《土力学》教学大纲.docx
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《土力学》教学大纲
《土力学》教学大纲
课程编码:
1813160703
课程名称:
土力学
学时/学分:
40/2.5
关联课程:
材料力学、流体力学、道路工程材料、路基路面工程、基础工程
适用专业:
交通工程
开课教研室:
交通工程
课程类别与性质:
专业基础课、必修
一、课时分配与考核权重
按照学校的整体要求,基于对教学目标及基本知识、基本技能、基本素养的分析,本课程的内容依据高等学校交通工程专业教育的培养目标以及毕业生基本要求和培养方案,选定绪论、土的成因与组成、土体应力计算、挡土结构物上的土压力计算等9部分内容,共40学时,2.5学分。
要求教师在授课过程中围绕课内教与学、课外导与做、课上课下紧密结合等环节,推进考评方式改革,重视过程性评价,突出基于能力的非标准化答案考试。
基于该教学考核评价思路,本课程主要以读书笔记、课下作业、课堂讨论、期末考试等方式对学生进行考核评价,其中读书笔记、课下作业、课堂讨论等过程性评价占评价权重的60%,期末考试占评价权重的40%。
课时分配与考核权重一览表
序号
章节名称
(知识单元)
课时数
评价方法及考核权重
1
绪论
2
1、本部分内容的考核权重为5%,期末考试占2%,读书笔记占3%。
2、本部分内容包括3个主要内容,4个知识点
2
第一章
土的成因与组成
4
1、本部分内容的考核权重为7%,期末考试占4%,课下作业占3%。
2、本部分内容包括4个主要内容,8个知识点
3
第二章
土的物理性质指标、击实特性与工程分类
4
1、本部分内容的考核权重为10%,期末考试占4%,课下作业占6%。
2、本部分内容包括7个主要内容,7个知识点。
4
第三章
土的渗透于变形
4
1、本部分内容的考核权重为8%,期末考试占2%,课堂讨论占2%,课下作业占4%。
2、本部分内容包括7个主要内容,10个知识点。
5
第四章
土体应力计算
6
1、本部分内容的考核权重为15%,期末考试占5%,课下作业占10%。
2、本部分内容包括8个主要内容,13个知识点。
6
第五章
土的压缩与固结
4
1、本部分内容的考核权重为11%,期末考试占3%,课下作业占8%。
2、本部分内容包括8个主要内容,8个知识点。
7
第六章
土的抗剪强度
6
1、本部分内容的考核权重为11%,期末考试占
3%,课下作业占4%,课题讨论占4%。
2、本部分内容包括8个主要内容,13个知识点。
8
第七章
挡土结构物上的土压力计算
6
1、本部分内容的考核权重为15%,期末考试占10%,课下作业占5%。
2、本部分内容包括11个主要内容,10个知识点。
9
第八章
边坡稳定性分析
2
1、本部分内容的考核权重为11%,期末考试占3%,课下作业占4%,课题讨论占4%。
2、本部分内容包括4个主要内容,4个知识点。
10
第九章
地基承载力
2
1、本部分内容的考核权重为7%,期末考试占4%,课下作业占3%。
2、本部分内容包括3个主要内容,5个知识点。
合计
40
100%
二、课程资源库
1.参考书
(1)李广信,《土力学》,第1版,清华大学出版社,2013.
(2)陈仲颐,《土力学》,第1版,清华大学出版社,1994.
(3)沈扬,《土力学原理十记》,第1版,中国建筑工业出版社,2015.
(4)顾宝和,《岩土工程典型案例述评》,第1版,中国建筑工业出版社,2015.
(5)李广信,《高等土力学》,第2版,清华大学出版社,2016.
2.期刊
(1)蔡建.原状土的抗剪强度研究.岩土力学,2012,33(07).
(2)杜修力,张佩等.论有效应力原理与有效应力.岩土工程学报,2017,34(10).
(3)刘孟适,罗强等.过渡型粗粒土渗透变形试验及破坏类型判别.岩石力学与工程学报,2017,36(10).
