北方工业大学：城市地下空间工程（智慧城市）《土质与土力学》课程教学大纲.pdf_大学文库

《土质与土力学》课程教学大纲课程基本信息总学时为学时数课程类型 ☑理论课（含上机、实验学时）总学时为周数口实习口课程设计口毕业设计课程编码 7237301 总学时48学分课程名称土质与土力学课程英文名称Soil Properties and Soil Mechanics 适用专业城市地下空间工程先修课程 (7030701)高等数学1(1)、(7016401)大学物理V(1) 开课部门土木工程学院力学与地下工程系二、课程性质与目标本课程为城市地下空间工程专业基础类课程，是研究土的物理、化学和力学性质及土体在荷载、水、温度等外界因素作用下工程性状的应用科学。课程内容涉及土的渗透性与土中渗流、土中应力计算、土的压缩与固结、土的抗剪强度、土压力理论、地基承载力理论和土坡稳定分析。通过本课程学习，认识土力学基本概念，掌握土力学基本理论，达到应用土力学基本原理分析和解决复杂城市地下空间工程问题的目的，并为后续专业课程的学习奠定理论基础。课程目标1：掌握土的渗透特性、变形特性和强度特性，能运用土力学知识解释渗流破坏、地面沉降、地基破坏、边坡滑动等工程问题。课程目标2：掌握士体渗流、地基应力、土体变形、地基承载力、土压力和土坡稳定问题基本计算方法，能进行士力学问题综合分析，并获得有效结论。课程目标3：掌握土的液塑限、压缩固结以及剪切试验基本原理，能运用土力学的试验手段开展实际工程问题研究。课程思政目标：课程着力培养学生爱国、敬业、诚信、友善的社会主义核心价值观。帮助学生构建系统土力学知识体系、掌握相关技术规范、法律法规及行业政策，理解复杂城市地下空间工程问题解决方案对社会的影响，并理解应承担的责任。从专业角度培养学生遵纪守法、专业严谨的职业态度，以及求真务实开拓创新的职业精神。课程教学基本内容与要求

1 《土质与土力学》课程教学大纲一、课程基本信息课程类型总学时为学时数  理论课（含上机、实验学时）总学时为周数 □实习 □课程设计 □毕业设计课程编码 7237301 总学时 48 学分 3 课程名称土质与土力学课程英文名称 Soil Properties and Soil Mechanics 适用专业城市地下空间工程先修课程 (7030701)高等数学Ⅰ(1)、(7016401)大学物理Ⅳ(1) 开课部门土木工程学院力学与地下工程系二、课程性质与目标本课程为城市地下空间工程专业基础类课程，是研究土的物理、化学和力学性质及土体在荷载、水、温度等外界因素作用下工程性状的应用科学。课程内容涉及土的渗透性与土中渗流、土中应力计算、土的压缩与固结、土的抗剪强度、土压力理论、地基承载力理论和土坡稳定分析。通过本课程学习，认识土力学基本概念，掌握土力学基本理论，达到应用土力学基本原理分析和解决复杂城市地下空间工程问题的目的，并为后续专业课程的学习奠定理论基础。课程目标 1：掌握土的渗透特性、变形特性和强度特性，能运用土力学知识解释渗流破坏、地面沉降、地基破坏、边坡滑动等工程问题。课程目标 2：掌握土体渗流、地基应力、土体变形、地基承载力、土压力和土坡稳定问题基本计算方法，能进行土力学问题综合分析，并获得有效结论。课程目标 3：掌握土的液塑限、压缩固结以及剪切试验基本原理，能运用土力学的试验手段开展实际工程问题研究。课程思政目标：课程着力培养学生爱国、敬业、诚信、友善的社会主义核心价值观。帮助学生构建系统土力学知识体系、掌握相关技术规范、法律法规及行业政策，理解复杂城市地下空间工程问题解决方案对社会的影响，并理解应承担的责任。从专业角度培养学生遵纪守法、专业严谨的职业态度，以及求真务实、开拓创新的职业精神。三、课程教学基本内容与要求

