《工程地質(zhì)數(shù)值法》課程教學(xué)大綱

《工程地質(zhì)數(shù)值法》教學(xué)大綱課程編號(hào)：16170221英文名稱：NumericalSimulationofEngineeringGeology學(xué)分：2學(xué)時(shí)：總學(xué)時(shí)40學(xué)時(shí)，其中理論24學(xué)時(shí)，實(shí)踐16學(xué)時(shí)先修課程：土力學(xué)、巖石力學(xué)、普通地質(zhì)學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、礦物巖石學(xué)課程類別：專業(yè)拓展課程授課對(duì)象：地質(zhì)工程專業(yè)學(xué)生教學(xué)單位：土木工程學(xué)院修讀學(xué)期：第7學(xué)期一、課程描述和目標(biāo)1.課程描述工程地質(zhì)數(shù)值法是地質(zhì)工程專業(yè)的一門具有較強(qiáng)應(yīng)用要求的專業(yè)課程，是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種用數(shù)學(xué)建模的方法解決工程地質(zhì)的問(wèn)題。這種方法理論與實(shí)踐并重，與試驗(yàn)、實(shí)踐相互檢驗(yàn)。作為工程地質(zhì)專業(yè)的本科生，學(xué)習(xí)和掌握一個(gè)工程地質(zhì)數(shù)值模擬軟件，是深入研究工程地質(zhì)問(wèn)題的重要手段之一。2.課程目標(biāo)課程目標(biāo)1：使絕大多數(shù)本科生了解有限單元法、邊界元法、離散單元法、有限差分法等各種工程地質(zhì)數(shù)值模擬方法的適用條件，了解各種方法目前所具有的相關(guān)商業(yè)軟件，懂得辨識(shí)所計(jì)算的問(wèn)題并選擇合適的軟件。課程目標(biāo)2：具備至少一種軟件的實(shí)際操作能力，結(jié)合工程實(shí)際或者試驗(yàn)室試驗(yàn)開(kāi)展數(shù)值模擬工作和培養(yǎng)結(jié)果分析的能力。二、課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)權(quán)重指標(biāo)點(diǎn)5-1.了解專業(yè)常用的現(xiàn)代儀器、信息技術(shù)工具、工程工具和模擬軟件的使用原理和方法，并理解其適用性和局限性。課程目標(biāo)10.6指標(biāo)點(diǎn)9-1.理解當(dāng)前發(fā)展中跨學(xué)科交流、多學(xué)科協(xié)作的必要性和重要意義，具有團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)。課程目標(biāo)20.4三、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配序號(hào)教學(xué)內(nèi)容基本要求學(xué)時(shí)教學(xué)方式對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)1數(shù)值模擬的概念與方法了解工程地質(zhì)數(shù)值計(jì)算的意義、任務(wù)、巖土工程中為什么要進(jìn)行數(shù)值計(jì)算、數(shù)值法涉及的復(fù)雜運(yùn)算有哪些、數(shù)值方法的研究地位；掌握數(shù)值模擬的概念與方法。重、難點(diǎn)：數(shù)值方法的適用性。德育要求：培養(yǎng)愛(ài)國(guó)精神。培養(yǎng)工匠精神4課堂講授課程目標(biāo)12有限元軟件有限元軟件概述；4課堂講授課程目標(biāo)13介紹RFPA軟件的安裝和啟動(dòng)；4課堂講授課程目標(biāo)14有限元分析基本過(guò)程實(shí)例操作。重、難點(diǎn)：工程案例的有限元實(shí)現(xiàn)。德育要求：培養(yǎng)工匠精神。4課堂講授課程目標(biāo)15軟件與實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)的對(duì)比分析結(jié)合本科開(kāi)展的一個(gè)物理實(shí)驗(yàn)擬定數(shù)值模擬方案。2課堂講授+學(xué)生操作課程目標(biāo)1課程目標(biāo)26結(jié)合上述方案，開(kāi)展數(shù)值模擬。分析模擬結(jié)果。重、難點(diǎn)：結(jié)合工程特征開(kāi)展模擬。德育要求：培養(yǎng)工匠精神。4課堂講授+學(xué)生操作課程目標(biāo)1課程目標(biāo)27有限元軟件在隧道及地下工程中的應(yīng)用隧道及地下工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型；2課堂講授+學(xué)生操作課程目標(biāo)1課程目標(biāo)28地鐵隧道結(jié)構(gòu)的受力分析；隧道開(kāi)挖過(guò)程仿真分析；重、難點(diǎn)：案例的有限元實(shí)現(xiàn)。德育要求：培養(yǎng)工匠精神。4課堂講授+學(xué)生操作課程目標(biāo)1課程目標(biāo)29有限元軟件在邊坡工程中的應(yīng)用巖石邊坡的防護(hù)工程實(shí)例及其有限元模型的設(shè)計(jì)。2課堂講授+學(xué)生操作課程目標(biāo)1課程目標(biāo)210邊坡的修建過(guò)程仿真分析；重、難點(diǎn)：案例的特征分析及實(shí)現(xiàn)。德育要求：培養(yǎng)工匠精神。4課堂講授+學(xué)生操作課程目標(biāo)1課程目標(biāo)211完成作業(yè)結(jié)合上述三個(gè)的實(shí)踐課程，確定大作業(yè)題目。2課堂講授+學(xué)生操作課程目標(biāo)1課程目標(biāo)212完成大作業(yè)一份，整理并提交最后結(jié)果，可包括圖片、表格、說(shuō)明。重、難點(diǎn)：案例信息提取及實(shí)現(xiàn)。德育要求：培養(yǎng)工匠精神。4課堂講授+學(xué)生操作課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2合計(jì)40四、課程教學(xué)方法理論課部分，教師課堂集中講授、隨堂測(cè)試、課后作業(yè)、專題研習(xí)、教師答疑。教師課堂集中講授采用PPT電子課件與板書(shū)相結(jié)合的方法講授課程的基本知識(shí)點(diǎn)；課堂提問(wèn)采用隨機(jī)提問(wèn)的方式，考察學(xué)生上課專注程度和對(duì)課堂知識(shí)點(diǎn)的掌握程度；課后練習(xí)通過(guò)布置課后作業(yè)使學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)；教師答疑，安排不少于3次課后答疑，進(jìn)一步了解學(xué)生知識(shí)點(diǎn)掌握的情況，鞏固知識(shí)點(diǎn)。