工程岩土学

授课教师

陈慧娥

所在单位

建设工程学院岩土工程系

课程类别

课堂理论教学

授课时间

06～07学年第1学期6周

授课内容

第－章  土的物质组成  第三节

授课对象

04级1、3、4、5、7班

教学内容提要

时间分配及备注

引言：前次课的内容回顾和本次课主要内容介绍

授课内容：

第三节  土的矿物组成

一．土中矿物类型

（一）原生矿物

原生矿物的定义、种类及特点

（二）次生矿物

次生矿物的定义

1. 可溶性次生矿物（定义、分类）

2. 不可溶次生矿物（次生二氧化硅、倍半氧化物、粘土矿物）

（三）动植物残骸经微生物分解成颗粒细小的矿物

二. 粘土矿物主要类型及基本特征

1.粘土矿物（定义、硅氧四面体、铝氧八面体）

2.高岭石类（组）

  组成、连结力、晶形、形成环境、硅铝比、特征

3.蒙脱石类

  组成、连结力、晶形、形成环境、硅铝比、特征

4.伊利石（水云母）

  组成、连结力、晶形、形成环境、硅铝比、特征

总结三类矿物的特点

三.　矿物成分与粒组间关系

5分钟

30分钟

50分钟

5分钟

教学目的

及要求

了解土中矿物类型；掌握粘土矿物的定义、主要类型及各类粘土矿物的主要特征

教学重点

与难点

重点：粘土矿物定义、三大类粘土矿物

难点：无

教学手段

多媒体、板书（根据学生情况讲解）

课后小结

授课教师

陈慧娥

所在单位

建设工程学院岩土工程系

课程类别

课堂理论教学

授课时间

05～06学年第1学期第7周

授课内容

第一章土的物质组成 第四节

授课对象

04级1、3、4、5、7班

教学内容提要

时间分配及备注

引言：前次课的内容回顾和本次课的主要内容

授课内容：

第四节 土中的水

一．土中水的类型

二．矿物内部结合水

1.结构水

2.结晶水

3.沸石水

三种类型水的说明及举例

三．土粒表面结合水

   定义

1. 土粒表面结合水的形成

①土粒表面电荷对极性水分子的吸附作用

②氢键联结作用

③交换阳离子的水化作用

④渗透吸附作用及范德华力作用。

2. 土粒表面结合水的性质

①强结合水

②弱结合水

③结合水对土性质的影响

四.　非结合水

1. 毛细水（定义、性质、研究意义）

2. 重力水（定义、对土性质的影响）

五.　固态水

六.　气态水

5分钟

20分钟

50分钟

10分钟

3分钟

2分钟

教学目的

及要求

了解土中水的类型，掌握土粒表面结合水的形成及各类结合水的性质

教学重点

与难点

重点： 土粒表面结合水的形成及性质

难点：土粒表面结合水的形成

教学手段

多媒体、板书（根据学生情况讲解）

课后小结

授课教师

陈慧娥

所在单位

建设工程学院岩土工程系

课程类别

课堂理论教学

授课时间

05～06学年第1学期第8周

授课内容

第二章 粘粒与水的相互作用   第一节与第二节

授课对象

04级1、3、4、5、7班

教学内容提要

时间分配及备注

引言：前次课的内容回顾和本次课的主要内容

授课内容：

第一节   胶体的特性

一．分散体系概念

分散相、分散介质、分散体系分类

二.　土粒比表面积和表面能

比表面积、表面能定义；比表面积计算公式

第二节 粘粒双电层的形成

一．列依斯试验

电动现象（电泳与电渗）

二.　粘粒表面电荷的形成

（一）选择性吸附带电

机理与举例

（二）表面分子电离

机理与举例

1.次生SiO2粘粒

2.两性化合物（游离氧化物）Al₂O₃、Fe₂O₃粘粒

矿物等电pH值

（三）同晶替代（同晶置换）

5分钟

5分钟

15分钟

5分钟

60分钟

教学目的

及要求

了解分散体系的概念；掌握比表面积、表面能的定义及其意义；掌握粘粒表面电荷的形成机理；熟知矿物等电pH值

教学重点

与难点

