《地质与土质》教学大纲

地质与土质地质与土质 课程教学大纲 课程标准 课程教学大纲 课程标准 20102010 年修订 年修订 课程名称 课程名称 地质与土质 教学对象 教学对象 适用道路与桥梁施工 市政工程施工专业 学制三年 学学 时 时 总学时 72 实践学时 18 理论学时 54 课程性质 课程性质 必修 选修 限选 限选 一 一 课程的性质 目的和任务 课程的性质 目的和任务 本课程是道路与桥梁工程施工 市政工程施工专业中的一门必修的重 要的专业技术基础课 通过本课程的教学 使学生了解工程建设中经常遇 到的工程地质现象和问题 以及这些现象和问题对工程的影响 并能正确 处理和合理利用自然地质条件 培养学生具有阅读 分析 合理利用工程 地质勘察资料和解决工程地质问题的初步能力 为从事土木工程技术工作 打下基础 本课程的任务是使学生 1 系统掌握工程地质学基本理论及方法 了解各类地质现象和问题对建筑物和建筑场地的影响 2 了解工程地 质勘察的基本内容 方法和程序 熟悉各种原位测试方法的适用性 能根 据具体的工程情况正确提出工程地质勘察任务和要求 3 能够分析 应用工程地质勘察报告 了解各类工程地质参数的来源 作用和应用条件 能根据勘察成果 对一般工程地质问题进行分析 对不良地质现象采取正 确处理措施 合理根据地质资料进行设计和施工 二 二 课程的教学内容及要求 课程的教学内容及要求 地质学部分地质学部分 第一章 绪论 1 学时 1 教学目的 1 了解地质学与工程地质学的概念及其相互关系 2 了解工程地质学的主要任务和研究方法 3 掌握地质环境 工程地质条件的概念 理解土木工程与地质环 境的相互作用与影响 2 教学重难点 教学重点 土木工程与地质环境的相互作用与影响 教学难点 对地质环境及工程地质问题的理解 3 教学方法 讲授法 4 教学内容 1 工程地质学基本概念 地质学 工程地质学的概念 2 工程地质学的主要任务和研究方法 基本任务 具体任务和研究方法 3 土木工程与地质环境 地质环境的概念 土木工程与地质环境的相互影响 4 工程地质条件和工程地质问题 工程地质条件的含义及内容 土木工程中的主要工程地质问题简 介 第二章 岩土体的类型及其组成结构 11 学时 1 教学目的 1 了解地球的层圈构造 掌握地质作用的概念及其分类 2 掌握矿物的概念及其基本性质 3 熟练掌握岩石的三大成因类型的主要特征 4 了解三大类岩石的分类和代表性岩石的特征及其工程地质性质 2 教学重难点 教学重点 大类岩石的典型结构和构造 教学难点 三大类岩石的典型结构和构造 3 教学方法 讲授法 实物演示法 实验法 4 教学 内容 通过本章学习应了解地球的层圈构造 掌握地质作用的概念及其分类 矿物 矿物形态及其物理性质 掌握岩浆岩 沉积岩和变质岩三大类岩石 的典型结构和构造 了解三大类岩石的分类和常见岩石及其特点 具有识 别常见矿物和岩石的初步能力 主要内容如下 2 1 主要造岩矿物及其性质 矿物的形态 矿物的物理性质 主要造岩矿物的肉眼鉴定 2 2 土的成因类型及其基本特征 残积土 坡积土 洪积土 冲积土 淤积土 冰积土 风积土等土的 成因 基本特征及其工程性质 2 3 岩石的成因类型及其结构构造 岩浆岩 岩浆岩的地质成因 物质成分 结构和构造 产状 岩浆岩 的分类及肉眼鉴定方法 主要岩浆岩的特征 沉积岩 沉积岩的形成作用 矿物成分 结构和构造 沉积岩的分类和主要沉积岩的鉴定 变质岩 变 质作用的因素和类型 物质成分 结构和构造 主要变质岩的特征及肉眼 鉴定 第三章 地质年代与第四纪地质概述 2 学时 1 教学目的 1 掌握绝对地质年代 相对地质年代 地质年代单位及年代地层 单位的概念 了解确定相对地质年代的基本方法 