《土力學(xué)與工程地質(zhì)（土木）》課程教學(xué)大綱

1、土力學(xué)與工程地質(zhì)課程教學(xué)大綱（Soil Mechanics and Engineering Geology）一、課程概況課程代碼：0401010學(xué) 分：3學(xué) 時：48（其中：講授學(xué)時42， 實驗學(xué)時6）先修課程：材料力學(xué)，結(jié)構(gòu)力學(xué)適用專業(yè)：土木工程 建議教材：土力學(xué)與地基基礎(chǔ)，朱建群 李東明主編，中國建筑工業(yè)出版社，2017年出版。工程地質(zhì)，孫家齊主編，2009年（第四版），武漢理工大學(xué)出版社。課程歸口：土木建筑工程學(xué)院課程的性質(zhì)與任務(wù)：本課程是土木工程專業(yè)的專業(yè)必修課。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握土力學(xué)和工程地質(zhì)的基本概念、基本理論和方法，注重培養(yǎng)和提高學(xué)生運用基本理論和方法解決實際問題的能

2、力，為相關(guān)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下堅實基礎(chǔ)。二、課程目標目標1：掌握土力學(xué)的基本概念，土的基本特性組成物理性質(zhì)及分類；目標2：掌握土中應(yīng)力概念及計算以及土的壓縮性和沉降計算；目標3：掌握土的抗剪強度及判斷和土壓力理論和計算；目標4：掌握地基承載力的概念；目標5：掌握地質(zhì)年代單位及地質(zhì)年代表中各地質(zhì)年代的名稱及先后順序目標目標6：掌握地下水對工程的影響及不良地質(zhì)現(xiàn)象的工程地質(zhì)問題目標7：掌握影響巖體力學(xué)性質(zhì)的主要因素目標8：掌握勘察目的，勘察分級及各類工程的工程地質(zhì)問題。本課程支撐專業(yè)人才培養(yǎng)方案中畢業(yè)要求1-2,3-5,6-12，對應(yīng)關(guān)系如表所示。畢業(yè)要求指標點課程目標目標1目標2目標3目標4目標5

3、目標6目標7目標8畢業(yè)要求1-2畢業(yè)要求3-6畢業(yè)要求7-12三、課程內(nèi)容及要求（一）緒論1. 教學(xué)內(nèi)容（1）土力學(xué)的基本概念及土的基本特性。（2）土的三個基本特性及與土相關(guān)的工程問題。（3）本課程的應(yīng)用工程領(lǐng)域、學(xué)習(xí)目的、內(nèi)容、方法、課程環(huán)節(jié)。（4）本學(xué)科的發(fā)展方向。2.基本要求（1）重點掌握土的三個基本特性。（二）土的組成、物理性質(zhì)及分類1. 教學(xué)內(nèi)容（1）土的物理性質(zhì)指標及其常用換算公式。（2）土的物理狀態(tài)指標和土的狀態(tài)判別。（3）土的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造特征。（4）土的組成，掌握土的工程分類。2.基本要求（1）重點掌握土的物理性質(zhì)指標及換算，物理狀態(tài)與特性指標，地基土的工程分類。（2）重點掌握土

4、的物理性質(zhì)指標及換算。（三）土中應(yīng)力1. 教學(xué)內(nèi)容（1）掌握自重應(yīng)力概念及計算方法。（2）掌握基底壓力和地基中的附加應(yīng)力計算方法。（3）掌握有效應(yīng)力原理及其常見計算。2.基本要求重點與難點：（1）掌握地基中附加壓力的計算及分布規(guī)律，有效應(yīng)力原理。（2）掌握地基中附加壓力的計算及分布規(guī)律。（四）土的壓縮性和地基沉降計算1. 教學(xué)內(nèi)容（1）土的固結(jié)試驗與壓縮性指標。（2）土的變形模量和變形計算。（3）地基沉降量計算方法。（4）飽和土體的滲流固結(jié)理論。（5）地基沉降與時間的關(guān)系。2.基本要求（1）掌握地基的最終沉降量計算。（2）掌握采用固結(jié)理論進行地基土的固結(jié)計算。（五）土的抗剪強度1. 教學(xué)內(nèi)容（

