土木工程专业和给水排水工程专业的重要专业基础课.doc

2009 至 2010 学年第 1 学期 ______土力学______课程 教 案 课程编码______________________________________ 总学时／周学时 51 / 3 开课时间2009 年 9 月 7 日第 1 周至第 17 周 授课年级、专业、班级_土木工程071班___ 使用教材_________土力学_______________________ 授课教师___________夏建中_______________________ 开课学院 建筑工程学院 本课程教学目的 本课程是土木工程专业和给水排水工程专业的重要专业基础课，其任务是讲授土力学的基本原理和基本知识，以培养学生掌握评价土的工程性质以及土力学计算的基本知识和基本训练。土力学知识的掌握和使用，是使土工建筑物和地基获得安全的保证。 本课程教学要求 本课程主要讲授土力学的基本概念和基本原理，以及如何运用这些概念和原理；学习土中应力计算、地基变形计算、土压力计算、确定地基承载力的理论和方法。通过本门课程的学习，学生应比较牢固地掌握土力学相关问题的计算方法，同时还应得到一般科学方法的进一步训练，增强提出问题、分析问题和解决问题的能力。特别是要使学生能了解具体的工程试验方法及资料的应用，能把原始测量数据与理论联系起来，用理论的知识对工程数据进行科学的分析，做到理论联系实际，能解决实际工程中遇到的问题，具备解决房屋建筑物地基、路基、堤坝、码头、岸坡、路面设计以及桥梁墩台基础设计和施工中与土有关的工程问题的初步能力。 本课程教学方法 教师课堂讲解、PPT演示、现场参观、提问答疑、实验操作 学生创新精神和实践能力培养方法 组织学生开展课堂讨论，参观工地，设计性实验 考核方式 本课程为考试课，期终考试为主占70％，试验占10，平时作业和到勤情况占20。 教学参考资料 1．土力学地基基础，陈希哲编著. 清华大学出版社，2004。 2．土力学与地基基础，华南理工大学等四校合编，中国建筑工业出版社，1998。 3．建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）. 中国建筑工业出版社，2003。 4．土工试验方法标准（GB/T50123-1999）.中国计划出版社，1999。 对教案的分析总结 周 次 1 时 间 2009年9月 7日第 6、7、8 节 章 节 名 称 第一章 绪论 1-1 概述 1-2 本课程的任务、作用、内容及学习要求 第二章 工程地质 2-1 工程地质概述 授 课 方 式 理论课（ 3 ）、实践课（ ）、实习（ ） 教学 时数 3 教学目的和要求 1.了解地基基础的概念、建筑工程对地基基础的要求； 2.了解本课程的特点和学习方法； 3.了解本学科的发展情况。 4.了解工程地质课程的基本情况 教 学 方 法 讲解、多媒体演示、课堂讨论、提问答疑、工程案例分析等 教 学 内 容 1．建立土力学、地基、基础的基本概念 2. 本课程的主要内容及重要性 3．特点与学习要求 4．本学科发展概况 5．前序与后续课程 6． 工程地质概述 教 学 重 点 难 点 1．区别地基和基础的区别。 2．了解地基、基础设计在工程中的重要性。 3．了解本学科的发展状况 讨 论 练 习 作 业 参 考 资 料 1．土力学地基基础，陈希哲编著. 清华大学出版社，2004。 2．土力学与地基基础，华南理工大学等四校合编，中国建筑工业出版社，1998。 3．建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）. 中国建筑工业出版社，2003。 4．土工试验方法标准（GB/T50123-1999）.中国计划出版社，1999。 教研室 主任 审批意见 教 学 后 记 周 次 2 时 间 09年 9 月 14 日第6、7、8节 章 节 名 称 第二章 工程地质 2-2 矿物与岩石 2-3 第四纪沉积层 2-4 不良地质条件 2-5 地下水 授 课 方 式 理论课（ 3 ）、实践课（ ）、实习（ ） 教学 时数 3 教学目的和要求 1.