土力学与地基基础教案2.doc

授课章节名称 第二章 土的物理性质2次课（2学时） 教学目的与要求 了解土的成因与组成成分，掌握土的三相性物理指标的定义以及相互之间的推导，熟悉无黏性土和黏性土的物理性质指标，了解土的工程分类。 教学重点 土的三相性物理指标，无黏性土和黏性土物理性质指标的计算，土的三相性物理指标 教学难点 三相性物理指标之间的换算，塑性指标液性指标 思考题与作业 教材思考题2.5、2.6和2.13，习题.4、2.10和2.13 教学内容、设计与时间安排： 首先提出三个问题，希望在学习后能够解答，在章节最后安排学生回答。(2min) 土的三相都是指哪些，是以什么形式存在的？ 土的三相性物理性质基本指标包括哪些，如何测定？ 土的工程分类大致有哪些？ （一）土的成因与组成(25min) 1、介绍土的成因，使学生了解物理风化，化学风化和生物风化都包括哪些内容。(10min) 土的三个特性：散体性，三相性，自然变异性 2、介绍土的组成，土的土体颗粒，土中水，和土中气体(15min) A、重要概念，土颗粒级配，如何判断土体级配是够良好。(9min) （提问：土颗粒粒径均匀，该种土体工程性质就好吗？）(3min) 介绍筛分试验，通过筛分颗粒级配曲线，判断土的级配是否良好。 介绍土的矿物成分：原生矿物和次生矿物。 在次生矿物中，需要了解三种黏性矿物，蒙脱石，伊利石，高岭石，其亲水性由高到低。 B、土中水的形式包括自由水和结合水，在工程中自由水影响较大。(6min) （讨论：解释一下下雨后，土表面没有水，但是用脚踩多次后就会有水出现？）(3min) （二）土的物理性质指标(25min) 土的物理性质指标就是土的三相比例关系量。 基本指标：土的相对密度，含水量，天然密度。 换算指标：土的干密度，饱和密度，有效密度，孔隙比，孔隙率，饱和度等。 通过三相关系示意图介绍土颗粒、水、空气的体积和质量。 介绍基本指标的定义以及计算公式，并简单介绍三个指标的试验测定方法，相对密度采用比重瓶法，含水量采用烘干法，天然密度采用环刀法。 介绍换算指标的定义及计算公式，结合三相关系图，更好的理解公式意义。 （提问：孔隙比、孔隙率和饱和度能否超过1或者100%）(3min) 用给定的基本指标推导换算指标，将三相关系示意图简化，令土颗粒体积为1。（这部分由学生自己动手推导，之后给出换算公式） 例题一，应用给定基本指标计算换算指标（由学生当堂做出，并进行讲解） 例题二，应用换算关系，求解实际问题（布置给学生课后考虑，多种方法，下次课讲解） （三）无黏性土的物理性质(15min) 判别无黏性土的密实度的指标：孔隙比，相对密实度，标注贯入锤击数 1、相对密实度(8min) （提问：孔隙比越大，土越松散还是越密实？）(3min) 相对密实度的概念，如何按相对密实度判断砂土密实程度。 2、标准贯入锤击数（7min） 标准贯入锤击数来判别密实度。(标准贯入法，采用63.5千克重锤，从76厘米高处落下，打入30厘米的锤击数) （四）黏性土的物理性质(15min) 1、（玩泥巴或者玩过面团的经历，水多时是一种流动状态，干了就是一个很硬的块体，水刚刚好时可以捏成各种形状，但玩了一段时间后，开始有裂纹。学习理论来解释这种现象）(8min) 固态——半固态——可塑状态——流动状态 缩限 塑限 液限 含水量和黏性土物理状态关系，要搞清楚几个概念，界限含水量，缩限，塑限，液限。 液限采用锥式液限仪测定，塑限测定，采用“搓条法”测定。 （原来就是含水量的问题） 2、塑性指数和液性指数(5min) 塑性指数是指液限和塑限的差值（省去%），可按其对黏性土进行分类，时为黏性土，对于的黏性土称为黏土，对于的黏性土称为粉质黏土。 液性指数是指黏性土的天然含水量和塑限的差值与塑性指数之比。 例题一，给定含水量也界限含水量，求土体性质和状态。（由学生自主作答，并讲解） 3、土的灵敏性和触变性(2min) 介绍灵敏度和触变性的概念。 （五）土的压实性(5min) 1、细粒土的击实曲线，干密度峰值处对应的含水量为最优含水量(3min) 2、粗粒土的击实曲线，没有峰值。(2min) （六）土的工程分类(5min) 按年代分、按成因分、按有机质含量分、按颗粒级配和塑性指数分 例题二，给定含水量，孔隙比，求土的性质和状态，既是对指标换算的复习，又是应用含水量和孔隙比判断淤泥和淤泥质土的联系。（学生课堂做，讲解） （回答上周的三个问题，最后看一下勘察报告） 沈阳城市学院 教 案