中国海洋大学环境科学与工程学院 2019年全国优秀大学生夏令营开营
发布时间:2019-07-13  [ 阅读:次   |   添加:祁华 ]

中国海洋大学本科生课程大纲

  

课程名称

岩土力学Soil and Rock Mechanics

课程代码

084122201221

课程属性

专业知识

课时/学分

64/4

课程性质

必修

实践学时

0

责任教师

刘红军、杨俊杰、单红仙

课外学时

64

课程属性:公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能,课程性质:必修、选修

一、课程介绍

1.课程描述:

岩土力学是环境工程环境地质灾害的核心课程,总学时为64学时。按照课程的特点和定位以及对学生能力培养的需求,将岩土力学课程教学组合为三个模块,分别是工程岩土学、土力学和岩体力学,其中工程岩土学20学时,土力学28学时,岩体力学16学时。

工程岩土学是研究岩土体的工程地质性质及其形成和变化的基本规律的一门学科。主要研究岩土体的物质组成、结构、物理性质、水理性质、力学性质;以及这些工程地质性质指标的测试方法。

土力学是利用连续介质力学的基本知识,并充分考虑土的碎散性、三相性和天然性所建立起来的一门学科。主要研究土的渗透、变形、强度性质及由此产生的工程问题。与土力学相关的实际工程问题包括:边坡稳定,土压力,地基承载力与沉降,地基处理、抗震等问题。

岩体力学是高等院校工科本科工程类专业高年级学生学习岩石力学与岩体工程的一门专业主干课程,是认识和控制岩石系统的力学行为和工程功能的科学。主要研究岩石的物理力学性质、岩体的力学性质、原岩应力的确定、岩体力学试验方法及岩体工程稳定问题

2.设计思路:

岩土力学是土木、道路交通、港口航道、海洋工程、水利水电、工业与民用建筑、地质灾害、环境工程等学科的基础课程。本课程的教学目的在于通过教与学,使学生正确理解岩土力学的基本概念和基本原理,并能综合运用这些原理和概念,掌握分析计算岩土工程问题的基本理论和方法。通过该课程的学习,要求学生具有初步解决一般岩土力学问题的能力。课程设计思路如下:

工程岩土学以岩土体的工程地质性质为核心内容,以土的物质组成为先导,以土的物理性质、水理性质、力学性质指标的概念、测试原理、测试方法等为主要教学内容。注重培养学生对岩土体工程地质性质基本概念的理解、分析测试能力。

土力学以土体中的应力计算为先导内容,以土的渗透特性与土工结构的渗透破坏;土的变形特性与地基的沉降计算;土的强度特性及挡土结构、地基、边坡等土工结构的稳定分析与计算等为主要教学内容。注重培养学生对土力学基本概念的理解、运用土力学原理分析土工结构稳定性的能力。

岩体力学以岩体的力学特性为主要内容,通过系统讲授岩体的成因和分类方法、岩体的基本物理力学性质、岩体地基中应力和变形、岩体压力计算方法及岩质边坡稳定分析方法,使学生能够应用岩体力学的基本原理和方法分析解决各种岩体稳定性问题。

本课程具体内容编排如下:

工程岩土学:绪论:工程岩土学的研究内容、工程地质学的分科; 第1章土的物质组成及结构、构造:土的粒度成分、矿物成分、土中的胶体、土中的水和气体、土的结构构造;第2章土的物理性质:土的质量评价指标、土的水理性质指标、土的孔隙性质指标;第3章土的水理性质:粘性土的稠度、粘性土的抗水性、土的透水性和毛细性;第4章土的力学性质:土的压缩性、土的剪切性、土的击实性、影响土的力学性质的主要因素、土的动力性质;第5章土的工程地质分类及各类土的工程地质特征:土的工程地质分类土的一般性分类及一般土的工程地质特征、特殊土的工程地质特性。

土力学:绪论:土的特点、土力学的内容;第1土体中的应力计算:地基中的应力状态、土体的自重应力计算、基底压力的计算原理和方法、附加应力计算原理和方法、饱和土体有效应力原理的概念和应用;第2章土的渗透特性与土工结构的渗透破坏:土的渗透性与渗透规律、渗透力的概念和计算方法、土工结构渗透破坏的类型和特征及发生条件;第3章土的变形特性与地基的沉降计算:描述土压缩性的指标、计算地基最终沉降量的分层总和法和规范法、土体一维渗流固结理论、地基沉降与时间的关系;第4章土的强度特性与土工结构的稳定计算土体破坏机理、土体破坏与强度理论、土的抗剪强度特性,挡土结构上的土压力理论与计算方法,地基的承载力理论与计算,土坡的稳定分析方法。

