土力学与基础工程课程教学大纲1.doc

《土力学与基础工程》课程教学大纲
（适用范围：土木工程专业本科 学时：56+s8）
一、本课程的性质、目的和任务
　1、本课程的性质
　　本课程主要讲授土力学的基本理论和地基基础设计基本原理及计算方法，是本科院校土
木工程专业的主要专业基础课。
　2、本课程的目的
　　通过本课程的学习，使学生获得土力学的基本理论和计算方法，能根据建筑物的要求和
地基勘察资料，选择一般地基基础方案，运用土力学的原理进行一般建筑物的地基基础设计，
为学习建筑施工等专业课程和从事地基基础设计和施工打下良好基础。
　3、本课程的任务
　　本课程的主要任务是培养学生掌握土力学中土的物理性质，熟悉地基的应力、变形、抗
剪强度、地基承载力和土压力的基本概念、基本理论和计算方法；掌握浅基础设计、桩基础
设计的原理和方法；熟悉软土地基处理的设计原理和方法；了解建筑场地的工程地质勘察方
法和资料整理。并结合有关结构设计知识，提高分析和解决地基基础设计计算的能力。
二、教学基本内容和要求
　1、绪论
　　（1）教学目的和要求
　　建立土力学、地基、基础的基本概念，了解本课程的特点和在本专业中的地位，了解本
学科的学习方法及发展概况。
　　（2）主要内容
　　土力学、地基、基础的基本概念；本课程的特点和在本专业中的地位；本学科的学习方
法及发展概况。
　2、土的物理性质及工程分类
　　（1）教学目的与要求
　　了解主要造岩矿物的物理性质，岩石的分类和主要特征，第四纪沉积物的类型、分布规
律和特征。
　　掌握土的物理性质指标（三相指标和判别土的物理特征指标）的定义、测定、换算和应
用，熟悉地基土的工程分类方法。理解粒径级配对无粘性土性质的影响。理解粘土矿物、水
和离子的相互作用。
　　理解土的渗透规律和压实原理，了解地下水对工程的影响。
　　（2）主要内容
　　土的生成：地质作用、矿物与岩石、地质年代的概念、第四纪沉积物（层）。
　　土的组成及特性：土的固体颗粒、土中的水和气、土的结构和构造，土的三相比例指标
的定义和换算，土的物理状态特征指标（包括无粘性土的密实度、粘性土的界限含水量、塑
性指数和液性指数、灵敏度和触变性）。
　　土的渗透性和压实原理：岩石的工程分类、碎石土、砂土、粉土、粘性土、特殊土、细
粒土按塑性图分类。
　　（3）重点、难点
　　重点：土的三相指标；土的物理特征；地基土的工程分类。
　　难点：粘土矿物、水和离子的相互作用；土的物理指标换算及应用。
　3、土中应力计算
　　（1）教学目的与要求
　　熟练掌握土的自重应力计算，基底附加压力的计算。
　　熟练掌握运用角点法计算地基中的附加应力，能够正确使用图表计算附加应力。
　　掌握饱和土在固结过程中土的骨架和孔隙水对压力的分担作用及变形和时间的关系。
　　了解地基中附加应力分布规律。
　　（2）主要内容
　　土的自重应力和地基附加应力：土的自重应力计算及分布，基底压力的简化计算、基底
附加压力的计算。
　　地基附加应力：地基中附加应力的计算及分布规律。
　　（3）重点、难点
　　重点：矩形和条形荷载面积下的附加应力计算。
　　难点：地基中附加应力的分布规律。
　4、土的压缩性和地基沉降计算
　　（1）教学目的与要求
　　熟练掌握用固结试验测定土的压缩性指标，了解载荷试验确定变形模量的方法；掌握按
分层总和法和规范法计算最终沉降量。
　　一般了解饱和土在固结过程中土的骨架和孔隙水对压力的分担作用。
　　（2）主要内容（结合工程实例）
　　土的压缩性：压缩曲线和压缩性指标、土的变形模量。
　　地基的最终沉降量：分层总和法和规范方法。
　　地基变形与时间的关系：饱和土的有效应力原理、饱和土的渗透固结、太沙基一维固结
理论。
　　（3）重点、难点
　　重点：土的压缩性指标的确定和最终沉降量的计算。
　　难点：饱和土在固结过程中土的骨架和孔隙水压力的分担作用。
　5、土的抗剪强度
　　（1）教学目的与要求
　　理解土的抗剪强度定律和极限平衡条件。理解排水条件对确定饱和粘性土的抗剪强度指
标的影响。
　　掌握用直剪仪和三轴仪测定土抗剪强度指标的方法。
　　掌握地基临塑荷载、临界荷载、极限荷载的意义及应用，理解计算公式推导过程。
　　熟练掌握用规范方法确定地基承载力的方法和步骤。
　　（2）主要内容
　　土的抗剪强度与极限平衡原理：土的抗剪强度，土的极限平衡条件。
　　土的剪切试验方法：抗剪强度指标的测定及取值，以及影响抗剪强度的因素。
　　地基的临塑荷载、临界荷载、极限荷载。
　　（3）重点、难点
　　重点：抗剪强度定律、土的极限平衡条件、抗剪强度指标的测定和取值方法。地基承载
力的确定。
　　难点：排水条件对饱和粘性土抗剪强度的影响，孔隙压力系数、应力路径、极限荷载计
算公式的推导。
　6、土压力和土坡稳定
　　（1）教学目的与要求
　　正确理解静止土压力、主动土压力和被动土压力的概念。
　　掌握三种土压力的计算方法。
　　掌握重力式挡土墙的设计，了解其它类型的挡土墙。
