《土力学D》课程教学大纲

《土力学D》课程教学大纲课程代码010404L课程名称中文名:土力学D英文名:SoilMechanicsD课程类别专业基础课修读类别任选学

分2.5学时40(含8学时课内实验）开课学期第6学期开课单位岩土工程教学团队适用专业无机非金属材料工程专业先修课程高等数学、材料力学等教材及主要参考书1.《土力学》第二版，李广信等主编，清华大学出版社，2013年2.《土力学》，侯兆霞、吕鹏、熊保林主编，上海交通大学出版社，20143.《建筑地基基础设计规范》,GB50007-20114.《建筑桩基技术规范》,JGJ94-2008（J793-2008）5.《岩土工程勘察规范》,GB50021-20016.《建筑结构荷载规范》,GB50009-20127.《铁路桥涵地基和基础设计规范》,TB10002.5-20058.《公路桥涵地基与基础设计规范》,JTGD63-20079.《土力学与基础工程》,高大钊主编，中国建筑工业出版社，2008⒑《土力学与基础工程》,赵明华主编，武汉理工大学出版社，2009一、课程性质和目标《土力学》是材料专业的一门必须课，属于专业基础课。土力学主要学习土的物理、力学性质指标及其在工程中的渗透、变形、强度特性，研究如何运用土的工程特性解决工程中与之相应的岩土工程问题。通过本课程的理论教学与课内实验，使学生具备基本的知识和能力，课程的具体教学目标如下：课程目标1：能够熟练土的基本理论知识，为相关工程提出土的相关指标。课程目标2：通过理论和实验的学习，使学生具备初步分析工程实际问题的能力。课程目标3：能够运用基本理论和实验成果，解决工程中与土的性质相关的实际问题。二、本课程所支撑的毕业要求（1）本课程所能支撑的毕业要求和课程目标的对应关系序号毕业要求指标点毕业要求指标点具体内容课程教学目标1毕业要求1-1能够运用数学、自然科学知识恰当描述材料物理化学问题。课程目标1、22毕业要求2-4能够正确表达材料复杂工程问题的解决方案，并分析其合理性，以获得有效结论。课程目标2、33毕业要求

4-1能运用专业理论和科学手段，依据对象特征，选择研究路线，设计实验方案。课程目标2、3

（2）本课程内容与课程目标、毕业要求指标点的对应关系教学内容课程目标毕业要求指标点理论教学第一章绪论课程目标2毕业要求1-1第二章土的物理性质和工程分类课程目标2毕业要求2-4第三章土的渗透性及渗流问题课程目标2毕业要求2-4、4-1第四章土中应力课程目标1毕业要求1-1第五章土的压缩性和地基沉降计算课程目标2、3毕业要求1-1、4-1第六章土的抗剪强度课程目标2、3毕业要求2-4、4-1第七章土压力课程目标2、3毕业要求2-4、4-1第八章边坡稳定性分析课程目标2毕业要求4-1第九章天然地基承载力课程目标2毕业要求4-1课内实验土的液、塑限筛分试验课程目标1毕业要求1-1土的压缩试验课程目标1毕业要求1-1土的抗剪强度试验课程目标1毕业要求1-1

