五、学时数、学分数、开课学期:56学时、3.5学分、第6学期
本课程是农业水利工程专业一门主要专业基础课。通过本课程学习,要求学生掌握土的基本物理性质及在外荷载作用下土体中应力、土体的变形、土体的强度、土体的渗透稳定性等基本概念、基本理论知和基本规律,以及有关土应用于土工建筑物及基础工程的基本假定、分析方法和设计原理,并使学生掌握一定的土工试验技术,为学习专业课程,从事专业工作和进行科学研究打下基础。
本课程必要的先行课为材料力学。需要的预备知识有:高等数学、弹性理论、工程地质与水文地质、水力学。有密切关系的学科为:弹塑性理论、流变理论、地下水动力学、土质学、建筑材料、建筑结构、施工技术。
本课程后续课程是水工建筑物专业课。在教学中,本课程在公共基础课和专业课之间起着承上启下的作用。
八、教学方法:课程教学为课堂讲授,实验教学为学生动手操作。
选用教材:《土力学》刘福臣 成自勇 崔自治主编,中国水利水电出版社
《土力学》第二版 天津大学 杨进良主编,中国水利水电出版社
通过本章的学习,要求学生了解课程的性质、内容和与其它课程的关系,以及本学科发展的概况,理解和掌握土力学研究的对象、研究的内容与学习方法。本章计划1学时。
土的形成、土的特征、土在工程中的作用,土力学所研究的问题和任务,学习方法与其它课程的关系、以及本学科发展的概况。
土的主要特性和土在工程建设中的作用,土力学所研究的问题和任务。
土的多样性、土的易变性以及土在水工建筑物中应用的特点。
通过本章的学习,要求学生掌握土的物质组成以及定性、定量描述物质组成的方法,掌
握土的物理性质指标、物理状态指标的定义和指标之间的换算,掌握土的结构和构造以及土的击实性、土的工程分类和分类方法。本章计划1O学时(讲课6学时,实验4学时)。
三相图及土的物理性质指标与物理状态指标,土的击实性。
土的物理性质指标、土的物理状态指标与土的力学性质之间的联系。
课堂讲授。实验:颗粒大小分析实验、液限和塑限实验、击实实验。作业。
通过本章的学习,使学生掌握达西定律及其适用性,掌握渗透力、渗透变形破坏的概念、渗透变形的基本形式与特点,掌握流网在渗透力和渗透稳定计算中的应用。本章计划4学时(讲课3学时,实验1学时)。
通过本章的学习,使学生掌握自重应力、基底压力、附加应力的概念和计算方法,掌握土的有效应力原理,了解地基的非均质性和各向异性对附加应力的影响。本章计划4学时。
自重应力、基底压力、附加应力的计算,土的有效应力原理的应用。
成层土自重应力的计算和各种工程荷载分布条件下的附加应力的计算。
通过本章的学习,使学生掌握土的压缩性与压缩性指标的确定方法,掌握地基沉降量的分层总和法和规范法的计算方法与步骤,了解土的固结状态以及确定先期固结压力的方法和不同应力历史条件下的沉降计算方法,掌握饱和土的单向固结理论、以及地基沉降量随时间变化的计算。本章计划9学时(讲课8学时,实验1学时)。
土的压缩性与压缩性指标的确定,地基沉降量的分层总和法和规范法的计算方法与步骤,地基沉降量随时间变化的计算。
考虑应力历史地基沉降量的计算,饱和土的单向固结理论。
通过本章的学习,使学生掌握土的抗剪强度公式、土的极限平衡条件和抗剪强度指标的试验测定方法,掌握利用土的极限平衡条件判断土体一点所处状态是否发生剪切破坏,了解无粘性土、粘性土的抗剪强度特性、土的抗剪强度影响因素。本章计划8学时(讲课6学时,实验2学时)。
莫尔-库仑强度理论、剪切试验方法及土的强度指标、土的极限平衡条件及其应用。
无粘性土、粘性土在剪切过程中的性状,实际工程中土的抗剪强度指标的选择。
课堂讲授。实验:直接剪切实验、三轴剪切实验(演示)。作业。
通过本章的学习,使学生掌握土压力的类型及产生条件,掌握静止土压力、主动土压力、被动土压力的分析方法和计算方法,掌握工程上常见情况的土压力计算,了解挡土墙设计的内容和步骤、以及减小土压力的措施。本章计划7学时。
土压力的类型及产生条件,朗肯土压力理论和库仑土压力理论各自适用的条件及分析计算方法,工程上常见情况的土压力计算。
通过本章的学习,使学生了解地基的变形阶段、破坏模式,掌握确定地基承载力的方法,主要有三个途径:⑴按土的抗剪强度指标利用理论公式计算;⑵原位测试试验,包括现场静载荷试验方法、标准贯入试验、静力触探试验、旁压试验;⑶依据土的物理力学指标按规范提供的承载力表格确定。本章计划6学时。
地基极限荷载公式一般形式的推导和分析,影响地基承载力的因素,太沙基极限荷载理论、汉森极限荷载理论的应用。
通过本章的学习,使学生了解土坡滑坡的滑动面形状及其产生滑动的原因,掌握无粘性土土坡稳定分析和粘性土坡稳定分析的原理及计算方法,了解抗剪强度指标的选择及土坡稳定安全系数。本章计划7学时。
粘性土坡圆弧滑动条分法的分析原理和计算方法,瑞典条分法、毕肖甫法。