《土力学》学习指南
土力学课程学习指南

土力学课程学习指南《土力学》是清华大学土木水利学院的院级平台课,授课对象为水利水电工程系、土木工程系、建设管理系和工程力学系的本科生,开设时间为第五学期,总学时48学时。
《土力学》是水利和土建专业的核心课程,也是交通、港口、环境、核电站和矿山等相关专业的重要专业基础课程。
1.课程总体安排清华大学《土力学》课程共包含80总学时,分秋季和春季两个学期进行。
其中,《土力学1》包括第一至第十二单元,安排在秋季学期;《土力学2》包括第十三至第二十单元,安排在春季学期。
按照课程的特点和定位以及对学生能力培养的需求,将《土力学》课程教学组合为三个模块:1)《土力学》的理论,以土的渗透、变形和强度三大基本特性为核心内容,注重培养学生理性思维和分析能力。
对应的课程是《土力学1》中的课堂授课部分,40学时/学年。
2)《土力学》的应用,主要介绍土力学基本理论在各种工程问题中的应用,注重培养学生的实用计算和工程判断能力。
对应的课程是《土力学2》,32学时/学年。
此外,还配合《城市岩土工程》、《城市水环境工程》和《地球与人类环境》等选修课。
3)《土力学》的实验,以土的物性试验、三轴试验和固结试验等为核心教学内容,注重培养学生土工试验的动手能力。
土力学实验部分与土力学基本理论部分紧密结合,安排在《土力学1》课程中,8学时/学年。
此外,还配合本科学生的SRT、自选试验和综合论文训练等环节。
2.课程基础要求学生的先修课程包括微积分、工程力学和水力学等。
3.课程基本内容第一单元绪论和土的物理性质(秋季学期6学时,第1~2教学周)了解土的三大工程问题,也即渗透问题、变形问题和强度问题;了解土的形成,掌握土的碎散性、多相性和天然性这三大特点;掌握土的物理性质,包括土的三相组成、物理状态和结构;掌握土的压实性;掌握土的工程分类标准,了解土的工程分类方法。
第二单元试验课1:土的基本物性试验(秋季学期3学时,第2~6教学周)要求学生独立完成:1)密度测定试验;2)含水量测定试验;3)液塑限测定试验;4)颗粒分析试验。
《土力学》课程教学大纲

《土力学》课程教学大纲课程代码:151309课程名称:土力学学时学分:56/3.5适用专业:地质工程、城市地下空间工程开课部门:地质工程学院一、课程定位(一)课程性质本课程是地质工程、城市地下空间工程专业学科专业课程模块的专业核心课程。
(二)课程在人才培养过程中的作用该课程的教授内容既是本专业学生必须掌握的专业知识内容,也是后续相关专业课程学习所必需的基础知识。
1.本课程与其它课程关系先修课程:理论力学、材料力学、弹性力学、工程岩土学。
后续课程:基础工程、基坑工程、岩土工程勘察、地质灾害治理工程设计、岩土工程测试与监测技术、地下工程监测与检测技术、地下建筑结构。
先修课程为本课程的学习提供必要的知识基础,同时本课程作为后续课程的理论基础。
二、教学目标(一)知识目标通过本课程的学习,使学生了解土的成因和分类方法、了解国内外研究现状和发展趋势,正确理解土力学的基本概念和基本原理,掌握土的渗透性及渗流、土中应力、地基沉降、土的抗剪强度、地基承载力、土压力计算方法、土坡稳定分析方法、以及一般土工试验方法。
(二)能力目标通过本课程的学习,使学生能够应用土力学的基本原理和方法,解决实际工程中与土体有关的强度、变形、渗流和稳定等问题。
(三)素质目标通过本课程的学习,使学生掌握扎实的土力学基本理论和土工试验操作技能;加强学生对专业的理解,培养学生运用专业知识分析问题和解决问题的能力;使学生具有较强的工程实践能力和初步的科学研究、创新能力。
三、教学内容与基本要求绪论1. 教学内容什么是土,什么是土力学,土力学有何特点,为什么要学习土力学,土力学包括哪些内容,土力学的学习方法,土力学的发展简史和前景2. 重点难点重点:土力学概念、土的主要特性、土在工程建设中的作用,土力学所研究的问题和任务。
难点:土的多样性、土的易变性以及土在工程中应用的特点。
