《土力学》授课教案

《土力学》课程授课教案课程编号：0333121331课程中文/英文名称：土力学/SoilMechanics课程总学时/学分：44学时/3学分适用专业：建筑工程及道桥专业一、课程地位本课程是土木工程的一门专业必修课，其主要目的是使学生掌握土的物理性质及工程分类，粘性土的矿物成分对性质影响，土得强度特性，土中应力和沉降计算，土压力计算方法和土坡稳定性分析，地基承载力的基本理论及计算，掌握室内几种常见的土木试验，了解土的动力特性和原位测试方法。通过本课程的学习，使学生对于土力学基本理论有深入了解，能熟练操作常见的土木仪器，为以后的学习打下扎实的基础。二、教材及主要参考资料1．教材：高大钊主编.《土质学与土力学》（第三版）北京人民交通出版社.20022．主要参考资料：洪毓康主编.《土质学与土力学》（第二版）北京人民交通出版社.1993三、课时分配序号授课内容提要学时1绪论4学时2第一章土的物理性质及工程分类3第二章粘性土的物理性化学性质2学时4第三章土中水的运动规律4学时5第四章土中应力计算6学时6第五章土的压缩性与地基沉降6学时7第六章土的抗剪强度4学时8第七章土压力计算4学时9第八章土坡稳定分析2学时10第九章地基承载力4学时11第十章土的动力性质和压实性2学时四、考核方式与成绩核定办法1．考核方式：考试2．成绩核定办法：卷面考试占80%，实验占10%，平时作业占10%。五、授课方案第一章土的物理性质及工程分类（4学时）1．教学内容（2学时）第一节土的三相组成第二节土的颗粒特征第三节土的三相比例指标2．教学要求（1）掌握土的三相比例指标的概念和计算方法，掌握土的三相组成；（2）熟悉粒度成分的表示方法：表格法、累计曲线法、三角坐标法，以及描述土的级配的指标：不均匀系数Cu,曲率系数Cs（3）了解土的颗粒特征3．教学重点、难点重点：土的三相比例指标的概念和计算方法。难点：三项比例指标的换标。4．教学策略要掌握三项比例指标换标这个难点，主要要教会学生绘制三相换标草图。5．习题1-1，1-21．教学内容（2学时）第四节粘性土的界限含水量第五节砂土的密实度第六节土的工程分类2．教学要求（1）掌握评定粘性土状态的四个指标：Wp.Wl.Ip.Il掌握评定砂土密实度方法和指标；（2）熟悉土的工程分类以及方法；（3）了解Wp.Wl.室内测定方法和标准贯入试验。3．教学重点、难点重点：土的工程分类难点：为什么评定粘性土状态用与含水量有关的指标，而评定非粘性土用与颗粒级配有关指标。4．教学策略对比粘性土和非粘性土颗粒级配来分析它们的性质5．习题1-3第二章粘性土的物理化学性质（2学时）1．教学内容（2学时）第一节键力的基本概念第二节粘土矿物颗粒的结晶结构第三节粘土颗粒的胶体化学性质第四节粘性土工程性质的利用和改良2．教学要求掌握粘土颗粒与介质的相互作用及其对粘性土工程性质的影响；熟悉粘土的塑性、压缩性、胀缩性、强度等工程性质主要受、键力与颗粒周围介质之间相互作用所制约；了解键力的基本概念和粘土矿物结晶结构。3．教学重点、难点重点：粘性土工程性质的利用和改良难点：粘土矿物颗粒表面双电层概念4．教学策略重点解释图2-2、图2-3、2-4、2-5、2-65．习题2-5．2-6第三章土中水的运动规律（2学时）1．教学内容（2学时）第一节土得毛细性第二节土的渗透性第三节土的冻结过程中水分的迁移和积聚2．教学要求掌握土中水的运动规律及其对土性质的影响；掌握土的层流渗透定律熟悉影响土的渗透性的因素和冻胀的机理与影响因素了解毛细水以及土在冻结过程中水分的迁移和积聚3．教学重点、难点重点：土得层流渗透定律和渗透系数难点：土的渗透系数试验测定法4．教学策略结合渗透模型推导公式5．习题3-2第四章土中应力计算（6学时）1．教学内容（4学时）第一节概述第二节土中自重应力计算第三节基础地面的压力分布与计算第四节竖向集中力作用下的土中应力计算第五节竖向分布荷载作用下土中应力计算（一）2．教学要求（1）掌握自重应力、附加应力的计算、基础底面的压力计算（2）熟悉自重应力、附加应力的分布规律（3）了解各种荷载作用下附加应力计算公式推导3．教学重点、难点重点：自重应力、附加应力的计算难点：附加应力计算公式的推导4．教学策略主要教会学生对公式的应用5．习题4-5、4-61．教学内容（2学时）第五节竖向分布荷载作用下土中应力计算（二）第六节应力计算中的其他一些问题第七节有效应力原理2．教学要求（1）掌握土中附加应力的计算以及有效应力公式（2）了解土中应力扩散角的概念3．