《巖土工程分析設(shè)計》課程教學(xué)大綱

《巖土工程分析設(shè)計》教學(xué)大綱課程編碼：631014課程名稱：巖土工程分析設(shè)計課程英文名稱：AnalysisandDesigninGeotechnicalEngineering課程類別：專業(yè)教育課課程性質(zhì)：必修課學(xué)時（理論+實踐）：48學(xué)分：3開課學(xué)期：第七學(xué)期選用教材：自編教材《巖土工程分析設(shè)計》主要參考書：1、張喜發(fā)主編：《巖土工程勘察與評價》，吉林科學(xué)技術(shù)出版社1995年版。2、余志成、施文華編著：《深基坑支護設(shè)計與施工》，中國建筑工業(yè)出版社1997年版。3、崔江余、梁仁旺編著：《建筑基坑工程設(shè)計計算與施工》，中國建材工業(yè)出版社1999年出版。4、華祥征主編：《基礎(chǔ)工程設(shè)計與施工》，吉林大學(xué)出版社1996年出版。5、陳肇元、崔京浩主編：《土釘支護在基坑工程中的應(yīng)用》中國建筑工業(yè)出版社2000年版。6、龔曉南主編：《深基坑工程設(shè)計施工手冊》，中國建筑工業(yè)出版社1998年版。一、中英文課程簡介巖土工程分析設(shè)計是涉及土力學(xué)、巖體力學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)等知識的一門綜合性設(shè)計類課程。巖土工程以求解巖體和土體工程問題做為自己的研究對象，包括基坑工程、地下工程、邊坡工程、地基與基礎(chǔ)等內(nèi)容。本課程主要針對基坑工程及支擋結(jié)構(gòu)物進行設(shè)計和分析。通過本課程的學(xué)習(xí)，系統(tǒng)掌握深基坑支護工程、土釘墻、降水工程、巖土錨桿、擋土墻工程的分析和設(shè)計理論，為其他建筑工程學(xué)的學(xué)習(xí)提供理論基礎(chǔ)。AnalysisandDesigninGeotechnicalEngineeringisacomprehensivedesigncourserelatedtotheknowledgeofsoilmechanics,rockmechanics,engineeringgeologyandsoon.Geotechnicalengineeringtakeproblemsofrockandsoilengineeringastheirresearchobjects,includingthefoundationpitengineering,undergroundengineering,slopeengineering,foundationetc.Thiscoursemainlyaimedatthedesignandanalysisoffoundationpitengineeringandretainingstructures.Throughstudyofthiscourse,studentswillmastertheanalysisanddesigntheoryofdeepfoundationpitsupportingengineering,soilnailingwall,dewateringengineering,geotechnicalanchor,retainingwall,whichprovidesthetheoreticalfoundationforlearningotherconstructionengineeringknowledge.二、課程性質(zhì)、目的與任務(wù)巖土工程分析設(shè)計是全國高等學(xué)校巖土工程、工程地質(zhì)專業(yè)開設(shè)的主干課之一，是巖土工程、工程地質(zhì)法學(xué)專業(yè)本科生必修的專業(yè)課程。本課既可為其他建筑工程學(xué)的學(xué)習(xí)提供理論基礎(chǔ)，同時也使學(xué)生對我國的建筑基礎(chǔ)工程、水利工程、線路工程的巖土工程問題產(chǎn)生深刻的理解。本課程是高等巖土工程、工程地質(zhì)教育不可缺少的組成部分。通過本課程的學(xué)習(xí)，同學(xué)們應(yīng)系統(tǒng)掌握深基坑支護工程、土釘墻、降水工程、巖土錨桿、擋土墻工程的分析和設(shè)計理論，針對目前的建筑、水利、線路工程市場現(xiàn)狀，進行深入的思考。應(yīng)全面了解國家的基本規(guī)范和基本設(shè)計理論，掌握巖土工程分析設(shè)計的全過程。運用理論和方法為實際工程設(shè)計打下良好基礎(chǔ)。三、教學(xué)基本要求1、針對不同的荷載邊界條件，全面掌握土壓力計算的基本理論和方法。2、系統(tǒng)掌握深基坑的各種設(shè)計理論和計算方法。3、系統(tǒng)掌握土釘墻支護結(jié)構(gòu)、巖土錨桿的設(shè)計和施工方法。4、系統(tǒng)掌握工程降水的設(shè)計理論和實際應(yīng)用工程設(shè)計。