土的极限平衡条件 教学设计
2024版《土力学》教学教案
1 2
密度和重度
土的密度是指单位体积土的质量，重度是指单位 体积土所受的重力。它们是土的基本物理性质指 标。
含水量
土的含水量是指土中水的质量与固体颗粒质量的 比值。含水量对土的工程性质有很大影响。
孔隙比和孔隙率
3
孔隙比是指土中孔隙体积与固体颗粒体积的比值， 孔隙率是指土中孔隙体积占总体积的百分比。它 们反映了土的密实程度。
课程内容
涵盖土的物理性质、土的渗透性、 土的压缩性、地基承载力、土压 力与挡土墙、边坡稳定等基础知 识。
课程意义
为土木工程专业学生提供必要的 土壤力学知识，为后续的工程设 计、施工和管理打下基础。
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4
教学目标与要求
知识目标
掌握土的基本物理性质、力学性质及其工程应用；理解地 基承载力、土压力、边坡稳定等基本概念和原理。
01
能力目标
能够运用土力学知识分析实际工程问题， 具备初步的工程设计和施工能力。
02
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03
素质目标
培养学生的工程实践能力和创新思维， 提高学生的综合素质。
5
教材及参考书目
教材
《土力学》（第X版），XXX主编，XX出版社。
参考书目
《基础工程》、《岩土工程勘察》、《土质学与土力学》等相关教材及专业书 籍。同时，鼓励学生阅读最新的学术论文和研究报告，了解土力学领域的最新 进展和动态。
有效应力是指土壤骨架所承担的那部分应力，它决定了土壤的压缩变形
特性。
02
有效应力原理内容
有效应力原理表明，土壤的总应力等于土壤孔隙中的水压力和土壤骨架
承担的有效应力之和。
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有效应力与孔隙水压力的关系
2024版《土力学》授课教案
详细阐述条分法的计算步骤，包括确定滑动面、划分条块、计算条 块重力、确定条块间作用力、建立平衡方程并求解等。
条分法的优缺点及适用范围
分析条分法的优缺点，并指出其适用范围及局限性。
边坡稳定分析实例讲解
01
02
03
04
实例背景介绍
介绍一个具体的边坡稳定分析 实例，包括工程背景、地质条
件等。
以一个典型的挡土墙设计为例， 详细介绍设计过程中需要考虑的 因素、采用的设计方法以及最终 的设计结果。
经验教训
总结挡土墙设计过程中的经验教 训，如合理选择土压力计算方法、 充分考虑地质条件对设计的影响、 注意施工过程中的质量控制等。
PART 07
边坡稳定分析方法及应用
REPORTING
边坡稳定分度较大或土壤颗粒较粗时，渗流可能进入紊流状态，此时达西
定律不再适用。此外，对于非饱和土壤的渗流问题，达西定律也需要进
行修正。
渗透系数的测定方法
室内试验法
通过室内试验测定土壤的渗透系数，常用的方法有常水头法和变水头法。这些方法可以在控 制条件下模拟实际渗流情况，获得较为准确的渗透系数值。
在计算主动土压力时，需考虑土的侧压 力系数、墙背倾斜度、墙的位移量及土 的内摩擦角对土压力的影响。
被动土压力计算方法
定义与特性
计算公式
注意事项
被动土压力是指挡土墙在被动状 态下（即墙体向靠近土体方向偏 移或转动），土体对墙体的水平 压力。其大小与土的性质、墙的 高度、墙的位移量等因素有关。
被动土压力的计算公式为 Ep = Kp × γ × H，其中 Ep 为被动土 压力，Kp 为被动土压力系数， γ 为土的容重，H 为墙高。
PART 02
《土力学》教学教案1
《土力学》教案参考书：《土力学》，张克恭，刘松玉主编，中国建筑出版社《土力学地基基础》清华大学（第三版）《建筑基础工学》，山肩帮男，永井兴史郎，富永晃司，伊藤淳志著，朝仓书店《土质力学》，山口柏树著，技报堂出版。
一、课程性质和任务土力学的主要任务是：保持土力学系统性和科学性，突出重点，避免与已修课程的简单重复，将重点放在与工程应用有密切关系的工程地质和土力学基本知识和基本理论上，以提高学生的理论水平和实际应用能力。
在学习本课程之前，应学完材料力学、结构力学等课程。
