土力学与地基基础 授课教案文档格式.docx

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及过程

第一章土力学与地基基础绪论

引言

土力学与地基基础是什么？

学生自己讨论,教师引导，得出土力学与地基基础概念

1、土力学、地基及基础的概念

学生阅读教材回答以下两个问题：

（1）地基与基础

（2）地基与基础设计必须满足的基本条件

最后老师总结建设项目相关的知识

2、地基工程事故类别及特征

由学生列举生活中不同类别的地基事故，引导得出地基事故分类

（1）地基事故的分类

（2）地基失稳事故和地基变形事故

分析几个典型地基失稳事故和地基变形事故的原因

3、学科发展概况

学生阅读教材，提问总结

（1）国内的发展历史

（2）国外的发展历史

（3）发展趋势

1.理论方面；

2.材料方面；

3.结构方面；

4.高层结构不断发展

4、本课程的特点、内容与学习要求

（1）土力学与地基基础课程的学习特点

（2）土力学与地基基础课程的内容设置

（3）土力学与地基基础课程的学习要求

小结

本节讲述了土力学与地基基础的基本知识和课程要求

作业

布置

无

课后

第二章土的物理性质与工程分类

第2周

土的物理性质指标是该课程最基本的内容，土的类别和所处的状态是鉴别建筑物地基优劣的主要依据之一，也是选择基础方案和基础类型的主要依据之一。

通过本章学习，要求了解土的组成，掌握土的物理性质指标，熟练掌握无粘性土和粘性土的物理性质，掌握土的工程分类原则，土的类别与其工程特性的关系。

土的物理性质指标、无粘性土和粘性土的物理性质、土的工程分类

土的物理性质指标计算

1、土的成因

学生自己讨论，教师引导，得出以下概念

残积土、坡积土、洪积土、冲积土、淤积土、冰积土、风积土

2、土的组成

由学生阅读教材回答，回到以下问题

（1）土的固体颗粒

（2）土中水

（3）土中空气

（4）土的结构

3、土的三相比例指标

老师讲解以下内容

（1）土的三相基本指标

（2）土的其他物理性质指标

（3）三相指标的换算

4、无粘性土的密实度

老师讲解以下内容

（1）砂土的密实度

（2）碎石土的密实度

5、粘性土的稠度

（1）界限含水量

（2）土的塑性指数

（3）土的液性指数

6、地基岩土的分类

学生阅读教材，提问总结

本节讲述了土的物理性质与工程分类

课后练一练第1~2题

第三章地基的应力

第3周

了解土体的应力应变关系，理解自重应力、基底压力、基底附加压力与地基附加应力的概念，并熟练掌握其计算方法，了解其分布规律。

掌握竖向集中荷载、矩形均布荷载作用下的地基附加应力计算方法和分布规律，了解三角形分布的矩形荷载、条形均布荷载及圆形均布荷载作用附加应力计算方法和分布规律。

自重应力、基底压力、基底附加压力与地基附加应力

土中应力计算和分布规律

1、地基中的自重应力

一、均质地基情况

二、成层地基情况

三、有效应力分布规律

四、地下水升降及隔水层对自重就力的影响。

重点解释粒间应力与土的变形和强度的内在关系。

反复强调自重应力，一般指有效自重应力。

要求学生课上先讨论均质和成层土自重应力求解公式和应力分布规律后，再给出授课内容。

2、基础底面接触压力

一、基础底面接触压力的分布

二、基础底面接触压力的简化计算（中心受压基础，偏心受压基础）

三、基础底面附加压力

强调基底附加压力为新增应力，再由同学讨论埋深取值问题。

3、地基中的附加应力

一、附加应力的定义和假设

二、不同面积上受各种荷载作用下，附加应力的计算方法。

（1）集中力作用下地基中附加应力的计算。

（2）矩形均布荷载作用下地基中附加应力的计算及角点法。

三、附加应力分布规律

对各种荷载作用下附加应力的求解仅在引入布辛奈斯克解后，讲明利用积分方法求解，不讲具体推导过程，只给出结果σz=KP0，并对K做定性解释；

对条形均布荷载作用下地基中附加应力给出大、小主应力公式，以备后用；