重点： 比表面积、表面能、粘粒表面电荷的形成机理、矿物等电pH值

难点：粘粒表面电荷的形成、矿物等电pH值

教学手段

多媒体、板书（根据学生情况讲解）

课后小结

授课教师

陈慧娥

所在单位

建设工程学院岩土工程系

课程类别

课堂理论教学

授课时间

05～06学年第1学期第9周

授课内容

 第二章 粘粒与水的相互作用 第二节

授课对象

04级1、3、4、5、7班

教学内容提要

时间分配及备注

引言：前次课的内容回顾和本次课的主要内容

授课内容：

第二节   粘粒双电层的形成

三、粘粒的双电层特征

1、决定电位离子层

2、反离子

双电层结构（图）

吸附层（固定层），扩散层

热力学单位

电动电位

四．粘土矿物的双电层

一个粘土颗粒表面双电层形成

一个粘土矿物颗粒带电情况分析（表）

五．影响扩散层厚度的因素（影响结合水数量的因素）

双电层与结合水的关系

1.矿物成分和分散程度的影响

2.溶液pH值的影响

3.溶液化学成分（离子成分）

5分钟

40分钟

20分钟

25分钟

教学目的

及要求

了解粘粒的双电层特征，理解固定层、扩散层的概念，掌握热力学电位与电动电位的定义与其意义，了解影响扩散层厚度的因素

教学重点

与难点

重点：粘粒的双电层特征，固定层，扩散层，热力学电位，电动电位

难点：热力学电位、电动电位

教学手段

多媒体、板书（根据学生情况讲解）

课后小结

授课教师

陈慧娥

所在单位

建设工程学院岩土工程系

课程类别

课堂理论教学

授课时间

05～06学年第1学期第9周

授课内容

第二章 粘粒与水的相互作用 第三节  及第三章 土的结构

授课对象

04级1、3、4、5、7班

教学内容提要

时间分配及备注

引言：前次课的内容回顾和本次课的主要内容

授课内容：

第三节 土中离子交换

离子交换定义

一.　土中的离子交换

1.　离子交换的结果

2.　离子交换原则

二.　交换容量

交换容量定义，交换容量表示方法，标准交换容量，离子交换的研究意义

三.　离子交换影响因素

1.　矿物成分和粒度成分

2.　水溶液

第三章 土的结构

土的宏观、微观结构；土的结构的三要素

一．土粒或集合体的大小、形状、表面特征

二.　土的结构连结

（一） 按结构连结物质分类

（二） 按连结力性质分类

三.　土粒的排列和孔隙特征

1.　排列——组合关系（细粒土、粗粒土）

2.　孔隙特征——大小、形状、分布及连通情况

四.　土的结构类型

（一）无粘性土的结构类型

（二）细粒土的结构类型

5分钟

10分钟

15分钟

15分钟

10分钟

15分钟

10分钟

10分钟

教学目的

及要求

掌握离子交换、交换容量的定义；了解影响离子交换的因素；掌握土微观结构的概念、土结构三要素、结构连结；了解土的结构类型

教学重点

与难点

重点：离子交换容量、土结构三要素、结构类型、结构连结

难点：无

教学手段

多媒体、板书（根据学生情况讲解）

课后小结

授课教师

陈慧娥

所在单位

建设工程学院岩土工程系

课程类别

课堂理论教学

授课时间

05～06学年第1学期第10周

授课内容

第四章 土的物理性质 第一节

授课对象

04级1、3、4、5、7班

教学内容提要

时间分配及备注

引言：本次课主要内容介绍

授课内容：

第一节 土的基本物理性质

土的基本物理性质定义、土的三相组成示意图

一. 土粒密度（ρ_s）

定义、计算式、测试方法、常见值、土粒比重

二．土的密度

1.　土的天然密度（ρ）

2.　土的干密度（ρ_d）

3.　土的饱和密度（ρ_sat）

二．土的含水性

1．土的含水量（w）

2.　饱和度（Sr）

三．土的孔隙性

1．孔隙率（n）与孔隙比（e）

2.  砂土的相对密度(Dr)

