特殊岩土实验课程大纲(2010版)

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《土力学》课程实验教学大纲

《土力学》课程实验教学大纲

课程名称:土力学
英文名称:
课程代码:
总学分:
一、实验总学时
课内学时课外学时:
必开实验个数:选开试验个数:
二、实验地地位、作用和目地
土力学实验在土力学课程中占有重要地地位,其目地是使学生掌握土工试验地基本技能,增强对土地感性认识,并通过试验帮助和加深对土力学原理地理解.资料个人收集整理,勿做商业用途
三、基本原理及课程简介
本课程是土木工程专业地一门重要技术基础课,其主要研究内容是土地物理、力学性质及相应地计算分析.通过本课程地学习,学生将掌握土地物理、力学性质及及相应地计算分析,并初步具备分析和解决有关工程问题地能力.同时,为学习基础工程、地基处理、路基工程、地下工程等有关专业课打好基础.资料个人收集整理,勿做商业用途
课程地主要内容包括土地物理性质、地基中地应力计算、土地压缩性及地基沉降计算、土地渗透性和渗流问题、土地抗剪强度、天然地基承载力、挡土结构上地土压力、土坡稳定分析等.资料个人收集整理,勿做商业用途
四、实验项目与内容提要
(见下表)
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个人收集整理-ZQ
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工程岩土学实验教学大纲

工程岩土学实验教学大纲

工程岩土学实验教学大纲01.教学单位名称:建设工程学院02.实验中心名称:土木工程实验中心03.课程名称:工程岩土学04.课程代码:63200805.课程类别:学科基础课06.课程性质:必修07.课程学时:48学时,其中含实验10学时08.课程学分:309.面向专业:土木工程(道路桥梁工程方向)、土木工程(岩土工程方向)、土木工程(建筑工程方向)、地质工程(工程地质方向)、地质工程卓越工程师试验班(工程地质方向)10.实验课程的教学任务、要求和教学目的《工程岩土学》是土木工程专业、地质工程专业的学科基础课程,《工程岩土学》实验教学是课程教学中十分重要的实践教学环节,在培养学生基本技能、掌握工作方法、培养实用型人才方面具有重要的作用。

实验教学的目的是培养学生实际动手能力、独立分析问题和解决问题的能力,并通过实验教学进一步加深对《工程岩土学》基本概念和原理的理解。

教学任务为使学生了解和掌握各项《工程岩土学》实验的基本原理、方法、操作和数据处理方法,能初步进行土工程地质性质的合理评价。

要求学生了解各项试验原理及相关标准的规定,了解各类仪器设备的操作方法与注意事项,进行专业的数据处理及报告编写。

11.学生应掌握的实验技术及实验能力通过实验学生应掌握试样的取样、制样方法,仪器设备的操作方法,数据的处理及土体各项工程地质性质的评价。

12.开设实验项目13.实验教材或指导书或主要参考资料(1)唐大雄主编,《工程岩土学》,地质出版社,1998;(2)中华人民共和国水利部,中华人民共和国国家标准《土工试验方法标准》,中国计划出版社,1999;(3)中华人民共和国国家标准,《土工试验规程》,中国水利水电出版社,1999。

14.考核要求、考核方式及成绩评定标准要求学生撰写各实验项目的实验报告,按各项实验的关键点进行报告的评定,以实验报告的成绩作为实验成绩,占本门课程期末总成绩的20%。

基本评分工程岩土学(632008)实验项目卡1工程岩土学(632008)实验项目卡2工程岩土学(632008)实验项目卡3工程岩土学(632008)实验项目卡4工程岩土学(632008)实验项目卡5工程岩土学(632008)实验项目卡6。

《岩土工程课程设计》大纲.

《岩土工程课程设计》大纲.

《岩土工程课程设计》大纲一、课程设计的性质和目的本课程设计是学生在完成《岩土工程》课程后所进行的重要的实践性教学环节。

通过课程设计,综合运用和深化所学的《岩土工程》理论知识,培养独立分析和解决岩土工程实际问题的能力,能从事岩土工程的精心设计和施工,并具有一定的研究和开发能力。

为将来参加社会生产实践打下基础。

是学生所必须接受的基本训练。

课程设计目的如下:1、掌握岩土工程设计的基本知识、理论和计算方法。

2、熟悉岩土工程破坏机理。

3、掌握岩土工程设计图表的编制步骤方法。

4、初步掌握岩土工程制图标准及制图方法。

5、了解现行设计规范、标准。

二、课程设计教学的基本内容和要求1. 学生应具有:调查研究,搜集、查阅文献、资料的能力;掌握设计计算方法;一定的理论分析和设计能力;一定的计算机应用能力;工程制图、编写计算说明书的能力。

