路面結(jié)構(gòu)教案

五家渠職業(yè)技術(shù)學(xué)校（2014～2015學(xué)年第一學(xué)期）教研室：_建筑教研室________課程名稱：__土力學(xué)___________任課班級：_水利17班、路橋17班_任課教師：____秦大娟__________教案書寫說明教案又稱課時(shí)授課計(jì)劃，是任課教師的教學(xué)實(shí)施方案。任課教師應(yīng)遵循專業(yè)教學(xué)計(jì)劃制訂的培養(yǎng)目標(biāo)，以教學(xué)大綱為依據(jù)、教材為藍(lán)本，在熟悉教材，了解學(xué)生的基礎(chǔ)上，結(jié)合教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提前編寫設(shè)計(jì)好每堂課的全部教學(xué)活動。教案書寫應(yīng)包括以下內(nèi)容：1、課題：授課題（章節(jié)）名。2、課型：分理論講授課、實(shí)驗(yàn)（實(shí)訓(xùn)）課，實(shí)習(xí)（見習(xí)）課等。講授課又分新授課或復(fù)習(xí)課。3、教學(xué)目標(biāo)：本課題教學(xué)應(yīng)達(dá)到的目標(biāo)。4、教學(xué)重點(diǎn)：本課題（章節(jié)）的教學(xué)重點(diǎn)分別列出。5、教學(xué)難點(diǎn)：本課題（章節(jié)）的教學(xué)難點(diǎn)分別列出。6、教學(xué)方法：指本課題使用的教學(xué)方法和手段。7、課時(shí)安排：本課題（章節(jié)）總計(jì)劃課時(shí)數(shù)。8、教學(xué)內(nèi)容：本課題（章節(jié)）主要內(nèi)容。9、作業(yè)及實(shí)踐：包括思考題、討論題、實(shí)驗(yàn)題目、實(shí)訓(xùn)題目等。10、教學(xué)分析：授課結(jié)束后的教學(xué)小結(jié)、心得體會。五家渠職業(yè)技術(shù)學(xué)校理論教學(xué)教案NO：1課程名稱土力學(xué)教學(xué)方法板書與多媒體課件相結(jié)合授課學(xué)時(shí)2班級水利17班教學(xué)形式講授時(shí)間8月班級路橋17班教學(xué)章節(jié)1.1土的形成1.2土的結(jié)構(gòu)1.3土的三相組成教學(xué)目標(biāo)1、對土的特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)解釋和定量描述2、理解土的生成過程、主要特征3、理解土的三相成分4、理解土的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：土的結(jié)構(gòu)、土的三相成分難點(diǎn)：土的三相組成引入主體課程緒論1、什么是土？工程上的土是如何形成的？答：由完整、堅(jiān)硬、連續(xù)的巖石經(jīng)風(fēng)化作用而形成的碎散顆粒堆積體。它由土顆粒、水和空氣組成的三相體。2、工程與土有什么關(guān)系？答：在工程建設(shè)中，土被廣泛用作建筑物的地基、建筑材料和建筑物周圍的介質(zhì)。3、需要研究和解決的工程中土的哪些問題？答：土體穩(wěn)定或強(qiáng)度問題——廣州海珠區(qū)江南大道南海珠廣場深基坑南邊發(fā)生滑坡土體變形問題——比薩斜塔滲流，滲透變形與滲透穩(wěn)定——墨西哥城的下沉土的形成1.1地表巖石長期在不同溫度、水、大氣、生物活動及其他外力作用的影響下，不斷破碎，并發(fā)生化學(xué)變化，這種變化稱為巖石的風(fēng)化。土是由巖石經(jīng)過長期的風(fēng)化、搬運(yùn)、沉積作用而形成的未膠結(jié)的、覆蓋在地球表面的沉積物。土的分類：①殘積物——巖石經(jīng)風(fēng)化作用而殘留在原地的屑碎堆積物。②坡積物——高處的風(fēng)化物在雨水、雪水或本身的重力作用下搬運(yùn)后，沉積在較平緩的山坡上的堆積物。③洪積物—在山區(qū)高地由暫時(shí)性山洪急流作用而形成的山前堆積物。④沖積物—由河流流水作用在平原河谷或山區(qū)河谷中形成的沉積物。⑤淤積物——在靜水或緩慢的水流作用下的沉積物。⑥冰積土——是由冰川或冰水作用形成的沉積物。⑦風(fēng)積土——是由風(fēng)力搬運(yùn)形成的堆積物。1．2土的結(jié)構(gòu)★定義：土的結(jié)構(gòu)主要包括土粒的外表特征及粒徑組成、土粒的排列和土粒間的聯(lián)結(jié)等三個(gè)方面。解釋：1.這里討論的主要是土的微觀結(jié)構(gòu)。（須通過光學(xué)或電子顯微鏡才能觀察）2.土的結(jié)構(gòu)是反映土的三相組成之間相互作用和關(guān)系的堆積方式3．它綜合反映了土體的物理性質(zhì)和狀態(tài)對其力學(xué)性質(zhì)的影響。類型：粗粒土（無黏性土）、細(xì)粒土（黏性土）(a)單粒結(jié)構(gòu)(b)蜂窩結(jié)構(gòu)(c)絮狀結(jié)構(gòu)(1)單粒結(jié)構(gòu)如圖(a)所示。由顆粒大的土粒在自重作用下沉積形成的。粗粒土都具有單粒結(jié)構(gòu)。單粒結(jié)構(gòu)可以分為疏松的和緊密的。疏松單粒結(jié)構(gòu)的土孔隙大，骨架不穩(wěn)定，在外載作用下容易發(fā)生錯(cuò)位，產(chǎn)生很大的變形或沉降，因此，這種土未經(jīng)處理一般不宜作為建筑物的地基。緊密單粒結(jié)構(gòu)的土，由于顆粒排列緊密，強(qiáng)度高，壓縮性小，在動、靜載作用下都不會發(fā)生較大的沉降，是良好的天然地基。單粒結(jié)構(gòu)(a)松散的單粒結(jié)構(gòu)(b)密實(shí)的單粒結(jié)構(gòu)(2)蜂窩結(jié)構(gòu)如圖(b)所示。這種結(jié)構(gòu)是由于粘?；蚍哿Ｔ诔练e過程中土粒表面上的水膜作用使顆?；ハ噙B結(jié)而成的。特點(diǎn)：孔隙大，變形大，強(qiáng)度低(3)絮狀結(jié)構(gòu)如圖(c)所示。直徑小于0.002mm的極細(xì)粘粒，在水中能夠長期懸浮而不下沉蜂窩結(jié)構(gòu)絮狀結(jié)構(gòu)以上三種結(jié)構(gòu)中，密實(shí)的單粒結(jié)構(gòu)工程性質(zhì)最好；蜂窩結(jié)構(gòu)和絮狀結(jié)構(gòu)如果受到擾動，強(qiáng)度就會降低，壓縮性變大，難以作為天然地基。1.3土的三相組成1、三相體的定義：土是由固體顆粒、液體水和氣體三部分組成的，這就是三相體的概念；有的時(shí)候，土只有二相：如1）飽和土：只有固相和液相（孔隙完全充滿水）；2）干土：只有固相和氣相（液體蒸發(fā)，孔隙中充滿氣體）。2、三相組成與工程性質(zhì)的關(guān)系干粘土：堅(jiān)硬；干砂：松散；濕粘土：具有可塑性；飽和細(xì)砂：受振動荷載后可產(chǎn)生液化,廠房地基、地震區(qū)地基應(yīng)避免采用這種地基，因這種地基的承載力可能會突然喪失飽和粘土：這種地基完成固結(jié)沉降需要的時(shí)間很長，因排水期長?！钣纱丝梢姡恋娜嘟M成不同，其工程性質(zhì)差異很大。一、土的固相土的固體顆粒是土的三相組成的主體，是決定土的工程性質(zhì)的主要成分1.土粒的礦物成份原生礦物、次生礦物以及有機(jī)質(zhì)2.粒組劃分：★粒組劃分原則：工程性質(zhì)相似的劃為一組。也即在某粒組范圍內(nèi)，土的工程性質(zhì)相近（超過該范圍，其性質(zhì)產(chǎn)生質(zhì)的變化）★粒組界限（見教材P4表1-1）★土的顆粒分析方法篩分法——適用于粒徑大于0.1mm的土顆粒比重計(jì)法——適用于粒徑小于0.1mm的土顆粒問題：土體的顆粒大小如何組成(搭配)，其工程性質(zhì)越佳呢？顆粒級配曲線不均勻系數(shù)曲率系數(shù)CcC上列式中d60、d30、d10分別為限定粒徑、連續(xù)粒徑、有效粒徑——與曲線上縱坐標(biāo)分別為60％、30％、10％所對應(yīng)的粒徑土性判別判別標(biāo)準(zhǔn)：Cu≥5且Cc=1～3為級配良好；Cu<5且Cc<1或Cc>3為級配不良。3、例題講解二、土的液相1.結(jié)合水:受靜電引力等作用而吸附于土粒表面的孔隙水。解釋現(xiàn)象：土中的粗顆粒不會吸附孔隙中的水，只有細(xì)小的粘粒才會將孔隙水分子牢牢吸附在顆粒周圍，形成一層水膜。可分為：強(qiáng)結(jié)合水：顯示固體的性質(zhì)，具有極大的粘滯性、彈性和抗剪強(qiáng)度，不傳遞靜水壓力。弱結(jié)合水：呈粘滯狀態(tài)，不傳遞靜水壓力，不能自由流動2、自由水：是指不受土粒表面引力作用，而受重力作用，能傳遞靜水壓力的一種普通水。①重力水:指在土孔隙中受重力作用而自由流動的水。存在于地下水位面以下的透水中。傳遞靜水壓力并具有浮力②毛細(xì)水:指由毛細(xì)力作用（土粒的分子引力和水與空氣界面的表面張力共同作用引起）而與土粒結(jié)合，存在于地下水面以上的透水層中。三、土的氣相土的孔隙中未被水占據(jù)的部分都是氣體。包括：1)自由氣體：指土的孔隙中與大氣相連通的氣體，當(dāng)土體壓縮時(shí)，自由氣體逸出，對工程無很大影響。2)封閉氣體：:這部分氣體呈封閉狀態(tài)存在于孔隙中，通常由于地下水面上升，孔隙中部分氣體沒能逸出而被水包圍，以封閉氣泡的形式存在于孔隙中，它對土的工程性質(zhì)影響較大。老師提問學(xué)生思考例舉工程實(shí)例土的三相圖圖標(biāo)講解五家渠職業(yè)技術(shù)學(xué)校理論教學(xué)教案NO：2課程名稱土力學(xué)教學(xué)方法板書與多媒體課件相結(jié)合授課學(xué)時(shí)2班級水利17班教學(xué)形式講授時(shí)間8月班級路橋17班教學(xué)章節(jié)1.4土的物理性質(zhì)指標(biāo)教學(xué)目標(biāo)1、土的物理性質(zhì)指標(biāo)及狀態(tài)指標(biāo)教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：理解土的物理性質(zhì)難點(diǎn)：土的物理性質(zhì)指標(biāo)指標(biāo)引入主體課程土的物理性質(zhì)指標(biāo)確定(1)土的重度γ老師提問學(xué)生思考五家渠職業(yè)技術(shù)學(xué)校理論教學(xué)教案NO：3課程名稱土力學(xué)教學(xué)方法板書與多媒體課件相結(jié)合授課學(xué)時(shí)2班級水利17班教學(xué)形式講授時(shí)間8月班級路橋17班教學(xué)章節(jié)1.5土的物理狀態(tài)指標(biāo)1.6土的工程分類教學(xué)目標(biāo)1、掌握土的物理狀態(tài)指標(biāo)，及土的工程分類教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：掌握土的物理狀態(tài)指標(biāo)難點(diǎn)：掌握土的工程分類及應(yīng)用范圍引入主體課程1.5土的物理狀態(tài)指標(biāo)1.5.1無粘性土的密實(shí)度土的密實(shí)度通常是指單位體積中固體顆粒充滿的程度。