《高职高专道路桥梁工程技术专业“十二五”规划教材:土质学与土力学》是根据高职高专土建类专业近些年对土质学与土力学课程教改的有关要求,在各高等职业院校积极践行和创新先进职业教育理念,深入推进“工学结合,校企合作”人才培养模式的大背景下,根据新的课程标准和教学标准组织编写而成。
在课程设计上,《高职高专道路桥梁工程技术专业“十二五”规划教材:土质学与土力学》以实际工作任务为引领,以土建工程中处理土质学与土力学问题能力为主线,贯穿课程的始终。《高职高专道路桥梁工程技术专业“十二五”规划教材:土质学与土力学》将土质学与土力学项目分解为土的工程性质测试与现场鉴别、地基的应力与沉降计算、土的强度与地基土承载力的确定、土质边坡的稳定性评价、土压力与挡土墙设计、软弱土地基的处理共六个学习情境。目的是让学生掌握每一阶段土质学与土力学知识及其应用。
《高职高专道路桥梁工程技术专业“十二五”规划教材:土质学与土力学》可作为高职高专土建类建筑工程技术、土木工程技术、道路桥梁工程技术、公路监理、港口工程技术、城市轨道交通工程技术、高等级公路维护与管理等专业教材,亦可供工程建设勘察、设计、施工、监理、实验、检测技术人员和交通土建类师生及科研人员学习参考。
本书是根据高职高专土建类建筑工程技术、土木工程技术、道路桥梁工程技术、公路监理、港口工程技术、城市轨道交通工程技术、高等级公路维护与管理等专业,近些年对土质学与土力学课程教改的有关要求,在各高等职业院校积极践行和创新先进职业教育理念,深入推进“工学结合,校企合作”人才培养模式的大背景下,根据新的课程标准和教学标准组织编写而成。
本书坚持“以培养职业能力为核心,以工作实践为主线,以工作过程(项目)为导向,用任务进行驱动,建立以行动(工作)体系为框架的现代课程结构,重新序化课程内容,做到陈述性(显性)知识与程序性(默会)知识并重,将陈述性知识穿插于程序性知识之中,理论与实践一体化”的课改编写思路,力求体现如下特点:
1.体系规范。以“工学结合、校企合作”所开发的教材为切入点,在课程标准和教学标准确定的框架下,改革教学内容和教学方法,突出专业教学的针对性,选定教材内容。
2.内容先进。用新观点、新思想审视和阐述教材内容,所选定的教材内容适应交通土建建设发展需要,反映土建类专业的新知识、新技术、新工艺和新方法。
3.知识实用。以职业能力为本位,以应用为核心,以“必须、够用”为原则,教材紧密联系生产和生活实际,加强了教学的针对性,能与相应的职业资格标准相互衔接。
4.使用灵活。体现了教学内容弹性化、教学要求层次化、教材结构模块化,有利于按需施教,因材施教。
在课程设计上,本书以实际工作任务为引领,以土建类专业中处理土质学与土力学问题能力为主线,贯穿课程的始终。将土质学与土力学项目分解为土的工程性质测试与现场鉴别、地基的应力与沉降计算、土的强度与地基土承载力的确定、土质边坡的稳定性评价、土压力与挡土墙设计、软弱土地基的处理共六个学习情境。目的是让学生掌握每一阶段土质学与土力学知识及其应用。每一个学习情境都有关于土质学与土力学知识的介绍,但不是简单的重复,而是知识的不断提升。
本书打破了以往学科式教学的模式,主要介绍在土建工程中有关土质学与土力学资料的获取、整理及其应用等知识。由于土质学与土力学所要研究的内容十分丰富,分科也很细,在有限的时间内只能结合土建类各专业的需要择其主要的和基本的内容简明扼要地予以介绍,为学生学习各自专业,以及开展相关问题的科学研究,提供最为必要的土质学与土力学基本知识及技能。
为紧密结合生产实践,本教材立足于《公路土工试验规程》(JTGE40-2007)、《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)、《水电水利工程土工试验规程》(DL/T5355-2006)、《公路路基施工技术规范》(JTGFl0-2006)、《铁路工程土工试验规程》(TB10102-2010)等,按照这些规范的要求及规定,通过一些基本技能的训练,使学生会搜集和分析有关的土质学与土力学资料,并能正确运用这些资料,进行相关工程的设计、施工和管理。
