1、江 苏 省 职 业 学 校理 论 课 程 教 师 教 案 本(学年 第 学期)专业名称 建 筑 工 程 课程名称地基与基础 授课教师学 校课题序号 1 授课班级授课课时 2 授课形式 讲授授课章节名 称项目一：地基计算部分 模块（1）:土的物理性质及分类任务 1：土的成因、组成使用教具 板书教学目的1、 掌握地基与基础相关概念2、 了解地基基础设计的基本要求3、 理解土的三相体系教学重点 地基与基础相关概念教学难点 无更新、补充以、删节内 容无课外作业 复习题（P2） 0.1、0.2教学后记授课主要内容或板书设计0 绪论一、地基与基础的概念重点掌握相关名词：基础、地基、持力层、下卧层、埋置深度
2、、软弱下卧层、人工地基、天然地基二、地基与基础在建筑工程中重要性地基与基础质量的好坏关系到建筑物的安全、经济和正常使用。例如意大利的比萨斜塔、加拿大特朗斯康谷仓均为地基中含有不良地基土造成结构失稳得典型。莲花河畔景苑小区在建的一栋 13 层楼整体倒塌的事故分析。桩基础、防讯墙、堆土、开挖基坑。三、基础的分类按照材料分类：砖基础、毛石基础、素混凝土基础、钢筋混凝土基础按照构造形式：独立基础、条形基础、十字交叉基础、筏板基础、桩基础、箱型基础按照埋置深度：浅基础、深基础四、地基基础设计的基本要求均需满足强度、刚度和耐久性的要求。1.1 土的成因土的概念及成因残积土和运积土1.2 土的组成课题序号
3、2 授课班级授课课时 2 授课形式 讲 授授课章节名 称任务 2：土的物理性质指标使用教具 板书教学目的1、 熟练掌握土的物理性质指标的概念及个指标的作用2、 会进行物理性质指标的换算教学重点 物理指标的概念及换算教学难点 物理指标的换算更新、补充以、删节内 容无课外作业 复习题（P16 ）1.4、1.7教学后记复习：相关名词：基础、地基、持力层、下卧层、埋置深度、软弱下卧层、人工地基、天然地基新课：一、土的三相关系示意图体积关系：V=Vs+Vw+Va质量关系:M=Ms+Mw+Ma(Ma=0)明确气体有体积无质量。二、室内土工试验指标1、土的质量密度和重力密度采用环刀法测定2、土的含水量采用烘
4、干法测定3、 土粒相对密度采用比重瓶法测定掌握三种指标的测定方法三、计算指标1、干密度和干重度：干密度：单位体积中固体颗粒部分的质量。干重度：单位体积中固体颗粒部分的重量。推导公式:2、饱和密度和饱和重度：饱和密度：土孔隙中完全充满水时的密度。饱和重度：土孔隙中完全充满水时的重度。3、土的有效重度：在地下水位以下，单位土体积中土粒的重量扣除浮力后，即为单位土体积中土粒的有效重量。4、 土的空隙比：土中孔隙体积与土粒体积之比。此指标是反映土的密实程度的物理指标。5、 土的空隙率土中孔隙所占体积与总体积之比6、 饱和度土中被水充满的孔隙体积与孔隙总体积之比此指标是反映土潮湿程度的物理指标。饱和度值
5、愈大，表明土孔隙中充水愈多。孔隙完全为水充满时，Sr=100，土处于饱和状态；孔隙中全是气体，没有水分，Sr =0，土处于干燥状态（这种状态自然界实际很少）。四、明确各个指标的作用，比较重力密度、干密度、饱和密度、有效重度的大小关系。课题序号 3 授课班级授课课时 2 授课形式 讲 授授课章节名 称练习：土的物理性质指标计算使用教具 板书教学目的1、会推导土的物理性质指标的换算公式2、会求解土的物理性质指标教学重点 土的物理性质指标的计算教学难点 土的物理性质指标的计算更新、补充以、删节内 容无课外作业 复习题（P16 ）1.8教学后记授课主要内容或板书设计复习：室内土工试验指标土的质量密度和
6、重力密度、土的含水量、土粒相对密度计算指标干密度和干重度、饱和密度和饱和重度、土的有效重度、土的空隙比、土的空隙率、饱和度新课：一、土的物理性质指标公式的换算二、例题求解例 1 某一块试样在天然状态下的体积为 60cm3，称得其质量为 108g，将其烘干后称得质量为 96.43g，根据试验得到的土粒比重 Gs 为 2.7，试求试样的湿密度、干密度、饱和密度、含水率、孔隙比、孔隙率和饱和度。例 2 某饱和土样重 0.4N ，体积为 21.5 cm3。放入烘箱内烘一段时间后取出，称得其重量为 0.33N，体积减小至 15.7 cm3，饱和度为 75% 。试求该土样烘烤前的含水量 w、孔隙比 e 及