(4)刘博,李江腾等.非饱和土渗流特性对库岸边坡稳定性的影响.中南大学学报(自然科学版),2017,45(02).
(5)赵明华,刘小平等.非饱和土路基降雨渗流分析.公路交通科技,2009,26(03).
(6)刘汉龙,赵明华.地基处理研究进展.土木工程学报,2016,49(01).
(7)VasilikiE.Dimitriadi;GeorgeD.Bouckovalas.Seismicliquefactionperformanceofstripfoundations:
effectofgroundimprovementdimensions.SoilDynamicsandEarthquakeEngineering,2017,20(08).
(8)常丹,刘建坤等.冻融循环对青藏粉砂土力学性质影响的试验研究.岩石力学与工程学报,2014,33(07).
(9)赵成刚,韦昌富等.土力学理论的发展和面临的挑战.岩土力学,2011,32(12).
(10)Huang,C,C.Modeltestsonthebearingcapacityofreinforcedsaturatedsandground.GeosyntheticsInternation,2017,24(02).
3.网络资源
(1)余湘娟,土力学,河海大学,资源共享课
(2)岩土在线
(3)西南交通大学土力学精品课程http:
//210.43.130.5/jpkc/
(4)河海在线,河海大学土力学精品课程
(5)银符考试题库.新乡学院,党政机构,图书馆,电子资源,教辅资源库,银符考试题库.
三、教学内容及教学基本要求
第1—2学时
绪论
1.课前准备
(1)熟悉课程教学大纲,对课程的讲授内容和方式有较好的理解;
(2)充分理解讲义内容,把握和完成知识由一种书本贮存状态到教师传输状态再到学生头脑中的贮存形式的两次转化;
(3)查询、收集本学科相关的前沿技术及其在实际项目中的运用案例;
(4)整理好课程教学中用到的模型、教具以及实验室用品等;
(5)外部联系,课程教学活动中需要前去参观考察的项目的前期联络。
1.1课程属性与教学目标分析
《土力学》是交通工程专业的一门专业基础必修课。
本课程是研究土的物理力学性质,以及土体在荷载作用下土体中的应力、变形、强度或稳定性、渗流规律的一门学科。
通过本课程的学习,使学生掌握土的形成和分类方法、土的基本物理力学性质、土的物理指标含义与换算、土体渗流理论、土的压缩固结理论和强度理论;会进行土体渗流计算与分析、地基应力计算与沉降计算、地基承载力计算、土压力计算和进行土坡稳定性分析;掌握常规的土工试验技能和确定计算参数的方法,达到能运用土力学的基本理论和方法解决实际工程中与土体有关的稳定、变形和渗流等工程问题,为今后从事专业工作和进行科学研究打下基础。
1.2学习对象分析
(1)在知识基础方面,作为大三的学生,在日常生活中已经接触到了不少关于土力学的相关知识,这一时期的学生对于知识的概括理解能力较高,能够清晰的把握专业课中所讲的重难点。
但学生普遍欠缺信心,需要老师多加鼓励引导;
(2)在课程的讲授过程中应区分主修专业和辅修专业,主修专业应重点强化理论知识的理解与应用,辅修专业主要讲解类型的确定及处理问题的方法;
(3)在认知能力方面,学生思维活动依赖具体的事物和经验的支持,缺乏抽象性,但易于接受新知识并善于发问,有较强的求知欲望,因此要引导学生如何快速准确利用网络资源寻求解决问题的途径;
(4)学生学习的动机主要取决于对课程内容感兴趣的程度以及对老师的喜爱程度,这就要求教师在课堂上首先要有激情,其次要在准确把握课程知识点的同时增加课堂的趣味性,适当插入任务模块,引入实际案例,加强角色训练,通过课程彰显自身业务素质并对学生进行积极的引导。