3. 基本要求(1)了解土力学的重要性、发展概况及土力学的学科特点,课程的学习内容、要求和学习方法;(2)理解土、土力学等的概念;(3)掌握土力学所研究的问题和任务。
土力学学习要求(专升本、东大教材)

《土力学》课程内容及学习要求东南大学交通学院二0一一年二月《土力学》课程内容及学习要求一.课程内容第1章土的物理性质及分类1.1 概述1.2 土的组成1.2.1土中固体颗粒1.2.2土粒粒度分析方法1.2.3土中水和土中气1.3 土的三相比例指标1.3.1指标的定义1.3.2指标的换算1.4 无粘性土的密实度1.4.1砂土的相对密实度1.4.2无粘性土密实度划分的其它方法1.5粘性土的物理特征1.5.1土的可塑性和界限含水量1.5.2粘性土的可塑性指标1.6 土的分类标准1.6.1巨粒土和粗粒土的分类标准1.6.2细粒土的分类标准1.7 地基土的工程分类1.7.1建筑地基土的分类1.7.2公路桥涵地基土的分类1.7.3公路路基土的分类习题及思考题第2章土的渗透性及渗流2.1 概述2.2 土的渗透性2.2.1土的层流渗透定律2.2.2渗透试验及渗透系数2.3 渗透破坏2.3.1渗流(动水)力2.3.2流砂(土)现象2.3.3管涌和潜蚀现象习题及思考题第3章土中应力3.1 概述3.2 土中自重应力3.2.1均质土中自重应力3.2.2成层土中自重应力3.3 基底压力(接触应力)3.3.1基本概念3.3.2基底压力的简化计算3.3.3基底附加压力3.4 地基附加应力3.4.1竖向集中力作用时的地基附加应力3.4.2竖向矩形荷载作用时的地基附加应力3.4.3竖向线荷载和条形荷载作用时的地基附加应力习题及思考题第4章土的压缩性及固结理论4.1 概述4.2土的压缩性4.2.1固结试验及压缩性指标4.2.2现场载荷试验及变形模量4.2.3土的弹性模量4.3饱和土中的有效应力4.4 土的单向固结理论4.4.1饱和土的渗透(流)固结4.4.2太沙基一维固结理论第5章地基沉降5.1 概述5.2 地基最终沉降量5.2.1按分层总和法计算5.2.2最终沉降量计算方法的讨论5.3 地基沉降与时间的关系5.3.1 地基固结过程中任意时刻的沉降量5.3.2利用沉降观测资料推算后期沉降量习题及思考题第6章土的抗剪强度6.1 概述6.2 土的抗剪强度理论6.2.1库伦公式及抗剪强度指标6.2.2莫尔-库论理论及极限平衡条件6.3 土的抗剪强度试验6.3.1直接剪切试验6.3.2三轴压缩试验6.3.3无侧限抗压强度试验6.3.4十字板剪切试验习题及思考题第7章土压力7.1 概述7.2 挡土墙侧土压力7.3 朗肯土压力理论7.3.1主动土压力7.3.2被动土压力7.4库伦土压力理论7.4.1主动土压力7.4.2被动土压力7.4.3朗肯理论与库伦理论的比较第8章地基承载力8.1 概述8.2 浅基础的地基破坏模式8.3 地基临界荷载8.3.1地基塑性区边界方程8.3.2地基的临塑荷载和临界荷载8.4 地基极限承载力8.4.1普朗德尔和赖斯纳极限承载力8.4.2太沙基极限承载力8.4.3魏锡克和汉森极限承载力8.5 地基容许承载力和地基承载力特征值习题及思考题第9章土坡和地基的稳定性9.1 概述9.2 无粘性土坡的稳定性9.3 粘性土坡的稳定性9.3.1整体圆弧滑动法土坡稳定分析9.3.2毕肖普条分法土坡稳定分析9.4地基的稳定性习题及思考题二.学习要求1土的物理水理性质及工程分类要求:1)土的成因类型2)土的三相图3)土的试验指标、计算指标的定义及定义式4)土的物理指标的定义及定义式或计算式5)土的物理指标之间关系6)无粘性土的密实度指标7)粘性土的稠度特征指标8)土的渗透性及压实性9)土的工程分类:国标、部标2土中应力计算要求:1)自重应力概念及计算2)基底(附加)压力概念及计算3)Boussinesq假定及解答4)空间问题附加应力计算:角点法、叠加原理均布荷载、三角形荷载、梯形荷载矩型基础5)Flamant假定及解答6) 