了解几种主要的造岩矿物及其特性； 2.掌握岩石的类型和性质； 3. 了解第四纪沉积层的类型及特点； 4. 了解工程中常见的不良地质条件； 5.了解地下水对工程的影响。 教 学 方 法 讲解、多媒体演示、课堂讨论、提问答疑、工程案例分析等 教 学 内 容 1.讲解主要的造岩矿物； 2.介绍岩石的分类及其性质； 3.讲解第四沉积层与土形成的关系，以及各种沉积方式； 4.介绍基础工程中常见的不良地质条件； 5.讲解地下水对工程的影响、地下水的分类、地下水的运动； 教 学 重 点 难 点 1．几种主要的造岩矿物及岩石的特性。 2．不良地质条件及地下水对工程的影响。 讨 论 练 习 作 业 参 考 资 料 1．土力学地基基础，陈希哲编著. 清华大学出版社，2004。 2．土力学与地基基础，华南理工大学等四校合编，中国建筑工业出版社，1998。 3．建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）. 中国建筑工业出版社，2003。 4．土工试验方法标准（GB/T50123-1999）.中国计划出版社，1999。 教研室 主任 审批意见 教 学 后 记 周 次 3 时 间 09年 9 月 21 日第6、7、8节 章 节 名 称 第三章 土的物理性质及土的工程分类 3-1 土的生成与特性 3-2 土的三相组成 3-3 土的物理状态 授 课 方 式 理论课（ 3 ）、实践课（ ）、实习（ ） 教学 时数 3 教学目的和要求 1．了解土的三相组成的概念及相互比例关系。 2．了解土的粒组和粒度成分概念；掌握粒度成分的划分方法和表示方法（表格法，累积曲线法，三角坐标法）；粒度成分分析法（比重计法） 3.掌握土的物理性质指标的概念及相互关系。 4. 了解砂土和粘性土的物理状态指标 教 学 方 法 讲解、多媒体演示、课堂讨论、提问答疑、工程案例分析等 教 学 内 容 1．土的三相组成 矿物成分与有机质；土中水；土中气体 2．粒组和粒度成分概念；粒度成分的划分方法和表示方法（表格法，累积曲线法，三角坐标法）；粒度成分分析法（比重计法）； 3.土的物理性质指标三相比例指标的概念；三相比例指标的换算； 4. 评价砂土密实度的指标相对密度、标准贯入击数；粘性土稠度状态指标； 教 学 重 点 难 点 1．土的三相组成 2．土的粒度成分分析 3.土的三相比例指标的概念及换算 4. 运用土的物理状态指标评价土的工程性质； 讨 论 练 习 作 业 参 考 资 料 1．土力学地基基础，陈希哲编著. 清华大学出版社，2004。 2．土力学与地基基础，华南理工大学等四校合编，中国建筑工业出版社，1998。 3．建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）. 中国建筑工业出版社，2003。 4．土工试验方法标准（GB/T50123-1999）.中国计划出版社，1999。 教研室主任 审批意见 教 学 后 记 周 次 4 时 间 09年9 月 28 日第6、7、8节 章 节 名 称 第三章 土的物理性质及土的工程分类 3-4土的结构与构造 3-5地基土的工程分类 3-6土的压实性 授 课 方 式 理论课（ 3 ）、实践课（ ）、实习（ ） 教学 时数 3 教学目的和要求 1. 了解土的结构与构造的含义及各种结构与构造的形成、特点 2. 掌握土的工程分类方法 3． 了解土的压实性原理 教 学 方 法 讲解、多媒体演示、课堂讨论、提问答疑、工程案例分析等 教 学 内 容 1. 土的结构与构造的含义及各种结构与构造的形成、特点 2. 土的工程分类地基土和路基土分类原则和方法;细粒土的分类按粒度成分，按塑性指数，按塑性图。 3． 土的压实性的概念，最优含水量与最大干密度的概念。 教 学 重 点 难 点 1． 最优含水量与最大干密度和土的压实性的关系 2．土的工程分类方法 讨 论 练 习 作 业 思考题3.3、3.4 习题3.2、3.3、3.4 参 考 资 料 1．土力学地基基础，陈希哲编著. 清华大学出版社，2004。 2．土力学与地基基础，华南理工大学等四校合编，中国建筑工业出版社，1998。 