(1)孔隙比e為標(biāo)準(zhǔn)(2)相對密實(shí)度Dr(3)根據(jù)現(xiàn)場標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)判定1.5.2粘性土的稠度稠度指粘性土含水量不同時(shí)所表現(xiàn)出的物理狀態(tài)，它反映了土的軟硬程度或土對外力引起的變化或破壞的抵抗能力的性質(zhì)。(1)界限含水量的測定方法1)液、塑限聯(lián)合測定法2)液限的錐式液限儀測定法3)液限的碟式液限儀測定法(2)粘性土的塑性指數(shù)Ip(3)粘性土的液性指數(shù)IL1.6土的工程分類目的：便于研究、交流及應(yīng)用依據(jù)：能反映土的物理力學(xué)性質(zhì)－土的組成、土的狀態(tài)、土的結(jié)構(gòu)。建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范-GB50007-2002分類法水利部SL237-001-1999分類法1.6.1巖石1.6.2碎石土老師提問學(xué)生思考五家渠職業(yè)技術(shù)學(xué)校理論教學(xué)教案NO：4課程名稱土力學(xué)教學(xué)方法板書與多媒體課件相結(jié)合授課學(xué)時(shí)2班級水利17班教學(xué)形式講授時(shí)間8月班級路橋17班教學(xué)章節(jié)試驗(yàn)1顆粒分析教學(xué)目標(biāo)1、掌握土的顆粒分析試驗(yàn)?zāi)康募霸囼?yàn)從操作方法教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：顆粒分析試驗(yàn)操作方法難點(diǎn)：理解試驗(yàn)?zāi)康募皯?yīng)用引入主體課程土的顆粒分析試驗(yàn)篩析法一、試驗(yàn)?zāi)康臏y定小于某粒徑的顆?；蛄＝M占砂土質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)，以便了解土的粒度成分，并作為砂土分類及土工建筑選料的依據(jù)。二、基本原理篩析法是利用一套孔徑不同的標(biāo)準(zhǔn)篩來分離一定量的砂土中與篩孔徑相應(yīng)的粒組，而后稱量，計(jì)算各粒組的相對含量，確定砂土的粒度成分。此法適用于分離粒徑大于0.075mm的粒組。三、儀器設(shè)備1、標(biāo)準(zhǔn)篩一套(圖1-1)；頂蓋2mm1mm0.5mm0.25mm0.1mm0.075mm頂蓋2mm1mm0.5mm0.25mm0.1mm0.075mm底盤123取走取走4圖1－1標(biāo)準(zhǔn)篩圖1－2四分法圖解3、磁缽及橡皮頭研棒；4、毛刷、白紙、尺等。四、操作步驟1、制備土樣(1)風(fēng)干土樣，將土樣攤成薄層，在空氣中放1～2天,使土中水分蒸發(fā)。若土樣已干，則可直接使用。(2)若試樣中有結(jié)塊時(shí)，可將試樣倒入磁缽中，用橡皮頭研棒研磨，使結(jié)塊成為單獨(dú)顆粒為止。但須注意，研磨力度要合適，不能把顆粒研碎。(3)從準(zhǔn)備好的土樣中取代表性試樣，數(shù)量如下：最大粒徑小于2mm者，取100～300g；最大粒徑為2～10mm之間的，取300～1000g；最大粒徑為10～20mm之間的，取1000～2000g；最大粒徑為20～40mm之間的，取2000～4000g；最大粒徑大于40mm者，取4000g以上。用四分法來選取試樣，方法如下：將土樣拌勻，倒在紙上成圓錐形(圖1-2.1),然后用尺以圓錐頂點(diǎn)為中心，向一定方向旋轉(zhuǎn)(圖1-2.2),使圓錐成為1～2cm厚的圓餅狀。繼而用尺劃兩條相互垂直的直線，把土樣分成四等份，取走相同的兩份(圖1-2.3、圖1-2.4),將留下的兩份土樣拌勻；重復(fù)上述步驟，直到剩下的土樣約等于需要量為止。2、過篩及稱量(1)用普通天平稱取一定量的試樣,準(zhǔn)確至0.1g；(2)檢查標(biāo)準(zhǔn)篩疊放順序是否正確(大孔徑在上，小孔徑在下)，篩孔是否干凈，若夾有土粒，需刷凈。將已稱量的試樣倒入頂層篩盤中，蓋好蓋，用手或搖篩機(jī)搖振，持續(xù)時(shí)間一般為10～15min,然后按從上至下的順序取下篩盤，在白紙上用手輕叩篩盤，搖晃，直到篩凈為止。將漏在白紙上的土粒倒入下一層篩盤內(nèi)，按此順序，直到最末一層篩盤篩凈為止。(3)稱量留在各篩盤上的土粒質(zhì)量，準(zhǔn)確至0.1g,并測量試樣中最大顆粒的直徑。若大于2mm的顆粒超過50%，再用粗篩進(jìn)行分析。五、成果整理1、某粒徑的試樣質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分比按下式計(jì)算，準(zhǔn)確至小數(shù)后一位。(1-1)式中，X為小于某粒徑的試樣質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分比,%；mA為小于某粒徑的試樣質(zhì)量,g；mB為所取試樣總質(zhì)量,g。各篩盤上土粒的質(zhì)量之和與篩前所稱試樣的質(zhì)量之差不得大于1%，否則應(yīng)重新試驗(yàn)。若兩者差值小于1%,應(yīng)分析試驗(yàn)過程中誤差產(chǎn)生的原因，分配給某些粒組；最終，各粒組百分含量之和應(yīng)等于100%，將試驗(yàn)數(shù)據(jù)填寫在記錄表中。2、查土類若粒徑小于0.075mm的含量大于50%則該土不是砂土，而是細(xì)粒土，將這一部分用密度計(jì)法(見第二節(jié))繼續(xù)分析。3、在單對數(shù)坐標(biāo)上繪制顆粒大小分布曲線，求不均勻系數(shù)和曲率系數(shù)，說明該土的均一性,并確定土的名稱。4、填寫試驗(yàn)報(bào)告。六、注意事項(xiàng)1、在篩析中，尤其是將試樣由一器皿倒入另一器皿時(shí)，要避免微小顆粒的飛揚(yáng)。2、過篩后，要檢查篩孔中是否夾有顆粒，若夾有顆粒，應(yīng)將顆粒輕輕刷下，放入該篩盤上的土樣中，一并稱量。七、思考題1、“粒組”與“粒度成分”兩術(shù)語有什么區(qū)別？2、試分析試驗(yàn)過程中誤差產(chǎn)生的原因及誤差如何分配。密度計(jì)法一、試驗(yàn)?zāi)康臏y定小于某粒徑的顆粒占細(xì)粒土質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)，以便了解土粒組成情況；并作為粉土和粘性土的分類和建筑選料之用。二、基本原理密度計(jì)法是依據(jù)斯托克斯(Stokes)定律進(jìn)行測定的。當(dāng)土粒在液體中靠自重下沉?xí)r，較大的顆粒下沉較快，而較小的顆粒下沉則較慢。一般認(rèn)為，對于粒徑為0.2～0.002mm的顆粒，在液體中靠自重下沉?xí)r，作等速運(yùn)動，這符合斯托克斯定律。密度計(jì)法是靜水沉降分析法的一種，只適用于粒徑小于0.075mm的土樣。密度計(jì)法，是將一定量的土樣(粒徑<0.075mm)放在量筒中，然后加純水，經(jīng)過攪拌，使土的大小顆粒在水中均勻分布，制成一定量的均勻濃度的土懸液(1000mL)。靜止懸液，讓土粒沉降，在土粒下沉過程中，用密度計(jì)測出在懸液中對應(yīng)于不同時(shí)間的不同懸液密度，根據(jù)密度計(jì)讀數(shù)和土粒的下沉?xí)r間，就可計(jì)算出粒徑小于某一粒徑d(mm)的顆粒占土樣的百分?jǐn)?shù)。用密度計(jì)進(jìn)行顆粒分析須作下列三個(gè)假定：1、斯托克斯定律能適用于用土樣顆粒組成的懸液。2、試驗(yàn)開始時(shí),土的大小顆粒均勻地分布在懸液中。3、所采用量筒的直徑較比重計(jì)直徑大得多。三、儀器設(shè)備1、密度計(jì)目前通常采用的密度計(jì)有甲、乙兩種，這兩種密度計(jì)的制造原理及使用方法基本相同,但密度計(jì)的讀數(shù)所表示的含義則是不同的，甲種密度計(jì)讀數(shù)所表示的是一定量懸液中的干土質(zhì)量；乙種密度計(jì)讀數(shù)所表示的是懸液比重。(1)甲種密度計(jì)，刻度單位以在20oC時(shí)每1000mL懸液內(nèi)所含土質(zhì)量的克數(shù)來表示，刻度為-5～50，最小分度值為0.5。(2)乙種密度計(jì)，刻度單位以在20oC時(shí)懸液的比重來表示，刻度為0.995～1.020，最小分度值為0.0002。2、量筒：容積1000mL；3、漏斗式洗篩：孔徑0.075mm；4、攪拌器：輪徑50mm，孔徑3mm；5、煮沸設(shè)備：電熱器、錐形燒瓶；6、分散劑：4%六偏磷酸鈉或其他分散劑；7、其他：溫度計(jì)、研缽、秒表、燒杯、瓷皿、天平等。四、操作步驟1、密度計(jì)的校正密度計(jì)在制造過程中,其浮泡體積及刻度往往不易準(zhǔn)確,況且,密度計(jì)的刻度是以20°C的純水為標(biāo)準(zhǔn)的。由于受實(shí)驗(yàn)室多種因素的影響，密度計(jì)在使用前應(yīng)對刻度、彎液面、土粒沉降距離、溫度、分散劑等的影響進(jìn)行校正。(1)土粒沉降距離校正①測定密度計(jì)浮泡體積在250mL量筒內(nèi)倒入約130mL純水，并保持水溫為20°C，以彎液面上緣為準(zhǔn)，測記水面在量筒上的讀數(shù)并劃一標(biāo)記，然后將密度計(jì)緩慢放入量筒中，使水面達(dá)密度計(jì)的最低刻度處(以彎液面上緣為準(zhǔn))時(shí)，測記水面在量筒上的讀數(shù)并再劃一標(biāo)記，水面在量筒上的兩個(gè)讀數(shù)之差即為密度計(jì)的浮泡體積，讀數(shù)準(zhǔn)確至1mL。②測定密度計(jì)浮泡體積中心在測定密度計(jì)浮泡體積之后,將密度計(jì)垂直向上緩慢提起，并使水面恰好落在兩標(biāo)記的中間，此時(shí)，水面與浮泡的相切處(彎液面上緣為準(zhǔn))，即為密度計(jì)浮泡的中心，將密度計(jì)固定在三角架上，用直尺量出浮泡中心至密度計(jì)最低刻度的垂直距離。