地质工程硕士研究生培养方案土木工程与力学学院兰州大学.docx

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地质工程硕士研究生培养方案土木工程与力学学院兰州大学

土木工程（一级学科）攻读学术型硕士研究生

培养方案

代码：

081400（CivilEngineering）

一、学科概况

土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。

它既指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养维修等技术活动；也指工程建设的对象，即建造在地上或地下、陆上或水中,直接或间接为人类生活、生产、军事、科研服务的各种工程设施,例如房屋、道路、铁路、运输管道、隧道、桥梁、运河、堤坝、港口、电站、飞机场、海洋平台、给水和排水以及防护工程等。

建造工程设施的物质基础是土地、建筑材料、建筑设备和施工机具。

借助于这些物质条件,经济而便捷地建成既能满足人们使用要求和审美要求,又能安全承受各种荷载的工程设施,是土木工程学科的出发点和归宿。

兰州大学土木工程专业成立于2001年。

2010年土木工程学科获得一级学科硕士学位授权点，目前含有三个专业，分别是岩土工程、防灾减灾工程及防护工程和结构工程。

有一支结构合理、相对稳定，教学质量优秀，科研成果丰硕的教师队伍和科研群体。

现有中国工程院院士1人，以及一批具有工程实践经历的专业注册师，拥有土木工程一级学科硕士学位授予权点、土木工程领域的工程硕士培养点，获甘肃省科技进步一等奖与国家科技进步二等奖各1项。

二、培养目标

研究生应掌握土木工程学科的基础理论和系统深入的专门知识，对本学科的现状和发展趋势有基本的了解，掌握从事土木工程研究和工程应用所必须的力学、材料、结构、施工与管理、检测技术与分析以及计算机应用等方面的基础理论、基本方法和技术手段。

熟练掌握一门外国语，且有较好的听、说、读、写能力。

有严谨求实、勇于探索的科学态度和工作作风，具有从事土木工程方面的教学、科研、设计和技术管理等工作的能力。

三、学习年限

硕士研究生在校学习年限为二至三年、最长在校年限（含休学）四年。

四、研究方向

（一）岩土工程

1．岩土体工程特性及稳定性2．地基与基础工程

3．边坡工程4．地下工程

5．环境岩土工程6．寒区工程

7．文物保护

（二）防灾减灾工程及防护工程

1．岩土地质灾害预测与防治

2．工程问题的力学建模与仿真

3．结构抗震及减灾

4．滑坡、高边坡灾害的防治技术与预测、预报

（三）结构工程

1．钢筋混凝土结构及抗震2．钢结构及抗震

3．新型结构体系4．计算结构力学及工程应用

五、课程设置与学分安排

总学分：

不低于32学分，其中学位课不少于8门；

公共课：

学位课，研究生选课不少于5门，按照外语分级教学及国家政治课新方案执行；

学科通开课：

学位课，研究生选课不少于2门，不低于6学分；

专业基础课：

学位课，研究生选课不少于1门，不低于3学分；

必修环节：

均为必修，计入总学分；

学术研讨和学术报告：

研究生必须按要求在研讨活动上作专题报告，每学年作报告不少于1次，在学期间不少于2次。

研究生必须要参加与本学科专业相关的学术报告及讲座，在学期间不少于10次。

学术研讨和学术报告计2学分。

开题报告：

研究生在本学科范围内作学位论文开题报告，最晚于第三学期末完成，开题报告通过后正式进入学位论文阶段，计1学分。

实践环节：

包括科研实践、医疗实践、教学实践和社会实践（社会调查）等形式，要求结合自己的学科专业进行，并每学年提交一份书面的科研进展报告或实践报告，经导师考核合格后，计2学分。

补修课程：

根据研究生学科背景由导师指定是否补修（可以是本院或外院的本科、研究生课程），不计入总学分。

参见附录1：

“土木工程（一级学科）硕士研究生培养体系”