教学重点、难点重点：竖向分布荷载作用下土中应力计算第五章土的压缩性与地基沉降计算（6学时）1．教学内容（2学时）第一节概述第二节研究土压缩性的试验及指标2．教学要求（1）掌握压缩系数a.压缩模具Es.压缩指数的物理意义，计算公式；（2）熟悉压缩模具，变形模具弹性模具的意义和它们之间的关系；（3）了解室内侧限压缩试验和现场载荷试验3.教学重点、难点重点，压缩系数压缩模具Es的物理意义难点Eo和Es之间的关系4．教学策略从室内侧限压缩试验和现场载荷试验分析入手，结合压缩曲线引出a.Es概念1．教学内容（2学时）第三节地基沉降实用计算方法2．教学要求（1）掌握分层总合法、应力面积法计算最终沉降（2）熟悉弹性理论法计算沉降（3）了解用原位压缩曲线计算最终沉降3．教学重点、难点重点：分层总合法、应力面积法计算最终沉降难点：应力面积法计算中,沉降计算深度Zn和沉降计算经验系数Xs的取值.４．教学策略详细讲解图５－１５、５－１７５．习题５－３、５－６１．教学内容（２学时）第四节饱和粘性土地基沉降与时间的关系２．教学要求（１）掌握某一时刻沉降量St的计算（２）熟悉太沙基一维渗流固结理论（３）了解饱和粘性土地基沉降的三个阶段３．教学重点、难点重点：固结度的概念及计算方法难点：太沙基一维渗流固结理论4．教学策略利用图5-23、5-24讲解5．习题5-6第六章土的抗剪强度（4学时）1．教学内容（2学时）第一节概述第二节图的强度理论与强度指示第三节土的抗剪强度指示的试验方法及其应用2．教学要求（1）掌握土的抗剪强度的库仑定律，以及摩尔圆与抗剪强度包线之间的关系，土的强度理论－极限平衡理论；（2）熟悉土的抗剪强度指示的试验方法及其应用3．教学重点、难点重点：抗剪强度的库仑定律、土的强度理论－极限平衡理论难点：土体中某点达到极限平衡状态时的摩尔圆4．教学策略分析试验方法入手5．习题6-2、6-31．教学内容（2学时）第三节土的抗剪强度指示的试验方法及其应用第四节土的天然强度及其在荷载作用下的强度增长第五节关于土的抗剪强度影响因素的讨论2．教学要求（1）掌握强度试验方法与指标的选用（2）熟悉软土在荷载作用下的强度增长规律以及影响土的抗剪强度的因素（3）了解孔隙压力系数A.B3．教学重点、难点重点：强度试验方法与指标的选用难点：孔隙压力系数A.B4．教学策略5．习题6-6第七章土压力计算（4学时）1．教学内容（2学时）第一节概述第二节静止土压力计算第三节朗金土压力理论第四节库仑土压力理论2．教学要求（1）掌握用朗金土压力理论、库仑土压力理论计算的作用在挡土墙上的土压力；（2）熟悉朗金土压力理论、库仑土压力理论的应用范围3．教学重点、难点重点：朗金土压力理论、库仑土压力理论4．教学策略由第六章土体极限平衡理论公式引出朗金土压力理论5．习题7-21．教学内容（2学时）第五节几种特殊情况下的库仑土压力计算第六节关于土压力的讨论2．教学要求（1）掌握几种特殊情况下库仑土压力计算；（2）了解朗金土压理论和库仑土压力理论的差异；3．教学重点、难点重点：车辆荷载作用下的土压力计算难点：车辆荷载作用下的土压力计算４．教学策略５．习题７－４第八章土坡稳定分析（2学时）１．教学内容（2学时）第一节概述第二节砂性土的土坡稳定分析第三节粘性土的土坡稳定分析第四节土坡稳定分析的几个问题２．教学要求（１）掌握砂性土的土坡稳定分析法，粘性土得土坡稳定分析法之整体稳定分析法、条分法、毕肖普条分法；（２）了解坡顶开裂时的稳定计算、有水渗流时土坡稳定的计算３．教学重点、难点重点、难点：粘性土的土坡稳定分析4．教学策略第九章地基承载力（4学时）1．教学内容（4学时）第一节概述第二节临界荷载的确定第三节极限承载力计算第四节按规范方法确定地基容许承载力第五节关于地基承载力的理论2．教学要求（1）掌握确定地基承载力的三种方法：静载荷试验法、半理论半经验公式计算按《规范法》确定；（2）熟悉临界荷载概念、计算方法；（3）了解地基破坏的性状。3．教学重点、难点重点：确定地基承载力的三种方法难点：半理论半经验法计算地基承载力４．教学策略通过讲解例题9-6，分析确定地基承载力的三种方法。5．习题9-2、9-4第十章土的动力性质和压实性（2学时）1．教学内容第一节土在动荷载作用下的变形和强度性质第二节沙土和粉土的振动液化第三节土的压实性2．教学要求（1）掌握土的动力变形特征和土的动强度确定；（2）熟悉土体液化防治措施和土的压实特性；（3）了解土体液化现象的工程危害3．教学重点、难点重点：土的动强度和土的压实性4．教学策略采用叙述分析法