二、课程的基本内容绪论1．土力学的概念及学科特点(Concept of soil mechanics and its characteristics)2．土力学的发展史 (Development of soil mechanics)3．本课程的内容，要求和学习方法(Content, demand and study techniques)第1章土的物理性质及分类(Physical characteristics of soil and its sorts)1.1概述(Outline)1.2土的组成Soil constitution)1.2.1土中固体颗粒（Soil particle）1.2.2土粒粒度分析方法(Method of particle size analysis)1.2.3土中水和土中气(Water and air in soil)1.2.4粘土颗粒与水的相互作用(interaction of clay particle and water)1.2.5土的结构和构造(Soil structure)1.3土的三相比例指标(Phase relationship)1.3.1指标的定义(Definition of phase)1.3.2指标的换算(Conversion among phase)1.4无粘性土的密实度(Density of sandy-soil)1.4.1 沙土的相对密（实）度(Relative Density of sand)1.5粘性土的物理特征(Physical characteristics of clay)1.5.1粘性土的可塑性及界限含水量(Plasticity of clay and its consistencylimit (Atterberg limit) )1.5.2粘性土的可塑性指标(plastic index of clay)1.5.3粘性土的结构性和触变性1.5.4粘性土的胀缩性，湿陷性和冻胀性1.6土的分类标准(Soil classification)1.6.1 土的分类原则(Principle of sorting soils)1.6.2 土的分类标准 (Benchmark of soil sorts)1.7地基土的工程分类(Sorts of soil in engineering)1.7.1建筑地基土的分类(Soil sorts in architechtural foundation)1.7.2公路桥涵地基土的分类(Soil sorts in bridge and culvert foundation)1.7.3公路路基土的分类(Soil sorts in roadbed foundation)思考题与习题（Problems）第2章土的渗透性及渗流(Soil permeability and seepage)2.1概述(Outline)2.2土的渗透性(Soil permeability)2.2.1土的层流渗透定律(permeability law)2.2.2渗透试验与渗透系数(permeability test and coefficient of permeability)2.3土中二维渗流及流网简介(2D seepage and introduction of flow net)2.3.1 二维渗流方程(Equation of 2D seepage)2.3.2 流网特征与绘制(Characteristic of flow net)2.4渗透破坏与控制(Breakage due to permeability and its control)2.4.1渗流力(seepage force)2.4.2流砂或流土现象(Sand boiling)2.4.3管涌现象和潜蚀作用（）思考题与习题第3章土中应力（Soil stress）3.1概述（Outline）3.2土中自重应力（Stress due to soil deadweight）3.2.1均质土中自重应力（Stress due to deadweight in homogeneous soils）3.2.2成层土中自重应力（Stress due to deadweight in layered soils）3.2.3地下水位升降时的土中自重应力（Stress due to deadweight when soil is layered）3.3基底压力（接触应力）(Attached Pressure)3.3.1 基本概念(Basic concept)3.3.2 基层压力的简化计算(Simplified method of calculating the contact pressure)3.3.3 基底附加应力(The contact pressure)3.3.4 桥台前后填土引起的基底附加应力(The additional contact pressure due to filling at the front and back of abutment )3.4地基附加应力(add-stresses of foundation)3.4.1竖向集中力下的地基附加应力(add-stresses of foundation due to a point vertical load)3.4.2矩形荷载和圆形荷载下的地基附加应力(add-stresses of foundation due to a uniform pressure in a rectangular area or in a circular area)3.4.3线荷载和条形荷载下的地基附加应力(add-stresses of foundation due to a line load and/or a pressure in a strip area)3.4.4非均质和各向异性地基中的附加应力(add-stresses in nonhomogeneous or anisotropic soils)思考题与习题(problems)第4章土的压缩性及固结理论(Soil compression and consolidation theory)4.1概述(Outline)4.2土的压缩性(Soil compression)4.2.1固结试验及压缩性指标(Consolidation test and the parameters of soil compression)4.2.2现场载荷试验及变形摸量(In-situ load test and distortion modulus)4.2.3土的弹性摸量(Elastic modulus)4.3饱和土中的有效应力(Effective stresses in saturated soil)4.3.1饱和土中的有效应力原理(Principle of effective stresses in saturated soil)4.3.2 土中水渗流时的土中有效应力(Influence of seepage on effective stresses)4.3.3 毛细水上升时的土中有效应力(Influence of suction on effective stresses)4.4土的单向固结理论(Theory of 1D consolidation)4.4.1饱和土的渗透（流）固结(Consolidation of saturated soils)4.4.2太沙基一维固结理论（Terzaghi’s t heory of consolidation）4.4.3土的固结系数(Coefficient of consolidation)思考题与习题(problems)第5章地基沉降(settlement)5.1概述(outline)5.2地基的最终沉降量(Final settlement)5.2.1按分层总和法计算最终沉降量(Final settlement: one dimensional method)5.2.2弹性力学公式计算最终沉降量(Final settlement by elastic equation)5.2.3变形发展三分法（斯肯普顿法）计算最终沉降量(Final settlement by Skepton-Bjerrum method) 5.2.4最终沉降量计算方法的讨论(Discussion on methods of calculating final settlement)5.3应力历史对地基沉降的影响(Influence of stress history on foundation settlement)5.3.1沉积土层的应力历史(Stress history of deposit layers)5.3.2地基固结沉降的计算(Calculating the consolidation settlement of foundation)5.4应力路径法计算地基沉降简介(Introduction of the stress path method )5.5地基沉降与时间的关系(Relationship between foundation settlement and time)5.5.1地基固结过程中任意时刻的沉降量(Settlement at any time during consolidation)5.5.2利用沉降观测资料推算后期沉降量(Estimating the later settlement by measurement)思考题与习题(problems)第6章土的抗剪强度(Shear strength)6.1概述(Outline)6.2土的抗剪强度理论(Theory