實(shí)踐部分，布置任務(wù)書(shū)、時(shí)間安排計(jì)劃表和指導(dǎo)書(shū)，設(shè)計(jì)過(guò)程隨時(shí)抽查，集中答疑。課程設(shè)計(jì)按照集中設(shè)計(jì)方式進(jìn)行，由指導(dǎo)教師集中答疑并檢查階段性工作，重點(diǎn)檢查設(shè)計(jì)過(guò)程的原始數(shù)據(jù)。最后對(duì)成果進(jìn)行驗(yàn)收、批改。學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)和課程考核（一）考核方式及具體要求1.課程成績(jī)構(gòu)成與要求課程考核注重形成性和終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合，考核內(nèi)容主要由隨堂測(cè)試、課后作業(yè)、專題研習(xí)、期末考試組成，均按百分制計(jì)分，其中期末考試成績(jī)占50%、隨堂測(cè)試占20%、課后作業(yè)占15%、專題研習(xí)成績(jī)占15%。2.課程目標(biāo)達(dá)成考核與評(píng)價(jià)序號(hào)教學(xué)環(huán)節(jié)課程目標(biāo)1（分值）課程目標(biāo)2（分值）合計(jì)1隨堂測(cè)試1010202課后作業(yè)105153專題研習(xí)015154期末考試401050課程目標(biāo)對(duì)應(yīng)分值6040100（二）考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)1.平時(shí)成績(jī)考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分值觀測(cè)點(diǎn)90-100分70-89分60-69分0-59分作業(yè)按時(shí)完成，90%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識(shí)點(diǎn)理解、掌握到位。能夠利用理論知識(shí)識(shí)別、分析地質(zhì)領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)問(wèn)題。按時(shí)完成，70%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識(shí)點(diǎn)理解、掌握較到位。能夠較好利用理論知識(shí)識(shí)別、分析地質(zhì)領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)問(wèn)題。延時(shí)完成，60%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識(shí)點(diǎn)理解、掌握基本到位。利用理論知識(shí)對(duì)地質(zhì)領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)問(wèn)題有一定的識(shí)別、分析。不交和補(bǔ)交，50%以下的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識(shí)點(diǎn)理解、掌握有偏差。不能利用理論知識(shí)對(duì)地質(zhì)領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)問(wèn)題進(jìn)行識(shí)別、分析。2.章節(jié)測(cè)試與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)章節(jié)測(cè)試根據(jù)測(cè)試題目及評(píng)分標(biāo)注進(jìn)行打分（百分制）。3.課程論文考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分值觀測(cè)點(diǎn)90-100分70-89分60-69分0-59分課程論文格式規(guī)范，符合課程論文寫(xiě)作要求；內(nèi)容主題明確，符合課程教學(xué)內(nèi)容，有明確的綜合分析論點(diǎn)。參考文獻(xiàn)充分、正文引用恰當(dāng)，文獻(xiàn)引文格式符合文獻(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)；無(wú)摘錄摘抄痕跡，能恰當(dāng)運(yùn)用自己的語(yǔ)言組織素材，論點(diǎn)正確。格式符合課程論文寫(xiě)作要求；主題明確，符合課程教學(xué)內(nèi)容，具較好的綜合分析論點(diǎn)。參考文獻(xiàn)充分、正文能夠較好對(duì)文獻(xiàn)進(jìn)行引用，文獻(xiàn)引文格式基本符合科技期刊論文文獻(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)；正文主題大部分運(yùn)用自己的語(yǔ)言組織素材，論點(diǎn)正確。格式符合課程論文寫(xiě)作要求；主題基本明確，較符合課程教學(xué)內(nèi)容，具較好的綜合分析論點(diǎn)。參考文獻(xiàn)有，文獻(xiàn)引文格式基本符合科技期刊論文文獻(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)；正文有部分摘抄，論點(diǎn)分析較清晰。論文格式不符合課程論文要求，能反映部分主題內(nèi)容，論文結(jié)構(gòu)不完整，論點(diǎn)分析不清晰，參考文獻(xiàn)少，正文沒(méi)有引用，格式不完全符合科技論文文獻(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)。4.期末試卷考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)課程目標(biāo)及教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)期末考核試題，綜合檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)課程相關(guān)知識(shí)的掌握、綜合應(yīng)用及解決復(fù)雜問(wèn)題的能力，根據(jù)考試題目設(shè)計(jì)相應(yīng)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。：卷面。六、教材與參考書(shū)（一）推薦教材1．《工程地質(zhì)數(shù)值法》，何滿潮主編，北京：科學(xué)出版社，2006年4月版。2．《工程地質(zhì)數(shù)值模擬的理論與方法》，唐輝明主編，.北京：中國(guó)地質(zhì)大