土力学与基础工程教案

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1、土力学与基础工程教案学院：系别：教师：时间：27绪论要求：了解本课程的研究内容和学习目的及其在土木工程学科中的重要地位。了解土力学及地基基础的概念及其研究的内容，了解土的基本特征及土力学学习中应注意的一些问题。了解土力学学科的发展过程、概况和趋势，适当介绍本学科的前沿研究领域和课题。重点：掌握本课程的特点及学习方法教学内容：一．基本概念土力学：利用力学的一般原理研究土的物理、化学和力学性质以及土体在荷载、水、温度等外界因素作用下的工程性状的应用科学。（简要分析一下土与其他均质材料的不同之处，以及

2、产生该不同特点的原因）地基：支撑基础的土体或岩体称为地基（注：在附加应力影响范围之内）基础：承上启下，将上部结构荷载传递到地基的那部分结构，属于结构的一部分二．本课程研究的基本问题土力学研究的主要问题：强度问题，渗透问题、变形问题、稳定问题地基与基础研究的主要问题：基础选型、浅基础（扩展基础）及深基础（桩基础）设计的基本内容；基础设计必须满足三个条件：强度、变形和稳定性（边坡及挡墙等）可分别针对以上造成的工程问题举例说明下三、本学科的发展简史四、基础工程设计计算原则及所需资料1．承载力原则2．地

3、基基础变形原则3．地基基础整体稳定原则4．基础自身强度原则成绩评定：考勤：10％作业：20％考试：70％第一章土的物理性质和工程分类要求：1.了解土的生成和演变过程，了解土的矿物成分和土中水的种类以及粘土矿物的带电性质、土的结构性和灵敏度等。2.理解土的三相组成、土的三相比例指标的定义并掌握其计算方法(建立土的三相简图，介绍各指标的定义和公式，推导换算公式。讲授时应重点指出和说明可直接测定的三个基本物理指标的意义和测定方法)。3.27掌握土的粒径级配的分析方法(包括粒组的划分、颗粒大小分析试验及

4、粒径级配曲线绘制、级配好坏的判断指标及标准、粒径级配在无粘土分类上的应用)。掌握土的物理状态判断指标和标准(砂性土的相对密度和粘性土的界限含水量)以及利用这些指标来判断其物理状态和工程性质好坏的方法。5.理解土的压实原理。掌握击实试验方法、最大干重度和最优含水量的概念以及影响土体压实的主要因素。6.了解土的工程分类的基本方法。重点：土的三相物理指标及换算关系，土的粒径级配及土的物理状态的判别。难点：土的三相物理指标的换算。需要掌握的基本概念:颗粒级配;不均匀系数/曲率系数;液限/塑限/缩限;液性

5、指数/塑性指数;土的灵敏度和触变形;最优含水量计算主要掌握:三相组成指标之间的换算及有关计算液限/塑限等的计算及相关判断教学内容：一．土的形成（简要介绍）物理风化：形成沙、砾等粗颗粒土化学风化：形成黏性土沉积环境：残积土、坡积土、冲积土、洪积土特殊土：软土、黄土、膨胀土、冻土等二．土的三相组成及土的结构1．土中的固体颗粒粗粒重在粒径分析细粒重在矿物组成(1)粒组：粒径界于一定范围内的土粒集合分为6组：巨粒：漂石（块石）颗粒（>200mm）；卵石（或碎石）颗粒（60～200mm）粗粒：圆砾（或角砾

6、）（2～60mm）沙砾（0.75～2mm）细粒：粉粒（0.005～.75mm）粘粒（<0.005mm）(2)颗粒级配：土中各粒组的重量占土的总重（干重）的百分比(3)不均匀系数Cu=d60/d10(反映粒组的变化范围),曲率系数Cc=d302/(d60*d10)(反映粒组的连续性)的概念及物理意义如何利用不均匀系数Cu(反映粒组的变化范围),曲率系数(Cc)(反映粒组的连续性)来判断颗粒级配的好坏级配良好的土：Cu>5且Cc＝1～3讨论：曲线出现平直段反映什么情况？曲线出现竖直段反映什么情况？(

7、4)土的矿物成分原生矿物次生矿物：粘土矿物（高岭石伊利石蒙脱石）亲水关系：高岭石<伊利石<蒙脱石倍半氧化物及次生二氧化硅、可溶性次生矿物、有机质272．土中的水土中的水包括几种类型，各自的特点结合水――－强结合水：紧靠于土颗粒的表面，受电场作用很大，不能移动，表现出固态特性它的特征是：1）.没有溶解盐类的能力，2）.不能传递静水压力，3）.只有吸热变成蒸汽时才能移动。弱结合水：强结合水外，电场作用范围内的水，是一种粘质水膜，受力时可以从水膜厚处向薄处移动，也可因电场引力从一个土粒周围转移到另一个

8、土粒周围，不能传递静水压力，但在重力作用下不会发生移动。是粘土具有塑性的原因自由水--------毛细水(定义:受到水与空气交界面处表面张力的作用,存在于地下水位以上透水层中的自由水)毛细水上升高度由什么确定:毛细水压力的大小:在弯液面处最大,在的下水面处最小为0.毛细水压力的存在使得毛细区的有效应力增大重力水：地下水面以下,土颗粒电分子引力范围以外的水,仅受重力作用.传递静水压力产生浮托力.毛细水的工程地质意义：（1）产生毛细压力（）：负的静水压力（2）毛细水对土中气体的分布与流通起有一定作用