③測定1000mL量筒的內(nèi)徑（準(zhǔn)確至1mm），并計(jì)算出量筒的截面積。④量出密度計(jì)最低刻度至玻璃桿上各刻度的距離,每5格量距1次。⑤按下式計(jì)算土粒有效沉降距離(1-2)式中，L為土粒有效沉降距離，cm；為水面至密度計(jì)浮泡中心的距離，cm；L1為最低刻度至玻璃桿上各刻度的距離，cm；L0為密度計(jì)浮泡中心至最低刻度的距離，cm；Vb為密度計(jì)浮泡體積，cm3；A為1000mL量筒的截面積，cm。⑥用所量出的最低刻度至玻璃桿上各刻度的不同距離L1值代入式(1-2),可計(jì)算出各相應(yīng)的土粒有效沉降距離L值，并繪制密度計(jì)讀數(shù)與土粒有效沉降距離的關(guān)系曲線，從而根據(jù)密度計(jì)的讀數(shù)就可得出土粒有效沉降距離。圖1圖1-3彎液面校正試驗(yàn)時(shí)密度計(jì)的讀數(shù)應(yīng)以彎液面的上緣為準(zhǔn)，而密度計(jì)制造時(shí)其刻度是以彎液面的下緣為準(zhǔn)(圖1-3)，因此應(yīng)對密度計(jì)刻度及彎液面進(jìn)行校正。將密度計(jì)放入20oC純水中，此時(shí)密度計(jì)上彎液面的上、下緣的讀數(shù)之差即為彎液面的校正值。因彎液面上緣刻度永遠(yuǎn)大于下緣刻度，故此值永遠(yuǎn)為正。某些密度計(jì)出廠時(shí)已注明以彎液面上緣為準(zhǔn)，即校正值為零。(3)溫度校正密度計(jì)刻度是在20oC時(shí)刻制的,但試驗(yàn)時(shí)的懸液溫度不一定恰好等于20oC,而水的密度變化及密度計(jì)浮泡體積的膨脹，會影響到密度計(jì)的準(zhǔn)確讀數(shù)，因此需要加以溫度校正。密度計(jì)讀數(shù)的溫度校正值可從表1-1查得。(4)分散劑校正為了使懸液充分分散，常加一定量的分散劑，懸液的密度則比原來的增大，因此應(yīng)考慮分散劑對密度計(jì)讀數(shù)的影響。具體方法是：將量筒內(nèi)1000mL的純水恒溫至20oC,先測出密度計(jì)在20oC純水中的讀數(shù),然后再加試驗(yàn)時(shí)采用的分散劑,用攪拌器在量筒內(nèi)沿整個(gè)深度上下攪拌均勻,并將密度計(jì)放入溶液中測記密度計(jì)讀數(shù),兩者之差,即為分散劑校正值。(5)土粒比重校正密度計(jì)刻度系假定懸液內(nèi)土粒的比重為2.65制作的，若試驗(yàn)時(shí)土粒的比重不是2.65，則必須加以校正，甲、乙兩種密度計(jì)的比重校正值可由表1-1溫度校正值懸液溫度（℃）甲種密度計(jì)溫度校正值乙種密度計(jì)溫度校正值懸液溫度（℃）甲種密度計(jì)溫度校正值乙種密度計(jì)溫度校正值懸液溫度（℃）甲種密度計(jì)溫度校正值乙種密度計(jì)溫度校正值10.0-2.0-0.001217.0-0.8-0.000524.01.30.000810.5-1.9-0.001217.5-0.7-0.000424.51.50.000911.0-1.9-0.001218.0-0.5-0.000325.01.70.001011.5-1.8-0.001118.5-0.4-0.000325.51.90.001112.0-1.8-0.001119.0-0.3-0.000226.02.10.001312.5-1.7-0.001019.5-0.1-0.000126.52.20.001413.0-1.6-0.001020.00027.02.50.001513.5-1.5-0.000920.50.10.000127.52.60.001614.0-1.4-0.000951.00.30.000228.02.90.001814.5-1.3-0.000821.50.50.000328.53.30.001915.0-1.2-0.000822.00.60.000429.03.30.002115.5-1.1-0.000722.50.80.000529.53.50.002216.0-1.0-0.000623.00.90.000630.03.70.002316.5-0.9-0.000623.51.10.0007表1-2查得。表1-2土粒比重校正值土粒比重2.502.522.542.562.582.602.622.642.66校正值甲種密度計(jì)1.0381.0321.0271.0221.0171.0121.0071.0020.998乙種密度計(jì)1.6661.6581.6491.6411.6321.6251.6171.6091.603土粒比重2.682.702.722.742.762.782.802.822.84校正值甲種密度計(jì)0.9930.9890.9850.9810.9770.9730.9690.9650.961乙種密度計(jì)1.5951.5881.5811.5751.5681.5621.5561.5491.5432、處理土樣及制備懸液(1)取代表性試樣200～300g,風(fēng)干并測定試樣的風(fēng)干含水率，放入研缽中，用帶橡皮頭的研棒研散。(2)稱風(fēng)干試樣30g，倒入500mL錐形瓶，注入純水200ml,浸泡過夜。(3)將盛土液的錐形瓶稍加搖晃后放在煮沸設(shè)備上進(jìn)行煮沸，煮沸時(shí)間宜為40min。(4)將冷卻后的懸液全部沖入燒杯中，用帶橡皮頭研棒研磨；靜止約1min，將上部懸液倒在0.075mm洗篩上，經(jīng)漏斗注入1000mL的大量筒內(nèi)，遺留杯底沉淀物用橡皮頭研棒研散，再加適量純水?dāng)嚢?，倒出上部懸液過篩入量筒內(nèi)。如此反復(fù)，直至懸液澄清后將燒杯中全部試樣過篩，沖洗干凈；將篩上砂粒移入蒸發(fā)皿內(nèi)，烘干后，按試驗(yàn)一步驟2過篩稱量，并計(jì)算各粒組百分含量。(5)在大量筒中加入4%濃度的六偏磷酸鈉10mL，再注入純水至1000mL。3、按時(shí)測定懸液的密度及溫度(1)將攪拌器放入量筒中，沿懸液深度上下攪拌1min，使土粒完全均布到整個(gè)懸液中。注意攪拌時(shí)勿使懸液濺出量筒外。(2)取出攪拌器，同時(shí)立即開動秒表，將密度計(jì)放入懸液中，測記0.5、1、2、5、15、30、60、120和1440min時(shí)的密度計(jì)讀數(shù)，并測定其相應(yīng)的懸液溫度。根據(jù)試驗(yàn)情況或?qū)嶋H需要，可增加密度計(jì)讀數(shù)次數(shù)，或縮短最后一次讀數(shù)時(shí)間。(3)每次讀數(shù)時(shí)均應(yīng)在預(yù)定時(shí)間前10～20s將密度計(jì)徐徐放入懸液中部，不得貼近筒壁，并使密度計(jì)豎直，還應(yīng)在近似于懸液密度的刻度處放手，以免攪動懸液。(4)密度計(jì)讀數(shù)以彎液面上緣為準(zhǔn)。甲種密度計(jì)應(yīng)準(zhǔn)確至0.5,估讀至0.1；乙種密度計(jì)應(yīng)準(zhǔn)確至0.0002,估讀至0.0001。每次讀數(shù)完畢，立即取出密度計(jì)，放入盛有清水的量筒中。(5)測定懸液溫度，應(yīng)準(zhǔn)確至0.5oC。 五、成果整理1、試樣顆粒粒徑按斯托克斯公式(1-3)計(jì)算：(1-3)式中，d為土顆粒粒徑，mm；h為水的動力粘滯系數(shù)（kPa·s×10－6）；Gs為土粒比重；Gwt為toC時(shí)水的比重；ρwt為4oC時(shí)純水的密度，g/cm3；L為土粒下沉距離，cm；t為土粒下沉?xí)r間，s；g為重力加速度(cm/s2)；A為粒徑計(jì)算系數(shù)，與懸液溫度和土粒比重有關(guān)，可由表1-3查得。粒徑計(jì)算系數(shù)A值表溫度t(℃)土粒比重Gs2.452.502.552.602.652.702.752.802.8550.13850.13600.13990.13180.12980.12790.12610.12430.122660.13650.13420.13200.12990.12800.12610.12430.12250.120870.13440.13210.13000.12800.12600.12410.12240.12060.118980.13240.13020.12810.12600.12410.12230.12050.11880.118290.13050.12830.12620.12420.12240.12050.11870.11710.1164100.12880.12670.12470.12270.12080.11890.11730.11560.1141110.12700.12490.12290.12090.11900.11730.11560.11400.1124120.12530.12320.12120.11930.11750.11570.11400.11240.1109130.12350.12140.11950.11750.11580.11410.11240.11090.1094140.12210.12000.11800.11620.11490.11270.11110.10950.1080150.12050.11840.11650.11480.11300.11130.10960.10810.1067160.11890.11690.11500.11320.11150.10980.10830.10670.1053170.11730.11540.11350.11180.11000.10850.10690.10470.1039180.11590.11400.11210.11030.10860.10710.10550.10400.1026190.11450.11250.11080.10900.10730.10580.10310.10880.1014200.11300.11110.10930.10750.10590.10430.10290.10140.1000210.11180.10990.10810.10640.10430.10330.10180.10030.0990220.11030.10850.10670.10500.10350.10190.10040.09900.0977230.10910.10720.10550.10380.10230.10070.09930.09790.0966240.10780.10610.10440.10280.10120.09970.09820.09600.0956250.10650.10470.10310.10140.09990.09840.09700.09570.0943260.10540.10350.10190.10030.09880.09730.09590.09450.0933270.10410.10240.10070.09920.09770.09620.09480.09350.0923280.10320.10140.09980.09820.09670.09530.09390.09260.0913290.10190.10020.09860.09710.09560.09410.09280.09140.0903300.10080.09910.09750.09600.09450.09310.09180.09050.08932、小于某粒徑的試樣質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分比可按式(1-4)或式(1-5)計(jì)算：(1)甲種比重計(jì)(1-4)式中，X為小于某粒徑的試樣質(zhì)量的百分比，％；ms為土樣干質(zhì)量，g；CG為土粒比重校正值,查表1-2；R為甲種密度計(jì)讀數(shù)；mt為懸液溫度校正值，查表1-1；為彎液面校正值；為分散劑校正值。(2)乙種比重計(jì)(1-5)式中，為土粒比重校正值，查表1-2；為乙種密度計(jì)讀數(shù)；為懸液溫度校正值，查表1-1；為彎液面校正值；為分散劑校正值；Vx為懸液體積(＝1000mL)；ρw20為20℃時(shí)純水的密度，取0.9982g/cm3。3、在半對數(shù)坐標(biāo)上繪制顆粒大小分布曲線，求不均勻系數(shù)Cu和曲率系數(shù)Cc，說明該土的均一性。必須指出的是,當(dāng)試樣中既有小于0.075mm的顆粒,又有大于0.075mm的顆粒,需進(jìn)行密度計(jì)法和篩析法聯(lián)合分析時(shí),應(yīng)考慮到小于0.075mm的試樣質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分比,即應(yīng)將按式(1-4)或式(1-5)所得的計(jì)算結(jié)果,再乘以小于0.075mm的試樣質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù),然后再分別繪制密度計(jì)法和篩析法所得的顆粒大小分布曲線,并將兩段曲線連成一條平滑的曲線。4、填寫試驗(yàn)報(bào)告。六、注意事項(xiàng)1、每次測得懸液密度后，均應(yīng)將密度計(jì)輕輕放在盛水的量筒中。2、讀數(shù)要迅速準(zhǔn)確，不宜將密度計(jì)在懸液中放置時(shí)間過久。在正式試驗(yàn)前，必須多次練習(xí)密度計(jì)的準(zhǔn)確讀數(shù)方法。 3、試驗(yàn)前，應(yīng)將量筒放在固定平穩(wěn)的地方，試驗(yàn)中不得移動，并保持懸液溫度穩(wěn)定。老師提問學(xué)生思考五家渠職業(yè)技術(shù)學(xué)校理論教學(xué)教案NO：5課程名稱土力學(xué)教學(xué)方法板書與多媒體課件相結(jié)合授課學(xué)時(shí)4班級水利17班教學(xué)形式講授時(shí)間8月班級路橋17班教學(xué)章節(jié)2.1土的滲透定律滲透系數(shù)及其確定方法2.2動水力及滲透破壞教學(xué)目標(biāo)1、掌握土的滲透性2達(dá)掌握西定律的使用范圍和適用條件3理解滲透系數(shù)的測定4理解滲透力與滲透破壞形式教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：掌握達(dá)西定律及其適用范圍;滲透破壞形式難點(diǎn)：滲透系數(shù)的確定方法滲流破壞的形式引入主體課程土的滲透性及舉例一、概念由于土是具有連續(xù)孔隙的介質(zhì)，當(dāng)土中兩點(diǎn)存在著能量差時(shí)，也就是存在水位差時(shí)，水就在土的孔隙中從能量高的點(diǎn)（水位高的點(diǎn)）向能量低的點(diǎn)流動。這種水透過土體孔隙的現(xiàn)象就叫做滲透（滲流）。土具有被水等液體透過的性質(zhì)叫滲透性。二、滲透危害土的問題是指由于水的滲透引起土體內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)的變化或土體、地基本身的結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度等狀態(tài)的變化，從而影響建筑物或地基的穩(wěn)定性或產(chǎn)生有害變形的問題。工程舉例：土石壩壩基壩身滲流板樁圍護(hù)下的基坑滲流渠道滲流水井滲流滲流滑坡2.1達(dá)西定律及其適用范圍一、達(dá)西滲透定律由于土體中的孔隙一般非常微小，水在土體中流動時(shí)的粘滯阻力很大、流速緩慢，因此，其流動狀態(tài)大多屬于層流。著名的達(dá)西(Darcy)滲透定律：滲透速度：或滲流量為：式中：υ--水在土中的滲透速度，cm/s。它不是地下水的實(shí)際流速，而是在單位時(shí)間內(nèi)流過單位土截面的水量,是土體斷面的平均滲透速度；i--水力梯度，即土中兩點(diǎn)的水頭差與兩點(diǎn)間的流線長度（L）之比；k--土的滲透系數(shù)，cm/s，與土的滲透性質(zhì)有關(guān)的待定系數(shù)。二、達(dá)西滲透定律的適用條件只有當(dāng)滲流為層流的時(shí)候才能適用達(dá)西滲透定律。達(dá)西滲透定律的適用界限可以考慮為：滿足達(dá)西滲透定律的土的平均粒徑:對于比粗砂更細(xì)的土來說，達(dá)西滲透定律一般是適用的，而對粗粒土來講，只有在水力坡降很小的情況下才能適用。三、兩種特殊情況1、粘性土對于粘性很大的密實(shí)粘土，有一起始坡降i0，當(dāng)i<i0時(shí)沒有滲流發(fā)生。2、礫土只有在水力坡降很小的情況下才能適用;在較大水力梯度下，水在土中的流動進(jìn)入湍流狀態(tài)，滲流速度與水力梯度呈非線性關(guān)系，此時(shí)達(dá)西定律不能適用。2.2滲透系數(shù)及其確定方法滲透系數(shù)是直接衡量土的透水性強(qiáng)弱的一個(gè)重要的力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)。一、實(shí)驗(yàn)室內(nèi)測定滲透系數(shù)可分為：常水頭試驗(yàn)和變水頭試驗(yàn)（一）常水頭法是在整個(gè)試驗(yàn)過程中，水頭保持不變。常水頭法適用于透水性強(qiáng)的無粘性土。土的滲透系數(shù)：、（二）變水頭法在整個(gè)試驗(yàn)過程中，水頭是隨著時(shí)間而變化的，適用于透水性弱的粘性土。二、滲透系數(shù)的影響因素（一）土粒大小與級配土粒大小與級配對土的滲透系數(shù)影響極大。顆粒愈大、愈渾圓、愈均勻，土的滲透系數(shù)愈大。（二）水的動力粘滯系數(shù)滲透系數(shù)與水的動力粘滯系數(shù)成反比，二動力粘滯系數(shù)隨水溫發(fā)生明顯的變化，故密度相同的土，溫度不同時(shí)，滲透系數(shù)也不同。三、成層土的滲透系數(shù)通過整個(gè)土層的總滲流量qx應(yīng)為各土層滲流量之總和，即整個(gè)土層與層面平行的平均滲流系數(shù)為：2.3滲透力與臨界水力坡降一、概念1、滲透力由于水的滲流作用對土粒產(chǎn)生的力。j=fs=iγω注：如水流方向自上而下，與土重方向一致時(shí)，滲透力起增大重量的作用，對土體穩(wěn)定有利；反之與土重方向相反，滲透力起減輕土重作用，不利于土體穩(wěn)定。滲透力是一種體積力，其作用方向與滲透方向一致。二、臨界水力坡降使土體開始發(fā)生滲透變形的水力坡降稱為臨界水力坡降。2.4滲透變形一、流土與管涌的比較流土：土體局部范圍的顆粒同時(shí)發(fā)生移動只發(fā)生在水流滲出的表層只要滲透力足夠大，可發(fā)生在任何土中破壞過程短導(dǎo)致下游坡面產(chǎn)生局部滑動等管涌：土體內(nèi)細(xì)顆粒通過粗粒形成的孔隙通道移動可發(fā)生于土體內(nèi)部和滲流溢出處一般發(fā)生在特定級配的無粘性土或分散性粘土破壞過程相對較長導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生塌陷或潰口二、防止措施防治流土減小i：上游延長滲徑；下游減小水壓增大[i]：下游增加透水蓋重防治管涌改善幾何條件：設(shè)反濾層等改善水力條件：減小滲透坡降老師提問學(xué)生思考五家渠職業(yè)技術(shù)學(xué)校理論教學(xué)教案NO：6課程名稱土力學(xué)教學(xué)方法板書與多媒體課件相結(jié)合授課學(xué)時(shí)4班級水利17班教學(xué)形式講授時(shí)間8月班級路橋17班教學(xué)章節(jié)3.1土的自重應(yīng)力3.2地面荷載作用下地基中的附加應(yīng)力3.3基礎(chǔ)底面應(yīng)力及基底下土中的附加應(yīng)力計(jì)算教學(xué)目標(biāo)掌握土的自重應(yīng)力理解基底壓力3了解影響土中應(yīng)力分布的因素教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：土的自重應(yīng)力難點(diǎn)：土的自重應(yīng)力基底壓力的分布于計(jì)算引入主體課程бczбcz1σcz2бcz3(IL≥1)Zh3h2h1бczбcz3(IL≤0)Zwσcz=γzZ土中應(yīng)力是指土體在自重、建筑物荷載、土中水的滲流力以及地震力作用下產(chǎn)生的應(yīng)力。土中應(yīng)力按其產(chǎn)生的原因可分為自重應(yīng)力和附加應(yīng)力。3-1土的自重應(yīng)力一、概念土自身重量產(chǎn)生的應(yīng)力稱為自重應(yīng)力。二、基本假定：1.地基為一半無限彈性體；2．近似按一維彈性變形考慮，即只有垂直向變形，無側(cè)向變形；3．土體在自重力作用下任一豎直切面上無剪應(yīng)力存在（τ=0）；三、自重應(yīng)力計(jì)算式бcz1σcz2бcz3бczZh3бcz1σcz2бcz3бczZh3h2h1所以均質(zhì)土的自重應(yīng)力分布圖為三角形注：當(dāng)有不透水層時(shí)，在該層面上自重應(yīng)力等于全部上覆土層和水的總重，所以在該層面上有一個(gè)突變。例題3-1、補(bǔ)充思考題3.2地面荷載作用下地基中的附加應(yīng)力一、土中附加應(yīng)力的分布特點(diǎn)土中應(yīng)力的擴(kuò)散范圍隨深度逐漸增大應(yīng)力隨深度變化的總趨勢是越深越小在同一水平面上，離集中力作用線的水平距離越遠(yuǎn)，應(yīng)力越小，位于作用線上者最大二、地面受豎向集中荷載作用下的附加應(yīng)力計(jì)算三、地面受矩形均布荷載作用下的附加應(yīng)力計(jì)算3-2基底壓力基底壓力：基礎(chǔ)底面?zhèn)鬟f給地基表面的壓力，也稱基底接觸壓力。一.影響因素1、荷載條件主要有大小、方向和力的分布2、基礎(chǔ)條件主要有剛度、形狀、大小、埋深3、地基條件主要有土類、密度、土層結(jié)構(gòu)等二．基底壓力分布1、砂性土地基2、粘性土地基三、基礎(chǔ)受鉛直中心荷載作用1、矩形面積中心荷載長條形基礎(chǔ)：指基礎(chǔ)的長度L是寬度B的5倍以上，此時(shí)2、矩形面積偏心荷載e<B/6:梯形e=B/6:三角形e>B/6:出現(xiàn)拉應(yīng)力區(qū)，因?yàn)橥敛荒艹惺芾瓚?yīng)力，所以此時(shí)要壓力調(diào)整注：水平荷載引起的基底水平應(yīng)力視為均勻分布。影響土中應(yīng)力分布的因素：1、成層土地基和下臥層對土中應(yīng)力的影響若上層為堅(jiān)硬的粘土，而下層土為軟土，因硬粘土可以起到類似基礎(chǔ)的作用，產(chǎn)生應(yīng)力擴(kuò)散現(xiàn)象，則使軟土層中的附加應(yīng)力比均質(zhì)土小，反之軟土層的應(yīng)力比均質(zhì)土大。2、土的各向異性和變形模量隨深度增大對土中應(yīng)力分布的影響土層由于長期受到自重應(yīng)力的影響，在鉛直方向上的變形模量大于水平方向的變形模量。3、基礎(chǔ)埋深對附加應(yīng)力的影響P0=p-γD顯然埋深越大，則附加應(yīng)力越小。因此，加大基礎(chǔ)埋深是減小土體應(yīng)力和變形的工程措施之一。老師提問學(xué)生思考五家渠職業(yè)技術(shù)學(xué)校理論教學(xué)教案NO：7課程名稱土力學(xué)教學(xué)方法板書與多媒體課件相結(jié)合授課學(xué)時(shí)2班級水利17班教學(xué)形式講授時(shí)間8月班級路橋17班教學(xué)章節(jié)3.4土的壓縮性教學(xué)目標(biāo)掌握土體壓縮的概念掌握室內(nèi)壓縮試驗(yàn)及壓縮指標(biāo)教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：土體壓縮的概念和原因及壓縮指標(biāo)土體受荷歷史對壓縮性的影響土體的孔隙水壓力與有效應(yīng)力的轉(zhuǎn)換過程土體變形隨時(shí)間變化計(jì)算難點(diǎn)：土體的壓縮指標(biāo)土體的孔隙水壓力與有效應(yīng)力的轉(zhuǎn)換過程土體變形隨時(shí)間變化計(jì)算引入主體課程3.4土的壓縮性概述土體在外力作用下總會產(chǎn)生變形，主要的豎向的壓縮變形。變形的大小與荷載大小、土的壓縮特性、地基厚度有關(guān)。地基沉降，一般包括：瞬時(shí)沉降：指加荷瞬間僅由土體的形狀變化產(chǎn)生的沉降；固結(jié)沉降：是由于土體排水壓縮產(chǎn)生的沉降；次固結(jié)沉降：是由土體骨架蠕變產(chǎn)生的變形。土體變密的過程稱為土的固結(jié)。土的壓縮性一、土壓縮性的概念1、土的壓縮性是指土體在壓力作用下體積減小的性能。2、土體的變形實(shí)質(zhì)：主要為土孔隙體積的減少——土體的壓縮3、地基產(chǎn)生沉降或變形的內(nèi)因和外因:內(nèi)因:地基土自身存在有孔隙外因:建筑物荷載在地層中引起附加應(yīng)力（外荷載→基礎(chǔ)→基底→土顆粒骨架→顆粒移動→孔隙體積減少→土體壓縮→地表沉降）二、側(cè)限壓縮試驗(yàn)和壓縮指標(biāo)(一)、室內(nèi)（側(cè)限壓縮）試驗(yàn)側(cè)限壓縮試驗(yàn):固結(jié)試驗(yàn)側(cè)限條件的含義:指側(cè)向受到限制不能變形，只有豎直方向的壓縮。3、試驗(yàn)儀器：側(cè)限壓縮儀（小型固結(jié)儀）4、試驗(yàn)內(nèi)容：用杠桿砝碼分級加載，用百分表測出相應(yīng)的豎向變形Si，然后反算出孔隙比ei?！锓此氵^程：由（二）、側(cè)限壓縮性指標(biāo)1．壓縮系數(shù)av：e--p曲線上割線的斜率;表示在單位壓力增量下土的孔隙比的減小。工程應(yīng)用：用a1-2（以P1=0.1MPa~P2=0.2MPa壓力段）判別土的壓縮性高低。a1-2<0.1MP-1時(shí)，為低壓縮性土0．1≤a1-2<0.5MP-1,為中壓縮性土a1-2≥0.5MP-1時(shí)，為高壓縮性土討論：影響土的壓縮性高低的因素？2．壓縮指數(shù)Cc：工程評價(jià)：Cc愈大，土的壓縮性愈高。Cc<0.2低壓縮性土0.2<Cc<0.4中等壓縮性土Cc>0.4高壓縮性土3.壓縮模量Es：表示側(cè)限條件下，豎向應(yīng)力增量與豎向應(yīng)變增量的比值，其表達(dá)式為：Es<4MPa高壓縮性土4≤Es≤15MPa中壓縮性土Es>15MPa低壓縮性土4、變形模量是在無側(cè)限條件下的應(yīng)力與應(yīng)變的比值。一般通過現(xiàn)場原位測試確定。三、土的彈性變形與殘余變形土體在荷載作用下受到壓縮，卸荷后可以恢復(fù)的那部分變形，稱為彈性變形；不能恢復(fù)的那部分變形稱為殘余變形。四、土體的受荷歷史對壓縮性的影響pc=ss：正常固結(jié)土土層固結(jié)后應(yīng)力未發(fā)生明顯變化pc>ss：超固結(jié)土土層受過比現(xiàn)在大的應(yīng)力作用pc<ss：欠固結(jié)土土層還未達(dá)到完全固結(jié)的狀態(tài)老師提問學(xué)生思考五家渠職業(yè)技術(shù)學(xué)校理論教學(xué)教案NO：9課程名稱土力學(xué)教學(xué)方法板書與多媒體課件相結(jié)合授課學(xué)時(shí)2班級水利17班教學(xué)形式講授時(shí)間8月班級路橋17班教學(xué)章節(jié)3.5地基最終沉降量教學(xué)目標(biāo)掌握地基最終沉降量及相關(guān)知識教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：地基最終沉降量及相關(guān)知識難點(diǎn)：地基最終沉降量計(jì)算引入主體課程地基的最終沉降量計(jì)算一、概念定義：地基的最終沉降量是指地基土層在建筑物荷載作用下，達(dá)到壓縮穩(wěn)定時(shí)地基表面的沉降量。計(jì)算方法：分層總和法和建筑地基基礎(chǔ)規(guī)范法二、分層總和法1、計(jì)算公式2、計(jì)算步驟:(a)計(jì)算原地基中自重應(yīng)力分布σsz從天然地面算起；(b)基底中心點(diǎn)下附加壓力p0Pe=p-gd(c)確定地基中附加應(yīng)力sz分布σz從基底算起；σz是由基底附加應(yīng)力p-γd引起的(d)確定計(jì)算深度zn①一般土層：σz=0.2σsz；②軟粘土層：σz=0.1σsz；③一般房屋基礎(chǔ)：Zn=B(2.5-0.4lnB)；④基巖或不可壓縮土層。(e)地基分層Hi①不同土層界面；②地下水位線；③每層厚度不宜大于0.4B或4m；④sz變化明顯的土層，適當(dāng)取小。(f)計(jì)算每層沉降量Si(g)各層沉降量疊加SSi

◆分層法的優(yōu)缺點(diǎn)：1.原理直觀、概念明確、易于接受2．分層法的不足：（1）計(jì)算繁瑣（人為分層）（2）精度差誤差大，原因多方面：（3）計(jì)算理論的幾點(diǎn)假設(shè)與實(shí)際不符合,需要修正。三、例題講解老師提問學(xué)生思考五家渠職業(yè)技術(shù)學(xué)校理論教學(xué)教案NO：10課程名稱土力學(xué)教學(xué)方法板書與多媒體課件相結(jié)合授課學(xué)時(shí)2班級水利17班教學(xué)形式講授時(shí)間8月班級路橋17班教學(xué)章節(jié)三軸壓縮實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)掌握土的三軸壓縮實(shí)驗(yàn)教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：三軸壓縮實(shí)驗(yàn)方法步驟難點(diǎn)：三軸壓縮實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理引入主體課程三軸壓縮實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)性質(zhì)：綜合性實(shí)驗(yàn)）一、概述1910年摩爾（Mohr）提出材料的破壞是剪切破壞，并指出在破壞面上的剪應(yīng)力是為該面上法向應(yīng)力的函數(shù)，即這個(gè)函數(shù)在坐標(biāo)中是一條曲線，稱為摩爾包線，如圖實(shí)線所示。摩爾包線表示材料受到不同應(yīng)力作用達(dá)到極限狀態(tài)時(shí)，滑動面上法向應(yīng)力與剪應(yīng)力的關(guān)系。土的摩爾包線通?？梢越频赜弥本€表示，如圖4-1虛線所示，該直線方程就是庫侖定律所表示的方程（）。由庫侖公式表示摩爾包線的土體強(qiáng)度理論可稱為摩爾－庫侖強(qiáng)度理論。圖4-1摩爾包線當(dāng)土體中任意一點(diǎn)在某一平面上的剪應(yīng)力達(dá)到土的抗剪強(qiáng)度時(shí)，就發(fā)生剪切破壞，該點(diǎn)也即處于極限平衡狀態(tài)。根據(jù)材料力學(xué)，設(shè)某一土體單元上作用著的大、小主應(yīng)力分別為和，則在土體內(nèi)與大主應(yīng)力作用面成任意角的平面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力，可用坐標(biāo)系中直徑為的摩爾應(yīng)力圓上的一點(diǎn)（逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)2,如圖4-2中之A點(diǎn)）的坐標(biāo)大小來表示，即將抗剪強(qiáng)度包線與摩爾應(yīng)力畫在同一張坐標(biāo)紙上，如圖4-3所示。它們之間的關(guān)系可以有三種情況：①整個(gè)摩爾應(yīng)力圓位于抗剪強(qiáng)度包線的下方（圓Ⅰ），說明通過該點(diǎn)的任意平面上的剪應(yīng)力都小于土的抗剪強(qiáng)度，因此不會發(fā)生剪切破壞；②摩爾壓力圓與抗剪強(qiáng)度包線相割（圓Ⅲ），表明該點(diǎn)某些平面上的剪應(yīng)力已超過了土的抗剪強(qiáng)度，事實(shí)上該應(yīng)力圓所代表的應(yīng)力狀態(tài)是不存在的；③摩爾應(yīng)力圓與抗剪強(qiáng)度包線相切（圓Ⅱ），切點(diǎn)為A點(diǎn)，說明在A點(diǎn)所代表的平面上，剪應(yīng)力正好等于土的抗剪強(qiáng)度，即該點(diǎn)處于極限平衡狀態(tài)，圓Ⅱ稱為極限應(yīng)力圓。