土力学教案- 辽宁工程技术大学教务处.
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《土力学》教案课件一、教学目标:1. 让学生了解土力学的基本概念和研究对象。
2. 使学生掌握土的物理性质、力学性质和工程应用。
3. 培养学生运用土力学知识解决实际问题的能力。
二、教学内容:1. 土力学的基本概念和研究对象讲解土力学的定义、研究内容和方法。
2. 土的物理性质介绍土的组成、颗粒大小、湿度、密度等性质。
3. 土的力学性质讲解土的压缩性、抗剪强度、剪切变形等性质。
4. 土的工程应用探讨土在建筑工程、道路工程、水利工程等方面的应用。
三、教学方法:1. 讲授法:讲解土力学基本概念、性质和工程应用。
2. 案例分析法:分析实际工程中的土力学问题,引导学生运用所学知识解决实际问题。
3. 互动教学法:鼓励学生提问、发表观点,提高课堂参与度。
四、教学准备:1. 教材:选用权威、实用的土力学教材。
2. 课件:制作精美、清晰的课件,辅助讲解。
3. 案例资料:收集相关工程案例,用于分析讨论。
五、教学过程:1. 导入:简要介绍土力学的背景和发展,激发学生兴趣。
2. 讲解土力学的基本概念和研究对象,让学生掌握土力学的定义和研究内容。
3. 介绍土的物理性质,通过实验、图片等方式展示土的组成和性质。
4. 讲解土的力学性质,结合实际工程案例,让学生了解土的压缩性、抗剪强度等性质。
5. 探讨土的工程应用,分析土在建筑工程、道路工程、水利工程等方面的作用。
6. 课堂互动:鼓励学生提问、发表观点,解答学生疑问。
8. 布置作业:布置适量作业,巩固所学知识。
六、教学目标:1. 让学生理解土的分类及其工程特性。
2. 使学生掌握土的渗透性质及其在工程中的应用。
3. 培养学生运用土的渗透知识解决实际问题的能力。
七、教学内容:1. 土的分类讲解土的分类标准、各类土的工程特性。
2. 土的渗透性质介绍土的渗透系数、渗透定律、渗透力等概念。
3. 土的渗透应用探讨土的渗透性质在建筑工程、水利工程等方面的应用。
八、教学方法:1. 讲授法:讲解土的分类、渗透性质及其应用。
《土力学教案》word版一、教案概述1. 课程名称:土力学2. 适用年级:大学本科一年级3. 课时安排:本学期共32课时,每课时45分钟4. 教学目标:使学生了解土力学的基本概念、基本原理和基本方法,培养学生分析和解决土力学问题的能力。
二、教学内容1. 第一章土的性质与分类土的组成与结构土的物理性质土的力学性质土的工程分类2. 第二章土的渗透性渗透定律土的渗透系数土的渗透性影响因素渗透问题在工程中的应用3. 第三章土的压力与支撑力土的自重压力静止侧压力主动土压力被动土压力支撑力的计算与应用4. 第四章土的剪切强度与变形特性剪切强度定律土的抗剪强度指标土的变形特性土的变形模量土的泊松比5. 第五章土的稳定性分析土体稳定性的影响因素滑动面与安全系数土的抗滑稳定性分析方法土体稳定性计算实例三、教学方法1. 讲授法:讲解土力学基本概念、原理和公式,阐述土力学问题的解决方法。
2. 案例分析法:分析实际工程案例,使学生更好地理解土力学的应用。
3. 实验法:组织学生进行土力学实验,培养学生的实践操作能力。
4. 小组讨论法:分组讨论土力学问题,提高学生的团队合作能力。
四、教学评价1. 平时成绩:考察学生的出勤、作业、课堂表现等情况。
2. 期中考试:测试学生对土力学基本概念、原理和方法的掌握程度。
3. 期末考试:全面考察学生对本课程知识的掌握和应用能力。
4. 实验报告:评价学生在实验过程中的操作技能和分析问题能力。
五、教学资源1. 教材:推荐《土力学》(第四版),作者:李广信。
2. 辅助教材:推荐《土力学教程》,作者:李俊。
3. 网络资源:搜集相关土力学的学术论文、工程案例等,为学生提供丰富的学习资料。
4. 实验室设备:进行土力学实验,验证土力学原理。
5. 投影仪、PPT等教学设备:辅助课堂教学。