　　理解用条分法分析土坡稳定。
　　（2）主要内容
　　静止土压力的计算，朗肯土压力理论、库仑土压力理论、挡土墙的设计、土坡稳定分析。
　　结合工程实例讲述土坡稳定分析。
　　（3）重点、难点
　　重点：朗肯土压力理论和库仑土压力理论。
　　难点：库仑土压力理论。
　7、工程建设的岩土工程勘察
　　（1）教学目的与要求
　　学会：根据建筑物和拟建场地和地基的具体情况，向勘察部门提出勘察任务和技术要求；
学会分析和使用工程地质勘察报告，以便选择地基持力层，确定地基承载力，为采用合理的
地基基础方案、进行地基基础的设计和施工提供依据。
　　掌握地基土的现场鉴别方法。
　　了解建筑工程勘探方法和勘探资料整理。
　　（2）主要内容
　　工程地质勘察的内容和要求、岩土工程勘察方法、地基土的野外鉴别与描述、岩土工程
勘察成果报告。
　8、浅基础设计
　　（1）教学目的与要求
　　熟练掌握浅基础的类型及其运用条件；基础埋置深度的选择；基础底面尺寸的确定；软
弱下卧层地基承载力的验算。
　　掌握刚性基础剖面尺寸确定及扩展基础的配筋计算；浅基础的变形分析与验算
　　理解箱形基础、十字交叉基础、墙下筏板基础设计原理。
　　了解减轻不均匀沉降危害的措施。
　　（2）主要内容
　　浅基础的类型、构造及设计条件。
　　刚性基础、扩展式基础的设计；柱下条形基础、十字交叉基础、墙下筏板基础及箱形基
础的设计。
　　浅基础的变形分析与验算。
　　减轻不均匀沉降危害的措施。
　　结合工程实例讲述刚性基础、扩展式基础的设计。
　　（3）重点、难点
　　重点：常用刚性基础、扩展基础的设计。
　　难点：箱形基础、十字交叉基础、墙下筏板基础设计。
　9、桩基础和深基础
　　（1）教学目的与要求
　　理解桩基础的类型及其适用条件。
　　掌握确定单桩竖向承载力的方法。
　　熟练掌握桩基础的设计步骤和方法。
　　了解其它几种深基础形式和基坑护坡原理。
　　（2）主要内容
　　桩基础：桩的类型、单桩竖向承载力、群桩竖向承载力、桩基础的设计。
　　深基础：沉井、地下连续墙、箱桩基础、大直径桩、墩基础、深基坑护坡。
　　结合工程实例讲述桩基础的设计。
　　简单介绍目前桩基础领域的最新发展动态。
　　（3）重点、难点
　　重点：单桩竖向承载力、群桩竖向承载力、桩基础的设计。
　　难点：深基础的设计。
　10、软土地基处理
　　（1）教学目的与要求
　　理解软弱地基的特性及常用的地基处理方法。
　　根据地区特点选择有关内容讲解，使学生了解该特殊土类的特征和相应处理方法。
　　（2）主要内容
　　软弱地基土的工程特性及其地基处理方法分类、机械压实法、强夯法、换土垫层法、预
压固结法、紧密法、振冲法、化学加固法、托换技术。
　　结合工程实例讲述机械压实法、强夯法、换土垫层法、预压固结法和化学加固法。
三、实践教学的基本内容和要求
　1、基本内容
　　（1）室内土工试验
　　密度、含水量；液限、塑限；压缩试验；直剪试验；三轴压缩试验。
　　（2）现场原位测试及教学实习
　　静力、动力触探试验；桩基静载荷试验；地基处理参观实习。
　2、基本要求
　　掌握所作试验的原理和方法，写出试验报告。
　　适当安排土工原位测试的参观，增强感性认识，强化理论与实际的联系。
四、几点说明
　1、制定本大纲的依据
　　土建本科专业人才培养目标、教学计划和指导性大纲。
　2、本课程与前后课程的联系
　　本课程先修课程：房屋建筑学、材料力学、结构力学等。
　　本课程的后继课程：混凝土基本原理、建筑施工、地基处理、建筑工程概预算等。
　3、本课程内容与其它课程的衔接、交叉，必要的重复内容
　　本课程与房屋建筑学课程的衔接、交叉，必要的重复内容：刚性基础、扩展式基础的构
造。
　　本课程与材料力学课程的衔接、交叉，必要的重复内容：土的自重应力与附加应力计算
内容。
　　本课程与混凝土基本原理课程的衔接、交叉，必要的重复内容：浅基础设计和桩基础设
计。
　　本课程与建筑施工课程的衔接、交叉的内容：浅基础和桩基础的设计。
　4、考核方法和成绩评定说明
　　考核方式：平时成绩、试验与期末闭卷考试相结合。
　　时间：2小时
　　成绩评定：期末考试成绩占70%，实验占10%，平时占20%。
　5、电化教学建议,学生上机要求
　　采用多媒体教学。
　6、教材与教学参考书
　　教材：《土力学地基基础》 陈希哲 清华大学出版社 2005
　　教学参考书：
　　《土力学》、《基础工程》李飞、李仁平、高向阳等主编，中国水利水电出版社、知识产
权出版社，2006.5
　　《土力学与基础工程 》赵明华，武汉理工大学出版社，2003
　　《土力学》张克恭，中国建筑工业出版社，2001
　　《岩土勘察》王奎华，中国建筑工业出版社，2005
　　《地基基础工程环境效应》李飞、郝子进、张亚仿编著，河海大学出版社，2003
　　盐城工学院自编《土力学与地基基础》系列参考书
　7、课程教改建议
　　建议采用多媒体教学，建议多参观在建工程,锻炼学生实践动手能力。