1.教学内容基本内容：土力学的发展历史：土力学在所要解决的基本问题：土力学研究对象、特点及与其他学科的相互关系：土力学的基本内容、研究方法、学习要求。 2.教学内容二基本内容：土的粒度成分：土的矿物成分和化学成分：土中的水和气：土的结构与构造。以高岭士是制作景德镇青花瓷的原料为例，通过对中国传统手工艺介绍，增强学生家国情怀与文化自信。 3.教学内容三基本内容：土的三相比例指标：无粘土密实度：粘性土物理特性：土的工程分类。以敦煌莫高窟泥塑形象所采用的彩塑技艺为例，采培育学生的人文精神、加强文化自信。 4.教学内容四基本内容：土的渗透性、水头与水力坡降、达西定律、渗透系数的测定及影响因素：渗透力和渗透变形以及流土和管涌的形成机理及防治措施：二维渗流和流网。通过达西定律是在实践中不断得到检验、修正、丰富和发展，以此培养学生实事求是的科学品质以及持之以恒的科学信仰。 5.教学内容五基本内容：土中自重应力概念及计算方法：基底压力分布形式与计算方法，以及基底附加压力计算方法：地基中附加应力计算：双层地基中附加应力分布规律：饱和土有效应力原理。借工程问题转化为数学模型需附加假定或限制条件，以此培养学生务实与严谨的科学态度。扭转和剪切、薄壁圆筒的扭转、扭矩与扭矩图、等直圆杆扭转时的应力、等直圆杆扭转时的变形；要求：扭矩图、薄壁圆筒和等直圆杆扭转的应力和变形。 6.教学内容六基本内容：土的压缩试验及压缩指标：土体一维压缩变形以及地基沉降计算的分层总和法和应力面积法：应力历史对地基沉降的影响。介绍士建领域常用规范，引导学生遵守工程师行为准则，培育学生一丝不苟，兢兢业业。 7.教学内容七基本内容：土抗剪强度理论：土极限平衡条件以及材料力学中应力莫尔圆的应用：土抗剪强度指标测定方法：影响土抗剪强度的主要因素。通过土材料“压力越大抗剪强度越高”引导学生勇于尝试有挑战的事情，激发青年学生的斗志。 8.教学内容八基本内容：挡土墙和土压力的分类：静止土压力概念、土体状态及计算方法朗肯土压力理论基本假设和理论基础：主动土压力和被动土压力应力状态的形成 2

2 1.教学内容一基本内容：土力学的发展历史；土力学在所要解决的基本问题；土力学研究对象、特点及与其他学科的相互关系；土力学的基本内容、研究方法、学习要求。 2.教学内容二基本内容：土的粒度成分；土的矿物成分和化学成分；土中的水和气；土的结构与构造。以高岭土是制作景德镇青花瓷的原料为例，通过对中国传统手工艺介绍，增强学生家国情怀与文化自信。 3.教学内容三基本内容：土的三相比例指标；无粘土密实度；粘性土物理特性；土的工程分类。以敦煌莫高窟泥塑形象所采用的彩塑技艺为例，采培育学生的人文精神、加强文化自信。 4.教学内容四基本内容：土的渗透性、水头与水力坡降、达西定律、渗透系数的测定及影响因素；渗透力和渗透变形以及流土和管涌的形成机理及防治措施；二维渗流和流网。通过达西定律是在实践中不断得到检验、修正、丰富和发展，以此培养学生实事求是的科学品质以及持之以恒的科学信仰。 5.教学内容五基本内容：土中自重应力概念及计算方法；基底压力分布形式与计算方法，以及基底附加压力计算方法；地基中附加应力计算；双层地基中附加应力分布规律；饱和土有效应力原理。借工程问题转化为数学模型需附加假定或限制条件，以此培养学生务实与严谨的科学态度。扭转和剪切、薄壁圆筒的扭转、扭矩与扭矩图、等直圆杆扭转时的应力、等直圆杆扭转时的变形；要求：扭矩图、薄壁圆筒和等直圆杆扭转的应力和变形。 6.教学内容六基本内容：土的压缩试验及压缩指标；土体一维压缩变形以及地基沉降计算的分层总和法和应力面积法；应力历史对地基沉降的影响。介绍土建领域常用规范，引导学生遵守工程师行为准则，培育学生一丝不苟，兢兢业业。 7.教学内容七基本内容：土抗剪强度理论；土极限平衡条件以及材料力学中应力莫尔圆的应用；土抗剪强度指标测定方法；影响土抗剪强度的主要因素。通过土材料“压力越大抗剪强度越高”引导学生勇于尝试有挑战的事情，激发青年学生的斗志。 8.教学内容八基本内容：挡土墙和土压力的分类；静止土压力概念、土体状态及计算方法；朗肯土压力理论基本假设和理论基础；主动土压力和被动土压力应力状态的形成