六、第四章土的剪切强度与变形特性(续)土的剪切带发展土的应变软化现象土的残余强度三轴剪切试验土的剪切模量土的剪切强度公式的应用七、第五章土的稳定性分析(续)边坡稳定性分析地基承载力分析土体稳定性设计方法土体稳定性分析的数值方法稳定性分析在工程中的应用实例八、第六章土的动力特性土的动应力与动应变动三轴试验土的动力模量土的阻尼比地震作用下的土动力学问题土的动力特性在工程中的应用九、第七章土的工程应用土在基础工程中的应用土在地下工程中的应用土在道路工程中的应用土在水利工程中的应用土在边坡工程中的应用土在环境工程中的应用十、第八章土力学的实验技术与方法土的物理性质试验土的力学性质试验土的渗透性试验土的剪切强度试验土的动力特性试验实验数据处理与分析十一、第九章土力学数值分析方法土力学数值分析的基本原理有限元法在土力学中的应用有限差分法在土力学中的应用离散元法在土力学中的应用土力学数值分析软件介绍数值分析在土力学问题中的应用实例十二、第十章土力学与地基基础地基的概念与分类地基承载力理论地基变形控制原则地基处理技术地基基础设计方法地基基础在工程中的应用实例十三、第十一章边坡工程边坡稳定的影响因素边坡稳定性分析方法边坡稳定控制技术边坡加固与维护边坡工程实例分析十四、第十二章地下工程地下工程概述地下工程设计原则地下工程支护技术地下工程施工方法地下工程实例分析十五、第十三章土力学在环境工程中的应用土力学在土地利用规划中的应用土力学在地质灾害防治中的应用土力学在土壤污染控制中的应用土力学在生态系统保护中的应用土力学在环境工程实例分析中的应用十一、第十四章土力学在岩土工程中的应用岩土工程概述岩土工程设计原则岩土工程勘察方法岩土工程支护与加固技术岩土工程实例分析十二、第十五章土力学在结构工程中的应用结构工程概述结构工程设计原则结构工程与土力学的关系结构工程的地基处理技术结构工程实例分析十三、第十六章土力学在交通运输工程中的应用交通运输工程概述交通运输工程设计原则交通运输工程的土力学问题交通运输工程的地基处理技术交通运输工程实例分析十四、第十七章土力学在水利工程中的应用水利工程概述水利工程设计原则水利工程的土力学问题水利工程的地基处理技术水利工程实例分析十五、第十八章土力学发展趋势与展望土力学研究的新进展土力学在新技术中的应用土力学在可持续发展中的作用土力学教育与人才培养土力学未来发展趋势与挑战重点和难点解析土力学作为一门研究土壤性质及其与工程结构相互作用的学科,具有很强的实践性和应用性。
《土力学》教案参考书:《土力学》,张克恭,刘松玉主编,中国建筑出版社《土力学地基基础》清华大学(第三版)《建筑基础工学》,山肩帮男,永井兴史郎,富永晃司,伊藤淳志著,朝仓书店《土质力学》,山口柏树著,技报堂出版。
一、课程性质和任务土力学的主要任务是:保持土力学系统性和科学性,突出重点,避免与已修课程的简单重复,将重点放在与工程应用有密切关系的工程地质和土力学基本知识和基本理论上,以提高学生的理论水平和实际应用能力。
在学习本课程之前,应学完材料力学、结构力学等课程。
二、课程的基本内容绪论1.土力学的概念及学科特点(Concept of soil mechanics and its characteristics)2.土力学的发展史 (Development of soil mechanics)3.本课程的内容,要求和学习方法(Content, demand and study techniques)第1章土的物理性质及分类(Physical characteristics of soil and its sorts)1.1概述(Outline)1.2土的组成Soil constitution)1.2.1土中固体颗粒(Soil particle)1.2.2土粒粒度分析方法(Method of particle size analysis)1.2.3土中水和土中气(Water and air in soil)1.2.4粘土颗粒与水的相互作用(interaction of clay particle and water)1.2.5土的结构和构造(Soil structure)1.3土的三相比例指标(Phase relationship)1.3.1指标的定义(Definition of phase)1.3.2指标的换算(Conversion among phase)1.4无粘性土的密实度(Density of sandy-soil)1.4.1 沙土的相对密(实)度(Relative Density of sand)1.5粘性土的物理特征(Physical characteristics of