土力學與基礎工程(鹽城工學院、常州工學院提供的慕課)

土力學與基礎工程課程是鹽城工學院、常州工學院於2017年9月5日首次在中國大學MOOC開設的慕課課程、國家精品線上開放課程。該課程授課教師為於小娟、朱建群、殷勇、王照宇、史貴才等。據2021年4月中國大學MOOC官網顯示，該課程已開課8次。

土力學與基礎工程課程共十二專題，包括土力學與基礎工程兩部分，講授了土的物理性質及工程分類、土中應力計算、土的壓縮性和地基沉降計算、變形與穩定、基礎設計與施工、地基處理等內容。

基本介紹

• 中文名：土力學與基礎工程
• 授課平台：中國大學MOOC
• 提供院校：鹽城工學院、常州工學院
• 授課教師：於小娟、朱建群、殷勇、王照宇、史貴才等
• 開課時間：2017年9月5日（首次）
• 類別：慕課、國家精品線上開放課程

課程性質

課程背景

地基與基礎和人們的生活相關聯。建築工程、道路與橋樑工程、水利工程與城市地下空間工程領域中的高層建築、高速公路、高速鐵路、越江和海底隧道、地下商場、地下軌道交通等工程都離不開地基與基礎，為了走進地基與基礎的世界，鹽城工學院與常州工學院開設了土力學與基礎工程課程。

課程定位

土力學與基礎工程是高校土木工程及相關專業的一門專業基礎課。通過土力學課程的學習使學生掌握以地基土強度和變形為核心的土力學基本原理，為學習基礎與地基工程知識打下基礎；基礎工程的任務則是使學生掌握一般地基基礎的設計原則和方法。

適應對象

土力學與基礎工程課程可供高校土木工程專業各方向（建築工程、市政工程、地下工程、道路與鐵道工程、交通工程、水利工程、土木工程管理等）學生以及建築設計院、建築勘察設計院和建築施工公司土建類勘察、設計、施工等工程技術人員學習參考。

開課信息

開課次數	開課時間	授課教師	學時安排	參與人數
第1次開課	2017年09月05日—2018年02月01日	於小娟、朱建群、殷勇、王照宇、史貴才、徐桂中、吳曉楓、何山	3小時每周	5287人
第2次開課	2018年03月08日—2018年07月24日	於小娟、朱建群、殷勇、王照宇、史貴才、徐桂中、吳曉楓、何山、李富榮、沈廣軍、張飛、徐兵		4355人
第3次開課	2018年09月06日—2019年01月31日		3—5小時每周	4193人
第4次開課	2019年03月08日—2019年07月25日			3001人
第5次開課	2019年09月01日—2020年01月10日	於小娟、朱建群、殷勇、王照宇、史貴才、徐桂中、吳曉楓、何山、李富榮、沈廣軍、張飛、徐兵、段超然		3351人
第6次開課	2020年02月15日—2020年07月20日		4小時每周	6161人
第7次開課	2020年09月07日—2021年02月03日		3—5小時每周	3509人
第8次開課	2021年03月01日—2021年07月10日			待定
表格內容參考資料

課程簡介

土力學與基礎工程課程共十二專題，包括土力學與基礎工程兩部分，土力學主要講授土的物理性質及工程分類、土的滲透性與滲流、土中應力計算、土的壓縮性和地基沉降計算、變形與穩定、工程建設的岩土工程勘察等理論，基礎工程運用土力學理論來解決基礎設計與施工、淺基礎設計、樁基礎設計、地基穩定性等工程問題。