3．建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）. 中国建筑工业出版社，2003。 4．土工试验方法标准（GB/T50123-1999）.中国计划出版社，1999。 教研室 主任 审批意见 教 学 后 记 周 次 5 时 间 09年 10 月 5 日第6、7、8节 章 节 名 称 第四章 土的渗透性和渗流问题 4-1 土的毛细性和渗透性 4-2 二维渗流与流网 4-3渗透力和渗透变形 第五章 土中应力 5-1地基中的应力状态 5-2基底压力计算 5-3有效应力原理 授 课 方 式 理论课（ 3 ）、实践课（ ）、实习（ ） 教学 时数 3 教学目的和要求 1．了解土的毛细性和渗透性，掌握达西层流渗透定律； 2．掌握二维渗流概念与流网的绘制； 3．掌握渗透力的计算和渗透变形的概念； 4．了解土体中的应力状态； 5. 掌握基底压力计算； 6. 了解有效应力原理； 教 学 方 法 讲解、多媒体演示、课堂讨论、提问答疑、工程案例分析等 教 学 内 容 1.土的毛细性，达西层流渗透定律，影响水渗透性的因素。 2.平面渗流方程和流网的绘制于应用 3. 渗透力和临界水力坡降的计算，渗透变形的概念 4.研究土中应力的状态；基底压力的分布与简化计算。 5.讲解有效应力原理 教 学 重 点 难 点 1.达西层流渗透定律。 2.流网的绘制 3.渗透力计算 4.土体中的应力状态 5.有效应力原理 讨 论 练 习 作 业 参 考 资 料 1．土力学地基基础，陈希哲编著. 清华大学出版社，2004。 2．土力学与地基基础，华南理工大学等四校合编，中国建筑工业出版社。 3．建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）. 中国建筑工业出版社，2003。 4．土工试验方法标准（GB/T50123-1999）.中国计划出版社，1999。 教研室主任审批意见 教 学 后 记 周 次 6 时 间 09年 10月 12 日第6、7、8 节 章 节 名 称 第五章 土中应力 5-4土体的自重应力计算 5-5地基中的附加应力计算 授 课 方 式 理论课（ 3 ）、实践课（ ）、实习（ ） 教学 时数 3 教学目的和要求 1.掌握自重应力的计算； 2.掌握集中荷载作用下、局部面积分布荷载作用下、其它条件下的应力计算. 教 学 方 法 讲解、多媒体演示、课堂讨论、提问答疑、工程案例分析等 教 学 内 容 1.土自重应力的计算； 2.集中荷载作用下的附加应力分布； 3.土中应力分布的规律； 4．局部面积分布荷载作用下的附加应力计算； 5.角点法及荷载分布图形的叠加原理。 教 学 重 点 难 点 1.土自重应力的计算； 2.各种荷载作用下土中应力的计算。 讨 论 练 习 作 业 参 考 资 料 1．土力学地基基础，陈希哲编著. 清华大学出版社，2004。 2．土力学与地基基础，华南理工大学等四校合编，中国建筑工业出版社，1998。 3．建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）. 中国建筑工业出版社，2003。 4．土工试验方法标准（GB/T50123-1999）.中国计划出版社，1999。 教研室主 任意见 教 学 后 记 周 次 7 时 间 09年10 月19 日第6、7、8节 章 节 名 称 第六章 土的压缩性及沉降计算 6-1土的变形特性及压缩性指标 6-2地基沉降量计算 授 课 方 式 理论课（ 3 ）、实践课（ ）、实习（ ） 教学 时数 3 教学目的和要求 1.了解与掌握各个压缩性指标的概念与计算公式、相互关系。 2.掌握地基沉降量的计算方法 教 学 方 法 讲解、多媒体演示、课堂讨论、提问答疑、工程案例分析等 教 学 内 容 1．土的变形特性； 2.压缩实验及压缩曲线； 3. 各个压缩性指标的概念与计算公式及之间关系压缩系数、压缩模量、变形模量、侧压力系数、播松比、体积压缩系数等。 4.分层总和法和规范推荐方法计算地基的沉降量 教 学 重 点 难 点 1.土的压缩性指标概念及相互关系。 