5、1）土的抗剪強度概念和極限平衡條件的判定。（2）土的剪切試驗及抗剪強度指標的確定方法（直剪、三軸、無側(cè)限）。（3）不同排水條件下抗剪強度指標及孔隙壓力系數(shù)的確定。2.基本要求（1）掌握莫爾庫倫強度理論及抗剪強度的各種測試方法。（2）土在不同排水條件下的剪切性狀。（六）土壓力1.教學(xué)內(nèi)容（1）靜止土壓力、朗金土壓力理論和庫侖土壓力理論；（2）常見情況下的土壓力計算。2.基本要求（1）掌握朗肯土壓力理論與庫侖土壓力理論的原理及土壓力計算。（2）掌握支護結(jié)構(gòu)后土體所處的狀態(tài)。（七）地基承載力及邊坡穩(wěn)定性1. 教學(xué)內(nèi)容（1）地基的破壞模式。（2）地基臨界荷載及地基極限承載力的確定方法。（3）地基承載力

6、的確定方法。（4）邊坡的穩(wěn)定性分析方法。2.基本要求（1）掌握天然地基臨塑荷載、極限承載力和承載力特征值的計算方法；（2）掌握無粘性土土坡和粘性土土坡穩(wěn)定分析方法。（八）工程地質(zhì)緒論1. 教學(xué)內(nèi)容（1）地質(zhì)學(xué)的研究內(nèi)容，工程地質(zhì)學(xué)的研究內(nèi)容及研究方法；（2）工程地質(zhì)條件和工程地質(zhì)問題；（3）工程地質(zhì)學(xué)的主要任務(wù).2.基本要求（1）熟悉工程地質(zhì)學(xué)的研究內(nèi)容及研究方法；（2）了解工程地質(zhì)條件，了解工程地質(zhì)問題；（九）地殼的物質(zhì)組成1. 教學(xué)內(nèi)容(1) 地球的圈層構(gòu)造與地質(zhì)作用；(2) 造巖礦物；(3) 巖漿巖（火成巖）；(4) 沉積巖；(5) 變質(zhì)巖；(6) 巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)。2.基本要求(1)

7、 熟悉巖石的成因及其工程地質(zhì)特征；(2) 熟悉礦物（晶體）的形態(tài)，礦物的顏色、透明度、光澤、硬度、解理及斷口等物理性質(zhì)；(3) 了解主要硅酸鹽、碳酸鹽、氧化物、造巖礦物的室內(nèi)鑒定特征；(4) 熟悉巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖的成因、礦物成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、分類及代表性巖石的特征；(5) 熟悉巖漿巖的產(chǎn)狀；(6) 熟悉巖石的特性指標及工程分類。（十）地質(zhì)年代與第四紀地質(zhì)概述1. 教學(xué)內(nèi)容(1) 地質(zhì)作用；(2) 地質(zhì)年代；(3) 第四紀沉積層的形成及其工程地質(zhì)特征。2.基本要求(1) 掌握常見地質(zhì)作用；(2) 掌握相對地質(zhì)年代及其確定方法；(3) 掌握地質(zhì)年代單位及地質(zhì)年代表中各地質(zhì)年代的名稱及先后順序

8、。（十一）地質(zhì)構(gòu)造1. 教學(xué)內(nèi)容(1) 巖層產(chǎn)狀；(2) 地層接觸關(guān)系；(3) 褶皺構(gòu)造；(4) 斷裂構(gòu)造；(5) 活動性斷裂與地震。(6) 地質(zhì)圖的閱讀與分析。2.基本要求(1) 掌握巖層的走向、傾向及傾角等三要素；(2) 掌握褶皺、節(jié)理和斷層對工程的影響；(3) 掌握活動性斷裂的含義，活斷層的特征及對工程的影響；(4) 掌握地震震級與烈度，場地的地震效應(yīng)與地基震害，砂土地基的液化。（十二）地下水1. 教學(xué)內(nèi)容(1) 地下水的基本概念、地下水類型、性質(zhì)及運動規(guī)律；(2) 巖土滲透系數(shù)測定，地下水涌水量計算；地下水對工程的影響。2、基本要求：(1) 掌握上層滯水，掌握潛水、承壓水、孔隙水及裂隙