課程大綱

第1次開課大綱

1、緒論（2學時） （1）教學目的和要求 建立土力學、地基、基礎的基本概念，了解本課程的特點和在本專業中的地位，了解本學科的學習方法及發展概況。 （2）主要內容 土力學、地基、基礎的基本概念；本課程的特點和在本專業中的地位；本學科的學習方法及發展概況。 2、土的物理性質及工程分類（6學時） （1）教學目的與要求 了解岩石的分類和主要特徵，原生礦物和次生礦物的物理性質，第四紀沉積物的類型、分布規律和特徵。 掌握土的物理性質指標（三相指標和判別土的物理特徵指標）的定義、測定、換算和套用，熟悉地基土的工程分類方法。理解粒徑級配對無黏性土性質的影響。理解黏土礦物、水和離子的相互作用。 理解土的壓實原理，了解工程中對填土壓實度的要求。 （2）主要內容 土的生成：地質作用、礦物與岩石、地質年代的概念、第四紀沉積物（層）。 土的組成及特性：土的固體顆粒、土中的水和氣、土的結構和構造，土的三相比例指標的定義和換算，土的物理狀態特徵指標（包括無黏性土的密實度、黏性土的界限含水量、塑性指數和液性指數、靈敏度和觸變性）。 地基土的工程分類：岩石、碎石土、砂土、粉土、黏性土、人工填土。 土的壓實原理：無黏性土的壓實性、壓實原理，以及壓實度的概念。 3、土的滲透性與滲流（4學時） （1）教學目的與要求 掌握土的滲透特性；熟悉滲透破壞與控制；了解平面滲流基本方程及流網法。 （2）主要內容 土的滲透性；滲透作用對土的影響；平面滲流基本方程及流網法；滲透破壞現象及其控制與防治。 4、土中應力計算（4學時） （1）教學目的與要求 熟練掌握土的自重應力計算，基底附加壓力的計算。 熟練掌握運用角點法計算地基中的附加應力，能夠正確使用圖表計算附加應力。 了解地基中附加應力分布規律。 （2）主要內容 土的自重應力和地基附加應力：土的自重應力計算及分布，基底壓力的簡化計算、基底附加壓力的計算。 地基附加應力：地基中附加應力的計算及分布規律。 5、土的壓縮性和地基沉降計算（8學時） （1）教學目的與要求 熟練掌握用固結試驗測定土的壓縮性指標，了解載荷試驗確定變形模量的方法； 掌握按分層總和法和規範法計算最終沉降量。 掌握飽和土在固結過程中土的骨架和孔隙水對壓力的分擔作用及變形和時間的關係。 （2）主要內容（結合工程實例） 土的壓縮性：壓縮曲線和壓縮性指標、土的變形模量。 地基的最終沉降量：分層總和法和規範方法。 地基變形與時間的關係：飽和土的有效應力原理、飽和土的一維固結理論、沉降與時間的關係。 6、土的抗剪強度（8學時） （1）教學目的與要求 理解土的抗剪強度定律和極限平衡條件。 理解排水條件對確定飽和黏性土的抗剪強度指標的影響。 掌握用直剪儀和三軸儀測定土抗剪強度指標的方法。 （2）主要內容 土的抗剪強度與極限平衡原理：土的抗剪強度，土的極限平衡條件。 土的剪下試驗方法：抗剪強度指標的測定及取值，以及影響抗剪強度的因素。 7、土壓力和土坡穩定（6學時） （1）教學目的與要求 正確理解靜止土壓力、主動土壓力和被動土壓力的概念。 掌握三種土壓力的計算方法。

