一、课程基本信息
- 课程代码：
- 课程名称：土力学
- 英文名称：Soil Mechanics
- 课程类别：专业核心课
- 学 分：2.5
- 总 学 时：40（理论32，实验8）
- 适用专业：土木工程
- 先修课程：理论力学、材料力学、工程地质
- 后续课程：地基基础、基坑工程、边坡工程
- 开课学院：土木工程学院
- 课程负责人：吉植强 教授
二、课程简介
土力学是土木工程专业的一门重要专业基础课，主要研究土的物理力学性质及其在工程中的应用。本课程系统地介绍土的形成与分类、土的物理性质及工程分类、土的渗透性与渗流、土中应力计算、土的压缩性与地基沉降、土的抗剪强度、土压力理论、地基承载力、土坡稳定分析等内容。
通过本课程的学习，学生将掌握土力学的基本理论和分析方法，为后续的地基基础、基坑工程、边坡工程等专业课程的学习奠定坚实的基础，同时培养学生运用土力学知识解决实际工程问题的能力。
三、课程教学目标
1. 知识目标
- 掌握土的物理力学性质及其工程分类方法
- 理解土的渗透性、压缩性和抗剪强度等基本力学特性
- 掌握土中应力计算、地基沉降计算和土压力计算的基本理论和方法
- 掌握地基承载力和土坡稳定性分析的基本原理和计算方法
- 了解地基处理的基本方法和适用条件
2. 能力目标
- 能够正确进行土的物理性质试验和力学性质试验
- 能够运用土力学理论分析和解决地基基础工程中的实际问题
- 具备查阅相关规范、标准和技术资料的能力
- 培养学生的工程思维能力和创新意识
- 提高学生的科学研究能力和团队协作精神
3. 素质目标
- 培养学生严谨的科学态度和踏实的工作作风
- 增强学生的工程责任感和职业素养
- 培养学生的可持续发展意识和环保意识
- 树立学生的安全第一、质量至上的工程理念
四、教学内容与学时分配
第1章 土的物理性质及工程分类（2学时）
- 土的形成与结构特点
- 土的三相组成及物理性质指标
- 土的物理状态指标（含水量、密度、孔隙比等）
- 土的工程分类方法
- 土的物理性质试验（1学时实验）
第2章 土的渗透性与渗流（4学时）
- 土的渗透性基本概念
- 达西定律及其适用条件
- 渗透系数的测定方法（常水头、变水头试验）
- 二维渗流与流网
- 渗透破坏与防治措施
- 土的渗透性试验（1学时实验）
第3章 土中应力计算（6学时）
- 土中自重应力计算
- 基底压力计算
- 地基附加应力计算（集中荷载、矩形荷载、条形荷载）
- 应力路径的概念
第4章 土的压缩性与地基沉降（6学时）
- 土的压缩性概念及压缩指标
- 地基最终沉降量计算（分层总和法、规范法）
- 地基沉降与时间的关系（太沙基固结理论）
- 地基容许沉降量与沉降控制
- 土的压缩试验（2学时实验）
第5章 土的抗剪强度（4学时）
- 土的抗剪强度基本概念
- 库仑定律与摩尔-库仑破坏准则
- 土的抗剪强度试验（直剪试验、三轴试验）
- 土的抗剪强度指标的影响因素
- 土的剪切试验（2学时实验）
第6章 土压力与土坡稳定（4学时）
- 土压力基本概念与分类
- 朗肯土压力理论
- 库仑土压力理论
- 土坡稳定性分析（瑞典条分法、毕肖普法）
- 影响土坡稳定的因素与防治措施
第7章 地基承载力（4学时）
- 地基承载力基本概念
- 地基破坏模式
- 地基极限承载力理论（太沙基公式、汉森公式）
- 地基承载力特征值的确定方法
- 地基承载力试验（2学时实验）
第8章 地基处理（4学时）
- 地基处理的基本概念与分类
- 换填法、预压法、强夯法等常用地基处理方法
- 复合地基理论与设计
- 地基处理工程案例分析
| 项目 | 课时数 | 占总学时比例 |
|---|---|---|
| 理论教学 | 32 | 80% |
| 实验教学 | 8 | 20% |
| 合计 | 40 | 100% |
五、教学方法与手段
1. 教学方法
- 课堂讲授：系统讲解土力学的基本理论和分析方法
- 案例教学：结合工程实例，分析土力学原理在实际工程中的应用
- 讨论式教学：组织学生讨论工程问题，培养学生的分析和解决问题的能力
- 实验教学：通过动手操作，加深对土力学理论的理解
- 自主学习：布置课后作业和阅读材料，培养学生的自主学习能力
2. 教学手段
- 多媒体教学：利用PPT、动画等多媒体手段，直观展示土力学概念和原理
- 网络教学平台：建立课程网站，提供教学资源和在线学习平台
- 虚拟实验：利用虚拟实验软件，辅助实验教学
- 工程软件：介绍GeoStudio、Plaxis等专业软件在土力学中的应用
六、考核方式与标准
| 考核项目 | 权重 | 考核内容 | 评分标准 |
|---|---|---|---|
| 平时成绩 | 30% | 考勤、作业、课堂表现 | 考勤（5%）、作业完成质量（15%）、课堂表现（10%） |
| 实验成绩 | 20% | 实验操作、实验报告 | 实验操作规范性（10%）、实验报告质量（10%） |
| 期末考试 | 50% | 闭卷考试 | 考核土力学基本理论、分析方法和应用能力 |
成绩评定标准：
- 优秀（90-100分）：全面掌握土力学基本理论和分析方法，能够熟练运用所学知识解决复杂工程问题
- 良好（80-89分）：较好掌握土力学基本理论和分析方法，能够运用所学知识解决一般工程问题
- 中等（70-79分）：基本掌握土力学基本理论和分析方法，能够解决简单的工程问题
- 及格（60-69分）：初步掌握土力学基本理论和分析方法，能够完成基本的工程计算
- 不及格（<60分）：未达到基本要求
七、推荐教材与参考资料
1. 推荐教材
- 《土力学》(第5版)，李广信、张丙印、于玉贞主编，清华大学出版社，2019年
- 《土力学地基基础》(第4版)，陈希哲主编，清华大学出版社，2013年
2. 参考资料
- 《土力学原理》(第2版)，周景星、李广信、张建红等主编，清华大学出版社，2016年
- 《土力学》，黄文熙主编，中国建筑工业出版社，2001年
- 《Advanced Soil Mechanics》(Third Edition)，Braja M. Das著，Taylor & Francis，2010年
- 《地基基础设计规范》(GB 50007-2011)
- 《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79-2012)
- 《土工试验方法标准》(GB/T 50123-2019)
八、教学大纲说明
本教学大纲适用于土木工程专业本科生《土力学》课程的教学。大纲根据教育部《土木工程专业教学质量国家标准》和学校培养方案的要求制定，涵盖了土力学的基本理论、实验方法和工程应用。
教学过程中应注重理论与实践相结合，培养学生的工程思维能力和解决实际问题的能力。根据教学内容的难易程度和学生的实际情况，可适当调整教学进度和内容深度。
本大纲将根据学科发展和工程实践的需要，定期进行修订和完善。