土力學(xué)教學(xué)大綱

1、土力學(xué) 課程教學(xué)大綱課程英文名稱： Soil Mechanics 課程編號(hào)： 193992120 課程類別：專業(yè)課 課程性質(zhì)：必修課 學(xué) 分： 2 學(xué)時(shí)： 32（其中：講課學(xué)時(shí)： 32 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)： 0 上機(jī)學(xué)時(shí) : 0 ）適用專業(yè)：土木工程本科專業(yè) 開(kāi)課部門(mén)：土木工程與建筑學(xué)院一、課程教學(xué)目的和課程性質(zhì)土力學(xué)是土木工程本科專業(yè)的一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)必修課。通過(guò)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)， 使學(xué)生了解土的成因和分類方法，熟悉土的基本物理力學(xué)性質(zhì)，掌握地基沉降、 地基承載力、 土壓力計(jì)算方法和土坡穩(wěn)定分析方法， 達(dá)到能應(yīng)用土力學(xué)的基本原 理和方法解決實(shí)際工程中強(qiáng)度、變形和滲流等問(wèn)題的目的。二、本課程與相關(guān)課程的關(guān)系先修課

2、程：材料力學(xué)、彈性力學(xué)、流體力學(xué)、工程地質(zhì) 后續(xù)課程：基礎(chǔ)工程、地基處理三、課程的主要內(nèi)容及基本要求第一單元 土的物理性質(zhì)及工程分類 （5 學(xué)時(shí)） 知 識(shí) 點(diǎn) 土的成因和組成； 土的物理性質(zhì)指標(biāo)； 無(wú)黏性土和黏性土的物理特性； 土的 壓實(shí)特性；土的工程分類原則；土的類別與其工程特性的關(guān)系。 重點(diǎn) 土的三相組成；粒組劃分；顆粒級(jí)配曲線；不均勻系統(tǒng)與曲率系數(shù)；土的礦 物成分；土中的水；雙電層結(jié)構(gòu)；土的結(jié)構(gòu)；土的三相含量指標(biāo)及計(jì)算；無(wú)黏性 土的密實(shí)程度指標(biāo)及判別方法； 相對(duì)密實(shí)度； 黏性土的界限含水量及測(cè)定； 塑性 指標(biāo)與液性指數(shù)；土的壓實(shí)曲線；最優(yōu)含水量與最大干密度；土的壓實(shí)度；土的 分類原則；土

3、的工程分類系統(tǒng)；塑性圖分類。 難點(diǎn) 顆粒級(jí)配曲線及其應(yīng)用； 土的三相含量指標(biāo)及計(jì)算； 雙電層結(jié)構(gòu)； 土的三相 含量指標(biāo)及計(jì)算；塑性指標(biāo)與液性指數(shù)；土的壓實(shí)度；塑性圖分類。 基本要求 1、識(shí) 記：土的三相組成；粒組劃分；不均勻系統(tǒng)與曲率系數(shù)；土中的水；雙電層結(jié)構(gòu)；土的結(jié)構(gòu)；土的三相含量指標(biāo)；相對(duì)密實(shí)度；塑性指標(biāo)與液性 指數(shù)；最優(yōu)含水量與最大干密度；土的工程分類系統(tǒng)。2、領(lǐng)會(huì)：土的三相組成表現(xiàn)出的特性；三相草圖法；無(wú)黏性土與黏性土的物理狀態(tài)的區(qū)別；細(xì)粒土的分類方法。3、簡(jiǎn)單應(yīng)用： 土的三相含量指標(biāo)之間換算； 無(wú)黏性土與黏性土的物理狀態(tài) 的判別；應(yīng)用土的工程分類系統(tǒng)判別的土的類別。4、綜合應(yīng)用： 要