of shear strength)6.2.1 库仑公式及抗剪强度指标(Coulmb equation and shear strength indexes)6.2.2莫尔-库仑强度理论及极限平衡条件(The Mohr-Coulmb failure criterion)6.3土的抗剪强度试验(Tests on shear strength)6.3.1直接剪切试验(Direct shear test)6.3.2三轴压缩试验(Triaxial compression test)6.3.3无侧限抗压强度试验()6.3.4十字板剪切试验6.4三轴压缩试验中的孔隙压力系数Coefficient of void stress in triaxial compression test 6.5饱和粘性土的抗剪强度6.5.1不固结不排水抗剪强度（不排水抗剪强度）6.5.2固结不排水抗剪强度6.5.3固结排水抗剪强度6.5.4抗剪强度指标的选择6.6应力路径在强度问题中的应用6.7无粘性土的抗剪强度思考题与习题第7章土压力7.1概述7.2挡土墙侧的土压力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7.3.3有超载时的主动土压力7.3.4非均质填土的主动土压力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粘性土和粉土的主动土压力7.4.4有车辆荷载时的土压力7.4.5朗肯理论与库伦理论的比较思考题与习题第8章地基承载力8.1概述8.2浅基础的地基破坏模式8.2.1三种破坏模式8.2.2破坏模式的影响因素和判别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汉森和魏锡克极限承载力8.5地基容许承载力和地基承载力特征值思考题与习题第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整体圆弧滑动法土破稳定分析9.3.2毕肖普条分法土破稳定分析9.3.3杨布条分法土破稳定分析9.3.4土体抗剪强度指标及稳定安全系数的选择9.3.5坡顶开裂时的土破稳定分析9.3.6土中水渗流时的土破稳定性9.4地基的稳定性思考题与习题第10章土在动荷载作用下的特性10.1概述10.2土的压实性10.2.1击实试验及压实度10.2.2土的压实机理及其影响因素10.3土的振动液化10.3.1土的振动液化机理及试验分析10.3.2影响土液化的主要因素10.3.3坡顶开裂时的土破稳定分析10.4反复荷载下土的强度和变形特性10.5土的动力特征参数简介思考题与习题绪论土力学的概念及学科特点土力学是研究土体的一门力学，它是研究土体的应力﹑变形﹑强度﹑渗流及长期稳定性的一门学科。
土力学电子教案
土力学电子教案•土力学基本概念与原理•土的渗透性与渗流分析•土的抗剪强度与稳定性分析•地基承载力与变形计算•土压力理论与挡土墙设计•岩土工程勘察与报告编制土力学基本概念与原理01土力学定义及研究对象土力学的定义土力学是研究土体的物理、化学和力学性质以及土体与建筑物相互作用的学科。
研究对象主要研究土体在各种条件下的变形、强度和稳定性，以及土与结构物的相互作用。
土的物理性质与分类物理性质包括颜色、密度、含水量、孔隙比、液塑限等。
分类根据土的颗粒组成、塑性指数和液性指数等物理指标，可将土分为碎石土、砂土、粉土、黏性土等类型。
土的力学性质及指标力学性质土的力学性质主要包括变形特性、强度特性和渗透特性。
力学指标反映土的力学性质的指标有压缩系数、压缩模量、抗剪强度、内摩擦角、黏聚力等。
变形特性土的变形特性主要表现为压缩性、膨胀性和蠕变性等。
应力与变形关系土体在受力作用下，将产生相应的变形，应力与变形之间的关系可用土的压缩曲线、应力应变曲线等表示。
应力状态土体中的应力状态包括自重应力、构造应力和附加应力等。
土中应力与变形关系土的渗透性与渗流分析02渗透性基本概念及原理渗透性定义土体允许水流通过的性能，是土的重要水理性质之一。
渗透原理水流在土孔隙中的流动受土颗粒大小和排列、孔隙大小和分布等因素的影响。
渗透性指标渗透系数（k）是表示土的渗透性大小的指标，其大小取决于土的孔隙比和水的黏滞度。
渗流定律描述水流在土体中流动的基本定律，包括渗流量、渗流速度和渗流梯度之间的关系。
达西定律在一定条件下，通过土体的渗流量与水力梯度成正比，而与土的性质和水的黏滞度成反比。
该定律适用于层流状态。
达西定律的适用范围主要适用于层流状态，对于紊流状态需进行修正。