六、课程简介及教学大纲

课程的基本简介，课程的具体内容、安排，以及参考文献等详见附录2：

“课程简介及大纲”。

（一）学科通开课

1、课程名称与编码：

现代工程数学（026212041）

学分/学时：

3学分/54学时

教学方式：

讲授、讨论;考试方式：

笔试

适用专业：

地质工程土木工程

课程内容：

通过分析数据，从大量数据中寻找其隐含的规律，内容主要基于多元统计理论、模糊数学理论、神经网络和灰色系统理论，通过关联分析、聚类分析、层次分析等方法寻找数据隐含的规律，以达到预测的目的。

2、课程名称与编码：

计算力学（026212042）

学分/学时：

3学分/54学时

教学方式：

讲授、讨论;考试方式：

笔试

适用专业：

地质工程土木工程

课程内容：

计算力学是根据力学理论，应用现代电子计算机和各种数值方法，解决工程实际问题的一门学科。

现阶段流行的最主要数值方法有立兹法、伽辽金法、有限元法、有限差分法和离散元法。

该课程的重点内容：

微分方程；泛函极值；变分原理；最小位能原理；最小余能原理；精确解与近似解；近似计算。

该课程的难点问题：

泛函极值与变分原理。

在学习计算力学程前，作为知识准备：

需先行学习“数学分析（微积分）”。

数学分析中与计算力学的学习直接相关的知识点包括：

极限、导数、连续、全微分和收敛等概念，函数的泰勒幂级数展开，级数收敛的判定，求导和不定积分的运算，第二类曲线积分和第二类曲面积分，格林公式，高斯定理，斯托克斯定理，标量场的梯度，矢量场的散度和旋度，矢量场的分解（无散部分即存在矢量势的部分和无旋部分即存在标量势的部分）。

3、课程名称与编码：

大型软件应用（026212043）

学分/学时：

3学分/54学时

教学方式：

讲授、讨论;考试方式：

上机考试

适用专业：

土木工程、地质工程

课程内容：

介绍通用有限元软件ABAQUS在线性静力分析、接触分析、弹塑性分析、热应力分析、多体分析、频率提取分析、瞬时模态动态分析、显式动态分析等领域的分析方法，以及复杂实体建模、分析计算和后处理的技巧。

（二）专业基础课

1、课程名称与编码：

高等土力学（026312041）

学分/学时：

3学分/54学时

教学方式：

讲授、讨论;考试方式：

笔试、考核

适用专业：

地质工程、岩土工程、防灾减灾及防护工程

课程内容：

在本科阶段《土力学》基本原理和方法的基础上，介绍土力学的分析和计算方法。

内容包括土体的应力应变特征、二维三维变形特征；不排水条件下的孔隙水压力；渗透性与渗流问题；土的抗剪强度问题；浅基础沉降分析等。

2、课程名称与编码：

高等岩石力学（026312042）

学分/学时：

3学分/54学时

教学方式：

讲授、讨论;考试方式：

笔试

适用专业：

地质工程、土木工程（岩土工程方向）

课程内容：

在本科阶段《岩体力学》基本原理和方法的基础上，介绍岩体力学的分析和计算方法。

内容包括岩体的基本特征及其计算分析方法的选择；连续介质岩体的综合分析方法（弹塑性耦合分析、岩体流变力学等）、连续介质岩体的综合分析方法（块体理论、DDA等）、岩体损伤力学与断裂力学、岩体水力学、岩体动力学等。

3、课程名称与编码：

钢筋混凝土结构原理（026312043）

学分/学时：

3学分/54学时

教学方式：

讲授;考试方式：

笔试

适用专业：

结构工程、防灾减灾工程及防护工程、岩土工程

课程内容：

钢筋混凝土结构的设计方法，混凝土的本构关系和破坏准则，正截面承载力计算，斜截面受剪承载力计算，扭曲截面承载力计算，裂缝控制及耐久性设计，框架、剪力墙结构设计，细部构造。