三

教学基本内容（一）

理论教学基本内容（32

学时）第一章绪论（2学时）1本章基本要求要求学生土的基本概念及特点、认识国内外的发展现状及本课程的主要内容要求及学习方法。2本章教学内容与有关土的工程问题实例。土力学的特点及研究对象。土力学的形成和发展。土力学的学习要求。重点：土力学的概念及特点、本课程的学习方法。第二章土的物理性质和工程分类（4课时）要求学生土的三相组成及对土的工程特性的影响。1）土的生成3)土的三相指标5)土的工程分类、土的压实特性重点：土的三相指标，物理指标和土的压实性。第三章土的渗透性及渗流问题（3课时）要求学生土的渗透性、水头和水力梯度的定义、达西渗透定律。渗透力的实质及计算方法，渗透变形的类型及防治措施。主要内容：渗透系数的影响因素。3本章的重点和难点难点：水头和水力梯度及渗透力1本章基本要求2本章教学内容2)土体的自重应力的计算方法。4)基底压力分布规律和影响因素，简化方法。3本章的重点和难点难点：孔隙水压力的计算1本章基本要求2本章教学内容2)地基沉降计算方法、计算步骤。4)固结系数Cv的测定方法、影响因素及误差范围。重点：几种压缩变形指标的定义和物理意义，先期固结压力，地基沉降计算方法及平均固结度的计算。第六章土的抗剪强度（4课时）要求学生土的抗剪强度理论和极限平衡条件，土的抗剪强度指标试验测定方法，土的抗剪强度机理和影响因素，土的应力路径，土在剪切中的性状和各类抗剪强度指标应用。1)库伦抗剪强度定律与摩尔强度理论，土体处于极限平衡状态时的大小应力和抗剪强度指标应满足的条件和判别方法。3)土的抗剪强度机理和影响因素。3本章的重点和难点难点：土体处于极限平衡状态时的大小应力和抗剪强度指标应满足的条件和判别方法。1本章基本要求2本章教学内容2)静止土压力的计算方法和静止土压力系数确定的经验方法和经验公式。4)库伦土压力理论的假定、分析方法、适用条件、计算公式、图解方法。6)几种常见情况下的主动土压力计算的要求和方法。重点:静止土压力的计算方法，朗肯土压力和库伦土压力理论，以及两种理论求算土压力的异同。第八章边坡稳定性分析（3课时）要求学生边坡的概念和影响因素，无粘性土坡稳定分析，粘性土坡稳定分析提高边坡稳定性的措施。1)认识边坡的概念定义、造成边坡失稳的影响因素。3)粘性土坡常用的几种稳定分析的方法，认识这些方法的适用性和误差范围。重点:无粘性土坡的稳定性分析，粘性土坡的稳定性分析。第九章天然地基承载力（3课时）要求学生地基承载力定义的概念，地基的变形和失稳，地基极限承载力，按其它方法确定地基承载力。1)各种地基承载力定义和确定地基承载力多个手段，影响地基承载力各种因素。3)简单介绍地基极限承载力的各种理论和计算方法。3本章的重点和难点难点：确定地基极限承载力的各种理论和计算方法，地基承载力修正公式和强度计算公式。第一部分粘性土的界限含水量试验（3学时）要求学生测定界限含水量的方法，确定粘性土的液限、塑限。计算塑限指数，对土进行定名。1）测定界限含水量的方法，3）计算塑限指数和液性指数3重点和难点难点：确定粘性土的液限1基本要求2教学内容2）室内试验模拟荷载作用下，在侧限变形条件下土的压缩变形过程，绘制e~p压缩曲线。3重点和难点难点：绘制e~p压缩曲线1基本要求2教学内容2）确定抗剪强度指标c、φ3重点和难点难点：确定粘性土抗剪强度指标c、φ四、达成课程目标的途径和措施教学方法是实现教学目标和教学内容的重要环节。本课程设计的教学方法有：“讲授法”、“案例法”、“讨论法”，具体会根据教学内容和目标不同采取更适宜的教学方法。⑴通过“讲授法”使学生明了本课程的知识核心和重点内容，同时引入“案例法”，增加学生对工程问题的关注度，提高学习兴趣。⑶通过对解决方案的分析，给学生讲解“解决问题、分析问题”的思路和方法等，说明与本课程的关系，从而引入教学内容，进行系统明了的讲解，加深学生对知识的学习。在教学的具体实施过程中，由于每届学生特点、班风、学风略有不同，根据需要在部分教学过程中穿插“讨论”知识节点，提高整体学习效果，以促成毕业要求指标点的达成。本课程采用现代化的教学手段，采用“多媒体”和“黑板板书”相结合进行授课，多媒体可将抽象的内容生动化、直观便利化，板书可将核心内容重点深刻化，具体化。二者扬长避短，充分发挥优势特点。在有关内容教学中，因学生特点、因教学内容，适当加入一些现场工程的录像，加深学习效果。指导学生进行课外阅读，推荐学生一些重要优质信息或网站网址，使学生利用互联网资源、校园网资源(校园网数据库)、图书馆资源(期刊、专业文献)进行课外阅读。这样既能辅助课程教学内容，又能增加学生的知识面，拓展专业视野。

五、课程综合记分方法3.课外阅读要求2.教学手段⑷课堂最后强调本次课程的重点及学习应达到的目标，同时提出课后思考问题，并布置课后作业加深所学课程知识。⑵在教学过程中引导学生思考如何解决遇到的设计问题，启发学生提出自己的解决方案。本课程的授课中主要采用“讲授法”和“案例法”，这种教学方法既能使学生熟悉知识核心，又能拓展学生的思维空间，增加学习兴趣，提高综合能力。具体实施通过以下几个方面：1.教学方法