1.3教学方案设计:
(1)本章的重点和难点:
明确《土力学》课程的特点、定位、作用及学习方法;
(2)教学手段主要是课堂借助PPT讲授;
(3)教学过程主要利用大量工程图片介绍工程建设中与《土力学》有关问题;
(4)通过课堂讨论、课程论文来检查教学目标的完成情况。
2.课内教学
2.1教学内容
主要教学内容有:
(1)土力学学习目的、方法;
(2)土力学发展史;
(3)土力学中与力学性质有关的三个基本课题。
对于土力学的学习目的、方法、发展史以讲授为主,对于三个基本课题通过分析常见建筑物情况,特别是有“问题”的建筑物的个案分析,例如:
房屋裂缝、倾斜,路堤滑坡,堤坝溃决等工程实例,阐述土力学研究的内容、目的和意义,同时让同学们讨论见年来见过的与三个基本课题有关的案例。
主要包含的知识点有:
(1)《土力学》研究的对象;
(2)研究的问题;(3)课程学习的要求;(4)该学科发展的历史。
2.2教学方法:
讲授+讨论式
2.3课内小结:
归纳总结本次课的主要内容和重难点,要求学生掌握与土力学有关的三类基本问题及土力学的学习方法。
对课堂上积极与老师互动的学生提出表扬,最后布置课下作业(以论文的形式总结近年来与土力学有关的三类基本问题的案例)、预习下次课的主要内容。
3.课后巩固与拓展
(1)查找相关视频等总结与土力学有关的三类基本问题的案例;
(2)明确土力学的研究对象、学习目的和方法;
(3)预习下节课的主要内容:
土的形成、土的成因类型、土的矿物成分;
(4)阅读《土力学十记》的第一记土性记——因水而奇妙的土力学,1.1妙手回春1.2千年佛像 。
4.单元(章)考核与评价
本章内容的考核方式为提交课程论文,要求学生提交一篇不少于1000字的读书笔记,主题为通过对不同“问题”建筑物分析总结归纳三大类土力学基本问题及预防措施。
考核方式与权重比例列表
考核方式
评价权重
备注
期末考试
2%
要求教师要明确考核知识点,学生能综合运用
读书笔记
3%
要求学生课后结合课堂内容查资料整理并总结,时间为1周内。
合计
5%
第3—4学时
第一章土的成因与组成
第一节土的基本概念第二节土的成因第三节土的固相
1.课前准备
(1)熟悉课程的讲授内容和方式;
(2)收集本次教学活动中拟采用的案例的建设背景及过程资料;
(3)准备本次课程教学中用到的示例图片、教具。
1.1课外学习评价
对于要求课外完成的内容如:
总结与土力学有关的三类基本问题的案例,以提交的读书笔记检查;对于要求复习的内容主要以提问的方式检查;对于要求课前预习的内容主要以在课堂上学生与教师的互动情况的方式检查预习效果。
1.2教学方案设计
(1)回顾上次课程的主要内容;
(2)本次课的重点和难点:
描述土的成因及组成;
(3)教学手段主要是借助PPT、讲义、工程实例分析完成教学内容;
(4)教学过程主要讲授土的形成、土粒相互作用与土的结构类型,并以工程实例进行分析;
(5)明确教学目标和考核要点;
(6)要求学生课下完成指定的作业。
2.课内教学
2.1课堂导入
首先对上次教学内容做一个简单回顾,通过提问学生:
土的组成及如何形成等检查学生的预习情况,由此导入本次教学新内容,并明确本次课的重点和难点。
2.2教学内容
主要教学内容有:
(1)土的成因与组成;
(2)土的级配曲线及主要用途;
对于基本概念性的问题以讲授为主,建议借助图片讲解土的形成及与岩石之间相互转化的过程;对于基本技能方面的如土的固相中土的级配的好坏可以以实际案例的讲解分析,使学生理解并能运用其解决实际工程问题。
主要包括的知识点有:
(1)土的形成;
(2)土的成因类型;(3)土的矿物成分;(4)土的颗粒大小与级配。
2.3教学方法:
讲授+工程实例分析
