及断口等物理性质；(3) 了解主要硅酸盐、碳酸盐、氧化物、造岩矿物的室内鉴定特征；(4) 熟悉岩浆岩、沉积岩、变质岩的成因、矿物成分、结构、构造、分类及代表性岩石的特征；(5) 熟悉岩浆岩的产状；(6) 熟悉岩石的特性指标及工程分类。（十）地质年代与第四纪地质概述1. 教学内容(1) 地质作用；(2) 地质年代；(3) 第四纪沉积层的形成及其工程地质特征。2.基本要求(1) 掌握常见地质作用；(2) 掌握相对地质年代及其确定方法；(3) 掌握地质年代单位及地质年代表中各地质年代的名称及先后顺序

8、。（十一）地质构造1. 教学内容(1) 岩层产状；(2) 地层接触关系；(3) 褶皱构造；(4) 断裂构造；(5) 活动性断裂与地震。(6) 地质图的阅读与分析。2.基本要求(1) 掌握岩层的走向、倾向及倾角等三要素；(2) 掌握褶皱、节理和断层对工程的影响；(3) 掌握活动性断裂的含义，活断层的特征及对工程的影响；(4) 掌握地震震级与烈度，场地的地震效应与地基震害，砂土地基的液化。（十二）地下水1. 教学内容(1) 地下水的基本概念、地下水类型、性质及运动规律；(2) 岩土渗透系数测定，地下水涌水量计算；地下水对工程的影响。2、基本要求：(1) 掌握上层滞水，掌握潜水、承压水、孔隙水及裂隙

9、水、了解岩溶水；(2) 掌握地下水的物理性质，理解地下水中的化学成分、硬度及矿化度等；(3) 掌握地下水运动基本规律及涌水量计算；(4) 掌握由地下水引起的渗透变形，了解地基岩土的膨胀与崩解，了解基坑涌水，了解地面沉降及地下水对混凝土的腐蚀和对工程分影响；（十三）地表地质作用1.教学内容(1)风化作用，河流的侵蚀、搬运与沉积作用；(2)岩溶与土洞、 斜坡与边坡地质作用；(3)地面塌陷及处理对策，地面沉降及监测防治。2、基本要求：(1)掌握不良地质现象的工程地质问题；岩体结构特征，边坡变形破坏形式及其防治；(2)掌握岩溶与土洞，岩溶的形成及特征，岩溶地基的稳定性评价，岩溶地基的处理，土洞的形成，

10、土洞和地表塌陷的处理，采空区对地面建筑物的影响，防止地表及建筑物变形的措施。（十四）岩土工程性质分级与分类1.教学内容：(1) 影响岩体力学性质的主要因素；(2) 围岩分级；(3) 土的通用分类；(4) 特殊土的基本特性及工程地质特征。2、基本要求：(1) 掌握影响岩体力学性质的主要因素；（十五）工程勘察技术与方法1.教学内容(1) 工程地质测绘；(2) 工程地质勘察要求、内容和方法；(3) 现场监测。2、基本要求：(1) 掌握勘察目的，勘察分级，了解勘察任务，了解各勘察阶段的基本要求与内容；(2) 掌握平板载荷试验、静力触探试验、圆锥动力触探试验、标准贯入试验、了解旁压试验、十字板剪切试验、

11、现场大型直剪试验，了解现场波速试验、岩石点荷载试验以及岩体锤击回弹试验等的基本原理、技术要求、试验成果及应用等内容；（十六）各类工程的勘察要求与评价1.教学内容(1) 高层建筑工程勘察的基本要求；(2) 路基的主要工程地质问题；(3)公路工程勘察的基本内容；(4) 桥梁工程、地下洞室、特殊土的主要地质问题和勘察要点。2.基本要求：(1)掌握路基桥梁工程和地下硐室的主要工程地质问题。教学内容与课程目标的对应关系及学时分配如表所示。序号教学内容支撑的课程目标支撑的毕业要求指标点讲授学时实验学时1绪论目标11-20.52土的组成、物理性质及分类目标11-2523土中应力目标21-234土的压缩性和地

12、基沉降计算目标21-5525土的抗剪强度目标31-5526土压力目标31-557地基承载力目标41-22.58工程地质绪论目标51-20.59地壳的物质组成目标51-2210地质年代与第四纪地质概述目标51-2211地质构造目标51-2212地下水目标61-2213地表地质作用目标61-2214岩土工程性质分级与分类目标71-20.515工程勘察技术与方法目标71-2216各类工程的勘察要求与评价目标81-21机动2合计426四、课内实验（实践）序号实验项目名称实验内容及要求学时对毕业要求的支撑类型备注1液、塑限试验利用液塑限联合测定仪获得所给土样的液、塑限。21-2验证性必做2压缩试验利用固

13、结仪获得土样的压缩性指标，以此判断土样的压缩性。21-2，4-6验证性必做3直剪试验利用直剪仪获得土样的抗剪强度指标。21-2，4-9验证性必做五、课程实施根据课程特点，从课堂教学组织布置预习任务，充分利用网络资源的形式，提前做好课程知识点的预习工作。课堂上适当采用翻转课堂的手法，检验学生的预习情况，启发学生提问和总结知识，并对疑问之处详细解答和组织讨论，从课堂的形式上加强改革，以促进课程目标的达成。主要教学环节质量要求如表所示。主要教学环节质量要求1备课（1）教学内容知识点清晰；（2）理论完整；（3）公式验算逻辑清楚；（4）实践知识点详细；（5）增加工程实例说明讲解。2讲授主要知识点要强调清

14、楚和掌握程度；重要公式要有推演过程；结论要检查学生掌握情况；重点和难点要有强调和突出；每次课程授课结束预留足够时间回答提问和讨论。3作业布置与批改每个章节有详细作业要求；作业批改有分数及日期记录；老师可以根据作业实际情况有主观印象分打分。4课外答疑学习过程中有定期答疑；学期结束前有集中答疑时间；针对考研的同学有专门的答疑预约和安排。5成绩考核主要是是试卷方式考核，占据一定比例40%-60%，比例由任课老师决定；考虑平时课堂表现和作业情况，可以占据一定比例50%-30%；实验成绩占比10%。6第二课堂活动积极引导学生参与第二课堂的学习和探索；开放实验室为创新学分提供条件；指导学生参与导师的研究课

15、题。六、课程考核（一）课程考核包括期末考试、平时考勤及作业考核（不低于三次）和实验（实践）考核，课堂练习（不得低于五次）等，期末考试采用开卷或闭卷等灵活组合方式。（二）课程总评成绩=平时成绩30% +实验（实践）成绩10%+课堂练习得分20%+期末考试成绩40%。具体内容和比例如表所示。考核/评价环节权重考核/评价细则对应的毕业要求指标点作业及考勤和课堂表现 30 %缺勤多于1/3以上不得参加期末考试；课堂表现由任课老师可以打主观评分；作业根据完成情况打分及记录。1-2 实验报告 10 % 实验报告内容完整，数据清晰，结论合理；实验过程认真完成实验要求。1-2,3-5课堂练习20 %（1）根据教学进度安排课堂小测验，形式灵活1-2 试卷40% （1）根据答案评分标准批卷。