土力學(xué)與基礎(chǔ)工程

土力學(xué)與基礎(chǔ)工程學(xué)時(shí)數(shù)：64 學(xué)分：4 一、課程的性質(zhì)和教學(xué)目標(biāo)土力學(xué)與基礎(chǔ)工程是土木工程專業(yè)一門專業(yè)基礎(chǔ)課，具有理論性、實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，屬于傳統(tǒng)課程。學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)該課程應(yīng)該掌握土力學(xué)基本原理，能夠分析土的特性，計(jì)算地基變形、承載力、土壓力，掌握淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、地基處理，基坑支護(hù)及穩(wěn)定性計(jì)算等，能夠解決有關(guān)工程實(shí)際問(wèn)題；通過(guò)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)、動(dòng)手能力、鞏固所學(xué)的理論知識(shí)，了解土力學(xué)相關(guān)指標(biāo)參數(shù)測(cè)試的基本原理和技能，增強(qiáng)學(xué)生思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。二、課程教學(xué)內(nèi)容及基本要求1.土的組成、物理性質(zhì)及分類了解土的成因和組成，掌握土的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造；掌握土的三相比例指標(biāo)；掌握黏性土和無(wú)粘性土的物理性質(zhì)；了解粉土的密實(shí)度和濕度以及土的脹縮性、濕陷性和凍脹性；掌握土的分類；掌握土的壓實(shí)原理和土的振動(dòng)液化原理；了解土的壓實(shí)性影響因素。2.土的滲透性及滲流理解土的滲透性的概念；掌握土的滲透規(guī)律及滲透性的測(cè)定；了解土中二維滲流及流網(wǎng)；掌握滲透力的計(jì)算、土的滲透破壞與控制。3.土中應(yīng)力理解自重應(yīng)力、附加應(yīng)力概念；掌握土中的自重應(yīng)力及基底壓力、地基附加應(yīng)力的計(jì)算，掌握有效應(yīng)力原理。了解土的壓縮性；掌握土的固結(jié)試驗(yàn)的原理及土的壓縮性指標(biāo)的確定，掌握土的變形模量的計(jì)算，地基最終沉降量計(jì)算，掌握飽和土體的滲透固結(jié)理論，地基沉降與時(shí)間的關(guān)系。4.土的壓縮性和地基沉降計(jì)算了解土的壓縮性；掌握土的固結(jié)試驗(yàn)的原理及土的壓縮性指標(biāo)的確定，掌握土的變形模量和地基變形計(jì)算，掌握飽和土體的滲透固結(jié)理論、地基沉降與時(shí)間的關(guān)系。5.土的抗剪強(qiáng)度掌握土的抗剪強(qiáng)度理論和極限平衡條件，掌握土的剪切試驗(yàn)（直剪試驗(yàn)、三軸壓縮試驗(yàn)、無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)）及抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的測(cè)定，掌握不同排水條件下抗剪強(qiáng)度指標(biāo)及孔隙壓力系數(shù)的確定；了解應(yīng)力路徑的基本概念，無(wú)粘性土的抗剪強(qiáng)度。6.土壓力與擋土墻掌握靜止土壓力、主動(dòng)土壓力、被動(dòng)土壓力的形成條件，掌握朗肯和庫(kù)倫土壓力理論，掌握有超載、成層土、有地下水情況的土壓力計(jì)算；理解朗肯與庫(kù)倫土壓力理論的異同。 掌握重力式擋土墻的設(shè)計(jì)；了解懸臂式擋土墻、扶壁式擋土墻設(shè)計(jì)。7.地基承載力及邊坡穩(wěn)定性理解地基的破壞模式；掌握淺基礎(chǔ)地基的臨塑荷載和臨界荷載以及地基極限承載力的基本概念及計(jì)算；掌握地基承載力特征值的確定。了解無(wú)粘性土土坡和粘性土坡的圓弧穩(wěn)定分析方法，了解畢肖普等其他常用分析方法，了解地基的穩(wěn)定性分析。8.淺基礎(chǔ) 掌握淺基礎(chǔ)的類型，地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的基本原則；理解基礎(chǔ)埋置深度選擇的依據(jù)條件；掌握地基承載力的各類確定方法；理解按地基承載力確定基礎(chǔ)底面尺寸的原理并掌握其方法，理解軟弱下臥層的概念；掌握其驗(yàn)算方法；了解地基的變形特征、地基變形允許值的確定以及要求驗(yàn)算地基變形的建筑物范圍；掌握防止不均勻沉降危害的三大措施，掌握擴(kuò)展式基礎(chǔ)以及墻下剛性條形基礎(chǔ)的常規(guī)設(shè)計(jì)方法和計(jì)算步驟。