7.土抗剪强度概念及极限平衡条件，抗 4 剪强度测定方法，不同试验条件下抗剪强度指标的选用以及抗剪强度的主要景影响因素。 8.静止土压力、主动土压力和被动土压 0 0 2 力概念，朗肯土压力的计算方法，特殊情况下主动土压力计算方法，以及库伦土压力基本原理。 9。地基破坏形式、临塑荷载、临界荷载 2 0 0 和极限承载力基本概念，临塑荷载和临界荷载公式推导及计算。地基承载力研究历史，以及太沙基极限承载力公式。 10.边坡稳定性分析方法，边坡稳定分析 0 0 4 4 的总应力法和有效应力法合计 321604832 五、实践性教学内容的安排与要求实验教学内容包括室内试验：天然密度测定实验、天然含水率测定实验、比重测定实验、液塑限测定实验、颗粒级配分析实验、抗剪强度测定实验、压缩模量等指标的实验测定原理和方法。撰写实验报告，并将实验成绩计入学年总评成绩中。以此增强对土的物理性质等相关知识点的理解。六、教学设计与教学组织探索和改进教学方法，提倡启发式、讨论式、案例式、任务驱动式教学，突出对学生工程应用能力和创新意识的培养。具体教学方式如下： 1)课堂讲授为主，面对面（办公室）答疑为主，微信群答疑辅导为辅。课堂讲授采用多媒体教学，注重联系基础力学课程知识以及实际工程。对于简单内容，采用自学与授课相结合的方法，对于难以理解的内容，结合视频、模型、案例等进行深入讲解，便于学生理解和掌握。 2)课堂作业与课后作业相结合。对核心知识点安排课堂作业，了解学生对知识点的理解掌握情况：每章节内容学习完毕，布置的课堂、课后作业，并就作业批改中发现的难点问题进行课堂讲解、讨论。 3)通过作业讲解和案例分析，培养学生遵纪守法、不偷工减料的职业道德，专业、严谨的职业态度，求真务实、开拓创新的职业精神：从思想上激发学生学

4 7. 土抗剪强度概念及极限平衡条件，抗剪强度测定方法，不同试验条件下抗剪强度指标的选用以及抗剪强度的主要影响因素。 4 2 0 8 6 8. 静止土压力、主动土压力和被动土压力概念，朗肯土压力的计算方法，特殊情况下主动土压力计算方法，以及库伦土压力基本原理。 4 0 0 4 2 9. 地基破坏形式、临塑荷载、临界荷载和极限承载力基本概念，临塑荷载和临界荷载公式推导及计算。地基承载力研究历史，以及太沙基极限承载力公式。 2 0 0 4 4 10.边坡稳定性分析方法，边坡稳定分析的总应力法和有效应力法 2 0 0 4 4 合计 32 16 0 48 32 五、实践性教学内容的安排与要求实验教学内容包括室内试验：天然密度测定实验、天然含水率测定实验、比重测定实验、液塑限测定实验、颗粒级配分析实验、抗剪强度测定实验、压缩模量等指标的实验测定原理和方法。撰写实验报告，并将实验成绩计入学年总评成绩中。以此增强对土的物理性质等相关知识点的理解。六、教学设计与教学组织探索和改进教学方法，提倡启发式、讨论式、案例式、任务驱动式教学，突出对学生工程应用能力和创新意识的培养。具体教学方式如下： 1）课堂讲授为主，面对面（办公室）答疑为主，微信群答疑辅导为辅。课堂讲授采用多媒体教学，注重联系基础力学课程知识以及实际工程。对于简单内容，采用自学与授课相结合的方法，对于难以理解的内容，结合视频、模型、案例等进行深入讲解，便于学生理解和掌握。 2）课堂作业与课后作业相结合。对核心知识点安排课堂作业，了解学生对知识点的理解掌握情况；每章节内容学习完毕，布置的课堂、课后作业，并就作业批改中发现的难点问题进行课堂讲解、讨论。 3）通过作业讲解和案例分析，培养学生遵纪守法、不偷工减料的职业道德，专业、严谨的职业态度，求真务实、开拓创新的职业精神；从思想上激发学生学