平面问题附加应力计算:角点法、叠加原理均布荷载、三角形荷载、梯形荷载条型基础7)有效应力原理3土的压缩性及沉降计算要求:1)土的压缩性及压缩性指标2)载荷试验及变形模量3)地基沉降计算:分层总和法、规范法4)土的单向固结理论5)沉降与时间的关系:两类工程问题6)利用沉降观测资料求后期沉降4土的抗剪强度要求:1)土的抗剪强度:Coulomb定理、Mohr- Coulomb定理土体的极限平衡条件2)抗剪强度试验:直剪试验、三轴试验、无侧限抗压强度试验5土压力要求:1)土压力的概念及类型2)静止土压力计算3)朗肯土压力理论:基本原理、适用条件、计算公式工程中朗肯土压力计算4)库伦土压力理论:基本原理、适用条件、计算公式6地基承载力要求:1)地基破坏模式2)地基的临塑荷载、临界荷载的定义、计算3)地基极限荷载的定义、计算:普朗达尔、太沙基、汉森公式4)地基容许承载力和地基承载力特征值7土坡和地基的稳定性要求:1)无粘性土坡的稳定性计算2)粘性土坡的稳定性计算:整体稳定分析法、条分法三.学习计划安排四.教材及参考书1.土力学(第二版),东南大学等校合编,中国建筑工业出版社,2005 2.土质学与土力学,洪毓康,人民交通出版社。
土力学讲解学习

土力学讲解学习土力学土力学名词解释1. 最优含水率在击数一定时,当含水率较低时,击实后的干密度随着含水率的增加而增大;而当含水率达到某一值时,干密度达到最大值,此时含水率继续增加反而招致干密度的减小。
干密度的这一最大值称为最大干密度,与它对应的含水率称为最优含水率。
2. 静止侧压力系数土体在无侧向变形条件下,侧向有效应力与竖向有效应力之比值。
3. 抗剪强度土体抵抗剪切变形的最大能力或土体频临剪切破坏时所能承受的最大剪应力称为土的抗剪强度。
4. 主动土压力当挡土墙离开填土移动,墙后填土达到极限平衡状态时,作用在墙上的土压力称为主动土压力。
5. 允许承载力地基频临破坏时所能的基底压力称为地基的极限承载力,将土中的剪切破坏区限制在某一区域范围内,视地基土能承受多大的基底压力,此压力即为允许承载力。
容许承载力等于极限承载力除以安全系数。
6. 渗流力渗透水流施加于单位土体内土粒上的拖曳力称为渗流力。
7?管涌:管涌是渗透变形的一种形式?指在渗流作用下土体中的细土粒在粗土颗粒形成的空隙中发生移动并被带出的现象.8. 前期固结应力:土在历史上曾受到的最大有效应力称为前期固结应力9. 被动土压力:当挡土墙向沿着填土方向转动或移动时,随着位移的增加墙后受到挤压而引起土压力增加,当墙后填土达到极限平衡状态时增加到最大值,作用在墙上的土压力称为被动土压力。
10. 粘土的残余强度:粘性土在剪应力作用下,随着位移增大,超固结土是剪应力首先逐渐增大,而后回降低,并维持不变;而正常固结土则随位移增大,剪应力逐渐增大,并维持不变,这一不变的数值即为土的残余强度。
11. 频率曲线:粒组频率曲线:以个颗粒组的平均粒径为横坐标对数比例尺,以各颗粒组的土颗粒含量为纵坐标绘得。
12. 塑性指数:液限和塑限之差的百分数(去掉百分数)称为塑限指数,用Ip表示,取整数,即:I P=W L—W。
塑性指数是表示处在可塑状态的土的含水率变化的幅度。
13. 流土:流土是指在渗流作用下局部土体表面隆起,或土粒同时启动而流失的现象。
《土力学教学课件》课件

实例五:某水利工程土石坝渗漏问题
实例三:某桥梁桩基承载力问题
实例六:某港口码头地基承载力问题
实际工程中土力学应用
地基处理:利用土力学原理进 行地基加固和稳定
边坡稳定:利用土力学原理进 行边坡稳定分析和设计
隧道工程:利用土力学原理进 行隧道设计和施工
地下工程:利用土力学原理进 行地下工程设计和施工
THEME TEMPLATE
土的稳定性分析
土的强度:包括抗压强度、抗剪 强度、抗拉强度等
影响因素:土的性质、结构、应 力状态、地下水等
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
土的稳定性:包括抗滑移稳定性、 抗倾覆稳定性等
稳定性分析方法:包括极限平衡 法、有限元法、数值模拟法等
滑坡治理措施
监测预警:建立滑坡监测系统, 实时监测滑坡动态
土力学工程应用 :包括地基处理 、边坡稳定、隧 道工程等