2. 学生应在教师的指导下,按时、独立地完成所规定的工作量和内容。

这包括:(1设计计算说明书。

设计计算说明书包括与设计有关的计算、阐述。

要求内容完整,计算正确,简洁明了,文理通顺,装订整齐。

(2工程设计图纸。

课程设计图纸要求绘出断面图。

图纸能够清晰、正确地表达设计人员的意图,图面布局合理,符合制图标准和有关规定,用工程字注文。

(具体要求见《土木建筑学院课程设计(论文格式》三、课程设计的进度安排1、熟悉设计对象的工程概况: 1 天;2、分析岩土工程破坏机理: 1 天;3、支护方案确定: 1 天;4、支护参数计算: 4 天;5、整理说明书、绘图: 3 天;合计: 10 天。

四、课程设计的考核课程设计最终评定成绩由平时成绩(50%、提交说明书成绩(50%,以百分制给出,再以五级制提交学院和教务处(优秀(90-100、良好(80-89、中(70-79、及格(60-69、不及格(60以下。

要求:根据给定滑坡工程治理原始资料,设计边坡治理方案。

包括:锚杆、锚索、抗滑桩、挡土墙、排水沟、截水沟、边坡绿化等。

岩石力学实验教学大纲

岩石力学实验教学大纲

《岩石力学实验》教学大纲1.课程名称:岩石力学实验英文名称: Experiment of Rock Mechanics 2.课程编号: 010113293.课程类别:专业课4.课程要求:限选课5.课程属性: 课中实验6.课程总学时:50学时总学分:37.实验学时:8学时学分:0.58.应开学期:第5学期9.适用专业:土木工程(岩土工程方向)10.先修课程:工程力学、工程地质11.编写人:编写日期:一、实验课程简介《岩石力学实验》是土木工程专业(岩土工程方向)的专业课《岩石力学》的一个重要的组成部分,同时也是进行科学研究和工程技术研究的重要手段。

其主要任务是使学生学会通过实验测定岩石在拉伸、单向压缩、剪切、三轴压缩条件下的强度和变形特性,掌握岩石力学理论的验证方法。

二、实验教学目标与基本要求本实验教学应达到下列基本要求:1、通过拉伸、压缩和剪切等实验,使学生学会利用实验来测定岩石的强度极限、弹性模量等力学参数;2、通过实验,使学生掌握岩石力学理论的验证方法和基本结论。

三、本实验课程的基本理论与实验技术知识本实验课程的基本理论:岩石在拉伸和压缩荷载作用下的应力-应变关系及破坏机理,实验技术知识:液压万能试验机、直剪仪、三轴试验机的正确使用方法。

四、实验方法、特点与基本要求实验教学以学生实验操作为主,辅于适当的参观演示。

岩石力学实验涉及到的载荷一般较大,由几顿到几十顿,故加力设备较大;而变形则很小,因而变形测量设备必须精密。

在进行实验时,力与变形要同时测量,一般需要分组协作完成,并需要教师的现场指导。

1.基本操作技能了解主要仪器设备原理、功能,正确掌握这些仪器设备操作方法及现场检测过程中的应用技巧。

2.综合性实验综合性实验就是学生把学过的多方面知识、多学科内容、多因素影响,统筹考虑、综合应用开展实验,从而培养学生综合训练、分析问题、解决问题的能力。

3、设计性实验给定实验目的要求和实验条件,由学生自行设计实验方案,确定实验路线,选择实验方法和步骤,选用仪器设备,提交设计性实验预案,经任课教师审核签字同意后,独立操作完成实验,写出实验报告。

《岩土工程测试技术》教学大纲

《岩土工程测试技术》教学大纲

《岩土工程测试技术》教学大纲一、课程编号:0406016二、课程名称:岩土工程测试技术Geotechnical Testing三、学分、学时:1.5学分、34学时四、教学对象:土木工程专业本科生五、开课单位:土木工程学院岩土工程研究所六、先修课程:材料力学、土力学七、课程性质、作用、教学目标(含知识、能力、素质要求)课程性质:必修课。

