课程代码： 150195

课程名称：工程岩土学／Science of Rock and Soil Engineering

学时学分：32/2

适用专业：地质工程、城市地下空间工程

开课部门：地质工程学院

   一、课程定位

（一）课程性质

《工程岩土学》是地质工程专业学科专业课程模块中的专业核心课程，城市地下空间工程专业开放选修课程模块的专业限选课。

（二）课程在人才培养过程中的作用

本课程是重要的专业课程，是后续专业核心课程土力学的先导课程。通过本课程的学习，使学生掌握与工程相关的岩土体成因类型、物质组成、成分结构、物理性质，工程分类和鉴定的基本知识及概念，熟悉土的基本物理性质、土的击实特性的测定方法和资料整理，能应用工程岩土学的基本规律、基本知识和技能，认识自然界土体的类别和性质，易产生的工程地质问题和应采取的相关措施。为解决与工程建设有关的地质问题的勘察、分析和处理提供科学依据。

（三）本课程与其它课程关系

先修课程：《地质学基础》、《水文地质学基础》、《地貌学与第四纪地质学》等。后续课程：《土力学》、《工程动力地质学》、《岩土工程勘察》等课程。

通过对工程岩土学中关于土的基本概念、土的物质组成、土的结构、土的物理性质等基础知识的学习，为土力学、工程动力地质学、岩土工程勘察等后续课程的学习打下基础。

二、教学目标

（一）知识目标

通过本课程的学习，使学生了解与工程相关的岩土体成因类型、物质组成、成分结构、物理力学性质，工程分类和鉴定的基本知识及概念，掌握土的基本物理性质、土的击实特性的测定方法和资料整理等知识。

（二）能力目标

通过本课程的理论学习，培养学生应用工程岩土学的基本理论和方法解决实际工程问题的能力，能对工程数据进行科学分析的能力。通过实验教学，培养学生分析问题和解决问题的能力，提高学生的实验过程中的观察能力。

（三）素质目标

通过本课程的课堂教学和实验训练，培养学生严谨认真的工作作风，提高从事专业工作和科研工作的基本素质和综合素质，使其具备一名合适岩土工程师的基础素质和素养。

三、教学内容与基本要求

绪论

1. 教学内容

第一节 工程岩土学的研究对象和研究意义

第二节 工程岩土学的研究内容和研究方法

第三节 工程岩土学与其他学科间的关系

第四节 工程岩土学的发展过程及趋向

2. 重点与难点

重点：土的主要特性、土在工程建设中的作用，工程岩土学所研究的对象、内容及任务。

难点：土的多样性、土的易变性以及土在工程中应用的特点。

3. 基本要求

（1）了解工程岩土学的重要性、发展概况及工程岩土学的学科特点，课程的学习内容、要求和学习方法；

（2）理解工程岩土学等的概念；

（3）掌握工程岩土学所研究的内容和任务。

4. 教学方法

讲授法、案例教学法

 

第一章 土的物质组成

1. 教学内容

第一节 土的粒度成分

粒组及其划分、土的粒度成分的测定方法、土的粒度成分的表示方法、土按粒度成分的分类 （筛分实验测定级配）

第二节 土的矿物成分

土的矿物成分的类型、土的矿物成分与粒组的关系、粘土矿物的基本类型及其基本特征、土的矿物成分研究方法

第三节 土的化学成分

第四节 土中的水

矿物中的结合水、土粒表面结合水、非结合水、固态水、气态水

第五节 土中的气体

土中的气体成分、土中气体的状态

2. 重点与难点

重点：土的粒度成分的测定方法、土的粒度成分的表示方法、粘土矿物的基本类型及其基本特征

难点：土的矿物成分与粒组的关系、矿物中水的类型

3. 基本要求

（1）了解土的粒度成分

（2）理解矿物中水的类型

（3）掌握土的粒度成分的分析方法

4. 教学方法

讲授法、讨论法

 

第二章 土粒与水的相互作用

1. 教学内容

第一节 粘粒的胶体特性

土粒的表面积，粘粒的胶体特性

第二节 粘粒双电层的形成

粘粒表面电荷的形成、粘粒双电层的特征、影响粘粒扩散层厚度的因素

第三节 离子交换

土中的离子交换，影响离子交换容量的因素

第四节 粘粒的聚沉和稳定

聚沉作用、稳定作用、触变与陈化

2. 重点与难点

重点：粘粒双电层的结构特征、影响粘粒扩散层厚度的因素

难点：影响粘粒扩散层厚度的因素、影响离子交换容量的因素

3. 基本要求

（1）了解粘粒的聚沉作用、稳定作用和触变陈化作用

（2）理解土粒的表面积与胶体特性

（3）掌握土粒双电层的特性和结构特性

4. 教学方法

讲授法、讨论法

 

