渗透性教案-教学反思.docx

南华大学城市建设学院教学比赛土的渗透性和渗流问题教学设计、教学反思授课人：彭成岩土教研室2015年6月第二章 土的渗透性和渗流问题本章学习要点：学习掌握土的渗透性（达西定律），掌握水头、测管水头、水力坡降的概念，熟悉渗透系数的测定方法，特别是层状地基的等效渗透系数的确定。学会应用二维渗流流网确定测管水头、孔隙水压力、水力坡降、渗透速度和渗透流量。渗透力和渗透变形是本章的学习重点，掌握渗透力的计算方法，并能正确确定渗透变形类型。2.1 土的渗透性教学目的与要求：了解土的渗透现象及渗透性掌握土的渗透规律达西定律掌握渗透系数的测定和影响因素理解层状地基的等效渗透系数课时安排：1课时重 点：达西定律试验装置及试验方法难点：渗透系数的测定层状地基的等效渗透系数授课方法：通过工程事故实例引入渗透现象及渗透特性，通过渗透试验科学观察方法、再现物理现象、揭示科学规律及描述定量关系来揭示水在土中的渗透规律，并讲述渗透系数的确定方法及分析影响渗透系数的因素，让学生认识到渗透现象的普遍存在及学习渗透规律的重要性。2.2二维渗流与流网教学目的与要求：理解稳定渗流场中的拉普拉斯方程掌握流网的特征及应用了解各向异性土中的流网课时安排： 0.5课时重点：流网的绘制方法与步骤 流网的应用难点：稳定流程中的拉普拉斯方程的推导过程教学方法： 演示推导拉普拉斯方程过程，让学生理解拉普拉斯方程；讲解流网图分解绘制步骤过程并结合实例应用，让学生了解流网的特征及工程应用。2.3渗透力和渗透变形教学目的与要求： 理解发生渗透的受力分析； 掌握发生流土与管涌破坏的原因； 掌握临界水力坡降；课时安排：0.5课时重点：两种渗透变形的原因难点：发生两种渗透破坏的临界水力坡降授课方法： 演示发生渗透情形下土的受力分析，让学生理解渗透力；播放建设工程中常见的渗透破坏情形，并分析发生两种渗透破坏的原因，以及发生两种破坏形式的临界水力坡降，并结合实际采取防止措施，让学生更好理解渗透的原因。教学反思：复习第一章内容：土的物理性态取决于三个组成相(固相、液相和气相)的特性状态、相对含量和相互作用，碎散性（非连续介质，主要体现在受力以后易 变形，体积变形主要由孔隙体变引起，而剪切变形取决于颗粒相对位移），多相性（固相、液相与气相，主要体现在受力后由土骨架、孔隙介质共同承担，存在复杂的相互作用，孔隙水渗透流动），天然性（包括非均匀性、各向异性、结构性及时空变异性，主要体现在土具有渗透特性、变形特性、强度特性），因此，土是一种多孔相的松散介质，为后续讲解土的渗透性埋下伏笔。通过举例两个工程事故实例（土石坝垮塌事故、基坑垮塌事故）引入渗透现象及土的渗透性概念，我国栏水坝数量世界第一 ，江河堤防长达25万公里，各类集水井星罗棋布，地下工程方兴未艾，建设基坑遍布南北，港湾建设规模宏大，认识到我国工程建设的渗透问题（渗漏、渗透变形）。因此，本章重点内容为渗透规律及渗透变形。通过渗透试验科学观察方法、再现物理现象、揭示科学规律及描述定量关系来揭示水在土中的渗透规律（渗透速率与水力坡降成正比，即：v=ki）达西定律，并了解到此定律的适用条件。要评价水在土的渗透规律，关键是要解决好两个问题，即：确定渗透系数K与水力坡降i。确定渗透系数的方法主要有室内试验测定方法、野外试验测定方法及经验比拟方法三种方法。而室内试验包括常水头试验（适用于粗粒土）和变水头试验（适用于细粒土）两种；而野外试验包括抽水试验和注水试验，均质的粗粒土层，可得到较大范围的平均渗透系数，多用于大型工程的渗流问题评价；比拟方法则是根据土性条件即粒径级配曲线相近判定，适用于初步设计、无法取得试验资料及周围土料已有大量资料等情形 ，但这种方法可靠性比较差，可用于中小工程的初步设计。分析渗透系数的主要影响因素，主要包括土粒特性（粒度、密度、结构性）和液体特性（水的动力粘滞系数、饱和度），即K=f（土粒特性，液相特性）。确定成层地基的等效渗透系数（水平渗流情形、垂直渗流情形）的步骤：等效为总厚度相同的单一土层；确定各层的ki ；根据渗流方向确定等效渗流系数。渗透系数的实际应用主要用于：