一、课程基本情况
中文名称： 土力学B
英文名称： Soil Mechanics B
课 程 号： 1620078
授课对象： 城市地下空间工程专业本科生
开课学期： 第4学期
学 时 数： 36（含6学时实验）
学 分 数： 2.5
课程性质： 专业基础必修课
考核方式： 考试
先修课程： 高等数学（A）I～II、普通物理、理论力学、材料力学等
后续课程： 相关专业课
开课教研室：城市地下空间工程教研室
执 笔 人： 鲍硕超
二、课程教学目标
1．任务和地位
《土力学》是利用力学的一般原理，研究土的物理、化学和力学性质及土体在荷载、水、温度等外界因素作用下工程形状的一门应用学科。作为力学的一个分支，它既是基础科学，同时也是与实际工程密切相关的应用科学。
《土力学》是城市地下空间工程的一门必修专业基础课。它的任务是阐述土的应力、应变、强度、变形及稳定性问题的基本理论及其基本计算原理与方法，并应用这些原理与概念，结合有关建筑结构与施工知识，将其应用到工程实际问题中。
2．知识要求
通过本课程的学习， 要求学生牢固掌握土的基本物理力学性质等基本概念，土的应力、变形、强度及地基计算等土力学基本原理及计算方法，为后续课程的学习和将来在工程力学及城市地下空间工程项目中从事工程技术工作打下基础。《土力学》课程在本专业培养计划中为基础工程、岩体力学等课程阐释所涉及的岩土体基本物理力学原理相结合，帮助学生进一步认识和理解岩土体工程性质、地基与基础的设计施工方法。
3．能力要求
通过本课程的课堂讲授、习题及实验等各个教学环节，使学生了解土的性质及分类方法，熟悉土的基本物理力学性质，掌握地基沉降、地基承载力、土压力计算方法及土坡稳定性的分析方法，培养学生具有能够应用土力学的基本原理和方法解决实际工程中稳定、变形和渗流问题的能力，将土力学理论应用于实践，在实践中注意积累资料及经验，再去丰富理论。
三、教学内容的基本要求和学时分配
1．教学内容
（1）绪论
土力学的研究对象和任务，土、地基及基础的概念及其设计要求，土力学课程特点及学习要求。
（2）土的性质及工程分类
土的主要特征；土的三相组成（固相颗粒级配、矿物成分、土中的水及气体）及土的结构构造；各物理性质指标及其相互之间换算关系；土的物理状态指标（无粘性土的密实度、黏性土的含水量、塑性指数、液性指数等）及粘性土的灵敏度及触变性等结构指标；土的压实机理及工程分类。
（3）土中应力计算
土的自重应力的概念及计算方法；基底压力的概念及计算方法；地基附加应力的概念及计算，掌握几个典型规则分布荷载下的附加应力计算；饱和粘性土有效应力原理。
（4）土的变形性质及地基沉降计算
土的压缩性测定方法及压缩性指标，包括压缩系数、压缩指数及压缩模量的定义及应用这些指标评价土的压缩性的方法。
分层总和法及《规范》法对地基最终沉降量的计算。计算沉降与实际沉降的比较、初始沉降与次固结沉降的比较等原理。
先期固结压力的概念及确定，正常固结土、超固结土及欠固结土的概念及对地基最终沉降量的影响。太沙基一维固结理论，了解地基变形与时间之间关系的基本概念。
（5）土的抗剪强度
库伦定律及其公式，土中一点的极限平衡状态，莫尔-库伦强度的基本原理。土的抗剪强度的测定方法（直剪及三轴）
土的抗剪强度指标。总应力强度指标及有效应力强度指标。粘性土在不同固结及排水条件下的抗剪强度指标的差别及选取，包括三轴试验强度指标、直剪试验强度指标。固结排水剪、固结不排水剪、不固结不排水剪试验条件下，以及土的应力历史为正常固结土、超固结土的总应力强度指标及有效应力强度指标。无粘性土不同抗剪强度指标的选取依据。
简要了解应力路径的概念。
（6）土压力、地基承载力和土坡稳定