土力学实验:包 括土的物理性质 实验、土的力学 性质实验、土的 工程性质实验等
课件结构
引言:介绍土力学的基本概念和重要性
案例分析:通过案例分析加深对土力 学的理解
理论部分:介绍土力学的基本原理和 理论
总结:总结土力学的核心内容和学习 要点
实践部分:介绍土力学在实际工程中的 应用
粉土:颗粒极小,易于流动,常用 于地基处理和填筑
淤泥:颗粒极小,易于流动,常用 于地基处理和填筑
冻土:在低温下冻结,常用于地基 处理和道路建设
土压力理论
章节副标题
静止土压力
概念:土压力是指土体对挡土墙或其他建筑物产生的压力 产生原因:土体自重、土体变形、土体渗透等因素 计算方法:静止土压力的计算方法包括朗肯土压力理论、库仑土压力理论等 应用:静止土压力理论在土力学、岩土工程等领域有广泛应用
土力学地基处理-学习指南

土力学及地基处理-学习指南一、名词解释1.流砂:渗透力方向与重力方向相反,且向上的渗透力克服了向下的重力时,表层土局部范围内的土体或颗粒群同时发生悬浮、移动的现象。
2.软弱地基:指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其它高压缩性土层构成的地基。
3.触变性:粘性土的结构受到扰动,导致强度降低,但当扰动停止后,土的强度又随时间逐渐增大,这种强度随时间恢复的胶体化学性质称为土的触变性。
4.固结度: 地基在某一时刻的固结沉降与最终的固结沉降之比。
5.最优含水量: 在压实功能一定条件下,土最易于被压实、并能达到最大密度时的含水量。
6.超固结比: 天然土层前期固结压力与现有的自重应力之比。
7.复合地基::由增强体和周围地基土组成的地基,增强体和周围地基土共同承担荷载。
8.地基极限荷载:地基中即将出现较大塑性区且出现地基失稳时所对应的基底压力,即相应于地基失稳时时所对应的基底压力。
9.真空预压法:通过对覆盖于竖井地基表面的不透气薄膜内抽真空,而使地基固结的地基处理方法。
10.灰土挤密桩法:采用横向挤压成孔设备成孔,使桩间土得以挤密。
用灰土填入桩孔内分层夯实形成灰土桩,并与桩间土组成复合地基的地基处理方法。
11.压缩模量: 完全侧限条件下的竖向附加压应力与相应的应变增量之比值。
12.临塑荷载:地基中即将出现塑性区但还未出现塑性区时所对应的基底压力,即相应于塑性区的最大深度等于零时所对应的基底压力。
13.强夯法:反复将夯锤提到高处使其自由落下,给地基已冲击和振动能量,将地基土夯实的地基处理方法。
14.最大干密度:在一定压实功能作用及最优含水量条件下,土被压实能达到的最大干密度。
15.换填垫层法:挖去地表浅层软弱土层或不均匀土层,回填坚硬、较粗粒径的材料,并夯压密实,形成垫层的地基处理方法。
二、填空题1. 土的颗粒级配是指组成土颗粒组合的搭配比例,可以用颗粒级配曲线表示.其中横坐标代表(颗粒的直径),纵坐标代表(小于某粒质量占全部土粒质量的百分比)。
第五章土力学基本知识
第五章-土力学基本知识第五章地基基础第一节土力学基本知识1.土是固体颗粒、水和蔼体三部分组成的。
2.粘性土的界限含水量(1)粘性土的状态粘性土的稠度状态因含水量的不同,可表现为固态,塑态与流态三种状态。
(2)界限含水量粘性土从一种状态变到另一种状态的含水量分界点称为界限含水量。
流动状态与可塑状态间的分界含水量称为液限WL,可塑状态与半固体状态间的分界含水量称为塑限WP,半固体状态与固体状态间的分界含水量称为缩限Ws 。
(3)塑性指数:可塑性的大小用土处在塑性状态的含水量变化范围来衡量,从液限到塑限含水量的变化范围愈大,土的可塑性愈好。
这个范围称为塑性指数Ip。
粘性土的分类第 1 页/共9 页(4)液性指数液性指数是表示天然含水量与界限含水量相对关系的指标,其表达式为:可塑状态的土的液性指数在0到1之间,液性指数越大,表示土越软,液性指数大于1的土处于流动状态,小于0的土则处于固体状态或半固体状态。
粘性土的状态可按照液性指数分为坚硬、硬塑、可塑、软塑和流塑。
3.地基变形特征(1)因为建造物等的荷载作用在土中产生的附加于原有应力之上的应力,称附加应力。