4、课程名称与编码：

钢结构学（026312044）

学分/学时：

3学分/54学时

教学方式：

讲授、讨论;考试方式：

笔试

适用专业：

结构工程、防灾减灾与防护工程

课程内容：

钢结构的基本性能、钢结构稳定问题概述、钢结构的断裂、疲劳破损、拉杆、轴心压杆、受弯构件、压弯构件和框架、连接、构造设计、冷弯薄壁型钢结构的特点、钢结构设计的其他问题。

5、课程名称与编码：

结构动力学（026312045）

学分/学时：

3学分/54学时

教学方式：

讲授;考试方式：

笔试

适用专业：

土木工程

课程内容：

系统讲授结构动力学的基础理论，包括基于离散模型的单自由度系统和多自由度系统的动力控制方程的建立、自由振动特性的分析和荷载作用下动力响应的求解，基于连续模型（分布参数模型）的一维柔性构件的振动和波动分析；简要介绍结构动力学理论在土木工程结构抗震中的应用。

6、课程名称与编码：

防灾减灾工程学（026312046）

学分/学时：

3学分/54学时

教学方式：

讲授;考试方式：

笔试

适用专业：

防灾减灾工程及防护工程、岩土工程、结构工程

课程内容：

灾害学总论、火灾灾害、地震灾害、风灾害、地质灾害和城市灾害学等的特点、成因与防灾减灾的对策。

7、课程名称与编码：

地震工程学（026312047）

学分/学时：

3学分/54学时

教学方式：

讲授;

考试方式：

笔试

适用专业：

防灾减灾工程及防护工程、岩土工程、结构工程

课程内容：

本书主要由工程地震和结构抗震两部分组成，共分四篇十四章。

第一篇是概论与基础。

第一章概论是作者关于地震工程学范畴的个人见解。

结构动力学是本书的主要基础知识，属地震工程专业研究生必修课，另有讲授，国内又已有不少较好书籍，故本书从略，而只介绍地震学基础和随机振动必备知识。

第二篇是工程地震，重点是第六章地震动；第四章关于地震烈度部分是结合我国具体需要写的。

这一篇是主要目的是想说明，在结构抗震中，现在是从烈度过渡到直接采用地震动的时候了。

第三篇是结构抗震理论，重点和基础是第七章结构地震反应分析，由于国内已有的抗震专著对此均有详细论述，故本书仅就必要的基础、重要的概念和最新的进展作详细介绍。

本篇力图贯彻作者的一个基本信念，即地震工程学的基础是实际震害经验、强震观测资料和现场与室内试验结果，因此，本书将结构物实际地震反应和试验扩大为独立的第九、十两章。

第四篇是地震工程理论的应用，包括地震危险性分析与区划和抗震设计。

（三）方向选修课

1、课程名称与编码：

工程地质数值法（026502041）

学分/学时：

3学分/54学时

教学方式：

讲授、讨论;考试方式：

笔试

适用专业：

地质工程、岩土工程

课程内容：

工程地质数值方法是地质工程、岩土工程、地下工程、水利工程、采矿工程、铁道工程、公路工程、石油工程等诸多学科的专业基础课。

其内容涵盖了主要工程地质问题（边坡、基坑、硐室、采矿等）的数值分析方法，如弹性有限元法，大变形有限元法，有限差分法，非连续体离散元法，工程地质问题反分析法及其他数值方法。

2、课程名称与编码：

应用地球物理（026502042）

学分/学时：

3学分/54学时

教学方式：

讲授、讨论;考试方式：

笔试

适用专业：

地质工程、岩土工程、防灾减灾工程及防护工程

课程内容：

在简要介绍勘探地球物理中的各种物理场的基础上,系统介绍了重力法勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探、地球物理测井、地热勘探等勘探地球物理的基本理论、基本方法和基本应用，了解各种方法的使用范围,使用条件及优缺点、仪器以及计算和处理地球物理勘探资料的一般算法和思路。

