土力学学习心得体会(精选8篇)
这次参加2010年贵州省注册岩土工程师继续教育学习,由高大钊先生根据他的新著《土力学与岩土工程师》所作的讲学,使我对高大钊先生、岩土工程以及土力学有了更深的认识。高大钊先生近年在网上十分活跃,针对网友们的提问,选取岩土工程中的典型问题和主要问题作了详尽的解答,并整理汇编成此书。高大钊先生是国内知名的土力学学者,他的观点具有代表性和权威性。他的讲学内容涉及了我国岩土工程现状的方方面面,从我国的岩土工程体制到勘察设计体制;我国的技术标准体系到岩土工程人才培养;从土力学的基本理论到工程实践都作了精彩的讲述,无疑也代表了我国岩土工程从政策、理论基础到工程运用的现状,很值得研究和讨论。由于高大钊先生讲学所涉及的内容太多,含义深刻,我的学后感想和认识也颇多,不可能一一述及,只能择其主要简述之,如有不当,欢迎批评指正,更欢迎就所涉及的问题进行讨论。
一、令我感到特别高兴的是,高大钊先生对岩土工程所做的新定义:岩土工程=地质+土木工程。地质学在岩土工程中的地位,终于得到了承认和肯定。据我所知,这一定义是前所未有的、实事求是的。此前在业界中常常把岩土工程等同与土木工程,岩土工程=土力学+岩体力学。甚至有人在论坛上公开提出,岩土工程就是土木工程,土木是主要的,岩土则是次要的,附属的。这一观点在我国一直盛行至今,严重阻碍了我国岩土工程学科从理论到实践的健康发展。但是,按照传统的岩土工程观点,许多岩土工程问题从理论到实践都找不到正确的答案和最佳解决方案。以致从上个世纪90年代开始,就不断有学者对此提出质疑。致使人们不得不去思考:这是为什么?问题究竟出在哪里?于是开始引导我们进入了岩土工程的新旅程,许多国内有名的专家学者也早就开始进行新的思考。例如,早在1979年12月黄文熙先生在为《岩土工程学报》写的创刊词“为积极开展岩土工程学的研究而努力”中就提出“出版岩土工程学报的目的,就是为了充分发扬学术民主,开展学术交流,促进岩土工程这门科学技术的发展,从而使我国尽快改变目前的落后面貌,赶上国际先进水平”。
高先生是一位智者,也是一位唯物主义者。他并不因为自己是研究土力学的学者,而偏颇、袒护、忽视土力学的弱点和存在问题,而是以科学的态度去对待和认识问题。他在《土力学与岩土工程师》一书中,专门谈到了“土力学的信心危机”,同时还写道“土力学是一门特殊材料的力学,是用力学的方法来研究土的力学行为的科学,由于土是特殊的材料,它的性质不仅与其成因、成分有关,而且与土的应力历史有关,而这些因素都与地质条件有着密切的关系。”
高先生对岩土工程的新定义告诉我们,岩土工程是以地质学为基础去解决岩土木程问题。或者说:用地质学的观点去认识和解决土木工程中遇到的的地质问题。可见,高先生对岩土工程的新认识是正确的、实事求是的,与我提倡的用沉积相、成岩作用和成土作用技术方法,结合土力学的一些成果,去研究和解决岩土工程问题的观点并不矛盾。我们的观点是具有互补性的。
高先生接着又说“因此,土力学并不是一门纯力学,不能单靠计算解决问题。”但我们有不少的同行却沉迷于计算,整天忙于去寻求一些计算问题的答案,而忽视地质这个基础,甚至还有一些同仁走入了喜好用数值计算去寻求成功的歧途。
我认为问题的的根本关键就是,土力学必须根植于地质学的基础之上,否则“皮之不存毛将安附焉”。
二、在前一次注册岩土工程师继续教育学习课本《岩土工程设计安全度》一书中就明确地指出:“岩土工程还是一门不严密、不完善、不够成熟的科学技术。”并且提出了传统岩土工程学所面对的重要问题:
“
1、岩土结构的不确定性:以岩体为例。自然界的岩石,不仅强度和模量多种多样,差别悬殊,而且还有各种各样的裂隙存在。
2、岩土参数的不确定性:不仅指标的变异性大,而且即使是同一种土,同一种岩石,其性能指标也随位置的不同而变化。
3、孔隙水和孔隙水压力的多变性:无论岩石中的裂隙岩溶水还是土中的孔隙水,其水位或压力水头都是变化的要摸清其规律有时是非常困难的。
4、地质作用和地质演化的复杂性:地质历史可以不予考虑,正在和可能形成的与工程有关的地质作用还是必须面对。实际工程问题一般还是根据观察、测试、地质演化规律作出判断,工程师的经验起着决定性的作用。
5、计算模式的不确定性:学术界虽然提出了理论上比较完善的计算方法,但由于其计算参数难以准确测试和工程经验不足,反而不如简易计算方法加经验修正方便、更切合实际。”
最后总结了目前处理岩土工程问题的方法是:
“
6、理论导向和经验判断:刘建航院士提出的“理论导向,经验判断,实测定量”十二个字,切中要害,生动地反映了岩土工程设计的特点,也是岩土工程设计经验简洁而准确的概括,值得提倡。”
我个人认为,在目前的岩土工程学中产生的上述问题的根源就在于:没有以地质学为基础去解决土工工程问题。没有用地质学的观点去认识和解决土木工程中遇到的的地质问题。
地质学的形成时期是公元1750~公元1840年。早于土力学近200年,其成熟度显然高于土力学很多。还有一个事实应该引起我们注意,那就是在土力学中赫赫有名的大师们,他们创建了许多土力学公式,但是他们中间有哪一个是学地质学或懂地质学的?好像没有,有的甚至还不是搞土木建筑专业的。离开了地质学这个基础,所创立的公式,其实用性自然就可想而知了。我想也许这就是土力学存在问题的基本所在。
我们再从有关词典和术语标准对地质学、土力学、岩体力学的定义
地质学:一门研究地球的科学。主要研究地壳的组成物质、各种地质作用以及地球的形成和发展的历史及其在国民经济建设中的应用等。
土力学: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性状的应用科学。
岩体力学:研究岩石的物理性质和岩体在环境及荷载的作用下的力学性状的应用科学。从上不难看出,地质学的研究着眼于地壳物质的“形成和发展的历史及其在国民经济建设中的应用等。”而土力学和岩体力学则着眼于岩石与土的性质和工程性状,而不问其来源。一个从其发生和发展的全过程去研究它的应用;一个则只看他的现状,而不去探求其现状的来源就去研究它的应用,成为无根之木、无源之水。后者舍本弃源的研究方法正是产生上述种种问题的根源和症结所在。然而,地质学一直偏重于矿产地质—岩石地质的研究,忽略了土体地质的研究,不能不说是一个重要的遗憾!
实践证明,沉积相和成岩作用加上历史地质学、构造地质学等地质科学是才研究岩石地层的最有效的技术方法,从岩石的形成和发展过程去认识探求岩石地层的现有特性,无疑才是研究岩石地层现有工程特性的正确技术方法。
三、由于地质学忽略了土体地质的研究,岩土工程也没有从土体的形成和发展过程去认识和探求土质地基的现有特性,使得我们对于土体现有工程特性的认识一直处于模糊、破碎阶段,这是我们科学研究中的重大缺陷。
值得庆幸的是,随着科学研究手段的不断进步和创新,对我们研究土体的微观世界提供了有力的支持,随之,一门新兴的学科——成土作用研究,也逐渐引起了学界的重视和参与。我个人认为,成土作用研究才是我们认识和研究土体工程性质的正确技术方法。
运用沉积相和成岩作用加上历史地质学、构造地质学、成土作用的研究方法去探求岩石与土体工程性质的本质,从而解决土木工程中所遇到的地质问题,使之服务于土木工程建设的需要,这是高大钊先生“地质+土木工程”的精髓所在,也是我们的努力方向。
四、关于我国当前的岩土工程体制,我个人认为有太多的问题和诟病,这牵涉到我国的管理体制和经济体制现状,与整个大气候密切相关,十分复杂困难,这是绝非通过简单的讨论和意见就可以解决的国家重大问题,但现状和后果的确十分严重,如果不采取果断有效的政策措施,将严重的损害我国的国民经济建设,令人十分堪忧,仅此而已。
关键词:地基基础,土力学,重要性,学习要领,教学方式
土力学地基基础作为土木工程专业学生的专业基础课程,其重要性是不言而喻的。随着世界科学技术的发展和超高层建筑与重型设备的兴建,土力学地基基础这门课程更显得重要。地基基础是建筑物能满足其功能要求的基本条件和先决条件。所以土木工程专业的大学生和工程技术人员必须掌握土力学地基基础这门现代科学。但由于课程本身理论性强,内容多,大多数学习者都认为难学,抽象。那么如何学好这门课,首先要认识到它的重要性,其次要抓住学习要领。
1 地基基础的重要性
1.1 从安全性来分析
地基与基础的质量好坏对建筑物安全性的影响是巨大的。一旦发生地基与基础质量事故,对其补救和处理十分困难,有时甚至无法补救。因地基基础质量问题造成的建筑物倾斜或倒塌的工程实例非常之多。我国的虎丘斜塔、意大利的比萨斜塔是典型的建筑物倾斜例子;加拿大的特朗斯康谷仓整体失稳事故,我国武汉的某高层建筑因地基问题造成建筑物严重倾斜并最终拆除,均是地基失效的例子。
1.2 从经济性来分析
基础工程占整个建筑的建设费用的比例相当大。一般采用浅基础的多层建筑的基础造价占建筑造价的15%~20%,采用深基础的高层建筑基础工程造价占总建筑费用的比例为20%~30%。
1.3 从合理性来分析
建筑物基础形式的合理选择是保证基础安全性和经济性的关键。但是,如何做到合理选择基础形式还有许多工作要做。近20年来的研究国内外提出了许多新型的基础形式,这些工作为合理选择基础形式提供了技术支持。
2 土力学地基基础课的学习要领
2.1 兴趣是最好的老师,激发培养学生的兴趣
当代大学生对未知事物都有强烈的求知欲望,当面对一门新课程,他们怀着好奇心聆听第一次课。如果教师只是简单介绍课程内容就开始理论教学让学生觉得枯燥无味。所以教师在上第一节课时应巧妙设计教案,吸引学生注意力,进而激发他们的学习兴趣。比如可以首先提出问题:本课程在土木建筑相关专业究竟起到什么作用,处理不好会有什么后果。在学生有疑问的同时介绍国内外地基基础工程成败的实例,像人们熟知的意大利比萨斜塔,阐述它倾斜的原因,处理结果;另外,还可以把本门课程的发展史,科学家传记和科学新成就介绍给学生,使学生对本门课程由陌生进而产生兴趣。在后续课程教授过程中,也应注意学生的反应,语言精练,通俗易懂;内容丰富,重点突出;课堂气氛活跃,注意调动学生的积极性,这样会达到事半功倍的效果。
2.2 开展多媒体教学方法与传统方法相结合的教学方式
土力学地基基础专业课由于专业性比较强,所以在多媒体教学中一定要注意结合传统的教学方法,实现两者的最优化组合,这样才能达到教学相长效果。首先,要注意针对教学内容使用不同的教学方法,比如,对于那些概念性比较强的以及施工过程的演示部分,结合图片、音像等方式用多媒体进行讲解,因为具体的图片、音频、视频等的补充后,不但直观,易于理解,而且加深了印象,学起来很轻松,不枯燥。而对于比较难理解的理论推导、公式理解等部分就需要采用传统的教学方法,以板书的形式讲解,这样在板书的时候给学生留有思考的时间。
2.3 注重实验课教学,增强学生学以致用意识
实验教学是本课程课堂教学的重要组成部分,目的是通过与课堂教学的密切配合,巩固和扩充课堂教授的理论知识,加深对课堂教学内容的理解;训练科学实验的基本技能和工程实践的基本方法,养成严谨的科学态度和工作作风,培养应用所学理论知识独立分析,解决实际问题的能力和实际动手能力,对于我们学好这门课至关重要。所以在实验课上,教师只作重点、难点讲解,由学生亲自动手完成实验,教师起到指导和监督的作用。
2.4 适当的讲解一些工程实例
平时学习的知识都是一点一点的,很分散,但要具体的处理一个问题需要的是一整个知识体系,那么如何让学生把学习到的零散的知识串起来,做综合性的练习题非常重要,特别是一些具体的工程实例。因为首先,一个具体的工程实例让学生会意识到这是现实存在的,会引起他们的注意力;其次,一般情况下,要解决一个工程实例是需要综合知识的,这时就会自然的把那些零散的知识串起来,而且会给学生留下深刻的印象。
3 结语
要学好这门课程下功夫是肯定的,但方法也很重要。至于方法,上面只是相对大多数人而总结的,具体到个人要因人而异。更好的方法需要大家不断地摸索和总结。
参考文献
[1]刘艳华,任庆新.多媒体教学方式在地基基础专业课中应用的探讨[J].中国科技信息,2007(3):219-220.
[2]孟庆娟,王琳.《土力学地基基础》课程教学改革探讨[J].科技信息(学术研究),2007(15):86.
关键词:土力学与地基基础教学方法体会
0引言
《土力学与地基基础》是高职建筑工程类专业的一门主要的专业基础课程,占有重要的地位。其突出特点是内容丰富,具有较强的理论性和实践性,房建、水利和道路桥梁等工程的兴建都离不开它。作为任课教师,必须具备丰富的理论知识和实践经验,才能讲授好该门课程,使学生达到课程要求的学习目的和要求。现就本人在《土力学与地基基础》课程教学的实践,谈谈自己在教学方面的一些体会。
1教材的选用
教材的选用非常重要。目前针对不同层次的《土力学与地基基础》教材很多。有本科层次的,有高职高专的,有中职学校用的。即便是高职用的,针对专业不一样所采用教材也应不一样。针对建筑工程类专业,要求教材具有的特点是理论讲述尽量简化,内容主要是土力学中的基本理论和地基基础工程设计和施工中常见的技术问题,阐述一些典型的基础工程、岩土工程经验,再辅以部分工程实例。
2基本概念的教学
《土力学与地基基础》教学的主要任务是要求学生掌握基本的土工知识,并能运用它去分析和解决实际中的工程技术问题。为此,在讲授时要把基本概念讲透。《土力学与地基基础》中的基本概念较多,讲解时必须注意方法,否则学生听起来会感到头绪多而零乱,运用时不知从何下手。比如,土的物理性质指标共有十几个,采取由感性认识上升到理性方法,使学生充分理解和牢固记忆。在讲土的饱和度时,先说明土中存在水和气体,即具有孔隙性,若把干土放在水中会观察到气泡从水中冒出。而饱和度是指土体饱水的程度,是反映土的吸水性和容纳水的持水性的间接指标。土要吸水和容纳水必须有土以外的水存在,它吸水后只能存在土的孔隙中,因此饱和度定义公式中只能牵涉到构成土的孔隙体积以及水的体积,故定义为土中水的体积和孔隙体积之比。
对易于混淆的概念要讲清楚概念建立的客观条件。如土的重度定义为单位体积土所受的重力,但为什么分天然重度、干重度、饱和重度和有效重度呢?这是因为土在不同环境条件下有不同的状态,其重力和体积之比也不同。一般有潮湿状态、烘干状态和饱和状态之分,也就有天然重度、干重度和饱和重度,但有效重度怎么会存在呢?因为土位于水中会因水的浮力作用而降低其有效重力。这些重度的区别还可以从应用方面去理解。比如干重度主要应用于评价土坝渗透性和压缩性等方面,有效重度主要应用于土的强度计算等方面,饱和重度应用于地下水位以下方面等。
3基本实验教学
《土力学与地基基础》中几个常规实验一定要做,并且与课堂内容同步走。实验的主要目的是使学生掌握实验方法和技能,同时又反过来对基本概念和经验公式加深理解。土工实验有其特殊性,方法尽管简单,程序也不多,但应是很严谨的,必须持科学的态度,这一点教师应反复强调,切莫为统一结果而随意更改数据,因为同一地方的土也不可能是均质的,或者取土导致扰动性不同,实验数据不同理所当然。这样使学生养成尊重事实、尊重科学的良好习惯。
4基本计算教学
《土力学与地基基础》中计算公式较多,掌握它的关键在于学生对公式的理解程度,包括公式的推导和应用。因此,讲授时应着重这两方面。公式的推导无外乎借用理论力学、材料力学、弹性力学等,这一点必须给学生讲清楚。依学生的基础一般涉及到理论力学、材料力学的内容都按静力平衡原理或材料的基本组合变形来推导。在计算方面必须说明其适用条件和范围,如果补充其计算思路过程,效果会更好些。如地基附加应力计算一节为教学重点和难点,计算公式多,学生运用起来经常混淆,引导学生正确应用公式的方法是补充计算思想图。
基本应用包括分析问题和解决问题能力的培养两方面,这是本课程的焦点,不可缺少。通过这方面的训练,学生能学以致用。很多学生提出来要求教师增加这方面的教学内容,但限于学时数,课堂上是无法进行的。与本课程有关的土体工程常见的挡土墙的设计、斜坡稳定性验算、地基承载力确定和基础设计及处理措施的选择,作为教师应充分收集有关资料,利用学生所掌握的理论知识精心组织教学。
《土力学与地基基础》这门课程一般学生不会重视,要想达到良好的教学效果教师是关键。教师要善于启发和开导学生从而提高学生的兴趣,讲课很重要。要想讲好这门课程,必须备好课。备课未必采用死板方法写在教案上,可全记在脑子里,但要做到心里有数。一次课首先确定教学重点和难点,以及哪些内容是需要掌握的、哪些内容是需要了解的,并且合理安排每个内容需讲授的时间。讲授要注意前后内容的连贯性,板书内容不必多但要条理化,这样即使少数学生课堂上没听懂的,课后看笔记进一步钻研也可弄懂。另外适量的辅导也必不可少。
5教学方法的改进
作为高职专业,《土力学与地基基础》课时并不多,其中的基本概念、基本理论和重点内容,可采用教师讲解为主教学;而其它内容,则可采用学生自学为主的教学方法。
课程中一些专业术语和基本原理,例如“土压力”、“沉井基础”等,学生以前从未听过,单纯让学生自主学习,肯定会降低学习效率、影响授课进度。以教师讲解为主,引导学生进入学习本门课的最佳状态,不失为一种好的教学方法。
教师应根据课程内容的特点,确定适合干自学为主的内容,例如“地基处理”一章,浅显易懂,鼓励学生不仅阅读教材相关知识,而且运用图书馆和网络教学系统自主学习。通过网络学习,学生不仅可以拓宽知识面,还能充分把握学习的主动权,及时掌握学科的最新动态,并在获取知识的过程中,逐步培养他们的探索意识和自学能力。
在教学中还应贯穿工程实例教学、启发式教学等方法。实例教学是理论联系实际的需要,是实现教学目的的需要。例如在讲授“土坡稳定分析”时,紧扣所讲知识,恰当引用工程实例。在教学过程中鼓励学生用所学的知识分析和解决平时所能见到的岩土工程问题,引导启发学生从专业的角度思考问题,培养他们分析问题、解决问题的能力。
将启发式教育贯穿于教学全过程,给学生必要的启发,引导学生积极思维,培养学生科学的学习方法和创造性思维能力。即使是精讲为主的内容,也不意味着教师从上课不停地讲到下课,满堂灌,不顾学生的反映与接受程度,而是要想办法给学生积极思维创造条件,引导启发他们积极思考所学知识,主动接受所讲内容,变被动接受为主动学习。
《土力学》习题精选
1.土由哪几部分组成?土中次生矿物是怎样生成的?粘土矿物分哪几种?蒙脱石有什么特性? 2. 3. 4. 5. 6. 土的粒径分哪几组?何谓粘粒?各粒组的工程性质有什么不同? 何谓土的粒径级配?粒径级配曲线的纵坐标表示什么?不均匀系数CU>10,反映土的什么性质? 土力学中的土中水包括哪几种?结合水有何特性?固态水对工程有何影响? 土的物理性质指标有哪些?其中哪几个可以直接测定?常用测定方法是什么? 无粘性土最主要的物理状态指标是什么?用孔隙比e、相对密度D,和标准贯入试验锤击数N来划分密实度各有何优缺点? 7. 8. 粘性土最主要的物理特征是什么?何谓液限?如何测定?何谓塑限?如何测定? 已知甲土的含水量w1大于乙土的含水量w2,试问甲土的饱和度Sr1是否大于乙土的饱和度Sr2? 9. 下列土的物理指标中,哪几项对粘性土有意义,哪几项对无粘性土有意义? ①粒径级配;②相对密度;⑧塑性指数;④液性指数;⑤灵敏度。10. 无粘性土和粘性土在矿物成分、土的结构、构造及物理状态诸方面,有哪些重要区别? 11. 地基土分哪几大类?各类土划分的依据是什么? 12. 在某住宅地基勘察中,已知一个钻孔原状土试样结果为:土的密度 ρ=1.80g/cm3,土粒比重GS=2.70,土的含水量W=18.0%。求其余6个物理性质指标。13. 某住宅进行工程地质勘察时,取回一个砂土试样。经筛析试验,得到各粒组含量百分比,如图所示,试定砂土名称。14. 某住宅工程地质勘察中取原状土做试验。用天平称50cm3,湿土质量为95.15g,烘干后质量为75.05g,土粒比重为2.67。计算此土样的天然密度、干密度、饱和密度、有效密度、天然含水量、孔隙比、孔隙度和饱和度。(答案:1.90,1.50,1.94,0.94g/cm3,26.8%,0.78,43.8%,0.918)15. 某宾馆地基土的试验中,已测得土样的干密度ρd=1.54g/cm3,含水量w=19.3%,土粒比重GS=2.71。计算土的e,n和Sr。此土样又测得wL=28.3%,Wp=16.7%,计算Ip和IL,描述土的物理状态,定出土的名称。(答案:0.76,43.2%,0.69;11.6,0.224,硬塑状态,粉质粘土)16. 一办公楼地基土样,用体积为lOOcm3的环刀取样试验,用天平测得环刀加湿土的质量为241.OOg,环刀质量为55.OOg,烘干后土样质量为162.OOg,土粒比重为2.70。计算该土样的W,Sr,e,n,ρ,ρsat,ρ,和ρd,并比较各种密度的大小。(答案:14.8%,0.60,0.67,40.0%;1.86g/cm3,2.02g/cm3,1.02g/cm3,1.62g/cm3;ρsat>ρ>ρd>ρ′)17. 有一砂土试样,经筛析后各颗粒粒组含量如下。试确定砂土的名称。粒组(mm)<0.075 0.075~0.1 0.1~0.25 0.25—0.5 0.5~1.0 >1.0 含量(%)8.0 15.0 42.0 24.0 9.0 2.0(答案:细砂)18. 已知甲、乙两个土样的物理性试验结果如下: 土 样 wL(%)wP(%)W(%)Gs Sr 甲 30.0 12.5 28.0 2.75 1.0 乙 14.0 6.3 26.0 2.70 1.0 试问下列结论中,哪几个是正确的?理由何在?①甲土样比乙土样的粘粒(d<0.005mm颗粒)含量多;②甲土样的天然密度大于乙土样;③甲土样的干密度大于乙土样;④甲土样的天然孔隙比大于乙土样。(答案:①,④)19. 已知某土试样的土粒比重为2.72,孔隙比为0.95,饱和度为0.37。若将此土样的饱和度提高到0.90时,每lm3的土应加多少水?(答案:258kg)20. 一干砂试样的密度为1.66g/cm3,土粒比重为2.70。将此干砂试样置于雨中,若砂样体积不变,饱和度增加到0.60。计算此湿砂的密度和含水量。(答案:1.89g/cm3,13.9%)21. 地下水运动有何规律?达西定律的物理概念是什么? 何谓土的渗透系数? 如何确定渗透系数的数值? 22. 试阐述动水力、流砂和潜蚀的物理概念和对建筑工程的影响。23. 某工程的地基为粗砂进行渗透试验,已知试样长度为20cm,试样截面面积为5cm2,试验水头为50cm。试验经历10秒钟,测得渗流量为5cm3。求粗砂的渗透系数k。(答案:k=4 × 10-2cm/s)24. 土力学实验室进行粉砂渗透试验,试样长度为15cm,试样截面面积为5cm2,试验水头为20cm。试验经历l0分钟,测得渗流量为3cm3。求粉砂的渗透系数k。(答案:k=7.5 × 10-4cm/s)25. 建筑工程基槽排水,引起地下水由下往上流动。水头差70cm,水流途径为60cm,砂土的饱和重度γsat=20.2kN/m3。问是否会产生流砂?(答案:产生流砂)26. 基础底面压应力的计算有何实用意义?柔性基础与刚性基础的基底压应力分布是否相同?何故? 27. 怎样计算中心荷载与偏心荷载作用下基底压应力? 28. 何谓附加应力?基础底面的接触应力与基底的附加应力是否指的同一应力? 29. 附加应力在地基中的传播、扩散有何规律?目前附加应力计算的依据是什么?附加应力计算有哪些假设条件?与工程实际是否存在差别? 30. 某教学大楼工程地质勘察结果:地表为素填土,γ1=18.0kN/m3,厚度h1=1.50m;第二层为粉土,γ2=19.4kN/m3,厚度h2=3.60m;第三层为中砂,γ3=19.8kN/m3,厚度h3=1.80m;第四层为坚硬整体岩石。地下水位埋深1.50m。计算基岩顶面处土的自重应力。若第四层为强风化岩石,该处土的自重应力有无变化?(答案: 132.5kPa;有变化,为78.5kPa)31. 某商店地基为粉土,层厚4.80m。地下水位埋深1.10m,地下水位以上粉土呈毛细管饱和状态。粉土的饱和重度γsat=20.1kN/m3。计算粉土层底面处土的自重应力。(答案:59.48kPa)32. 已知某工程为条形基础,长度为L,宽度为B。在偏心荷载作用下,基础底面边缘处附加应力σmax=150kPa,σmin=50kPa。选择一种最简方法,计算此条形基础中心点下,深度为:0,0.25B,0.50b,1.0B,2.0B,3.0B处地基中的附加应力。(答案:分别为100kPa,96kPa,82kPa,55.2kPa,30.6kPa,20.8kPa)33. 已知某条形基础,宽度为6.Om,承受集中荷载P=2400kN/m,偏心距e= o.25m。计算基础外相距3.Om,A点下深度9.Om处的附加应力。(答案:81.3kPa)34. 今有一矩形面积地基,长度为2.0m,宽度为1.0m,其上作用均布 荷载P=100kPa,如图所示。计算此矩形面积的角点A、边点E、中心点O,以及矩形面积外F点和G点下,深度z=1.0m处的附加应力。并利用计算的结果,说明附加应力的扩散规律。35. 载荷试验有何优点?什么情况应做载荷试验?载荷试验试坑的尺寸有要求,为什么?载荷试验如何加载?如何测沉降?停止加荷的标准是什么?在p——s曲线上怎样确定地基承载力? 36. 何谓超固结土与欠固结土?这两种土与正常固结土有何区别? 37. 何谓沉降差?倾斜与局部倾斜有何区别?建筑物的沉降量为什么要有限度? 38. 何谓地基允许变形值?何种建筑结构设计中以沉降差作为控制标准?高炉与烟囱以何种变形值作为控制标准? 39. 当建筑工程沉降计算值超过国家规范允许值时,应采取什么措施?5层砖混结构条形基础,砖墙发生八字形裂缝是什么原因? 40. 某厂房为框架结构,柱基底面为正方形,边长L=b=4.0m,基础埋置深度为d=1.0m。上部结构传至基础顶面荷重P=1440kN。地基为粉质粘土,土的天然重度γ=16.0kN/m3,土的天然孔隙比e=0.97。地下水位深3.4m,地下水位以下土的饱和重度γsat=18.2kN/m3。土的压缩系数:地下水位以上为α1=0.30MPa-1,地下水位以下为α2=0.25MPa-1。计算柱基中点的沉降量。41. 某厂房为框架结构独立基础,基础底面积为正方形,边长L=B=4.0m。上部结构传至基础顶面荷载P=1440kN。基础埋深d=1.0m。地基为粉质粘土,土的天然重度γ=16.0kN/m3。地下水位深度3.4m,水下饱和重度γsat=18.2kN/m3。土的压缩试验结果,e——σ曲线,如图所示。计算柱基中点的沉降量。42. 某厂房为框架结构独立基础,基础底面积为正方形,边长L=B=4.0m。上部结构传至基础顶面荷载P=1440kN。基础埋深d=1.0m。地基为粉质粘土,土的天然重度γ=16.0kN/m3。地下水位深度3.4m,水下饱和重度γsat=18.2kN/m3。地基土平均压缩模量:地下水位以上Es1=5.5MPa,地下水位以下Es2=6.5MPa。地基土承载力标准值fk=94kPa。用《规范》推荐法计算柱基中点的沉降量。43. 某住宅楼工程地质勘察,取原状土进行压缩试验,试验结果如表所示。计算土的压缩系数α1—2和相应侧限压缩模量Es1—2,评价此土的压缩性。(答案:0.16MPa-1,12.2MPa;中压缩性)压应力σ/kPa 孔隙比e 50 0.964 100 0.952 200 0.936 300 0.924 44. 某宾馆柱基底面尺寸为4.00m×4.00m,基础埋深d=2.00m。上部结构传至基础顶面中心荷载N=4720kN。地基表层为细砂,γ1=17.5kN/m3,Es1=8.0MPa,厚度h1=6.00m;第二层为粉质粘土,Es2=3.33MPa,厚度h2=3.00m;第三层为碎石,厚度h3=4.50m,Es3=22MPa。用分层总和法计算粉质粘土层的沉降量。(答案:60mm)45. 某工程矩形基础长度3.60m,宽度2.00m,埋深d=1.00m。地面以上上部荷重N=900kN。地基为粉质粘土,γ=16.0kN/m3,el=1.0,α=0.4MPa-1。试用《规范》法计算基础中心O点的最终沉降量。(答案:68.4mm)46. 某办公大楼柱基底面积为2.00m×2.00m,基础埋深d=1.50m。上 部中心荷载作用在基础顶面N=576kN。地基表层为杂填土,γ=17.0kN/m3,厚度h1=1.50m;第二层为粉土,γ2=18.0kN/m3,Es2=3MPa,厚度h2=4.40m;第三层为卵石,Es3=20MPa,厚度h3=6.5m。用《规范》法计算柱基最终沉降量。(答案:123.5mm)47. 已知某大厦采用筏板基础,长度42.5m,宽度13.3m,基础埋深d=4.0m。基础底面附加应力P。=214kPa,基底铺排水砂层。地基为粘土,Es=7.5MPa,渗透系数k=0.6×10—8cm/s,厚度8.00m。其下为基岩,基岩面附加应力σ2=160kPa。计算地基沉降与时间关系。48. 土的抗剪强度指标是如何确定的?说明直接剪切试验的原理,直剪试验简单方便是否可应用于各类工程? 49. 土的密度大小和含水量高低,对φ与c有什么影响? 50. 为什么土的颗粒越粗,其内摩擦角φ越大?相反,土的颗粒越细,其粘聚力C越大? 51. 在外荷作用下,土体中发生剪切破坏的平面在何处?是否剪应力最大的平面首先发生剪切破坏?在什么情况下,剪切破坏面与最大剪应力面是一致的?在通常情况下,剪切破坏面与大主应面之间的夹角是多大? 52. 地基临界荷载的物理概念是什么?中心荷载与偏心荷载作用下,临界荷载有何区别?建筑工程设计中,是否可直接采用临界荷载为地基承载力而不加安全系数?这样设计的工程是否安全?