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课程简介 教师队伍  

■ 课程简介
课程名称: 基础工程 一级学科:  08 工学
二级学科: 0807 土建类 教学层次:  本科
负责教师: 吴兴序 学校名称:  西南交通大学
院系名称:   申报状态:  已获奖
申报级别: 省级 申报文件下载:  无下载文件
获奖名称: 获奖年度:  2006
主页地址: http://jpkc.swjtu.edu.cn/C125/kcms-2.htm 是否交换: 
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课程介绍:

课程发展历史沿革
作为一项古老的工程技术,基础工程已有上千年的历史。而作为一门独立的应用科学,至今也只有70年的历史。
在我校,张万九教授于1953年讲授桥梁基础工程课,归国学者吴炳焜教授于同年筹建了土力学地基及基础工程教研室,并为桥梁等专业开设基础工程课,是国内最早开设该门课程的高校之一。1956年,我校工业与民用建筑专业成立,针对房屋建筑基础的特点,教研室为该专业开设了基础工程课。1958年,吴教授主持编写了《土力学地基和基础》,并先后由高等教育出版社、人民铁道出版社出版,该书内容丰富,实用性很强,在当时影响很大,除为各铁路高校广为采用外,也是当时铁路建设过程中土工问题的重要参考资料,深受广大工程技术人员的欢迎,直到70年代还供不应求。在这一时期,我校基础工程(特别是其中的桩基工程)的科研水平在国内处于领先地位,吴炳焜教授领导的科研小组参加了武汉、南京长江大桥新型基础——管柱的科研工作,取得了丰富成果,为此,他获得“南京长江大桥建桥新技术”首届国家科技进步特等奖的荣誉奖。
“文革”结束后,教育工作恢复正常。而在此期间,基础工程的实践和理论又有了新的发展。为此,刘成宇教授主编出版了《土力学和基础工程》,并在国内铁路高校得到广泛应用。1992年,为充分展现基础工程的最新进展及其丰富内容,李克钏教授主编出版了新的《基础工程》教材,对原教材的内容进行了深化,并增加了当时正在推广应用的桩基承载力的动测新技术及相应的基本理论,此外,根据新的抗震设计理论和工程实践,重新改写了“墩台基础的抗震设计”一章。这一时期,周京华、夏永承教授于1990年主编出版了《房屋基础工程》,主要满足工业与民用建筑专业的教学需要。
基础工程是一门与工程实践结合密切的课程。在1996年实现“大土木”培养方案以前,为适应不同专业的要求,教研室为桥梁专业、隧道专业、铁道工程等与铁路建设密切相关的专业所开设的基础工程课程,周学时为4,教学内容与《铁路桥涵地基和基础设计规范》密切结合。为工业与民用建筑专业所开基础工程则学时为3,内容则与《建筑地基基础设计规范》密切结合。在此期间,基础工程课始终保持着很高的教学质量,在全国也有较大的影响,教研室的陈禄生教授和夏永承教授曾先后担任全国建筑工程专业教学指导委员会委员。
1996年,我校在国内高校中率先实行“大土木”培养方针,将原来的桥、隧、工、铁等四个专业合为土木工程专业。结合这次教学改革,我们对基础工程的教学内容、方法等也进行了相应的调整。为满足新的教学大纲的要求,李克钏教授主持对原《基础工程》教材(以桥梁基础为主)进行了修订,增加了工业与民用建筑基础的内容,新教材于2000年出版并被列为“九五”国家级重点教材。基础工程于2005年被评为校级精品课程。
基础工程主讲教师是我校岩土工程学科的骨干力量,本学科具有博士和硕士学位授予权,为四川省重点学科。近5年来,发表论文168篇,出版专著6本,获国家科技进步二等奖1项,省部级科技进步奖4项,丰富的科研成果和深厚的学术底蕴为基础工程的教学工作提供了强有力的支撑。
理论课和理论实践课教学内容

一、课程在本专业的定位与课程目标
我校土木工程专业的培养目标是:培养具有宽厚基础理论、较广泛的专业知识、较强的工程实践能力及一定创新精神和研究开发能力、从事土木工程规划、勘测、设计、施工、经营管理、科技开发及科学研究的高级技术人才。
作为土木工程专业一门重要的专业基础课,基础工程课的培养目标是:使学生掌握各类常见基础的设计原理及计算方法,了解基础的施工方法,为今后从事土建工程的设计或施工打好基础。同时,在学习过程中,注意培养学生的工程概念以及分析解决工程问题的基本能力,注重对学生基本素质特别是探索精神、创新能力的培养。