4、求學(xué)生學(xué)習(xí)后能應(yīng)用土的物理性質(zhì)解釋土的凍脹、 地基處 理的機(jī)理；會(huì)提出實(shí)際工程中的需要得出土的物理性質(zhì)指標(biāo)的種類。第二單元 土的滲透性及滲流 （4 學(xué)時(shí)） 知 識(shí) 點(diǎn) 土的滲透規(guī)律；達(dá)西滲透定律；滲透系數(shù)及其測(cè)定方法；二維滲流及流網(wǎng)； 滲流量計(jì)算；滲透力計(jì)算；臨界水力梯度；流土；管涌。 重 點(diǎn) 水頭；水力梯度；達(dá)西滲透定律；滲透系數(shù)及其測(cè)定方法；滲透力計(jì)算；臨 界水力梯度；流土；管涌。 難 點(diǎn) 水力梯度；滲透系數(shù)測(cè)定方法；滲透力計(jì)算；臨界水力梯度。 基本要求 1、識(shí)記：水頭；水力梯度；滲透系數(shù)；滲透力計(jì)算；臨界水力梯度；流土；管涌。2、領(lǐng)會(huì)：達(dá)西滲透定律；滲透系數(shù)測(cè)定方法；二維流網(wǎng)應(yīng)用；流土、

5、管涌產(chǎn)生的條件。3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：要求學(xué)生學(xué)習(xí)后能進(jìn)行水頭、水力梯度計(jì)算；通過(guò)臨界水力 梯度判別滲透破壞。4、綜合應(yīng)用：要求學(xué)生學(xué)習(xí)后能初步進(jìn)行滲透破壞問(wèn)題的分析。第三單元 土中應(yīng)力計(jì)算 （4 學(xué)時(shí)） 知 識(shí) 點(diǎn) 土中應(yīng)力；自重應(yīng)力；基底壓力；附加應(yīng)力；角點(diǎn)法；有效應(yīng)力原理。 重 點(diǎn) 自重應(yīng)力計(jì)算；基底壓力計(jì)算；附加應(yīng)力計(jì)算；角點(diǎn)法；有效應(yīng)力原理。 難 點(diǎn) 附加應(yīng)力計(jì)算；有效應(yīng)力原理。 基本要求 1、識(shí)記：自重應(yīng)力；基底壓力；附加應(yīng)力。2、領(lǐng)會(huì)：角點(diǎn)法。3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：自重應(yīng)力計(jì)算；基底壓力計(jì)算；較復(fù)雜基礎(chǔ)類型條件下附加 應(yīng)力計(jì)算。4、綜合應(yīng)用：要求學(xué)生學(xué)習(xí)后能應(yīng)用有效應(yīng)力原理解釋與土的各種物理力

6、學(xué)性質(zhì)的機(jī)理。第四單元 土的壓縮性與地基沉降計(jì)算 （5 學(xué)時(shí)） 知 識(shí) 點(diǎn) 固結(jié)；壓縮試驗(yàn)； e-p 曲線； e-lgp 曲線；壓縮系數(shù)；壓縮模量；先期固結(jié) 壓力；OCR分層總和法；規(guī)范法；太沙基一維固結(jié)理論；固結(jié)系數(shù)；時(shí)間因數(shù)； 固結(jié)度；黏性土滲流固結(jié)計(jì)算。 重點(diǎn) 壓縮試驗(yàn)； e-p 曲線； e-lgp 曲線；壓縮系數(shù)；先期固結(jié)壓力；分層總和法； 規(guī)范法；太沙基一維固結(jié)理論；固結(jié)系數(shù)；時(shí)間因數(shù)；固結(jié)度；黏性土滲流固結(jié) 計(jì)算。 難點(diǎn) e-p 曲線應(yīng)用； e-lgp 曲線應(yīng)用；先期固結(jié)壓力；分層總和法；規(guī)范法；太 沙基一維固結(jié)理論；固結(jié)系數(shù)；時(shí)間因數(shù)；固結(jié)度；黏性土滲流固結(jié)計(jì)算。 基本要求 1、

