《岩土工程分析设计》课程教学大纲

《岩土工程分析设计》教学大纲课程编码：631014课程名称：岩土工程分析设计课程英文名称：AnalysisandDesigninGeotechnicalEngineering课程类别：专业教育课课程性质：必修课学时（理论+实践）：48学分：3开课学期：第七学期选用教材：自编教材《岩土工程分析设计》主要参考书：1、张喜发主编：《岩土工程勘察与评价》，吉林科学技术出版社1995年版。2、余志成、施文华编著：《深基坑支护设计与施工》，中国建筑工业出版社1997年版。3、崔江余、梁仁旺编著：《建筑基坑工程设计计算与施工》，中国建材工业出版社1999年出版。4、华祥征主编：《基础工程设计与施工》，吉林大学出版社1996年出版。5、陈肇元、崔京浩主编：《土钉支护在基坑工程中的应用》中国建筑工业出版社2000年版。6、龚晓南主编：《深基坑工程设计施工手册》，中国建筑工业出版社1998年版。一、中英文课程简介岩土工程分析设计是涉及土力学、岩体力学、工程地质学等知识的一门综合性设计类课程。岩土工程以求解岩体和土体工程问题做为自己的研究对象，包括基坑工程、地下工程、边坡工程、地基与基础等内容。本课程主要针对基坑工程及支挡结构物进行设计和分析。通过本课程的学习，系统掌握深基坑支护工程、土钉墙、降水工程、岩土锚杆、挡土墙工程的分析和设计理论，为其他建筑工程学的学习提供理论基础。AnalysisandDesigninGeotechnicalEngineeringisacomprehensivedesigncourserelatedtotheknowledgeofsoilmechanics,rockmechanics,engineeringgeologyandsoon.Geotechnicalengineeringtakeproblemsofrockandsoilengineeringastheirresearchobjects,includingthefoundationpitengineering,undergroundengineering,slopeengineering,foundationetc.Thiscoursemainlyaimedatthedesignandanalysisoffoundationpitengineeringandretainingstructures.Throughstudyofthiscourse,studentswillmastertheanalysisanddesigntheoryofdeepfoundationpitsupportingengineering,soilnailingwall,dewateringengineering,geotechnicalanchor,retainingwall,whichprovidesthetheoreticalfoundationforlearningotherconstructionengineeringknowledge.二、课程性质、目的与任务岩土工程分析设计是全国高等学校岩土工程、工程地质专业开设的主干课之一，是岩土工程、工程地质法学专业本科生必修的专业课程。本课既可为其他建筑工程学的学习提供理论基础，同时也使学生对我国的建筑基础工程、水利工程、线路工程的岩土工程问题产生深刻的理解。本课程是高等岩土工程、工程地质教育不可缺少的组成部分。通过本课程的学习，同学们应系统掌握深基坑支护工程、土钉墙、降水工程、岩土锚杆、挡土墙工程的分析和设计理论，针对目前的建筑、水利、线路工程市场现状，进行深入的思考。应全面了解国家的基本规范和基本设计理论，掌握岩土工程分析设计的全过程。运用理论和方法为实际工程设计打下良好基础。三、教学基本要求1、针对不同的荷载边界条件，全面掌握土压力计算的基本理论和方法。2、系统掌握深基坑的各种设计理论和计算方法。3、系统掌握土钉墙支护结构、岩土锚杆的设计和施工方法。4、系统掌握工程降水的设计理论和实际应用工程设计。5、系统掌握路堤挡墙的设计理论和施工方法。6、注重培养学生的思维能力，采用理论与实践相结合，理论讲述与实例分析相结合的方法进行教学，培养和提高学生分析问题和解决问题的能力，使学生完成本门课程的学习任务之后，能够独立地对实践中存在的具体工程进行设计和指导施工。四、各章节内容及学时分配第一章、绪论（2学时）教学目的与要求通过本部分的学习，要求学生重点掌握岩土工程分析设计的工作方法和工作程序，掌握岩土工程的的研究对象和作用，概括了解岩土工程的发展历史以及学科体系。教学内容第一节岩土工程的基本概念第二节岩土工程设计的对象和作用第三节岩土工程的发展历史第四节岩土工程的工作方法和工作程序考核要求了解：岩土工程的历史发展理解：岩土工程设计的对象和作用掌握：岩土工程的概念、工作方法和工作程序第二章深开挖支护结构（18学时）教学目的与要求本章的学习目的在于使学生掌握有关土压力计算的基础理论知识，掌握悬臂梁、等值梁、自由端法等极限平衡设计理论及弹性抗力法，可以进行实际工程的计算和设计。