5、系統(tǒng)掌握路堤擋墻的設(shè)計理論和施工方法。6、注重培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，采用理論與實踐相結(jié)合，理論講述與實例分析相結(jié)合的方法進行教學(xué)，培養(yǎng)和提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力，使學(xué)生完成本門課程的學(xué)習(xí)任務(wù)之后，能夠獨立地對實踐中存在的具體工程進行設(shè)計和指導(dǎo)施工。四、各章節(jié)內(nèi)容及學(xué)時分配第一章、緒論（2學(xué)時）教學(xué)目的與要求通過本部分的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生重點掌握巖土工程分析設(shè)計的工作方法和工作程序，掌握巖土工程的的研究對象和作用，概括了解巖土工程的發(fā)展歷史以及學(xué)科體系。教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)巖土工程的基本概念第二節(jié)巖土工程設(shè)計的對象和作用第三節(jié)巖土工程的發(fā)展歷史第四節(jié)巖土工程的工作方法和工作程序考核要求了解：巖土工程的歷史發(fā)展理解：巖土工程設(shè)計的對象和作用掌握：巖土工程的概念、工作方法和工作程序第二章深開挖支護結(jié)構(gòu)（18學(xué)時）教學(xué)目的與要求本章的學(xué)習(xí)目的在于使學(xué)生掌握有關(guān)土壓力計算的基礎(chǔ)理論知識，掌握懸臂梁、等值梁、自由端法等極限平衡設(shè)計理論及彈性抗力法，可以進行實際工程的計算和設(shè)計。了解深基坑抗穩(wěn)定性驗算、變形計算、抗?jié)B穩(wěn)定驗算的方法。以及有關(guān)地下水滲流等有關(guān)知識。教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)基坑支護技術(shù)與概述第二節(jié)開挖方案第三節(jié)基坑穩(wěn)定性驗算及變形計算第四節(jié)土壓力第五節(jié)其他荷載引起的側(cè)壓力懸臂式支護結(jié)構(gòu)設(shè)計計算第七節(jié)單支點支護結(jié)構(gòu)的計算第八節(jié)多支點支護體系結(jié)構(gòu)計算（平面桿系結(jié)構(gòu)彈性支點法）多層錨桿墻分析設(shè)計過程考核要求了解：基坑工程的發(fā)展歷史和支護結(jié)構(gòu)類型、基坑支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計內(nèi)容和程序、常見的支護及支撐結(jié)構(gòu)類型、土壓力合力的計算過程和在基坑工程上的應(yīng)用、結(jié)構(gòu)受力情況、單支點支護體系的土壓力、剪力、彎矩分布及其它計算方法、彎矩折減法。理解：開挖的不同方法、滲流和流網(wǎng)制作知識、土壓力理論在粘性土中的應(yīng)用、冰荷載和動水壓力、懸臂式支護結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟、自由端法、等值梁法的區(qū)別、平面桿系結(jié)構(gòu)彈性支點法的基本計算理論、多層錨桿墻的土壓力、彎矩、剪力的計算。掌握：深基坑概念、內(nèi)外支撐的優(yōu)缺點、不同基坑的安全等級的劃分，認識基坑設(shè)計和施工過程、基坑抗滑穩(wěn)定性驗算及抗?jié)B穩(wěn)定計算、土壓力計算理論、其他荷載的基本概念和具體的計算方法、懸臂式支護結(jié)構(gòu)的實際設(shè)計方法、自由端法、等值梁法、彈性支點法的計算過程和實際應(yīng)用、板樁插入深度的計算。第三章基坑降水及過程降水設(shè)計（10學(xué)時）本章的學(xué)習(xí)目的在于使學(xué)生掌握有關(guān)工程降水的基礎(chǔ)理論知識，掌握井點降水法類型及適用條件以及井點降水工程設(shè)計步驟理論，可以進行實際工程的計算和設(shè)計。了解地下水井流理論，以及有關(guān)水文地質(zhì)鉆探等有關(guān)知識。教學(xué)內(nèi)容概述明溝排水第三節(jié)井點降水法類型及適用條件井點降水工程設(shè)計井點布置降水對鄰近建筑物的影響及預(yù)防、基坑降水三實例考核要求了解：降水工程的發(fā)展歷史、明溝排水的基本設(shè)計和施工過程、地下水動力學(xué)井流理論的概念、分類、井點布置原則、降水對鄰近建筑物的影響。理解：井點降水法類型及適用條件、各種井流理論在在我國的適用領(lǐng)域和范圍、井點布置與水文地質(zhì)條件的關(guān)系、目前各種預(yù)防降水影響的措施。