掌握土坡穩定性的概念，理解用條分法分析土坡穩定。 掌握地基臨塑荷載、臨界荷載、極限荷載的意義及套用，理解計算公式推導過程。 熟練掌握用規範方法確定地基承載力的方法和步驟。 （2）主要內容 靜止土壓力的計算，朗肯土壓力理論、庫侖土壓力理論、土坡穩定性的圓弧滑動法和條分法分析。 結合工程實例講述土坡穩定分析。 地基的臨塑荷載、臨界荷載、極限荷載。 8、工程建設的岩土工程勘察（2學時） （1）教學目的與要求 學會根據建築物和擬建場地和地基的具體情況，向勘察部門提出勘察任務和技術要求； 學會分析和使用工程地質勘察報告，以便選擇地基持力層，確定地基承載力，為採用合理的地基基礎方案、進行地基基礎的設計和施工提供依據。 掌握地基土的現場鑑別方法。 了解建築工程勘探方法和勘探資料整理。 （2）主要內容 工程地質勘察的內容和要求、岩土工程勘察方法、地基土的野外鑑別與描述、岩土工程勘察成果報告。 9、淺基礎設計（6學時） （1）教學目的與要求 熟練掌握淺基礎的類型及其運用條件；基礎埋置深度的選擇；基礎底面尺寸的確定；軟弱下臥層地基承載力的驗算。 掌握剛性基礎剖面尺寸確定及擴展基礎的配筋計算；淺基礎的變形分析與驗算 理解箱形基礎、十字交叉基礎、牆下筏板基礎設計原理。 了解減輕不均勻沉降危害的措施。 （2）主要內容 淺基礎的類型、構造及設計條件。 剛性基礎、擴展式基礎的設計；柱下條形基礎、十字交叉基礎、牆下筏板基礎及箱形基礎的設計。 淺基礎的變形分析與驗算。 減輕不均勻沉降危害的措施。 結合工程實例講述剛性基礎、擴展式基礎的設計。 10、樁基礎和深基礎（8學時） （1）教學目的與要求 理解樁基礎的類型及其適用條件。 掌握確定單樁豎向承載力的方法。 熟練掌握樁基礎的設計步驟和方法。 了解其它幾種深基礎形式原理。 （2）主要內容 樁基礎：樁的類型、單樁豎向承載力、群樁豎向承載力、樁基礎的設計。 深基礎：沉井、地下連續牆、箱樁基礎、樁筏基礎、深基坑護坡。 結合工程實例講述樁基礎的設計。 簡單介紹樁基礎領域的最新發展動態。 11、地基處理（2學時） （1）教學目的與要求 理解軟弱地基的特性及常用的地基處理方法。 根據地區特點選擇有關內容講解，了解該特殊土類的特徵和相應處理方法。 （2）主要內容 軟弱地基土的工程特性及其地基處理方法分類、機械壓實法、強夯法、換土墊層法、預壓固結法、緊密法、振沖法、化學加固法。 結合工程實例講述機械壓實法、強夯法、換土墊層法、預壓固結法和化學加固法。

（註：課程大綱排版從左到右列）

第2~8次開課大綱

第1專題 緒論 1.1 課程內容 1.2 工程實例分析 第2專題 土的物理性質及工程分類 2.1 土的基本知識之“土的組成” 2.2 土的基本知識之“土的結構與構造” 2.3 土的基本知識之“土的物理性質指標” 2.4 土的基本知識之“土的物理性質指標習題課” 2.5 土的基本知識之“土的物理狀態指標” 2.6 土的基本知識之“土的工程分類” 土的物理性質及工程分類 單元作業 土的物理性質及工程分類 單元測驗 第3專題 土的滲透性與滲流 3.1 土的滲透性 3.2 土的滲流及流網 3.3 滲透力與滲透破壞 3.4 看得見與看不見的防線——談長江流域的滲透破壞及防治措施 土的滲透性與滲流 單元作業 土的滲透性與滲流 單元測驗 第4專題 土中應力計算 4.1 土中應力概述 4.2 土的自重應力計算 4.3 土的附加應力計算 4.4 土的附加應力計算習題 4.5 有效應力原理 土中應力計算 單元作業 土中應力計算 單元測試 第5專題 土的壓縮性和地基沉降計算 5.1 土的壓縮性與壓縮指標 5.2 地基最終沉降量計算 5.3 地基最終沉降量習題課 5.4 地基沉降與時間關係 5.5 地基沉降與時間關係習題課 5.6 卡爾·太沙基傳記 土的壓縮性 單元作業 土的壓縮性 單元測驗 第6專題 土的抗剪強度 6.1 土的抗剪強度理論 6.2 土的抗剪強度指標測定

6.3 土的剪下特徵 6.4 土的抗剪強度習題 土的抗剪強度 作業1 土的抗剪強度 作業2 土的抗剪強度 測試 第7專題 土壓力和土坡穩定 7.1 土壓力和擋土牆概述 7.2 土壓力理論 7.3 土壓力計算習題 7.4 擋土牆設計 7.5 土坡穩定分析 7.6 地基承載力理論 土壓力 單元作業 土壓力 單元測驗 第8專題 工程建設的岩土工程勘察 8.1 岩土工程勘察 勘察 作業 勘察 單元測驗 第9專題 淺基礎設計 9.1 基礎工程概述 9.2 淺基礎設計 9.3 淺基礎設計習題課1 9.4 淺基礎設計討論課 9.5 淺基礎設計習題課2 淺基礎 單元作業 淺基礎 測驗 第10專題 樁基礎設計 10.1 樁基礎與深基礎概述 10.2 樁基礎理論 10.3 樁基礎習題 10.4 港珠澳大橋深基礎問題 樁 基礎作業 樁 基礎測試 第11專題 地基處理 11.1 地基處理 地基處理 作業 第12專題 土力學實驗 12.1 土力學實驗 土力學實驗 單元作業 土力學實驗 單元測驗

（註：課程大綱排版從左到右列）

課前預備

預備知識

學習土力學與基礎工程課程需預備高等數學、房屋建築學、工程地質、理論力學、材料力學、結構力學、彈性力學等基本知識。

學習資料

書名	作者	出版社	出版時間
《土力學與基礎工程》	於小娟、何山	高等教育出版社	2018年3月
《土力學與地基基礎》	朱建群、李明東	中國建築工業出版社	2017年6月
《土力學與基礎工程》	李飛、王貴君	武漢理工大學出版社	2012年1月
《土力學》	於小娟、王照宇	國防工業出版社	2012年1月
《基礎工程》	王照宇	國防工業出版社	2012年1月
《土力學地基基礎》	陳希哲、葉菁	清華大學出版社	2013年6月
表格內容參考資料

課程特色

（1）課程體系改革：將傳統課程體系轉變為“模組式”課程體系。每個模組均由知識點視頻、習題課視頻、單元討論、單元作業和單元測驗等模組構件組成。清晰易懂的模組構件使學生清楚地知曉學習路徑和掌握模組知識體系，提高了課程知識體系的針對性和適用性。

（2）教學內容改革：課程以工程案例為線索，輔以靈活性、趣味性、情景性等元素，重新組織教學內容，從而極大提高課程內容的實踐性、引領性和新穎性。

（3）教學方法改革：在微課視頻中間設定多個引導性問題，引發學生思考；習題課視頻關注引領學生尋找問題的關鍵點和突破口，啟發學生的思維；安排專職老師，負責課堂討論、線上答疑、論壇主題問題的引導及解答，確保學生與老師互動及時。同時，對模組單元測驗內容進行了改革探索，將考核內容從傳統單一的“知識型”考核轉變為“能力型”多層次考核。

授課目標

通過土力學與基礎工程課程的學習，培養具備辨識與土相關的工程現象和問題，解決一般性地基與基礎工程問題的能力，具備繼續學習與套用專業知識能力和較強實踐動手能力的技術創新型人才。

所獲榮譽

2019年1月，該課程被中華人民共和國教育部認定為“2018年國家精品線上開放課程”。

教師簡介

土力學與基礎工程課程由鹽城工學院和常州工學院教師共同授課。於小娟、王照宇、殷勇、徐桂中、何山、李富榮、沈廣軍、張飛、徐兵為鹽城工學院土木工程學院教師。朱建群、史貴才、吳曉楓、段超然為常州工學院土木建築工程學院教師。