通过例题讲解归纳出附加应力分布规律；

通过应力分布图形比较条形，矩形荷载作用下附加应力影响范围的不同。

本节讲述了土中应力分布与计算

第四章地基土的变形

第4周

主要学习土的压缩性的试验方法，以及土的压缩性指标的确定方法，掌握地基最终沉降量的基本计算方法——分层总和法，以及地基沉降与时间的关系。

着重学习土的压缩性指标的定义、计算方法以及应用。

要求掌握室内压缩试验方法和结果，掌握地基沉降的计算方法。

通过饱和土渗透固结理论学习，掌握物理模型、数学模型以及求解方法；

掌握固结度的计算，并能解决有关沉降——时间的工程问题。

土的压缩性指标

分层总和法

1、土的压缩性

一、压缩试验及压缩性指标

二、静载荷试验及变形模量。

对Es和E0重点做定性的比较，简单介绍定量公式。

2、地基最终沉降量的计算

一、分层总和法

二、规范推荐法

通过课堂上对例题的讲解加强学生对两种沉降计算方法的理解。

3、建筑物沉降观测与地基容许变形值

一、建筑物的沉降观测

二、地基变形特征

让学生先自己看书，然后加以解释。

本节讲述了土的压缩性的试验方法，以及土的压缩性指标的确定方法，掌握地基最终沉降量的基本计算方法——分层总和法，以及地基沉降与时间的关系

第五章土的抗剪强度

第5周

掌握库仑定律、土的极限平衡条件、直接剪切仪和三轴剪切仪测定抗剪强度指标的方法及三轴试验成果的整理、解决实际工程中遇到的强度稳定性问题。

库仑定律、土的极限平衡条件、直接剪切仪和三轴剪切仪

土的极限平衡条件

1、土的抗剪强度

一、抗剪强度的基本概念

二、直剪试验与库仑定律

孔隙水压力对土体强度的影响，结合三种实验方法来讲解。

2、土的极限平衡理论

一、土中一点的应力状态

二、土的极限平衡状态与极限平衡理论

结合抗剪强度包线与莫尔应力圆重叠图形，分析土体中某一载面上剪应力与抗剪强度的关系，指出并非抗剪强度最大，则一定先破坏，从而加深同学对抗剪强度的理解。

通过例题加深学生对极限平衡概念的认识与应用。

3、抗剪强度指标的测定方法

一、直剪试验

二、三轴压缩试验

三、无侧限抗压强度试验

四、十字板剪切试验

结合直剪、三轴压缩、无侧限抗压强度试验的演示来加深学生对土体抗剪强度理论、公式等的认识。

本节讲述了土的抗剪强度，它是土的工程性质中最主要的组成部分，与工程建筑物的稳定和正常使用关系极为密切。

第六章地基承载力

第6周

理解各种地基承载力的理论方法与基本假设，明确各种方法的应用前提，能够结合具体的实际工程情况，确定合理的符合实际的地基承载力特征值。

地基的破坏模式、浅基础的临塑荷载和临界荷载、极限承载力、容许承载力以及地基承载力特征值

各种地基承载力的理论方法与基本假设

1、地基破坏类型及承载力的确定

一、地基破坏类型

二、地基临塑荷载、临界荷载、极限荷载概念及地基承载力的确定

结合P—S曲线讲授Pcr、Pu、P1/3的概念。

2、地基极限承载力理论

一、简单了解地基极限承载力理论

二、理解地基承载力的理论确定方法

学生阅读教材，老师讲解地基极限承载力理论、地基容许承载力以及地基承载力特征值。

本节讲述了地基承载力理论与计算是土力学的主要课题之一，也是一个非常复杂的问题，影响因素比较多。

第七章工程地质勘察

第7周

了解工程地质勘察的目的、程序和任务；

了解常用的工程地质勘探方法；

了解土工试验的用途；

会阅读和使用工程地质勘察报告。

工程地质勘察的程序和方法、工程地质勘察报告、验槽

工程地质勘察的方法

1、概述

一、岩土工程勘察的基本规定

二、工程地质勘察的基本程序

学生阅读教材，找寻答案，老师做适当补充。

2、工程地质勘察方法

一、测绘与调查

二、勘探方法

学生阅读教材，老师讲解。

3、工程地质勘察报告

利用现有的工程地质勘察报告为例进行讲解，加深理解与记忆。

4、验槽

本节讲述了工程地质勘察是岩土工程技术体制中的一个重要环节，是工程建设前期要开展的基础性工作。