作用:增强学生对岩土工程测试理论的认识,获得土体常用物理力学性质指标的分布范围,了解岩土体常用物理力学性质指标对工程设计的作用,掌握岩土工程常用现场测试方法。

教学目标:提高学生动手能力和综合思维能力,增加试验技能,培养学生遵守规范的习惯。

八、教学内容及基本要求本课程要求学生掌握岩土工程勘察规范中要求的经常使用的岩土现场的测试理论、方法和测试仪器,了解岩土材料的物理力学性质指标间的关系和分布范围。

第1章绪论§1.1 本课程的目的和意义§1.2 本课程在岩土工程中的地位与作用§1.3 岩土工程测试、检测及监测技术简介§1.4 岩土工程测试与检测技术的现状与展望第2章测试技术基础知识§2.1 测试的一般知识§2.2 传感器的基本特性§2.3 常用传感器的类型和工作原理§2.4 监测仪器的选择和标定思考题第3章岩土的原位测试技术§3.1 概述§3.2 静力载荷试验§3.3 静力触探试验§3.4 野外十字板剪切试验§3.5 动力触探§3.6 扁铲侧胀试验§3.7 岩土体现场剪切试验思考题第4章地基加固的检验与检测§4.1 概述§4.2 主要的地基加固方法及适用条件§4.3 各类地基加固的检验与检测§4.4 工程实例思考题第5章桩基础的测试与检测§5.1 概述§5.2 单桩竖向抗压静载荷试验§5.3 单桩竖向抗拔静载荷试验§5.4 单桩水平静载荷试验§5.5 桩基的低应变动测§5.6 基桩的高应变动测§5.7 Osterberg试桩法和静动试桩法思考题第6章基坑工程监测§6.1 概述§6.2 变形监测§6.3 土压力和孔隙水压力监测§6.4 支护结构内力监测§6.5 监测警戒值与报警§6.6 监测期限与频率§6.7 监测报表与监测报告§6.8 工程实例思考题第7章地下工程的监测和监控§7.1 概述§7.2 围岩压力量测§7.3 位移量测§7.4 现场量测计划和测试的有关规定§7.5 施工监控及量测数据的分析与应用§7.6 工程实例思考题第8章边坡工程监测§8.1 概述§8.2 边坡工程监测方法与内容§8.3 边坡变形监测§8.4 边坡应力、地下水、环境等监测§8.5 边坡工程监测的设计§8.6 监测实施和资料汇总分析§8.7 工程实例思考题参考文献九、实践性环节内容、要求课堂教学讲解每个试验的目的、原理、实验方法发展历史、国家标准、试验仪器、土的物理力学性质指标的范围。

《岩土工程测试技术》课程教学大纲

《岩土工程测试技术》课程教学大纲

本科生课程大纲课程属性:公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能,课程性质:必修、选修一、课程介绍1.课程描述:土工测试技术是岩土工程方向本科生必修的专业主干课,是从事岩土工程勘察、设计、施工和监理的工作者所必需的基本知识,同时也是从事岩土工程理论研究所必需具备的基本手段。

因此,对土木工程专业学生而言,岩土工程检测和测试技术是一门必须掌握的专业基础课程。

要求学生具有一定的工程地质、土力学、岩土力学等专业知识。

2.设计思路:通过课堂讲授、学生自己做PPT课堂演讲训练、小组讨论、习题练习、实习等多种形式进行教与学。

3. 课程与其他课程的关系先修课程:土木工程施工。

岩土工程检测和测试技术是一门必须掌握的专业基础课程。

要求学生具有一定的工程地质、土力学、岩石力学等专业知识。

二、课程目标- 1 -培养学生掌握岩土勘察与测试的基本原理与要求,能对实验数据进行整理和分析并对岩土体作出科学合理的评价,合理选用测试与检测手段,为岩土体整治的设计和施工提供理论和技术依据,保证工程质量和安全,提高经济效益,为工程实践打下必要的基础。

三、学习要求(1)按时上课,上课认真听讲,积极参与课堂讨论、作业典型案例分析。

(2)保质保量的按时完成课下作业。

四、教学内容五、参考教材与主要参考书- 2 -[1] 任建喜. 岩土工程测试技术. 武汉: 武汉理工大学出版社. 2015.2 (ISSN: 9787562947158)[2] 宰金珉. 岩土工程测试与监测技术. 北京: 中国建筑工业出版社. 2008.7 (ISBN: 9787112098392)六、成绩评定(一)考核方式 A.闭卷考试:A.闭卷考试 B.开卷考试 C.论文 D.考查 E.其他(二)成绩综合评分体系:七、学术诚信学习成果不能造假,如考试作弊、盗取他人学习成果、一份报告用于不同的课程等,均属造假行为。

他人的想法、说法和意见如不注明出处按盗用论处。

本课程如有发现上述不良行为,将按学校有关规定取消本课程的学习成绩。

岩土工程勘察课教学大纲

岩土工程勘察课教学大纲

岩土工程勘察课教学大纲一、课程简介(一)课程名称、编号课程名称(中文):岩土工程勘察课程名称(英文):geotechnical engineering investigation。

