《巖土力學(xué)》課程教學(xué)大綱

1、巖土力學(xué)課程教學(xué)大綱課程英文名稱：Rock and soil mechanics課程編號(hào)：020030050總學(xué)時(shí)：80，其中授課學(xué)時(shí)：68，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：12，線上學(xué)時(shí)：0學(xué)分?jǐn)?shù)：5適用專業(yè)：交通工程專業(yè)任課學(xué)院、系部：能源科學(xué)與工程學(xué)院 交通工程(系)教研室 一、課程簡介本課程是交通工程專業(yè)的主要專業(yè)基礎(chǔ)課，是關(guān)于巖石和土體的力學(xué)性質(zhì)、試驗(yàn)方法及其相關(guān)工程應(yīng)用的一門課程。屬于考試課程。二、課程教學(xué)的目標(biāo)使同學(xué)具備學(xué)習(xí)巖土工程相關(guān)學(xué)科如隧道工程、邊坡工程、路基工程等所需要的基礎(chǔ)知識(shí)，能夠閱讀理解各種巖土工程設(shè)計(jì)施工的規(guī)范和手冊，在短期培訓(xùn)之后即可參與實(shí)際的巖土工程建設(shè)工作。三、課程教學(xué)的基本內(nèi)容

2、及教學(xué)安排 介紹彈性力學(xué)的基本概念及有限元方法了解彈性力學(xué)的內(nèi)容，理解彈性力學(xué)中的基本假定，掌握彈性力學(xué)的應(yīng)力、應(yīng)變等概念； 介紹廣義胡克定律及相關(guān)材料參數(shù)；推導(dǎo)平衡微分方程，理解圣維南原理及其應(yīng)用； 介紹按位移和按應(yīng)力求解平面問題；常體力情況下的簡化問題和應(yīng)力函數(shù)； 介紹若干平面問題的直角坐標(biāo)和極坐標(biāo)的求解結(jié)果；了解圓孔的孔口應(yīng)力集中； 基于最小勢能原理介紹有限元方法的基本概念 巖石的強(qiáng)度和變形特性巖石的物理性質(zhì)：比重、孔隙率、比熱、熱傳導(dǎo)、導(dǎo)電性等；巖石的強(qiáng)度特性：單軸和三軸壓縮強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度及巴西劈裂試驗(yàn)、剪切強(qiáng)度；庫侖強(qiáng)度準(zhǔn)則及黏結(jié)力、內(nèi)摩擦角的概念，非線性強(qiáng)度準(zhǔn)則，真三軸強(qiáng)度；巖石的

3、變形特性，變形模量、平均模量以及切線模量等參數(shù)的定義及應(yīng)用，脆巖性轉(zhuǎn)化；巖石的流變特性，蠕變試驗(yàn)，長期強(qiáng)度，流變模型及工程應(yīng)用；介紹應(yīng)力波傳播的一般規(guī)律，了解影響巖體彈性波速度的因素。 巖體的力學(xué)性質(zhì)巖體結(jié)構(gòu)面的各種分類及描述結(jié)構(gòu)面的8類參數(shù)；掌握巖體的變形、強(qiáng)度和特征，介紹巖體原位試驗(yàn)；理解巖體質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)及其分類和工程應(yīng)用。 土體的力學(xué)性質(zhì)土的成因、結(jié)構(gòu)與特性，土的三相組成，土的物理性質(zhì)指標(biāo)；碎石土、砂土及粘土的特征及其物理狀態(tài)指標(biāo)，土的工程分類及野外鑒別方法；地基土的自重應(yīng)力，有效應(yīng)力原理（飽和土）；土的固結(jié)試驗(yàn)及壓縮性指標(biāo)計(jì)算，土的滲透性與滲透定律；基礎(chǔ)底面的接觸壓力，地基土中的附加應(yīng)

4、力；土的抗剪強(qiáng)度及天然地基承載力，地基的臨塑、臨界和極限荷載以及地基承載力等概念 巖土工程簡介巖體的初始應(yīng)力狀態(tài)，地應(yīng)力實(shí)測的途徑，重點(diǎn)介紹水壓致裂法和空心包體法；洞室圍巖的應(yīng)力，巖爆，隧道的開挖和支護(hù)，錨桿支護(hù)原理和應(yīng)用；巖土體邊坡的分類及穩(wěn)定性分析，土壓力及擋土墻設(shè)計(jì)，邊坡加固方法；巖土基礎(chǔ)的承載力和穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，各類基礎(chǔ)的承載特性巖土工程的監(jiān)測和災(zāi)害防治等。課堂教學(xué)（包括講課、習(xí)題課、課堂討論、測驗(yàn)等）學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容（教學(xué)大綱章、節(jié)和題目名稱）2力學(xué)簡介：力學(xué)的研究內(nèi)容、方法理論力學(xué)中的幾個(gè)問題，流體力學(xué)中的幾個(gè)問題2彈性力學(xué)：基本假設(shè)，一點(diǎn)的應(yīng)力，主應(yīng)力，Mohr 圓2位移和變形，應(yīng)變的概