第八章土压力

第8周

熟悉土压力的类型及它们产生的条件和适用范围，熟练掌握土压力计算方法。

学习朗肯土压力理论假设条件、主动土压力、被动土压力。

要求掌握朗肯假设条件，熟练掌握其计算方法。

学习库仑土压力理论假设条件，要求掌握其假设条件及数值解法，从分析方法与计算误差上比较两个理论的不同。

土压力的类型及它们产生的条件和适用范围，土压力计算方法

朗肯土压力理论、库仑土压力理论

1、土压力分类

一、土压力分类

二、静止土压力计算

2、朗肯土压力理论

一、朗肯假设

二、土压力计算

三、几种特殊情况下的土压力的计算（填土表面有均布荷载、成层填土、墙后填土有地下水）

结合土的极限平衡理论解释朗肯假设；

结合土的极限平衡条件讲授主动、被动土压力公式。

3、库仑土压力理论

一、库仑假定

结合土的极限平衡理论解释库仑假设；

本节讲述了土压力的类型及它们产生的条件和适用范围以及土压力计算方法。

第九章挡土墙

第9周

熟悉挡土墙的类型及在实际工程中的应用。

熟悉重力式挡土墙的构造措施。

熟悉挡土墙设计方法及计算内容。

熟悉倾覆系数，滑动稳定系数的含义及要求。

挡土墙的设计方法及计算内容

挡土墙的设计

1、挡土墙的类型

一、重力式挡土墙

二、悬臂式挡土墙

三、扶壁式挡土墙

四、锚杆挡土墙

五、锚定板挡土墙

六、板桩墙

2、挡土墙的验算

3、挡土墙的基底压力验算

4、挡土墙的墙身强度验算

5、挡土墙的构造

重力式挡土墙构造可让学生先看书，然后再做解释；

结合例题讲解挡土墙设计，加强学生对挡土墙设计过程的理解。

本节讲述了挡土墙的类型、适用范围及重力式挡土墙的设计及构造要求。

第十章土坡稳定

第10周

掌握土坡稳定性分析方法是土力学的基本学习目标之一，是工程实际当中判断天然土坡和由岩土填筑与开挖形成的人工土坡安全性的重要技能。

所以通过本章的学习，应掌握无粘性土坡的稳定性分析方法以及诸如整体圆弧滑动法、瑞典条分法、毕肖普条分法和简布条分法等针对粘性土坡的稳定性分析方法。

无粘性土坡的稳定性分析和粘性土坡的稳定性分析

土坡稳定性分析方法

1、简单土坡的稳定性分析

一、简单土坡的概念

二、土坡滑动的原因

2、边坡稳定措施

一、无粘性土简单土坡稳定性分析

二、边坡设计与施工的有关规定以及滑坡防治的措施与方法

边坡稳定措施可让学生先看书，互相讨论，然后再做解释。

本节分析土坡的稳定性，即比较可能滑动面上的剪应力与抗剪强度，是土力学中的重要问题之一。

第十一章浅基础

（一）

第11周

了解天然地基上浅基础的类型；

熟悉地基基础设计的基本步骤和方法；

熟悉基础选型、基础埋置深度的确定；

掌握地基承载力特征值的确定，基础底面积的确定，地基持力层和软弱下卧层的承载力验算；

掌握钢筋混凝土墙下条形基础、独立基础的设计和柱下条形基础的设计；

了解筏形基础和箱形基础的设计方法；

熟悉减轻基础不均匀沉降的建筑、结构和施工措施。

掌握钢筋混凝土墙下条形基础、独立基础的设计和柱下条形基础的设计

基础埋置深度的选择、地基承载力特征值的确定、基础底面尺寸的确定

一、地基基础的重要性与复杂性

二、地基基础方案类型

三、地基基础设计所需资料

四、天然地基上的浅基础设计内容与步骤

以两个具体工程事例的图片及资料开始引入本章的内容。

2、浅基础的类型

一、按材料划分

二、按构造类型划分

三、按受力性能划分

以案例加强学生刚性基础的认识。

3、基础的埋置深度

一、基础埋深的概念及选择意义

二、影响基础埋置深度的因素

对基础埋深的影响因素，要结合大量实例和图片进行讲解。

本节讲解了浅基础的类型，地基基础设计的基本步骤和方法，基础选型、基础埋置深度的确定。

第十二章浅基础

（二）

第12周

1、地基承载力的确定

一、地基承载力的概念

二、地基承载力特征值的确定方法（载荷试验）

三、承载力特征值的修正

四、软弱下卧层验算

依据规范解释地基承载力特征值修正的含义，以利于参数的。