课程简称(中文):勘察课程编号:02121212(二)课程简介1.教学对象教学对象:水文地质与工程地质工程、工程地质勘查专业二年级学生。

2.学时数与学分:60学时,本课程学分为学分。

3.先修课与后续课学习本课程需先学习工程力学、工程地质学基础、地貌学、水文地质学、土力学地基与基础,后续课程有地基处理、基础工程等。

4.课程主要内容简介本课程包括岩土工程勘察基本技术要求、勘探与取样、原位测试、建设场地地下水勘察、现场检验与监测、岩土工程勘察成果整理、不良地质作用和地质灾害及特殊性岩土的勘察、各类建筑岩土工程勘察等九部分。

主要介绍岩土工程勘察的基本技术方法和各类建筑岩土工程勘察的要求。

(三)教材、教学参考书选用建议1.教材《岩土工程勘察》郭超英主编,北京:地质出版社,2007年8月。

2.教学参考书《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)中国建筑工业出版社,2002。

《土工试验规程》(SL237-1999)中国水利水电出版社,1999。

《工程地质手册》(第三版)常士骠主编,北京:中国建筑工业出版社,1992。

《岩土工程测试技术》王钟琦主编,中国建筑工业出版社,1986。

《岩土工程勘察设计手册》林宗元主编,辽宁科学技术出版社,1996。

二、课程的性质、教学目标和任务(一)课程性质岩土工程勘察是岩土工程勘察专业的一核心专业课,属必修课范围。

这门课程以地基及与之相关的基础设计、施工问题为研究对象,涉及岩体与土体的利用、整治、改造,是一门服务于工程建设的综合性和应用性很强的技术学科。

本课程为考试课程。

(二)教学目标根据专业培养目标,本课程的教学目标是:使学生掌握岩土工程勘察的基本内容和基本知识,初步形成在岩土工程勘察工作中解决实际问题的能力,培养学生科学的学习态度和实事求是的工作方法,培养学生辨证思维能力和职业道德。

(完整版)《岩土工程勘察》课程教学大纲

(完整版)《岩土工程勘察》课程教学大纲

《岩土工程勘察》课程教学大纲课程名称:岩土工程勘察课程编号:0106011C学时/学分:40/2.5 开课学期:6适用专业:土木工程(岩土与地下工程)课程类别/性质:专业/限选一、课程的目的和任务《岩土工程勘察》是土木工程专业(岩土与地下工程方向)的一门重要专业技术基础课。

通过本课程的学习,使土木工程专业(岩土与地下工程方向)的学生,能初步掌握岩土工程勘察的基本原理和方法,为毕业后从事岩土勘察工作打好基础。

本课程的主要任务是使学生了解和掌握工程地质勘察和岩土工程勘察的基本原则、工作程序、研究内容和勘察手段及方法,为学生打下坚实的理论基础,训练其必要的工作技能。

二、课程的基本要求通过本课程的学习,使学生掌握岩土工程勘察的基本知识、基本步骤和基本方法,总的要求是:1•熟练掌握岩土工程勘察方法的理论基础和技术方法、了解解决工程地质问题的过程和方法。

2•明确各种岩土工程勘察方法的适用环节,系统掌握各种勘察手段的目的及其任务,针对不同的岩土工程问题合理采用适当的方法,以达到了解岩土工程地质问题的目的。

3•掌握对岩土工程地质问题的分析方法及其评价,明确岩土工程勘察报告的资料整理及内容。

4.针对不同的建筑工程,应注意勘察方法的合理使用。

5.能够独立开展各类岩土工程的勘察、评价和相关的计算分析工作。

三、课程基本内容和学时安排第一章绪论(2学时)岩土工程勘察内容、目的和任务,学习本课程的目的和基本要求。

重点:岩土工程勘察内容、目的和任务第二章岩石、岩体及其工程性质(2学时)矿物的基本概念及物理性质,岩石的分类及物质成分,岩石的工程性质,岩体的结构特征及工程性质。

重点:岩石的基本性质、岩石的分类;岩石、岩体工程性质。

第三章土的分类及其工程性质(2学时)本章主要讨论土的物质组成,土的物理、力学性质及其指标,土的工程分类及各类土的工程特性,特殊土的主要工程性质。

重点:土的物理、力学性质及其指标,土的工程分类及各类土的工程特性,特殊土的主要工程性质。

《土力学实验》教学大纲

《土力学实验》教学大纲

《土力学实验》教学大纲《土力学实验》教学大纲一、课程简介《土力学实验》是土木工程专业的一门重要实验课程,旨在通过实验操作,加深学生对土力学理论知识的理解,掌握土的基本性质和工程特性,培养学生进行土工实验的能力和解决实际工程问题的能力。