基底附加压力,是作用在基础底面处因为建造修造后压力的改变量,是引起地基变形、基础沉降的主要因素。
(2)地基承受荷载后,土粒互相挤紧,因而引起地基土的压缩变形,这种性质叫土的压缩。
地基内由增强应力引起的应力-应变随时光变化的全过程(包括总算变形)叫地基固结。
(3)地基变形特征分为沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜。
①沉降量:指基础中央的沉降量。
②沉降差:指相邻单独基础沉降量的差值。
③倾斜:指单独基础倾斜方向两端点的沉降差和距离的比值。
④局部倾斜:指砌体承重结构沿纵墙6~10m之内基础两点的沉降差与其距离的比值。
4.土的抗剪强度(1)测定土的抗剪强度指标的实验主意主要有室内剪切实验和现场剪切实验两大类。
室内剪切实验常用的主意有直接剪切实验、三轴剪切实验和无侧限抗压强度实验等;现场剪切实验常用的主意有十字板剪切实验。
《土力学》重点、难点及主要知识点
《土力学》重点、难点及主要知识点一、课程重点、难点1、土的物理性质及工程分类1.1概述、1.2土的组成、1.3土的三相比例指标、1.4无粘性土的密实度、1.5粘性土的物理性质、1.6土的击实性、1.7土的工程分类。
掌握重点:土的物理性质指标、无粘性土和粘性土的物理性质、土的击实性、土的工程分类原则难点:土的物理状态。
2、土的渗透性与渗流2.1概述、2.2土的渗透性、2.3土中二维渗流及流网简介、2.4渗透力与渗透破坏掌握重点:土的渗透规律、二维渗流及流网、渗透力与渗透破坏难点:土的渗透变形。
3、土的压缩性和固结理论3.1土的压缩特性、3.2土的固结状态、3.3有效应力原理、3.4太沙基一维固结理论。
掌握重点:土的压缩性,有效应力原理难点:有效应力原理、一维固结理论4、土中应力和地基沉降计算4.1地基中的自重应力、4.2地基中的附加应力、4.3常用沉降计算方法、4.4地基沉降随时间变化规律的分析掌握重点:地基自重应力及附加应力的计算方法、不同变形阶段应力历史的沉降计算方法、地基最终沉降量计算方法、地基沉降随时间变化规律。
难点:角点法计算附加应力,分层总和法计算地基沉降量。
5、土的抗剪强度5.1土的抗剪强度理论和极限平衡条件、5.2土的剪切试验、5.3三轴压缩试验中孔隙压力系数、5.4饱和粘性土的抗剪强度、5.5应力路径在强度问题中的应用、5.6无粘性土的抗剪强度掌握重点:库仑定律的物理意义、极限平衡条件式、直剪试验测定土的抗剪强度指标、不同排水条件下测定土的抗剪强度指标的方法、剪切试验的其它方法、剪切试验方法的选用、砂土的振动液化、应力路径的概念难点:极度限平衡条件式、抗剪强度指标的选用、应力路径6、土压力6.1土压力类型和静止土压力计算、6.2朗肯土压力理论、6.3库仑土压力理论、6.4几种常见情况下土压力计算。
掌握重点:静止土压力、主动土压力、被动土压力的形成条件、朗肯和库伦土压力理论难点:有超载、成层土、有地下水情况的土压力计算7、地基极限承载力7.1地基变形和破坏类型、7.2地基的临塑荷载及临界荷载、7.3地基承载力的确定掌握重点:握地基承载力确定方法、地基变形和破坏的类型、地基临塑荷载及临界荷载确定地基承载力、根据试验方法确定地基承载力。
《土力学》教学大纲
《土力学》教学大纲一、课程概述《土力学》是土木工程专业的一门重要专业课程,它主要研究土的物理性质、力学行为和工程问题。
本课程旨在让学生了解土的基本性质,掌握土力学的基本原理和方法,并能够解决实际工程中的土力学问题。
二、课程目标1、掌握土的基本物理和力学性质,包括土的分类、颗粒级配、密度、含水量、孔隙比、饱和度等;2、理解土力学的基本原理和方法,包括土的压缩性和渗透性、地基承载力和沉降计算、土压力和边坡稳定性分析等;3、能够应用土力学的基本理论和方法,解决实际工程中的问题,包括地基设计、挡土墙设计、基坑开挖等;4、了解土力学的最新发展和应用,包括环境土力学、地质工程中的土力学、岩土工程中的土力学等。