为什么? 53. 建筑物的地基为何会发生破坏?地基发生破坏的形式有哪几种?各类地基发生破坏的条件是什么?如何防止地基发生强度破坏、保证建筑物的安全与正常使用? 54. 已知地基土中某点的最大主应力为σ1=600kPa,最小主应力 σ3= 200 kPa。绘制该点应力状态的摩尔应力圆。求最大剪应力τmax值及其作用面的方向,并计算与大主应面成夹角α=15°的斜面上的正应力和剪应力。55. 某教学大楼工程地质勘察时,取原状土进行直接剪切试验(快剪法)。其中一组试验,4个试样分别施加垂直压力为100,200,300,400kPa,测得相应的破坏时的剪应力分别为:68,114,163,205kPa。试用作图法求此土样的抗剪强度指标c与φ值。若作用在此土中某平面上的法向应力为250kPa,剪应力为1lOkPa,试问是否会发生剪切破坏?又如法向应力提高为340kPa,剪应力提高为180kPa,问土样是否会发生破坏? 56. 某大厦为高层建筑,在建筑场地进行工程地质勘察时,在地下水位以下粘性土地基中取原状土进行三轴压缩试验,采用固结不排水剪切试验。一组4个试样,周围压力分别为60,100,150,200kPa。试样剪损时的最大主应力σ1与孔隙水压力u的数值,如表所示。试用总应力法和有效应力法确定土的抗剪强度指标。试样编号 σl/kPa σ3/kPa u /kPa 1 145 60 2l 2 218 100 38 3 310 150 62 4 405 200 84 57. 某宾馆设计采用框架结构独立基础。基础底面尺寸:长度3.00m,宽度为2.40m,承受偏心荷载。基础埋深1.00m。地基土分3层:表层为素填土,天然重度γ1=17.8kN/m3,层厚h1=0.80m;第②层为粉土,γ2=18.8kN/m3,内摩擦角φ2=21°,粘聚力C2=12kPa,层厚h2=7.40m;第③层为粉质粘土,γ3=19.2kN/m3,φ3=18°,C3=24kPa,层厚h3=4.80m。计算宾馆地基的临界荷载。58. 某办公楼采用砖混结构条形基础。设计基础底宽b=1.50m,基础埋深d=1.40m。地基为粉土,天然重度γ=18.0kN/m3,内摩擦角φ=30°,粘聚力C=10kPa。地下水位深7.8m。计算此地基的极限荷载和地基承载力。59. 某工程设计采用天然地基,浅埋矩形基础。基础底面尺寸:长度L=3.00m,宽度b=1.50m,基础埋深d=1.20m。地基为粉质粘土,土的天然重度γ=18.5kN/m3,内摩擦角φ=30°,粘聚力C=8kPa。地下水位埋深8.90m。荷载倾斜角①δ0=5°42′;②δ0=16°42′。计算地基极限荷载。60. 某高层建筑地基取原状土进行直剪试验,4个试样的法向压力分别为100,200,300,400kPa,测得试样破坏时相应的抗剪强度为τf=67,119,162,216kPa。试用作图法,求此土的抗剪强度指标C、φ值。若作用在此地基中某平面上的正应力和剪应力分别为225kPa和105kPa,试问该处是否会发生剪切破坏? 答案:C=18kPa,φ=26°20′;不会发生剪切破坏)61. 某大厦地基为饱和粘土,进行三轴固结不排水剪切试验,测得4个试样剪损时的最大主应力σ
1、最小主应力σ3和孔隙水压力u的数值如下表。试用总应力法和有效应力法,确定抗剪强度指标。σl/kPa σ3/kPa u/kPa 145 60 31 218 100 57 310 150 92 401 200 126 62. 某公寓条形基础下地基土体中一点的应力为:σz=250kPa,σx=100kPa,τ=40kPa。已知地基为砂土,土的内摩擦角φ=30°。问该点是否剪损?若σz和σx不变,τ值增大为60kPa,则该点是否安全?(答案:未剪损;剪损)63. 已知住宅采用条形基础,基础埋深d=1.20m,地基土的天然重度γ=18.0kN/m3,粘聚力C=25kPa,内摩擦角φ=15°。计算地基的临塑荷载Pcr(答案: 170.93kPa)64. 某办公大楼设计砖混结构条形基础。基底宽度b=3.00m,基础埋深d= 2.00m,地下水位接近地面。地基为砂土,饱和重度γsat=21.1kN/m3,内摩擦角φ=30°,荷载为中心荷载。求:①地基的临界荷载;②若基础埋深d不变,基底宽度b加大一倍,求地基临界荷载;③若基底宽度b不变,基础埋深加大一倍,求地基临界荷载;④由上述三种情况计算结果,可以说明什么问题?(答案:①164kPa,②204kPa,⑧289kPa,④说明基底宽度b与基础埋深d增大时,地基临界荷载也随之增大。其中埋深d增大使临界荷载增大更显著。)65. 某宿舍楼采用条形基础底宽b=2.00m,埋深d=1.20m。每m荷载包括基础自重在内为500kN。地基土的天然重度为20kN/m3,粘聚力c=10kPa,内摩擦角φ=25°。地下水位埋深8.50m。问地基稳定安全系数有多大?(答案:2.8)66. 某工程设计框架结构,采用天然地基独立基础,埋深d=1.00m。每个基础底面荷载为1 200kN。地基为砂土,天然重度γ=19.0kN/m3,饱和重度γsat=21.0kN/m3,内摩擦角φ=30°,地下水位埋深1.00m。要求地基稳定安全系数K≥2.o,计算基础底面尺寸。(答案:2.0 × 2.O m2)67. 某海滨保税区综合小楼设计基础长L=3.00m,基底宽B=2.40m,埋深d= 1.20m。地基表层为人工填土,天然重度γ1=18.0kN/m3,层厚1.20m;第②层为饱和软土,天然重度γ2=19.0kN/m3,内摩擦角φ=0,粘聚力c=16kPa。地下水位埋深1.40m。计算综合小楼地基极限荷载和地基承载力。(答案:123.7kPa,82.5kPa)68. 某高压输电塔设计天然地基独立浅基础。基础长度L=4.00m,基底宽度B=3.00 m,基础埋深d=2.00 m。地基为粉土,土的天然重度γ=18.6 kN/m3,内摩擦角 φ=16°,粘聚力C=8 kPa,无地下水,荷载倾斜角δ0=11°18′。计算地基的极限荷载。(答案:247kPa)69. 土压力有哪几种?影响土压力大小的因素是什么?其中最主要的影响因素是什么? 70. 何谓静止土压力?说明产生静止土压力的条件、计算公式和应用范围。71. 何谓主动土压力?产生主动土压力的条件是什么?适用于什么范围? 72. 何谓被动土压力?什么情况产生被动土压力?工程上如何应用? 73. 朗肯土压力理论有何假设条件?适用于什么范围?主动土压力系数ka与被动土压力系数Kp如何计算? 74. 土坡稳定有何实际意义?影响土坡稳定的因素有哪些?举出土坡滑动的实例,如何预防土坡发生滑动? 75. 土坡稳定分析圆弧法的原理是什么?为何要分条计算?计算技巧有何优点?最危险的滑弧如何确定? 76. 设计一堵岩基上的挡土墙,墙高H=6.0m,墙后填土为中砂,重度γ=18.5kN/m3,内摩擦角φ=30°。计算作用在挡土墙上的土压力。77. 已知某挡土墙高度H=8.0m,墙背竖直、光滑,填土表面水平。墙后填土为中砂,重度γ=18.0kN/m3,饱和重度γsat=20kN/m3,内摩擦角φ=30°。(1)计算作用在挡土墙上的总静止土压力P0,总主动土压力Pa;(2)当墙后地下水位上升至离墙顶4.0m时,计算总主动土压力Pa,与水压力Pw。78. 已知某混凝土挡土墙,墙高为H=6.0m,墙背竖直,墙后填土表面水平,填土的重度γ=18.5kN/m3,内摩擦角φ=20°,粘聚力c=19kPa。计算作用在此挡土墙上的静止土压力、主动土压力和被动土压力,并绘出土压力分布图。79. 已知某挡土墙高度H=6.0m,墙背竖直,填土表面水平,墙与填土的摩擦角δ=20°。填土为中砂,重度γ=18.5kN/m3,内摩擦角φ=30°。计算作用在挡土墙上的主动土压力。