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《工程地质及土力学》课程
学习指导书
时刚 编
? 课程内容与基本要求
《工程地质及土力学》课程是土木工程专业（专升本）的专业基础课程，也是土木工程行业技术人员必备之专业技术理论。
本课程主要讲述矿物岩石的性质与鉴定，地质构造的类型与工程地质评价，第四纪沉积物、地下水的工程性质、自然地质作用与不良地质现象的工程地质问题，岩土工程勘察的基本知识，土的物理性质指标，土中水的渗流计算与分析，自重应力与附加应力的计算，土的压缩、固结性质与地基沉降量的计算，土的抗剪强度理论，土压力的类型与计算，地基承载力的计算方法，土坡的稳定性分析评价方法等内容。
通过本课程的学习，使学生能够了解岩石的成因、类型及其工程性质，能够识别与工程建设相关的地质构造、工程地质和水文地质现象，了解岩土工程勘查的基本知识；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、土坡稳定分析方法；使学生掌握土力学的基本原理，具有分析和解决一般工程地质问题的能力，为地基基础设计打下基础。 ? 课程学习进度与指导 章节 课程内容 建议学时策略 5学时 学习指导 以课件学习为主 重点理解地质构造相关知识 以课件学习为主，多做习题，重点掌握三相比例指标 以课件学习为主，结合案例分析，重点掌握渗流破坏 以课件学习为主，注意结合实际工程案例分析 以课件学习为主，结合相关规范和勘察报告进行学习 以课件学习为主，多做练习，重点掌握土的沉降计算理论 模块一* 岩石与地质构造 第四纪沉积物与土的物理性质 地下水及其对建筑工程的影响 自然地质作用及地质灾害 模块二* 6学时 模块三 4学时 模块四 2学时 模块五 岩土工程勘察 土中的应力与地基沉降量计算 1学时 模块六* 6学时 模块七* 土的抗剪强度与土压力、土坡稳定分析 地基承载力、地基设计与地基处理 5学时 以课件学习为主，多做练习，重点掌握土的抗剪强度理论 以课件学习为主，结合规范，重点掌握地基承载力理论 模块八
3学时 模块一 岩石与地质构造
一、学习目标
通过本模块的学习，了解常见造岩矿物的物理性质；掌握岩石的分类、工程性质和常见岩石的鉴定特征；了解地质年代及其划分方法；掌握岩层的产状要素、岩层间的接触关系；掌握褶皱和断层的类型及工程地质评价；了解褶皱和断层的野外调查方法。 二、学习内容
绪论：工程地质及土力学的概念、学习目的、学习意义；本课程的研究对象及其特点和学习方法。
第1章 矿物与岩石：岩石与矿物的定义；矿物的形态特征；造岩矿物的物理性质及常见矿物的鉴别；岩石的分类；岩浆岩、沉积岩和变质岩的矿物成分、结构和构造特征；常见岩石的鉴定；岩石的物理性质、水理性质和力学性质。
第2章 地质构造：地质作用与地质年代的定义；沉积岩和岩浆岩地质年代的确定方法；岩层产状三要素及量测、表示方法；地层的接触关系；褶皱构造、节理和断层的类型、特征、野外识别及其工程地质评价。 三、本章重点、难点
本章重点：矿物的主要物理性质；常见岩石的鉴别方法（根据岩石结构和构造特征鉴别）；岩浆岩、沉积岩地质年代的确定；岩层产状的表示；地层接触关系；褶皱、断层类型及其特征；剪节理和张节理的区别。
本章难点：常见岩石的鉴别；岩浆岩、沉积岩地质年代的确定；褶皱、断层的识别。 四、建议学习策略
本模块概念和定义较多，知识点较零散，建议在课件学习的基础上，查阅相关资料，丰富知识；通过多做自测题巩固本模块知识点；地质图的阅读应多