绪论
0.1 土质学与土力学基本概念
0.2 本课程在工程建设中的作用
0.3 本课程的发展概况
思考与练习
学习情境1 土的工程性质测试与现场鉴别
任务1 测试土的工程性质
1.1 土的生成与特性
1.2 土的三相组成
1.3 土的粒组和颗粒级配
1.4 土的结构与构造
1.5 土的物理性质指标
1.6 土的基本物理性质指标测定
1.7 土的物理状态指标
1.8 界限含水率试验
思考与练习
任务2 土方填筑的压实控制
2.1 土的击实性
2.2 影响土压实的因素
2.3 路基填筑压实质量标准与填料选择
2.4 击实试验
思考与练习
任务3 土的工程分类与鉴别
3.1 土的工程分类及命名
3.2 土的简易鉴别和描述
思考与练习
任务4 土中水及其渗透性
4.1 土的毛细性
4.2 土的渗透性
4.3 动水力及渗流破坏
4.4 土在冻结过程中的水分迁移与集聚
思考与练习
学习情境2 地基的应力与沉降计算
任务5 土中应力计算
5.1 概述
5.2 土的自重应力
5.3 基底压力
5.4 基底附加压力
5.5 地基中的附加应力
5.6 有效应力
思考与练习
任务6 地基的沉降变形计算
6.1 概述
6.2 压缩性指标
6.3 土体沉降变形计算
6.4 饱和土体的渗透固结
6.5 土的固结试验
思考与练习
学习情境3 土的强度与地基土承载力的确定
任务7 土的强度与测定方法
7.1 抗剪强度与库仑定律
7.2 土的强度理论——极限平衡条件
7.3 土的强度指标的测定方法
7.4 土的直接剪切试验
思考与练习
任务8 地基土承载力的确定
8.1 地基的破坏模式
……
学习情境4 土质边坡的稳定性评价
学习情境5 土压力与挡土墙设计
学习情境6 软弱土地基的处理
③洪积土(物)
洪积物指由洪流搬运、沉积而形成的堆积物。洪积物一般分布在山谷中或山前平原上,在谷口附近多为粗颗粒碎屑物,远离谷口颗粒逐渐变细。这是因为地势越来越开阔,山洪的流速逐渐减慢之故。其地貌特征:靠谷口处窄而陡,离谷后逐渐变为宽而缓,形如扇状,称为洪积扇。洪积物作为建筑地基时,应注意不均匀沉降。
山前平原冲积洪积物,一般常有分带性,即近山一带为冲积和部分洪积的粗粒物质组成,向平原低地逐渐变为砂土和黏性土。
④冲积土(物)
冲积物是河流在搬运过程中,由于流速和流量的减小,搬运能力也随之降低,而使在河水搬运中的一部分碎屑物质从水中沉积下来而形成的堆积物。河流冲积物(层)的特征:磨圆度良好、分选性好、层理清晰。河流冲积物在地表分布很广,主要类型有如下几种:
a.平原河谷冲积物
平原河谷冲积物主要包括河床冲积物、河漫滩冲积物、河流阶地冲积物和古河道冲积物等。④河床冲积物:一般上游颗粒粗,下游颗粒细,因搬运距离长,颗粒具有一定的磨圆度。较粗的砂与砾石密度大,是良好的天然地基。⑥河漫滩冲积物:常具有上细下粗的二元结构,即下层为粗颗粒土,上层为河水泛滥形成的细粒土,局部有腐殖土。⑥河流阶地冲积物:由地壳的升降运动与河流的侵蚀、沉积作用形成的。⑧古河道冲积物:由河流截弯取直改道以后的牛轭湖逐渐淤塞而成。这种冲积物通常存在较厚的淤泥、泥炭土,压缩性高,强度低,为不良地基。
b.山区河谷冲积物
山区河流一般流速大,河谷冲积物多为粗颗粒的漂石、砂卵石等,冲积物的厚度一般不超过15m。在山间盆地和宽谷中有河漫滩冲积物,主要为含泥的砾石,具有透镜体和倾斜层理构造。
c.三角洲冲积物
河流搬运的大量物质在河口沉积而成三角洲冲积物,厚度可达数百米以上,面积也很大。其冲积物质大致可分为三层:顶积层沉积颗粒较粗,前积层颗粒变细,底积层颗粒甚细,并平铺于海底。此种冲积物含水率高,承载力低。
⑤淤积土(物)
一般由湖沼沉积而形成的堆积物,称为淤积物,主要包括湖相沉积物和沼泽沉积物等。湖相沉积物包括粗颗粒的湖边沉积物和细颗粒的湖心沉积物。后者主要为黏土和淤泥,夹粉细砂薄层,呈带状黏土,强度低,压缩性高。湖泊逐渐淤塞和陆地沼泽化,演变成沼泽。沼泽沉积物即沼泽土,主要为半腐烂的植物残余物年复一年积累起来形成的泥炭所组成。泥炭的含水率极高,透水性很低,压缩性很大,不宜作为永久建筑物的地基。
……