本课程与理论教学紧密结合,为后续的专业课程学习和实际工程应用打下坚实的基础。

二、课程目标1、理解土的基本性质和工程特性,熟悉土工实验方法和步骤。

2、掌握土力学实验仪器设备的操作和维护方法,能够正确使用各种测量工具。

3、培养学生进行土工实验的能力,提高学生的实践操作技能和解决实际工程问题的能力。

4、培养学生的团队协作精神,提高学生的综合素质。

三、课程内容1、实验基本知识(实验的目的、要求、实验前的准备工作等)。

2、土的基本性质和工程特性,包括土的物理性质、力学性质、化学性质等。

3、土工实验方法及步骤,包括土的密度实验、含水率实验、液塑限实验、压缩实验、剪切实验等。

4、土力学实验仪器设备的操作和维护方法,包括土壤测试仪、液塑限测定仪、全自动压缩仪、剪切实验装置等。

5、实验数据的处理和分析,包括数据的整理、归纳、解释和推断等。

6、实验报告的撰写,包括实验目的、实验原理、实验步骤、实验结果、实验结论等。

7、实际工程案例分析,通过案例分析,让学生了解土力学实验在工程中的应用和实践。

四、课程安排1、课时安排:本课程共32个课时,每个课时45分钟。

2、实验安排:本课程共安排8个实验,每个实验2个课时。

3、考核方式:本课程采用平时成绩和期末考试相结合的方式进行考核。

平时成绩主要根据学生的实验操作和实验报告质量进行评定,占总成绩的60%;期末考试主要考查学生对土力学实验理论和实验技能的掌握情况,占总成绩的40%。

五、教学资源1、师资队伍:本课程拥有一支经验丰富、技术过硬的师资队伍,教师具有博士学位和高级职称,能够保证教学质量。

2、实验设备:本课程拥有先进的土工实验设备,包括土壤测试仪、液塑限测定仪、全自动压缩仪、剪切实验装置等,能够满足教学需求。

10年岩土工程中的数值分析方法大纲

10年岩土工程中的数值分析方法大纲

天津大学博士生入学考试业务课程大纲课程编号:2222 课程名称:岩土工程中的数值分析方法一、考试的总体要求主要考察学生对土的本构关系及有限元方法在岩土工程中应用情况的掌握和认识程度。

要求掌握土的应力-应变-强度特性,常用的岩土弹塑性本构关系与模型以及数值方法在解决工程实际问题中的应用。

二、考试内容及比例数值分析方法的基本概念。

占0-10%土的本构关系及土工有限元分析:土体的变形特性;弹性非线性模型;弹塑性模型;非线性有限元分析;土体非线性分析中的问题等。

占20-40%土的渗透性与渗流计算:土的渗透性与达西定律;流亡及其应用;渗流出口的临界坡降及其防护;渗流对堤坝稳定的影响及渗流控制;堤坝的渗流计算;基坑排水的渗流计算等。

占0-20%固结与流变理论:太沙基固结理论;比奥固结理论;大变形固结理论;土的流变等。

占10-20% 土坡稳定:条分法的基本概念;简单条分法;毕肖普法;极限平衡的其他计算方法;塑性极限平衡分析等。

占0-20%地基与基础计算中的若干问题:基底摩擦系数及其确定;弹性地及参数及其确定等。

占0-20% 桩的动力测试方法及应用:波动方程的基本原理及推导;波动方程的史密斯解答;土阻力的计算模型等。

占0-20%三、试卷类型及比例1.问答题80%2.论述题20%四、考试形式及时间形式为笔试,考试时间为三小时。

五、主要教材及参考书目1.河海大学,钱家欢,殷宗泽主编.《土工原理与计算》,中国水利水电出版社,1996. 2.张学言,闫澍旺主编.《岩土塑性力学》,天津大学出版社,2004.3.罗定安主编.《工程结构数值分析方法与程序设计》,天津大学出版社,1995.。

岩土工程测试与检测实验教学大纲

岩土工程测试与检测实验教学大纲

《岩土工程测试与检测实验》教学大纲课程性质[注1]:独立设课课程属性[注2]:专业实验课学时学分:总学时18 实验学时18 实验学分[注3] 1开出时间:四年级一学期适用专业:地下建筑工程综合性、设计性实验项目数:2个10学时一、课程简介《岩土工程测试与检测技术》是地下工程专业的专业主干课,主要讲授岩土的工程性质的测试理论和测试技术,讲授岩土工程治理过程中的监测和评价,目的是通过本课程的学习,掌握岩土测试与检测的基本要求,合理选用测试和检测手段,为岩土体整治的设计和施工提供理论和技术依据,保证工程质量与安全。