确定新旧规范对比，加强学生对问题的认识。

2、基础底面尺寸的确定

一、中心受压基础

二、偏心受压基础

三、验算地基软弱下解层承载力

实例教学；

进行新旧规范对比。

3、墙下钢筋混凝土条形基础设计

一、墙下钢筋混凝土条形基础剖面设计

二、墙下钢筋混凝土条形基础构造要求

剖面设计要结合案例。

4、减轻建筑物不均匀沉降的措施

一、建筑措施

二、结构措施

三、施工措施

减轻建筑物不均匀沉降的措施，要逐条结合具体的工程实例加以讲解。

本节讲解了地基承载力特征值的确定，基础底面积的确定，地基持力层和软弱下卧层的承载力验算，钢筋混凝土墙下条形基础、独立基础的设计和柱下条形基础的设计，筏形基础和箱形基础的设计方法，减轻基础不均匀沉降的建筑、结构和施工措施。

第十三章桩基础

（一）

第13周

熟悉桩的分类。

了解各种材料桩，各种施工方法桩的优缺点及适用条件。

按承载性状分类。

按施工方法分类。

1.概述

一、深基础概念及深基础与浅基础的区别

二、深基础的类型及特点

2.桩及桩基础分类

一、按承载性状分类

二、按桩身材料分类

三、按桩的施工方法分类

四、按成桩方法分类

五、按桩径大小分类

本节讲解了桩基础的使用，桩基础的设计内容、设计原则、分类及成桩效应。

第十四章桩基础

（二）

第14周

了解单桩轴向荷载的传递。

了解单桩轴向承载力、水平承载力、群桩竖向承载力的确定的基本概念。

单桩轴向承载力、水平承载力的确定。

群桩竖向承载力的确定。

3.单桩、群桩承载力的确定

一、单桩承载力的确定方法

二、群桩承载力的确定

4.承台构造

一、宽度厚度

二、桩顶嵌入长度

三、主筋锚固，混凝土强度等级

四、承台板的配筋

五、承台底筋保护层厚度

本节讲解了桩基础单桩传递机理，桩基础竖向承载力的确定以及群桩效应。

第十五章施工图识读

第15周

了解平法施工图的识图原则。

了解G101平法图集的制图规则。

熟悉独立基础、条形基础、承台平法施工图的表示方法及相关规定。

G101平法图集的制图规则。

一、结构施工图简介

二、G101平法图集的说明

2.独立基础平法施工图

一、集中标注

二、原位标注

三、识读实例

3.条形基础平法施工图

一、概述

二、基础梁的平面写方式

三、条形基础底板的平面注写方式

4.桩基承台平法施工图

一、独立承台的平面注写方式

二、承台的平面注写方式

本节讲解了结构施工图、G101平法图集以及独立基础平法施工图、条形基础平法施工图和桩基承台平法施工图。

第十六章地基处理

（一）

第16周

了解软弱土的概念和工程特性。

软弱土的工程特性。

1.软弱土地基概述

软弱土概念及软弱土工程特性。

本节讲解了软弱土概念及软弱土工程特性。

第十七章地基处理

（二）

第17周

熟悉常见地基处理方法的分类，原理及作用、适用范围。

碾压夯实、换填法、预压固结法、强夯法、挤密法、化学加固法

2.软弱土地基处理方法

常见地基处理方法的分类，原理及作用、适用范围。

本节讲解了常见地基处理方法的分类，原理及作用、适用范围。

第十八章特殊土地基

第18周

了解膨胀土的概念及危害。

熟悉影响其胀缩变形的主要因素（内在、外在）。

了解膨胀土地基处理的基本原则，设计措施、结构措施、施工措施。

了解湿陷性黄土的概念及危害。

熟悉黄土湿陷性的机理。

了解湿陷性黄土地基处理的基本原则，设计措施、结构措施、施工措施。

了解红粘土地基概念及工程特性。

了解红粘土地基设计与施工措施。

影响变形的主要因素。

结构措施、施工措施。

黄土地基湿陷性的评价。

红粘土地基的工程评价。

红粘土地基设计与施工措施。

第十九章特殊土地基

1.膨胀土地基

一、膨胀土的危害

二、膨胀土的特征

三、膨胀土的工程特性指标

四、膨胀土场地与地基评价

五、膨胀土地基处理的基本原则，设计措施、结构措施、施工措施

2.湿陷性黄土地基

一、湿陷性黄土概述

二、黄土湿陷