板块构造的基本含义 2 掌握冲积物 洪积物 残积物 坡积物的概念以及各自的特征 和工程地质特性 2 教学重难点 教学重点 地质年代的有关概念和各类第四纪沉积物的工程地质特征 教学难点 地质年代的有关概念和各类第四纪沉积物的工程地质特征 3 教学方法 讲授法 实物演示法 多媒体教学 4 教学 内容 通过本章学习 要求学生明确绝对地质年代和相对地质年代的概念 掌握冲积物 洪积物 残积物 坡积物的概念以及各自的特征和工程地质 特性 重点掌握第四纪沉积物的含义及其主要成因类型 本章的重点和难点是地质年代的有关概念和各类第四纪沉积物的工程 地质特征 主要内容如下 3 1 相对年代与绝对年代的含义及确定相对地质年代的基本方法 地质年代划分及地质年代表 3 2 第四纪地质概况 3 3 第四纪沉积物的含义及其成因类型的划分 3 4 第四纪沉积物各成因类型的特征及工程地质特性 第四章 地质构造 4 学时 1 教学目的 1 理解构造运动与地质构造的关系 2 熟练掌握褶皱 节理 断层的概念 要素 类型及其特性 3 熟练掌握褶皱 节理 断层的工程地质评价 4 了解活断层的概念 特性 判别及对建筑工程的影响 了解地 震的相关基本概念 2 教学重难点 教学重点 几种常见的地质构造的基本概念及其与工程的关系 教学难点 几种常见的地质构造的基本概念及其与工程的关系 3 教学方法 讲授法 多媒体演示 4 教学 内容 通过本章的学习 要求学生了解地层接触关系 熟悉几种常见的地质 构造的概念 要素 类型及其特性 本章的重点是几种常见的地质构造的基本概念及其与工程的关系 难 点是几种常见的地质构造的基本概念及其与工程的关系 主要内容如下 4 1 地壳运动及地质构造的基本类型 4 2 地史概要 地层年代 地质年代单位与地层单位 地质年代表 地层接触关 系 4 3 褶皱构造 岩层产状 褶皱构造的类型及其特征 褶皱构造的野外识别 4 4 断裂构造 断层的基本类型及特征 断层的野外识别 裂隙的成因类型及特 征 第五章 流水地质作用 4 学时 1 教学目的 1 了解岩土的空隙性 地下水的物理化学性质 掌握含水层与隔 水层的概念 2 熟练掌握各类地下水的定义及其特征 3 了解地下水的补给 排泄和径流的概念 4 掌握地下水与工程 地基沉降 流砂 潜蚀 腐蚀及浮托作用 2 教学重难点 教学重点 流水地质作用与工程的关系 教学难点 流水地质作用与工程的关系 3 教学方法 讲授法 多媒体演示 4 教学内容 通过本章的学习 要求学生熟悉地下水的概念及其分类 了解地下水 的补给 排泄和径流的概念 掌握地下水与工程的关系 本章要了解岩石的空隙性 地下水的物理化学性质 掌握含水层与隔 水层的概念 地下水的分类及各类地下水的特征 重点掌握地下水与工程 的关系 难点是地下水与工程的关系 主要内容如下 5 1 河谷地貌特征 5 2 河流地质作用及其地貌类型 5 3 地下水的形成与分类 5 4 潜水 潜水的基本特征 潜水面的形状及其表示方法 5 5 承压水 承压水的基本特征 形成条件及等水压线图 5 6 基岩裂隙水 不同成因裂隙的含水特征 面状 层状及脉状裂隙水 5 7 地下水的地质作用 水对岩石的软化作用 地下水地质作用的类型 孔隙水压力 5 8 喀斯特 岩溶 水 喀斯特形态及其形成条件 影响喀斯特发育的因素 喀斯特水的 特征 第六章 地表地质作用 2 学时 1 教学目的 1 熟练掌握风化作用的概念 类型 影响因素及对工程的影响评 价与防治 2 了解河流水动力特征 掌握河流地质作用的类型 理解河漫滩 和阶地的概念及其形成 掌握河流侵蚀 淤积作用的危害及防治 3 熟练掌握岩溶作用的概念 形成条件 了解各类岩溶地貌 掌 握岩溶区的主要工程地质问题及常用处理方法 4 熟练掌握斜坡变形破坏类型 防治原则和措施 了解斜坡稳定 性的评价方法 2 教学重难点 教学重点 常见的几种地表地质作用对工程的不良影响及防治 教学难点 常见的几种地表地质作用对工程的不良影响及防治 3 教学方法 讲授法 多媒体演示 4 教学 内容 通过本章的学习 要求学生熟悉常见的几种地表地质作用的概念及其 类型 地质灾害的形成与防治 本章重点掌握常见的几种地表地质作用对工程的不良影响及防治 难 点是常见的几种地表地质作用对工程的不良影响及防治 要内容如下 6 1 风化作用 6 2 河流的地质作用 6 3 岩溶作用 6 4 斜坡与边坡地质作用 滑坡 崩塌 泥石流地质灾害等 第七章 岩土工程地质分级与分类 6 学时 1 教学目的 1 了解工程岩体分级的目 掌握工程岩体的概念及影响岩体工程 性质的主要因素 了解工程岩体分级的代表性方案 2 了解土的工程分类标准和地基土的分类 3 掌握我国主要特殊性土的基本特性 2 教学重难点 教学重点 掌握岩体工程地质性质的主要影响因素 教学难点 我国主要特殊土各自的基本特性 3 教学方法 讲授法 多媒体演示 4 教学内容 通过本章的学习 要求学生了解工程岩体分级的目 土的工程分类 掌握影响岩体工程性质的主要因素及特殊性土的工程地质特性 本章重点掌握岩体工程地质性质的主要影响因素 难点是我国主要特 殊土各自的基本特性 主要内容如下 7 1 地基的沉降与不均匀沉降 地基的沉降变形 地基的不均匀沉降 开采地下水引起的区域性地面 沉降 7 2 砂土地基的液化 砂土液化的危害 砂土液化的作用机理 影响砂土液化的因素 饱和 砂层液化的可能性判别 7 3 岩土体的渗透稳定问题 渗透破坏的形式 渗透变形产生的条件 渗透变形的防治 7 4 地基承载力的确定 地基承载力 按塑性区开展深度确定地基承载力设计值 极限承载力 规范法地基承载力的确定 7 5 岩土体边坡稳定性分析 边坡分类及影响边坡稳定性的因素 边坡变形破坏的类型及主要特征 边坡稳定性工程地质评价方法 不稳定边坡的治理措施 7 6 地下工程岩体稳定性分析 洞室位置的选择 影响地下工程岩体稳定性的因素 地下工程岩体稳 定分析方法 改善地下工程岩体稳定性条件的措施 第八章 工程地质勘察 4 学时 1 教学目的 1 各个勘察阶段的任务和要求 掌握勘察的分级和勘察阶段的划 分 2 工程地质测绘和调查 3 解工程地质物探方法 掌握钻探和坑探的概念及类型 4 了解常用的工程地质原位测试方法的基本原理 掌握常用的原 位测试方法的适用条件及其资料的使用 5 现场监测的目的与主要内容 6 掌握工程地质勘察报告书的主要内容 能正确使用工程地质勘 察报告 2 教学重难点 教学重点 握现场原位测试的常用的试验方法 工程地质勘察报告的 主要内容及编制方法 教学难点 场原位测试的试验原理和工程地质勘察报告的正确使用 3 教学方法 讲授法 实验法多媒体演示 4 教学内容 通过本章的学习 要求学生了解各个勘察阶段的任务和要求 工程地 质勘察的基本内容和工作方法 熟悉各种原位测试方法的适用性 能正确 读图和使用工程地质勘察报告 本章重点掌握现场原位测试的常用的试验方法 工程地质勘察报告的 主要内容及编制方法 难点是现场原位测试的试验原理和工程地质勘察报 告的正确使用 主要内容如下 8 1 岩土工程勘察的意义与基本技术准则 8 2 岩土工程勘察分级 分级的意义 工程安全等级的划分 场地等级的划分 地基复杂程度 等级的划分 岩土工程勘察分级 8 3 岩土工程勘察阶段 勘察阶段的划分 可行性研究勘察的任务和要求 初步勘察的任务和 要求 详细勘察与施工勘察的任务和要求 8 4 岩土工程勘察方法 工程地质测绘与调查 勘探与取样 岩土体原位测试与试验方法 现 场检测长期观测 勘测资料的室内整理及岩土工程分析评价 土力学部分土力学部分 第一章绪论 1 学时 1 教学要求 通过本章的学习 要求学生了解课程的性质 内容和与其它课程的关 系 以及本学科发展的概况 理解和掌握土力学研究的对象 研究的内容 与学习方法 本章计划 1 学时 2 教学重点与难点 重点 土的主要特性和土在工程建设中的作用 土力学所研究的问题 和任务 难点 土的多样性 土的易变性以及土在水工建筑物中应用的特点 3 教学方法 讲授法 实物演示法 实验法 4 教学内容 土的形成 土的特征 土在工程中的作用 土力学所研究的问题和任 务 学习方法与其它课程的关系 以及本学科发展的概况 第二章 土的组成 1 学时 1 教学目的 通过本章的学习 要求学生掌握土粒粒组的划分 粒度成分分析方法 三种亲水性的黏土矿物 水中土类型 熟悉土粒的矿物成分与粒组的关系 黏土颗粒与水的相互作用 土的三种微观结构 土的层理构造 裂隙及大 孔隙等宏观结构 了解土中气在细粒土中的作用 2 教学重点与难点 重点 土粒粒组的划分 粒度成分分析方法 难点 土粒的矿物成分与粒组的关系 黏土颗粒与水的相互作用 3 教学方法 讲授法 实物演示法 4 教学内容 2 1 概述 2 2 土中固体颗粒 2 3 土中水和土中气 2 4 黏土土颗粒与水的相互作用 2 5 土的结构和构造 第三章 土的物理性质及分类 8 学时 1 教学目的 通过本章的学习 要求学生掌握土的物理性质指标 物理状态指标的 定义和指标之间的换算 掌握土的结构和构造以及土的击实性 土的工程 分类和分类方法 2 教学重点与难点 重点 三相图及土的物理性质指标与物理状态指标 土的击实性 难点 土的物理性质指标 土的物理状态指标与土的力学性质之间的 联系 3 教学方法 讲授法 4 教学内容 3 1 概述 3 2 土的三项比例指标 3 3 黏性土的物理性质 3 4 无粘性土的密实度 3 5 粉土的密实度和湿度 3 6 土的涨缩性 湿陷性和冻涨性 3 7 土的分类 第四章 土的渗透性及渗流 2 学时 1 教学目的 通过本章的学习 使学生掌握达西定律及其适用性 掌握渗透力 渗 透变形破坏的概念 渗透变形的基本形式与特点 掌握流网在渗透力和渗 透稳定计算中的应用 2 教学重点与难点 重点 渗透力和渗透稳定性 难点 渗透变形破坏类型的判断 3 教学方法 讲授法 实验法 4 教学内容 4 1 概述 4 2 土的渗透性 4 3 土中二维渗流及流网简介 4 4 渗透破坏与控制 第五章 土中应力 4 学时 1 教学目的 通过本章的学习 使学生掌握自重应力 基底压力 附加应力的概念 和计算方法 掌握土的有效应力原理 了解地基的非均质性和各向异性对 附加应力的影响 2 教学重点与难点 重点 自重应力 基底压力 附加应力的计算 土的有效应力原理的 应用 难点 成层土自重应力的计算和各种工程荷载分布条件下的附加应力 的计算 3 教学方法 讲授法 实验法 3 教学内容 5 1 概述 5 2 土中自重应力 5 3 基地压力 接触应力 5 4 地基附加应力 第六章 土的压缩性 6 学时 1 教学目的 通过本章的学习 使学生掌握土的压缩性与压缩性指标的确定方 法 掌握地基沉降量的分层总和法和规范法的计算方法与步骤 了解土的 固结状态以及确定先期固结压力的方法和不同应力历史条件下的沉降计算 方法 掌握饱和土的单向固结理论 以及地基沉降量随时间变化的计算 2 教学重点与难点 重点 土的压缩性与压缩性指标的确定 难点 饱和土的单向固结理论 3 教学方法 讲授法 实验法 4 教学内容 6 1 概述 6 2 固结试验及压缩性指标 掌握 6 3 应力历史对压缩性的影响 掌握 6 4 土的变形模量 掌握 6 5 土的弹性模量 第七章 