四．土的基本物理性质指标的求法及其相对应的关系

（一）土的基本物理性质指标（七个）

（二）基本物理性质指标求法

1.室内实测指标

2.计算指标

3分钟

10分钟

7分钟

25分钟

15分钟

15分钟

15分钟

习题

教学目的

及要求

掌握土的基本物理性质的定义及各物理性质指标的概念、计算式与求法

教学重点

与难点

重点：土的基本物理性质的定义及各物理性质指标的概念、计算式与求法

难点：无

教学手段

多媒体、板书（根据学生情况讲解）

课后小结

授课教师

陈慧娥

所在单位

建设工程学院岩土工程系

课程类别

课堂理论教学

授课时间

05～06学年第1学期第11周

授课内容

第四章 土的物理性质 第二节

授课对象

04级1、3、4、5、7班

教学内容提要

时间分配及备注

引言：前次课的内容回顾和本次课的主要内容

授课内容：

第二节 细粒土的稠度和可塑性

一．细粒土稠度及界限含水量

1. 稠度

2. 界限含水量

阿太堡界限图

3．液性指数I_l（稠度指标）

计算式，用I_l确定状态，w_l、w_p求法

二、细粒土塑性及其指标

塑性定义

塑性指数的计算式

塑性指数的应用

塑性指数分类及存在的问题

5分钟

40分钟

45分钟

习题

教学目的

及要求

掌握界限含水量、稠度、塑性指数、液性指数的定义并能熟练应用

教学重点

与难点

重点：界限含水量、稠度、塑性指数、液性指数

难点：无

教学手段

多媒体、板书（根据学生情况讲解）

课后小结

授课教师

陈慧娥

所在单位

建设工程学院岩土工程系

课程类别

课堂理论教学

授课时间

05～06学年第1学期第12周

授课内容

第四章 土的物理性质 第二节

授课对象

04级1、3、4、5、7班

教学内容提要

时间分配及备注

引言：前次课的内容回顾和本次课的主要内容

授课内容：

第二节 细粒土的稠度和可塑性

三、细粒土稠度变化的本质

① w<w_s时

② w增多，w_s<w≤w_p时

③ w继续增大，w_p<w≤w_l

④ w>w_l时

四、影响细粒土可塑性的因素

粘性土为什么有塑性

1、矿物成分

2、粒度成分

3、溶液的化学成分（离子成分）

4、浓度

5、pH值

五、塑性指标求法

w_l，w_p，I_l，I_p都称为塑性指标。

六、塑性指标研究意义

I_l的应用

I_p的应用

5分钟

40分钟

25分钟

10分钟

10分钟

教学目的

及要求

掌握细粒土稠度变化的本质，了解影响细粒土可塑性的因素，明确塑性指标的求法及研究意义

教学重点

与难点

重点：细粒土稠度变化的本质，塑性指标的求法

难点：细粒土稠度变化的本质

教学手段

多媒体、板书（根据学生情况讲解）

课后小结

授课教师

陈慧娥

所在单位

建设工程学院岩土工程系

课程类别

课堂理论教学

授课时间

05～06学年第1学期第13周

授课内容

第四章 土的物理性质 第三节

授课对象

04级1、3、4、5、7班

教学内容提要

时间分配及备注

引言：前次课的内容回顾和本次课的主要内容

授课内容：

第三节   细粒土膨胀性收缩性及崩解性

一、细粒土膨胀性、收缩性及崩解性基本概念

二、土膨胀性及其指标

（一）细粒土胀缩性本质

1.双电层

2.亲水性较强的粘土矿物

3.渗透膨胀

（二）膨胀性指标

1、膨胀率

2、自由膨胀率

3、膨胀压力

三、土的收缩性指标

1、体缩率

2、线缩率

3、收缩系数

4、缩性指数

四、影响土的胀缩性因素

5分钟

5分钟

35分钟

35分钟

10分钟

教学目的

及要求

掌握膨胀性、压缩性、崩解性的定义及膨胀性、收缩性指标的计算方法，了解影响土胀缩性的因素。