掌握：基坑降水的四個作用以及井點降水工程設(shè)計步驟、潛水完整井、承壓完整井、單井抽水量、井?dāng)?shù)、井距的確定、井點平面布置、剖面布置、總管及其他觀測井的要求、基坑降水工程的實際設(shè)計過程和要求，以及實際處理方法。第四章無支護開挖及重力式支護結(jié)構(gòu)（4學(xué)時）教學(xué)目的與要求了解自立邊坡設(shè)計要點以及土釘墻的結(jié)構(gòu)形式與特點，適用條件，掌握無支護開挖邊坡穩(wěn)定分析方法和掌握水泥土墻的尺寸、作用力和力學(xué)參數(shù)的確定，重點掌握土釘墻內(nèi)部穩(wěn)定性分析的極限平衡法、假設(shè)以及土釘拉力的計算，理解掌握水泥土擋墻的構(gòu)造和破壞模式教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)無支護開挖第二節(jié)重力式圍護墻第三節(jié)(復(fù)合)土釘墻考核要求了解：自立邊坡設(shè)計要點以及土釘墻的結(jié)構(gòu)形式與特點，適用條件。理解：水泥土擋墻的構(gòu)造和破壞模式。掌握：無支護開挖邊坡穩(wěn)定分析方法和掌握水泥土墻的尺寸、作用力和力學(xué)參數(shù)的確定，重點掌握土釘墻內(nèi)部穩(wěn)定性分析的極限平衡法、假設(shè)以及土釘拉力的計算。第五章巖土錨桿（10學(xué)時）教學(xué)目的與要求通過本章的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)掌握巖土錨桿設(shè)計的有關(guān)知識，了解巖土錨桿的適用范圍以及其實際施工過程，涉及到鉆探設(shè)備等備用知識。教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)土層錨桿的構(gòu)造與類型第二節(jié)土層錨桿的承載能力土層錨桿的計算設(shè)計土層錨桿的穩(wěn)定性計算及算例分析錨桿側(cè)摩阻剛度系數(shù)錨桿蠕變試驗巖石錨桿考核要求了解：土層錨桿的構(gòu)造與分類、土層錨桿的工作機理、土層錨桿的空間布置、土層錨桿的計算依據(jù)、錨桿蠕變試驗原理及分析、巖石邊坡勘察的目的任務(wù)。理解：我國的巖土錨桿發(fā)展歷史和現(xiàn)狀、目前各種土層錨桿的設(shè)計計算理論分類、錨桿的布置和計算方法、土層錨桿的設(shè)計方法和步驟和穩(wěn)定性驗算、巖石邊坡的加固方法。掌握：巖土錨桿的概念和工作過程、土層錨桿的承載確定方法、土層錨桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算方法、土層錨桿穩(wěn)定性驗算方法，錨桿側(cè)摩阻剛度系數(shù)計算方法，掌握土層錨桿的設(shè)計方法和步驟、錨桿蠕變試驗流程及資料整理、開挖巖石邊坡穩(wěn)定性分析的理論和計算方法。第六章路基擋墻（4學(xué)時）教學(xué)目的與要求通過本章的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)掌握擋土墻設(shè)計的有關(guān)知識，了解擋土墻設(shè)計的基本資料，對擋土墻的概念和分類也要掌握。教學(xué)內(nèi)容擋土墻基本概念和類型及適用范圍擋土墻設(shè)計考核要求了解：土層錨桿的構(gòu)造與分類、擋土墻的設(shè)計基本資料。理解：我國路基擋墻的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀、路基擋墻排水原則。掌握：擋土墻的概念和分類、重力式擋土墻的概念、設(shè)計步驟和穩(wěn)定性驗算。學(xué)時分配與進度計劃章節(jié)教學(xué)內(nèi)容總學(xué)時講授學(xué)時實驗學(xué)時第一章緒論第一節(jié)巖土工程的基本概念第二節(jié)巖土工程設(shè)計的對象和作用第三節(jié)巖土工程的發(fā)展歷史第四節(jié)巖土工程的工作方法和工作程序22第二章深開挖支護結(jié)構(gòu)第一節(jié)基坑支護技術(shù)與概述第二節(jié)開挖方案第三節(jié)基坑穩(wěn)定性驗算及變形計算第四節(jié)土壓力第五節(jié)其他荷載引起的側(cè)壓力懸臂式支護結(jié)構(gòu)設(shè)計計算第七節(jié)單支點支護結(jié)構(gòu)的計算第八節(jié)多支點支護體系結(jié)構(gòu)計算多層錨桿墻分析設(shè)計過程1818第三章基坑降水及過程降水設(shè)計概述明溝排水井點降水法類型及適用條件井點降水工程設(shè)計井點布置降水對鄰近建筑物的影響及預(yù)防、基坑降水三實例1010第四章無支護開挖及重力式支護結(jié)構(gòu)第一節(jié)無支護開挖第二節(jié)重力式圍護墻第三節(jié)(復(fù)合)土釘墻44第五章巖土錨桿第一節(jié)