3、课程名称与编码：

结构试验（026502043）

学分/学时：

3学分/54学时

教学方式：

讲授、讨论;考试方式：

笔试

适用专业：

土木工程

课程内容：

工程结构试验的任务、目的和分类；工程结构试验设计和模型设计；工程结构试验的加载技术和量测技术；工程结构的静力荷载试验、动力荷载试验和抗震试验。

4、课程名称与编码：

组合结构设计原理（026502044）

学分/学时：

3学分/54学时

教学方式：

讲授、讨论;考试方式：

笔试

适用专业：

结构工程、防灾减灾与防护工程

课程内容：

钢-混凝土组合楼板、钢与混凝土组合梁、型钢（钢骨）混凝土组合结构、圆钢管混凝土结构、矩形钢管混凝土组合结构。

5、课程名称与编码：

高层建筑结构分析（026502045）

学分/学时：

3学分/54学时

教学方式：

讲授;考试方式：

笔试

适用专业：

结构工程、防灾减灾工程及防护工程

课程内容：

高层建筑结构体系与布置；荷载作用和结构设计要求；框架结构的内力和位移计算；剪力墙结构的内力和位移计算；框架-剪力墙结构的内力和位移计算；框架设计和构造；剪力墙设计和构造；筒体结构的计算和设计。

底层大空间剪力墙结构的计算；高层建筑结构复杂问题的计算；高层建筑结构的有限条分析法、半解析常微分方程求解器方法和有限元线法；高层建筑结构动力特性分析；高层建筑结构地震作用的反应谱分析法；高层建筑结构抗震分析的时程分析法。

6、课程名称与编码：

空间结构（026502046）

学分/学时：

3学分/54学时

教学方式：

讲授、讨论;考试方式：

笔试

适用专业：

土木工程

课程内容：

空间结构的概念和特点、分类及发展概况和研究历程；网架结构的选型，结构体系、杆件、节点的计算，制作和施工；网壳结构的选型、设计基本原理；悬索结构的选型、设计；大跨空间结构新体系介绍，包括组合网架、斜拉结构、拉索预应力网格结构、张弦结构、膜结构、张拉整体结构、开合结构等。

7、课程名称与编码：

建筑工程事故分析与处理（026502047）

学分/学时：

3学分/54学时

教学方式：

讲授;考试方式：

笔试

适用专业：

土木工程

课程内容：

讲述如何正确处理事故，对事故原因的分析、残余承载力的判断及修复加固的措施等问题。

具体内容：

工程事故的分类；事故处理一般程序；结构可靠度的评判依据和原则；建筑结构现场检测方法；建筑主体结构工程的事故原因分析与处理方法；地基基础的事故原因分析与处理方法；既有建筑物地基加固与纠倾技术。

8、课程名称与编码：

文物保护理论与实践（026502048）

学分/学时：

3学分/54学时

教学方式：

讲授、讨论;考试方式：

笔试、考核

适用专业：

地质工程、岩土工程、防灾减灾及防护工程

课程内容：

主要介绍文物建筑与遗址保护技术、文物保护与修复技术、文物的分析检测与科技考古。

内容包括不可移动文物保护（古代木构建筑修缮技术；砖石结构古建筑的加固保护；石质文物保护工程前期勘查技术；石窟寺、摩崖、岩画保护；土遗址保护；壁画保护），可移动文物保护（金属文物保护；纸质文物保护；纺织品文物保护；漆木竹器保护），文物保存环境、文物保护材料，考古发掘出土文物现场保护，文物材料的成分和结构分析方法，文物年代测定技术等。

（四）专业外语

1、课程名称与编码：

专业英语（026402001）

学分/学时：

1学分/36学时

教学方式：

讲授、讨论;考试方式：

笔试

适用专业：

固体力学、工程力学

课程内容：

专业英语和科技英语的特点，力学专业英语的外文文献阅读；结合一些专业英语文章和文献进行分析、比较与学习，熟悉与力学关联的科技论文的写作等。

课程具体内容及参考文献等详见附录2:

“课程简介及大纲”。

七、毕业论文及学位论文

1、硕士研究生学位论文要求能够体现研究生掌握本学科基础理论知识及运用所学知识解决一定的科学问题，对所研究的课题应当有新的见解，具有从事科学研究工作的能力。

2、硕士研究生完成培养计划规定的课程学习及必修环节，完成毕业论文准予毕业；

3、完成学位论文，达到学位论文要求并通过答辩，且达到《兰州大学各学科研究生在学期间完成可以成果的基本要求》，可以授予硕士学位。

附录1.土木工程（一级学科）硕士研究生培养体系

课程

类别

课程编号

课程名称

是否学位课

学时

学分

备注

研

究

生

课

程

公共课

073112003

中国特色社会主义理论与实践研究

是

36

2

必修

064112002

自然辩证法概论（2011版）

是

18

1

指选，二选一

064112003

马克思主义与社会科学方法论

是

18

1

073112004

学术道德规范与形势政策

是

18

1

必修

065113001

高级英语（托福）

是

36

2

按照英语分级教学执行。

065113002

高级英语（雅思）

是

36

2

065113003

英语口语

是

54

3

065113004

学术论文写作

是

36

2

065113005

西方社会文化概览

是

36

2

065113006

英语演讲训练

是

36

2

0651120011

第一外国语（英语）

（1）

是

72

2

06511200x1

第一外国语（小语种）

（1）

是

72

2

小语种必修

06511200x2

第一外国语（小语种）

（2）

是

72

2

学科

通开课

026212041

现代工程数学

是

54

3

不少于2门，不低于6学分。

026212042

计算力学

是

54

3

026212043

大型软件应用

是

54

3

专业

基础课

026312041

高等土力学

是

54

3

不少于1门，不低于3学分。

026312042

高等岩石力学

是

54

3

026312043

钢筋混凝土结构原理

是

54

3

026312044

钢结构学

是

54

3

026312045

结构动力学

是

54

3

026312046

防灾减灾工程学

是

54

3

026312047

地震工程学

是

54

3

方向

选修课

026502041

工程地质数值法

否

54

3

026502042

应用地球物理

否

54

3

026502043

结构试验

否

54

3

026502044

组合结构设计原理

否

54

3

026502045

高层建筑结构分析

否

54

3

026502046

空间结构

否

54

3

026502047

工程事故分析与处理

否

54

3

026502048

文物保护理论与实践

否

54

3

专业外语

026402001

否

36

1

必修

人文与科学素养选修课

026802xxx

否

人文与科学素养、方法论、科技论文英文写作、二外等。

补修课程

026602xxx

否

36

根据研究生学科背景确定是否补修，不计入总学分。

必修环节

必修环节

026702002

开题报告

1

必修，最晚于第三学期末完成。

026702001

学术研讨和学术活动

2

必修，每学年作报告1次，在学期间作报告不少于2次，参加学术活动不少于10次。

026702003

实践环节

2

必修，含科研实践、医疗实践、教学实践和社会实践。

总学分

不低于32学分

学位论文

科研成果要求

按照《兰州大学各学科研究生在学期间完成科研成果的基本要求》执行。

论文评阅及答辩

按照《兰州大学土木工程与力学学院研究生论文评阅及答辩的基本要求》执行。

注：

1.选修课可在导师指导下选修跨学科课程。

2.学位课和必修课的考核方式为考试，任选课考核方式为考试或考查。

附录2.土木工程（一级学科）硕士研究生培养——课程大纲

（一）学科通开课

1、课程名称与编码：

现代工程数学（026212041）