理解地基、基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)相互作用的概念；了解文克勒地基模型；掌握柱下條形基礎(chǔ)內(nèi)力計(jì)算的簡(jiǎn)化條件及計(jì)算方法；了解柱下交叉條形基礎(chǔ)的內(nèi)力計(jì)算方法。9.樁基礎(chǔ)理解樁基礎(chǔ)的概念，樁和樁基礎(chǔ)的類型與構(gòu)造，掌握樁基豎向承載力計(jì)算；掌握樁基水平承載力計(jì)算，掌握樁基沉降計(jì)算；掌握豎向荷載下的群樁效應(yīng)，掌握樁的負(fù)摩阻力的概念及計(jì)算，掌握樁承臺(tái)的設(shè)計(jì)計(jì)算，掌握樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)內(nèi)容與步驟。10.地基處理技術(shù) 了解地基處理分類方法；掌握換填法適用范圍及設(shè)計(jì)計(jì)算；理解排水固結(jié)法適用范圍及設(shè)計(jì)計(jì)算，了解深層攪拌法、砂石樁法、強(qiáng)夯法適用范圍及設(shè)計(jì)計(jì)算。理解復(fù)合地基形成條件和分類；了解復(fù)合地基承載力和沉降計(jì)算。11.基坑工程理解圍護(hù)結(jié)構(gòu)常用型式及適用范圍；理解圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及基坑穩(wěn)定計(jì)算。 12.沉井與地下連續(xù)墻理解沉井的分類與構(gòu)造，理解沉井的計(jì)算與構(gòu)造，沉井施工期的結(jié)構(gòu)計(jì)算；了解地下連續(xù)墻。13.特殊土地基 理解軟土地基的概念及處理方法，濕陷性黃土地基的特征及評(píng)價(jià)處理方法，理解膨脹土和凍土地基的特征及評(píng)價(jià)處理方法，理解其他特殊土地基的特征及處理。三、課內(nèi)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容及要求實(shí)驗(yàn)土的基本物理性質(zhì)試驗(yàn)內(nèi)容：用環(huán)刀法測(cè)量土樣的密度。訓(xùn)練正確使用、操作有關(guān)儀器、設(shè)備的方法與技能；利用烘干法實(shí)測(cè)土樣的含水率。使用數(shù)顯式液塑限聯(lián)合測(cè)定儀測(cè)定土樣的液限、塑限，計(jì)算土樣的塑性指數(shù)，確定土樣名稱。目的及要求：通過(guò)本實(shí)驗(yàn)使學(xué)生掌握環(huán)刀法測(cè)量土樣密度的實(shí)驗(yàn)原理；掌握正確使用、操作有關(guān)儀器、設(shè)備的方法與技能；掌握利用烘干法測(cè)土樣含水率的方法；理解含水率在評(píng)價(jià)粘性土或細(xì)粒土的物理狀態(tài)和強(qiáng)度時(shí)的重要意義；了解土的狀態(tài)變化的特征，掌握使用數(shù)顯式液塑限聯(lián)合測(cè)定儀測(cè)定土樣的液限、塑限的方法；理解土樣液限、塑限的實(shí)際意義，掌握粘性土的定名法則。分組：每組2人。實(shí)驗(yàn)2壓縮試驗(yàn)內(nèi)容：本實(shí)驗(yàn)是在側(cè)限條件下，測(cè)試一定壓力下試樣壓縮變形S隨時(shí)間t的變化，得出壓力Pi及其相應(yīng)的孔隙比ei，據(jù)此繪制土的壓縮曲線，進(jìn)而求得土的壓縮系數(shù)和壓縮模量Es。目的及要求：本實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生會(huì)操作三聯(lián)中壓固結(jié)儀，掌握百分表讀數(shù)方法；掌握壓縮系數(shù)及壓縮模量的計(jì)算方法。分組：每組2人。實(shí)驗(yàn)3直接剪切試驗(yàn)內(nèi)容：在三級(jí)壓力情況下，分別測(cè)定試樣直接剪切破壞時(shí)的剪應(yīng)力。繪制抗剪強(qiáng)度曲線，并確定土樣的內(nèi)摩擦角和粘聚力。目的及要求：本實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生會(huì)自己制備試塊，會(huì)操作應(yīng)變控制式直剪儀；掌握根據(jù)百分表讀數(shù)確定水平剪應(yīng)力的方法，掌握內(nèi)摩擦角和粘聚力的確定方法。分組：每組2人。實(shí)驗(yàn)4擊實(shí)試驗(yàn)內(nèi)容：模擬施工現(xiàn)場(chǎng)的壓實(shí)條件，由學(xué)生自主設(shè)計(jì)土樣類別、含水率范圍，利用標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)擊實(shí)儀分別對(duì)五份含水率不同的試樣進(jìn)行擊實(shí)，測(cè)定土樣的含水率與干密度，繪制干密度與含水率的關(guān)系曲線最終確定土樣的最優(yōu)含水率和最大干密度。目的及要求：本實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生會(huì)操作標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)擊實(shí)儀；掌握干密度和含水率關(guān)系曲線的繪制方法，以及最大干密度和最優(yōu)含水率的確定方法。