clay)1.5.1粘性土的可塑性及界限含水量(Plasticity of clay and its consistencylimit (Atterberg limit) )1.5.2粘性土的可塑性指标(plastic index of clay)1.5.3粘性土的结构性和触变性1.5.4粘性土的胀缩性,湿陷性和冻胀性1.6土的分类标准(Soil classification)1.6.1 土的分类原则(Principle of sorting soils)1.6.2 土的分类标准 (Benchmark of soil sorts)1.7地基土的工程分类(Sorts of soil in engineering)1.7.1建筑地基土的分类(Soil sorts in architechtural foundation)1.7.2公路桥涵地基土的分类(Soil sorts in bridge and culvert foundation)1.7.3公路路基土的分类(Soil sorts in roadbed foundation)思考题与习题(Problems)第2章土的渗透性及渗流(Soil permeability and seepage)2.1概述(Outline)2.2土的渗透性(Soil permeability)2.2.1土的层流渗透定律(permeability law)2.2.2渗透试验与渗透系数(permeability test and coefficient of permeability)2.3土中二维渗流及流网简介(2D seepage and introduction of flow net)2.3.1 二维渗流方程(Equation of 2D seepage)2.3.2 流网特征与绘制(Characteristic of flow net)2.4渗透破坏与控制(Breakage due to permeability and its control)2.4.1渗流力(seepage force)2.4.2流砂或流土现象(Sand boiling)2.4.3管涌现象和潜蚀作用()思考题与习题第3章土中应力(Soil stress)3.1概述(Outline)3.2土中自重应力(Stress due to soil deadweight)3.2.1均质土中自重应力(Stress due to deadweight in homogeneous soils)3.2.2成层土中自重应力(Stress due to deadweight in layered soils)3.2.3地下水位升降时的土中自重应力(Stress due to deadweight when soil is layered)3.3基底压力(接触应力)(Attached Pressure)3.3.1 基本概念(Basic concept)3.3.2 基层压力的简化计算(Simplified method of calculating the contact pressure)3.3.3 基底附加应力(The contact pressure)3.3.4 桥台前后填土引起的基底附加应力(The additional contact pressure due to filling at the front and back of abutment )3.4地基附加应力(add-stresses of foundation)3.4.1竖向集中力下的地基附加应力(add-stresses of foundation due to a point vertical load)3.4.2矩形荷载和圆形荷载下的地基附加应力(add-stresses of foundation due to a uniform pressure in a rectangular area or in a circular area)3.4.3线荷载和条形荷载下的地基附加应力(add-stresses of foundation due to a line load and/or a pressure in a strip area)3.4.4非均质和各向异性地基中的附加应力(add-stresses in nonhomogeneous