作用在挡土墙上土压力的类型。朗肯土压力的假设条件、主动土压力、被动土压力及其计算方法。库伦土压力的假设条件，主动土压力、被动土压力及其计算方法。朗肯与库伦土压力的差别。
挡土墙的行类型及其选择，挡土墙整体抗倾覆稳定性验算，地基承载力及墙身强度验算。了解重力式挡土墙与加筋挡土墙的设计及有关计算。
地基在外荷载作用下的破坏形式，地基的临塑荷载、临界荷载与极限荷载。确定地基承载力的理论公式，地基承载力设计值的确定和影响地基承载力的因素。
影响土坡稳定性的因素。无粘性土、粘性土的土坡稳定性分析方法。整体圆弧法、瑞典条分法、毕晓普法等方法在土坡稳定性及地基稳定性分析中的应用。
2．教学要求：
（1）掌握土体、地基与基础的基本概念；
（2）掌握土的工程分类，土的三相比例指标的定义及相互转换关系，土的压实机理；
（3）掌握地基附加应力的计算原理及方法；
（4）掌握地基最终沉降量的计算原理及方法；
（5）理解土的抗剪强度的测定方法，并掌握库伦定律及抗剪强度指标的选取；
（6）掌握土压力的类型。账务朗肯与库伦土压力计算放法及二者在应用上的区别；
（7）掌握土坡稳定性分析方法。
3．时间分配和进度
（1）绪论 1学时
（2）土的性质及工程分类 5学时
（3）土中应力计算 4学时
（4）土的变形性质及地基沉降计算 6学时
（5）土的抗剪强度 6学时
（6）土压力、地基承载力和土坡稳定 8学时
4．教学内容的重点、难点
（1）土的工程分类，土的三相比例指标的定义及相互转换关系，土的物理状态，土的压实机理；
（2）地基附加应力的计算；
（3）地基最终沉降量的的计算分，分层总和法计算地基沉降量的基本假定、计算步骤和方法，饱和粘性土的一维理论；
（4）库伦定律，直剪与三轴试验测定土的抗剪强度指标，不同试验条件下抗剪强度指标的选取；
（5）土压力类型。朗肯主动与被动土压力概念及计算，库伦主动及被动土压力概念及计算；
（6）土坡整体圆弧及瑞典条分稳定分析方法。
5．本课程与其它课程的联系与分工
本课程以经典力学基本原理在土力学中的具体表现形式为主线、以与其相应的专业应用为依托，理论联系实际。总结分每章授课前言引导、章节（理论概括与分析计算练习相结合）、课程结束系统总结三种形式寓意于教学环节中。本课程中的“土的变形性质及地基沉降计算”、“土的抗剪强度”、“土压力、地基承载力和土坡稳定”等均为后续课程的理论基础，后续课程要特别注意加强与这部分内容的联系与呼应，尤其是在土压力计算、挡土墙设计与地基沉降计算中的基本理论和基本方法。
6.建议使用教材和参考书目
《土力学与基础工程》赵明华编 武汉理工大学出版社2009
《土力学地基基础》陈希哲编 清华大学出版社 2004
《土力学》王常明 编 吉林大学出版社2005
四、大纲说明
1．习题
本门课程的作业主要为课后习题，根据授课内容，每章均有练习题，通过习题促进学生对所学知识的巩固与更好的理解。
2．实验
本门课程含6学时实验课，通过实验，锻炼学生实际动手操作能力，并对所学内容有一个直观化的理解。
3．考核
考试为期末笔试形式，考试内容尽量避免死记硬背型，给学生更多的思考或想象空间。
（1）考题设计
考试题大体可分为4种类型：概念型题、叙述型题、做图型题、计算型题，重点考查学生对基本概念、基本公式、基本计算方法的掌握和应用。
（2）成绩评定
成绩为百分制。考试内容覆盖全部授课内容。课程重点内容约占全部考试内容的80～90%，基本理论与基本概念约占考试内容的50%，计算部分约占考试内容的50%。
期末成绩由考试成绩、实验课成绩、平时成绩三部分组成。考试成绩占期末成绩的70%，实验课成绩占期末成绩的15%，平时作业及出席成绩占期末成绩的15%，未通过实验课评定及未完成作业者，不许参加期末考试。
4．其他
利用演示、幻灯、投影仪、音像、计算机辅助教学等形象化、现代化教学手段，提高教学效果。
