一、课程基本情况
中文名称: 边坡工程处治技术
英文名称: The treatment technology of slope
engineering
课 程 号: 0102043
授课对象: 城市地下空间专业本科生
开课学期: 第5学期
学 时 数: 36
学 分 数: 2.5
课程性质: 专业选修课
考核方式: 考试
先修课程: 土力学、结构力学、材料力学、混凝土结构等
后续课程: 相关专业课
开课教研室:城市地下空间教研室
执 笔 人: 牛雷
二、课程教学目标
1.任务和地位
边坡是人类工程活动中最为常见的一种自然地质环境,边坡处治是一项技术复杂、施工难度大的灾害防治工程,随着城市地下空间开发利用的日益增多,使得边坡处治在这一领域占有极其重要的地位。《边坡工程处治技术》就是应工程技术发展的实际需求而诞生的一门课程,旨在解决实际工程中边坡的安全、经济、技术和环保问题,为主体工程的正常、高效运行创造有利条件,同时,本课程的开设,也为后续的地下工程施工课程奠定了坚实的理论基础。
2.知识要求
通过本课程的学习,要求学生掌握边坡处治的基本概念、基本理论、基本计算方法和监测的基本原理及方法,为后续课程的学习和将来在地灾领域、地下工程领域从事工程技术工作打下基础。《边坡工程处治技术》课程在本专业培养计划中为地下工程施工等课程阐释所涉及的边坡工程基本原理,帮助学生进一步认识和理解边坡工程处治技术在地下工程专业的重要意义。
3.能力要求
通过本课程的课堂讲授、习题等各个教学环节,使学生掌握边坡工程处治的基本方法,掌握稳定性计算、土压力计算、挡土结构受力计算的常规方法,培养学生具有较为完整的边坡处治理论基础、运用所学土力学和结构力学知识分析和计算一般边坡问题、相关工程实际问题的能力、设计能力和一定的施工能力。
三、教学内容的基本要求和学时分配
1.教学内容
(1)绪论
概述、边坡工程的地质勘探、边坡设计的基本资料、边坡设计的基本原则。
(2)边坡处治基本理论及稳定性分析
概述、瑞典圆弧法、Bishop条分法、Janbu条分法、不平衡推力传递系数法、边坡稳定分析有限元法。
(3)坡率法与减重设计
坡率法与减重的概念及适用范围,坡率法的设计,削坡减重的设计。
(4)抗滑挡土墙的设计与施工
抗滑挡土墙类型、特点和适用条件,抗滑挡土墙布置原则,抗滑挡土墙的设计程序,抗滑挡土墙设计与计算,抗滑挡土墙的施工。
(5)抗滑桩的设计与施工
抗滑桩类型、特点及适用条件,抗滑桩设计要求和设计内容,抗滑桩设计计算程序,滑坡推力确定,地基反力确定,刚性桩与弹性桩的区分,刚性桩的计算,弹性桩的计算,抗滑桩的布设,桩类型选择,桩的内力和变位计算,桩的配筋计算和构造设计,施工一般程序,施工工艺,施工机具,施工质量控制,施工中应注意的问题。
(6)锚杆设计与施工
岩土锚固技术的发展与应用,锚杆的结构与分裂,锚杆在边坡处治中的应用,锚杆的设计与计算,锚杆的构造设计,锚杆的施工,锚杆的试验与观测。
(7)格构加固边坡的设计与施工
格构的作用、特点及适用条件,边坡格构加固设计,格构的施工,国外格构加固技术简介。
(8)加筋边坡和加筋挡土墙的设计与施工
加筋土结构的特点、基本原理、概述,加筋材料,加筋边坡,加筋土挡墙。。
(9)注浆加固边坡的设计与施工
注浆加固技术概念、分类,注浆材料及浆液的性质,注浆理论,注浆加固设计,边坡注浆加固施工,注浆效果评价与边坡稳定性验算。
(10)排水工程设计与施工
抗滑坡中的水及其对稳定性的影响,排水工程在滑坡处治中的地位和作用,滑坡处治中常见的排水措施,地表水汇流量的确定,地表排水体系设计及结构形式,地下排水工程设计与计算,排水工程施工。
(11)边坡工程监测
边坡工程监测的意义、内容、方法、计划、实施和基本要求,地表大地变形量测,边坡表面裂缝量测,边坡深部位移量测,边坡内部应力测试,岩石边坡地应力监测,边坡锚固应力测试,地下水位监测,孔隙水压力监测。
(12)边坡工程与环境
环境的概念,环境岩土工程,边坡与环境,国内外边坡处治中的环境保护技术发展,边坡绿化的主要原则、方法、植被品种、植被选择、播种量、施工、养护和管理,边坡工程的环境美学和景观美学。
2.教学要求:
(1)掌握边坡处治技术的常用方法;
(2)掌握边坡处治基本理论及稳定性分析,掌握不平衡推力传递系数法;
(3)掌握坡率法与减重设计的基本概念;
(4)熟练掌握抗滑挡土墙的设计与施工方法;
(5)掌握抗滑桩的设计与施工方法;
(6)掌握锚杆的设计与施工方法;
(7)了解格构加固边坡的设计与施工;
(8)了解加筋边坡和加筋土挡墙的设计与施工;
(9)熟悉注浆加固边坡的设计与施工;
(10)熟悉排水工程设计与施工;
(11)掌握边坡工程监测技术;
(12)了解边坡工程与环境。
3.时间分配和进度
(1)绪论 2学时
(2)边坡处治基本理论及稳定性分析 4学时
(3)坡率法与减重设计 4学时
(4)抗滑挡土墙的设计与施工 4学时
(5)抗滑桩的设计与施工 4学时
(6)锚杆设计与施工 4学时
(7)格构加固边坡的设计与施工 4学时
(8)加筋边坡和加筋土挡墙的设计与施工 2学时
(9)注浆加固边坡的设计与施工 2学时
(10)排水工程设计与施工 2学时
(11)边坡工程监测 2学时
(12)边坡工程与环境 2学时
4.教学内容的重点、难点
(1)边坡失稳;
(2)边坡稳定性分析及其影响因素,剩余下滑力的计算;
(3)坡率法与减重设计的基本理论;
(4)桩、墙的受力分析与结构设计;
(5)锚杆的设计原理;
(6)各工法的施工工艺。
5.本课程与其它课程的联系与分工
本课程以土力学、结构力学以及混凝土基本原理等课程在边坡工程中的具体应用为主线、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、课程结束系统总结三种形式寓意于教学环节中。本课程中的边坡设计与施工方法等均为后续课程奠定了基础,后续课程要特别注意加强与这部分内容的联系与呼应,尤其是在边坡稳定性分析、剩余下滑力计算以及桩墙的受力分析等几个方面着重深化理解。
6.建议使用教材和参考书目
《边坡工程处治技术》赵明阶等编 人民交通出版社2003
《边坡工程》刘兴远等编 中国建筑工业出版社2007
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。平均每章10道题,意在对所学知识的巩固与更好的理解。
2.实验
无
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5种类型:单选型题、多选型题、填空型题、判断型题、计算型题,重点考查学生对基本概念、基本理论、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60%,计算部分约占考试内容的40%。
期末成绩评定参考平时作业,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。