三、课程内容1、第一章:绪论2、第二章:土的物理性质及分类3、第三章:土的压缩性和渗透性4、第四章:地基承载力和沉降计算5、第五章:土压力和边坡稳定性分析6、第六章:地基设计7、第七章章:挡土墙设计8、第八章:基坑开挖9、第九章:环境土力学简介10、第十章:地质工程中的土力学11、第十一章:岩土工程中的土力学四、课程安排本课程共12周,每周4学时,共计48学时。
其中,理论授课30学时,实验环节18学时。
实验环节包括实验室试验和计算机模拟两部五、教学方法本课程采用多媒体教学和传统教学相结合的方式进行授课。
多媒体教学能够生动形象地展示土力学的原理和方法,而传统教学能够更好地引导学生理解和掌握土力学的知识点。
实验环节将通过实际操作和模拟软件进行实践操作,以提高学生的实践能力和计算机操作能力。
六、考核方式本课程的考核方式包括期末考试和平时成绩两部分。
期末考试采用闭卷考试形式,主要考察学生对土力学基本概念和理论的理解和应用能力。
平时成绩包括课堂表现、作业和实验环节的表现等,占总评成绩的30%。
《土力学实验》教学大纲一、课程概述《土力学实验》是土木工程专业的一门重要实验课程,旨在让学生掌握土力学实验的基本原理和方法,培养其分析和解决实际工程问题的能力。
《土力学》教案》课件
《土力学》教案课件第一章:土力学概述1.1 土力学的定义和研究对象1.2 土的分类和性质1.3 土力学的研究方法和基本原理1.4 土力学在工程中的应用第二章:土的物理性质2.1 土的组成和结构2.2 土的粒径分布和孔隙率2.3 土的密度和相对湿度2.4 土的渗透性和毛细作用第三章:土的力学性质3.1 土的压缩性和固结理论3.2 土的剪切强度和剪切变形3.3 土的弹性模量和泊松比3.4 土的粘聚力和内摩擦角第四章:土的压力和稳定性4.1 土的自重压力和有效压力4.2 土的浮力4.3 土的抗剪强度和稳定性分析4.4 土的压力分布和支撑结构的设计第五章:土的动力性质5.1 土的动力响应和动力特性5.2 土的动剪切强度和动模量5.3 土的动力压缩和动力固结5.4 土的动力稳定性和地震工程第六章:土工测试方法6.1 土样采集和制备6.2 土的物理性质测试6.3 土的力学性质测试6.4 土的渗透性测试第七章:土的工程应用7.1 土在基础工程中的应用7.2 土在地下工程中的应用7.3 土在水利工程中的应用7.4 土在道路工程中的应用第八章:土的加固和改良8.1 土的加固方法和技术8.2 土的改良方法和材料8.3 土的加固和改良效果评价8.4 土的加固和改良在工程中的应用第九章:土力学数值分析9.1 土力学数值模型的建立9.2 土力学数值分析的方法和算法9.3 土力学数值分析在工程中的应用案例9.4 土力学数值分析的局限性和发展趋势第十章:土力学发展趋势与展望10.1 土力学研究的新理论和新方法10.2 土力学在可持续发展和环境保护中的应用10.3 土力学在智能化和数字化技术的发展趋势10.4 土力学在工程实践中的挑战和机遇重点解析本文档详细介绍了《土力学》教案课件的十个章节内容,涵盖了土力学的概述、物理性质、力学性质、压力和稳定性、动力性质、土工测试方法、土的工程应用、土的加固和改良、土力学数值分析以及土力学的发展趋势与展望等方面的基础知识、应用技术和研究动态。
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《土力学》学习指南学习方法指导本课程各章内容独立性较强,基本概念多,应注意以下几点:1.认真阅读本指南,弄清各章的学习要求,加强对基本概念、基本理论和计算方法的理解。
每学完一章,要及时进行复习和小结,完成习题。
2.本课程概念较多,许多问题往往要通过若干有关章节的学习之后才能深刻理解。
因此,可以把暂时未能看懂或未能理解透彻的内容放在一边,先去学习其他内容,用新的知识从新的角度帮助和加强对有关概念的理解。
3.学习时要注意有关概念彼此间的联系与区别。
例如,有关应力和压力的名词较多,有土的自重应力、基底压力、基底附加压力、地基附加应力、总应力、孔隙水压力和有效应力等,应加以区别,防止混淆。