地基变形 2 学时 1 教学要求 通过本章的学习 掌握地基沉降量的分层总和法和规范法的计算方法 与步骤 了解土的不同应力历史条件下的沉降计算方法 2 教学重点与难点 重点 地基沉降量的分层总和法和规范法的计算方法与步骤 地基沉 降量随时间变化的计算 难点 考虑应力历史地基沉降量的计算 3 教学方法 讲授法 实验法 4 教学内容 7 1 概述 7 2 地基变形的弹性力学公式 7 3 基础最终沉降量 7 4 路基的沉降和位移 7 5 地基变形与时间的关系 第八章 土的抗剪强度 4 学时 1 教学目的 通过本章的学习 使学生掌握土的抗剪强度公式 土的极限平衡条件 和抗剪强度指标的试验测定方法 掌握利用土的极限平衡条件判断土体一 点所处状态是否发生剪切破坏 了解无粘性土 粘性土的抗剪强度特性 土的抗剪强度影响因素 2 教学重点与难点 重点 莫尔 库仑强度理论 剪切试验方法及土的强度指标 土的极 限平衡条件及其应用 难点 无粘性土 粘性土在剪切过程中的性状 实际工程中土的抗剪 强度指标的选择 3 教学方法 讲授法 实验法 3 教学内容 8 1 概述 8 2 土的抗剪强度理论 8 3 土的抗剪强度试验 8 4 三轴压缩实验中的孔隙压力系数 8 5 饱和粘性土的抗剪强度 8 6 应力路径在强度问题中的应用 8 7 无粘性土的抗剪强度 第九章 土压力 2 学时 1 教学目的 通过本章的学习 使学生掌握土压力的类型及产生条件 掌握静止土 压力 主动土压力 被动土压力的分析方法和计算方法 掌握工程上常见 情况的土压力计算 了解挡土墙设计的内容和步骤 以及减小土压力的措 施 2 教学重点与难点 重点 土压力的类型及产生条件 朗肯土压力理论和库仑土压力理论 各自适用的条件及分析计算方法 工程上常见情况的土压力计算 难点 工程上各种情况的土压力计算 3 教学方法 讲授法 实验法 4 教学内容 9 1 概述 9 2 挡土墙侧的土压力 9 3 朗肯土压力理论 9 4 库仑土压力理论 9 5 朗肯土压力与库仑土压力理论的比较 第十章 地基承载力 4 学时 1 教学目的 通过本章的学习 使学生了解地基的变形阶段 破坏模式 掌握确定 地基承载力的方法 主要有三个途径 按土的抗剪强度指标利用理论公 式计算 原位测试试验 包括现场静载荷试验方法 标准贯入试验 静 力触探试验 旁压试验 依据土的物理力学指标按规范提供的承载力表 格确定 2 教学重点与难点 重点 地基极限荷载公式一般形式的推导和分析 影响地基承载力的 因素 太沙基极限荷载理论 汉森极限荷载理论的应用 难点 地基极限荷载求解原理 3 教学方法 讲授法 4 教学内容 10 1 概述 10 2 浅基础的地基破坏模式 10 3 地基临界荷载 10 4 地基极限承载力 10 5 地基容许承载力和地基承载力特征值 第十一章 土坡和地基的稳定性 2 学时 1 教学目的 通过本章的学习 使学生了解土坡滑坡的滑动面形状及其产生滑动的 原因 掌握无粘性土土坡稳定分析和粘性土坡稳定分析的原理及计算方法 了解抗剪强度指标的选择及土坡稳定安全系数 2 教学重点与难点 重点 粘性土坡圆弧滑动条分法的分析原理和计算方法 瑞典条分法 毕肖甫法 难点 特殊情况下的土坡稳定分析 3 教学方法 讲授法 实验法 4 教学内容 11 1 概述 11 2 无粘性土坡的稳定性 11 3 粘性土坡的稳定性 11 4 土坡稳定性的影响因素 11 5 地基的稳定性 第十二章 土在动荷载作用下的特性 2 学时 1 教学目的 通过本章的学习 了解土的击实试验和压实度 了解土的压实机理及 其影响因素 了解土的振动液化特性 了解土的振动特征参数 2 教学重点与难点 重点 影响土液化的主要因素 难点 反复荷载下土的强度和变形特征 