分組：每組2人。四、學(xué)時(shí)分配及教學(xué)方式序號(hào)課程內(nèi)容理論教學(xué)課內(nèi)實(shí)踐教學(xué)課時(shí)小計(jì)備注課時(shí)數(shù)教學(xué)方式課時(shí)數(shù)教學(xué)方式實(shí)驗(yàn)性質(zhì)1土的組成、物理性質(zhì)及分類6課堂教學(xué)4實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證102土的滲透性及滲流2課堂教學(xué)23土中應(yīng)力4課堂教學(xué)2實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證64土的壓縮性和地基沉降計(jì)算6課堂教學(xué)65土的抗剪強(qiáng)度4課堂教學(xué)2實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證46土壓力與擋土墻4課堂教學(xué)47地基承載力及邊坡穩(wěn)定性4課堂教學(xué)48淺基礎(chǔ)9課堂教學(xué)99樁基礎(chǔ)8課堂教學(xué)810基坑工程2課堂教學(xué)211沉井及地下連續(xù)墻2課堂教學(xué)212特殊土地基2課堂教學(xué)213地基處理技術(shù)5課堂教學(xué)5合計(jì)58864五、本課程與相關(guān)課程的聯(lián)系學(xué)習(xí)本課程應(yīng)具備材料力學(xué)、工程地質(zhì)、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理等基礎(chǔ)課和專業(yè)基礎(chǔ)課的基本知識(shí)，后續(xù)課程為土木工程施工等。必須很好地掌握上述先修課程的基本內(nèi)容和基本原理，為本課程的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。六、建議教材及教學(xué)參考書1.建議教材：1趙明華.土力學(xué)與基礎(chǔ)工程（第四版）M. 武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2014.2.教學(xué)參考書：1東南大學(xué)，浙江大學(xué)，湖南大學(xué)等. 土力學(xué)（第3版）M. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010.2華南理工大學(xué)，浙江大學(xué)，湖南大學(xué). 基礎(chǔ)工程（第3版）M. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2013.3顧曉魯，錢鴻縉，劉慧珊等. 地基與基礎(chǔ)M. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003.4李廣信，張丙印，于玉貞. 土力學(xué)M. 北京：清華大學(xué)出版社，2013.5龔曉南. 基礎(chǔ)工程M. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008.6陳希哲. 土力學(xué)與地基基礎(chǔ)（第4版）M. 北京：清華大學(xué)出版社，2004.7周景星，李廣信，虞石民等.基礎(chǔ)工程（第2版）M. 北京：清華大學(xué)出版社， 2007.8中華人民共和國(guó)建設(shè)部. GB 50007-2011 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社， 2011.9中華人民共和國(guó)建設(shè)部. JGJ 94-2008 建筑樁基技術(shù)設(shè)計(jì)規(guī)范. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008.10中華人民共和國(guó)交通部. JTG D30-2004公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范. 北京：人民交通出版社， 2004. 11中華人民共和國(guó)交通部. JTG D63-2007公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范. 北京：人民交通出版社，200712中華人民共和國(guó)交通部. TB10025-2006 鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范. 北京：中國(guó)鐵道出版社，2006.13中華人民共和國(guó)建設(shè)部. JGJ120-2012 建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程.