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工程岩土学教学指导书（勘察技术与工程专业地质工程方向）(土木工程专业岩土工程方向及隧道与地下工程方向）王清编吉林大学建设工程学院岩土工程系2008年12月一．前言工程岩土学是研究与人类工程活动有关的各类岩土的学科，是工程地质学的基础学科。
岩土指的是任何处于人类工程活动影响下，具一定成因标志，并作为多相动态体系来研究的各类岩石、土和人为形成物。
因而工程岩土学分为“土和土体的工程地质研究”和“岩石和岩体工程地质研究”两篇，本学期学习第一篇。
通过学习使学生能从工程地质观点出发，来研究土和土体的基本特性，及对不良土体的工程地质性质改造。
本学科的发展是以四大基础学科即地质学、物理—化学、力学—数学和社会经济学为基础的，它采用各种基础地质学科如矿物学、岩土学、物理化学和胶体化学、工程力学、水文地质学、地貌及第四纪地质学和地质历史学等的成就，同时它自身的研究成果也从不同角度丰富着上述学科。
因此，为提高教学效果，学生必须及时复习上述学科有关内容。
工程岩土学是一门实践性很强的学科，因此，本课程的教学环节包括课堂讲授和实验课两部分，并且每章结合教学和试验课安排了一定量的课外作业。
大课以教师讲授为主要形式，为适应科学发展和当前经济发展的需要，教学内容必须是概念明确，重点突出，内容扼要，观点新颖。
因此，要求学生作好课前预习、课上注意听讲、并作好扼要笔记，课后及时复习，按时提交课内外作业；试验课是本学科重要的教学环节之一，它不仅是消化和巩固大课讲授内容的有效途径，同时也培养了学生良好的动手能力；试验课要求同时掌握测定土性质常见指标的基本原理和操作方法，培养一个良好的治学态度，试验课采取教师讲解、示范表演及学生独立操作完成相结合的方式，每次试验后要求学生独立提交试验报告。
为更好地适应教学的需要，帮助学生了解各章节教学重点和基本要求，结合统编“工程岩土学”教材，我们编写了“工程岩土学教学指导书”供学生使用。
二．教学内容安排工程岩土学第一篇“土和土体工程地质研究”总计安排48学时，其中大课讲授38学时；4次试验课，共计10学时，6次课外作业。
岩土力学教案第3章教案第3章：岩土力学教学内容：本章主要介绍岩土力学的基本概念、岩土的物理性质和力学性质、岩土的应力状态和强度准则。
具体内容包括：1. 岩土力学的基本概念：岩土力学的定义、研究对象和内容。
2. 岩土的物理性质：岩土的密度、含水率、粒径分布等。
3. 岩土的力学性质：岩土的抗剪强度、抗压强度、弹性模量等。
4. 岩土的应力状态：单轴应力状态、三轴应力状态等。
5. 强度准则：莫尔库仑强度准则、抗剪强度准则等。
教学目标：1. 了解岩土力学的基本概念和研究对象。
2. 掌握岩土的物理性质和力学性质的测定方法。
3. 理解岩土的应力状态和强度准则的应用。
教学难点与重点：1. 岩土的物理性质和力学性质的测定方法。
2. 岩土的应力状态和强度准则的应用。
教具与学具准备：1. 教学PPT。
2. 岩土力学教材。
3. 岩石和土样的样品。
4. 压力计、含水率计等实验器材。
教学过程：1. 引入：通过展示实际工程中的岩土问题，引发学生对岩土力学的兴趣。
2. 讲解：介绍岩土力学的基本概念和研究对象，讲解岩土的物理性质和力学性质的测定方法。
3. 实验：学生分组进行岩土的物理性质和力学性质的实验，观察和记录实验结果。
4. 讨论：学生分组讨论岩土的应力状态和强度准则的应用，分享实验结果和发现。
5. 练习：学生完成教材中的练习题，巩固所学知识。
板书设计：1. 岩土力学的基本概念和研究对象。
2. 岩土的物理性质和力学性质的测定方法。
3. 岩土的应力状态和强度准则的应用。
作业设计：1. 解释岩土力学的基本概念和研究对象。
2. 描述岩土的物理性质和力学性质的测定方法。
3. 应用岩土的应力状态和强度准则解决实际问题。