4.本课程每章都有计算公式,应将课程考核目标涉及到的公式进行归类、识记、领会,再通过习题练习加以应用。
5.本课程有较强的实践性。
本课程是利用力学原理和土工试验技术相结合发展而来的,所以,在学习中应注意参与土工试验。
6.要正确处理重点和一般的关系。
课程内容有重点和一般之分,但考试内容是全面的,而且重点与一般是相互联系的,不是截然分开的。
把重点学习同兼顾一般结合起来,切勿孤立地抓重点、猜题押题。
有关说明在学习要点中,按照识记、领会、应用三个层次规定其应达到的能力层次要求。
三个能力层次是递进等级关系。
各能力层次的含义是:识记:能知道有关的名次、概念、知识的含义,并能正确认识和表达。
是低层次的要求。
领会:在识记的基础上,能全面把握基本概念、基本原理、基本方法,能掌握有关概念、原理、方法的区别与联系。
是较高层次的要求。
应用:在领会的基础上,能运用基本概念、基本原理、基本方法分析和解决有关的理论问题和实际问题。
其中,简单应用是指在领会的基础上,能用学过的一两个知识点分析和解决简单的问题;综合应用是指在简单应用的基础上,能用学过的多个知识点,综合分析和解决比较复杂的问题,是最高层次的要求。
绪论土的工程问题一、学习目的与要求通过本内容的学习,了解土力学与地基基础的概念、本学科的作用与主要特点。
二、学习要点识记:基础、天然地基、人工地基、持力层的概念。
领会:地基的概念。
学习情境1地基土和堤坝填土基本物理性质指标测试与评价一、学习目的和要求通过本内容的学习,了解土的组成,掌握土的物理性质指标和物理状态指标测试及其性状评价、土的工程分类。
二、学习要点(一)土的组成识记:(1)土中液态水的分类;(2)土的结构和构造概念。
领会:粒径级配曲线、不均匀系数的含义。
简单运用:粒径级配曲线的应用。
(二)土的物理性质指标领会:土的物理指标的定义与意义。
综合应用:各指标的计算。
(三)无粘性土的密实度识记:砂土密实度的判别方法。
领会:无粘性土密实度的概念及其工程意义;砂土相对密实度的含义。
简单应用:砂土相对密实度的计算。
(四)粘性土的稠度识记:塑限、液限、塑性指数和液性指数的概念。
领会:塑性指数和液性指数对粘性土的意义。
简单应用:塑性指数和液性指数的计算;粘性土物理状态的评价。
(五)填土的击实特性1. 识记:土的最大干密度和最优含水量的概念。
2. 领会:填土的击实特性。
(六)土(岩)的工程分类领会:无粘性土和粘性土的分类依据。
简单应用:粘性土按塑性指数和塑性图分类。
学习情境2 土的力学性质指标测试与评价一、学习目的和要求通过本内容的学习,熟练掌握土的抗剪强度库仑定律和土的极限平衡条件,掌握通过直接剪切试验确定抗剪强度指标的方法,了解确定抗剪强度指标的方法和排水条件对抗剪强度指标的影响,能够针对不同工程选择不同排水条件的抗剪强度指标。
二、学习要点(一)库仑定律领会:土的抗剪强度的概念;抗剪强度指标C、φ的含义。
简单应用:库仑公式的应用。
(二)土的极限平衡条件领会:摩尔圆与抗剪强度包线之间的关系;破裂面的概念。
简单应用:极限平衡条件的应用。
(三)抗剪强度指标的测定识记:测定抗剪强度指标的方法(直接剪切试验,三轴剪切试验,无侧限抗压试验, 十字板剪切试验);无侧限抗压强度与灵敏度的概念。
领会:排水条件对抗剪强度指标的影响。
简单应用:根据直接剪切试验成果求抗剪强度指标。
学习情境3 建筑地基沉降计算一、学习目的和要求通过本内容的学习,理解自重应力和附加应力的概念,了解附加应力的分布规律,掌握自重应力、基底压力和基底附加压力的计算,掌握均布矩形荷载作用下竖向附加应力的计算。
能够应用分层总和法计算地基沉降量;能够应用《建筑地基基础设计规范》法计算地基沉降量公式。
了解沉积土层的应力历史和饱和土的渗透固结概念。
二、学习要点(一)土的自重应力概念与计算识记:土的自重应力的概念。
简单应用:地下水位升降对土中自重应力的影响。
综合应用:竖向和水平向自重应力的计算。
(二)基底压力和基底附加压力的概念与计算识记:基底压力和基底附加压力的概念。
简单应用:基底附加压力的计算。