岩体力学:绪论,包括岩体力学的重要性及其发展概况,岩体力学的学科特点、学科内容、本课程与其他学科的联系及其在工程技术中的应用;第1章岩体的物理性质、水理性质及工程分类,包括岩体的组成、岩体的结构和构造、岩体的物理力学性质指标及指标之间的换算、岩体的状态指标及岩体的工程分类;第2章岩体中应力计算,包括岩体中自重应力、构造应力、环境应力的概念及计算方法,非均质或各向异性与均质各向同性地基的附加应力分布规律与差异性及岩体中初始应力和构造应力的概念等;第3章岩体的变形,主要有岩石的变形、岩体的变形、结构面的结构效应及影响因素;第4章岩体的强度理论,主要包括抗剪强度指标的测定方法,不同条件下岩体的抗剪强度指标的意义及应用,莫尔-库伦抗剪强度理论和极限平衡理论,抗剪强度的影响因素,应力路径的概念,八面体应力理论;第5章围岩应力及围岩压力的计算,主要包括开挖隧道引起的围岩应力分布基本规律及其计算,作用在隧道衬砌上的围岩压力的分布规律及其计算;第6章岩坡及坝基稳定性分析,包括岩石边坡及坝基稳定性分析。

3. 课程与其他课程的关系:

紧密结合课程是岩土力学实验。先修课程:普通地质学、工程力学。

二、课程目标

通过本课程的学习,学生将深入了解岩土力学的基本概念和基本原理、岩土体的工程地质性质指标的测试方法、工程地质分类、岩土体的特点和工程特性,掌握岩土体的力学特性及岩土结构的稳定分析和计算方法,具备一定的专业基础技能和分析解决问题的能力,为后续课程的学习打下坚实基础。

  

三、学习要求

为保障良好的讲课效果,课前需对下节课内容进行预习;上课认真听讲,积极参与课堂讨论、认真完成作业;课后对讲过的内容进行及时复习。

四、教学进度

内容顺序

主题

计划课时

主要内容概述

1. 工程岩土学绪论

工程岩土学简介

1

工程岩土学的研究内容,研究方法、工程地质学分科

2. 土的物质组成及结构、构造

土的物质特性

4

土的物质组成、土的粒度分析方法、土的矿物组成,

土中的胶体、双电层结构、双电层的形成及带电性,

土中的水和气体的类型及对土的性质的影响,土的结构

3. 土的物理性质

土的基本物理性质

2

土的稠度指标概念、界限含水量的确定方法、土的塑性分类,土的膨胀性、收缩性、和土的崩解性,

4. 土的水理性质

土的透水性与黏土的抗水性

4

粘性土的稠度、粘性土的抗水性、土的透水性和毛细性、达西定律、渗透系数概念及确定方法、土的毛细性

5. 土的力学性质

土的压缩性与抗剪强度

5

土的压缩性指标概念及确定方法,土的压密定律,土的剪性指标概念及确定方法,土的库伦剪切定律,土的击实性指标概念及确定方法,影响土的力学性质的主要因素

6. 土的工程地质分类及各类土的工程地质特征

土的分类与各类土的工程地质特征

4

土的工程地质分类、土的一般性分类及一般土的工程地质特征、特殊土的工程地质特性

7. 土力学绪论

土力学简介

1

土的特点、土力学的内容

8. 土体中的应力计算

土体中的应力状态与应力计算

6

地基中的应力状态、土体的自重应力计算、基底压力的计算原理和方法、附加应力计算原理和方法、饱和土体有效应力原理的概念和应用

9. 土的渗透特性与土工结构的渗透破坏

渗透性与渗透破坏

3

土的渗透性与渗透规律(小结)、渗透力的概念和计算方法、土工结构渗透破坏的类型和特征及发生条件

10. 土的变形特性与地基的沉降计算

  

变形与沉降

  

6

描述土压缩性的指标(小结)、计算地基最终沉降量的分层总和法和规范法、土体一维渗流固结理论、地基沉降与时间的关系

11. 土的强度特性与土工结构的稳定计算

  

强度与稳定

  

12

土体破坏机理、土体破坏与强度理论、土的抗剪强度特性,挡土结构上的土压力类型、土压力理论与计算方法,地基的破坏过程和形式、浅基础的设计思路、地基的承载力理论与承载力特征值的概念及确定方法,无黏性土土坡稳定分析、黏性土土坡稳定分析