圖用摩爾圓表示的土體中任意點(diǎn)的應(yīng)力圖摩爾圓與抗剪強(qiáng)度包線之間的關(guān)系三軸壓縮實(shí)驗(yàn)（亦稱三軸剪切實(shí)驗(yàn)）是以摩爾－庫侖強(qiáng)度理論為依據(jù)而設(shè)計(jì)的三軸向加壓的剪力試驗(yàn)，試樣在某一固定周圍壓力下，逐漸增大軸向壓力，直至試樣破壞，據(jù)此可作出一個(gè)極限應(yīng)力圓。用同一種土樣的3～4個(gè)試件分別在不同的周圍壓力下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可得一組極限應(yīng)力圓，如圖中的圓Ⅰ、圓Ⅱ和圓Ⅲ。作出這些極限應(yīng)力圓的公切線，即為該土樣的抗剪強(qiáng)度包絡(luò)線，由此便可求得土樣的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。a)試樣承受作用；b)破壞時(shí)土樣應(yīng)力狀態(tài)；c)土樣的極限應(yīng)力圓與抗剪強(qiáng)度包線三軸壓縮實(shí)驗(yàn)是測定土體抗剪強(qiáng)度的一種比較完善的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)方法，可以嚴(yán)格控制排水條件，可以測量土體內(nèi)的孔隙水壓力，另外，試樣中的應(yīng)力狀態(tài)也比較明確，試樣破壞時(shí)的破裂面是在最薄弱處，而不像直剪試驗(yàn)?zāi)菢酉薅ㄔ谏舷潞兄g，同時(shí)三軸壓縮試驗(yàn)還可以模擬建筑物和建筑物地基的特點(diǎn)以及根據(jù)設(shè)計(jì)施工的不同要求確定試驗(yàn)方法，因此對于特殊建筑物（構(gòu)筑物）、高層建筑、重型廠房、深層地基、海洋工程、道路橋梁和交通航務(wù)等工程有特別重要的意義。二、實(shí)驗(yàn)方法根據(jù)土樣固結(jié)排水條件和剪切時(shí)的排水條件，三軸試驗(yàn)可分為不固結(jié)不排水剪實(shí)驗(yàn)（UU）、固結(jié)不排水剪實(shí)驗(yàn)（CU）、固結(jié)排水剪實(shí)驗(yàn)（CD）以及Ko固結(jié)三軸實(shí)驗(yàn)等。1．不固結(jié)不排水剪實(shí)驗(yàn)（UU）試樣在施加周圍應(yīng)力和隨后施加偏應(yīng)力直至破壞的整個(gè)試驗(yàn)過程中都不允許排水，這樣從開始加壓直至試樣剪壞，土中的含水量始終保持不變，孔隙水壓力也不可能消散，可以測得總應(yīng)力抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，。2．固結(jié)不排水剪實(shí)驗(yàn)（CU）試樣在施加周圍壓力時(shí)，允許試樣充分排水，待固結(jié)穩(wěn)定后，再在不排水的條件下施加軸向壓力，直至試樣剪切破壞，同時(shí)在受剪過程中，測得土體的孔隙水壓力，可以測得總應(yīng)力抗剪強(qiáng)度強(qiáng)度指標(biāo)，和有效應(yīng)力抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，。3．固結(jié)排水剪實(shí)驗(yàn)（CD）試樣先在周圍壓力下排水固結(jié)，然后允許試樣在充分排水的條件下增加軸向壓力直至破壞，同時(shí)在試驗(yàn)過程中測讀排水量以計(jì)算試樣的體積變化，可以測得有效應(yīng)力抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，。4．Ko固結(jié)三軸實(shí)驗(yàn)常規(guī)三軸試驗(yàn)是在等向固結(jié)壓力（）條件下排水固結(jié)，而K0固結(jié)三軸試驗(yàn)是按施加周圍壓力，使試樣在不等向壓力下固結(jié)排水，然后再進(jìn)行不排水剪或排水剪試驗(yàn)。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1．三軸儀三軸儀根據(jù)施加軸向荷載方式的不同，可以分為應(yīng)變控制式和應(yīng)力控制式兩種，目前室內(nèi)三軸試驗(yàn)基本上采用的是應(yīng)變控制式三軸儀。應(yīng)變控制式三軸儀由以下幾部分組成（如圖4-5）：（1）三軸壓力室。壓力室是三軸儀的主要組成部分，它是由一個(gè)金屬上蓋、底座以及透明有機(jī)玻璃筒組成的密閉容器，壓力室底座通常有3個(gè)小孔分別與圍壓系統(tǒng)、體積變形以及孔隙水壓力量測系統(tǒng)相連。（2）軸向加荷系統(tǒng)。采用電動機(jī)帶動多級變速的齒輪箱，或者采用可控硅無級變速，并通過傳動系統(tǒng)使壓力室自下而上的移動，從而使試樣承受軸向壓力，其加荷速率可根據(jù)土樣性質(zhì)和試驗(yàn)方法確定。（3）軸向壓力測量系統(tǒng)。施加于試樣上的軸向壓力由測力計(jì)量測，測力計(jì)由線性和重復(fù)性較好的金屬彈性體組成，測力計(jì)的受壓變形由百分表或位移傳感器測讀。（4）周圍壓力穩(wěn)壓系統(tǒng)。采用調(diào)壓閥控制，調(diào)壓閥控制到某一固定壓力后，它將壓力室的壓力進(jìn)行自動補(bǔ)償而達(dá)到穩(wěn)定的周圍壓力。（5）孔隙水壓力量測系統(tǒng)?？紫端畨毫τ煽讐簜鞲衅鳒y得。（6）軸向變形量測系統(tǒng)。軸向變形長距離百分表（0~30mm百分表）或位移傳感器測得。圖應(yīng)變控制式三軸儀1-調(diào)壓筒；2-周圍壓力表；3-周圍壓力閥；4-排水閥；5-體變管；6-排水管；7-變形量表；8-量力環(huán)；9-排氣孔；10-軸向加壓設(shè)備；11-壓力室；12-量管閥；13-零位指示器；14-孔隙壓力表；15-量管；16-孔隙壓力閥；17-離合器；18-手輪；19-馬達(dá)；20-變速箱（7）反壓力體變系統(tǒng)。由體變管和反壓力穩(wěn)壓控制系統(tǒng)組成，以模擬土體的實(shí)際應(yīng)力狀態(tài)或提高試件的飽和度以及量測試件的體積變化。2．附屬設(shè)備（1）擊實(shí)筒和飽和器（2）切土盤、切土器、切土架和原狀土分樣器（3）承膜筒和砂樣制備模筒（4）天平、卡尺、乳膠膜等四、試樣的制備與飽和1．試樣制備試樣應(yīng)切成圓柱性形狀，試樣直徑為Φ39.1mm、Φ61.8mm、Φ101mm、相應(yīng)的試樣高度分別為80mm、150mm、200mm，試樣高度與直徑的關(guān)系一般為2～2.5倍，試樣的允許最大粒徑與試樣直徑之間的關(guān)系見表4-1。表試樣的允許最大粒徑與試樣直徑之間的關(guān)系見表試樣直徑D(mm)允許最大粒徑d(mm)39.1d<D/1061.8d<D/10101.0d<D/5對于較軟的土樣，用鋼絲鋸或切土刀在切土盤上制樣；對于較硬的土，用切土刀和切土器在在切土架上制樣。稱取切削好試樣的質(zhì)量，準(zhǔn)確至0.1g，試樣的高度和直徑用卡尺量測，并按下式計(jì)算平均直徑式中D1D2D3分別為試樣上、中、下部位的直徑。與此同時(shí)，取切下的余土，平行測得含水量，取其平均值為試樣的含水量。2．試樣飽和（1）真空抽氣飽和：將試樣裝入飽和器，置于真空缸內(nèi)，進(jìn)行抽氣，當(dāng)真空壓力達(dá)到1個(gè)大氣壓時(shí)，開啟管夾，使清水注入真空缸內(nèi)，待水面超過飽和器后，即可停止抽氣，然后靜止大約10h左右，使試樣充分吸水飽和。（2）水頭飽和：將試樣裝入壓力室內(nèi)，施加20kPa的周圍壓力，使無氣泡的水從試樣底座進(jìn)入，待上部溢出，水頭高差一般在1m左右，直至流入水量和溢出水量相等為止。（3）反壓力飽和：試樣飽和度要求較高時(shí)采用（祥見實(shí)驗(yàn)規(guī)程）。五、操作步驟這里只介紹不固結(jié)不排水剪。1．對儀器各部分進(jìn)行全面檢查，周圍壓力系統(tǒng)、反壓力系統(tǒng)、孔隙水壓力系統(tǒng)、軸向壓力系統(tǒng)是否能正常工作，排水管路是否暢通，管路閥門連接處有無漏水漏氣現(xiàn)象。乳膠膜是否有漏水漏氣現(xiàn)象。2．拆開壓力室的有機(jī)玻璃罩子，將試樣方在試樣底座的不透水圓板上，在試樣的頂部放置不透水試樣帽。3．將乳膠膜套在承膜筒上，兩端翻過來，用吸咀吸氣，使乳膠膜貼緊承膜筒內(nèi)壁，然后套在試樣外放氣，翻起乳膠膜，取出承膜筒，用橡皮圈將乳膠膜分別扎緊在試樣底座和試樣帽上，4．裝上受壓室外罩，安裝時(shí)應(yīng)先將活塞提高，以防碰撞試樣，然后將活塞對準(zhǔn)試樣帽中心，并旋緊壓力室密封螺帽，再將測力環(huán)對準(zhǔn)活塞。5．向壓力室充水，當(dāng)壓力室快注滿水時(shí)，降低進(jìn)水速度，當(dāng)水從排水孔溢出時(shí)，關(guān)閉排水孔。6．開空壓機(jī)和周圍壓力閥，施加所需的周圍壓力，周圍壓力的大小應(yīng)根據(jù)土樣埋深和應(yīng)力歷史來決定，也可按100、200300kPa施加。7．旋轉(zhuǎn)手輪，當(dāng)測力環(huán)的量表微動，表示活塞與試樣接觸，然后將測力環(huán)的量表和和軸向位移量表的指針調(diào)整到零位。8．啟動電動機(jī)開始剪切，剪切速率宜為每分鐘應(yīng)變0.5%～1.0%。80mm高的試樣速率為0.4～0.8mm/min。開始階段，試樣每產(chǎn)生垂直應(yīng)變0.3～0.4%時(shí)記測力環(huán)量表讀數(shù)和垂直位移量表讀數(shù)各一次。當(dāng)接近峰值時(shí)應(yīng)加密讀數(shù)，如果試樣特別松軟和硬脆，可酌情減少或加密讀數(shù)。9．當(dāng)出現(xiàn)峰值后，再進(jìn)行3%～5%的垂直應(yīng)變或剪至總垂直應(yīng)變的15%后停止試驗(yàn)，若測力環(huán)讀數(shù)無明顯減少則垂直應(yīng)變應(yīng)進(jìn)行到20%。10．試驗(yàn)結(jié)束后，關(guān)閉電動機(jī)，關(guān)周圍應(yīng)力閥，拔開離合器，倒轉(zhuǎn)手輪，然后打開排氣孔，排去壓力室內(nèi)的水，拆去壓力室外罩，取出試驗(yàn)，描述試樣破壞的形狀，并測得試驗(yàn)后的密度和含水量。11．重復(fù)以上步驟分別在不同的圍壓下進(jìn)行第二、三、四個(gè)試樣的試驗(yàn)。六、成果整理1．計(jì)算軸向應(yīng)變式中－軸向應(yīng)變（％）；－軸向變形(mm)；－土樣初始高度（mm）。