or anisotropic soils)思考题与习题(problems)第4章土的压缩性及固结理论(Soil compression and consolidation theory)4.1概述(Outline)4.2土的压缩性(Soil compression)4.2.1固结试验及压缩性指标(Consolidation test and the parameters of soil compression)4.2.2现场载荷试验及变形摸量(In-situ load test and distortion modulus)4.2.3土的弹性摸量(Elastic modulus)4.3饱和土中的有效应力(Effective stresses in saturated soil)4.3.1饱和土中的有效应力原理(Principle of effective stresses in saturated soil)4.3.2 土中水渗流时的土中有效应力(Influence of seepage on effective stresses)4.3.3 毛细水上升时的土中有效应力(Influence of suction on effective stresses)4.4土的单向固结理论(Theory of 1D consolidation)4.4.1饱和土的渗透(流)固结(Consolidation of saturated soils)4.4.2太沙基一维固结理论(Terzaghi’s t heory of consolidation)4.4.3土的固结系数(Coefficient of consolidation)思考题与习题(problems)第5章地基沉降(settlement)5.1概述(outline)5.2地基的最终沉降量(Final settlement)5.2.1按分层总和法计算最终沉降量(Final settlement: one dimensional method)5.2.2弹性力学公式计算最终沉降量(Final settlement by elastic equation)5.2.3变形发展三分法(斯肯普顿法)计算最终沉降量(Final settlement by Skepton-Bjerrum method) 5.2.4最终沉降量计算方法的讨论(Discussion on methods of calculating final settlement)5.3应力历史对地基沉降的影响(Influence of stress history on foundation settlement)5.3.1沉积土层的应力历史(Stress history of deposit layers)5.3.2地基固结沉降的计算(Calculating the consolidation settlement of foundation)5.4应力路径法计算地基沉降简介(Introduction of the stress path method )5.5地基沉降与时间的关系(Relationship between foundation settlement and time)5.5.1地基固结过程中任意时刻的沉降量(Settlement at any time during consolidation)5.5.2利用沉降观测资料推算后期沉降量(Estimating the later settlement by measurement)思考题与习题(problems)第6章土的抗剪强度(Shear strength)6.1概述(Outline)6.2土的抗剪强度理论(Theory of shear strength)6.2.1 库仑公式及抗剪强度指标(Coulmb equation and shear strength indexes)6.2.2莫尔-库仑强度理论及极限平衡条件(The Mohr-Coulmb failure criterion)6.3土的抗剪强度试验(Tests on shear strength)6.3.1直接剪切试验(Direct shear test)6.3.2三轴压缩试验(Triaxial compression