2.4课内小结:
总结土的三相组成:
固相、液相和气相;土的级配、土的级配曲线的绘制及应用,通过对实际案例的分析判断土样级配的好坏;土的矿物成分及鉴定方法,最后要求学生复习下节课的主要内容。
3.课后巩固与拓展
(1)布置课下作业;
(2)目前常见的矿物成分的鉴定方法;
(3)预习下节课的主要内容:
土的双电层理论;
(4)阅读《土力学十记》的第一记土性记——因水而奇妙的土力学,1.3盐撒西域 。
第5—6学时
第一章土的成因与组成
第四节土中的液相与气相第五节土粒相互作用与土的结构类型
1.课前准备
(4)熟悉课程的讲授内容和方式;
(5)收集本次教学活动中拟采用的案例的建设背景及过程资料;
(6)准备本次课程教学中用到的示例图片、教具。
1.1课外学习评价
对于要求课下完成的作业以提交的作业进行检查;对于要求复习的内容主要以提问的方式检查;对于要求课前预习的内容主要以在课堂上学生与教师的互动的情况检查预习效果。
1.2教学方案设计
(1)回顾上次课程的主要内容;
(2)本次课的重点和难点:
土的双电层理论;
(3)教学手段主要是借助PPT、讲义、工程实例分析完成教学内容;
(4)教学过程主要讲授土的形成、土粒相互作用与土的结构类型,并以工程实例进行分析;
(5)明确教学目标和考核要点;
(6)要求学生课下完成指定的作业。
2.课内教学
2.1课堂导入
首先对上次教学内容做一个简单回顾,通过提问学生:
土的周围带什么电荷、土的结构类型等检查学生的预习情况,由此导入本次教学新内容,并明确本次课的重点和难点。
2.2教学内容
主要教学内容有:
(1)土的液相与气相;
(2)土粒相互作用与土的结构类型;
对于基本概念性的问题以讲授为主,建议借助图片讲解土的双电层理论;对于基本技能方面的如土的结构类型可以以实际案例的讲解分析,使学生理解并能运用其解决实际工程问题。
主要包括的知识点有:
(1)土的液相;
(2)土的气相;(3)土的双电层理论;(4)土的结构类型。
2.3教学方法:
讲授+工程实例分析
2.4课内小结:
总结土的三相组成:
固相、液相和气相;土的级配、土的级配曲线的绘制及应用,通过对实际案例的分析判断土样级配的好坏;哪些因素会影响土的结构,土的结构不同会怎样影响其工程特性,最后要求学生复习下节课的主要内容。
3.课后巩固与拓展
(1)布置课下作业;
(2)目前常见的矿物成分的鉴定方法;
(3)预习下节课的主要内容;
(4)阅读《土力学十记》的第一记土性记——因水而奇妙的土力学,1.4掘金西部1.5结论结语 。
4.单元(章)考核与评价
本章内容的考核以期末考试为主,占评价权重为4%,兼顾过程性评价,占3%,过程性评价的方式为课下作业。
考核方式与权重比例列表
考核方式
评价权重
备注
课下作业
3%
要求学生课下完成,时间为3天。
期末考试
4%
要求教师要明确考核知识点,学生能综合运用
合计
7%
第7—8学时
第二章土物理性质指标、击实特性与工程分类
第一节土的物理性质指标第二节粘性土的粘性、塑性与稠度状态
1.课前准备
(1)熟悉课程的讲授内容和方式;
(2)收集本次教学活动中拟采用的案例的建设背景及过程资料;
(3)准备本次课程教学中用到的试验工具、教具。
1.1课外学习评价
对于要求课下完成的作业以提交的作业进行检查;对于要求复习的内容主要以提问或讨论的方式检查;对于要求课前预习的内容主要以课堂上与教师互动的情况检查预习效果。
1.2教学方案设计
(1)回顾上次课程的主要内容;
(2)本次课的重点和难点:
描述土的物理性质的指标、指标间的换算关系;
(3)教学手段主要是借助PPT、讲义、工程实例分析完成教学内容;
(4)教学过程主要讲授土的物理性质指标及各指标间的换算、粘性土的状态指标并以工程实例进行分析;