5、念，正應(yīng)變，剪應(yīng)變虎克定律，廣義虎克定律，剪切模量、體積模量的推導(dǎo)2平衡方程，邊界條件，圣維南原理平面問題，平面問題；相容方程；應(yīng)力函數(shù)求解；2極坐標(biāo)的平衡微分方程，幾何方程和物理方程圓環(huán)和圓筒受均布?jí)毫?，圓孔的孔邊應(yīng)力集中,2總結(jié)同學(xué)已學(xué)課程中的最小作用原理有限元法簡介2中秋放假2巖土力學(xué)緒論：定義和任務(wù)；巖體工程；發(fā)展簡史巖石的基本構(gòu)成和分類2國慶放假2國慶放假2巖石的電學(xué)、熱學(xué)性質(zhì)，滲透性水對巖石性狀的影響2巖體結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)面及充填物特征，巖石的強(qiáng)度及試驗(yàn)方法，試驗(yàn)規(guī)程的制定2抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度2巖石強(qiáng)度的尺寸效應(yīng)，影響巖石強(qiáng)度的其他因素：加載速率，溫度2巖石的強(qiáng)度準(zhǔn)則，庫侖強(qiáng)度

6、準(zhǔn)則的含義及應(yīng)用2巖石的變形特征，楊氏模量和泊松比的確定巖石的脆性和延性破壞2結(jié)構(gòu)面的力學(xué)性質(zhì)：強(qiáng)度，變形，剪脹巖體的強(qiáng)度特性。2巖體的水力學(xué)性質(zhì)，巖體的質(zhì)量評(píng)價(jià)及其分類。討論和習(xí)題課。2深部開采面臨的巖石力學(xué)問題巖石流變力學(xué)，蠕變?nèi)A段2流變模型及模型參數(shù)確定；長期強(qiáng)度的概念超聲波測試，動(dòng)態(tài)參數(shù)，超聲波對巖體完整性的評(píng)價(jià)2地應(yīng)力的特征及與巖體工程的關(guān)系巖爆和沖擊地壓2地應(yīng)力測量方法簡介；直接法和間接法2土的物理性質(zhì)及工程分類:土的成因、結(jié)構(gòu)與特性；土的三相組成；土的物理性質(zhì)指標(biāo)；2粘性土的特征及其物理狀態(tài)指標(biāo)；土的工程分類及野外鑒別方法。2地基土中的應(yīng)力分布及計(jì)算自重應(yīng)力；基礎(chǔ)底面的接觸壓力

7、；地基土中的附加應(yīng)力；2水頭的概念；有效應(yīng)力原理；土的壓縮性2分層總和法計(jì)算地基最終沉降量；土的滲透性與固結(jié)；土的滲透性與滲透定律；2滲流力與滲流穩(wěn)定問題；飽和土體一維滲流固結(jié)理論；變形與時(shí)間關(guān)系的計(jì)算。2土的抗剪強(qiáng)度及測定方法；土的極限平衡條件；三軸剪切試驗(yàn)簡介；2地基的臨塑荷載、臨界荷載和極限荷載簡介；確定地基容許承載力；確定地基承載力的方法。2巖基工程簡介2巖石地下工程圍巖解析法分析，圍巖壓力和控制新奧法施工2巖質(zhì)、土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析和加固方法2擋土墻壓力計(jì)算及擋土墻設(shè)計(jì)2巖土工程的監(jiān)測簡介/復(fù)習(xí)以下為試驗(yàn)內(nèi)容2參觀實(shí)驗(yàn)室?guī)r石力學(xué)試驗(yàn)方法介紹；試樣加工及質(zhì)量檢測2單軸壓縮試驗(yàn)巴西劈裂試驗(yàn)，點(diǎn)載荷試驗(yàn)2三軸壓縮試驗(yàn)2土的密度、土粒比重、含水率測試；土的直剪試驗(yàn)；2土的壓縮試驗(yàn)四、本課程與其他課程的銜接與分工其先修課程為理論力學(xué)、材料力學(xué)和工程地質(zhì)，并為隧道工程、邊坡工程等以及課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié)提供基礎(chǔ)知識(shí)。五、建議教材1 徐芝綸，彈性力學(xué)簡明教程. 北京：高等教育出版社，2010.（同學(xué)可以不購買）2 沈明榮，陳建峰. 巖體力學(xué)（第二版）. 上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，20153 東南大學(xué)，浙江大學(xué)，湖南大學(xué)，蘇州科技學(xué)院. 土力學(xué)（第三版）. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2013六、教學(xué)方法與學(xué)習(xí)建議（授課方式、重點(diǎn)、難點(diǎn)及后續(xù)自主學(xué)習(xí)建議）授課方式: 課堂講