（1）课程内容与安排：

第一章绪论（3学时）

§1地质数据资料的整理

§2数据的推断和检验

第二章多变量相关分析（9学时）

§1相关分析

§2多元线性回归分析

§3逐步回归分析

§4趋势面分析

第三章多变量分类分析（9学时）

§1相似性统计量

§2聚类分析

§3有序样品的聚类——最优分割法

§4费歇准则下的两组判别分析

§5贝叶斯准则下的多组判别分析

§6多组线性逐步判别分析

第四章因子分析（9学时）

§1主成分分析

§2层次分析

§3R型因子分析

§4Q型因子分析

§5因子得分

§6对应分析

第五章时间序列与趋势预测分析（6学时）

§1时间数列的基本特征

§2移动平均分析与预测

§3周期变动的测定与分析

第六章模糊数学（6学时）

§1模糊数学的一些基础知识

§2综合评价法

§3模糊聚类分析

第七章人工神经网络（3学时）

§1人工神经网络基本原理

§2工程应用

第八章灰色系统（3学时）

§1灰色系统基本原理

§2工程应用

第九章数学模型在地质学中的应用（6学时）

§1模型类型

§2确定型模型在地质学中的应用

§3随机型模型在地质学中的应用

§4数学模型与预测问题

§5数学模型与分类问题

（2）教材与主要参考书:

教材：

刘绍平等编《数学地质方法及应用》石油工业出版社

主要参考书目：

徐振邦等编《数学地质基础》北京大学出版社

陈天宇等编《数学地质方法》吉林人民出版社

谢季坚，刘承平编《模糊数学方法及其应用》华中科技大学出版社

刘思峰编《灰色系统理论及其应用》科技出版社

胡武生编《神经网络系统及其工程应用》测绘出版社

先修课程：

《高等数学》，《概率论与数理统计》，《线性代数》

2、课程名称与编码：

计算力学（026212042）

（1）课程内容与安排：

第一章变分法简介（6学时）

§1经典的变分问题

§2欧拉方程与哈密顿原理

第二章条件极值问题的变分法、边界待定问题的变分法（8学时）

§1条件极值问题与拉格朗日乘子法

§2泛函在约束条件下的极值问题

§3边界待定问题

第三章泛函变分的近似算法：

立兹法与伽辽金法（8学时）

§1立兹变分近似解

§2伽辽金法，权函数

第四章小变形弹性力学的变分法（8学时）

§1最小位能原理

§2最小余能原理

§2数值解法：

立兹法、伽辽金法、有限元法、有限差分法

第五章有限元法简介（8学时）

§1变分原理和加权余量法

§2弹性力学问题有限元法的一般原理和表达格式

§3单元和插值函数的构造

§4等参元和数值积分

§5线性代数方程组的解法

§6有限单元法的计算机程序

第六章有限差分法简介（8学时）

§1平面温度场方程的差分法

§2平面弹性力学问题的差分法

第七章离散元法简介（8学时）

§1不连续介质问题与经典的离散元思想

§2单元之间的法向接触本构关系和切向接触本构关系

§2离散元方程组的建立及其求解

（2）教材与主要参考书

主要参考书：

1）钱伟长，《变分法及有限元》，科学出版社；

2）王秀喜，吴恒安，《计算力学基础》，中国科学技术出版社；

3）杨海霞，《计算力学基础》，河海大学出版社。

3、课程名称与编码：

大型软件应用（026212043）

（1）课程内容与安排：

第一章ABAQUS简介（3学时）

§1ABAQUS总体介绍

§2ABAQUS的主要分析功能

§3ABAQUS的主要模块

§4ABAQUS帮助文档

§5本章小结

第二章ABAQUS的基本使用方法（10学时）

§1ABAQUS分析步骤

§2ABAQUS/CAE简介

§3一个简单的实例：

带孔平板的应力分析

§4ABAQUS/CAE模型数据库的结构

§5ABAQUS/CAE的功能模块

§6划分网格的基本方法

§7选择三维实体单元的类型

§8选择壳单元的类型

§9选择梁单元的类型

§10本章小结

第三章线性静力分析实例（实体建模和后处理）（10学时）

§1支架的线性静力分析实例：

建模和分析计算

§2后处理

§3改进支架的设计

§4不同单元性能的比较

§5本章小结

第四章ABAQUS的主要文件类型（10学时）

§1INP文件简介

§2带孔方板实例的INP文件

§3支架实例的INP文件

§4修改和运行INP文件

§5查看分析过程信息

§6设置ABAQU