7、干容重 d 。例 3 实验测得某土样的孔隙比 e=0.72，土颗粒的比重 Gs=2.61。求：(1) 孔隙率、干密度及饱和密度；(2) 若该土样的饱和度为 60%，计算其天然重度。课题序号 4 授课班级授课课时 2 授课形式 讲 授授课章节名 称任务 3：无粘性土的密实度粘性土的物理特征，土的分类使用教具 板书教学目的1、掌握粘性土的物理特征2、了解工程土的分类教学重点 粘性土的物理指标教学难点 无更新、补充以、删节内 容无课外作业教学后记授课主要内容或板书设计复习：土的物理性质指标新课：一、无粘性土的密实度无粘性土的范畴：砂石、碎石土砂土密实度的评定：天然孔隙比标准贯入试验：在土层钻孔中，利
8、用重 63.5kg 的锤击贯入器，根据每贯入 30cm 所需锤击数来判断土的性质，估算土层强度的一种动力触探试验。二、粘性土的物理特征1、 界限含水量液限、塑限、缩限2、 界限含水量的测定搓条法、锥式液限仪3、 两个指数（1）塑性指数：液限和塑限之差的百分数值（去掉百分号），用 Ip 表示。粘 性 土 的 分 类 建筑地基基础设计规范 GB50007-2002（2）液性指数三、地基土的工程分类岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土、人工填土其中岩石、碎石土、砂土可用砂石筛分析试验评定，粉土、粘性土课用塑性指数评定人工填土分类课题序号 5 授课班级授课课时 2 授课形式 讲 授授课章节名 称模块（2）
9、：土中应力计算任务：土的自重应力使用教具 板书教学目的 1、掌握土的自重应力的计算方法教学重点 土的自重应力的计算方法教学难点 土的自重应力的计算方法更新、补充以、删节内 容无课外作业教学后记授课主要内容或板书设计复习：无粘性土的密实度、粘性土的物理特征、地基土的工程分类新课：一、自重应力的概念由于土体本身自重引起的应力。注意：土体在自重作用下，在漫长的地质历史时期，已经压缩稳定，因此，土的自重应力不再引起土的变形。但对于新沉积土层或近期人工充填土应考虑自重应力引起的变形。二、一般情形下自重应力的计算方法:1、匀质土层2、多层土层土的自重应力曲线的绘制三、地下水存在时自重应力的计算计算时注意水
10、下土的重度采用浮重度四、不透水层存在时自重应力的计算岩石或者只含强结合水时的坚硬粘土层可认为是不透水层，不透水层面自重应力取以上土和水的总重。课题序号 6 授课班级授课课时 2 授课形式 讲 授授课章节名 称练习：土的自重应力计算使用教具 板书教学目的 1、掌握土的自重应力的计算方法教学重点 土的自重应力的计算方法教学难点 土的自重应力的计算方法更新、补充以、删节内 容无课外作业 复习题（P30 ）2.7教学后记授课主要内容或板书设计复习：自重应力的概念、一般情形下自重应力的计算方法、不透水层存在时自重应力的计算新课：例 1、一地基由多层土组成，地质剖面如下图所示，试计算并绘制自重应力 cz
11、沿深度的分布图。例 2、某土层及其物理性质指标如图所示，地下水位在地表下 1.0 m，计算土中自重应力并绘出分布。z018.6kpa27.4kpa52.6kpa课题序号 7 授课班级授课课时 2 授课形式 讲 授授课章节名 称任务 2：基底压力计算使用教具 板书教学目的1、掌握基底压力的概念2、掌握轴心受压基础的基底压力的计算方法教学重点 轴心受压基础的基底压力的计算方法教学难点 轴心受压基础的基底压力的计算方法更新、补充以、删节内 容无课外作业教学后记授课主要内容或板书设计复习：土中自重应力的计算方法新课：一、基底压力的概念建筑物荷载通过基础传递给地基的压力称基底压力，又称地基反力。基底压力
12、和地基反力为作用力和反作用力的关系。二、研究基底压力的意义研究基底压力是确定地基强度的前提条件。三、基底压力的分布基底压力的分布与基础的刚度、地基土的性质、基础埋深及荷载的大小等有关。基础刚度的影响：柔性基础：基底压力与荷载分布相同，变形为中间大两边小。刚性基础：基底压力为马鞍形，变形后仍保持平面。随荷载增大，地基反力分布：马鞍形抛物线形倒钟形。其他因素的影响：四、基底压力的简化计算工程上大多假定基底压力按直线分布1、轴心受压基础式中F 作为基础底面形心的竖向荷载，kN；A 基础底面积，G 基础及其台阶上回填土的总重， kN； 其中 为基础及回填土的平均重度，一般取 20kN/m3，但在地下水