2.分层总和法和规范推荐方法计算地基的沉降量 讨 论 练 习 作 业 讨论工程上为何用a1-2进行土层压缩性能划分 参 考 资 料 1．土力学地基基础，陈希哲编著. 清华大学出版社，2004。 2．土力学与地基基础，华南理工大学等四校合编，中国建筑工业出版社，1998。 3．建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）. 中国建筑工业出版社，2003。 4．土工试验方法标准（GB/T50123-1999）.中国计划出版社，1999。 教研室 主任 审批意见 教 学 后 记 周 次 8 时 间 09年 10 月 26日第6、7、8节 章 节 名 称 第六章 土的压缩性及沉降计算 6-3应力历史对地基沉降的影响 6-4饱和土体的固结理论 6-5地基容许沉降量与减小沉降危害的措施 授 课 方 式 理论课（ 3 ）、实践课（ ）、实习（ ） 教学 时数 3 教学目的和要求 1.掌握正常固结、超固结、欠固结的概念以及不同的压缩曲线； 2.了解超固结土与欠固结土的沉降计算； 3.了解饱和土体的一维固结理论 4.掌握地基变形随时间变化的计算方法。 教 学 方 法 讲解、多媒体演示、课堂讨论、提问答疑、工程案例分析等 教 学 内 容 1．超固结比的概念和正常固结、超固结、欠固结的概念以及不同的压缩曲线； 2.三种固结土的沉降计算 3.饱和土体的一维固结理论 4.地基变形随时间变化的计算方法。 5. 地基容许沉降量与减小沉降危害的措施 教 学 重 点 难 点 1. 三种固结土的沉降计算 2.饱和土体的一维固结理论 3.地基变形随时间变化的计算方法。 讨 论 练 习 作 业 . 参 考 资 料 1．土力学地基基础，陈希哲编著. 清华大学出版社，2004。 2．土力学与地基基础，华南理工大学等四校合编，中国建筑工业出版社，1998。 3．建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）. 中国建筑工业出版社，2003。 4．土工试验方法标准（GB/T50123-1999）.中国计划出版社，1999。 教研室 主任 审批意见 教 学 后 记 周 次 9 时 间 09年 11 月 2 日第6、7、8节 章 节 名 称 第七章 土的抗剪强度 7-1土的抗剪强度和破坏理论 7-2 土的抗剪强度实验方法 7-3 影响抗剪强度指标的因素 7-4 土的剪切性状和各类抗剪强度指标 授 课 方 式 理论课（ 3 ）、实践课（ ）、实习（ ） 教学 时数 3 教学目的和要求 1.了解土的抗剪强度和破坏理论 2.掌握室内实验确定抗剪强度指标的方法 3.掌握产生抗剪强度的机理以及影响抗剪强度指标的各种因素； 4.了解土的三种抗剪强度指标 5.了解土的三种抗剪强度指标之间的区别 教 学 方 法 讲解、多媒体演示、课堂讨论、提问答疑、工程案例分析等 教 学 内 容 1.土的抗剪强度和破坏理论； 2.讲解直接剪切实验、三轴剪切实验、无侧限抗压强度实验和十字板剪切实验以及确定强度指标的方法； 3.讲解抗剪强度的来源及影响抗剪强度指标的各种因素； 4.讲解土的三种抗剪强度指标、区别及对应的工程实际。 教 学 重 点 难 点 1.土的抗剪强度和破坏理论 2.土的三种抗剪强度指标之间的区别及对应的工程实际 讨 论 练 习 作 业 参 考 资 料 1．土力学地基基础，陈希哲编著. 清华大学出版社，2004。 2．土力学与地基基础，华南理工大学等四校合编，中国建筑工业出版社，1998. 3．建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）. 中国建筑工业出版社，2003。 4．土工试验方法标准（GB/T50123-1999）.中国计划出版社，1999。 教研室 主任 审批意见 教 学 后 记 周 次 10 时 间 09年 11月 9日第6、7、8节 章 节 名 称 第八章 土压力理论 8-1 概述 8-2静止土压力计算 8-3朗肯土压力理论 授 课 方 式 理论课（ 3 ）、实践课（ ）、实习（ ） 教学 时数 3 教学目的和要求 1.