80. 已知某挡土墙高度H=6.0m,墙背倾斜ε=10°,墙后填土倾角β=10°,墙与填土摩擦角δ=20°。墙后填土为中砂,中砂的重度γ=18.5kN/m3,内摩擦角φ=30°。计算作用在此挡土墙上的主动土压力。81. 已知某挡土墙高度H=6.00m,墙背竖直、光滑,墙后填土表面水平。填土为粗砂,重度γ=19.0kN/m3,内摩擦角φ=32°,在填土表面作用均布荷载q=18.0kN/m2。计算作用在挡土墙上的主动土压力Pa及其分布。82. 已知某混凝土挡土墙高度H=6.Om,墙背竖直,墙后填土表面水平,填土平分两层:第一层重度γ1=19.0kN/m3,粘聚力C1=10kPa,内摩擦角φ=16°;第二层γ2=17.0kN/m3,C2=0,φ=30°。计算作用在此挡土墙上的主动土压力,并绘出土压力分布图。83. 北京某高层建筑基槽开挖后发生了滑坡,经加固后,边坡高度为6.5m,坡顶塔吊基础宽2.0m,离坡边缘2.0m,坡脚至坡顶水平距离为5.0m。已知塔吊最大轮压力750kN。坡面土实测指标:天然重度γ=19.0kN/m3,内摩擦角φ=23°,粘聚力C=32kPa。验算此基槽边坡的稳定性。84. 某工程场地勘察地基土分为两层,第一层为粉质粘土,天然重度γ1=18.2kN/m3,粘聚力C1=5.8kPa,内摩擦角φ1=23°,层厚h=2.0m;第二层为粘土,相应的γ2=19.0kN/m3,C2=8.5kPa,φ2=18°,层厚h2=8.3m。基坑开挖深度为5.0m。设计此基坑开挖的坡度。85. 已知某工程基坑开挖深度H=5.0m,地基土的天然重度γ=19.0KN/m3,内摩擦角φ=15°,粘聚力C=12kPa。求此基坑开挖的稳定坡角。86. 已知某挡土墙高度H=4.0m,墙背竖直、光滑。墙后填土表面水平。填土为干砂,重度γ=18.0kN/ m3,内摩擦角φ=36°。计算作用在此挡土墙上的静止土压力Pa。(答案: 37.4kN/m;)87. 上题,若挡土墙的摩擦角δ=24°,其余条件不变。计算此时的主动土压力Pa。(答案:36.3kN/m)88. 已知某地区修建一挡土墙,高度H=5.0m,墙的顶宽B=1.5m,墙底宽度B=2.5m。墙面竖直,墙背倾斜,填土表面倾斜β=12°,墙背摩擦角δ=20°。墙后填土为中砂,重度γ=17.0kN/m3,内摩擦角φ=30°。求作用在此挡土墙背上的主动土压力Pa和Pa的水平分力与竖直分力。(答案:106kN/m;90,5kN/m;55.0kN/m)89. 某挡土墙高度H=10.0m,墙背竖直、光滑,墙后填土表面水平。填土上作用均布荷载q=20kPa。墙后填土分两层:上层为中砂,重度γ=18.5kN/m3,内摩擦角φ1=30°,层厚h1=3.0m;下层为粗砂,γ2=19.0kN/m3,φ2=35°。地下水位在离墙顶6.0m位置。水下粗砂的饱和重度为γsat=20.0kN/m3。计算作用在此挡土墙上的总主动土压力和水压力。(答案:298kN/m;80.0kN/m)90. 已知一均匀土坡,坡角θ=30°,土的重度γ=16.0kN/m3,内摩擦角φ=20°,粘聚力c=5kPa。计算此粘性土坡的安全高度H。(答案:12.0m)91. 已知某路基填筑高度H=10.Om,填土的重度γ=18.0kN/m3,内 摩擦角φ=20°,粘聚力C=7kPa。求此路基的稳定坡角θ。(答案:35°)92. 某高层住宅基坑开挖深度H=6.0m,土坡坡度为1:1。地基土分两层; 第一层为粉质粘土,天然重度γ1=18.0kN/m3,内摩擦角φ1=20°,粘聚力C1=5.4kPa,层厚h1=3.Om;第二层为粘土,重度γ2=19.0kN/m3,φ2=16°,c2=10kPa,层厚h2=10.Om。试用圆弧法计算此土坡的稳定性。(答案:K≈1.0)93. 我国一所大学建造教职工住宅楼4幢,均为6层建筑。经岩土工 程勘察结果,该住宅楼地基分为下列4层: 表层为人工填土层,层厚1.0m~2.7m;第②层为粉土层,层厚0m~1.4m; 第③层为粉砂层,层厚1.3m~2.9m; 第④层为粉质粘土,层厚超过6m。粉质粘土层测试数据 测 试 项 目 标准贯入试验N 轻便触探试验N10 孔隙比e 液性指数IL 数 据 8.3,11.7,12.0,10.5,10.2,7.2 26,56,49,39,49,53,47,45,43,72,26,33,37,33,35 0.646 0.602,0.773,0.796 0.67l,0.808 0.47,0.58,0.72,0.78,0.66,0.76 样本数n 6 15 6 6平均值μ 9.98 42.9 0.716 0.66 计算粉质粘土的地基承载力。94. 新疆一幢高层建筑,经正规的工程地质详细勘察,地基土分3层:表层 为杂填土, 层厚0.2m~0.6m,松散;第②层为含粉土角砾,层厚1.8m~15.3m,稍密~中密;第③为残积层(泥岩)可塑状态,局部分布,层厚3.0m左右;第④层为基岩,强风化带厚1.5m左右其下为中等风化砂岩及泥岩互层。勘察报告提供第②层的地基承载力标准值fk=180kPa。校核此数据。95. 何谓地基承载力?有哪几种确定方法?各适用于何种情况? 96. 地基承载力基本值f0、标准值fK与设计值f,三者有什么区别?为何要进行宽度与埋深的修正? 97. 某6层住宅设计条形基础,基础底宽b=1.80m,埋深d=1.50m。地 基表层为素填土,天然重度γ1=17.5kN/m3,层厚h1=1.50m;第②层为粘土,γ2=18,5kN/m3,W=33.0%,WL=51.6%,Wp=26.8%,e=0.80。设ψf =1。确定地基承载力基本值与设计值。(答案:240kPa,268kPa)98. 某工厂车间吊车梁柱基为独立基础,基础底面长度L=4.00m,宽度B=3.00m,埋深2.00m。地基表层为人工填土层,天然重度γ=18.5kN/m3,层厚2.00m。第②层为粉土,孔隙比e=o.85,天然含水量w=15.0%。设ψf =o.9。确定地基承载力基本值、标准值与设计值。(答案:170kPa,153kPa,183.5kPa)99. 一商店门市部房屋基础底宽b=1.00m,埋深d=1.50m。地基为粘土,测得地基土的物理性质:W=31.0%,γ=19.0kN/m3,ds=2.77;WL=51.6%,Wp=26.8%,N10=28。确定地基承载力设计值。设ψf =0.85。(答案:214kPa)100. 一高层建筑箱形基础长度为23.00m,宽度为8.50m,埋深为4.00m。地基表层为素填土,层厚1.80m,γ1=17.8kN/m3;第②层为粉i,层厚18.Om。地下水位深2.80m。粉土层的物理性质指标为:水上γ=18.9kN/m3,水下γsat=19.4kN/m3,W=28.0%,WL=30.0%,Wp=23.0%。确定地基承载力设计值。设ψf =0.90。(答案:222.3kPa)
大二马上就要过去了,在即将过去的一年的大学学习中,我们已经把力学中的理论力学和材料力学都快学习完了。这一年的学习让我了解了许多有关于力的新知识和计算的新方法,老师讲了很多例题的解法,特别是学习的方式更是让我的受益匪浅。
在半年学习力学的过程中,一开始,我以为力学不一定很难,因为很多内容是大学物理里的,所以我应该很容易掌握,但经过一段时间的学习后,我发现它并不是想象中的那么容易,首先,学习内容多,而且有部分特别难。除此之外在学习力学的过程中,还要必须学会画图,学会受力分析。