课后反思及拓展延伸：1. 学生对岩土力学的基本概念和研究对象的掌握情况。
2. 学生对岩土的物理性质和力学性质的测定方法的掌握情况。
3. 学生对岩土的应力状态和强度准则的应用的理解和应用情况。
4. 针对学生的反馈，进行教学调整和改进。
岩土力学课程教学教案第一章：岩土力学概述1.1 课程介绍解释岩土力学的定义和研究对象强调岩土力学在工程领域的重要性1.2 岩土的基本性质描述岩土的组成和分类介绍岩土的物理和力学性质1.3 岩土力学的研究方法解释岩土力学的分析方法和实验方法强调现场观测和室内实验的重要性第二章：岩土的物理性质2.1 岩土的密度和湿度解释岩土密度的概念和测定方法讨论岩土湿度和含水量的意义2.2 岩土的孔隙结构和孔隙率描述岩土的孔隙结构和孔隙率的概念解释孔隙率对岩土力学性质的影响2.3 岩土的渗透性介绍渗透性的概念和测定方法讨论渗透性对岩土工程的影响第三章：岩土的力学性质3.1 岩土的强度性质解释岩土的抗剪强度、抗压强度和抗拉强度的概念讨论强度性质的测定方法和影响因素3.2 岩土的变形性质描述岩土的弹性模量和塑性模量的概念解释岩土变形性质的测定方法和影响因素3.3 岩土的弹性理论和塑性理论介绍弹性理论和塑性理论的基本原理讨论理论在岩土工程中的应用第四章：岩土的稳定性分析4.1 岩土的滑动破坏分析解释滑动破坏的概念和判定方法讨论滑动破坏的预防和治理措施4.2 岩土的稳定性评价方法介绍稳定性评价方法和指标讨论评价方法在岩土工程中的应用4.3 岩土的稳定性控制和加固技术解释岩土稳定性控制和加固技术的原理和方法讨论不同稳定性控制和加固技术的适用场景第五章：岩土工程实例分析5.1 土石坝的稳定性分析分析土石坝的稳定性问题和解决方法讨论土石坝设计和施工中的岩土力学问题5.2 隧道工程的岩土力学问题解释隧道工程施工中岩土力学问题的特点和解决方法讨论隧道工程中的稳定性分析和支护设计5.3 基础工程中的岩土力学问题分析基础工程中岩土力学问题的特点和解决方法讨论不同类型基础的设计和施工技术第六章：岩土的压缩性与沉降6.1 岩土的压缩性介绍岩土压缩性的概念和测定方法讨论压缩性对岩土工程的影响6.2 土体的沉降计算解释土体沉降的机理和计算方法分析不同因素对土体沉降的影响6.3 地基处理技术介绍常用的地基处理方法和技术讨论地基处理的目的和适用条件第七章：岩土的剪切变形与强度7.1 剪切变形理论解释剪切变形的基本概念和计算方法分析剪切变形对岩土工程的影响7.2 土体的强度特性介绍土体抗剪强度、抗压强度和抗拉强度的概念讨论强度特性对岩土工程的设计和稳定性分析的影响7.3 土体强度试验与评价介绍土体强度试验的方法和技术分析试验结果对岩土工程的应用和意义第八章：岩土的动力特性与抗震工程8.1 岩土的动力特性解释岩土的动力特性和测定方法分析动力特性对岩土工程的影响8.2 地震作用下的岩土工程问题介绍地震作用下的岩土工程问题的特点和解决方法讨论地震区的岩土工程设计和施工技术8.3 抗震设计原则与措施介绍抗震设计的基本原则和措施分析抗震设计在岩土工程中的应用和重要性第九章：岩土的流变特性与长期稳定性9.1 岩土的流变特性解释岩土的流变特性和测定方法分析流变特性对岩土工程的影响9.2 长期稳定性分析介绍长期稳定性概念和分析方法讨论长期稳定性对岩土工程的影响和预防措施9.3 岩土工程的耐久性设计介绍岩土工程耐久性设计的原则和方法分析耐久性设计在岩土工程中的应用和重要性第十章：岩土工程案例研究10.1 案例一：岩土工程勘察与设计分析某岩土工程勘察与设计的过程和方法讨论勘察与设计中的关键问题和解决方案10.2 案例二：岩土工程施工技术与管理介绍某岩土工程施工的技术和管理措施分析施工过程中的挑战和应对策略10.3 案例三：岩土工程监测与评估解释岩土工程监测的方法和意义分析监测数据对工程评估和决策的影响第十一章：岩土工程中的数值分析方法11.1 数值分析方法概述介绍数值分析方法在岩土工程中的应用解释有限元法、离散元法和边界元法的原理和适用范围11.2 