《土力学》授课教案

《土力学》课程授课教案
课程编号：0333121331
课程中文/英文名称：土力学/Soil Mechanics
课程总学时/学分： 44学时/3学分
适用专业：建筑工程及道桥专业
一、课程地位
本课程是土木工程的一门专业必修课，其主要目的是使学生掌握土的物理性质及工程分
类，粘性土的矿物成分对性质影响，土得强度特性，土中应力和沉降计算，土压力计算方法和土坡稳定性分析，地基承载力的基本理论及计算，掌握室内几种常见的土木试验，了解土的动力特性和原位测试方法。

通过本课程的学习，使学生对于土力学基本理论有深入了解，
能熟练操作常见的土木仪器，为以后的学习打下扎实的基础。

二、教材及主要参考资料
1．教材：高大钊主编.《土质学与土力学》（第三版）北京人民交通出版社. 2002
2．主要参考资料：洪毓康主编.《土质学与土力学》（第二版）北京人民交通出版社. 1993 三、课时分配
序号授课内容提要学时
1 绪论
4学时
2 第一章土的物理性质及工程分类
3 第二章粘性土的物理性化学性质2学时
4 第三章土中水的运动规律4学时
5 第四章土中应力计算6学时
6 第五章土的压缩性与地基沉降6学时
7 第六章土的抗剪强度4学时
8 第七章土压力计算4学时
9 第八章土坡稳定分析2学时
10 第九章地基承载力4学时
11 第十章土的动力性质和压实性2学时
四、考核方式与成绩核定办法
1．考核方式：考试
2．成绩核定办法：卷面考试占80%，实验占10%，平时作业占10%。

五、授课方案
第一章土的物理性质及工程分类（4学时）
1．教学内容（2学时）
第一节土的三相组成
第二节土的颗粒特征
第三节土的三相比例指标
2．教学要求
（1）掌握土的三相比例指标的概念和计算方法，掌握土的三相组成；
（2）熟悉粒度成分的表示方法：表格法、累计曲线法、三角坐标法，以及描述土的级配的指标：不均匀系数Cu, 曲率系数Cs
（3）了解土的颗粒特征
3．教学重点、难点
重点：土的三相比例指标的概念和计算方法。

难点：三项比例指标的换标。

4．教学策略
要掌握三项比例指标换标这个难点，主要要教会学生绘制三相换标草图。

5．习题
1-1，1-2
1．教学内容（2学时）
第四节粘性土的界限含水量
第五节砂土的密实度
第六节土的工程分类
2．教学要求
（1）掌握评定粘性土状态的四个指标： Wp. Wl. Ip. Il
掌握评定砂土密实度方法和指标；
（2）熟悉土的工程分类以及方法；
（3）了解Wp. Wl.室内测定方法和标准贯入试验。

3．教学重点、难点
重点：土的工程分类
难点：为什么评定粘性土状态用与含水量有关的指标，而评定非粘性土用与
颗粒级配有关指标。

4．教学策略
对比粘性土和非粘性土颗粒级配来分析它们的性质
5．习题 1-3
第二章粘性土的物理化学性质（2学时）
1．教学内容（2学时）
第一节键力的基本概念
第二节粘土矿物颗粒的结晶结构
第三节粘土颗粒的胶体化学性质
第四节粘性土工程性质的利用和改良
2．教学要求
掌握粘土颗粒与介质的相互作用及其对粘性土工程性质的影响；
熟悉粘土的塑性、压缩性、胀缩性、强度等工程性质主要受、键力与颗粒周
围介质之间相互作用所制约；
了解键力的基本概念和粘土矿物结晶结构。

