《土力学与地基基础》教案 教学设计 第1次 土的认知.doc

福建船政交通职业学院

教案

NO.1

教师姓名

盛海洋

授课班级

21城轨1

授课形式

讲授

授课日期

2023年2月25日第1周

授课时数

2

章节名称

任务1土的认知

教学目的

了解土力学与地基基础基本概念，本课程特点和学习要求；

了解土的生成与特性；理解土的三相组成，掌握土的粒度成分及分析方法。

教学重点

土的三相组成，土的粒度成分及分析方法。

教学难点

土的粒度成分及分析方法

更新补充

删节内容

粒度分析grainsizeanalysis

级配grading

粒度成分grainsizecomposition

累计曲线grainsizedistributioncurve

不均匀系数uniformitycoefficient

曲率系数curvaturecoefficient

教学媒体

线上课程介绍，板书等多媒体。

课后分析

复习旧课，导入新课：（时间）15’

1、开学第一节课，首先自我介绍，了解班级同学情况，检查实到人数；

2、概括地的阐述本课程的主要内容及章节设置及学习本课程的重要意义；

3、介绍课程，导入本节课程。

教学过程（时间）95’

教学提示

任务1土的认知

一、基本概念

1.土的概念：土是岩石经风化、搬运、沉积所形成的产物。[土是由地球外壳坚硬整体的岩石，经风化、剥蚀、搬运、沉积，形成固体矿物、液体水和气体的一种集合体。常被称为第四纪松散沉积层，厚度仅数米至数百米。]

土体的物理性质，如轻重、软硬、干湿、松密等在一定程度上决定了土的力学性质。

2.土力学：是利用力学的一般原理以土为研究对象,研究土的特性及其受力后,应力、变形、渗透、强度和稳定性及其随时间变化规律的学科。

3.地基：任何建筑物都支撑于地层上,受建筑物荷载影响的那一部分地层称为地基。

4.基础：建筑物向地基传递荷载的下部结构称为基础。

建筑物由地基、基础和上部结构三部分组成。

二、本课程的重要性

1941年加拿大特朗斯康谷仓；上海工业展览馆中央大厅；意大利比萨斜塔，方山斜塔。以上实例说明，建筑物安全必须遵守（1）满足地基强度要求；（2）地基变形应在允许范围内。

三、学科的发展简史

经历从感性认识到理性认识、形成独立学科和新的发展4个阶段。

感性认识：万里长城、隋唐运河、赵州石拱桥，1300多年沉降几厘米，桥台基底压力500-600kPa，密实粗砂层承载力非常接近550kPa务P133页。

理性认识：1773年法国库仑抗剪强度公式和挡土墙土压力的滑动楔体理论；1857年英国朗肯土压力古典理论；1885年布辛涅斯克弹性半无限空间体表面在集中力作用下的应力、应变理论。

独立学科：1925年美国太沙基土力学专著近代土力学的开始有效应力原理和固结理论。

20世纪50年代开始现代科技渗入，开展土的弹塑性应力应变研究，提出了各种本构关系模型。陈宗基土流变学和黏土结构模式，黄文熙非均质地基考虑侧向变形影响的沉降计算方法和砂土液化理论。

岩土工程专业，工作方法：调查勘察、试验测试、分析计算、方案论证、监测控制、反演分析、修改方案；研究方法数学模拟、物理模拟和原位观测。

四、本课程特点和学习要求

本课程是一门理论性和实践性均较强的技术基础课，是联系基础课和专业课的桥梁。本课程内容广泛、综合性强。

研究方法的特殊性，表现在（1）对于土的有关知识从感性阶段过度到理性阶段，把土加以简化；（2）物理、力学性质指标和参数所需条件和范围；（3）土力学中的公式和方法，绝大多数是半理论半经验的混合产物，必须进行地基勘察、土工测试。

§1.1土的成因与特性

一、土的生成

土是由地球外壳坚硬整体的岩石，经风化（物理、化学、生物）、剥蚀、搬运、沉积，形成固体矿物、液体水和气体的一种集合体。常被称为第四纪松散沉积层，厚度仅数米至数百米。

主要类型：残积土、坡积土、洪积土、冲积土、其他。

工程特性：压缩性高、强度低、透水性大，与建筑工程设计和施工关系密切。

二、土的结构：是指土颗粒之间的相互排列和联结形式等综合特征。

土的结构类型：1、单粒结构；2、蜂窝结构；3、絮状结构

三、土层构造；是指同一土层中土颗粒之间的相互关系的特征。

常见以下几种:1、层状构造；2、分散构造，土粒分布均匀，性质相近，如砂卵石层；3、结核状构造；4、裂隙状构造，硬塑或坚硬状态的黏土。

§1.2土的三相组成

一、土的固体颗粒

1、矿物成分

①原生矿物（物理风化的产物，颗粒较粗，矿物成分同风化前的母岩，如石英、长石和云母等。吸附水的能力弱，性质较稳定，无塑性）

②次生矿物（是经化学风化后生成的新矿物，它的成分与母岩完全不同，次生矿物主要是粘土矿物，即高岭石、伊利石和蒙脱石。次生矿物颗粒极