test)6.3.3无侧限抗压强度试验()6.3.4十字板剪切试验6.4三轴压缩试验中的孔隙压力系数Coefficient of void stress in triaxial compression test 6.5饱和粘性土的抗剪强度6.5.1不固结不排水抗剪强度(不排水抗剪强度)6.5.2固结不排水抗剪强度6.5.3固结排水抗剪强度6.5.4抗剪强度指标的选择6.6应力路径在强度问题中的应用6.7无粘性土的抗剪强度思考题与习题第7章土压力7.1概述7.2挡土墙侧的土压力7.3朗肯土压力理论7.3.1主动土压力7.3.2被动土压力7.3.3有超载时的主动土压力7.3.4非均质填土的主动土压力7.4库伦土压力理论7.4.1主动土压力7.4.2被动土压力7.4.3粘性土和粉土的主动土压力7.4.4有车辆荷载时的土压力7.4.5朗肯理论与库伦理论的比较思考题与习题第8章地基承载力8.1概述8.2浅基础的地基破坏模式8.2.1三种破坏模式8.2.2破坏模式的影响因素和判别8.3地基临界荷载8.3.1地基塑性区边界方程8.3.2地基的临塑荷载和临界荷载8.4地基极限承载力8.4.1普朗德尔和赖斯纳极限承载力8.4.2太沙基极限承载力8.4.3汉森和魏锡克极限承载力8.5地基容许承载力和地基承载力特征值思考题与习题第9章土坡和地基的稳定性9.1概述9.2无粘性土坡的稳定性9.3粘性土坡的稳定性9.3.1整体圆弧滑动法土破稳定分析9.3.2毕肖普条分法土破稳定分析9.3.3杨布条分法土破稳定分析9.3.4土体抗剪强度指标及稳定安全系数的选择9.3.5坡顶开裂时的土破稳定分析9.3.6土中水渗流时的土破稳定性9.4地基的稳定性思考题与习题第10章土在动荷载作用下的特性10.1概述10.2土的压实性10.2.1击实试验及压实度10.2.2土的压实机理及其影响因素10.3土的振动液化10.3.1土的振动液化机理及试验分析10.3.2影响土液化的主要因素10.3.3坡顶开裂时的土破稳定分析10.4反复荷载下土的强度和变形特性10.5土的动力特征参数简介思考题与习题绪论土力学的概念及学科特点土力学是研究土体的一门力学,它是研究土体的应力﹑变形﹑强度﹑渗流及长期稳定性的一门学科。
课题: 第一章绪论一、教学目的:使学生了解《土力学与地基基础》这门课的学习意义及主要内容,理解土力学中的一些基本概念。
二、教学重点:土力学与地基基础的基本概念。
三、教学难点:地基基础埋深等概念的理解上。
四、教学时数: 2 学时,其中实践性教学 0 学时。
五、习题:六、教学后记:这一章的内容总体上较易理解,基本概念需详细的讲解,让学生多了解一些具体的实例,如由于基础地基引起的一些破坏。
第一章绪论土力学部分第3-5章本课程的重点地基基础部分第6-10章第1- 2章基本概念的介绍一、基本概念:1、关于土的概念(1)、土的定义:土是地表岩石经长期风化、搬运和沉积作用,逐渐破碎成细小矿物颗粒和岩石碎屑,是各种矿物颗粒的松散集合体。
(2)、土的特点:1)散体性2)多孔性3)多样性4)易变性(3)、土在工程中的应用1)作为建筑物地基2)作为建筑材料3)建筑物周围环境2、土力学:研究土的特性以及土体在各种荷载作用下的性状的一门力学分支。
3、地基与基础的概念(1)、基础:1)定义:建筑物的下部结构,将建筑物的荷载传给地基,起着中间的连接作用。
(是建筑物的一部分)2)分类:按埋深可分为:浅基础:采用一般的施工方法和施工机械(例如挖槽、排水)施工的基础(埋置深度不大,一般5 m)。
埋深较小,可采用深基础:需借助特殊施工方法的基础(埋置浓度超过5m)。
桩基础、地下连续墙(2)地基1)定义:基底以下的土体中因修建建筑物而引起的应力增加值(变形)所不可忽略的那部分土层。
(承受建筑物荷载而应力状态发生改变的土层。
)(地层)持力层:直接与基础接触,并承受压力的土层下卧层:持力层下受建筑物荷载影响范围内的土层。
2)分类:天然地基:在天然土层上修建,土层要符合修建建筑物的要求(强度条件、变形条件)人工地基:经过人工处理或加固地基才能达到使用要求的地基。
二、重要性:地基和基础是建筑物的根本,又位于地面以下,属地下隐蔽工程。
它的勘察、设计以及施工质量的好坏,直接影响建筑物的安全,一旦发生质量事故,补救与处理都很困难,甚至不可挽救。