3．教学重点、难点
重点：粘性土工程性质的利用和改良
难点：粘土矿物颗粒表面双电层概念
4．教学策略
重点解释图2-2、图2-3、2-4、2-5、2-6
5．习题
2-5． 2-6
第三章土中水的运动规律（2学时）
1．教学内容（2学时）
第一节土得毛细性
第二节土的渗透性
第三节土的冻结过程中水分的迁移和积聚
2．教学要求
掌握土中水的运动规律及其对土性质的影响；掌握土的层流渗透定律熟悉影响土的渗透性的因素和冻胀的机理与影响因素
了解毛细水以及土在冻结过程中水分的迁移和积聚
3．教学重点、难点
重点：土得层流渗透定律和渗透系数
难点：土的渗透系数试验测定法
4．教学策略
结合渗透模型推导公式
5．习题
3-2
第四章土中应力计算（6学时）
1．教学内容（4学时）
第一节概述
第二节土中自重应力计算
第三节基础地面的压力分布与计算
第四节竖向集中力作用下的土中应力计算
第五节竖向分布荷载作用下土中应力计算（一）
2．教学要求
（1）掌握自重应力、附加应力的计算、基础底面的压力计算（2）熟悉自重应力、附加应力的分布规律
（3）了解各种荷载作用下附加应力计算公式推导
3．教学重点、难点
重点：自重应力、附加应力的计算
难点：附加应力计算公式的推导
4．教学策略
主要教会学生对公式的应用
5．习题
4-5、4-6
1．教学内容（2学时）
第五节竖向分布荷载作用下土中应力计算（二）
第六节应力计算中的其他一些问题
第七节有效应力原理
2．教学要求
（1）掌握土中附加应力的计算以及有效应力公式（2）了解土中应力扩散角的概念
3．教学重点、难点
重点：竖向分布荷载作用下土中应力计算
第五章土的压缩性与地基沉降计算（6学时）
1．教学内容（2学时）
第一节概述
第二节研究土压缩性的试验及指标
2．教学要求
（1）掌握压缩系数 a. 压缩模具Es.压缩指数的物理意义，计算公式；
（2）熟悉压缩模具，变形模具弹性模具的意义和它们之间的关系；
（3）了解室内侧限压缩试验和现场载荷试验
3. 教学重点、难点
重点，压缩系数压缩模具Es的物理意义
难点 Eo和Es之间的关系
4．教学策略
从室内侧限压缩试验和现场载荷试验分析入手，结合压缩曲线引出 a .Es概念
1．教学内容（2学时）
第三节地基沉降实用计算方法
2．教学要求
（1）掌握分层总合法、应力面积法计算最终沉降
（2）熟悉弹性理论法计算沉降
（3）了解用原位压缩曲线计算最终沉降
3．教学重点、难点
重点：分层总合法、应力面积法计算最终沉降
难点：应力面积法计算中,沉降计算深度Zn和沉降计算经验系数Xs的取值.
４．教学策略
详细讲解图５－１５、５－１７
５．习题
５－３、５－６
１．教学内容（２学时）
第四节饱和粘性土地基沉降与时间的关系
２．教学要求
（１）掌握某一时刻沉降量St的计算
（２）熟悉太沙基一维渗流固结理论
（３）了解饱和粘性土地基沉降的三个阶段
３．教学重点、难点
重点：固结度的概念及计算方法
难点：太沙基一维渗流固结理论
4．教学策略
利用图5-23、5-24讲解
5．习题
5-6
第六章土的抗剪强度（4学时）
1．教学内容（2学时）
第一节概述
第二节图的强度理论与强度指示
第三节土的抗剪强度指示的试验方法及其应用
2．教学要求
（1）掌握土的抗剪强度的库仑定律，以及摩尔圆与抗剪强度包线之间的关系，土的强度理论－极限平衡理论；
（2）熟悉土的抗剪强度指示的试验方法及其应用
3．教学重点、难点
重点：抗剪强度的库仑定律、土的强度理论－极限平衡理论
难点：土体中某点达到极限平衡状态时的摩尔圆
4．教学策略
分析试验方法入手
5．习题
6-2、6-3
1．教学内容（2学时）
第三节土的抗剪强度指示的试验方法及其应用
第四节土的天然强度及其在荷载作用下的强度增长
第五节关于土的抗剪强度影响因素的讨论
2．教学要求
（1）掌握强度试验方法与指标的选用
（2）熟悉软土在荷载作用下的强度增长规律以及影响土的抗剪强度的因素（3）了解孔隙压力系数 A.B
3．教学重点、难点
重点：强度试验方法与指标的选用
难点：孔隙压力系数 A.B
4．教学策略
5．习题
6-6
第七章土压力计算（4学时）
1．教学内容（2学时）
第一节概述
第二节静止土压力计算
第三节朗金土压力理论
第四节库仑土压力理论
2．教学要求
（1）掌握用朗金土压力理论、库仑土压力理论计算的作用在挡土墙上的土压力；
（2）熟悉朗金土压力理论、库仑土压力理论的应用范围
3．教学重点、难点
重点：朗金土压力理论、库仑土压力理论
4．教学策略
由第六章土体极限平衡理论公式引出朗金土压力理论
5．习题
7-2
1．教学内容（2学时）
第五节几种特殊情况下的库仑土压力计算
第六节关于土压力的讨论
2．教学要求
（1）掌握几种特殊情况下库仑土压力计算；
（2）了解朗金土压理论和库仑土压力理论的差异；
3．教学重点、难点
重点：车辆荷载作用下的土压力计算
难点：车辆荷载作用下的土压力计算
４．教学策略
５．习题
７－４
第八章土坡稳定分析（2学时）
１．教学内容（2学时）
第一节概述
第二节砂性土的土坡稳定分析
第三节粘性土的土坡稳定分析
第四节土坡稳定分析的几个问题
２．教学要求
（１）掌握砂性土的土坡稳定分析法，粘性土得土坡稳定分析法之整体稳定分析法、条分法、毕肖普条分法；
（２）了解坡顶开裂时的稳定计算、有水渗流时土坡稳定的计算
３．教学重点、难点
重点、难点：粘性土的土坡稳定分析
4．教学策略
第九章地基承载力（4学时）
1．教学内容（4学时）
第一节概述
第二节临界荷载的确定
第三节极限承载力计算
第四节按规范方法确定地基容许承载力
第五节关于地基承载力的理论
2．教学要求
（1）掌握确定地基承载力的三种方法：静载荷试验法、半理论半经验公式计算按《规范法》确定；
（2）熟悉临界荷载概念、计算方法；
（3）了解地基破坏的性状。

3．教学重点、难点
重点：确定地基承载力的三种方法
难点：半理论半经验法计算地基承载力
４．教学策略
通过讲解例题9-6，分析确定地基承载力的三种方法。

5．习题
9-2、9-4
第十章土的动力性质和压实性（2学时）
1．教学内容
第一节土在动荷载作用下的变形和强度性质
第二节沙土和粉土的振动液化
第三节土的压实性
2．教学要求
（1）掌握土的动力变形特征和土的动强度确定；（2）熟悉土体液化防治措施和土的压实特性；（3）了解土体液化现象的工程危害
3．教学重点、难点
重点：土的动强度和土的压实性
4．教学策略
采用叙述分析法。