《岩土工程测试与检测技术》实验课是其课程教学的重要的实践环节和组成部分,目的是培养学生进行动手实验、检测和监测的具体操作能力。

二、实验目的及要求实验的目的是加深学生对所学课程理论知识的理解和融会贯通,学会各种测试仪器的操作原理和使用方法。

培养学生的实验技能、动手能力和分析问题、解决问题的能力,为进一步进行实际工程检测和科学实验打基础。

三、实验方式及要求1.了解常用检测设备和监测仪器的构造和工作原理,掌握其操作规程及使用时的注意事项。

2.掌握常规岩土的原位试验方法,在老师指导下进行场地准备、机器准备、安装、测试等一系列试验过程。

3.分小组独立自主地进行原位检测数据记录、数据处理和实验报告的撰写。

四、考核方法指导教师根据学生的实验课考勤、学习态度、操作技能和实验报告的完成情况综合评定成绩。

五、主要仪器设备载荷试验仪、静力触探试验仪、十字板剪切试验仪、土压力计、孔隙水压力计、测斜仪、低应变测桩仪等。

六、配套教材或指导书祝龙根,刘利民,耿乃兴《地基基础测试新技术》机械工业出版社,2002.3 七、实验项目设置表八、综合性、设计性实验简介项目一:静力触探试验1、指导思想让学生在教师的初步讲解下, 自己有目的地阅读实验讲义和学习相关知识, 然后自己去设计实验内容, 安排实验程序, 分组后独立完成某一场地的静力触探测试任务,充分发挥学生的主观能动性和创造力, 培养学生分析问题和解决问题的能力以及在共同完成任务中的团队精神。

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特殊岩土试验分析与设计1、绪论课程标题的解构:特殊岩土、试验、分析、设计特殊岩土实验的含义:实验是研究特殊岩土的工具,应用各种实验技术和方法,观察特殊岩土特性发展变化规律,为特殊岩土工程勘察、设计、施工、维护提供理论基础和设计施工依据。

研究方法:化学、物理、力学、数学、实验、实践、经验、理论实验类型:思维、理论、物理、数值、现场、虚拟实验分析的涵义:分析是解构研究对象的过程。

解构实验对象、解构实验原形、解构实验模型、挖掘实验信息。

试验设计的涵义:设计是建构研究对象的过程。

建构实验对象、建构实验模型、建造实验模型。

1.1特殊岩土实验意义特殊岩土问题的复杂性,特殊性边坡工程、洞室工程、地基工程、基坑工程、堤坝工程、沟渠工程等工程建设需要明确的工程参数、分类依据、定量评价,安全性与经济性1.2课程主要研究内容第一部分:特殊岩土与工程:胀缩性、冻融性、湿陷性、软弱性、分散性、崩解性、液化性、腐蚀性、边坡、洞室、地基、基坑第二部分:特殊岩土实验基本问题:实验对象、系统分析、相似模型、参数测量、数据挖掘、实验设计;第三部分:特殊岩土实验分析:系统思想、岩土模型、工程模型、系统组成、系统结构、相互作用、系统特性。

第四部分:特殊岩土实验设计:思维实验、理论实验、物理模拟、数值模拟、现场实验、虚拟现实;第五部分:特殊岩土试验设计与课程交流报告1.3课程设计内容每个人按照试验设计要求撰写试验设计报告,进行课堂交流。

(1)特殊岩土特性交流报告结合具体工程实例,介绍特殊岩土主要工程地质问题、工程对策。

针对具体特殊岩土特性,如膨胀、收缩、冻胀、融沉、湿陷、软化、崩解、溶蚀、腐蚀、液化、分散、软弱、非饱和、结构性等特殊性质。

(2)系统理论思想课堂交流报告结合具体问题介绍系统思想,如系统论、信息论、控制论、突变论、协同论、耗散论、超循环、混沌论、全息论、分形论、灰论、模糊论、随机论等。

(3)信息挖掘思想课堂交流报告结合具体数据挖掘方法应用实例,介绍数据挖掘思想。

如回归、随机、决策树、聚类、灰色、遗传、神经网络、模糊、小波、可拓论、关联、粗糙集、可视化、概率、层次分析、时间序列、可靠度。

(4)相似理论课堂交流报告广泛阅读相似理论相关文献,撰写相似理论课堂交流报告。

(5)特殊岩土特性试验设计交流报告在对特殊岩土具体特性(膨胀、收缩、湿陷等)分析基础上,根据特殊岩土实验设计流程,分别设计理论实验、物理实验、数值实验研究特殊岩土特性变化规律。