渗流定律与达西定律渗透系数测定方法室内试验法通过室内试验测定土的渗透系数，包括常水头法和变水头法。
现场试验法在现场进行渗透试验，如注水试验、抽水试验等，以测定实际土体的渗透系数。
土力学 建筑 土木工程 土的抗剪强PPT教案
常规三轴压缩试验
第33页/共46页
常规三轴压缩试验 conventional triaxial compression test
不固结不排水试验[UU]
unconsolidated-undrained test
固结不排水试验[CU]
consolidated-undrained test
固结排水试验[CD]
1
2= 3
2
3
三轴：同“单轴”对应，表明土样在三个方向
受力
常规：同“真第”28对页/共应46，页表明土样在两个方向受
到相同压力（室压力）的作用，并非真正的三
轴应力
组成：
主机系统 稳压调压系
统
量测系统
压力室
离合 器
主机 框架
压力室 底座
常规三轴 压缩试验仪
主机马 达
第29页/共46页
组成：
23
M
M1 fh
fv
H
M2
D
十字板剪切试验
第45页与莫尔圆
x
M
z
第6页/共46页
应力状态与莫尔圆
z zx xy
yz x
y
ij yxx
xy y
xz yz
zx zy z
三维应力状态
z zx
xz
x
ij
x zx
xz
z
二维应力状态
第7页/共46页
应力状态与莫尔圆
１
３
１
２
２
３
３
３
1
ij
0
0
１
0 0
2
0
0 3
(1) 固结慢剪
• 施加正应力-充分固结 • 剪切速率很慢，<0.02mm/分， • 以保证无超静孔压
《土力学》教案2004(6章)
《土力学》教案Soil Mechanics主讲人：刘元雪，博士，副教授。
6土压力、地基承载力和土坡稳定土压力、地基承载力和土坡稳定的基础都是土的抗剪强度理论。
6.1 挡土墙与土压力挡土墙是防止土体坍塌的构筑物。
广泛应用于建筑、水利、铁路….见P122图6.1挡土墙的土压力指挡土墙后土体对墙背产生的侧向压力。
影响挡土墙压力大小及其分布规律的主要因素是挡土墙的位移方向和位移量。
根据挡土墙的位移情况和墙后土体所处的应力状态，可将土压力分为：见P123图6.21）主动土压力：当挡土墙向离开土体方向移动，使墙后土体达到极限平衡状态，此时土压力最小，标记为E。
一般的公路a路边挡土墙。
2）被动土压力：当挡土墙向土体方向移动，使墙后土体达到极限平衡状态，此E。
拱桥桥台的土时土压力最大，标记为p压力。
3）静止土压力：当挡土墙静止不动，E。
使墙后土体处于弹性平衡状态，标记为0如地下室的外墙。
土压力与挡土墙位移的关系：见P123图6.3。
产生被动土压力的位移量远大于主动土压力的位移量。
h a )005.0~001.0(=∆δh p )1.0~01.0(=∆δ静止土压力计算：z k γσ00=0200021k h dz E hγσ==⎰ 如图 6.2（c ）所示，呈三角形分布，作用点位于距墙底h 31处。
6.2 朗金土压力理论6.2.1假设1）墙背竖直、光滑2）墙背填土面水平6.2.2墙后土的应力状态随墙背的运动，土体的应力状态变化如P124的图6.4所示。
6.2.3 主动土压力⎪⎩⎪⎨⎧---=+++=)245tan(2)245(tan )245tan(2)245(tan 0021200221ϕϕσσϕϕσσc c 则：a a a k c k c 2)245tan(2)245(tan 100212-=---==σϕϕσσσ )245(tan 02ϕ-=a k z γσ=1由于墙背与土体之间不能承受拉力，对于粘性土则要减去受拉高度：0221=-=-=a a a a a kc zk k c k γσσak c z 20= )2)((2100a a h z a a k c hk z h dz E --==⎰γσ *：呈三角形分布，为底乘以高的一半。
教案第六章 土压力
计算墙背上承受土压力的大小；
确定土压力的作用点和作用方向。
17min
课后要求
复习或掌握：
思考题：p164：1、2、3
作业题：p164：3、8
土力学与地基基础教案
章次
第六章土压力
本章学时
4学时
周次
第周，总第17次课
编写时间
章节
工程中常见土压力计算、库仑土压力理论
学时
2学时
授课方式
朗肯理论的计算条件是表面水平的半无限土体，处于极限平衡状态，若将垂线左侧的土体，换成虚设的墙背垂直光滑的挡土墙，则作用在此挡土墙上的土压力，等于原来土体作用在竖直线上的水平法向应力。
20min
基本假定
挡土墙的墙背竖直、光滑；
挡土墙后填土表面水平；