有限元分析的基本步骤详细说明有限元分析的建模、求解和结果解释的步骤讨论有限元分析在岩土工程中的具体应用案例11.3 离散元法和边界元法简介简要介绍离散元法和边界元法的原理和应用讨论这两种方法在岩土工程中的优势和局限性第十二章：岩土工程中的监测技术12.1 监测技术的重要性强调岩土工程监测在保证工程安全中的作用介绍监测技术的种类和应用范围12.2 常用监测技术介绍详细介绍地下水位监测、土体位移监测、应力监测等技术的原理和方法讨论监测数据的采集、分析和解释12.3 监测数据的处理与分析解释监测数据的处理和分析方法讨论如何利用监测数据评估工程的稳定性和安全性第十三章：岩土工程中的环境问题13.1 岩土工程与环境问题的关系讨论岩土工程活动对环境的影响介绍环境保护在岩土工程中的重要性13.2 岩土工程中的环境影响评价解释环境影响评价的方法和步骤讨论评价结果在岩土工程设计和施工中的应用13.3 岩土工程中的环境保护措施介绍减少岩土工程活动对环境影响的技术和方法强调实施环境保护措施的必要性第十四章：岩土工程中的风险管理与决策14.1 岩土工程风险管理的基本概念解释风险管理的定义和目的介绍岩土工程中常见的风险类型14.2 风险评估与分析方法详细说明风险评估的方法和步骤讨论风险分析在岩土工程中的应用14.3 岩土工程中的决策支持系统介绍决策支持系统在岩土工程中的应用讨论如何利用决策支持系统提高工程决策的效率和准确性第十五章：岩土工程的未来发展趋势15.1 岩土工程技术的创新与发展讨论岩土工程技术的发展趋势和创新点强调新技术在提高工程质量和效率中的作用15.2 岩土工程领域的挑战与机遇分析岩土工程领域面临的主要挑战和机遇讨论如何应对这些挑战和抓住机遇15.3 岩土工程教育与培训强调岩土工程教育和培训的重要性介绍岩土工程教育和培训的主要内容和方法重点和难点解析本文档详细地编写了一个岩土力学课程的教学教案，共包括十五个章节。
工程岩土学一．概念:1. 土：岩石经过各种复杂的地质作用形成的松散堆积物。
2. 土体：与工程建筑的变形和强度有关的土层的集合体。
3. 土的相系：一般由固体颗粒(土粒)，空隙中的水，空气三相物质组成。
4. 粒径：土粒大小用其直径来表示。
5. 粒组：把粒径大小相近，性质相似的土合并分组。
6. 粒度成分：土中各粒组的相对含量。
通常用各粒组质量占干土质量的百分比表示。
7. 粒度分析：测定土的粒度成分的方法。
8. 不均匀系数1060d d u =C ；曲率系数6010230d d c d C ⋅=。
Cu 越大，曲线越缓，土良好级配，不均匀；Cu 越小，曲线越陡，土不良级配，均匀； Cu>=5，Cc=1~3为不均匀土。
9. 原生矿物：母岩经物理风化作用形成碎块，保留了原岩的矿物成分。
10. 次生矿物：原生矿物在一定气候条件下，经化学风化后分解形成的颗粒更细的新矿物。
11. 可溶性次生矿物：硅酸盐或长石矿物母岩经化学风化后，可溶性物质被溶液带走，又沉淀出来成为土粒的组成部分。
12. 不可溶性次生矿物：次生二氧化硅，倍半氧化物，粘土矿物。
13. 次生二氧化硅：从硅酸盐矿物结晶格架上游离出的二氧化硅碎片，颗粒细小，化学稳定性较强，在水中呈凝胶状，形成粘粒质矿物。
14. 粘土矿物：由原生矿物经过化学风化作用后形成的具有片状或链状结晶格架的颗粒细小，亲水性强，具有胶结特征的铝硅酸盐矿物。
15. 有机质矿物：是土层中的动植物残骸在微生物的作用下分解而形成。
16. 结构水：以+H 、-OH 存在结晶格架固定位置上数量一定与结晶格架结合牢固，是固体颗粒的一部分。
17. 结晶水：以水分子形式存在于结晶格架固定位置，与结晶格架结合较牢固，数量一定。
18. 沸石水：以水分子形式存在于相邻晶胞之间，与矿物结合较弱（粘性土）。
19. 土粒表面结合水：土中小颗粒与水作用后，由于静电引力或其他物理化学作用硬水被吸附于颗粒表面形成一层水膜的这一部分水。
