工程动力地质学实验教学大纲

工程动力地质学实验教学大纲01．教学单位名称：建设工程学院02．实验中心名称：勘查技术与工程实验中心03．课程名称：工程动力地质学04．课程代码：632005．课程类别：专业教育课06．课程性质：必修/选修07．课程学时：48学时，其中含实验4学时08．课程学分：309．面向专业：地质工程（工程地质方向）、地质工程卓越工程师试验班（工程地质方向）、土木工程（岩土工程方向）；土木工程(隧道与地下工程方向)（选修）10．实验课程的教学任务、要求和教学目的教学目的与任务：通过实验教学，使学生：（1）了解砂土振动液化的机理，对砂土的振动液化的一个全面的认识。（2）了解渗透变形产生的水动力条件，掌握临界梯度与允许梯度的测试方法。（3）了解实验室开展碎石土的力学性质测试的基本原理和方法，在此基础上深入理解碎石土的压缩性和抗剪性等力学性质。（4）了解相似性原理，掌握地震物理模型试验的方法，在此基础上深入理解地震的场地效应、地形效应等。（5）通过仿真实验，深入理解岩体结构特征、RQD参数对岩体质量评价的意义。要求：（1）了解各项试验原理及有关规范要求；（2）了解各项试验仪器设备性能及操作方法和注意事项；（3）掌握试验步骤及曲线的绘制和数据的采集；（4）资料整理，提交试验报告。11．学生应掌握的实验技术及实验能力学生应掌握制样、装样、试验操作整个试验环节，具备数据处理和分析的基本技能，以及掌握试验报告的编写。综合类实验，学生应设计实验方案。12．开设实验项目工程动力地质学课程的实验项目主要包括土动三轴实验、渗透变形实验、碎石土大型直剪实验、地震物理模型试验、岩体结构生产与RQD计算。土动三轴实验主要测定砂土振动液化特性，不同密实度砂土在不同剪应力与围压比下，产生液化的振动次数。渗透变形实验主要测定砂土的渗透系数、产生管涌的临界梯度、允许梯度。碎石土大型直剪实验测定碎石土的抗剪性能，可让学生了解土颗粒与实验条件间关系。地震物理模型试验课依据学生不同的兴趣，自行设计不同的实验。岩体结构生成与RQD计算仿真实验可让学生理解岩体结构特征与RQD、岩体质量关系。

开设实验项目一览表实验项目编号实验项目名称实验类型实验性质实验学时每组人数首次开出年月632001土动三轴实验验证性必做23198005632002渗透变形实验综合性必做24201411632003碎石土大型直剪实验验证性选做24201510632004地震物理模型实验设计性选做44201610632005岩体结构生成与RQD计算（仿真）综合性选做2120151013．实验教材或指导书或主要参考资料（1）张倬元、王士天、王兰生、黄润秋等编著，《工程地质分析原理》地质出版社，2009年6月第三版；（2）主编，《环境地质与工程》，地质出版社，2003年；（3）胡广韬、杨文远，《工程地质学》，地质出版社，1984年。14．考核要求、考核方式及成绩评定标准每一个实验完成后，按要求进行数据处理并编写出相应的实验报告；以实验报告的成绩作为最终实验成绩。实验成绩占本门课期末总成绩的10%，即10分，其中两个必做项目各占5分，每多选做一个项目，多加2分，但总实验成绩不超过10分。每项实验成绩评定标准如下：5分：实验操作规范、实验数据记录准确、实验报告编写完整。4分：实验操作规范、实验数据记录准确、实验报告编写有欠缺。3分：实验操作规范、实验数据记录准确、实验报告编写缺少重要内容。2分：实验操作规范、实验数据记录有问题、实验报告编写有错误。1分：实验操作欠规范、实验数据记录不完整、无法完成实验报告编写。