挡土墙为刚性体
5min
计算公式
18min
计算方法
首先应用土压力强度公式计算挡土墙墙背上特征点处的土压力强度；
静止土压力：当挡土墙静止不动，墙后土体处于弹性平衡状态，此时墙后土体作用在墙背上的土压力称为静止土压力，以E0表示，
主动土压力：当挡土墙在墙后土体的推力作用下向前移动。土体的强度发挥作用，使作用在墙背上的土压力减小。当墙向前位移达到一定时，墙后土体达到主动极限平衡状态，土压力减至最小，称为主动土压力，以Ea表示。
被动土压力：若挡土墙在外力作用下，向后移动推向填土，则填土受墙的挤压，使作用在墙背上的土压力增大。当挡土墙向填土方向的位移量达到一定时，墙后土体达到被动极限平衡状态，墙背上作用的土压力增至最大，称为被动土压力，一般用Ep表示。
40min
朗肯理论
基本原理
朗肯研究了半无限土体在自重作用下的应力状态，当土体向两侧平行外移，土体内各点应力从弹性平衡状态发展到极限平衡状态，提出墙后土体达极限平衡状态时，采用莫尔库仑极限平衡条件。计算挡土墙土压力的理论。
土力学课程教学大纲
土力学课程教学大纲土力学课程教学大纲一、课程基本信息课程名称：土力学课程类型：理论和实践结合学时数：36学时（理论24学时，实践12学时）授课方式：课堂讲解、案例分析、实验操作先修课程：土木工程概论、建筑材料、结构力学二、课程目标本课程的目标是让学生掌握土力学的理论知识和实践技能，能够分析和解决土木工程中的土力学问题，为后续的专业学习和职业发展奠定基础。
三、课程内容1、土力学基础知识（6学时）内容：土的物理性质、土的分类与鉴别、土的渗透性及渗透变形、地基土的应力与变形、地基沉降计算。
2、土的强度与稳定性（10学时）内容：土的抗剪强度、土的极限平衡条件、边坡稳定性分析、地基承载力分析。
3、土工试验与检测（4学时）内容：土工试验基本原理、常用土工试验方法、地基承载力检测、桩基承载力检测。
4、岩土工程问题分析与解决（12学时）内容：地基基础设计、边坡支护设计、地下工程施工与管理、工程实例分析与讨论。
四、实验环节实验1：土的基本物理性质实验实验2：土的抗剪强度实验实验3：地基承载力检测实验实验4：桩基承载力检测实验实验5：岩土工程问题案例分析实验五、教学方法1、课堂讲解：通过讲解土力学的基本概念、理论和计算方法，使学生掌握土力学的基本知识。
2、案例分析：通过分析实际的岩土工程案例，让学生理解土力学在工程中的应用，提高分析和解决问题的能力。
3、实验操作：通过实验操作，让学生深入理解土的物理性质、力学性质和工程特性，掌握土工试验的基本方法和技能。
4、课外自学：鼓励学生课后自主阅读相关文献和规范，加深对课程内容的理解和掌握。
六、课程评估本课程的评估主要包括以下方面：1、出勤率；2、课堂表现；3、作业；4、期末考试；5、实验报告。
七、教学资源1、教材：《土力学》（XXX主编，XXX出版社，版次XXX）2、主要参考书：《Foundation of Soil Mechanics》（Soille，Prentice Hall，1998）《岩土工程学》（刘忠玉等，中国建筑工业出版社，2016）3、网络资源：相关学术期刊、学术论坛、课程网站等。
土力学教学课件8
第七章
土的抗剪强度
7.1 概述
目录
CONTENTS
7.2 土的抗剪强度理论
7.3 土的抗剪强度试验
7.4 无黏性土的抗剪强度
7.5 饱和黏性土的抗剪强度
7.6 应力路径
第七章
土的抗剪强度
7.1 概述
目录
CONTENTS
7.2 土的抗剪强度理论
7.3 土的抗剪强度试验
7.4 无黏性土的抗剪强度
总应力法与有效应力法二者的计算结果稍有不同
7.2 土的抗剪强度理论
莫尔-库仑强度理论及极限平衡条件
1. 应力状态与莫尔圆
三维应力状
态
二维应力状
态
z
zx
z
x
zx
y yz
xy
x
x xy xz
ij = yx y yz
zx zy z
xz
滑动摩擦
T
7.2 土的抗剪强度理论
抗剪强度的组成
无粘性土
滑动摩擦角 u
滑动摩擦：由剪切面上颗粒与颗粒粗糙面产生的滑动摩擦阻力
粗粉
细砂
中砂
粗砂
30
20
0.02
0.06
0.2
0.6
2
颗粒直径 (mm)
由颗粒之间发生滑动时颗粒接触面粗糙不平所
引起，与颗粒大小，矿物组成等因素有关
7.2 土的抗剪强度理论
面上的应力超过强度；不可能
发生。
32
7.2 土的抗剪强度理论
莫尔-库仑强度理论及极限平衡条件
莫尔—库仑强度理论
（1）土单元的某一个平面上的抗剪强度f是该面上作用的法向应
土力学土的强度理论
库仑定律：土的抗剪强
度是剪切面上的法向总应 力 的线性函数
f