从老师刚开始老师给我们讲述有关于力学的一些基本知识,并阐明了学习的目标和宗旨到现在将近一年,有时感觉力学容易有时有感觉难。上学期力学考的不是很理想,就是因为有阶段没好好听课,导致材料力学里弯曲变形没学懂,考试前没好好复习,这学期刚开始还是有些吃力,但是后来就慢慢赶上老师的进度,感觉老师应该每次上课时应该穿插讲一点以前学过的知识来巩固我们以前的知识。老师也很负责,先把新知识仔细地将一遍,然后再将例题一一讲解一遍,然后挑一两道相似的习题给我们同学现场做,有时还会随意抽同学上黑板做。放学后,老师还会布置一定的作业,到每周力学实验课连同上次力学实验一起交上去。,每次上课都让同学把与上课无关的东西收起来。上课的时候每次做题他都会看看学生的步骤。到考试之前,他还会让我们找个时间来答疑。
通过上学期的学习,我发现其实态度比学习方法更重要,在学习中我们应该端正自己的态度,如果一个学生不能端正自己的态度,大学基本上也学不到多少东西。而且这种心态不能有丝毫松懈,一旦松懈,就得花更长的时间来“补课”。有句话说:“学如逆水行,不进则退。心似平原散马,易放难收。”
刚开始学时,觉得这门课和高中的物理力学没啥大的区别,都是有关力学问题。但是随着深入的学习,慢慢的发现了这门课程没那么简单,并不只是简单的学习高中的知识的延伸,而是对力学的认识与研究更加深刻。其内容主要有静力学,运动学,动力学,不同的内容有不同的学习方法。 静力学是研究物体在力系作用下 的平衡规律的科学, 动力学主要研究了点和刚体的简单运动和合成运动, 动力学研究物体的 机械运动和作用力之间的关系。 理论力学不像是生物化学, 很多知识要靠记忆去扩展, 这是一门更多得靠逻辑和推理去 构建知识构架的学科。 我对需要大量记忆的课程并不擅长, 但我喜欢在错综复杂的力学体系 中用最基本的东西去思考,解决问题,并想出自己真正有个性的办法,我也觉得这样对自己 的智力和思维方式才是有帮助的。而理论力学又不同于以前作为基础学科的物理, 其分析的问题更加复杂,更加接近实际,对问题的剖析也更加深刻, 因此对思维也提出了更多的挑战, 激起人的兴趣。在具体学习的过程中,自己还是碰到了很多的困难的,有时觉得会烦躁,但最后静下心 来好好把书上的内容系统地过一遍,有时甚至往复地看好多遍,直到自己真正理解,成为让自己接受的知识。
从我个人而言,理论力学的难点不在于知识的多,而是真正要学好这门课,对其中没一点 知识必须有足够深的理解,然后综合性交叉性的题目也便能很自然得想到用书中不同的知识去解决。自己也便能顺利地去推倒自己想要的结论了。 在学习理论力学过程中,我最感兴趣的是有关二力的是没有外力的作用下、不计重力、两端可以自由转动的轻杆。我们知道,杆压缩形变,也可以发生弯曲或扭转形变,因此杆的弹力不一定沿杆的方向。但是,二力弹力必定沿杆两端连线的方向,否则杆平衡。二力见于桁架结构,若:1。桁架的节点都是光滑的。2。线都是直线并且通过铰。3。荷载和支座反力都在节点上。则该桁架的所有杆件都为二力杆。 二力杆件 :指的是一个杆件只在两端受力,且处于平衡状态。 由于二力杆件处于平衡状态,由力的平衡可知其两端所受的合力方向相反,力的大小相等。 约束两端通过球铰或平与其他物体连接且不计质量的构件称为二力杆。由球铰或平面圆柱约束分析可知,二力到约束力与,它们分别通过各自的几何中心。如果二力杆,两力必大小相等,方向相反,且共线。二不同,它不是单面约束。 如果杆件为直杆,将其切断。根据切断部分平衡的条件,切断面必存与分别和与构力与称为小相等方向
如图所示,滑轮本身的质量可忽略不计,滑轮轴O安在一根轻木杆B上,一根轻绳AC绕滑轮,A端固定在墙上,且绳保持水平,C端挂重物。BO与竖直方向夹角θ=45°,系统保持平衡。若保持滑轮的位置不变,改变θ的大小,则滑轮受到木杆弹力大小变化情况是(A)只有角θ变小,弹力才变大(B)只有角θ变大,弹力才变大
(C)不论角θ变大或变小,弹力都是变大
第二,要有意识地培养和锻炼对实际问题进行科学抽象建立力学模型并应用理论力学的方法加以解决的能力。
第三,勤于思考和总结,培养辩证唯物主义世界观,掌握唯物辨证的方法—论,提高分析和解决问题的能力。
第四,积极主动地培养创
在学习理论力学的过程中:
①正确理解有关力学概念的来源、含义和用途;
②有关理论—公式推导的根据和关键,公式的物理意义及应用条件和范围;
③理论力学分析和解决问题的方法;
④各章节的主要内容和要点;
⑤各章节在内容和分析问题的方法上的区别和联系。
而且这门课最有特色的地方就是将理论和实际结合起来了,我们不仅在可以学到课本上 的内容,同时,我们还可以亲自动手在实验中检验理论。这与我们以前的学习过程中有很大的不同,也更加激起了我们的学习兴趣。理论力学理论性强且与专业课工程实际紧密联系,是科学、合理选择或设计结构的尺寸、形状、强度校核的理论依据。具有承上启下的作用。所以,学好理论力学,为后续专业课的应用和拓展奠定了很强的理论基础。
《土力学与地基基础》是高职建筑工程类专业的一门主要的专业基础课程, 占有重要的地位。其突出特点是内容丰富, 具有较强的理论性和实践性, 房建、水利和道路桥梁等工程的兴建都离不开它。作为任课教师, 必须具备丰富的理论知识和实践经验, 才能讲授好该门课程, 使学生达到课程要求的学习目的和要求。现就本人在《土力学与地基基础》课程教学的实践, 谈谈自己在教学方面的一些体会。
1 教材的选用
教材的选用非常重要。目前针对不同层次的《土力学与地基基础》教材很多。有本科层次的, 有高职高专的, 有中职学校用的。即便是高职用的, 针对专业不一样所采用教材也应不一样。针对建筑工程类专业, 要求教材具有的特点是理论讲述尽量简化, 内容主要是土力学中的基本理论和地基基础工程设计和施工中常见的技术问题, 阐述一些典型的基础工程、岩土工程经验, 再辅以部分工程实例。
2 基本概念的教学
《土力学与地基基础》教学的主要任务是要求学生掌握基本的土工知识, 并能运用它去分析和解决实际中的工程技术问题。为此, 在讲授时要把基本概念讲透。《土力学与地基基础》中的基本概念较多, 讲解时必须注意方法, 否则学生听起来会感到头绪多而零乱, 运用时不知从何下手。比如, 土的物理性质指标共有十几个, 采取由感性认识上升到理性方法, 使学生充分理解和牢固记忆。在讲土的饱和度时, 先说明土中存在水和气体, 即具有孔隙性, 若把干土放在水中会观察到气泡从水中冒出。而饱和度是指土体饱水的程度, 是反映土的吸水性和容纳水的持水性的间接指标。土要吸水和容纳水必须有土以外的水存在, 它吸水后只能存在土的孔隙中, 因此饱和度定义公式中只能牵涉到构成土的孔隙体积以及水的体积, 故定义为土中水的体积和孔隙体积之比。
对易于混淆的概念要讲清楚概念建立的客观条件。如土的重度定义为单位体积土所受的重力, 但为什么分天然重度、干重度、饱和重度和有效重度呢?这是因为土在不同环境条件下有不同的状态, 其重力和体积之比也不同。一般有潮湿状态、烘干状态和饱和状态之分, 也就有天然重度、干重度和饱和重度, 但有效重度怎么会存在呢?因为土位于水中会因水的浮力作用而降低其有效重力。这些重度的区别还可以从应用方面去理解。比如干重度主要应用于评价土坝渗透性和压缩性等方面, 有效重度主要应用于土的强度计算等方面, 饱和重度应用于地下水位以下方面等。
3 基本实验教学
《土力学与地基基础》中几个常规实验一定要做, 并且与课堂内容同步走。实验的主要目的是使学生掌握实验方法和技能, 同时又反过来对基本概念和经验公式加深理解。土工实验有其特殊性, 方法尽管简单, 程序也不多, 但应是很严谨的, 必须持科学的态度, 这一点教师应反复强调, 切莫为统一结果而随意更改数据, 因为同一地方的土也不可能是均质的, 或者取土导致扰动性不同, 实验数据不同理所当然。这样使学生养成尊重事实、尊重科学的良好习惯。
4 基本计算教学