7、 識(shí)記：固結(jié)；壓縮試驗(yàn)； 壓縮系數(shù)； 壓縮模量； 先期固結(jié)壓力； OCR； 固結(jié)系數(shù)；時(shí)間因數(shù)；固結(jié)度。2、 領(lǐng)會(huì)：e-p曲線應(yīng)用；e-lgp曲線應(yīng)用；先期固結(jié)壓力判別土的應(yīng) 力歷史；太沙基一維固結(jié)理論。3、簡(jiǎn)單應(yīng)用： e-p 曲線應(yīng)用； e-lgp 曲線應(yīng)用；先期固結(jié)壓力判別土的應(yīng) 力歷史；太沙基一維固結(jié)理論應(yīng)用。4、綜合應(yīng)用： 要求學(xué)生學(xué)習(xí)后能應(yīng)用分層總和法、 規(guī)范法進(jìn)行地基土沉降 量的計(jì)算；能應(yīng)用太沙基一維固結(jié)理論進(jìn)行黏性土滲流固結(jié)過(guò)程分析。第五單元 土的抗剪強(qiáng)度 （5 學(xué)時(shí)） 知 識(shí) 點(diǎn) 庫(kù)侖公式；莫爾 -庫(kù)侖強(qiáng)度理論；極限平衡條件；直接剪切試驗(yàn)；固結(jié)排水 剪（CD；固結(jié)不排水剪（CU

8、；不固結(jié)不排水剪（UU；無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)； 孔隙壓力系數(shù)B;孔隙壓力系數(shù)A;剪脹；剪縮；峰值強(qiáng)度；殘余強(qiáng)度；應(yīng)力路 徑；總應(yīng)力指標(biāo)；有效應(yīng)力指標(biāo)；砂土振動(dòng)液化。 重點(diǎn) 庫(kù)侖公式；莫爾 -庫(kù)侖強(qiáng)度理論；極限平衡條件；直接剪切試驗(yàn)；固結(jié)排水剪（CD；固結(jié)不排水剪（CU;不固結(jié)不排水剪（UU;孔隙壓力系數(shù)B；孔隙 壓力系數(shù)A;剪脹；剪縮；總應(yīng)力指標(biāo)；有效應(yīng)力指標(biāo)。 難 點(diǎn) 莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論；固結(jié)排水剪（CD；固結(jié)不排水剪（CU；不固結(jié)不排 水剪（UU；孔隙壓力系數(shù)B;孔隙壓力系數(shù)A;應(yīng)力路徑。 基本要求 1識(shí)記：庫(kù)侖公式；莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論；孔隙壓力系數(shù) B;孔隙壓力系數(shù)A;剪脹；剪縮；峰值強(qiáng)度

9、；殘余強(qiáng)度。2、 領(lǐng)會(huì)：庫(kù)侖公式；莫爾 -庫(kù)侖強(qiáng)度理論；直接剪切試驗(yàn)；固結(jié)排水 剪（CD;固結(jié)不排水剪（CU ；不固結(jié)不排水剪（UU ；孔隙壓力系數(shù)B;孔隙 壓力系數(shù)A;剪脹；剪縮；應(yīng)力路徑；總應(yīng)力指標(biāo)；有效應(yīng)力指標(biāo)；砂土振動(dòng)液 化。3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論應(yīng)用；直接剪切試驗(yàn)、固結(jié)排水剪（CD、 固結(jié)不排水剪（CU、不固結(jié)不排水剪（UU等強(qiáng)度指標(biāo)的應(yīng)用；總應(yīng)力指標(biāo)、 有效應(yīng)力指標(biāo)應(yīng)用。4、綜合應(yīng)用：要求學(xué)生學(xué)習(xí)后能應(yīng)用莫爾 -庫(kù)侖強(qiáng)度理論進(jìn)行土的剪切破 壞分析；能區(qū)分直接剪切試驗(yàn)、固結(jié)排水剪（CD、固結(jié)不排水剪（CU、不固結(jié) 不排水剪（UU等試驗(yàn)方法下得出的強(qiáng)度指標(biāo)并正確選用。第六單元