了解深基坑抗稳定性验算、变形计算、抗渗稳定验算的方法。以及有关地下水渗流等有关知识。教学内容第一节基坑支护技术与概述第二节开挖方案第三节基坑稳定性验算及变形计算第四节土压力第五节其他荷载引起的侧压力悬臂式支护结构设计计算第七节单支点支护结构的计算第八节多支点支护体系结构计算（平面杆系结构弹性支点法）多层锚杆墙分析设计过程考核要求了解：基坑工程的发展历史和支护结构类型、基坑支护结构的设计内容和程序、常见的支护及支撑结构类型、土压力合力的计算过程和在基坑工程上的应用、结构受力情况、单支点支护体系的土压力、剪力、弯矩分布及其它计算方法、弯矩折减法。理解：开挖的不同方法、渗流和流网制作知识、土压力理论在粘性土中的应用、冰荷载和动水压力、悬臂式支护结构设计步骤、自由端法、等值梁法的区别、平面杆系结构弹性支点法的基本计算理论、多层锚杆墙的土压力、弯矩、剪力的计算。掌握：深基坑概念、内外支撑的优缺点、不同基坑的安全等级的划分，认识基坑设计和施工过程、基坑抗滑稳定性验算及抗渗稳定计算、土压力计算理论、其他荷载的基本概念和具体的计算方法、悬臂式支护结构的实际设计方法、自由端法、等值梁法、弹性支点法的计算过程和实际应用、板桩插入深度的计算。第三章基坑降水及过程降水设计（10学时）本章的学习目的在于使学生掌握有关工程降水的基础理论知识，掌握井点降水法类型及适用条件以及井点降水工程设计步骤理论，可以进行实际工程的计算和设计。了解地下水井流理论，以及有关水文地质钻探等有关知识。教学内容概述明沟排水第三节井点降水法类型及适用条件井点降水工程设计井点布置降水对邻近建筑物的影响及预防、基坑降水三实例考核要求了解：降水工程的发展历史、明沟排水的基本设计和施工过程、地下水动力学井流理论的概念、分类、井点布置原则、降水对邻近建筑物的影响。理解：井点降水法类型及适用条件、各种井流理论在在我国的适用领域和范围、井点布置与水文地质条件的关系、目前各种预防降水影响的措施。掌握：基坑降水的四个作用以及井点降水工程设计步骤、潜水完整井、承压完整井、单井抽水量、井数、井距的确定、井点平面布置、剖面布置、总管及其他观测井的要求、基坑降水工程的实际设计过程和要求，以及实际处理方法。第四章无支护开挖及重力式支护结构（4学时）教学目的与要求了解自立边坡设计要点以及土钉墙的结构形式与特点，适用条件，掌握无支护开挖边坡稳定分析方法和掌握水泥土墙的尺寸、作用力和力学参数的确定，重点掌握土钉墙内部稳定性分析的极限平衡法、假设以及土钉拉力的计算，理解掌握水泥土挡墙的构造和破坏模式教学内容第一节无支护开挖第二节重力式围护墙第三节(复合)土钉墙考核要求了解：自立边坡设计要点以及土钉墙的结构形式与特点，适用条件。理解：水泥土挡墙的构造和破坏模式。掌握：无支护开挖边坡稳定分析方法和掌握水泥土墙的尺寸、作用力和力学参数的确定，重点掌握土钉墙内部稳定性分析的极限平衡法、假设以及土钉拉力的计算。第五章岩土锚杆（10学时）教学目的与要求通过本章的学习，学生应掌握岩土锚杆设计的有关知识，了解岩土锚杆的适用范围以及其实际施工过程，涉及到钻探设备等备用知识。教学内容第一节土层锚杆的构造与类型第二节土层锚杆的承载能力土层锚杆的计算设计土层锚杆的稳定性计算及算例分析锚杆侧摩阻刚度系数锚杆蠕变试验岩石锚杆考核要求了解：土层锚杆的构造与分类、土层锚杆的工作机理、土层锚杆的空间布置、土层锚杆的计算依据、锚杆蠕变试验原理及分析、岩石边坡勘察的目的任务。理解：我国的岩土锚杆发展历史和现状、目前各种土层锚杆的设计计算理论分类、锚杆的布置和计算方法、土层锚杆的设计方法和步骤和稳定性验算、岩石边坡的加固方法。掌握：岩土锚杆的概念和工作过程、土层锚杆的承载确定方法、土层锚杆的结构设计和计算方法、土层锚杆稳定性验算方法，锚杆侧摩阻刚度系数计算方法，掌握土层锚杆的设计方法和步骤、锚杆蠕变试验流程及资料整理、开挖岩石边坡稳定性分析的理论和计算方法。第六章路基挡墙（4学时）教学目的与要求通过本章的学习，学生应掌握挡土墙设计的有关知识，了解挡土墙设计的基本资料，对挡土墙的概念和分类也要掌握。教学内容挡土墙基本概念和类型及适用范围挡土墙设计考核要求了解：土层锚杆的构造与分类、挡土墙的设计基本资料。理解：我国路基挡墙的发展历史和现状、路基挡墙排水原则。掌握：挡土墙的概念和分类、重力式挡土墙的概念、设计步骤和稳定性验算。学时分配与进度计划章节教学内容总学时讲授学时实验学时第一章绪论第一节岩土工程的基本概念第二节岩土工程设计的对象和作用第三节岩土工程的发展历史第四节岩土工程的工作方法和工作程序22第二章深开挖支护结构第一节基坑支护技术与概述第二节开挖方案第三节基坑稳定性验算及变形计算第四节土压力第五节其他荷载引起的侧压力悬臂式支护结构设计计算第七节单支点支护结构的计算第八节多支点支护体系结构计算多层锚杆墙分析设计过程1818第三章基坑降水及过程降水设计概述明沟排水井点降水法类型及适用条件井点降水工程设计井点布置降水对邻近建筑物的影响及预防、基坑降水三实例1010第四章无支护开挖及重力式支护结构第一节无支护开挖第二节重力式围护墙第三节(复合)土钉墙44第五章岩土锚杆第一节