《土力学》教案课件第一章:土力学概述1.1 土力学的定义和研究对象1.2 土的分类和性质1.3 土力学的研究方法和基本原理1.4 土力学在工程中的应用第二章:土的物理性质2.1 土的组成和结构2.2 土的粒径分布和孔隙率2.3 土的密度和相对湿度2.4 土的渗透性和毛细作用第三章:土的力学性质3.1 土的压缩性和固结理论3.2 土的剪切强度和剪切变形3.3 土的弹性模量和泊松比3.4 土的粘聚力和内摩擦角第四章:土的压力和稳定性4.1 土的自重压力和有效压力4.2 土的浮力4.3 土的抗剪强度和稳定性分析4.4 土的压力分布和支撑结构的设计第五章:土的动力性质5.1 土的动力响应和动力特性5.2 土的动剪切强度和动模量5.3 土的动力压缩和动力固结5.4 土的动力稳定性和地震工程第六章:土工测试方法6.1 土样采集和制备6.2 土的物理性质测试6.3 土的力学性质测试6.4 土的渗透性测试第七章:土的工程应用7.1 土在基础工程中的应用7.2 土在地下工程中的应用7.3 土在水利工程中的应用7.4 土在道路工程中的应用第八章:土的加固和改良8.1 土的加固方法和技术8.2 土的改良方法和材料8.3 土的加固和改良效果评价8.4 土的加固和改良在工程中的应用第九章:土力学数值分析9.1 土力学数值模型的建立9.2 土力学数值分析的方法和算法9.3 土力学数值分析在工程中的应用案例9.4 土力学数值分析的局限性和发展趋势第十章:土力学发展趋势与展望10.1 土力学研究的新理论和新方法10.2 土力学在可持续发展和环境保护中的应用10.3 土力学在智能化和数字化技术的发展趋势10.4 土力学在工程实践中的挑战和机遇重点解析本文档详细介绍了《土力学》教案课件的十个章节内容,涵盖了土力学的概述、物理性质、力学性质、压力和稳定性、动力性质、土工测试方法、土的工程应用、土的加固和改良、土力学数值分析以及土力学的发展趋势与展望等方面的基础知识、应用技术和研究动态。
《土力学》教案第一篇:《土力学》教案《土力学》教案Soil Mechanics3土中应力计算为了对建筑物地基基础进行沉降(变形)以及对地基进行强度与稳定性分析,必须知道建筑前后土中的应力分布与变化规律。
土中的应力包括:土的自重应力:自然状态下土中的应力。
附加应力:外加荷载(如建筑物、车辆、地震等)引起的土的应力变化量。
土中应力计算一般采用弹性理论求解,假定地基土是均匀、连续、各向同性的半空间线性变形体。
当然这种假定与实际土大相径庭。
不过,当附加应力不超过一定范围时,土的应力应变关系可近似为直线关系,此时应用弹性理论计算土中应力还是比较准确的。
要求:掌握土的自重应力、附加应力的计算及基底压力计算,了解有效应力的概念。
3.1 土中自重应力3.1.1均质土的自重应力计算假设:地基土是弹性半无限空间体(此时土无侧向变形及剪切变形),如P47图3.1所示。
自重应力计算:土的竖向自重应力为:σcz=γz土的水平自重应力为:σcx=σcy=K0σcz竖向及水平面上的剪应力为零:τxy=τyz=τzx=02.1.2 其它情况下土自重应力计算(1)多层土地基σcz=∑γihiiγi,hi分别为i层土的重度与厚度。
(2)有地下水影响时将地下水面作为一分界面,地下水面以下以土的浮重度代替重度进行计算。
因为影响土体变形的是有效应力。
** 有效应力原理:σ'=σ-u总应力,孔隙水σ',σ,u分别为有效应力,压力。
举例(海底的土表面上的水压力是很大,但土很软,若将水压力该为其它压力,土就会被压实。
(3)自重应力对土体变形的影响:分老土与新土。
P47例3.1已知:γ1=19kN/m,h1=2.0m3γsat=19.4kN/m,h2=2.5m γ3=γsat=17.4kN/m,h3=4.5m求:绘制自重应力与空隙水压力(静水压力)分布图。
33解:σ0=0kPaσcz1=γ1⨯h1=17.4⨯4.5=38kPa'σcz2=γ1⨯h1+γ2⨯h1=38+(19.4-9.8)⨯2.5=62kPa'''σcz3=γ1⨯h1+γ2⨯h2+γ3⨯h3=62+(17.4-9.8)⨯4.5=96.2kPaσcz3=γ1⨯h1+γ2⨯h2+γ3⨯h3=38+19.4⨯2.5+17.4⨯4.5=164.8kPaσw=γw⨯(h1+h2)=9.8⨯7=68.6kPa自重应力与空隙水压力(静水压力)分布如上图所示。