工程动力地质学（6320）实验项目卡1No字段名填写内容1课程名称工程动力地质学2课程编号63203实验项目名称砂土振动液化室内模拟试验4实验项目编号6320015网络实验06每组人数37计划学时数28实验性质必做9实验目的10实验内容利用振动三轴仪测试相同应力状态下不同密度砂土的液化性指标。11实验原理周期性改变最大、最小主应力方向，保持量值不变，即实现剪应力方向的周期性改变，砂土在反复剪切作用下，空隙水压力和轴向变形随循环荷载周期数而变化，当轴向应变达20%时即认为试样已经破坏，亦即试样对振幅超过20%的轴向变形失去抵抗能力，即为全液化。12实验类型13实验者层次本科生14实验仪器设备高频土动三轴仪TAJ-2015实验套数116开出时间19800517教学单位名称建设工程学院18教学单位编号6319实验单位名称勘查技术与工程实验中心20实验中心编号140121实验地名称振动三轴实验室22实验地编号钻探实验楼30423一次性材料品名塑胶套，标准砂，记录纸，液压油，滤纸24一次性材料295元25面向专业地质工程（工程地质方向）、地质工程卓越工程师试验班（工程地质方向）、土木工程（岩土工程方向）；土木工程(隧道与地下工程方向)工程动力地质学（6320）实验项目卡2No字段名填写内容1课程名称工程动力地质学2课程编号63203实验项目名称渗透变形实验4实验项目编号6320025网络实验06每组人数47计划学时数28实验性质必做9实验目的确定砂土管涌的临界水力梯度、渗透系数10实验内容根据土的颗粒分析资料判定渗透变形的类型和允许水力梯度的可能值，通过试验方法确定临界梯度。测定砂土的水平向、竖直向渗透系数。11实验原理当颗粒在粗颗粒孔隙中跳跃，土样上面的水变浑很快又澄清，表面出现砂圈，为潜蚀现象，此时的水头梯度为临界梯度。设试样厚度为，试样的截面积为，试验时上下游水位差为。试验时只需要用量筒和秒表测出一定时间内下游出水口的出水量，通过下确定试样的渗透系数（k）：12实验类型13实验者层次本科生14实验仪器设备一种土的渗透淤堵试验装置15实验套数116开出时间20141117教学单位名称建设工程学院18教学单位编号6319实验单位名称勘查技术与工程实验中心20实验中心编号140121实验地名称渗透淤堵实验室22实验地编号水工楼10823一次性材料品名硅胶，密封圈，砂土，纱网；开关、管道、孔压传感器（易损）24一次性材料625元25面向专业地质工程（工程地质方向）、地质工程卓越工程师试验班（工程地质方向）、土木工程（岩土工程方向）；土木工程(隧道与地下工程方向)工程动力地质学（6320）实验项目卡3No字段名填写内容1课程名称工程动力地质学2课程编号63203实验项目名称碎石土直接剪切实验4实验项目编号6320035网络实验06每组人数47计划学时数28实验性质选做9实验目的掌握碎石土直接剪切试样的取样方法；利用直接剪切仪测定试样抗剪强度的操作过程；掌握直接剪切试验数据的处理方法，从中得到合理的抗剪强度参数，正确评价土的抗剪性能.10实验内容用铁锹取直接剪切碎石土试样；利用大型直接剪切仪测定试样在不同竖向压力作用下的剪切力；直接剪切试验数据处理；碎石土的抗剪性评价。11实验原理根据库仑公式，土的抗剪强度与土的内摩擦角与内聚力有关。采用不同压应力下剪切破坏荷载，可得到一系列摩尔圆。通过摩尔库仑原理即可获得碎石土的抗剪强度参数值。12实验类型13实验者层次本科生14实验仪器设备HTZ-50大尺寸直剪试验（待购买）15实验套数116开出时间2014年10月17教学单位名称建设工程学院18教学单位编号6319实验单位名称勘查技术与工程实验中心20实验中心编号140121实验地名称大型直剪实验室22实验地编号水工楼11023一次性材料品名防水袋1个、木箱1个、记录纸4张、坐标纸4张、机油1升、真空泵油1升、空压机油1升、手套4个、细钢丝1个、刷子1个、抹布1个、洗衣粉1袋24一次性材料300元25面向专业地质工程（工程地质方向）、地质工程卓越工程师试验班（工程地质方向）、土木工程（岩土工程方向）；土木工程(隧道与地下工程方向)、张文工程动力地质学（6320）实验项目卡4No字段名填写内容1课程名称工程动力地质学2课程编号63203实验项目名称地震物理模型试验4实验项目编号6320045网络实验06每组人数47计划学时数48实验性质选做9实验目的1.理解相似性原理；2.观察边坡地震响应的动力特征10实验内容1.相似模型设计；2.相似材料配置；3.监测点设计；4.数据采集、整理、分析。11实验原理相似性原理12实验类型13实验者层次本科生14实验仪器设备大型振动台（待建设）15实验套数116开出时间2016年10月17教学单位名称建设工程学院18教学单位编号6319实验单位名称勘查技术与工程实验中心20实验中心编号140121实验地名称大型伺服振动台试验室22实验地编号钻探实验楼一层厂房区23一次性材料品名相似性材料24一次性材料8000元25面向专业地质工程（工程地质方向）、地质工程卓越工程师试验班（工程地质方向）、土木工程（岩土工程方向）；土木工程(隧道与地下工程方向)工程动力地质学（6320）实验项目卡5No字段名填写内容1课程名称工程动力地质学2课程编号63203实验项目名称岩体结构生成与RQD计算4实验项目编号6320055网络实验16每组人数17计划学时数28实验性质选做9实验目的掌握节理裂隙的生成方法；掌握岩体节理裂隙的可视化方法与RQD的计算方法。10实验内容1.根据指定的裂隙参数（产状、迹长、间距）的统计几何特征，生成岩体内的节理裂隙；2.采用可视化程序，生成二维节理裂隙分布图；3.设定测线，计算测线上的RQD值。11实验原理裂隙的各项参数如产状、迹长与间距是服从一定的统计几何特征的。比如，间距一般服从负指数分布，迹长服从正态分布、对数正态分布等。故反之可根据这些分布特征生成离散化的裂隙参数数据。通过组合这些单参数数据可得到节理裂隙的整体分布特征，进而可对其可视化。在节理裂隙网中设定测线，可求得测线与节理裂隙的交点，进而得到RQD值的大小。12实验类型13实验者层次本科生14实验仪