(5)明确教学目标和考核要点;
(6)要求学生课下完成指定的作业。
2.课内教学
2.1课堂导入
首先对上次教学内容做一个简单回顾,通过提问学生:
土的组成、土级配好坏的表征等,由此导入本次教学新内容,并明确本次课的重点和难点。
2.2教学内容
主要教学内容有:
(1)土的物理性质指标;
(2)直接测定指标和换算指标的定义式;
(3)物理性质指标间的换算关系(结合例子进行讲解);
(4)粘性土的物理状态指标;
对于基本概念性的问题如直接指标和换算指标的定义以讲授为主,建议借助板书进行讲解;对于粘性土的稠度借助案例讲解分析,使学生理解并能运用其解决实际工程问题。
主要包括的知识点有:
(1)土的物理性质指标;
(2)直接指标的测定;(3)指标间的换算关系;(4)粘性土的稠度。
2.3教学方法:
讲授+工程实例分析
2.4课内小结:
总结归纳本章的主要内容,以教师提点,学生总结的方式检查学生课上对土的物理性质指标间的换算关系、粘性土的稠度状态的掌握情况。
反思本次课堂的组织管理上有无缺憾的地方。
最后要求学生复习下节课的主要内容。
3.课后巩固与拓展
(1)布置课下作业;
(2)利用绘制土的三相草图进行物理性质指标间的换算;
(3)能利用本次课内容解决实际问题;
(4)预习下节课的主要内容;
(5)阅读《土力学十记》的第二记有效应力记——土力学的半壁江山,2.1唯物论下的唯象王国:
有效应力原理的建模体系。
第9—10学时
第二章土物理性质指标、击实特性与工程分类
第三节无粘性土的相对密实度第四节土的击实特性第五节土的工程分类
1.课前准备
(1)熟悉课程的讲授内容和方式;
(2)收集本次教学活动中拟采用的案例的建设背景及过程资料;
(3)准备本次课程教学中用到的试验工具、教具。
1.1课外学习评价
对于要求课下完成的作业以提交的作业进行检查;对于要求复习的内容主要以提问或讨论的方式检查;对于要求课前预习的内容主要以课堂上与教师互动的情况检查预习效果。
1.2教学方案设计
(1)回顾上次课程的主要内容;
(2)本次课的重点和难点:
无粘性土的相对密实度、土的工程分类;
(3)教学手段主要是借助PPT、讲义、工程实例分析完成教学内容;
(4)教学过程主要讲授无粘性土的相对密实度、土的击实特性工程实例进行分析;
(5)明确教学目标和考核要点;
(6)要求学生课下完成指定的作业。
2.课内教学
2.1课堂导入
首先对上次教学内容做一个简单回顾,通过提问学生:
如何确定无粘性土的密实度、击实过程中含水量的多少有没有影响等,由此导入本次教学新内容,并明确本次课的重点和难点。
2.2教学内容
主要教学内容有:
(1)无粘性土的相对密实度;
(2)土的击实特性;
(3)土的工程分类。
对于基本概念性的问题如直接指标和换算指标的定义以讲授为主,建议借助板书进行讲解;对于物理性质指标间的换算关系借助案例讲解分析,使学生理解并能运用其解决实际工程问题。
主要包括的知识点有:
(1)无粘性土的相对密实度;
(2)土的击实特性;(3)土的工程分类。
2.3教学方法:
讲授+工程实例分析
2.4课内小结:
总结归纳本章的主要内容,以教师提点,学生总结的方式检查学生课上对土的物理性质指标间的换算关系、粘性土的稠度状态和无粘性土的密实程度的掌握情况。
反思本次课堂的组织管理上有无缺憾的地方。
最后要求学生复习下节课的主要内容。
3.课后巩固与拓展
(1)布置课下作业;
(2)利用绘制土的三相草图进行物理性质指标间的换算;
(3)能利用本次课内容解决实际问题;
(4)预习下节课的主要内容;
(5)阅读《土力学十记》的第二记有效应力记——土力学的半壁江山,2.2阿基米德定律的启示:
自重作用下土的有效应力表征,2.3万能与万万不能:
有效应力应用约定,2.4结论结语。
4.单元(章)考核与评价
本章内容的考核以过程性评价为主,占评价权重为6%,兼顾期末考试,占4%。
考核方式与权重比例列表
考核方式
评价权重
备注
课下作业
6%
要求学生课下完成,时间为3天。
期末考试
4%
要求教师要明确考核知识点,学生能综合运用
合计
10%
第11—12学时
第三章土的渗透性与渗透变形
第一节概述第二节土体的渗透特性与达西定律第三节土体渗流场基本方程和流网特性
1.课前准备
(1)熟悉课程的讲授内容和方式;
(2)收集本次教学活动中拟采用的案例的建设背景及过程资料;
(3)准备本次课程教学中用到的图片、教具。
1.1课外学习评价
对于要求课下完成的作业以提交的作业进行检查;对于要求复习的内容主要以提问或讨论的方式检查;对于要求课前预习的内容主要以课堂上与教师互动的情况检查预习效果。
1.2教学方案设计
(1)回顾上次课程的主要内容;
(2)本次课的重点和难点:
土中水流的特点及达西定律的适用条件、常水头/变水头试验原理;
(3)教学手段主要是借助PPT、讲义、工程实例分析完成教学内容;
(4)教学过程主要讲授达西渗透定律、渗透性及渗透稳定性,以工程实例讨论流网的绘制;
(5)明确教学目标和考核要点;
(6)要求学生课下完成指定的作业。
2.课内教学
2.1课堂导入
首先对上次教学内容做一个简单回顾,通过提问学生:
土的物理性质指标有哪些有,不同性质土的判断标准,通过土的工程分类能够怎样认识土?
等检查学生对上次课的掌握情况。
日常生活中出现的一些现象:
大坝的决堤、边坡的渗流等检查学生的预习情况,由此导入本次教学新内容,并明确本次课的重点和难点。
2.2教学内容
主要教学内容有:
(1)土的渗透现象及渗透性;
(2)土的渗透规律—达西定律;
(3)渗透系数的测定及影响因素;
(4)层状地基的等效渗透系数;
通过工程事故实例引入渗透现象及渗透性,通过渗透试验科学观察方法、再现物理现象、揭示科学规律及描述定量关系来揭示水在土中的渗透规律,并讲述渗透系数的确定方法及分析影响渗透系数的因素,让学生认识到渗透现象的普遍存在及学习渗透规律的重要性;讲解流网图分解绘制步骤过程并结合实例应用,让学生了解流网的特征及工程应用。
主要包括的知识点有:
(1)达西定律;
(2)粗粒土及细粒土渗透系数的测定;(3)二向渗流的特性;(4)渗透系数的测定方法;(5)流网的绘制。
2.3教学方法:
讲授+讨论+工程实例分析
2.4课内小结:
总结归纳我国工程建设的渗透问题,确定渗透系数的方法及适用条件,分析影响渗透系数的主要因素,确定成层地基的等效渗透系数的步骤。
反思本次课堂的组织管理上有无缺憾的地方。
最后要求学生复习下节课的主要内容。
3.课后巩固与拓展
(1)布置课下作业;
(2)流网在生活中的应用;
(3)能利用本次课内容解释实际中出现的问题;
(4)预习下节课的主要内容;
(5)阅读《土力学十记》的第三记渗流记——神龙见首不见尾,3.1精悍概念不简单:
渗流力的三重唯象定义。
第13—14学时
第三章土的渗透性与渗透变形
第四节渗透力和渗透变形第五节有效应力原理
1.课前准备
(1)熟悉课程的讲授内容和方式;
(2)收集本次教学活动中拟采用的案例的建设背景及过程资料;
(3)准备本次课程教学中用到的图片、教具。
1.1课外学习评价
对于要求课下完成的作业以提交的作业进行检查;对于要求复习的内容主要以提问或讨论的方式检查;对于要求课前预习的内容主要以课堂上与教师互动的情况检查预习效果。
1.2教学方案设计
(1)回顾上次课程
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