加练习，并能与相应的知识点相结合。
模块二 第四纪沉积物与土的物理性质
一、学习目标
通过本模块的学习，了解第四纪沉积物的成因，掌握几种常见第四纪沉积物的特征；了解软土、黄土等特殊性土的工程性质；掌握土的三相组成；熟练掌握土的三相比例指标及其换算方法；掌握无粘性土的密实度及黏性土的物理状态指标；熟悉地基岩土的分类体系及常用工程分类。 二、学习内容
第3章 第四纪地质及特殊性土：第四纪沉积土层的形成原因；常见第四纪沉积土层的特征及其工程性质；土的工程地质分类；软土、黄土、膨胀土等特殊性土的特征及其主要工程性质；黄土湿陷性和膨胀土的判定。
第7章 地基土的物理性质：土的三相组成；土的颗粒级配及其试验方法；颗粒累积级配曲线的绘制及不均匀系数和曲率系数的定义；结合水和自由水的定义、分类及其性质；土的三相比例指标的定义，三相比例指标之间的换算；无粘性土的密实度及其测试方法；粘性土的稠度界限及其试验方法，塑性指数和液性指数的定义；地基岩土的工程分类体系及常用的工程分类。 三、本章重点、难点
本章重点：常见第四纪沉积物的类型及其特征；特殊性土的主要工程性质；土颗粒级配的表示方法及相关指标；土的三相比例指标的定义及换算；粘性土的稠度界限及物理状态指标。
本章难点：土的三相比例指标的定义及其换算。 四、建议学习策略
本模块知识点相对集中，便于掌握。特殊性土的主要工程性质中，有较多定义，例如压缩性、渗透性、强度等，将在以后模块中介绍，该部分可等全部模块学习完毕后再重新温习巩固。土的三相比例指标有9个指标，定义较多，建议在三相草图的基础加以理解和记忆，三相比例指标的换算需在课后多加练习。土的工程分类体系，建议重点掌握《建筑地基基础设计规范》的分类体系。
本模块学习建议在课件学习基础上，适当通过课后习题、自测题等巩固。
模块三 地下水及其对建筑工程的影响
一、学习目标
通过本模块的学习，了解地下水的物理化学性质；熟练掌握地下水的类型、主要特征，了解地下水的工程特性及其对建筑工程的影响，掌握土的渗透性的概念，理解达西定律及适用条件，掌握渗透系数的测定方法；了解渗流力及渗流破坏的类型及判别方法。 二、学习内容
第4章 地下水：地下水的基本概念；地下水的主要物理、化学性质，pH值、硬度和总矿化度的定义；地下水的类型，包气带水、潜水、承压水的定义及其主要特征，孔隙水、裂隙水和岩溶水的一般特征；地下水对建筑工程的几种不良影响。
第8章 土的渗透性与渗流：土的渗透性和渗流的定义；水头与水力坡降的概念；达西渗透定律及其适用条件；渗透系数的影响因素；渗透系数的常用测定方法，等水头渗透试验和变水头渗透试验的特点及适用条件；渗流力的概念及其计算；临界水力坡降的概念及计算；渗透破坏的类型，管涌和流土的判别方法。
三、本章重点、难点
本章重点：地下水的pH值、总矿化度和硬度的概念；包气带水、潜水、承压水的概念及其工程特征；水力坡降的定义；达西定律及其适用条件；常水头和变水头渗透试验的特点；临界水力坡降的计算；管涌与流土的概念。
本章难点：达西定律的理解与应用；渗透破坏类型及其判别。 四、建议学习策略
本模块概念相对较多，应注意对各概念的理解；地下水pH值、硬度等概念应注意与生活中的常识相结合；水头是地下水渗流的关键因素，对其概念的理解相对较困难，应结合案例计算重点理解水头的真正内涵。流沙和管涌是渗透破坏的两种最常见类型，学习中应注意与实际工程案例相结合进行理解。本模块学习建议在课件学习基础上，适当通过案例分析、习题计算来巩固本模块的知识。