教学重点

与难点

重点：膨胀性、压缩性、崩解性的定义及膨胀性、收缩性指标的计算方法

难点：无

教学手段

多媒体、板书（根据学生情况讲解）

课后小结

授课教师

陈慧娥

所在单位

建设工程学院岩土工程系

课程类别

课堂理论教学

授课时间

05～06学年第1学期第14周

授课内容

第五章 土的力学性质 第一节与第二节

授课对象

04级1、3、4、5、7班

教学内容提要

时间分配及备注

引言：前次课的内容回顾和本次课的主要内容

授课内容：

第一节 概述

一、土的力学性质及其本质

土的力学性质（两个方面）、本质

二、研究土力学性质的意义

第二节 土的压缩性

一、土的压缩变形及实质

土的压缩性，土为什么能被压缩，土产生压缩变形的实质，饱水土与非饱水土的压缩，压缩性的两个方面（变形、过程），细粒土与粗粒土的压缩性，压缩性的研究方法

二、室内压缩试验及压缩指标

1.　方法

2、压密定律即压缩性指标

三、载荷试验及变形模量

1、方法

2、载荷试验s－p曲线形态

3、载荷试验成果应用

四、变形模量与压缩模量的关系

5分钟

10分钟

20分钟

25分钟

25分钟

5分钟

教学目的

及要求

了解土的力学性质、土的压缩性的概念；明确土的压缩变形的实质；掌握压缩指标及其测试方法；理解载荷试验与变形模量

教学重点

与难点

重点：压缩变形的实质及压缩指标；变形模量

难点：压缩试验及载荷试验

教学手段

多媒体、板书（根据学生情况讲解）

课后小结

授课教师

陈慧娥

所在单位

建设工程学院岩土工程系

课程类别

课堂理论教学

授课时间

05～06学年第1学期第15周

授课内容

第五章 土的力学性质 第二节

授课对象

04级1、3、4、5、7班

教学内容提要

时间分配及备注

引言：前次课的内容回顾和本次课的主要内容

授课内容：

第二节 土的压缩性

五、土的受力历史及前期固结压力

1、弹性变形与残余变形（定义及产生原因）

2、前期固结压力

超固结比OCR

六、土的压缩过程

有效压力

孔隙水压力

主固结（渗透固结）

次固结

七、影响土粒压缩性的主要因素

土产生压缩变形量的大小（土的密实度，土的连结力，土的内摩擦力）

（一）粒度成分和矿物成分（细粒土，粗粒土）

（二）含水率（细粒土，粗粒土）

（三）密度（n，e）（细粒土，粗粒土）

（四）结构状态（原状样，扰动样）

（五）构造特征

（六）受力历史

（七）增荷率荷加荷速度

（八）动荷载

5分钟

20分钟

20分钟

45分钟

习题

教学目的

及要求

掌握前期固结压力与超固结比，了解土的压缩过程与影响土粒压缩性的主要因素

教学重点

与难点

重点：前期固结压力，超固结比，主固结，次固结

难点：土的压缩过程

教学手段

多媒体、板书（根据学生情况讲解）

课后小结

授课教师

陈慧娥

所在单位

建设工程学院岩土工程系

课程类别

课堂理论教学

授课时间

05～06学年第1学期第16周

授课内容

第五章 土的力学性质 第三节

授课对象

04级1、3、4、5、7班

教学内容提要

时间分配及备注

引言：前次课的内容回顾和本次课的主要内容

授课内容：

第三节  土的抗剪性

一、土的抗剪强度及剪切破坏的本质

1.土的抗剪强度

2.土的抗剪性

3.土剪切破坏本质

4.土为什么具有抗剪强度（粗粒土，细粒土）

5.土的抗剪性实验方法

二、土的直剪实验及库仑定律

1.实验过程

2.实验结果

3.库仑定律文字叙述（粘性土，无粘性土）

三、三轴剪切试验

试验原理（粘性土，无粘性土）

三轴剪与直剪对比优点

四、无侧限抗压强度试验