《土力学与地基基础》中计算公式较多, 掌握它的关键在于学生对公式的理解程度, 包括公式的推导和应用。因此, 讲授时应着重这两方面。公式的推导无外乎借用理论力学、材料力学、弹性力学等, 这一点必须给学生讲清楚。依学生的基础一般涉及到理论力学、材料力学的内容都按静力平衡原理或材料的基本组合变形来推导。在计算方面必须说明其适用条件和范围, 如果补充其计算思路过程, 效果会更好些。如地基附加应力计算一节为教学重点和难点, 计算公式多, 学生运用起来经常混淆, 引导学生正确应用公式的方法是补充计算思想图。
基本应用包括分析问题和解决问题能力的培养两方面, 这是本课程的焦点, 不可缺少。通过这方面的训练, 学生能学以致用。很多学生提出来要求教师增加这方面的教学内容, 但限于学时数, 课堂上是无法进行的。与本课程有关的土体工程常见的挡土墙的设计、斜坡稳定性验算、地基承载力确定和基础设计及处理措施的选择, 作为教师应充分收集有关资料, 利用学生所掌握的理论知识精心组织教学。
《土力学与地基基础》这门课程一般学生不会重视, 要想达到良好的教学效果教师是关键。教师要善于启发和开导学生从而提高学生的兴趣, 讲课很重要。要想讲好这门课程, 必须备好课。备课未必采用死板方法写在教案上, 可全记在脑子里, 但要做到心里有数。一次课首先确定教学重点和难点, 以及哪些内容是需要掌握的、哪些内容是需要了解的, 并且合理安排每个内容需讲授的时间。讲授要注意前后内容的连贯性, 板书内容不必多但要条理化, 这样即使少数学生课堂上没听懂的, 课后看笔记进一步钻研也可弄懂。另外适量的辅导也必不可少。
5 教学方法的改进
作为高职专业, 《土力学与地基基础》课时并不多, 其中的基本概念、基本理论和重点内容, 可采用教师讲解为主教学;而其它内容, 则可采用学生自学为主的教学方法。
课程中一些专业术语和基本原理, 例如“土压力”、“沉井基础”等, 学生以前从未听过, 单纯让学生自主学习, 肯定会降低学习效率、影响授课进度。以教师讲解为主, 引导学生进入学习本门课的最佳状态, 不失为一种好的教学方法。
教师应根据课程内容的特点, 确定适合于自学为主的内容, 例如“地基处理”一章, 浅显易懂, 鼓励学生不仅阅读教材相关知识, 而且运用图书馆和网络教学系统自主学习。通过网络学习, 学生不仅可以拓宽知识面, 还能充分把握学习的主动权, 及时掌握学科的最新动态, 并在获取知识的过程中, 逐步培养他们的探索意识和自学能力。
在教学中还应贯穿工程实例教学、启发式教学等方法。实例教学是理论联系实际的需要, 是实现教学目的的需要。例如在讲授“土坡稳定分析”时, 紧扣所讲知识, 恰当引用工程实例。在教学过程中鼓励学生用所学的知识分析和解决平时所能见到的岩土工程问题, 引导启发学生从专业的角度思考问题, 培养他们分析问题、解决问题的能力。
将启发式教育贯穿于教学全过程, 给学生必要的启发, 引导学生积极思维, 培养学生科学的学习方法和创造性思维能力。即使是精讲为主的内容, 也不意味着教师从上课不停地讲到下课, 满堂灌, 不顾学生的反映与接受程度, 而是要想办法给学生积极思维创造条件, 引导启发他们积极思考所学知识, 主动接受所讲内容, 变被动接受为主动学习。
以上几点是对本人几年教学体会的总结。我们在教学中应始终把学生的创新能力和综合素质的提高放在第一位。教师必须要有多方面知识的储备, 充分备课, 精心组织, 认真实施每个教学环节, 对此教师必须不断提高自身的素质, 特别是职业道德素质。
参考文献
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[2]刘之葵, 周亶.土木工程专科专业《土力学与地基基础》课程教学实践与体会.高教论坛.2004 (6) .
【关键词】《土力学与地基基础》 高职 教学改革
一、引言
《土力学与地基基础》课程的主要内容为土的物理力学性质和地基基础应用。土力学知识理论性强、教学难度大,而地基基础实践应用性强、实际操作性强,如何将这两部分内容有效地结合,使学生既懂理论又会实践,这成为本课程高职教学中的重要问题,而学生也普遍反映学懂学好本门课程比较困难。因此,如何根据课程性质,结合高职教育的要求,为《土力学与地基基础》寻找一条行之有效的教学方式,是高职《土力学与地基基础》教学的一个重要问题。
二、教学中的问题
1. 高职学生的特点
(1)学习自主性较差
现今,大部分学生家庭条件比较好,缺乏吃苦耐劳、刻苦钻研的精神,同时由于自身基础知识不扎实,对于土力学的理论内容学习起来比较吃力。绝大部分的学生自学能力不高,还无法摆脱高中时期的学习模式和思维方式,对学习中遇到的困难往往不能主动解决,不会主动向老师或同学请教。
(2)基础较差
与本科院校的学生相比,高职学生的入学分数相对较低,理论基础和学习能力相对较差,进一步学习《土力学与地基基础》时,就会比较费劲。
2.教学中的一些问题
(1)学时有限
《土力学与地基基础》实际为土力学、基础工程和地基处理三部分的组合,内容多,范围广。而一般本课程的课时安排为每周4课时,总共64课时,要想在有限的时间内把所有的知识及实验实践部分都涉及是不可能做到的。
(2)土力学部分的难度大
学生在课堂上无法理解相关知识,更不能结合实际理论对知识加深理解,不能理论联系实际。
(3)实践教学的落后
《土力学与地基基础》是一门实践性很强的课程,但是现在的教学方法大多偏重于课堂教学,都是老师在台上讲,学生在下面听,课外实践环节很少。这样就使得学生的学习效率不高,同时还有碍于培养学生的专业能力。
三、课程的教学改革与实践
1.调整教学内容
根据学生的自身情况和学科特点,在教学过程中要把握住重点难点,对一些内容点到为止,同时适当补充些新理论、新技术的相关简介,拓宽学生的知识面。针对《土力学与地基基础》课程知识点多、图形图表多、重要公式多、复杂例题多等特点,将传统的教学手段与现代信息技术手段有机结合,可获得较好的效果。
2.加强实验教学
实验在《土力学与地基基础》的学习阶段和学生毕业后能否较快地适应是非常重要的。所以要安排内容适当的实验课,将课堂讲授内容结合实际工程进行实验教学,这样可以从实验的原理、目的、操作、资料整理等方面,结合实际工程的实验数据把知识讲深讲透。在实验教学中注意加强教学研究,选择能反映本学科发展和研究的基本过程与基本方法,与实验方案设计、结果整理与分析方法方面的內容,让学生自己设计实验过程,从问题的提出、方案的设计到实施,以及结论的得出,完全由学生自己来完成,以达到良好的教学效果。
但是土工实验受实验设备精度、人为等不可避免的因素影响,其结果难免存在一定的误差。学生通过对实验成果进行整理与分析,可以提高分析问题、解决问题的能力。
3.加强实地学习与工程案例教学
组织学生参观学校附近正在建设的居民小区的施工现场,并请现场技术人员介绍工程设计及施工的技术要点,让学生对某些具体的施工方法、步骤有了更清晰的认识。教师也可以收集相关的工程实例,在课堂上对学生进行讲解,提高学生利用《土力学与地基基础》知识分析、解决实际问题的能力。这种方法能大大提高学生的学习兴趣,调动学生的积极性,可优化推广。
4.安排课程设计
在学生对本门课程系统地学习之后,通过课程设计对学生所学知识进行系统测试,考查学生理论应用于实践的能力。其中要求学生学会查规范,并严格遵守规范的规定和对所学专业知识进行设计计算,并要求学生能够全方位地考虑工程的实际状况,做到切实解决实际问题。学生完成课程设计之后,均有很大的收获,更重要的是增强了他们查阅资料、自主解决问题的自信心。
四、结论
笔者依据高职学生的特点,结合《土力学与地基基础》课程在教学中的问题,从教学内容的把握、教学实践的扩展、课程设计的强化等方面,进行实际教学,结果表明教学改革能够加深学生对理论知识的理解,提高学生对实际工程的处理能力,有效地提高了教学效果。
【参考文献】
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