2．計(jì)算剪切過程中試樣的平均面積：式中－剪切過程中平均斷面積（cm2）－土樣初始斷面積（cm2）－軸向應(yīng)變（％）3.計(jì)算主應(yīng)力差式中－主應(yīng)力差（kPa）―大主應(yīng)力（kPa）－小主應(yīng)力（kPa）－測力計(jì)率定系數(shù)（N/0.01mm）－測力計(jì)讀數(shù)（0.01mm）10－單位換算系數(shù)。4．繪制主應(yīng)力差與軸向應(yīng)變關(guān)系曲線以主應(yīng)力差（）為縱坐標(biāo)，軸向應(yīng)變?yōu)闄M坐標(biāo)，繪制主應(yīng)力差與軸向應(yīng)變關(guān)系曲線（圖4-5），若有峰值時(shí)，取曲線上主應(yīng)力差的峰值作為破壞點(diǎn)；若無峰值時(shí)，則取15％軸向應(yīng)變時(shí)的主應(yīng)力差值作為破壞點(diǎn)。圖主應(yīng)力差與軸向應(yīng)變關(guān)系曲線圖不固結(jié)不排水剪強(qiáng)度包線5．繪制強(qiáng)度包線以剪應(yīng)力為縱坐標(biāo)，法向應(yīng)力為橫坐標(biāo)，在橫坐標(biāo)軸上以破壞時(shí)的為圓心，以為半徑，在坐標(biāo)系上繪制破壞總應(yīng)力圓，并繪制不同周圍應(yīng)力下諸破壞總應(yīng)力圓的包線（圖4-6），包線的傾角為內(nèi)摩擦角，包線在縱坐標(biāo)上的截距為粘聚力。七、思考題什么是土的抗剪強(qiáng)度？土的抗剪強(qiáng)度是不是一個(gè)定值？什么是土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)？對于一種土，其抗剪強(qiáng)度指標(biāo)是否為一個(gè)定值？為什么？分別簡述直剪實(shí)驗(yàn)和三軸實(shí)驗(yàn)的原理。比較二者之間的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍？八、實(shí)驗(yàn)報(bào)告此報(bào)告格式僅供參考，同學(xué)可以參照此原則自定報(bào)告形式。在實(shí)驗(yàn)報(bào)告的最后部分，同學(xué)要綜合所學(xué)知識及實(shí)驗(yàn)所得結(jié)論，認(rèn)真回答思考題并可以提出自己的見解、討論及存在的問題。實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩?shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)記錄及成果分析（1）三軸實(shí)驗(yàn)記錄周圍壓力(kPa)量力環(huán)讀數(shù)(0.01mm)軸向荷重(N)軸向變形(0.01mm)軸向應(yīng)變(%)校正后試樣面積(cm2)主應(yīng)力差(kPa)軸向應(yīng)力(kPa)(2)主應(yīng)力差與軸向應(yīng)變關(guān)系曲線(3)不固結(jié)不排水剪強(qiáng)度包線老師提問學(xué)生思考五家渠職業(yè)技術(shù)學(xué)校理論教學(xué)教案NO：11課程名稱土力學(xué)教學(xué)方法板書與多媒體課件相結(jié)合授課學(xué)時(shí)2班級水利17班教學(xué)形式講授時(shí)間8月班級路橋17班教學(xué)章節(jié)4.1土的抗剪強(qiáng)度的定義4.2土的抗剪強(qiáng)度理論教學(xué)目標(biāo)掌握土的抗剪強(qiáng)度的定義及抗剪強(qiáng)度理論教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：掌握土的抗剪強(qiáng)度的定義難點(diǎn)：抗剪強(qiáng)度理論引入主體課程4.1土的強(qiáng)度定義一、土的強(qiáng)度特點(diǎn)：1．碎散性：強(qiáng)度不是顆粒礦物本身的強(qiáng)度，而是顆粒間相互作用——主要是抗剪強(qiáng)度與剪切破壞，顆粒間粘聚力與摩擦力；.2．三相體系：三相承受與傳遞荷載——有效應(yīng)力原理；3．自然變異性：土的強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)性與復(fù)雜性。二、工程中土體的破壞類型1.擋土結(jié)構(gòu)物的破壞2.各種類型的滑坡3.地基的破壞土體的破壞除滲透破壞外都屬于剪切破壞。土的抗剪強(qiáng)度：土體抵抗剪切破壞的極限能力4.2土的抗剪強(qiáng)度理論一、庫侖定律庫侖定律：土的抗剪強(qiáng)度是剪切面上的法向總應(yīng)力s的線性函數(shù)1、粘性土f=tan砂土f2、砂性土c:土的粘聚力j:土的內(nèi)摩擦角f=c+tan粘土cf該圖表示的就是庫侖線，它表示出土的抗剪強(qiáng)度隨剪切面上的鉛直壓力的加大而增長的規(guī)律。二、抗剪強(qiáng)度指標(biāo)與主要影響因素（一）土的抗剪強(qiáng)度標(biāo)、c:是土的內(nèi)摩擦角，包括土顆粒和顆粒接觸表面的摩擦力及顆粒和顆粒之間的咬合力。一般土愈密實(shí)，顆粒愈粗，其值也愈大，反之就愈小。C：粘聚力是由于顆粒之間的膠結(jié)作用、結(jié)合水膜以及分子引力作用等形成。一般土的顆粒愈細(xì)小，塑性愈大，愈緊密，其值也就愈大。（二）影響土的抗剪強(qiáng)度的因素1、土粒是礦物成分、形狀、顆粒大小與顆粒級配2、土的密度3、含水量4、土體結(jié)構(gòu)的擾動情況5、有效應(yīng)力土的強(qiáng)度理論(極限平衡條件)一、概述土體的主要破壞形式：剪切破壞莫爾強(qiáng)度理論認(rèn)為：材料發(fā)生破壞主要是由于某一截面上的剪應(yīng)力達(dá)到一定的限度所致，但材料破壞也和該受剪截面上的法向應(yīng)力有關(guān)。土體中某點(diǎn)任意平面上的剪應(yīng)力如果等于該平面上土的抗剪強(qiáng)度時(shí)，表明該點(diǎn)的任意平面土體已處于極限平衡狀態(tài)，即：二、土中某點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)Oz+zx-xzx213rR莫爾圓：代表一個(gè)土單元的應(yīng)力狀態(tài)；圓周上一點(diǎn)代表一個(gè)面上的兩個(gè)應(yīng)力s與t。老師提問學(xué)生思考五家渠職業(yè)技術(shù)學(xué)校理論教學(xué)教案NO：12課程名稱土力學(xué)教學(xué)方法板書與多媒體課件相結(jié)合授課學(xué)時(shí)2班級水利17班教學(xué)形式講授時(shí)間8月班級路橋17班教學(xué)章節(jié)4.3土的剪切試驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)掌握土的剪切試驗(yàn)教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：土的剪切試驗(yàn)操作步驟難點(diǎn)：土的剪切試驗(yàn)結(jié)果處理引入主體課程確定土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的試驗(yàn)稱為剪切試驗(yàn)。測定土的抗剪強(qiáng)度的設(shè)備與方法很多。常用的室內(nèi)試驗(yàn)有直接剪切試驗(yàn)、三軸壓縮試驗(yàn)、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，野外常用的有十字板剪切試驗(yàn)等。(1)直接剪切試驗(yàn)直接剪切試驗(yàn)是最簡單的抗剪強(qiáng)度測定方法。直接剪切試驗(yàn)所用儀器，按加荷方式不同可分為：①應(yīng)變控制式；②應(yīng)力控制式。(2)三軸壓縮試驗(yàn)三軸壓縮儀是針對直剪儀的缺點(diǎn)而發(fā)展起來的，是測定土的抗剪強(qiáng)度的較為完善的一種方法。它由加載系統(tǒng)(對試樣施加周圍壓力及豎向應(yīng)力增量)、量測系統(tǒng)(量測孔隙水壓力及試樣排水量)、壓力室(底座和有機(jī)玻璃罩等組成的密封容器)等組成。如圖5.8所示。(3)無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)實(shí)際上是三軸試驗(yàn)的一個(gè)特例(σ3=0)。三軸壓縮儀1—調(diào)壓筒；2—周圍壓力表；3—周圍壓力閥；4—排水閥；5—變體閥；6—排水管；7—百分表；8—量力環(huán)；9—排氣孔；10—軸向加壓設(shè)備；11—壓力室；12—量管閥；13—零位指示器；14—孔隙水壓力表；15—量管；16—孔隙水壓力閥；17—離合器；18—微調(diào)手輪；19—粗調(diào)手輪(4)十字板剪切試驗(yàn)十字板剪切儀是一種使用方便的抗剪強(qiáng)度原位測試儀器。三軸固結(jié)排水試驗(yàn)和直剪慢剪試驗(yàn)(1)三軸固結(jié)排水試驗(yàn)(CD試驗(yàn))(2)慢剪試驗(yàn)老師提問學(xué)生思考五家渠職業(yè)技術(shù)學(xué)校理論教學(xué)教案NO：13課程名稱土力學(xué)教學(xué)方法板書與多媒體課件相結(jié)合授課學(xué)時(shí)2班級水利17班教學(xué)形式講授時(shí)間8月班級路橋17班教學(xué)章節(jié)4.4地基承載力教學(xué)目標(biāo)掌握地基承載力及相關(guān)知識教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：地基承載力的基本概念及確定方法難點(diǎn)：按原位測試確定地基的承載力引入主體課程地基破壞的模式地基破壞的3種模式及其特征地基破壞的三個(gè)階段地基承載力的確定方法P681根據(jù)原位測試確定2根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范確定3根據(jù)地基承載力理論公式確定老師提問學(xué)生思考五家渠職業(yè)技術(shù)學(xué)校理論教學(xué)教案NO：14課程名稱土力學(xué)教學(xué)方法板書與多媒體課件相結(jié)合授課學(xué)時(shí)2班級水利17班教學(xué)形式講授時(shí)間8月班級路橋17班教學(xué)章節(jié)5.1土壓力及擋土墻概述5.2靜止土壓力計(jì)算教學(xué)目標(biāo)掌握靜止土壓力、主動土壓力、被動土壓力的概念及區(qū)別理解土壓力計(jì)算教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：靜止土壓力、主動土壓力、被動土壓力的概念及區(qū)別難點(diǎn)：土壓力計(jì)算引入主體課程第一節(jié)概述靜止土壓力主動土壓力被動土壓力第二節(jié)靜止土壓力計(jì)算靜止土壓力系數(shù)確定的方法有3中P85老師提問學(xué)生思考五家渠職業(yè)技術(shù)學(xué)校理論教學(xué)教案NO：14課程名稱土力學(xué)教學(xué)方法板書與多媒體課件相結(jié)合授課學(xué)時(shí)2班級水利17班教學(xué)形式講授時(shí)間8月班級路橋17班教學(xué)章節(jié)5.3朗肯土壓力理論教學(xué)目標(biāo)掌握朗肯土壓力理論及相關(guān)知識教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：朗肯土壓力理論難點(diǎn)：用朗肯土壓力理論計(jì)算主動土壓力和被動土壓力引入主體課程朗肯(Rankine，1857)土壓力理論是經(jīng)典土壓力理論之一，它是根據(jù)半空間土體的應(yīng)力狀態(tài)和土體極限平衡條件導(dǎo)得的。