《土质学和土力学》教学大纲.doc

《土质学与土力学》教学大纲 适用专业: 地质工程 课程编号: 课程类别: 必修 课内学时: 40 开课学期: 5-6 一、教学大纲说明 （一）课程性质与目的 本课程是地质工程专业开设的一门专业基础课，属于必修课。其目就是使学生了解和掌握土的基本特性、土力学的基本原理、土体变形及稳定的主要分析和计算方法。为进一步学好后续地质专业课打下基础。 （二）课程的基本要求 本课程为地质工程专业的专业基础课，只有在掌握了数理化、力学、地质学基础知识后才能学习本课程。因些，本课程的开设时间应设在高等数学、普通物理学、工程力学、普通化学、普通地质学、岩石学、构造地质学、水文地质学等课程之后。本课程的内容涉及一定的工程地质学内容、工程检测技术和土工实验，建议与工程地质学、地球物理勘探和土工实验课程同步开设。 通过课堂教学、课堂讨论、多媒体教学、习题作业等教学手段，学生应达到如下要求：1. 牢固掌握土的基本物理力学性质，土的应力、变形、强度和地基计算等土力学的基本原理和计算方法；2. 在掌握基本理论的同时，还要掌握主要土工试验的基本原理的一般操作技术；3. 土的主要特点是复杂性、易变性，因此，学习时应注重理论联系实际，将土力学理论应用于实践，在实践中注意积累资料及经验，再去丰富理论。学习土力学概念及工程问题、学科特点与性质、学科发展、学习内容与参考书；简要了解什么是土，它是怎样生成的，从土的形成来看它有什么特点。学习土的固体颗粒、矿物成分、土粒形状、土中水、土中气等内容，掌握土的颗粒级配的含义及颗粒级配累积曲线的做法、用途，区分开三大类矿物成分（高岭石、伊里石、蒙脱石）不同性质，土中水的主要形态类型。学习颗粒间的作用力、颗粒间的排列型式（结构类型）、土的构造、粘性土的灵敏度，掌握单粒结构、蜂窝结构、絮状结构的特点与不同，了解土的层状构造、分散构造、结构状构造、裂隙状构造，理解灵敏度的含义与划分。 学习最具代表性的工程分类方法。掌握碎石土、砂土、粉土、粘性土的分类标志。本章重点内容之一，应掌握各类土的分类方法，会根据土的物性指标，确定土的名称。本章学习要点如下：与渗透定律 学习土的渗透性含义、渗流试验与达西定律渗透系数K的测定与影响因素，土的渗透变形，土的毛细性和土在冻结过程中水分的迁移和积累等内容，重点掌握渗透定律的内容与适用范围学习渗流力的概念，渗流力的分析方法及土的渗透变形类型与条件。重点掌握渗流力及流沙、管涌的基本概念。本章内容是地基基础设计和施工的基础知识，也是下章讨论地基变形的前提，因此应很好地掌握。地基中的应力包括自重应力和附加应力，前者是土受的重力作用而产生的，后者是由于基础等外部荷载所引起的，由于产生条件不同，因此两者的分布规律和计算方法也不同。要学会自重应力的计算方法和分布规律，及常用的典型规则的均布荷载下地基附加应力的计算方法，并掌握基础底面应力计算和分布特点。要求明确有效应力的概念，这对全书的理解大有好处。学习内容与要求如下：学习地基的应力类型与意义、土的应力--应变关系假定、地基中常见的几种应力状态、应力符号规定。学习均匀地基、成层地基土自重应力的计算。是本章重要内容，学习地基基本假定、垂直集中力作用下的附加应力（Boussinesq解）、矩形面积上不同的分布荷载作用下的附加应力、圆形面积垂直均布荷载作用中心点下的附加应力、条形荷载下地基应力、非均质和各向异性地基中的附加应力。要求建立地基弹性体内应力扩散概念、掌握几种典型规则的分布荷载下附加应力计算、会利用学过知识求不规则荷载作用下的附加应力；要求记住几个主要公式、条形均布荷载下应力分布规律、非均质和各向异性地基对附加应力有何影响。学习基底应力分布形式、实用简化计算方法、基底附加压力的计算等内容，记住中心荷载作用下和偏心荷载作用下基底压力及基底附加压力的计算公式。是土力学最重要的原理之一，也是本章重要内容，学习有效应力原理的概念，饱和土中μ和σ的计算。要求掌握有效应力原理的概念、静水位条件下与稳定渗流条件下引起的孔隙水压力及其相互比较、附加应力引起的超静孔隙数压力、三轴等向压缩状态、轴对称三轴应力状态下的孔隙数压力计算及相应的孔压系数A、B的含义，会用有效应力原理解释有关实际问题，如沿海城市的地面沉降等。本章讨论荷载作用下土体的变形，这是土力学重要问题之一，学习本章时，重点要理解地基计算的基本原理，掌握估算基础沉降的分层总和法、《规范》推荐法和弹性力学公式，学会地基最终沉降量的计算方法。学习土的变形特点、土的本构关系模型，了解与土的力学性质有关的土的工程特点，要求从变形机理、应力--应变关系及变形与时间关系三个方面区分土材料与弹性材料的变形特点。学习土在侧限应力状态下的变形特性、土的变形模量。掌握压缩