3 教学方法 讲授法 实验法 4 教学内容 12 1 概述 12 2 土的压实性 12 3 土的振动液化 12 4 反复荷载下土的强度和变形特性 12 5 土的动力特征参数简介 三 课程实践教学内容及要求三 课程实践教学内容及要求 1 实验项目 地质学部分 A 造岩矿物的鉴定 B 岩浆岩的鉴定 C 沉积岩的鉴定 D 变质岩的鉴定 通过本课程的实验教学 使同学们初步掌握用肉眼配合放大镜 小刀 等工具来鉴定常见的三大岩类 土力学部分 1 颗粒分析实验 2 液限和塑限试验 3 固结试验 4 直接剪切试验 四 学时分配及教学方式四 学时分配及教学方式 地质学部分 序 号 课程内容理论教学 课内实践教 学 课时 小计 备 注 课时数教学方式课时数 教 学 方 式 实 验 性 质 1 1 绪论1课堂教学1 2 2 岩土体的类型 及其组成结构 3课堂教学8 实 验 验 证 性 11 3 3 地质年代与第 四纪地质概述 2课堂教学2 4 4 地质构造4课堂教学4 6 5 流水地质作用4课堂教学4 6 6 地表地质作用2课堂教学2 7 7 岩土工程地质 分级与分类 6课堂教学6 7 8 工程地质勘察4课堂教学4 合计26834 土力学部分 理论教学课内实践教学 序 序 号 课程内容 课时数 教学 方式 课时数 教学 方式 实 验 性 质 课时 小计 备 注 1 1 绪论1 课堂 教学 1 3 2 土的组成1 课堂 教学 1 3 3 土的物理性质及 分类 4 课堂 教学 4 实验 验 证 性 8 4 4 土的渗透性及渗 流 2 课堂 教学 2 5 5 土中应力4 课堂 教学 4 6 6 土的压缩性2 课堂 教学 4 实验 验 证 性 6 7 7 地基变形2 课堂 教学 2 8 8 土的抗剪强度2 课堂 教学 2 实验 验 证 性 4 9 9 土压力2 课堂 教学 2 1 10 地基承载力4 课堂 教学 4 1 11 土坡和地基的稳 定性 2 课堂 教学 2 1 12 土在动荷载作用 下的特性 2 课堂 教学 2 合计281038 五 教学质量管理和评价体系五 教学质量管理和评价体系 本课程强调理论与实践的结合 教师结合实际的工程地质问题 利用 多媒体启发式教学 强调互动性和问题实质的理解 每位同学的成绩由四 部分综合构成 即 1 期末考试成绩 80 2 课堂讨论及考勤 10 3 作业成绩 10 注 1 课堂讨论成绩视同学对问题回答的正确与否 精彩程度 参与的 积极程度给予 1 5 分记分 2 作业强调独立完成 做错不扣分 抄袭 0 分 迟交扣 50 3 实验成绩由实验考勤 操作情况和实验报告三部分组成 4 鼓励学生对就近建筑工地进行见习实习 并结合课程知识编写专 题报告 视对课程知识的运用能力给予 1 10 分记分 5 上述记分在期末考试成绩的基础上直接累加作为最终课程成绩 六 实训设备六 实训设备 七 人才培养模式改革七 人才培养模式改革 课程改革意在提高学生工程素质和实践能力 推行 工学结合人才培 养模式 培养工程伦理意识方面 培养复合型应用人才 建议如下 第一 优化学科专业结构 构建以学科融合为核心的教学平台 为实现培养 这一目标 我们加强教学基础建设 推出了一系列教学改革 举措 在全校范围内实施 并在实践中不断提升 完善 第二 提高学生实践能力 构建以创新教育为核心的实践平台 以学 生处 团委和科技处为主要负责部门 构建以创新教育为核心的学生课外 科技文化活动 把它作为培养学生创新思维和创新能力的重要阵地 一是 开展学生早期进入科研训练活动 八 课程体系建设与改革八 课程体系建设与改革 近些年 随着土木工程事业的蓬勃发展 工程地质课程所包括的内涵 也更加广泛 大土木的形成等等都给课堂教学带来更多的课题 为