了解几种常见的挡土结构物 2.掌握挡土墙的用途 3.掌握土压力的种类，以及土压力的影响因素； 4.掌握静止土压力的计算方法； 5.掌握应用朗肯土压力理论计算土的主动土压力和被动土压力 教 学 方 法 讲解、多媒体演示、课堂讨论、提问答疑、工程案例分析等 教 学 内 容 1.讲解挡土墙的用途与类型； 2.讲解三种土压力的概念； 3.讲解影响土压力的因素； 4．讲解静止土压力的产生条件及计算公式； 5. 讲解朗肯土压力理论 教 学 重 点 难 点 1、土压力概念； 2、作用在挡土墙上的三种土压力及其相互关系； 3、静止土压力的计算 4、应用朗肯土压力理论计算土的主动土压力和被动土压力 讨 论 练 习 作 业 参 考 资 料 1．土力学地基基础，陈希哲编著. 清华大学出版社，2004。 2．土力学与地基基础，华南理工大学等四校合编，中国建筑工业出版社，1998。 3．建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）. 中国建筑工业出版社，2003。 4．土工试验方法标准（GB/T50123-1999）.中国计划出版社，1999。 教研室 主任 审批意见 教 学 后 记 周 次 11 时 间 09年 11 月 16 日第6、7、8节 章 节 名 称 第八章 土压力理论 8-4库仑土压力理论 8-5郎肯理论和库伦理论的比较 8-6几种常见情况的主动土压力计算 授 课 方 式 理论课（ 3 ）、实践课（ ）、实习（ ） 教学 时数 3 教学目的和要求 1.掌握库仑土压力理论； 2.了解郎肯理论和库伦理论的区别； 3.掌握几种常见情况的主动土压力计算。 教 学 方 法 讲解、多媒体演示、课堂讨论、提问答疑、工程案例分析等 教 学 内 容 1.讲解库仑土压力理论的基本假定及适用条件； 2.推导无粘性土的主动土压力与被动土压力的库仑土压力理论； 3.郎肯理论和库伦理论的区别； 4.几种常见情况的主动土压力计算。 教 学 重 点 难 点 1.库仑土压力理论计算主动土压力与被动土压力； 2.几种常见情况的主动土压力计算。 讨 论 练 习 作 业 1、 参 考 资 料 1．土力学地基基础，陈希哲编著. 清华大学出版社，2004。 2．土力学与地基基础，华南理工大学等四校合编，中国建筑工业出版社，1998。 3．建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）. 中国建筑工业出版社，2003。 4．土工试验方法标准（GB/T50123-1999）.中国计划出版社，1999。 教研室 主任 审批意见 教 学 后 记 周 次 12 时 间 09年 11 月23日第6、7、8 节 章 节 名 称 习题课 授 课 方 式 理论课（ 3 ）、实践课（ ）、实习（ ） 教学 时数 3 教学目的和要求 对前面所学知识进行系统复习，对相关的理论进行巩固，对解题的方法进行练习 教 学 方 法 讲解、讨论、练习 教 学 内 容 1.自重应力及附加应力例题2题及课堂练习2题； 2.沉降计算例题2题及课堂练习2题。 教 学 重 点 难 点 讨 论 练 习 作 业 参 考 资 料 1．土力学地基基础，陈希哲编著. 清华大学出版社，2004。 2．土力学与地基基础，华南理工大学等四校合编，中国建筑工业出版社，1998。 3．建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）. 中国建筑工业出版社，2003。 4．土工试验方法标准（GB/T50123-1999）.中国计划出版社，1999。 教研室 主任 审批意见 教 学 后 记 周 次 13 时 间 09年 11 月30日第6、7、8 节 章 节 名 称 习题课及实验介绍 授 课 方 式 理论课（ 3 ）、实践课（ ）、实习（ ） 教学 时数 3 教学目的和要求 1.对前面所学知识进行系统复习，对相关的理论进行巩固，对解题的方法进行练习 2.最后一节实验课对实验项目进行讲解， 教 学 方 法 讲解、讨论、练习，放映录像、动画和PPT 教 学 内 容 1.