重点：确定抗剪强度指标c、φ。3）三轴剪切试验的观摩1）采用直接剪切试验方法，绘制库伦抗剪强度线。要求学生测定土体的内摩擦角和凝聚力。第三部分土的抗剪强度试验（2学时）重点：绘制e~p压缩曲线，计算土的压缩系数、压缩模量。3）计算土的压缩系数、压缩模量。1）测定土的天然密度、含水量。要求学生测定土的湿密度、含水率，计算土样干密度、初始孔隙比，并用此密度、含水率条件下的试样进行压缩试验，根据试验数据绘制孔隙比与压力的关系曲线（即压缩曲线），确定土的压缩系数、压缩模量，评价土体的压缩性。第二部分土的固结压缩试验（3学时）重点：确定粘性土的液限、塑限。4）对土进行定名2）确定粘性土的液限、塑限。2教学内容1基本要求（二）课内实验基本内容（8学时）重点:地基的变形的阶段和失稳破坏类型，确定地基极限承载力的各种理论和计算方法。4)确定地基承载力静荷载测试方法、《地基规范》中的地基承载力修正公式和强度计算公式。2)地基的变形的阶段和失稳破坏类型。2本章教学内容1本章基本要求难点：粘性土坡的稳定性分析。3本章的重点和难点2)无粘性土坡稳定分析方法。2本章教学内容1本章基本要求难点：两种理论在求算土压力时的异同、误差分析结果及适用范围。3本章的重点和难点5)朗肯理论和库仑理论的两种理论求算土压力的异同，误差分析结果，适用范围。3)朗肯土压力理论的假定、分析方法、适用条件、计算公式。1)认识各种土压力的含义和墙体位移与土压力的关系，刚性挡墙与柔性挡墙的区别，刚性挡墙土压力的分布特点。要求学生土压力的概念，静止土压力，朗肯土压力理论，库伦土压力理论，朗肯理论和库仑理论的比较，几种常见情况下的主动土压力计算。第七章土压力（4课时）重点:库伦抗剪强度定律与摩尔强度理论,土体处于极限平衡状态时的大小应力和抗剪强度指标应满足的条件和判别方法,土在剪切中的性状。4)土在剪切中的性状，不同试验方法测定的土的强度强度指标的差异性，在工程应用中如何合理正确选择各类抗剪强度指标。2)土的抗剪强度指标试验测定的几种常用方法及其优缺点。2本章教学内容1本章基本要求难点：不同固结状态土层平均固结度的计算及固结度与沉降的关系。3本章的重点和难点3)饱和粘性土太沙基一维渗透固结的假定、原理固结方程建立的推导，不同固结状态土层平均固结度的计算及固结度与沉降的关系，工程实际沉降的修正方法。1)土的压缩特性、压缩曲线表述形式，几种压缩变形指标的定义和物理意义及室内外测定压缩指标的方法、先期固结压力。要求学生土的压缩性、地基沉降计算，饱和粘性土渗透固结理论及固结系数Cv的测定。第五章土的压缩性和地基沉降计算（5课时）重点：土体的自重应力、地基中的附加应力、基底压力和有效应力原理5)太沙基有效应力原理的物理实质，有效应力对变形和稳定的作用3)地基中的附加应力计算假定、计算方法，影响因素。1)土中一点的应力状态、土的应力应变关系简化假定、土中应力正负号的规定。要求学生土中一点的应力状态，土体的自重应力、地基中的附加应力及基底压力的计算，有效应力原理及对变形和稳定的作用。第四章土中应力的计算（4课时）重点：土的渗透性，水头和水力梯度的定义、达西渗透定律，渗透力和渗透变形渗透力和渗透变形。渗透力定义、作用机理和临界渗透系数的实质及计算方法，渗透变形的类型及防治措施。土的渗透性，土的渗透性、水头和水力梯度的定义、达西渗透定律。2本章教学内容1本章基本要求难点：土的三相指标的计算。3本章的重点和难点4)土的物理状态2)土的三相组成，土的结构2本章教学内容1本章基本要求难点：土力学在学习中应注意的问题。3本章的重点和难点考核目标考核的目标是衡量学生对本课程学习要求的综合达成情况。最终成绩是对学生学习情况的最好的反映。若最终成绩评定通过，说明学生至少“及格”，达到了本课程的毕业目标要求；若最终成绩未通过评定，说明学生未达到本课程的毕业目标要求，学生需重新学习本课程内容以满足毕业目标要求。考核方法⑴平时考核：本考核是作为最终成绩的辅助参考，平时考核通过作业、出勤、课堂表现等综合评定。该部分成绩由上课老师综合整理评定，评定原则：无故况勤1/3以上者不允许参加考试；平时作业未交达1/3以上不允许参加考试；课堂玩手机、交头接耳被老师通报超3次者不允许参加考试。实验课必须全勤，缺一次实验需补做，实验不及格的按土力学课程不及格，不得参加考试。⑵期末考试：采用闭卷考试形式，基本上以卷面得分作为本课程的最终成绩的90%，再加实验成绩10分。考试一般安排在课程结束后一周进行，学校统一安排考场和监考，阅卷老师按规定统一阅卷，统一录入成绩。考核方法采用期末考试和平时考核相结合的方式：成绩评定方法七、课程目标达成评价与持续改进机制课程评价周期定为每2年评价一次。设置达成目标的具体量值，采用成绩分析法结合试题的难易程度进行评价。评价所需要的课程毕业要求及权重参考《测绘专业课程对毕业要求的支撑和权重》，评价结果用于持续改进。⑴建立持续改进制度②由课程持续改进