《土力学与基础工程》(含实验)教学大纲

1、土力学与基础工程课程教学大纲课程英文名称：Soil Mechanics and Foundation Engineering课程编号： 133154030课程类别：专业课课程性质：必修课学 分： 3学 时：48（其中：讲课学时：40，实验学时：8，上机学时：0）适用专业：地质工程开课部门：环境与资源学院 一、课程教学目的和课程性质土力学与基础工程是地质工程专业一门必修课，它的理论性和实践性都很强。土力学是利用力学原理和土工试验技术研究土的工程性质和在力系作用下土体性状的学科，为保证建筑物地基土体稳定和建筑物的正常使用提供可靠的依据。地基基础是在土力学的基础上进行的，是从事基础设计工作必须学习的

2、理论知识。本课程的目的是通过教学使学生正确理解和掌握土力学与地基基础有关的基本概念、基本原理和基本方法；具备利用土力学知识分析和解决具体工程问题的能力；初步掌握土工试验技术；掌握地基及基础设计方面的基本理论知识，为今后从事相关工作打下一定的基础。在授课过程中要注意培养学生发现、分析、研究、解决实际工程问题的能力。二、本课程与相关课程的关系本课程学习前期课程有普通地质学、矿物学、岩石学、工程力学、构造地质学、水文地质学等、后续课程是岩土支挡与锚固、地基处理等课程。三、课程的主要内容及基本要求（一）理论学时部分绪论（2学时）知 识 点1、基本概念2、地基与基础在土建工程中的重要性(结合工程实例介绍

3、)3、本课程的特点、要求和学习方法4、本课程的发展方向重 点相关的基本概念。难 点 无。基本要求1、识记：土力学、基础工程、地基、基础等相关概念。2、领会：本课程的重要性及特点。3、简单应用：无。4、综合应用：无。第一单元 土的物理性质及工程分类 （2学时）知 识 点1、土的生成与特性2、土的三相组成3、土的物理性质指标4、土的物理状态指标5、地基土的工程分类重 点相关概念、土的物理性质指标和土的物理状态指标。难 点 三相草图及物理性质指标之间的换算、粘性土的物理状态指标。基本要求1、识记：各物理性质指标、物理状态指标等名词术语及物理意义等。2、领会：无粘性土和粘性土物理状态指标的差别。3、简

4、单应用：按所学理论知识能够对土体进行正确的分类命名。4、综合应用：能够综合各指标对土体的状态、工程性质做出全面的分析评价。第二单元 土的压缩性与地基沉降计算（10学时）知 识 点 1、土的变形特性2、有效应力原理3、侧限条件下土的压缩性4、土的压缩性原位测试5、地基土的应力分布6、地基的最终沉降量7、应力历史对地基沉降的影响8、地基沉降与时间的关系9、建筑物沉降观测。重 点 有效应力原理、侧限条件下土的压缩性、地基土中应力的计算、地基的最终沉降量计算。难 点 地基土中应力的计算、地基的最终沉降量计算、固结度的计算。基本要求1、识记：有效应力原理、侧限压缩、自重应力等相关概念。2、领会：有效应力

5、原理工程应用及其重要性。3、简单应用：能够用压缩性指标评价土体的压缩性高低；分析应力曲线的分布规律，并能与实际工程结合起来。4、综合应用：能熟练地进行地基中各类应力的计算和沉降计算，并能按给定条件分析沉降是否满足规范要求，不满足能够提出相应的解决措施。 第三单元 土的抗剪强度与地基承载力（6学时）知 识 点 1、土的极限平衡条件2、抗剪强度指标的确定3、影响抗剪强度指标的因素4、地基的临塑荷载和临界荷载5、地基的极限荷载重 点相关的基本概念；土的极限平衡条件；抗剪强度指标的确定。难 点晶面米氏符号的确定方法。基本要求1、识记：相关的基本概念。2、领会：土的极限平衡理论；抗剪强度指标确定的原理方

6、法。3、简单应用：土的极限平衡条件在工程中的应用，即学会用土的极限平衡条件判断土体所处的状态；理解临塑荷载和临界荷载和极限荷载的意义，能够选择正确的荷载作为地基承载力特征值。4、综合应用：熟练掌握抗剪强度指标确定方法，在对实验数据进行分析的基础上，对土体的强度做出评价；能够针对不同的工程选择正确合理的实验方法确定抗剪强度指标。第四单元 土压力与土坡稳定（6学时）知 识 点 1、静止压力计算2、朗肯土压力理论3、库仑土压力理论4、几种常见情况的土压力5、挡土墙设计6、土坡稳定分析重 点 与土压力相关概念；土压力的种类及计算理论；重力式挡墙的设计。 难 点 挡墙的设计；土坡稳定分析。基本要求1、识

7、记：相关概念。2、领会：土压力种类的划分依据；土坡稳定性分析的基本原理。3、简单应用：能够应用朗肯土压力理论和库仑土压力理论计算土压力的大小。4、综合应用：能够用所学理论知识进行挡土墙设计与计算。第五单元 天然地基上的浅基础设计（6学时）知 识 点 1、浅基础的类型2、基础的埋深3、地基计算4、基础尺寸设计5、刚性基础设计6、扩展基础设计。重 点 浅基础的类型；基础的埋深；地基计算；基础尺寸设计。 难 点 扩展基础设计配筋计算。基本要求1、识记：浅基础相关的概念。2、领会：确定基础埋深需考虑的因素。3、简单应用：会确定地基承载力，能够正确设计基础底面尺寸。4、综合应用：能够利用给定的工程资料进