后来，根据粘性土剪切试验
f tan
f tan c
c:土的粘聚力
c
粘土
:土的内摩擦角
二、土体抗剪强度影响因素 摩擦力的两个来源 1.滑动摩擦：剪切面土粒间表面的粗糙所产生的 摩擦 2.咬合摩擦：土粒间互相嵌入所产生的咬合力 粘聚力：由土粒之间的胶结作用和电分子引力等因 素形成 抗剪强度影响因素 摩擦力：剪切面上的法向总应力、土的初始密度、土 粒级配、土粒形状以及表面粗糙程度 粘聚力：土中矿物成分、粘粒含量、含水量以及土的 结构
2
无粘性土：c=0
3 1 tan2 45o
2
土体处于极限平衡状态时，破坏面与大主应力作 用面的夹角为 f
c
A
max
3
f 2 f
1
1 f 90 45 2 2
cctg 1/2(1 +3 )
max
根据有效应力原理：土的抗剪强度并不是由剪切面上的
法向总应力决定，而是取决于剪切面上的法向有效应力
f tan c＝ u tan c
有效应力强度指标确切地表 达出了土的抗剪强度的实质， 是比较合理的表达方法
c 、 为土的有效 粘聚力和有效内摩 擦角，即土的有效 应力强度指标
五
土的强度理论
土的抗剪强度 1.库仑定律 2.土的极限平衡条件 剪切试验方法(直剪，三轴，无侧限，十字板） 不同排水条件下剪切试验成果*
工程中的强度问题概述
土的抗剪强度：土体抵抗剪切破坏的极限能力
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自主学习法、讨论法
多体媒教学工具、课件展示
学生分组讨论，推导公式
15分钟
第六步
老师带领学生总结规律
任务四老师带领学生试着总结极限平衡条件的应用规律
讲解法、讨论法、观察法、自主学习法
多体媒教学工具、课件展示
学生在老师的带领下总结规律
5分钟
第七步
教师讲授
学生练习
难点：利用库仑定律和摩尔应力圆得出土的极限平衡条件
解决措施：教师课件演示，引导学生推导土的极限平衡条件。
步骤
教学内容
教学方法
教学手段
学生活动
时间分配
第一步
课题导入
回顾上节课所学主要内容：抗剪强度的测试方法。并提问学生，了解学生的掌握情况，从而引出新课题。
讲解法、演示法
多体媒教学工具、教学课件
提问学生土的抗剪强度的测试方法。
自主学习法、讨论法
教学课件、多体媒教学工具
学生分组讨论
5分钟
第四步
教师讲授
任务二教师讲解莫尔应力圆的由来，使学生明白莫尔应力圆的圆周上每一点代表的含义。
讲解法、讨论法、演示法
多体媒教学工具、件展示
听教师讲授，
5分钟
第五步
教师引导学生推出土的极限平衡条件
任务三 老师引导学生利用库仑定律和莫尔应力圆得出土的极限平衡条件。
3分钟
第二步
课件展示
教师讲授
任务一教师用课件讲解库伦定律及土的抗剪强度指标。
讲解法、讨论法、观察法
多体媒教学工具、教学课件
观看教学课件，学生提出问题
10分钟
步骤
教学内容
教学方法
教学手段
学生活动
时间分配
第三步
学生讨论
活动一组织学生分组讨论，探究抗剪强度的构成因素
砂土的抗剪强度的构成因素：粘聚力。
粘性土的抗剪强度的构成因素：内摩擦力和粘聚力。
活动三练一练，通过一道例题的练习，让学生进一步理解怎样利用土的极限平衡条件去判定土体状态的稳定与否。
讨论法、练习法
多体媒教学工具、课件展示
指导学生练习
5分钟
第八步
教学总结
布置课后任务
1、总结本次课教学内容
2、布置作业及课后要求
多体媒教学工具、课件展示
2分钟
教学反思
《土的极限平衡条件》教学设计
课 题
课题一库仑定律
课题二土的极限平衡条件
任 务
任务一库仑定律
任务二 莫尔应力圆
任务三 土的极限平衡条件的推导
任务四 土的极限平衡条件的应用
1学时
课次
1
教学专业
基础工程技术专业
教学班级
121271班
教学目标
知识与技能目标
1、掌握土的抗剪强度概念和库伦定律。
2、掌握抗剪强度的构成因素。
情感、态度
与价值观目标
1、学生分组讨论，培养学生的团队协作意识。
2、引导学生探究规律，开发学生积极探索的兴趣。
2、培养学生自主学习的能力，严谨的学习作风，使学生养成良好的学习习惯。
教学重点
及解决措施
重点：利用土的极限平衡条件判定土体状态。
解决措施：教师课件讲解，学生讨论、探究，总结规律。
教学难点
及解决措施
3、理解极限平衡条件的推导过程。
4、能利用土的极限平衡条件判定土体状态。
方法与过程目标
1、教师用课件讲解抗剪强度的概念和库伦定律，学生分组讨论抗剪强度的构成因素，小组汇报讨论结果。
2、教师讲解极限平衡条件的由来，并引导学生利用库仑定律和莫尔应力圆推出土的极限平衡条件，并能利用土的极限平衡条件判定土体状态。