二、知识模块顺序及对应的学时
序号
知识模块
主要内容
学时
1
基础的作用、类型、特点;本学科的特点和发展简况。
1
2
天然地基上浅基础设计
浅基础的分类;浅基础埋置的深度;地基计算;刚性基础设计;扩展基础设计。
10
3
条形、筏形和箱形基础
条形、筏形、箱形基础的结构特点、计算特点;上部结构-基础-地基共同作用原理;地基模型(文克尔、半无限空间、有限压缩层);柱下条形基础计算(倒梁法、文克尔地基梁法)。
7
4
桩基础的设计与计算
单桩竖向承载力分析;单桩竖向承载力的确定方法;桩的抗拔承载力、横向承载力;横向荷载作用下单桩内力计算;桩基计算;承台的设计与计算。
14
5
机动与复习
?
2
课内学时共计???? 34学时
6
课程设计
?
17
课外学时共计???? 17学时

三、课程的重点、难点及解决办法
基础工程课的主要目的是使学生掌握各类常见基础的设计原理及计算方法,了解基础的施工方法,为今后从事土建工程的设计或施工打好基础。
总的来说,基础工程的重点是使学生从整体上对各类基础的特点有比较充分的认识,能够掌握浅埋基础、柱下条形基础、桩基础等类型基础的设计理论及方法。其学习的难点在于:
1)本门课程的实践性较强且仍在发展中,因此各类基础的计算、设计方法既有较强的理论性,又有较强的经验性,要将两者有机地糅合在一起并灵活应用有一定的困难。
2)该门课程所涉及到的先修课程较多,如土力学、材料力学、结构力学、钢筋混凝土结构等,因此若上述课程未能很好地掌握,学习基础工程时就会遇到较多的困难。
3)基础建在地下且为隐蔽结构,建成后很难见到,因此学生往往对基础缺少感性认识,学习时难免感到比较抽象。
具体地讲,各部分的重点和难点为:
1)对浅基础,应掌握地基承载力、沉降、稳定性的验算方法,掌握无筋扩展基础和钢筋混凝土扩展基础的计算及设计方法。在进行地基承载力、钢筋混凝土基础等计算时,学生往往会因对基本概念的理解不清,不能正确应用计算公式。
2)在柱下条形基础、筏板基础和箱形基础的学习中,应重点掌握上部结构-基础-地基相互作用的基本原理、地基模型及柱下条基的计算方法。其中,Winkler地基梁法理论性较强,学生学习时会有一定的困难。
3 桩基础是目前应用最为广泛的基础形式之一,也是本课程的重要内容。其重点是单桩的荷载传递特性、承载力的确定、群桩基础的计算和设计等内容。其中,群桩基础部分的计算较为复杂。
解决上述问题的方法是:
1)在教学过程中多联系实际工程,并充分利用多媒体教学手段,为学生提供生动形象的实例,增强学生对基础工程的感性认识。
2)虽然基础工程是一门应用性较强学科,但不能满足于仅使学生学会按给定的步骤、公式进行相应的计算和设计,而应真正掌握计算公式、计算理论的原理,做到融会贯通,灵活应用。此外,在教学过程中,对土力学、钢筋混凝土结构等课程中的相关内容作必要的重温,利于学生将其用于基础工程的学习中。
3)通过作业、课程设计、毕业设计等环节,对所学内容反复进行练习,掌握基础的计算及设计方法,加深对所学内容的理解和掌握。
4)对浅基础,在讲授地基承载力验算方法等内容时,应从土力学的角度说明其计算原理,使学生掌握计算公式中各量的含义,能够正确应用计算公式。对钢筋混凝土扩展基础,应重点分析抗冲切破坏计算公式的物理意义,学生的概念清晰后,就能够正确应用计算公式。
5 对柱下条形基础的内力计算,应与材料力学中梁的计算原理密切结合,当清楚地基梁与一般梁的共性和差别后,其计算原理及方法就不难掌握了。
??? (6)对桩基础,将重点放在群桩基础,应着重从桩-土作用的原理上,分析群桩基础的工作原理及承载力的计算方法。对桩基础的设计方法的掌握,则应通过作业、课程设计等环节来加强。


四、实践教学的设计思想与效果

基础工程实践课的内容主要包括课程设计及毕业设计。
1)课程设计
针对本课程内容较多,课内时间有限,而学生工程概念较少的特点,要求学生完成一个基础的完整设计过程,从而使学生进一步掌握基础的基本理论和设计方法,使所需知识得到进一步巩固和加强。
2)毕业设计
使学生掌握筏基、箱基、桩基等基础的设计方法,并通过对一完整结构如高层建筑、大型桥梁基础的设计,掌握其中一些复杂问题的计算和设计方法,使所学知识得到综合的应用,培养学生解决工程实际问题的基本能力。
??? 实践结果表明,我们很好地实现了上述目标。

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