抗剪强度及土压力例题2题及课堂练习2题 2. 对实验项目进行讲解 教 学 重 点 难 点 讨 论 练 习 作 业 参 考 资 料 1．土力学地基基础，陈希哲编著. 清华大学出版社，2004。 2．土力学与地基基础，华南理工大学等四校合编，中国建筑工业出版社，1998。 3．建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）. 中国建筑工业出版社，2003。 4．土工试验方法标准（GB/T50123-1999）.中国计划出版社，1999。 教研室 主任 审批意见 教 学 后 记 周 次 1416 时 间 09年12月7日12月21日 章 节 名 称 实验课 授 课 方 式 理论课（ ）、实践课（ 10 ）、实习（ ） 教学 时数 10 教学目的和要求 了解土的各种工程性质，初步掌握测定土的基本物理和力学性指标的基础知识、基本技能；初步掌握验证土力学理论的方法，加强学生动手能力的培养；了解综合型、设计型和创新型实验设计方法，实验程序编制，实验项目选取；了解实验数据分析，实验报告编制和整理，提高学生分析和解决问题的综合能力。 教 学 方 法 讲解、动手实践，放映录像、动画和PPT 教 学 内 容 1.土的密度实验 2.土的含水量实验 3.土的界限含水量实验 4.土的固结压缩实验 5.土的直接剪切实验 6..三轴压缩试验 教 学 重 点 难 点 讨 论 练 习 作 业 参 考 资 料 1．土力学地基基础，陈希哲编著. 清华大学出版社，2004。 2．土力学与地基基础，华南理工大学等四校合编，中国建筑工业出版社，1998。 3．建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）. 中国建筑工业出版社，2003。 4．土工试验方法标准（GB/T50123-1999）.中国计划出版社，1999。 教研室 主任 审批意见 教 学 后 记 周 次 17 时 间 09年12月 28 日第6、7、8节 章 节 名 称 第八章 土坡稳定分析 8-1概述 8-2无粘性土坡的稳定分析 8-3 粘性土坡的稳定分析 8-4 天然土体上的边坡稳定问题 第七章 地基承载力 7-1概述 7-2地基的变形和失稳 7-2地基极限承载力的确定方法 授 课 方 式 理论课（ 3 ）、实践课（ ）、实习（ ） 教学 时数 3 教学目的和要求 1.掌握无粘性土坡的稳定性分析方法并能应用于工程； 2.了解粘性土坡稳定性分析方法中的条分法。 3.了解天然土体上的边坡稳定问题 4.掌握地基不同的破坏形式； 5.理解地基临塑荷载、临界荷载和极限荷载的意义，能计算浅基础的地基临塑荷载、临界荷载； 6.掌握极限承载力的概念及其确定方法； 7.了解不同的计算极限承载力的理论； 教 学 方 法 讲解、多媒体演示、课堂讨论、提问答疑、工程案例分析等 教 学 内 容 1.土坡失稳的现象、原因分析及滑动面的型式，均质土坡圆弧滑动的三种情况。 2.土坡的滑动破坏形式、土坡滑动失稳的机理； 3.无粘性土坡的稳定性分析，说明其稳定性与坡高无关，仅与坡角有关； 4.粘性土坡的稳定性分析，介绍简单条分法的基本原理及计算步骤。 5.地基不同的破坏形式； 6.地基临塑荷载、临界荷载和极限荷载的意义，浅基础的地基临塑荷载、临界荷载的计算； 7.极限承载力的概念及其确定方法； 8.介绍计算极限荷载的太沙基公式、斯凯普顿公式、汉森公式，并讲解不同的适用条件； 9.讲解影响极限荷载的因素； 教 学 重 点 难 点 1.土坡稳定性分析方法中的条分法 2.不同的地基破坏形式； 3.地基极限承载力的计算； 讨 论 练 习 作 业 参 考 资 料 1．土力学地基基础，陈希哲编著. 清华大学出版社，2004。 2．土力学与地基基础，华南理工大学等四校合编，中国建筑工业出版社，1998。 3．建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）. 中国建筑工业出版社，2003。 4．土工试验方法标准（GB/T50123-1999）.中国计划出版社，1999。 教研室 主任 审批意见 教 学 后 记