综合应用:中心荷载作用下的基底压力计算,单向偏心荷载作用下的基底压力计算。
(三)地基附加应力的概念与计算识记:地基附加应力的概念。
领会:地基附加应力的分布规律(应力扩散和应力叠加)。
综合应用:均布矩形荷载作用下地基竖向附加应力的计算,包括查表确定竖向附加应力系数,角点法运用。
(四)沉积土层的应力历史概念识记:前期固结压力、正常固结土、超固结土和欠固结土的概念。
(五)地基最终沉降量计算领会:计算地基最终沉降量的规范方法的基本概念。
综合应用:用分层总和法计算地基最终沉降量。
(六)饱和土体的渗流固结识记:有效应力和孔隙水压力的概念。
领会:有效应力原理,土体固结过程中孔隙水压力向有效应力的转换;地基固结度的概念。
学习情境4 地基承载力验算一、学习目的和要求通过本内容的学习,了解地基的临塑荷载、界限荷载和极限承载力的含义,并能正确使用这些公式。
能够通过计算临界荷载确定地基承载力;能够通过太沙基理论确定地基承载力;能够验算水闸地基承载力;能够应用规范方法确定地基承载力。
二、学习要点(一)地基临塑荷载和地基界限荷载。
识记:地基临塑荷载和地基界限荷载的概念。
领会:地基变形的三个阶段,地基破坏形式;地基临塑荷载和地基界限荷载计算公式中各符号的含义。
(二)地基极限承载力识记:地基极限承载力的概念。
领会:地基极限承载力计算公式中各符号的含义。
(三)规范方法确定地基承载力识记:地基承载力特征值的概念。
领会:按载荷试验确定地基承载力特征值、按地基土的强度指标确定地基承载力特征值、根据经验方法确定地基承载力特征值、地基承载力特征值ƒak 的深度和宽度修正的方法。
(四)水闸地基承载力确定与软弱下卧层承载力验算识记:地基承载力确定与软弱下卧层承载力的概念。
领会:水闸地基承载力确定与软弱下卧层承载力验算的验算方法。
学习情境5 挡土墙设计一、学习目的和要求通过本内容的学习,正确理解土压力的概念,熟练掌握主动土压力的计算,掌握重力式挡土墙的设计方法。
二、学习要点(一)挡土墙上的土压力概念领会:三种土压力的概念。
(二)静止土压力简单应用:静止土压力的计算。
(三)朗肯土压力理论领会:朗肯土压力理论的假设及其计算公式的建立。
综合应用:几种常见情况下的主动土压力计算(填土表面有均布荷载,分层填土,填土中有地下水)。
(四)库伦土压力理论识记:库仑土压力理论的假设。
简单应用:无粘性土主动土压力的计算(查表确定主动土压力系数Ka)。
(五)挡土墙设计领会:重力式挡土墙墙背的排水措施;墙后填土要求。
综合应用:重力式挡土墙的尺寸拟定,抗倾覆、抗滑移稳定、地基承载力验算。
学习情境6 边坡稳定性分析一、学习目的和要求通过本内容的学习,能够初步判别堤坝渗透破坏类型,初步提出渗流处理措施;能够初步对堤坝等边坡进行稳定性验算。
二、学习要点(一) 砂土土坡的稳定性验算识记:砂土自然休止角的概念,边坡基本概念及分类。
领会:影响土坡稳定的因素。
简单应用:无粘性土坡稳定分析。
(二)粘性土土坡的稳定性验算识记:粘性土土坡破坏特点,条分法的概念。
领会:瑞典圆弧法的原理,条分法的原理。
简单应用:采用条分法分析粘性土坡稳定性。
(三)渗流作用下边坡的稳定性验算识记:渗透破坏的基本形式;渗透破坏的判别方法;堤坝渗流工程问题的常用处理措施。
领会:影响土坡稳定的因素。
简单应用:渗流作用下无粘性土坡稳定分析;坝渗流工程问题的常用处理措施。
关于考试的若干要求1.本课程在试题中对不同能力层次要求的分数比例一般为:识记占20%,领会占30%,简单应用占30%,综合应用占20%。
2.试题安排难度结构。
试题难易度可分为易、中、难三个等级。
每份试卷中,不同难易度试题的分数比例一般为:易占20%,中占60%,难占20%。
必须注意,试题的难易度与能力层次不是一个观念,在各能力层次中都会存在不同难度的问题,切勿混淆。
3.本课程考试试卷采用的题型一般有:填空题、单项选择题、名词解释题、简答题、计算题等。
4.本课程考试时间为120分钟,需要携带的必须工具包括:笔、直尺、量角器、圆规和计算器。