9、水、了解巖溶水；(2) 掌握地下水的物理性質(zhì)，理解地下水中的化學(xué)成分、硬度及礦化度等；(3) 掌握地下水運動基本規(guī)律及涌水量計算；(4) 掌握由地下水引起的滲透變形，了解地基巖土的膨脹與崩解，了解基坑涌水，了解地面沉降及地下水對混凝土的腐蝕和對工程分影響；（十三）地表地質(zhì)作用1.教學(xué)內(nèi)容(1)風(fēng)化作用，河流的侵蝕、搬運與沉積作用；(2)巖溶與土洞、 斜坡與邊坡地質(zhì)作用；(3)地面塌陷及處理對策，地面沉降及監(jiān)測防治。2、基本要求：(1)掌握不良地質(zhì)現(xiàn)象的工程地質(zhì)問題；巖體結(jié)構(gòu)特征，邊坡變形破壞形式及其防治；(2)掌握巖溶與土洞，巖溶的形成及特征，巖溶地基的穩(wěn)定性評價，巖溶地基的處理，土洞的形成，

10、土洞和地表塌陷的處理，采空區(qū)對地面建筑物的影響，防止地表及建筑物變形的措施。（十四）巖土工程性質(zhì)分級與分類1.教學(xué)內(nèi)容：(1) 影響巖體力學(xué)性質(zhì)的主要因素；(2) 圍巖分級；(3) 土的通用分類；(4) 特殊土的基本特性及工程地質(zhì)特征。2、基本要求：(1) 掌握影響巖體力學(xué)性質(zhì)的主要因素；（十五）工程勘察技術(shù)與方法1.教學(xué)內(nèi)容(1) 工程地質(zhì)測繪；(2) 工程地質(zhì)勘察要求、內(nèi)容和方法；(3) 現(xiàn)場監(jiān)測。2、基本要求：(1) 掌握勘察目的，勘察分級，了解勘察任務(wù)，了解各勘察階段的基本要求與內(nèi)容；(2) 掌握平板載荷試驗、靜力觸探試驗、圓錐動力觸探試驗、標準貫入試驗、了解旁壓試驗、十字板剪切試驗、

11、現(xiàn)場大型直剪試驗，了解現(xiàn)場波速試驗、巖石點荷載試驗以及巖體錘擊回彈試驗等的基本原理、技術(shù)要求、試驗成果及應(yīng)用等內(nèi)容；（十六）各類工程的勘察要求與評價1.教學(xué)內(nèi)容(1) 高層建筑工程勘察的基本要求；(2) 路基的主要工程地質(zhì)問題；(3)公路工程勘察的基本內(nèi)容；(4) 橋梁工程、地下洞室、特殊土的主要地質(zhì)問題和勘察要點。2.基本要求：(1)掌握路基橋梁工程和地下硐室的主要工程地質(zhì)問題。教學(xué)內(nèi)容與課程目標的對應(yīng)關(guān)系及學(xué)時分配如表所示。序號教學(xué)內(nèi)容支撐的課程目標支撐的畢業(yè)要求指標點講授學(xué)時實驗學(xué)時1緒論目標11-20.52土的組成、物理性質(zhì)及分類目標11-2523土中應(yīng)力目標21-234土的壓縮性和地