10、 擋土結(jié)構(gòu)物上的土壓力計(jì)算 （ 5學(xué)時(shí)） 知 識(shí) 點(diǎn) 主動(dòng)土壓力、靜止土壓力、被動(dòng)土壓力概念；朗金土壓力理論；庫(kù)侖土壓力 理論；朗金土壓力理論與庫(kù)侖土壓力理論的比較； 擋土墻抗滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算； 擋 土墻抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算。 重 點(diǎn) 主動(dòng)土壓力、靜止土壓力、被動(dòng)土壓力概念；朗金土壓力理論應(yīng)用條件；應(yīng) 用朗金土壓力理論進(jìn)行土壓力計(jì)算； 庫(kù)侖土壓力理論應(yīng)用條件； 應(yīng)用庫(kù)侖土壓力 理論進(jìn)行土壓力計(jì)算；擋土墻抗滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算；擋土墻抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算。 難 點(diǎn) 朗金土壓力理論應(yīng)用條件； 應(yīng)用朗金土壓力理論進(jìn)行土壓力計(jì)算； 庫(kù)侖土壓 力理論應(yīng)用條件；應(yīng)用庫(kù)侖土壓力理論進(jìn)行土壓力計(jì)算。 基本要求 1、 識(shí)記：主

11、動(dòng)土壓力、靜止土壓力、被動(dòng)土壓力。2、 領(lǐng)會(huì)：朗金土壓力理論應(yīng)用條件；庫(kù)侖土壓力理論應(yīng)用條件。3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：朗金土壓力理論應(yīng)用；庫(kù)侖土壓力理論應(yīng)用。4、綜合應(yīng)用： 要求學(xué)生學(xué)習(xí)后能選用正確的土壓力理論進(jìn)行擋土結(jié)構(gòu)物上土壓力的計(jì)算第七單元 地基承載力 （2 學(xué)時(shí)） 知 識(shí) 點(diǎn) 地基承載力；承載力特征值；承載力設(shè)計(jì)值；荷載試驗(yàn) P-S 曲線；地基土整 體剪切破壞特征；地基承載力確定方法；地基土中的塑性區(qū)；臨塑荷載；臨界荷 載； Prandtl 極限承載力公式；承載力因數(shù)；太沙基極限承載力公式； Hansen 極限承載力公式；地基承載力設(shè)計(jì)值的確定；提高地基承載力的方法。 重點(diǎn) 荷載試驗(yàn) P-S 曲

12、線；地基土整體剪切破壞特征； 地基承載力確定方法； 地基 土中的塑性區(qū)；臨塑荷載；臨界荷載； Prandtl 極限承載力公式；承載力因數(shù)； 太沙基極限承載力公式；地基承載力設(shè)計(jì)值的確定。 難點(diǎn) 地基土中的塑性區(qū)；臨塑荷載；臨界荷載； Prandtl 極限承載力公式；承載 力因數(shù)；太沙基極限承載力公式；地基承載力設(shè)計(jì)值的確定。 基本要求 1、識(shí) 記：地基承載力；承載力特征值；承載力設(shè)計(jì)值；臨塑荷載；臨 界荷載；承載力因數(shù)。2、領(lǐng) 會(huì)：荷載試驗(yàn) P-S 曲線；地基土整體剪切破壞特征；地基承載力 確定方法；地基土中的塑性區(qū)；提高地基承載力的方法。3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：應(yīng)用 Prandtl 極限承載力公式、

13、太沙基極限承載力公式進(jìn)行 地基承載力計(jì)算。4、綜合應(yīng)用： 要求學(xué)生學(xué)習(xí)后能正確判斷地基的穩(wěn)定性， 確定所需的地基 承載力極限值。第八單元 土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析 （2 學(xué)時(shí)） 知 識(shí) 點(diǎn) 穩(wěn)定性系數(shù)； 安全系數(shù)；土坡穩(wěn)定性分析方法； 無(wú)黏性土的土坡穩(wěn)定性分析 方法；黏性土的土坡穩(wěn)定性分析思路； 條分法基本原理； 整體圓弧滑動(dòng)法； Bishop 法；Janbu法；不平衡推力法；地下水對(duì)土坡穩(wěn)定性的影響；施工過(guò)程對(duì)土坡穩(wěn) 定性的影響；增加土坡穩(wěn)定性的措施。 重點(diǎn) 穩(wěn)定性系數(shù)； 安全系數(shù)； 土坡穩(wěn)定性分析方法； 無(wú)黏性土的土坡穩(wěn)定性分析 方法；黏性土的土坡穩(wěn)定性分析思路；條分法基本原理； Bishop

14、法； Janbu 法； 地下水對(duì)土坡穩(wěn)定性的影響；增加土坡穩(wěn)定性的措施。 難點(diǎn) 黏性土的土坡穩(wěn)定性分析思路；條分法基本原理；Bishop法；Janbu法；不平衡推力法；地下水對(duì)土坡穩(wěn)定性的影響；施工過(guò)程對(duì)土坡穩(wěn)定性的影響；增 加土坡穩(wěn)定性的措施?；疽?識(shí) 記：穩(wěn)定性系數(shù)；安全系數(shù)。2、 領(lǐng)會(huì)：黏性土的土坡穩(wěn)定性分析思路；條分法基本原理；Bishop法；Janbu法；不平衡推力法；地下水對(duì)土坡穩(wěn)定性的影響；施工過(guò)程對(duì)土坡穩(wěn) 定性的影響；增加土坡穩(wěn)定性的措施。3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：無(wú)黏性土的土坡穩(wěn)定性分析；應(yīng)用 Bishop法、Janbu法、 不平衡推力法等進(jìn)行黏性土坡穩(wěn)定性分析。4、綜合應(yīng)用：要求學(xué)

15、生學(xué)習(xí)后能土坡穩(wěn)定性分析方法正確進(jìn)行土坡穩(wěn)定性 分析，并提出增加土坡穩(wěn)定性的建議措施。學(xué)時(shí)分配知識(shí)單元理論學(xué)時(shí)第一單元 土的物理性質(zhì)及工程分類5第二單元 土的滲透性及滲流4第三單元 土中應(yīng)力計(jì)算4第四單元 土的壓縮性與地基沉降計(jì)算5第五單元 土的抗剪強(qiáng)度5第六單元擋土結(jié)構(gòu)物上的土壓力計(jì)算5第七單元地基承載力2第八單元 土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析2合計(jì)32四、教學(xué)方法與手段1、堅(jiān)持理論聯(lián)系實(shí)際的教學(xué)方法，不斷地吸收先進(jìn)理論知識(shí)和最新理論和 實(shí)踐的動(dòng)態(tài)，理論教學(xué)結(jié)合案例分析、課堂討論等教學(xué)形式，努力降低學(xué)生接受 知識(shí)的難度，不斷提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析和解決問(wèn)題的能力。2、堅(jiān)持傳統(tǒng)教學(xué)手段與現(xiàn)代教學(xué)手段相結(jié)合，

16、教學(xué)內(nèi)容安排要突出重點(diǎn)和 難點(diǎn)，積極應(yīng)用多媒體教學(xué)技術(shù)，盡可能把抽象的理論轉(zhuǎn)化為具體的圖像， 使復(fù) 雜的理論變得簡(jiǎn)單、直觀，力求化難為易，努力提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。3、注重應(yīng)用啟發(fā)式教學(xué)、開(kāi)展課堂討論等教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生積極思考問(wèn) 題、分析問(wèn)題，拓展學(xué)生的思維。4、注重課后練習(xí)，大力培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)腦、動(dòng)手、獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。五、考核要求、方式與成績(jī)?cè)u(píng)定考核要求：覆蓋本課程中重要的基本原理和基本方法考核形式：閉卷考試 成績(jī)?cè)u(píng)定：課程考核采用結(jié)構(gòu)性評(píng)分。成績(jī)?cè)u(píng)定為百分制，期末綜合成績(jī)（100%）=期末卷面考試成績(jī)（80%）+平時(shí)成績(jī)（20%）。平時(shí)成績(jī)以學(xué)生上課出勤情況、平時(shí)作業(yè)等綜合評(píng)定。六、選用教材、講義和主要參考書(shū)1. 選用教材土力學(xué)，朱寶龍，中國(guó)水利水電出版社， 2011 年 7 月2. 主要參考書(shū)土力學(xué)，盧廷浩，高等教育出版社， 2010 年 1 月土力學(xué)地基與基礎(chǔ)（第 2 版），趙明