朗肯土壓力理論假定墻背垂直、光滑，填土面水平。根據(jù)這一假定可知墻后填土中的應(yīng)力狀態(tài)與半無限空間土體中的應(yīng)力狀態(tài)相一致，即水平面和鉛垂面上的剪應(yīng)力為零，正應(yīng)力分別為大、小主應(yīng)力。一、主動土壓力二、被動土壓力三、其他情況下土壓力的計(jì)算老師提問學(xué)生思考五家渠職業(yè)技術(shù)學(xué)校理論教學(xué)教案NO：14課程名稱土力學(xué)教學(xué)方法板書與多媒體課件相結(jié)合授課學(xué)時(shí)2班級水利17班教學(xué)形式講授時(shí)間8月班級路橋17班教學(xué)章節(jié)5.4庫侖土壓力理論教學(xué)目標(biāo)掌握庫侖土壓力理論及相關(guān)知識教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：理解庫侖土壓力理論難點(diǎn)：用庫侖土壓力理論計(jì)算主動土壓力和被動土壓力引入主體課程一、主動土壓力計(jì)算二、被動土壓力計(jì)算老師提問學(xué)生思考五家渠職業(yè)技術(shù)學(xué)校理論教學(xué)教案NO：14課程名稱土力學(xué)教學(xué)方法板書與多媒體課件相結(jié)合授課學(xué)時(shí)2班級水利17班教學(xué)形式講授時(shí)間8月班級路橋17班教學(xué)章節(jié)5.5擋土墻教學(xué)目標(biāo)掌握擋土墻的概念及應(yīng)用教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：重力式擋土墻的構(gòu)造難點(diǎn)：擋土墻施工的要點(diǎn)引入主體課程一、擋土墻的概念及應(yīng)用二、擋土墻的類型三、輕型擋土墻的簡介1、加筋擋土墻2、錨桿擋土墻3、錨定板擋土墻4、鋼筋混凝土懸臂式和扶壁式擋土墻5、對拉式擋土墻6、樁板式擋土墻四、重力式擋土墻的構(gòu)造老師提問學(xué)生思考五家渠職業(yè)技術(shù)學(xué)校理論教學(xué)教案NO：課程名稱土力學(xué)教學(xué)方法板書與多媒體課件相結(jié)合授課學(xué)時(shí)2班級水利17班教學(xué)形式講授時(shí)間8月班級路橋17班教學(xué)章節(jié)6.1人工地基概述6.2砂礫墊層教學(xué)目標(biāo)掌握人工地基概念，理解砂礫墊層作用及施工要點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：掌握人工地基難點(diǎn)：砂礫墊層作用及施工要點(diǎn)引入主體課程地基與基礎(chǔ)的概念（1）基礎(chǔ)：1）定義：建筑物的下部結(jié)構(gòu)，將建筑物的荷載傳給地基，起著中間的連接作用。2）分類：按埋深可分為：淺基礎(chǔ)：埋深較小，可采用深基礎(chǔ)：樁基礎(chǔ)、地下連續(xù)墻（2）地基1）定義：基底以下的土體中因修建建筑物而引起的應(yīng)力增加值（變形）所不可忽略的那部分土層。持力層：直接與基礎(chǔ)接觸，并承受壓力的土層下臥層：持力層下部的土層2）分類：天然地基：在天然土層上修建，土層要符合修建建筑物的要求（強(qiáng)度條件、變形條件）人工地基：經(jīng)過人工處理或加固過的地基：第一節(jié)概述人工地基按不同的加固原理，可分為如下幾種類型1、換土法2、機(jī)械密實(shí)法3、漿液灌注膠結(jié)法4、排水固結(jié)法5、深層攪拌樁6、加筋法第二節(jié)砂礫墊層一、砂礫墊層的作用1、減小壓應(yīng)力承載力提高2、減小基礎(chǔ)的總沉降值3、加速軟土層的固結(jié)排水4、防治凍脹二、砂礫墊層的設(shè)計(jì)計(jì)算1、砂礫墊層設(shè)計(jì)尺寸的確定2、基礎(chǔ)沉降量的計(jì)算三、砂礫墊層施工要點(diǎn)1、就地取材，滿足質(zhì)量要求和基地壓力的要求，宜用顆粒級配良好、質(zhì)地堅(jiān)硬的中砂、粗砂或礫砂2、施工關(guān)鍵是將砂礫加密到設(shè)計(jì)要求的密實(shí)度3、基坑開挖鋪設(shè)墊層時(shí)，必須避免對軟弱土層的擾動，基坑開挖后應(yīng)及時(shí)回填，不應(yīng)暴露過久或水浸。五家渠職業(yè)技術(shù)學(xué)校理論教學(xué)教案NO：課程名稱土力學(xué)教學(xué)方法板書與多媒體課件相結(jié)合授課學(xué)時(shí)2班級水利17班教學(xué)形式講授時(shí)間8月班級路橋17班教學(xué)章節(jié)6.3砂（碎石）樁教學(xué)目標(biāo)掌握砂樁作用和構(gòu)造，掌握砂樁施工工藝教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：掌握砂樁作用和構(gòu)造難點(diǎn)：砂樁施工工藝引入主體課程一、概述砂樁也稱為擠密砂樁或砂樁擠密法，是指用震動、沖擊或水沖等方法在軟弱地基中成孔后再將砂擠入土中，形成密實(shí)砂柱體的加固地基的方法二、作用于構(gòu)造1、砂樁的作用提高地及強(qiáng)度和減少地基變形2、構(gòu)造直徑一般為30~70cm，砂樁中心距為（3~5）d三、砂樁設(shè)計(jì)要點(diǎn)首先要根據(jù)工程對地基加固的要求，確定要求達(dá)到的密實(shí)度和孔隙比，并考慮樁位布置形式和樁徑大小，計(jì)算樁數(shù)及樁的間距。四、砂樁施工工藝1、振沖法2、沉管法振動成樁法沖擊成樁法老師提問學(xué)生思考五家渠職業(yè)技術(shù)學(xué)校理論教學(xué)教案NO：課程名稱土力學(xué)教學(xué)方法板書與多媒體課件相結(jié)合授課學(xué)時(shí)2班級水利17班教學(xué)形式講授時(shí)間8月班級路橋17班教學(xué)章節(jié)6.4加固地基的其他方法教學(xué)目標(biāo)掌握加固地基的機(jī)械密實(shí)法、化學(xué)加固法、灰土樁擠密法、排水固結(jié)法、加筋法教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：機(jī)械密實(shí)法、化學(xué)加固法、灰土樁擠密法、排水固結(jié)法、加筋法難點(diǎn)：機(jī)械密實(shí)法、化學(xué)加固法、灰土樁擠密法、排水固結(jié)法、加筋法引入主體課程一、機(jī)械密實(shí)法1、重錘夯實(shí)和振動壓實(shí)2、強(qiáng)夯二、化學(xué)加固法1、高壓噴射注漿法2、深層攪拌法三、灰土樁擠密法四、排水固結(jié)法1、基本原理：軟黏土地基在荷載作用下，土孔隙水滿滿排出，孔隙比減小，地基發(fā)生固結(jié)變形，地基土的強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)2、排水固結(jié)法的排水與預(yù)壓排水首先打設(shè)沙井包括袋裝沙井、塑料排水板等，在砂井之上鋪設(shè)砂墊或者砂溝，增加土層排水通道，加速固結(jié)。預(yù)壓：堆載預(yù)壓法通過臨時(shí)填土石方等方法對地基加載預(yù)壓，達(dá)到預(yù)先完成部分或大部分地基沉降，并通過地基土固結(jié)提高地基承載力真空預(yù)壓法在黏土層上鋪設(shè)砂墊層，搭設(shè)排水板，然后用薄膜密封砂墊層，用真空泵抽氣，使地下水位下降，同時(shí)在大氣壓力作用下加速地基固結(jié)五、加筋法加筋法是指在軟弱地基中加入特殊材料。常見的種類有三種即土工合成材料、土釘墻技術(shù)、加筋土老師提問學(xué)生思考五家渠職業(yè)技術(shù)學(xué)校理論教學(xué)教案NO：課程名稱土力學(xué)教學(xué)方法板書與多媒體課件相結(jié)合授課學(xué)時(shí)2班級水利17班教學(xué)形式講授時(shí)間8月班級路橋17班教學(xué)章節(jié)7.1天然地基上的淺基礎(chǔ)概述7.2明挖基礎(chǔ)的尺寸教學(xué)目標(biāo)掌握地基基礎(chǔ)概念及相關(guān)知識教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：地基基礎(chǔ)概念難點(diǎn)：明挖基礎(chǔ)的尺寸確定引入主體課程地基：指在外荷載作用下所產(chǎn)生的附加應(yīng)力與應(yīng)變都不能忽略的那部分土層，即主要受力層。地基要求：地基應(yīng)有足夠的強(qiáng)度地基不能產(chǎn)生過大的變形天然地基：地基土的承載力較高，變形量小，可以直接進(jìn)行建筑物修建的地基。人工地基：由于地基土層較軟弱，必須經(jīng)過工程加固處理后才能進(jìn)行建筑的地基。淺基礎(chǔ)埋深<5m深基礎(chǔ)埋深>5m淺基礎(chǔ)定義:埋入地層深度較淺，施工一般采用敞開挖基坑修筑的基礎(chǔ)。淺基礎(chǔ)在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)可以忽略基礎(chǔ)側(cè)面土體對基礎(chǔ)的影響，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式和施工方法也較簡單。淺基礎(chǔ)特點(diǎn):由于埋深淺