13、位部分应扣去浮力；d 为基础埋深,当室内外标高不同时取平均高度。2、偏心受压基础基本公式：当 el/6 时，基底压力，表明基底出现拉应力，此时，基底与地基间局部脱离，而使基底压力重新分布。任务 3：土的附加应力计算课题序号 8 授课班级授课课时 2 授课形式 讲 授授课章节名 称任务 3：土的附加应力计算使用教具 板书教学目的1、 掌握土中附加应力的概念2、 熟练掌握竖向集中力作用下土中附加应力的计算方法教学重点 竖向集中力作用下土中附加应力的计算方法教学难点 竖向集中力作用下土中附加应力的计算方法更新、补充以、删节内 容无课外作业 无教学后记授课主要内容或板书设计复习：基底压力的概念轴心荷载
14、作用下基底压力的计算方法新课：一、附加应力的概念在外荷载作用下，土中各点均产生附加应力，且通过土料之间的传递向水平与深度方向扩散，附加应力逐渐减小。二、竖向集中力作用下土中附加应力计算公式：令：则上式改写为: 式中：k-集中力作用下的地基竖向附加应力系数,简称集中应力系数。可查表 2.1三、分布特点1、集中力作用线上2、在任一水平线上3、在 r0 的竖直线上课题序号 9 授课班级授课课时 2 授课形式 讲 授授课章节名 称任务 3：土的附加应力计算使用教具 板书教学目的 1、 熟练掌握均布矩形荷载作用下土中附加应力的计算方法教学重点 均布矩形荷载作用下土中附加应力的计算方法教学难点 均布矩形荷
15、载作用下土中附加应力的计算方法更新、补充以、删节内 容无课外作业 复习题（P30 ）2.8教学后记授课主要内容或板书设计复习：一、附加应力的概念二、竖向集中力作用下土中附加应力计算三、分布特点新课：一、均布矩形荷载角点下的附加应力设矩形荷载面长度和宽度分别为 l 和 b,作用于地基上的竖向均布荷载为 P0，角点 O 下任意深度 Z 的 M 点的竖向附加应力：Kc-均布矩形荷载角点下的竖向附加应力系数。简称角点应力系数。按照 m=l/b、n=z/b 查表 2.2 可得。二、均布矩形荷载任意点下地附加应力（a）O 点在荷载面边缘。（b）O 点在荷载面内。（c）O 点在荷载面边缘外侧。荷载面 abc
16、d 可看成由(ofbg)与(ofah) 之差和(oecg)与(oedh)之差合成的。（d）O 点在荷载面角点外侧。荷载面 abcd 可看成由(ohce)与(ogaf) 两个面积中扣除(ohbf)和(ogde)而成。课题序号 10 授课班级授课课时 2 授课形式 讲 授授课章节名 称练习：土的附加应力计算使用教具 板书教学目的 熟练掌握均布矩形荷载作用下土中附加应力的计算方法教学重点教学难点更新、补充以、删节内 容无课外作业教学后记授课主要内容或板书设计复习：一、附加应力的概念二、竖向集中力作用下土中附加应力计算三、分布特点新课：【例题 1】今有均布荷载 p=200kN/m2，荷载面积为 2m
17、2，如下图所示，求荷载面积上角点 A、边点 E、中心点 O 以及荷载面积外 F 点和 G 点等各点下 z=1m 深度处的附加应力。并利用计算结果说明附加应力的扩散规律。1、 A 点下的附加应力：A 点是矩形 ABCD 的角点，且 m=L/B=2/1=2；n=z/B=1，查 表 3-2得 ac=0.1999，故2、 E 点下的附加应力：通过 E 点将矩形荷载面积划分为两个相等的矩形 EADI 和 EBCI。求 EADI 的角点应力系数 ac：查 表 3-2 得 ac=0.1752，故3、O 点下的附加应力：通过 O 点将原矩形面积分为 4 个相等的矩形 OEAJ，OJDI，OICK和 OKBE。
18、求 OEAJ 角点的附加应力系数 ac：查 表 3-2 得 ac=0.1202，故4、F 点下的附加应力：过 F 点作矩形 FGAJ，FJDH，FGBK 和 FKCH。假设 acI 为矩形FGAJ 和 FJDH 的角点应力系数；acII 为矩形 FGBK 和 FKCH 的角点应力系数。求 acI：查 表 3-2 得 acI=0.1363求 acII：查 表 3-2 得 acII=0.0840 故5、G 点下的附加应力：通过 G 点作矩形 GADH 和 GBCH 分别求出它们的角点应力系数 acI和 acII。求 acI：查 表 3-2 得 acI=0.2016 求 acII：查 表 3-2 得
19、 acII=0.1202 故课题序号 11 授课班级授课课时 2 授课形式 讲 授授课章节名 称模块（3）：地基的变形任务：土的室内压缩试验及沉降观测使用教具 板书教学目的1、 熟悉室内压缩试验及指标2、 掌握建筑物沉降观测的意义及方法步骤教学重点 建筑物沉降观测的意义及方法步骤教学难点 建筑物沉降观测的意义及方法步骤更新、补充以、删节内 容无课外作业教学后记授课主要内容或板书设计复习：新课：一、室内压缩试验室内压缩试验是取原状土样放入压缩仪内进行试验，压缩仪的构造如图 4-1 所示。由于土样受到环刀和护环等刚性护壁的约束，在压缩过程中只能发生垂向压缩，不可能发生侧向膨胀，所以又叫侧限压缩试验
20、.二、土的压缩性指标1、压缩系数用表示，定义为某一压力增量下土样孔隙比的改变量。低压缩性土：a 1-20.1MPa-1中等压缩性土：0.1MPa -1a1-20.5 MPa-1高压缩性土：a 1-20.5 MPa-12、压缩模量 Es：指土在侧限条件下受压时压应力 z 与相应的应变 z 之间的比值 (单位为MPa 或 kPa)，即3、土的变形模量是指土在无侧限压缩条件下，压应力与相应的压缩应变的比值，单位也是MPa，它是通过现场载荷试验求得的压缩性指标，能较真实地反映天然土层的变形特性。压缩模量指土在侧限压缩条件下竖向附加压应力与应变增量之比。而变形模量指土在无侧限条件下附加压应力与压缩应变之
21、比。三、沉降观测1、观测意义2、沉降观测方法与步骤课题序号 12 授课班级授课课时 2 授课形式 讲 授授课章节名 称模块（4）：土的抗剪强度及地基承载力 任务：土的抗剪强度计算任务 2：土的极限平衡条件使用教具 板书教学目的1、 掌握库伦定律的相关内容2、 了解土的极限平衡条件教学重点 库伦定律教学难点 库伦定律更新、补充以、删节内 容无课外作业教学后记授课主要内容或板书设计复习：新课：一、土的抗剪强度1 土的抗剪强度 土的强度破坏通常是指剪切破坏，即：在某一个面上的剪应力达到了该面所具有的抵抗剪切破坏的 极限能力 。这一极限能力称为土的抗剪强度，通常用 s 表示 。 2 库仑抗剪强度定律
22、1776 年，法国科学家 Coulomb 在试验的基础上，提出土的强度计算公式，称为库仑抗剪强度定律，即： 砂 土： 粘性土： 上式中： s 为抗剪强度， 为破坏面上的法向应力， 为土的粘聚力， 为土的内摩擦角，它们是反映土的抗剪能力的两个指标，称为抗剪强度指标。 二、极限平衡条件实际应用中，常需判断土中一点是否破坏。但在同一点处，不同的作用面上的作用力不同，若其中某一个面上的切向力、法向力满足了式（ 5-1 ） ，则认为该点发生了剪切破坏，并称该点处于极限平衡状态。1、 应力圆 与强度包线相离，即剪应力 ，该点处于弹性状态。2、 应力圆 与强度包线在 A 点相切，即 ，该 点处于极限平衡状态
23、；应力圆称为极限应力圆。 3、 应力圆 与强度包线相割，即 ，该点处于破坏状态。在实际的受力状态中，当 时，已发生剪切破坏，故这种应力状态不可能在土体的实际受力状态中出现。课题序号 13 授课班级授课课时 2 授课形式 讲 授授课章节名 称任务 3：地基承载力的修正及地基勘察使用教具 板书教学目的1、 掌握地基承载力的修正方法2、 熟悉地基勘察的相关内容教学重点 地基承载力的修正方法教学难点 地基承载力的修正方法更新、补充以、删节内 容无课外作业教学后记授课主要内容或板书设计复习：一、室内压缩试验二、土的压缩性指标新课：一、承载力值的修正：由规范中的表格所查得的一般为地基承载力基本值 f0 或
24、标准值 fk经过查表及修正后的承载力标准值 fk 是指基础宽度小于 3m，埋置深度等于 0.5m 时的承载力。承载力的设计值 f 是由宽度和深度修正后得到。宽度和深度的修正公式为：式中：f地基承载力设计值；fk地基承载力标准值；1基底以下土的天然容重，地下水位以下用浮容重；0基底以上土的加权平均容重，地下水位以下取浮容重。B基础宽度（m） ，当宽度小于 3m 时按 3m 计，大于 6m 时按 6m 计；D基础埋置深度；B,D相应于基础宽度和埋置深度的承载力修正系数，按 表 813 查用。可以认为，承载力的设计值就是地基容许承载力的初值。按 f 设计基础，经过地基变形验算若满足要求，它就是地基的容许承载力。
