《土力学》课程教学大纲

《土力学》教学大纲课程编号：632003课程名称：土力学课程英文名称：SoilMechanics课程类别：学科基础课课程性质：必修学时（理论+实践）：48（40+8）学分：3开课学期：第六学期选用教材：《土力学》，王常明编,地质出版社，2015主要参考书：《土力学与地基基础》，陈希哲，清华大学出版社，2005《土力学》，卢廷浩，河海大学出版社，2008《土质学与土力学（第4版）》，高大钊、袁聚云，人民交通出版社，2009一、中英文课程简介：土力学是利用力学原理和土工试验等技术来研究土的应力和应变、强度的一门学科，主要研究土的基本力学性质和建筑物荷载作用下的力学行为,强度与变形理论，土压力与地基承载力理论以及土坡稳定性分析方法，为各类建筑物地基变形、稳定性计算分析和挡土结构、地基基础等工程设计提供科学的方法与依据。Soilmechanicsisamajorcourserelatedtothestress-strainrelationandshearingstrengththeoryofsoilsaccordingtomechanicsprincipleandsoiltests.Thecontentofthecourseincludesthecharacteristicsofsoilsanditsbehaviorunderloadsfromdifferentstructures,theoryofstrengthanddeformation,theoryofearthpressureandbearingcapacity,andanalyzingmethodofslopestability.Itsuppliesanalysis

toolsforsettlementcalculationandstabilityofsubsoilanddesignofretainingstructuresandfoundations.二、课程目的、性质与任务 课程目的:使三年级的本科生在学完材料力学、弹性力学等力学课程的基础上，通过本课程的学习，能够较全面地认识与掌握土的基本力学性质和力学行为、与工程相关的土体变形、强度与稳定性问题及问题解决方法，从而培养认识、分析、解决工程土体力学问题的能力。课程性质：属于土木工程、地质工程学科中的基础课程，以讲授基本概念、基本理论、基本方法为主，兼顾实际工程问题的分析。课程的任务：通过课程教学，使学生了解土的基本力学性质与问题，掌握分析问题的基本理论与计算方法，并能初步应用于实际工程。具体掌握以下几个方面的内容：(1)土的基本力学性质；(2)土的变形理论及计算方法；(3)土的强度理论及强度特性；(4)土压力理论与计算方法；(5)地基承载力理论及计算方法；(6)土坡稳定性分析方法。三、教学基本要求作为工程建筑的地基或环境——土/土体，因其成因复杂，力学性质特殊而多变，且易受环境条件与外荷的影响，与其他工程材料有显著的差别。因此，土力学的教学过程中注重土力学的基本概念、基本理论、基本计算方法和基本应用问题的同时，应注意以下几个方面：1.鉴于土的力学性质的特殊性，在讲授时，必须结合土的成因、物质组成、微观结构征、边界条件及自然环境的变化等；2.在介绍土的力学测试方法时，应介绍清楚测试手段的基本原理及方法的正确选用；3.要注重变形与强度理论公式的简单推导，更要重视基础理论的应用；4.土力学中运用了大量的力学、数学知识，是偏于计算的理论课程，因此要注重基本公式的推导和对参数的理解；5.注意引入目前土力学相关的新技术、新方法。四、各章节内容及学时分配绪言0.1土力学的研究对象及研究内容0.2土力学的发展简史0.3课程的特点及学习方法1学时第1章土体中的应力1.1概述1.2土的有效应力原理1.3自重应力1.4接触应力（基底压力）1.5地基附加应力1.6非均质地基中的附加应力6学时第2章地基沉降计算2.1土的压缩性及其参数2.2分层总和法2.3规范推荐法2.4相邻荷载对地基沉降的影响2.5应力历史对地基沉降的影响2.6地基沉降弹性力学计算方法2.7考虑三维应力的沉降计算2.8建筑地基变形允许值6学时第3章饱和土的固结理论3.1土渗透性及渗透作用下的应力状态3.2饱和粘性土的一维的固结理论3.3地基沉降与时间关系3.4三维应力状态下的变形与地基沉降发展6学时第4章土的抗剪强度4.1莫尔-库伦强度理论4.2土中一点极限平衡条件4.3土的抗剪强度试验4.4应力路径4.5孔隙压力系数4.6粘性土的剪切特性4.7无粘性土的剪切特性6学时第5章土压力5.1概述5.2静止土压力计算5.3朗肯土压力理论5.4库伦土压力理论5.5墙背形状变化时土压力计算5.6支撑结构物上的土压力计算5学时第6章土坡稳定性分析6.1概述6.2无粘性土坡的稳定性分析6.3粘性土土坡稳定性分析6.4不平衡推力传递法6.5复合滑动面土坡稳定分析法6.6土坡稳定性分析的几个问题5学时第7章地基承载力7.1地基破坏模式7.2按地基塑性区确定承载力7.3按地基极限荷载确定承载力7.4按原位试验确定地基承载力7.5按地区经验确定地基承载力5学时学时分配与进度计划章节教学内容总学时讲授学时实验学时绪言0.1土力学的研究对象及研究内容0.2土力学的发展简史0.3课程的特点及学习方法11第1章土体中的应力1.1概述1.2土的有效应力原理1.3自重应力1.4接触应力（基底压力）1.5地基附加应力1.6非均质地基中的附加应力66第2章地基沉降计算2.1土的压缩性及其参数2.2分层总和法2.3规范推荐法2.4相邻荷载对地基沉降的影响2.5应力历史对地基沉降的影响2.6地基沉降弹性力学计算方法2.7考虑三维应力的沉降计算2.8建筑地基变形允许值66第3章饱和土的固结理论3.1土渗透性及渗透作用下的应力状态3.2饱和粘性土的一维的固结理论3.3地基沉降与时间关系3.4三维应力状态下的变形与地基沉降发展1064第4章土的抗剪强度4.1莫尔-库伦强度理论4.2土中一点极限平衡条件4.3土的抗剪强度试验4.4应力路径4.5孔隙压力系数4.6粘性土的剪切特性4.7无粘性土的剪切特性1064第5章土压力5.1概述5.2静止土压力计算5.3朗肯土压力理论5.4库伦土压力理论5.5墙背形状变化时土压力计算5.6支撑结构物上的土压力计算55第6章土坡稳定性分析6.1概述6.2无粘性土坡的稳定性分析6.3粘性土土坡稳定性分析6.4不平衡推力传递法6.5复合滑动面土坡稳定分析法6.6土坡稳定性分析的几个问题55第7章地基承载力7.1地基破坏模式7.2按地基塑性区确定承载力7.3按地基极限荷载确定承载力7.4按原位试验确定地基承载力7.5按地区经验确定地基承载力55总学时48408五、实验项目一览表序号实验项目内容提要实验类型学时分配主要仪器设备实验地点备注1高压固结试验测定饱和与非饱和粘性土的高压固结特性；确定土的先期固结压力、现场压缩指标和固结系数。综合性2高压固结仪水工楼113必做2三轴剪切试验分不固结不排水剪、固结不排水剪和固结排水剪试验。主要进行固结不排水剪切试验，测定固结曲线、土体在不同排水条件下的应力-应变关系和抗剪强度指标。综合性4静力三轴仪水工楼112必做3无侧限抗压实