8、行刚性基础或扩展基础的设计。 第六单元 桩基础及其它深基础（8学时）知 识 点 1、桩及桩基础的分类2、桩的承载力3、桩基础设计4、其它深基础重 点桩基础相关概念；桩及桩基础的分类；单桩及群桩承载力的计算。难 点 群桩效应；承台效应；桩基础设计。基本要求1、识记：桩基础相关概念。2、领会：单桩承载力的计算方法及影响单桩承载力的因素。3、简单应用：能够判断是否考虑群桩效应及承台效应，并针对具体情况正确计算群桩承载力。4、综合应用：能够针对给定资料进行简单的桩基础设计。学时分配 知识单元理论学时绪论 2第一单元 土的物理性质及工程分类2第二单元 土的压缩性与地基沉降计算10第三单元 土的抗剪强度与

9、地基承载力6第四单元 土压力与土坡稳定6第五单元 天然地基上的浅基础设计6第六单元 桩基础及其它深基础8合 计40（二）实验学时部分实验教学环节作用及目的土力学与基础工程实验，是学习这门课程中必不可少的最重要的环节，共8个学时，三个试验，即固结试验、直剪试验和三轴压缩试验，是每个地质工程专业学生必需完成的内容，通过实验能够让学生充分领会土体压缩性高低的判断依据，土体抗剪强度指标的确定方法原理，抗剪强度指标确定方法的选择依据及其工程应用。为达上述目的，要求同学们在实验中要坚持科学态度，认真严格按照实验课教师的要求进行操作，仔细观察，记录。并对数据做出正确的分析处理，对土体进行正确客观的评价。实验

10、教学环节培养学生能力标准 通过实验要求达到：1、掌握固结试验的原理，实验方法和步骤，并能熟练操作仪器，对试验数据进行正确计算、分析，对土体的压缩性做出正确的评价。2、掌握直剪试验三轴压缩试验的原理，实验方法和步骤，并能熟练操作仪器，对试验数据进行正确计算，分析不同试验条件下土体抗剪强度指标的区别，学会针对不同的工程项目选择正确的试验方法的条件。3、领会土工试验环节在实际工作中的重要性。实验项目、内容、学时分配及实验类型1、必开实验序号实验项目实验内容学时实验类型组数每组学生人数1侧限压缩试验在实验课教师的指导下完成固结试验。对试验数据进行整理分析，计算出各压缩性指标，并评价土体的压缩性高低。2

11、验证1562直剪试验在实验课教师的指导下完成直剪试验。对试验数据进行整理分析，绘制相关图示，计算或量出c，值，写出库仑定律，并评价土体强度。2验证1563三轴压缩试验在实验课教师的指导下完成三轴压缩试验。对试验数据进行整理分析，绘制莫尔应力圆及相关内容，计算或量出c，值，写出库仑定律，并评价土体强度。2验证1564综合试验综合前三次试验结果，根据所测数据对土体的压缩性、抗剪强度等做出综合评价。2综合1562、选开实验序号实验项目实验内容学时实验类型(演示、验证、综合、设计研究)组数每组学生人数3、主要仪器设备侧限压缩仪，直剪试验仪，三轴压缩仪及相关的辅助工具。四、教学方法与手段理论课教学采用多

12、媒体教学和板书结合，以老师讲授为主，讲授过程中尽可能多的引入工程实例。每次理论课后布置一定量的课外作业及下次课上课前的课内作业。每隔一定时间，适时集中给学生讲解课外作业题，理论课结束后，集中给学生讲解复习思考题。实验教学中，先由指导教师讲请实验目的与要求，分小组进行，以学生动手为主。掌握每次试验的试验原理、方法和步骤、数据处理方法及数据的综合分析，并对土体的工程性质做出正确的评价。分小组进行课程设计，给定实际工程的勘察资料，在此基础上学生提出合理的地基基础方案并进行地基基础设计计算。五、考核要求、方式与成绩评定考核要求：需覆盖教学大纲各章节全部教学内容。 考核形式：考试成绩评定：该课程考试成绩

13、采取结构评分：理论考试成绩占60%。实验课成绩占15%，平时作业成绩占10%，课程设计成绩占15%。六、选用教材、讲义和主要参考书1.选用教材 土力学地基基础(第五版)，陈希哲编，清华大学出版社，2013年2主要参考书1)、土力学地基基础(第三版)，陈希哲编，清华大学出版社，1998年。2)、土力学，张克恭，刘松玉主编，中国建材工业出版社，2001.6年。3)、土力学地基与基础(第二版),周汉荣主编，武汉工业大学出版社，1993.6年。4)、土力学，陈促颐等编，清华大学出版社，1994.4年。5)、基础工程，郑刚主编，中国建材工业出版社，2000年。6)、地基及基础(第三版),华南理工大学等高

14、校编，中国建筑工业出版社，1998年。7)、天然地基上的浅基础，高大钊主编，机械工业出版社，1999年。8)、桩基础的设计方法与施工技术，高大钊主编，机械工业出版社，1999年。七、大纲说明土力学与基础工程是地质工程专业的一门专业必修课，理论性和实践性均较强。要求学生有较好的高等数学、工程力学等方面的理论基础。教学过程中要求学生对相关概念、计算的理论依据、计算方法和计算原理有很好的理解。熟悉课程中设计计算依据的主要规范。在授课过程中注意适时引入工程实例，将理论教学与工程实践很好地联系起来。强调基本理论知识的同时注意培养学生对理论知识的应用，培养学生运用所学理论知识分析、解决实际工程问题的主观意