1.4教学组织形式教学、自学、讨论、课程设计。

考试成绩包括平时交流报告(30%)、特殊岩土试验设计(20%)、心得体会(10%)、卷面成绩三部分(40%)。

1.5必读书目(撰写5000字以上读书心得体会)科学技术哲学;工程哲学;科学革命的结构;岩土工程50讲;中国工程地质学;岩土工程的回顾与前瞻;工程地质分析原理;工程岩土学;地基与基础;理论土力学;计算土力学;试验土力学;高等土力学;土工实验手册;工程地质试验手册;工程地质手册;岩土工程手册;地基处理手册2、特殊岩土特性分析原理特殊岩土特性分析的目的是研究特殊岩土特性成因、影响因素、特性参数、发生机理、工程问题,工程对策。

特殊岩土基本问题:特殊岩土、特殊岩土特性、特殊岩土工程、工程稳定性、工程生命周期、水、结构、力、有效应力原理、相互作用、变形、破坏。

2.1岩土的本质原子、晶体、矿物、岩块、岩体、地块、板块、地球2.2特殊岩土的特殊性特殊岩土是指对工程安全产生特殊影响的岩土体;“岩土体”是经历一定地质过程,物质组成、结构构造,具有特殊性质,具有区域性分布特性与规律,宏观特征与微观特征;“工程”是边坡工程、地下工程、地基工程;“安全”的含义是指工程稳定性、水稳定性、化学稳定性、力学稳定性;“产生”的含义是指工程与岩土体之间的相互作用;“特殊影响”是指由于赋存环境的变化,引起岩土体性能发生变化和调整而产生的影响工程安全的问题,如腐蚀、湿陷、膨胀等;“经济”是指工程与经济、安全与经济、技术与经济。

典型的特殊岩土有膨胀土、黄土、冻土、软土、盐渍土、软岩、填土、液化土。

岩土、水、力是影响工程安全的三个关键因素,特殊岩土各类工程地质问题最终总要以变形、破坏两种形式表现出来,但变形、破坏的过程和原因主要是力学稳定性、水稳定性、化学稳定性三个方面较为显著和突出。

在点状工程、带状工程、面状工程等工程建设中主要关注这些特性作用深度、作用程度、作用速度等问题。

主要从这些特性的现象、参数、机理、实践四个方面进行研究,而工程建设则是从勘察、设计、施工、运营四个阶段关注特殊岩土对工程安全的影响。

2.3晶格理论和晶体结构晶体和非晶体、化学键、晶体结构2.4粘土矿物简介颗粒大小分类蒙脱石、高岭石、伊犁石2.5岩土体结构的层次性宏观结构、体观结构、细观结构、微观结构结构的相似性、结构性能的相似性、分形结构2.6岩土体结构连接结构连接强度、结构面、稳定结构、亚稳结构、灵敏度、结构稳定性2.7水岩相互作用水在岩土中的存在状态、含水量、饱和与非饱和、吸力、毛细力、渗流、水稳定性、双电层、溶解、岩土工程化学、地球化学2.8有效应力原理有效应力原理适用范围,连续材料与散体材料之间的过渡材料,有效应力原理不适用于连续材料和散体材料、应力路径、有效应力、孔隙水压力。

2.9孔隙水压力孔隙水压力的本质,孔隙水压力消散、孔隙水压力测量、负孔隙水压力2.10强度与变形强度本质,抗剪强度、变形与模量2.11岩土、水、力三因素协同作用岩土、水、力三因素协同作用原理,协同方程2.12必读书目(撰写5000字以上读书心得体会)岩土工程土性分析原理(米切尔)粘土类土和岩石强度和变形性质的本质(奥西波夫)特殊岩土工程土质学(谭罗荣)粘土矿物与粘土岩(任磊夫)、岩土工程化学(熊厚金)中国膨胀土工程地质研究(李生林)、膨胀土与铁路工程(廖世文)软土地基、软粘土工程学、中国湿陷性黄土(刘东生)盐渍土地基(徐攸在)冻土地基与工程建筑、分散性土与水利工程(王观平)红层与大坝(徐瑞春)黑色岩层的风化过程及其热力学分析(巫锡勇)土动力学、地震工程学;地震液化;3、特殊岩土工程分析原理工程分析的涵义:分析是解构研究对象的过程。