无侧限抗压强度

土的结构性与灵敏度

结论

5分钟

15分钟

25分钟

30分钟

15分钟

教学目的

及要求

了解土的抗剪强度及剪切破坏的本质，熟悉直接剪切实验、三轴剪切试验及无侧限抗压实验，掌握各种土抗剪强度的计算公式、库仑定律

教学重点

与难点

重点：抗剪强度、直接剪切试验、三轴剪切试验、无侧限抗压试验、库仑定律

难点：三轴剪切试验

教学手段

多媒体、板书（根据学生情况讲解）

课后小结

授课教师

陈慧娥

所在单位

建设工程学院岩土工程系

课程类别

课堂理论教学

授课时间

05～06学年第1学期第17周

授课内容

第五章 土的力学性质 第三节

授课对象

04级1、3、4、5、7班

教学内容提要

时间分配及备注

引言：前次课的内容回顾和本次课的主要内容

授课内容：

第三节  土的抗剪性

五、土的抗剪强度指标的确定

（一）总应力法

1、排水剪（慢剪）

2、不排水剪（快剪）

（二）有效应力法

（三）峰值强度和残余强度

六、土的蠕变特性和长期强度（图）

蠕变

蠕变结果

瞬时强度

标准强度

长期强度

长期强度极限

长期强度曲线应用

蠕变产生原因

七、影响土抗剪性的主要因素

（一）土的粒度成分和矿物成分（细粒土，粗粒土）

（二）含水量（细粒土，粗粒土）

（三）构造特征

（四）受力条件

（五）动荷

5分钟

30分钟

20分钟

35分钟

习题

教学目的

及要求

掌握土抗剪指标的确定方法，了解土的蠕变特性及长期强度，了解影响土抗前强度的主要因素

教学重点

与难点

重点：土抗剪指标的确定方法，土的蠕变特性，影响土抗剪性的主要因素

难点：总应力法与有效应力法

教学手段

多媒体、板书（根据学生情况讲解）

课后小结

授课教师

陈慧娥

所在单位

建设工程学院岩土工程系

课程类别

课堂理论教学

授课时间

05～06学年第1学期第18周

授课内容

第六章  土的工程地质分类及各类土的工程地质性质  第一节

授课对象

04级1、3、4、5、7班

教学内容提要

时间分配及备注

引言：本次课的主要内容

授课内容：

第一节    土的工程地质分类

一．土工程地质分类的基本类型

1.一般性分类

2.局部性分类

3.专门性分类

二.　土工程地质分类的原则和形式

1.成因分类

2.土质分类

3.工程建筑分类

土质分类的具体原则(标准)

三.我国土质分类简介

（一）国家标准《土的分类标准》(GBJ145-90)

1.分类的有关规定

2.各种土的具体分类

（二） “岩土工程勘察规范”中土的分类(GB50021-94)

1.按堆积年代

2.按地质成因

3.根据有机质含量

4.按粒度成分和塑性指数

3分钟

7分钟

20分钟

60分钟

习题

教学目的

及要求

了解土工程地质分类的原则和形式及各分类标准

教学重点

与难点

重点：各土质分类标准

难点：无

教学手段

多媒体、板书（根据学生情况讲解）

课后小结

授课教师

陈慧娥

所在单位

建设工程学院岩土工程系

课程类别

课堂理论教学

授课时间

05～06学年第1学期第19周

授课内容

第六章  土的工程地质分类及各类土的工程地质性质  第二节

授课对象

04级1、3、4、5、7班

教学内容提要

时间分配及备注

引言：前次课的内容回顾和本次课的主要内容

授课内容：

第二节  土的一般性分类及一般土的工程地质性质

一.土的一般性分类

三级（不同比例尺，不同要求）

（一）砾类土工程地质性质（从物质组成与结构评价性质）

组成

性质

工程地质评价

（二）砂类土工程地质性质

组成

性质

工程地质评价

（三）细粒土(粘性土)

