地基基础教案1-23.docx

地基基础教案1-23

??一、教学目标

1.让学生了解地基基础的基本概念、作用及重要性。

2.熟悉各类地基的特点、适用范围及工程性质。

3.掌握常见基础类型的设计原理、构造要求及计算方法。

4.培养学生运用所学知识分析和解决地基基础工程实际问题的能力。

二、教学重难点

（一）重点

1.地基土的物理性质指标及其相互关系。

2.天然地基上浅基础的设计方法。

3.桩基础的工作原理、类型及设计要点。

（二）难点

1.地基沉降计算方法及影响因素。

2.基础设计中考虑的各种因素及其综合应用。

3.桩基础的承载力计算及群桩效应。

三、教学方法

讲授法、讨论法、案例分析法、多媒体教学法

四、教学内容及课时安排

第一讲：地基基础概述（2课时）

1.地基与基础的概念

通过实际工程图片展示，讲解地基是指基础底面以下承受基础传来荷载的土体或岩体；基础是建筑物最下面的部分，它将上部结构传来的荷载传给地基。

举例说明地基和基础在建筑物中的重要作用，如地基不均匀沉降可能导致建筑物开裂、倾斜甚至破坏。

2.地基基础的分类

按地基的承载性质分类，可分为天然地基和人工地基。天然地基是指天然状态下即具有足够的承载能力，不需经过人工处理的地基；人工地基是指天然地基承载力不能满足设计要求，经过人工加固处理的地基。

按基础的构造形式分类，有浅基础（如独立基础、条形基础、筏板基础等）和深基础（如桩基础、沉井基础等）。分别介绍各类基础的特点和适用范围。

第二讲：地基土的物理性质（4课时）

1.土的三相组成

讲解土是由固相（土颗粒）、液相（水）和气相（空气）三相组成的三相体系。通过图示说明三相之间的比例关系对土的性质有重要影响。

介绍土颗粒的大小、形状和矿物成分对土性质的影响，如颗粒越粗，透水性越强；不同矿物成分的土，其压缩性和强度等性质也不同。

2.土的物理性质指标

详细讲解土的密度（天然密度、干密度、饱和密度等）、含水量、孔隙比、孔隙率、饱和度等基本物理性质指标的定义、计算公式及物理意义。

通过课堂练习，让学生掌握这些指标的计算方法，如已知土的天然密度和含水量，计算干密度等。

分析各指标之间的相互关系，如通过孔隙比和饱和度可计算土的含水量等。

3.土的压实性

介绍土的压实原理，即通过机械碾压等方法，使土颗粒重新排列，孔隙减小，从而提高土的密实度和强度。

讲解击实试验的目的、方法及成果应用，如确定土的最佳含水量和最大干密度，为填土工程提供压实控制指标。

第三讲：地基土的工程性质（4课时）

1.土的渗透性

讲解土的渗透现象和渗透定律（达西定律），通过公式\(v=ki\)（其中\(v\)为渗透速度，\(k\)为渗透系数，\(i\)为水力梯度）说明渗透系数与土的性质、水力梯度之间的关系。

介绍常水头试验和变水头试验的原理及适用范围，通过实例让学生了解如何测定土的渗透系数。

分析土的渗透性对工程的影响，如在地基排水、基坑降水等工程中，需要考虑土的渗透系数来确定排水方案。

2.土的压缩性

讲解土的压缩性概念，即土在压力作用下体积缩小的特性。通过压缩试验得到土的压缩性指标，如压缩系数\(a\)、压缩模量\(E_s\)等。

分析影响土压缩性的因素，包括土的类型、含水量、压力大小等。

介绍地基沉降计算方法，如分层总和法的原理和计算步骤，通过实例让学生掌握如何计算地基的最终沉降量。

3.土的抗剪强度

讲解土的抗剪强度概念，即土抵抗剪切破坏的能力。介绍库仑定律\(\tau=c+\sigma\tan\varphi\)（其中\(\tau\)为抗剪强度，\(c\)为粘聚力，\(\sigma\)为法向应力，\(\varphi\)为内摩擦角）。

说明直接剪切试验、三轴压缩试验的原理、方法及成果应用，通过试验结果分析土的抗剪强度指标的确定方法。

分析土的抗剪强度对地基稳定性的影响，如在地基边坡稳定性分析、基础抗滑稳定性计算中都需要考虑土的抗剪强度。

第四讲：天然地基上的浅基础（6课时）

1.浅基础的类型

详细介绍独立基础、条形基础、筏板基础的构造特点、适用范围和设计要求。

通过实际工程案例图片，分析不同类型浅基础在不同工程条件下的应用，如独立基础常用于柱下，条形基础常用于墙下等。

2.浅基础的设计步骤

讲解浅基础设计的一般步骤，包括根据上部结构荷载、地基条件等确定基础类型，进行地基承载力计算，计算基础底面尺寸，进行基础结构设计（包括基础高度、配筋等）。

以某一具体工程为例，详细说明每个设计步骤的计算方法和注意事项，如在地基承载力计算中，要考虑基础宽度和埋深对地基承载力的修正等。

3.基