12、基沉降計算目標21-5525土的抗剪強度目標31-5526土壓力目標31-557地基承載力目標41-22.58工程地質(zhì)緒論目標51-20.59地殼的物質(zhì)組成目標51-2210地質(zhì)年代與第四紀地質(zhì)概述目標51-2211地質(zhì)構(gòu)造目標51-2212地下水目標61-2213地表地質(zhì)作用目標61-2214巖土工程性質(zhì)分級與分類目標71-20.515工程勘察技術(shù)與方法目標71-2216各類工程的勘察要求與評價目標81-21機動2合計426四、課內(nèi)實驗（實踐）序號實驗項目名稱實驗內(nèi)容及要求學(xué)時對畢業(yè)要求的支撐類型備注1液、塑限試驗利用液塑限聯(lián)合測定儀獲得所給土樣的液、塑限。21-2驗證性必做2壓縮試驗利用固

13、結(jié)儀獲得土樣的壓縮性指標，以此判斷土樣的壓縮性。21-2，4-6驗證性必做3直剪試驗利用直剪儀獲得土樣的抗剪強度指標。21-2，4-9驗證性必做五、課程實施根據(jù)課程特點，從課堂教學(xué)組織布置預(yù)習(xí)任務(wù)，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源的形式，提前做好課程知識點的預(yù)習(xí)工作。課堂上適當采用翻轉(zhuǎn)課堂的手法，檢驗學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，啟發(fā)學(xué)生提問和總結(jié)知識，并對疑問之處詳細解答和組織討論，從課堂的形式上加強改革，以促進課程目標的達成。主要教學(xué)環(huán)節(jié)質(zhì)量要求如表所示。主要教學(xué)環(huán)節(jié)質(zhì)量要求1備課（1）教學(xué)內(nèi)容知識點清晰；（2）理論完整；（3）公式驗算邏輯清楚；（4）實踐知識點詳細；（5）增加工程實例說明講解。2講授主要知識點要強調(diào)清

14、楚和掌握程度；重要公式要有推演過程；結(jié)論要檢查學(xué)生掌握情況；重點和難點要有強調(diào)和突出；每次課程授課結(jié)束預(yù)留足夠時間回答提問和討論。3作業(yè)布置與批改每個章節(jié)有詳細作業(yè)要求；作業(yè)批改有分數(shù)及日期記錄；老師可以根據(jù)作業(yè)實際情況有主觀印象分打分。4課外答疑學(xué)習(xí)過程中有定期答疑；學(xué)期結(jié)束前有集中答疑時間；針對考研的同學(xué)有專門的答疑預(yù)約和安排。5成績考核主要是是試卷方式考核，占據(jù)一定比例40%-60%，比例由任課老師決定；考慮平時課堂表現(xiàn)和作業(yè)情況，可以占據(jù)一定比例50%-30%；實驗成績占比10%。6第二課堂活動積極引導(dǎo)學(xué)生參與第二課堂的學(xué)習(xí)和探索；開放實驗室為創(chuàng)新學(xué)分提供條件；指導(dǎo)學(xué)生參與導(dǎo)師的研究課

15、題。六、課程考核（一）課程考核包括期末考試、平時考勤及作業(yè)考核（不低于三次）和實驗（實踐）考核，課堂練習(xí)（不得低于五次）等，期末考試采用開卷或閉卷等靈活組合方式。（二）課程總評成績=平時成績30% +實驗（實踐）成績10%+課堂練習(xí)得分20%+期末考試成績40%。具體內(nèi)容和比例如表所示?？己?評價環(huán)節(jié)權(quán)重考核/評價細則對應(yīng)的畢業(yè)要求指標點作業(yè)及考勤和課堂表現(xiàn) 30 %缺勤多于1/3以上不得參加期末考試；課堂表現(xiàn)由任課老師可以打主觀評分；作業(yè)根據(jù)完成情況打分及記錄。1-2 實驗報告 10 % 實驗報告內(nèi)容完整，數(shù)據(jù)清晰，結(jié)論合理；實驗過程認真完成實驗要求。1-2,3-5課堂練習(xí)20 %（1）根據(jù)教學(xué)進度安排課堂小測驗，形式靈活1-2 試卷40% （1）根據(jù)答案評分標準批卷。