解构特殊岩土工程对象,探寻特殊岩土工程类型、成因、组成、结构构造、工程特点的发展变化规律。

特殊岩土工程分析的目的是研究特殊岩土工程中出现的各种工程问题。

3.1特殊岩土工程地质问题时空分布规律特殊岩土工程形态特征:点状工程、线状工程、带状工程、面状工程;边坡、地基、洞室。

特殊岩土工程地质问题时空分布规律、季节性、周期性、区域性。

3.2工程生命周期特殊岩土工程规划、勘察、设计、施工、运营、报废是一个完整的工程生命周期,有输入、输入、新陈代谢、耗散结构特征,具有系统特征。

3.3工程稳定性区域稳定性、场地稳定性、力学稳定性、水稳定性、结构稳定性、化学稳定性3.4工程与岩土相互作用工程活动、地质条件变化、工程地质系统、地质体、岩土体、工程期、运营期;岩土体与结构物的连接、特殊岩土与防护结构物相互作用,支护结构、地基处理结构、地基基础3.5勘察、设计、施工、运营不同工程阶段对岩土体的改造和破坏3.6边坡工程边坡类型、边坡稳定性、岩土体结构、支护措施、边坡结构参数、岩体结构3.7地基工程地基类型、地基承载力、地基沉降、地基处理、工程降水、基础工程、基坑工程3.8洞室工程洞室结构、围岩、地应力、围岩分类、洞室稳定性、盾构、TBM、岩体结构、地下水3.9堤坝工程堤坝结构、填料选择、填筑标准、渗流问题、地基问题、坡面防护3.10沟渠工程南水北调、京杭运河,3.11安全性与经济性工程安全性原则和经济性原则3.12必读书目(撰写5000字以上读书心得体会)边坡工程;地下工程;地基工程;基坑工程;岩土工程;岩土工程勘察、设计、施工手册;地质工程学原理;岩石边坡工程;岩石地下工程;边坡工程地质;特殊岩土地基;地下建筑工程地质;基础工程学;土工原理;隧道工程地质;4、特殊岩土实验分析原理试验分析的涵义:分析是解构研究对象的过程。

解构实验对象、解构实验原形、解构实验模型、挖掘实验信息。

4.1实验分析目的实验的本质和工具性,实验服务于研究目的。

实验是一种研究手段,可以严格控制实验对象的主要参数而不受外界条件和自然条件的限制,有利于在复杂的实验过程中发现主要矛盾,根据研究目的进行实验研究。

4.2实验的基本类型4.2.1试验的基本类型思维实验、理论实验、物理实验、数值实验、现场实验、虚拟现实、工程实践。

物理实验、化学实验4.2.2试验分析的基本思路基本思路:原形-实验方法-实验模型-测试技术-实验数据-实验分析-成果应用。

原形:是进行实验研究的对象;是实际存在的自然地质体或工程地质体经过抽象而形成的简化模型,即地质原形或工程原形;是进行实验的基础和前提。

建立原形需要相关基础知识和原理的综合分析。

如边坡变形破坏类型、滑坡类型、崩解类型、地基变形破坏类型等经过专家总结的典型类型,是原形的主要参考模版。

实验方法:根据实际条件和研究需要,以及相似要求(物性相似还是变化规律相似),选择进行实验需要的技术手段,如思维试验、理论试验、物理实验、化学实验、数值实验、现场实验等等。

实验模型:在原形的基础上,构建具体实验实体结构形式、实验比例、实验材料、加工工艺、施工工艺等技术细节。

测试技术:进行试验需要得到的规律、参数的获取方法,如变形测量、应力测量、物性参数测量技术等。

实验数据:经过实验获得的大量实验变形、应力、含水量等参数具体数值及其随时间的变化、变形破坏形式等。

数据分析:根据实验原理、实验数据变化规律,应用多种方法,进行分析、归纳、推导、演绎(数据挖掘)得出新的实验结论,并结合实践成果进行检验和验证。

成果应用:将获得的实验成果,应用到具体的工程实践,进行检验,逐步完善和改进,指导工程实践。

实践是检验真理的唯一标准。

否定之否定,螺旋式发展。

4.3系统理论原理一个岩土实验模型可以看作是一个系统,具有系统的基本特征,能量、信息、物质是系统的三要素,其基本思想是整体大于部分之和,系统各部分之间的相互联系、相互作用。

首先应建立宏观指导微观,微观解释宏观的系统思想,从整体上分析特殊岩土问题产生的系统特点和发生规律,而不是束缚在具体的问题之中。

特殊岩土协同学/突变论/耗散论/系统论/控制论/信息论/超循环论/全息论/还原论/混沌论/分形论/灰论/模糊论/随机论…;特殊地质(滑坡、崩塌、泥石流、岩溶、地面沉降、采空区…)协同学/突变论/耗散论/系统论/控制论/信息论/超循环论/全息论/还原论/混沌论/分形论/灰论/模糊论/随机论…。

特殊岩土工程(边坡、地基、洞室)协同学/突变论/耗散论/系统论/控制论/信息论/超循环论/全息论/还原论/混沌论/分形论/灰论/模糊论/随机论…。

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