第三章 土的结构与土体结构

1. 教学内容

第一节  土的结构连结

按连结物质性质的分类，按连结力的性质分类

第二节 土的排列方式与孔隙类型

粗粒土的排列方式与孔隙类型，细粒土的排列方式，细粒土的孔隙特征

第三节 土的结构类型及研究方法

粗粒土的微观结构类型，细粒土的微观结构类型，研究土结构特征的方法简介

第四节 土体结构

2. 重点与难点

重点：土按连结物质性质的分类及按连结力的性质分类，粗粒土、细粒土的排列方式与孔隙特征

难点：粗粒土的微观结构类型、细粒土的微观结构类型

3. 基本要求

（1）了解土的宏观结构特征

（2）理解土连结物质内容的分类与性质分类

（3）掌握粗粒土的排列方式与孔隙类型、细粒土的孔隙特征

4. 教学方法

讲授法、案例教学法

 

第四章 土的物理性质

1. 教学内容

第一节 土的基本物理性质

土粒密度、土的密度、土的含水性、土的孔隙性、土基本物理性质指标的求法和相互关系（换算关系）

第二节 细粒土的稠度和可塑性

细粒土的稠度及界限含水率、细粒土的可塑性及其指标、细粒土稠度变化的本质、影响细粒土可塑性的因素、研究细粒土稠度和可塑性的意义（含水率实验、界限含水率实验，测定天然含水率、塑限、液限等指标）

第三节 土的胀缩性及崩解性

研究土胀缩性和崩解性的意义、土的膨胀性及其指标、土的收缩性及其指标、影响土膨胀性和收缩性的因素、土的崩解性及其影响因素

第四节 土的毛细性

第五节 土的压实性

室内击实试验，细粒土的压实性，无粘性土的压实性（击实实验，测定最优含水量）

2. 重点与难点

重点：土的基本物理性质指标及测定方法、细粒土的界限含水量及可塑性指标、土压实性的测定方法及压实原理

难点：影响细粒土可塑性的因素、细粒土压实原理

3. 基本要求

（1）了解土的基本物理性质

（2）理解土的胀缩性、毛细性、压实性等特征

（3）掌握土的物理性质的相互换算关系及测定方法、细粒土的界限含水量及可塑性指标、细粒土压实原理及影响因素

4. 教学方法

讲授法、案例教学法、讨论法

 

第五章 土的渗透性及渗流

1. 教学内容

第一节 工程中的渗透问题

第二节 土的渗透性

渗流中的水头与水力坡降、渗透试验与达西定律、渗透系数的测定及影响因素、层状地基的等效渗透系数

第三节 渗透破坏与控制

渗流力、渗透变形、渗透变形的防治措施

2. 重点与难点

重点：达西渗透定律、渗透系数的测定、渗透力的计算和渗透稳定性的判别

难点：渗流力的计算及渗透变形破坏类型的判断

3. 基本要求

（1）了解渗流的概念，二维渗流及流网概念和应用

（2）理解渗透性指标的测定方法及其影响因素，理解渗透力、渗透变形破坏的概念、渗透变形的基本形式与特点

（3）掌握达西定律及其适用性

4. 教学方法

讲授法、案例教学法

 

第六章 土的工程地质分类及各类土的工程地质特性

1. 教学内容

第一节 土的工程地质分类

土的工程地质分类的基本类型，土的工程地质分类的一般原则和形式，我国主要的土质分类简介

第二节 土的一般性分类及一般土的工程地质特性

砾类土，砂类土，细粒土

第三节 特殊土的工程地质特性

淤泥类土，膨胀土，红土，黄土类土，盐渍土、人工填土，冻土

2. 重点与难点

重点：土的工程地质分类的原则和形式、土的工程地质性质

难点：特殊土的工程地质特性

3. 基本要求

（1）了解土的工程地质分类基本类型

（2）理解土的工程地质分类的一般原则和形式、决定土工程性质的要质因素

（3）掌握我国主要的土质分类、土的工程地质性质

4. 教学方法

讲授法、案例教学法

 

 

四、课程内实践教学内容与要求

 本课程内实践教学内容共计8学时，应开设实践（实验）项目4个。

五、课程学时分配（以章节为单位）

六、推荐教材和教学参考书

1. 推荐教材：

《工程岩土学》，唐大熊等编著，地质出版社，1999年8月第二版；

2. 教学参考书：

《工程岩土学》，孔德坊编著，成都理工大学出版社， 1998年2月第一版；

《近代土质学》，高国瑞主编，科学出版社，2013年6月第二版；

《岩土工程土性分析原理》，James K. Mitchell 著、高国瑞等译，南京工学院出版社，1988年1月第一版；

《土力学》，东南大学等合编，中国建筑工业出版社，2010年10月第三版。

七、考核方式

考核方式：考试（闭卷、百分制试卷）

课程成绩由期末考核成绩、平时成绩组成，期末考核成绩占50％，平时成绩占50％（考勤、作业、读书笔记18%、实验12%、大作业20%）。平时成绩及格线为30分、期末考核成绩及格线为60分，两个及格线均达到的学生通过课程考核。平时成绩及格、期末考核成绩不及格者，总成绩按期末成绩记载为不及格。

 

修订人：林玮、孟凡超   修订日期：2019-年4月6日

审核人：王伟   审核日期：2019年4月9日