第1篇一、前言岩土工程施工技术是建筑工程领域中不可或缺的一部分，它关系到工程的安全、质量和进度。
本教材旨在为从事岩土工程施工的工程技术人员提供系统、全面的理论知识和实践技能，帮助读者深入了解岩土工程施工的基本原理、施工工艺以及施工管理等方面内容。
二、教材内容1. 岩土工程概述本章节介绍岩土工程的基本概念、分类、特点以及岩土工程在工程建设中的重要性。
2. 工程地质调查与评价本章节重点讲述工程地质调查的方法、内容、目的以及地质评价的标准和程序。
3. 工程孔施工方法本章节详细介绍了工程孔施工的原理、设备、工艺以及施工质量控制。
4. 桩基础施工技术本章节讲述了桩基础的分类、施工工艺、质量控制以及施工安全管理。
5. 地基处理技术本章节介绍了地基处理的原理、方法、设备以及施工质量控制。
6. 地下连续墙施工本章节详细讲解了地下连续墙的施工工艺、设备、质量控制以及施工安全管理。
7. 锚固技术本章节介绍了锚固技术的原理、类型、施工工艺以及施工质量控制。
8. 基坑支护与开挖本章节讲述了基坑支护与开挖的原理、方法、施工工艺以及施工安全管理。
9. 水下炸礁、水下岩土爆破开挖技术本章节介绍了水下炸礁、水下岩土爆破开挖技术的特点、设计施工以及工程应用。
10. 岩土工程检测与监测本章节讲述了岩土工程检测与监测的目的、方法、设备以及施工质量控制。
11. 岩土工程施工组织与管理本章节介绍了岩土工程施工组织与管理的原则、方法以及施工质量控制。
12. 岩土工程施工安全与环保本章节讲述了岩土工程施工安全与环保的重要性、措施以及施工质量控制。
三、教材特点1. 系统性：本教材涵盖了岩土工程施工的各个方面，使读者能够全面了解岩土工程施工的全过程。
2. 实用性：本教材注重理论与实践相结合，为读者提供实用的施工技术和管理方法。
3. 可操作性：本教材针对实际施工中遇到的问题，提供了解决方案和操作指导。
4. 先进性：本教材紧跟岩土工程施工技术发展的步伐，介绍了一系列新技术、新工艺。
一、名词解释：1.工程岩土学是研究岩体和土体工程地质性质及其形成和变化规律以及如何改善这些性质的学科，是工程地质学的分支之一，是工程地质学中的基础理论部分。
2.土是由各种不同成因类型的岩石经风化，搬运，沉积而成的疏松沉积物。
3.土通常由相互作用的固，液，气三部分组成（土粒、水、气）。
4.粘土矿物:是由原生硅酸盐类经水解作用而形成的次生硅酸盐矿物，具层状（高岭石、蒙脱石、伊利石）或链状的晶体结构，外形多呈片状，且含有不同数量的水。
粘土矿物的晶胞构成单元是:硅氧四面体层(T)，铝氢氧八面体层(Ｏ)。
5.双电层即由矿物表面的负电荷与吸附层中的阳离子所构成的这个整体。
6.矿物密度：矿物颗粒单位体积质量为矿物密度7.颗粒密度：土中固体颗粒单位体积质量称为土的颗粒密度。
8.结合水是指在矿物颗粒表面作用力（静电引力, 分子力）的直接影响下而形成于颗粒表面的水。
9.强结合水：晶格断面上剩余的电价和交换阳离子吸附水汽而形成。
吸力高达10MPa以上。
10.弱结合水：也称薄膜水，距土粒稍远，位于强结合水层的外围，占水膜的主要部分。
11.土由可塑状态转到流动状态的界限含水量称为液限12.土由半固态转到可塑状态的界限含水量称为塑限13．塑性指数I P=W L-W P表示土可塑性强弱，塑性上、下限之差正是大部分弱结合水的含量。
14.可塑状态，就是当粘性土在某含水量范围内，可用外力塑成任何形状而不发生裂纹，并当外力移去后仍能保持既得的形状，以上的这种性能叫做可塑性。
15.土的结构：是组成土的固体矿物颗粒的形态和组合特征，包括颗粒大小、形状和表面特征，颗粒的排列组合情况和数量关系，以及颗粒的联结特征和孔隙特征。
16.土的构造：指在一定土体中，结构相对均一的结构单元体的形态和组合特征，同样也包括单元体的形状、大小、排列和相互关系等方面。
17.颗粒的大小通常用其直径来表示，称为粒径。
18.将颗粒的大小变化范围划分为几个粒径区段，每一个粒径区段包括大小比较相近的颗粒，称为粒组。
