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1、第3期江建洪：面向工程管理专业本科生的土力学教学
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3、以水头概念的引入为例321面向工程管理专业本科生的土力学教学
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5、以水头概念的引入为例江建洪1)(苏州大学城市轨道交通学院，江苏苏州，215131)摘要工程管理专业本科生在学习土力学之前，往往并没有教学提出了挑战.像土木工程专业的学生那样系统深入地学习过必备的固体和针对工程管理专业的学生往往力学基础薄弱或流体力学知识，这给其教学提出了挑战.本文由生活经验和缺失的特点，进行土力学教学时，重要的概念应以具已有中学物理知识引出水头概念，将其表达为一个可感知的体形象的方式引入.土力学中的水头概念涉及到土高度，具体形象，易于学生接受.在深入了解学生现有知
6、识结中水的渗流、土体的固结沉降等知识，是一个非常重构和掌握程度的基础上，因材施教，以新颖合理的方式引入要的概念.下面将以水头概念为例讨论面向工程管某些力学概念，实践表明这是对工程管理专业学生较为有效理专业学生的土力学教学方法.的一个教学方法.关键词土力学，水头，知识结构，因材施教1现有土力学教材关于水头概念的引入各经典教材对水头概念都进行了引入，如：东中图分类号：TU43文献标识码：A南大学等四校合编的《土力学》[1]:根据D¢伯努利doi：10.6052/1000-0879-15-292(Bernoulli,1738)定理，所谓水头(hydraulichead),v2p其定义为h=++z"
7、；同济大学编写的《土引言2g°w质学与土力学》(第4版)[2]:伯努利方程可用下式表土力学是土木工程和工程管理专业较为重要的v2u一门基础课.土木工程事故的发生，往往与土力学相示为:+z+=h=水头"；清华大学编写的2g°w关，如近年来上海大楼的整体倒塌和杭州地铁车站《土力学》[3]:所谓水头，实际上就是单位重量水体基坑的塌陷等.因此，工程管理专业的学生为了保所具有的能量.按伯努里方程，液流中一点的总水证未来工作中工程的安全性，必须打下较好的土力2uv学基础.头h，可用位置水头z，压力水头°和流速水头2gwuv2土是由固体颗粒、水和气体组成的三相体系，之和表示，即h=z++"；Das教授编
8、写的°w2g力学性质复杂.土力学的教学要以一系列的力学课美国高校通用教材PrinciplesofGeotechnical程为前提，包括研究质点和刚体的理论力学，研究固Engineering"[4]：From°uidmechanics,weknow体的材料力学、弹性力学和塑性力学，及研究流体的that,accordingtoBernoulli'sequation,thetotalhead流体力学.然而对于工程管理专业的本科生，先学工atapointinwaterundermotioncanbegivenbythe程后学管理，关于工程方面的课程仅仅是整个专业sumofthepressure,v
9、elocity,andelevationheads,培养方案的一部分.因此，大量的力学课程以压缩的2uv形式进行，或者没法安排相关的课程.对于固体的认orh=++z"；土力学之父Terzaghi等°w2g识，往往用工程力学这一门课来涵盖；而对于流体的编写的土力学教材SoilMechanicsinEngineering认识，在不少学校是缺乏的，因为无法将流体力学纳Practice"[5]：Water°owsthroughsoilsinresponse入专业培养方案的大类基础课程.这就对土力学的toagradientintotalorhydraulichead(h)de¯nedas2015{1
10、1{05收到第1稿，2016{02{06收到修改稿.1)江建洪，博士，副教授，主要从事土力学与基础工程的教学和科研.E-mail：jianhong.jiang@suda.edu.cn引用格式：江建洪.面向工程管理专业本科生的土力学教学
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12、以水头概念的引入为例.力学与实践,2016,38(3):321-323JiangJianhong.Soilmechanicsinstructionforengineeringmanagementundergraduateswithanexampleforintro-ducingtheconceptofhydraulichead.MechanicsinEngin
13、eering,2016,38(3):321-323322力学与实践2016年第38卷uh=z+".上述各教材引入时都对式中符号进行水压力是否能产生压力势能呢？类比于弹簧，当弹°w了说明：h表示总水头，z表示位置水头，u或p表簧被压缩时，弹簧会储存弹性势能；而如果一个装有示压力，v表示水流速率，°w表示水的重度，g表示水的针筒，针头被完全堵住，而活塞向前挤压的话，重力加速度.那么水受压会产生压强，水