组成

性质

工程地质评价

5分钟

10分钟

15分钟

15分钟

45分钟

习题

教学目的

及要求

掌握各类土的工程地质性质

教学重点

与难点

重点：各类土的工程地质性质

难点：无

教学手段

多媒体、板书（根据学生情况讲解）

课后小结

授课教师

陈慧娥

所在单位

建设工程学院岩土工程系

课程类别

课堂理论教学

授课时间

05～06学年第1学期第19周

授课内容

第六章  土的工程地质分类及各类土的工程地质性质  第三节

授课对象

04级1、3、4、5、7班

教学内容提要

时间分配及备注

引言：前次课的内容回顾和本次课的主要内容

授课内容：

第三节  特殊土

特殊土定义及特殊土类型

一．淤泥类土

定义

（一）物质组成、结构特点

粒度、矿物、结构

（二）工程地质特征

6个方面

（三）工程地质评价

（四）成因

二.黄土类土

（一）黄土类土分布

地层划分：

1.老黄土

2.新黄土

3.新近沉积的黄土

（二）黄土的成分、结构

特殊成分及构造，决定其特殊性质.（粒度、矿物、结构连结与排列）

（三）黄土工程地质性质

6个方面

5分钟

40分钟

45分钟

教学目的

及要求

了解淤泥类土、黄土的概念及其工程地质特征

教学重点

与难点

重点：淤泥类土、黄土的概念及其工程地质特征

难点：无

教学手段

多媒体、板书（根据学生情况讲解）

课后小结

授课教师

陈慧娥

所在单位

建设工程学院岩土工程系

课程类别

课堂理论教学

授课时间

05～06学年第1学期第20周

授课内容

第六章  土的工程地质分类及各类土的工程地质性质  第三节

授课对象

04级1、3、4、5、7班

教学内容提要

时间分配及备注

引言：前次课的内容回顾和本次课的主要内容

授课内容：

第三节  特殊土

二．黄土类土

（四）黄土的湿陷性

1.黄土的湿陷性

2.湿陷系数

3.黄土湿陷性本质

4. 湿陷起始压力

（五）黄土的自重湿陷与非自重湿陷

自重湿陷性黄土

非自重湿陷性黄土

黄土自重湿陷与非自重湿陷判别标准

三.　红土

（一）红土及红土化作用

（二）红土分布和成因

1.花岗岩残积红土

2.玄武岩残积红土

3.洪层残积红土

4.红粘土

5.冲积网纹红土

（三）红土基本特征

5分钟

50分钟

35分钟

教学目的

及要求

掌握黄土的湿陷性、湿陷性的本质及自重湿陷与非自重湿陷的判别；了解红土的成因，掌握其基本特征

教学重点

与难点

重点：黄土的湿陷性、湿陷性的本质及自重湿陷与非自重湿陷的判别；红土的成因、基本特征

难点：黄土自重湿陷与非自重湿陷的判别

教学手段

多媒体、板书（根据学生情况讲解）

课后小结

授课教师

陈慧娥

所在单位

建设工程学院岩土工程系

课程类别

课堂理论教学

授课时间

05～06学年第1学期第21周

授课内容

第六章  土的工程地质分类及各类土的工程地质性质  第三节

授课对象

04级1、3、4、5、7班

教学内容提要

时间分配及备注

引言：前次课的内容回顾和本次课的主要内容

授课内容：

第三节  特殊土

三.　红土

（四）红粘土成分结构工程地质特征

1.　成分、结构特征

2.　红粘土工程地质特性（4方面）

红粘土性质的不均匀性（深度与水平方向）

四.膨胀土

1.膨胀土分布、成因

定义、成因、判别（4个方面）

2.成分、结构特征

3.　工程地质特征(基本)（4个方面）

4.　膨胀土胀缩性分级

按自由膨胀率划分胀缩潜势

5.胀缩性评价指标

6.胀缩性影响因素

五、盐渍土

定义、地理位置分类、含盐种类分类、特点

六.人工填土

定义、特性、分类

七.冻土

定义、冻胀原因、冻胀率（按此分类）

5分钟

25分钟

25分钟

10分钟

10分钟

15分钟

教学目的

及要求

掌握红土的工程地质特征，了解膨胀土、盐渍土、人工填土、冻土的定义、特性及相关指标

教学重点

与难点

重点：红土的工程地质特；膨胀土、盐渍土、人工填土、冻土的定义、特性及指标

难点：无

教学手段

多媒体、板书（根据学生情况讲解）

课后小结