1、土力學與工程地質課程教學大綱（Soil Mechanics and Engineering Geology）一、課程概況課程代碼：0401010學 分：3學 時：48（其中：講授學時42， 實驗學時6）先修課程：材料力學，結構力學適用專業(yè)：土木工程 建議教材：土力學與地基基礎，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，孫家齊主編，2009年（第四版），武漢理工大學出版社。課程歸口：土木建筑工程學院課程的性質與任務：本課程是土木工程專業(yè)的專業(yè)必修課。通過本課程的學習，使學生掌握土力學和工程地質的基本概念、基本理論和方法，注重培養(yǎng)和提高學生運用基本理論和方法解決實際問題的能

2、力，為相關專業(yè)課程的學習打下堅實基礎。二、課程目標目標1：掌握土力學的基本概念，土的基本特性組成物理性質及分類；目標2：掌握土中應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：掌握地質年代單位及地質年代表中各地質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現(xiàn)象的工程地質問題目標7：掌握影響巖體力學性質的主要因素目標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，對應關系如表所示。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、課程內容及要求（一）緒論1. 教學內容（1）土力學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的工程問題。（3）本課程的應用工程領域、學習目的、內容、方法、課程環(huán)節(jié)。（4）本學科的發(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、物理性質及分類1. 教學內容（1）土的物理性質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）土的結構和構造特征。（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、的物理性質指標及換算。（三）土中應力1. 教學內容（1）掌握自重應力概念及計算方法。（2）掌握基底壓力和地基中的附加應力計算方法。（3）掌握有效應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. 教學內容（1）土的固結試驗與壓縮性指標。（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理論。（5）地基沉降與時間的關系。2.基本要求（1）掌握地基的最終沉降量計算。（2）掌握采用固結理論進行地基土的固結計算。（五）土的抗剪強度1. 教學內容（

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.教學內容（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）掌握支護結構后土體所處的狀態(tài)。（七）地基承載力及邊坡穩(wěn)定性1. 教學內容（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）工程地質緒論1. 教學內容（1）地質學的研究內容，工程地質學的研究內容及研究方法；（2）工程地質條件和工程地質問題；（3）工程地質學的主要任務.2.基本要求（1）熟悉工程地質學的研究內容及研究方法；（2）了解工程地質條件，了解工程地質問題；（九）地殼的物質組成1. 教學內容(1) 地球的圈層構造與地質作用；(2) 造巖礦物；(3) 巖漿巖（火成巖）；(4) 沉積巖；(5) 變質巖；(6) 巖石的工程地質性質。2.基本要求(1)

7、 熟悉巖石的成因及其工程地質特征；(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；(3) 了解主要硅酸鹽、碳酸鹽、氧化物、造巖礦物的室內鑒定特征；(4) 熟悉巖漿巖、沉積巖、變質巖的成因、礦物成分、結構、構造、分類及代表性巖石的特征；(5) 熟悉巖漿巖的產狀；(6) 熟悉巖石的特性指標及工程分類。（十）地質年代與第四紀地質概述1. 教學內容(1) 地質作用；(2) 地質年代；(3) 第四紀沉積層的形成及其工程地質特征。2.基本要求(1) 掌握常見地質作用；(2) 掌握相對地質年代及其確定方法；(3) 掌握地質年代單位及地質年代表中各地質年代的名稱及先后順序

8、。（十一）地質構造1. 教學內容(1) 巖層產狀；(2) 地層接觸關系；(3) 褶皺構造；(4) 斷裂構造；(5) 活動性斷裂與地震。(6) 地質圖的閱讀與分析。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，場地的地震效應與地基震害，砂土地基的液化。（十二）地下水1. 教學內容(1) 地下水的基本概念、地下水類型、性質及運動規(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，理解地下水中的化學成分、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）地表地質作用1.教學內容(1)風化作用，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)掌握不良地質現(xiàn)象的工程地質問題；巖體結構特征，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）巖土工程性質分級與分類1.教學內容：(1) 影響巖體力學性質的主要因素；(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特征。2、基本要求：(1) 掌握影響巖體力學性質的主要因素；（十五）工程勘察技術與方法1.教學內容(1) 工程地質測繪；(2) 工程地質勘察要求、內容和方法；(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，了解各勘察階段的基本要求與內容；(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、技術要求、試驗成果及應用等內容；（十六）各類工程的勘察要求與評價1.教學內容(1) 高層建筑工程勘察的基本要求；(2) 路基的主要工程地質問題；(3)公路工程勘察的基本內容；(4) 橋梁工程、地下洞室、特殊土的主要地質問題和勘察要點。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問題。教學內容與課程目標的對應關系及學時分配如表所示。序號教學內容支撐的課程目標支撐的畢業(yè)要求指標點講授學時實驗學時1緒論目標11-20.52土的組成、物理性質及分類目標11-2523土中應力目標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工程地質緒論目標51-20.59地殼的物質組成目標51-2210地質年代與第四紀地質概述目標51-2211地質構造目標51-2212地下水目標61-2213地表地質作用目標61-2214巖土工程性質分級與分類目標71-20.515工程勘察技術與方法目標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、課內實驗（實踐）序號實驗項目名稱實驗內容及要求學時對畢業(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，從課堂教學組織布置預習任務，充分利用網絡資源的形式，提前做好課程知識點的預習工作。課堂上適當采用翻轉課堂的手法，檢驗學生的預習情況，啟發(fā)學生提問和總結知識，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。主要教學環(huán)節(jié)質量要求如表所示。主要教學環(huán)節(jié)質量要求1備課（1）教學內容知識點清晰；（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清

14、楚和掌握程度；重要公式要有推演過程；結論要檢查學生掌握情況；重點和難點要有強調和突出；每次課程授課結束預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課外答疑學習過程中有定期答疑；學期結束前有集中答疑時間；針對考研的同學有專門的答疑預約和安排。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學生參與第二課堂的學習和探索；開放實驗室為創(chuàng)新學分提供條件；指導學生參與導師的研究課

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（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%+課堂練習得分20%+期末考試成績40%。具體內容和比例如表所示?？己?評價環(huán)節(jié)權重考核/評價細則對應的畢業(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 % 實驗報告內容完整，數(shù)據(jù)清晰，結論合理；實驗過程認真完成實驗要求。1-2,3-5課堂練習20 %（1）根據(jù)教學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。