12.   岩体力学绪论

岩体力学简介

1

理解岩体力学课程的任务,了解岩体力学课程的发展历史及其现状、岩体力学的分支。

13.   岩体物理水理性质及工程分类

岩体的基本性质与分类

1

岩体的组成、岩体的结构和构造、岩体的物理力学性质指标及指标之间的换算、岩体的状态指标及岩体的工程分类

14.   岩体中应力计算

岩体中的应力与计算

3

岩体中自重应力、构造应力、环境应力的概念及计算方法,非均质或各向异性与均质各向同性地基的附加应力分布规律与差异性及岩体中初始应力和构造应力的概念

15.   岩体的变形

岩体的变形问题

3

岩石的变形、岩体的变形、结构面的结构效应及影响因素

16.   岩体强度理论

岩体的强度理论

3

抗剪强度指标的测定方法,不同条件下岩体的抗剪强度指标的意义及应用,莫尔-库伦抗剪强度理论和极限平衡理论,抗剪强度的影响因素,应力路径的概念,八面体应力理论

17.   隧道围岩应力和围岩压力

隧道围岩应力和围岩压力

4

开挖隧道引起的围岩应力分布基本规律及其计算,作用在隧道衬砌上的围岩压力的分布规律及其计算

18.   岩坡坝基稳定性分析

岩坡坝基的稳定性

1

岩石边坡及坝基稳定性分析

  

五、参考教材与主要参考书

1. 唐大雄,张文殊等编,工程岩土学(第二版),地质出版社,1988.12.

2. 胡广韬,杨文远主编,工程地质学,地质出版社,1997.9.

3. 袁聚云编,土质学与土力学(第四版),人民交通出版社,2010.7.

4. 赵成刚,白冰等编著,土力学原理(修订本),清华大学出版社、北京交通大学出版社,2009.

5. 赵树德,廖红建主编,土力学(第2版),北京,高等教育出版社,2010.

6. 廖红建,柳厚祥主编,土力学,北京,高等教育出版社,2013.

7. 松冈元;土力学(日), 罗汀,姚仰平 编译,北京,中国水利水电出版社,2001.

8. 卢廷浩主编,土力学(第2版),南京,河海大学出版社,2004.

9. 殷宗泽,土工原理,中国水利水电出版社,2007.

10. 陈祖煜,土质边坡稳定分析,中国水利水电出版社,2003.

11. 中国建筑科学研究院,GB50007-2011,建筑地基基础设计规范,北京,中国建筑工业出版社,2012.

12. 李广信,张丙印,于玉贞,土力学(第2版),清华大学出版社,2013.

13. K.Terzaghi, R.B.Peck & G.Mesri, Soil Mechanics in Engineering Practice (3rd Edition). John Wiley & Sons, Inc., 1996.

14. 阳生权主编,岩体力学,机械工业出版社,2012.

15. 刘佑荣主编,岩体力学,化学工业出版社,2010.

16. 肖淑芳主编,岩体力学,地质出版社,2000.

17. 蔡美峰,何满朝等,岩石力学与工程,科学出版社,2002.

18. 吴德伦,岩石力学,重庆大学出版社,2002.

19. 孙广忠,岩体结构力学,科学出版社,1988.

20. 徐志英主编,岩石力学,中国水利电力出版社,1993.

21. 张永兴编,岩石力学,中国建筑工业出版社,2005.

22. 张振营编,岩土力学,中国水利水电出版社,2000.

23. 工程地质手册编写委员会,工程地质手册,中国建筑工业出版社,1992.

24. 李铁汉等,岩体力学,地质出版社,1980.

、成绩评定

(一)考核方式A.闭卷考试 A.闭卷考试 B.开卷考试 C.论文 D.考查 E.其他

(二)成绩综合评分体系:

成绩综合评分体系

比例%

1.课下作业、课堂讨论及平常表现

30

2.平时测验成绩

0

3.期末考试成绩

70

总计

100

附:作业和平时表现评分标准

1)作业的评分标准

作业的评分标准

得分

1.严格按照作业要求并及时完成,基本概念清晰,解决问题的方案正确、合理,能提出不同的解决问题方案。

90-100

2.基本按照作业要求并及时完成,基本概念基本清晰,解决问题的方案基本正确、基本合理。

70-80

3.不能按照作业要求,未及时完成,基本概念不清晰,解决问题的方案基本不正确、基本不合理。

40-60

4.不能按照作业要求,未及时完成,基本概念不清晰,不能制定正确和合理解决问题的方案。

0-30

2课堂讨论及平时表现评分标准

课堂讨论、平常表现评分标准

得分

1.资料的查阅、知识熟练运用,积极参与讨论、能阐明自己的观点和想法,能与其他同学合作、交流,共同解决问题。

90-100

2.基本做到资料的查阅、知识的运用,能参与讨论、能阐明自己的观点和想法,能与其他其他同学合作、交流,共同解决问题。

70-80

3.做到一些资料的查阅和知识的运用,参与讨论一般、不能阐明自己的观点和想法,与其他同学合作、交流,共同解决问题的能力态度一般。

40-60

4.不能做到资料的查阅和知识的运用,不积极参与讨论,不能与其他同学合作、交流,共同解决问题。

0-30

七、学术诚信

学习成果不能造假,如考试作弊、盗取他人学习成果、一份报告用于不同的课程等,均属造假行为。他人的想法、说法和意见如不注明出处按盗用论处。本课程如有发现上述不良行为,将按学校有关规定取消本课程的学习成绩。

八、大纲审核

教学院长:院学术委员会签章: