土木工程课程设置及课程大纲

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  • 发布于 2010-12-16
  • 2679
 

				

一级学科课程

 

土木工程(0814)

 

属性

课程编号

课程名称

学时

学分

课程大纲撰写人

 

学科基础课

S081400XJ001

矩阵论

40

2

戴天时

 

S081400XJ002

非线性泛函分析

40

2

吉敏

 

S081400XJ003

概率论与数理统计

40

2

修改

 

S081400XJ004

数值分析

40

2

曹礼群

 

S081400XJ005

数学物理方程

40

2

华士鸣

 

S081400XJ006

随机过程

40

2

张三国

 

S081400XJ007

有限元方法

40

2

田宗漱

 

S081400XJ008

弹塑性力学

40

2

戴兰宏

 

S081400XJ009

材料力学

40

2

董心

 

S081400XJ010

计算机图形学理论与应用

40

2

沈青(修改)

 

S081400XJ011

工程地质学

40 

2 

伍法权,徐嘉谟

 

S081400XJ012

地球动力学

40 

2 

石耀霖

 

S081400XJ013

地球介质力学

40 

2 

魏东平

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

学科综合课

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

学院(系)盖章

 

 

 

 

学科专家组签字:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

二级学科课程

 

 

 

岩土工程(081401)

 

 

 

属性

课程编号

课程名称

学时

学分

课程大纲撰写人

 

 

 

专业基础课

S081401ZJ001

高等土力学

40

2

李广信

 

 

 

S081401ZJ002

高等岩石力学

40

2

中国地大(武汉)

 

 

 

S081401ZJ003

土动力学

40

2

河海大学

 

 

 

S081401ZJ004

岩石物理学基础

40

2

马麦宁

 

 

 

S081400ZJ005

地基与基础

40

2

贺晨云

 

 

 

S081401ZJ006

连续介质力学基础

40

2

王文标

 

 

 

S081401ZJ007

弹性动力学

40

2

上海交大

 

 

 

S081401ZJ008

岩土工程数值分析

40

2

上海交大

 

 

 

S081401ZJ009

岩石断裂力学

40

2

李世愚

 

 

 

S081401ZJ010

数学地质基础

40

2

赵桂萍

 

 

 

S081401ZJ011

桩基理论

40

2

上海交大

 

 

 

S081401ZJ012

岩土动力学

40

2

上海交大

 

 

 

S081401ZJ013

岩土工程

40

2

上海交大

 

 

 

S081401ZJ014

人工智能

40

2

王文杰

 

 

 

S081401ZJ015

岩体流变力学

40

2

待定

 

 

 

S081401ZJ016

冻土力学

40

2

待定

 

 

 

S081401ZJ017

爆炸力学

40

2

待定

 

 

 

S081401ZJ018

损伤力学

40

2

哈工大

 

 

 

S081401ZJ019

软土地基处理

40

2

待定

 

 

 

S081401ZJ020

岩土工程测试技术

40

2

上海交大

 

 

 

S081401ZJ021

现代爆破技术

40

2

待定

 

 

 

专业课

S081401ZY001

岩土工程勘察

40

2

河海大学

 

 

 

S081401ZY002

振动力学

40

2

上海交大

 

 

 

S081401ZY003

岩土工程施工技术与管理

40

2

待定

 

 

 

S081401ZY004

高等岩石工程专题

40

2

上海交大

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

讨论课

S081401TL001

岩土工程施工概略

20

1

待定

 

 

 

S081401TL002

土力学与基础工程

20

1

待定

 

 

 

S081401TL003

岩石力学专题

20

1

上海交大

 

 

 

S081401TL004

岩土工程数值分析方法

20

1

待定

 

 

 

S081401TL005

岩土结构分析

20

1

待定

 

 

 

S081401TL006

土力学专题

20

1

上海交大

 

 

 

学院(系)盖章

 

 

学科专家组签字:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

二级学科课程

 

 

 

防灾减灾工程及防护工程(081405)

 

 

 

属性

课程编号

课程名称

学时

学分

课程大纲撰写人

 

 

 

专业基础课

S081405ZJ001

运筹学通论

40

2

杨德庄

 

 

 

S081405ZJ002

防护工程学

40

2

待定

 

 

 

S081405ZJ003

三维地质建模方法

40

2

待定

 

 

 

S081405ZJ004

随机振动

40

2

待定

 

 

 

S081405ZJ005

高等钢筋混凝土结构

40

2

待定

 

 

 

S081405ZJ006

地震工程学

40

2

张裕明董瑞树

 

 

 

S081405ZJ007

岩土体动力学

40

2

待定

 

 

 

S081405ZJ008

岩土体水力学

40

2

待定

 

 

 

S081405ZJ009

地质工程数值方法

40

2

待定

 

 

 

S081405ZJ010

区域地壳稳定性分析

40

2

王文杰

 

 

 

S081405ZJ011

灾害治理与防护工程

40

2

待定

 

 

 

S081405ZJ012

地震危险性分析与安全性评价

40

2

章文波

 

 

 

S081405ZJ013

地理信息系统原理与应用

40

2

哈尔滨工业大学

 

 

 

S081405ZJ014

面向对象程序设计

40

2

薛景瑄

 

 

 

S081405ZJ015

结构动力学

40

2

哈尔滨工业大学

 

 

 

S081405ZJ016

环境地质灾害

40

2

待定

 

 

 

S081405ZJ017

防灾减灾信息与决策系统

40

2

待定

 

 

 

S081405ZJ018

系统理论与现代优化技术

40

2

待定

 

 

 

专业课

S081405ZY001

结构抗震分析

40

2

西安建筑科技大学

 

 

 

S081405 ZY002

工程结构振动与控制

40

2

上海交通大学

 

 

 

S081405ZY003

振动与噪声控制技术

40

2

西北工业大学

 

 

 

S081405ZY004

工程断裂力学

40

2

河海大学

 

 

 

S081405 ZY005

勘察技术

40

2

河海大学

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

讨论课

S081405TL001

城市灾害学

20

1

待定

 

 

 

S081405 TL002

工程抗风理论及应用

20

1

待定

 

 

 

S081405 TL003

学术论文规范及标准

20

1

待定

 

 

 

S081405 TL004

高等混凝土结构实习

20

1

待定

 

 

 

S081405 TL005

爆炸动力学讨论

20

1

待定

 

 

 

学院(系)盖章

学科专家组签字:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
                         

 

大纲编号:S081400XJ001

矩阵论

Matrix Theory

课程编号: S081400XJ001             课程属性:学科基础课                    学时/学分:40/2

预修课程:高等数学、线性代数

教学目的和要求:

本课程为土木工程学科硕士研究生的学科基础课。通过本课程的学习,使学生进一步掌握矩阵Jordan标准形、矩阵分解、矩阵微积分、矩阵函数以及线性空间与线性变换等方面的基本概念、基本理论和基本方法,培养学生在有限维线性空间的框架下利用矩阵理论分析和解决工程实际问题的能力,同时在抽象思维、逻辑推理、联想对比以及分析综合等方面提高学生的数学素质。要求学生对课程内容有较系统的理解,掌握相关的基本概念、基本理论和基本方法,并具有初步的应用能力。

内容提要:

第一章 绪论

数域,一元多项式的基本概念,整除性,最大公因式,复数域上的标准分解,共轭矩阵,Hermite矩阵,Hermite二次型,酉矩阵,矩阵的迹,矩阵的相似对角化与特征向量系的完备性,矩阵的直积。  

第二章 矩阵的Jordan标准形

多项式矩阵的秩,方阵可逆性,初等变换下的标准形式,行列式因子,不变因子,初等因子,两多项式矩阵等价的充要条件,两数字方阵相似的充要条件,矩阵的Jordan标准形,矩阵与其Jordan形间相似变换矩阵的求法,矩阵的致零多项式与最小多项式。

第三章 线性空间与线性变换 

线性空间的定义,性质,基与维数,坐标,基变换与坐标变换,线性变换及其运算,线性变换的矩阵,线性子空间,子空间的和与直和,不变子空间。

第四章 内积空间 

内积空间的定义,性质,标准正交基,Schmidt正交化方法,欧氏空间的度量矩阵,正交子空间,正交变换与对称变换,酉空间。

第五章 矩阵分解与广义逆 

矩阵的正交三角分解,满秩分解,谱分解,正规矩阵及其分解,奇异值分解,矩阵的M-P广义逆。

第六章 向量与矩阵的范数

向量范数定义,常用的几种向量范数,向量范数的等价性,矩阵范数的定义,乘法相容性,与向量范数的相容性,由向量范数导出的矩阵范数,列和范数,行和范数,谱范数,F-范数,矩阵范数的等价性,矩阵的测度及其性质,范数应用举例。

第七章 矩阵分析

向量序列与矩阵序列的收敛性,函数矩阵对变量的导数,函数对矩阵的导数,矩阵对矩阵的导数,矩阵的微分与积分,矩阵级数的收敛性,矩阵幂级数的收敛性。

第八章 矩阵函数及其应用 

用幂级数表示的矩阵函数,矩阵多项式的计算,一般矩阵函数的定义及性质,利用Jordan形计算矩阵函数,利用Lagrange-Sylvester插值多项式计算矩阵函数,利用矩阵函数求解一阶常系数微分方程组的初值问题。

主要参考书:

1.戴天时主编,《矩阵论》(第二版),吉林科学技术出版社,长春,2002。

2.李正良等编,《矩阵理论及其应用》,电子科技大学出版社,成都,1996。

3.程云鹏主编,《矩阵论》(第二版),西北工业大学出版社,西安,1999。

                    撰写人: 戴天时(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)

                    撰写日期: 2002年11日    

 

大纲编号:S081400XJ002

非线性泛函分析

Nonlinear Functional Analysis

课程编号: S081400XJ002      课程属性:学科基础课                    学时/学分:40/2

预修课程:微积分、点集拓扑、线性泛函分析

教学目的和要求:

  本课程为数学、土木工程各专业博士、硕士研究生的学科基础课,也可作为自然科学其它专业的选修课。数学内部以及自然科学提出许多非线性问题,本课程正是介绍求解非线性方程的一些方法,包括扑拓度理论,单调算子理论以及变分方法。在这个课程中,可以获得非线性分析最基本的思想、概念、方法,为今后独立解决各种非线性问题打下基础。

内容提要:

 

第一章 有穷维空间的拓扑度

   度的构造及基本性质;Brouwer不动点定理;Hedgehog定理;Jordan分离定理;无界集上的拓扑度。

第二章 无穷维空间的拓扑度

   关于Banach空间的基本知识;紧映射;Leray-Shauder度;Shauder不动点定理;可微映射的度。

第三章 单调映射及Accretive映射

   单调映射的基本性质;Poincare算子;满映射定理;极大单调映射;半内积;Accretive映射。

第四章 变分理论

   变分方法;泛函的极值理论;Nehari技巧;伪梯度流;形变定理;极小极大原理;畴数Lüsternir-SchnirelAmann定理;指标理论;Morse不等式。

 

教材:

  Klaus Deimling,Nonlinear Functional Analysis,Springer-Verlag, Berlin,Heidelberg,New York-Tokyo, 1985.

主要参考书:

  1. 陈文原,《非线性泛函分析》,甘肃人民出版社。

  2. 张恭庆,《临界点理论及应用》,科学出版社,北京,1986。

                                  撰写人: 吉敏(数学与系统科学研究院)

                                  撰写日期: 2001年11日

大纲编号:S081400XJ003

概率论与数理统计

Probability Theory and Mathematical Statistics

课程编号: S081400XJ003      课程属性:学科基础课                    学时/学分:40/2

预修课程:微积分、线性代数

教学目的和要求:

  通过本课程的学习,应使学生掌握概率论与数理统计的基本概念,了解它的基本理论和方法,从而使学生初步掌握处理随机现象的基本思想和方法,培养学生运用概率统计方法分析和解决实际问题的能力。

内容提要:

第一章     随机事件及其概率  

重点掌握概率、条件概率、三大公式及事件独立性的概念

第二章     随机变量及其分布  

重点理解随机变量、密度、分布函数的概念,掌握正态分布及随机变量的相互独立性

第三章     随机变量的数字特征 

重点掌握数学期望、方差的概念与计算,了解协方差与相关系数的概念

第四章     特征函数

掌握特征函数的定义、性质与计算,了解特征函数与分布函数之间的关系。     

第五章     大数定理与中心极限定理 

掌握大数定理与中心极限定理的定义及内容,熟悉三种收敛之间的关系。    

第六章     样本分析 

重点掌握样本分布中的基本概念,熟悉样本分布定理。   

第七章     统计估计

重点理解点估计、区间估计的概念。      

第八章     假设检验

重点理解假设检验的基本思想;掌握假设检验的基本步骤。

第九章     方差分析与回归分析

重点掌握方差分析与回归分析的方法

 

教材:

1.《概率论与数理统计》,周誓达 主编,人民大学出版社, 2004 年

主要参考书:

1. 普通高等教育“十五”国家级规划教材(高职高专教育)《概率论与数理统计》(第二版)金炳陶编著等教育出版社2000年8月第1版 2004年5月第2版2004年8月第2次印刷

撰写人:

撰写日期:

大纲编号:S081400XJ004

数值分析

Numerical Analysis

课程编号: S081400XJ004      课程属性:学科基础课                    学时/学分:40/2

预修课程:微积分、线性代数、常微分方程、线性与非线性泛函分析初步

教学目的和要求:

科学课程为土木工程硕士研究生的学科基础课,同时也可作为物理、力学、化学及工程科学等专业硕士研究生的选修课。本课程的主要内容包括:1. 插值与数值积分的基本理论;2. 线性和非线性方程组的基本方法;3. 离散动力系统与迭代法;4.线性与非线性特征值问题;5. 常微分方程数值解与有限元法简介。通过本课程的学习,希望学生掌握数值分析的基本内容和基本方法,对数值分析的最新动态有初步了解,能运用所学方法上机实算,为今后从事科学与工程计算打下基础。

内容提要:

第一章 插值和数值积分

   多项式与有理函数插值;三角函数与样条插值;Newton -Cotes 型求积公式;Euler-Maclaurin 求和公式;Gaussian 型求积公式。

第二章 线性与非线性方程组的基本方法

   Gauss 消去法;Cholesky 分解;共轭梯度法;Lanczos 算法;Newton 法;Bairston 法;多重网格法。

第三章 离散动力系统的基本方法

   重要背景和基本概念;Logestic 模型;符号动力系统和拓扑共轭;Newton 法;不动点算法;Merrill 法;同伦算法。

第四章 线性和非线性特征值问题的基本方法

   QR 算法;乘幂法与反幂法;子空间迭代法;正则解的预估-校正算法;连续法。

第五章 常微分方程数值解

   常微分方程的基本理论;单步和多步法;刚性常微分方程简介;打靶法。

第六章 变分原理与有限元法简介

   变分原理;Euler 方程;Ritz-Galerkin 方法;有限元法简介。

教材:

J. Stoer, R. Bulirsch,Introduction to Numerical Analysis, Second Edition, Springer-Verlag, 1991.

 

 

 

主要参考书:

1.   H. R. Schwarz,Numerical Analysis, A Comprehensive Introduction: With a Contribution by J. Waldvogel, Chichester: Wiley,1989.

2.   蔡大用,白峰杉,《高等数值分析》,清华大学出版社,北京,1998。

撰写人:曹礼群(数学与系统科学研究院)

撰写日期:2001年09日

 

大纲编号:S081400XJ005

数学物理方程

Differential Equations in Mathematical Physics

课程编号: S081400XJ005  课程属性: 学科基础课   学时/学分: 40/2

预修课程: 高等数学、常微分方程、线性代数、复变函数

教学目的和要求:

  本课程为土木工程硕士研究生的学科基础课,同时也是电气工程学科硕士研究生的学科基础课。主要介绍数学物理方程的基本知识和各种解法,提高学生解决实际问题的数学能力。

内容提要:

第一章 定解问题

   基本概念,三类基本方程,定解问题。

第二章 行波法

   Duhamel原理,一维波动问题,空间波动方程。

第三章 分离变量法

   分离变量法的一般原则,本征值问题,曲线坐标系,特殊函数。

第四章 基本解方法

   热传导方程的基本解和初值问题,波动方程的基本解和初值问题,场位方程第一,边值问题的格林函数。

第五章 变分法初步

   泛函的极值问题,泛函的变分,欧拉方程,条件极值问题。

 

教材和主要参考书:

  1. 严镇军,《数学物理方程》,中国科学技术大学出版社,合肥,1996。

  2. 郭敦仁,《数学物理方法》,人民教育出版社,北京,1977。

                                     撰写人: 华士鸣(中国科学院研究生院)

                                     撰写日期: 2001年09日

大纲编号:S081400XJ006

随机过程

Stochastic Processes

课程编号: S081400XJ006      课程属性:学科基础课                    学时/学分:40/2

预修课程:概率论、复变函数

教学目的和要求:

本课程为土木工程研究生的学科基础课。在现代科技诸多领域,例如物理、化学、生物、通信、机电、自动化、地震、海洋及经济等学科中均有着广泛的应用。本课程内容包括随机过程的概念和基本类型、Markov 链、Poisson 过程、二阶矩过程、平稳过程及其谱分解、Gauss 过程、Brown 运动、鞅及随机分析简介。通过本课程的学习,希望初步掌握随机过程的基本概念、方法和技巧,为进一步学习其它后续课程及应用打下坚实的基础。内容提要:

第一章 随机过程简介及基础知识

   随机过程概念与例子,概率空间,随机变量及分布函数,条件期望与概率生成函数,特征函数与Laplace变换,随机变量收敛的概念和极限定理,熵和信息。

第二章 Markov 链

   Markov 链的定义与例子,n步转移概率矩阵,强Markov 性,状态空间的分解,常返与瞬过,平稳分布,分支过程。

第三章 Poisson 过程

   Poisson 过程的定义与例子,Poisson 过程基本性质,Poisson 过程的一些推广。

第四章 纯不连续 Markov 过程

   纯不连续 Markov 过程的定义,Kolmogorov-Feller 方程,生灭过程,Q矩阵。

第五章 二阶矩过程与随机分析简介

   二阶矩过程及预备知识,均方极限、导数、积分,关于正交增量过程的随机积分,随机积分和微分。

第六章 平稳过程

   平稳过程的定义与例子,平稳过程的谱分解,平稳过程的遍历性与采样定理,线性系统中的平稳过程,ARMA(p,q)模型简介。

第七章 Gauss 过程与 Brown 运动

   多元正态分布,Gauss 过程,正态Markov过程,Brown 运动的定义,Brown 运动的性质。

第八章 鞅论简介

   鞅的定义和一些例子,Doob停时停止定理,Doob上穿不等式及鞅的收敛性。

 教材:

  陆大 ,《随机过程及其应用》,清华大学出版社,北京,2000。

主要参考书

  1. 复旦大学编,《概率论第三册:随机过程》,高等教育出版社,北京,1995。

  2. 方兆本,缪柏其,《随机过程》,中国科学技术大学出版社,合肥,1992。

  3. 王梓坤,《随机过程》,科学出版社,北京,1996。

                                    撰写人: 张三国(中国科学院研究生院)

                                    撰写日期: 2001年09日

大纲编号:S081400XJ007

有限元方法

Finite Element Methods

课程编号:S081400XJ007

课程属性:学科基础课

学时/学分:40/2

预修课程: 计算机Fortran语言、材料力学、弹性力学

教学目的和要求:

本课程为声学、土木工程及其相关专业研究生的学科基础课。随着计算机的发展,有限元法成为解连续域边值及初值问题的强有力数值方法。本课程提供研究生所需有限元方法的基本知识及初始上机技能。

 

内容提要:

第一章 引言

有限元方法及其发展,有限元法特点,杆件结构有限元,单元计算,单刚组合成总刚,方程组求解。

第二章 弹性力学平面问题

平面应力与平面应变,有限元求解步骤,三角形元、形函数与面积坐标、单元刚度阵,等效结点力、整体分析,广义坐标有限元一般格式,有限元解的性质及收敛准则。

第三章 弹性力学空间问题

四面体常应变元,六面体砖块元,子结构法,内部自由度凝聚,其它空间元简介。

第四章 轴对称问题

三角形环单元,单元刚度阵,等效结点力,精确单刚的计算。

第五章 Lagrange及Hermite插值法,有限元的形函数

       有限元的形函数,Lagrange插值,一维有限元,二维有限元,三维有限元形函数,Hermite插值。

第六章 等参有限元

       平面等参元,空间等参元,轴对称等参元,等参变换条件及退化元,等参元收敛条件,数值积分,等参元的应用问题,Wilson非协调元及其收敛问题。

*第七章 结构动力响应

        动力学方程,质量阵,阻尼阵,实际积分法,振型叠加法。

注: * 建议讲课教师视学生情况增减讲授内容。

主要参考书:

1.       谢贻权、何福保,《弹性和塑性力学中的有限单元法》,机械工业出版社,1981。

2.       王勖成、邵敏,《有限单元法基本原理与数值方法》,清华大学出版社,1997。

3.       Klaus-Jhurgen Bathe, Finite Element Procedures in Engineering Analysis, Prentice-Hall, Inc., Englewood Cliffs, New Jersey,1982.

                                             撰写人:田宗漱(中国科学院研究生院)撰写日期:2001年09月

 

 

大纲编号:S081400XJ008

弹塑性力学

Elastoplastic Mechanics

课程编号:S081400XJ008

课程属性:学科基础课

学时/学分:40/2

预修课程:  张量分析、连续介质力学

教学目的和要求:  

本课程为固体力学专业硕士研究生的学科基础课。本课程主要内容包括张量和场论基础、弹性力学基本理论、塑性力学基本理论、材料大变形问题的基本描述、应变梯度塑性理论及其应用。

通过本课程的学习,希望学生能掌握弹塑性力学基本概念、基本原理和基本解法,并对当今变形固体力学的最新进展有所了解,为今后从事相关研究工作打下坚实基础

内容提要:

第一章 绪论

弹塑性理论的的基本假定、基本方法和任务。

第二章张量和场论基础

张量概念,张量代数和演算,场论基础。

第三章 弹性力学空间问题

应力与应变张量的概念、主值、主方向,平衡微分方程,变形几何方程和协调方程。

第四章 轴对称问题

弹性理论的基本方程和边界条件,弹性理论的基本定理与变分原理、基本解法。

第五章 Lagrange及Hermite插值法,有限元的形函数

    塑性屈服条件,加载条件、加载和卸载准则,有关材料性质的几个假设,塑性流动理论, 塑性全量理论。

第六章 等参有限元

弹塑性力学边值问题的提法,梁的弹塑性弯曲,杆件的弹塑性扭转,薄壁圆管拉伸和扭转组合变形。      

第七章 结构动力响应

基本方程,滑移线及其性质,速度场与边界条件,基本边值问题及解法,应用简例。

第八章 塑性极值原理与能量方法

虚功原理,弹塑性变分原理,极限分析中的上、下限定理,应用实例。

第九章 材料大变形的基本描述

物体运动和变形的物质与空间描述,应变张量和应变率张量,应力张量和应力率, 应力与应变间的共轭关系。

第十章 应变梯度塑性理论

尺寸依赖现象,应变梯度塑性理论进展,应用实例。

主要参考书:

1.       陆明万等,《弹性理论基础》,清华大学出版社,北京,1994。

2. 李国琛,《塑性大应变微结构力学》,科学出版社,北京, 1998。

3. 王仁等,《塑性力学基础》,科学出版社,北京,1982。

                                             撰写人:

撰写日期:

大纲编号:S081400XJ009

材料力学

Mechanics of Materials

课程编号:S081400XJ009

课程属性:学科基础课

学时/学分:40/2

预修课程:  张量分析、连续介质力学

教学目的和要求:  

本课程为是培养学生在机械设计中有关力学方面设计计算能力的技术基础课,本课程主要研究工程结构中构件的承载能力问题。通过材料力学的学习,能够对构件的强度、刚度和稳定性问题具有明确的基本概念,必要的基础知识,比较熟练的计算能力,一定的分析能力和初步的实践能力。

内容提要:

第一章:绪论

材料力学的任务和研究对象;变形固体的基本假设;内力、截面法;应力的概念;线应变和剪应变;杆件变形的基本形式。

第二章:轴向拉伸和压缩

轴向拉伸和压缩的基本概念和实例;截面法、轴力和轴力图;直杆横截面和斜截面上的应力,最大剪切应力;低碳钢和铸铁的拉伸试验及拉伸时材料的力学性质;低碳钢和铸铁的压缩试验及压缩时材料的力学性质;许用应力,强度条件;圣维南原理;轴向拉伸和压缩时的变形;应变能、比能;应力集中的概念;简单拉压静不定问题。

第三章:扭转和剪切

扭转的概念和实例;扭矩和扭矩图;薄壁圆筒扭转时的应力和变形;纯剪切、剪切虎克定律、剪应力互等定理;圆轴扭转时的应力和变形;强度和刚度条件;扭转时的弹性应变能;密圈弹簧的应力和变形;非圆截面扭转的概念;剪切的概念、实例,剪切、挤压的实用计算。

静矩、惯性矩、惯性积、惯性半径;平行移轴公式、转轴公式;主形心轴和主形心惯性矩。

第四章:弯曲内力

平面弯曲的概念和实例;梁的计算简图、剪力、弯矩及其方程;剪力图和弯矩图;弯矩、剪力和分布载荷集度的关系及其应用。

第五章:弯曲强度

纯弯曲时的正应力公式;弯曲正应力的强度计算;矩形截面梁和工字形截面梁的剪应力;弯曲剪应力的强度计算;提高弯曲强度的措施;弯曲中心的概念。

第六章:弯曲变形

梁的挠曲线及其近似微分方程;用积分法求梁的挠度和转角;根据叠加法求梁的挠度和转角;梁的刚度校核;提高弯曲刚度的措施;梁弯曲时的变形能。

第七章:应力、应变分析,强度理论

应力状态、主应力和主平面的概念;平面应力状态下的应力分析-解析法和图解法;三向应力状态基本概念;平面应力状态下的应变分析;广义虎克定律;强度理论的概念;材料破坏形式;四种常用强度理论、莫尔强度理论。

第八章:组合变形下的强度计算

组合变形的概念和实例;斜弯曲时的应力和强度计算;拉伸(压缩)与弯曲组合时的应力和强度计算;扭转与弯曲组合时的应力和强度计算。

第九章:实验应力分析

电测试验应力分析的基本原理和方法,应力测定,光测法的基本原理。

第十章:能量法

虚功原理;单位力法;莫尔定理;计算莫尔积分的图形互乘法;卡氏定理;互等定理。

第十一章:静不定结构

静不定结构的概念和实例;静不定结构的特点;力法解静不定结构;正则方程。

第十二章:动载荷

动静法应用;能量法解冲击问题;提高杆件抗冲击能力的措施;

第十三章:交变应力

交变应力下材料的疲劳破坏;交变应力参数;持久极限和影响因素;对称循环的疲劳强度校核;疲劳限图、非对称循环的疲劳强度校核;提高构件疲劳强度的主要措施。

第十四章:压杆稳定

弹性平衡稳定性的概念;细长压杆临界力的欧拉公式;杆端不同约束的影响、长度系数;压杆的柔度;欧拉公式的适用范围;经验公式、临界应力总图;压杆的稳定计算;提高压杆稳定性的措施。

 

教材:材料力学   聂毓琴、孟广伟 主编   机械工业出版社  2005年4月

主要参考书

1.《材料力学》 刘鸿文主编 高等教育出版社第三版,1992

2.《Mechnics of Materials》 S.Timoshemke J.Gere.Van Nostrand Reinhold

Compangy,1978

3.《材料力学》 范钦珊主编  高等教育出版社,2000

4.《材料力学》 初日德,聂毓琴主编, 吉林科学技术出版社,1995

5.《材料力学》  陈塑寰   聂毓琴  孟广伟编著,吉林科学技术出版社,2000

                                             撰写人:董心

撰写日期:

大纲编号:S081400XJ010

计算机图形学理论与应用

The Theory and Application of Computer Graphics

课程编号: S081400XJ010  课程属性: 学科基础课  学时/学分: 40/2

预修课程: 线性代数、C语言程序设计、数据结构、集合论、空间解析几何

教学目的和要求:

  本课程为土木工程学科基础课,同时也是通信工程、电气工程、电子科学与技术学科研究生的专业基础课。本课程介绍计算机图形学的基本结构和算法,辅助介绍一些前沿性的课题以及实践中经常遇到的问题和解决方法。

内容提要:

第一章  计算机图形学简介

计算机图形学的发展史及前景   

第二章 计算机图形系统的基本硬件

  计算机图形系统的基本结构,微计算机简介,显示设备,图形绘制设备,微计算机中的视频图形阵列——VGA,输入设备,虚拟现实系统。

第三章 光栅扫描图形学算法

直线的扫描转换算法,圆及椭圆的扫描转换算法,多边形的扫描转换算法,种子填充算法,图形的反走样技术和半色调技术,二维裁剪,二维几何变换和观察变换。

第四章 三维物体的表示方法

欧氏形体的表示,曲线,曲面,边界表示法,结构实体几何法,八叉树表示法,过程性方法,三维几何变换,三维观察。

第五章 隐藏线和隐藏面的消除

隐藏线的消除算法,深度缓冲器消隐算法,A-BUFFER消隐算法,扫描线消隐算法,跨距扫描线消隐算法,利用画家算法实现消隐,利用区域细分算法实现消隐,BSP树消隐算法,八叉树消隐算法,光线投射算法。

第六章 真实感图形的绘制

光源与色彩,基本光照模型(PHONG模型),多边形表面的光滑明暗处理,光照模型的物理描述,光线跟踪和整体光照模型,辐照度光照模型,物体表面细节的生成算法,阴影的生成算法。

第七章 图形结构、交互和标准

图形结构,用户交互,图形标准。 

教材:

  孙家广等,《计算机图形学》,清华大学出版社,北京,1998。

主要参考书:

  1. 唐荣锡等,《计算机图形学教程》,科学出版社,北京,2001。

  2. Donald Hearn等(蔡士杰等译),《计算机图形学》,电子工业出版社,北京,1998。

                                         撰写人: 沈青(中国科学院研究生院)

                                         撰写日期: 2001年09日

 

大纲编号:S081400XJ011

工程地质学

Engineering Geology

课程编号:S081400XJ011

课程属性:学科基础课

学时/学分:40/2

 

预修课程:普通地质学,岩石学,构造地质学,地貌学与第四纪地质学,岩土力学

 

教学目的和要求:

本课程是地质资源与地质工程专业研究生的专业基础课,在本科学习的基础上进一步强化工程地质学基本概念,深入认识各类典型的工程地质问题和工程地质作用机制,掌握各类工程地质问题的研究方法和分析评价方法,培养工程地质问题综合分析能力。

 

内容提要:

第一章 概述

工程地质学的任务与研究对象;工程地质条件;我国目前面临的重大工程地质问题;工程地质学的基本理论:成因论与演化论、结构控制论─工程地质力学理论、人-地相互作用理论;工程地质学的研究方法。

第二章 土体工程地质

土的地质成因、成分与结构;土的工程性质;土的构造与宏观非均质和各向异性;中国土的区域分布与特殊土。

第三章 岩体工程地质

岩体的成因与结构类型;岩体结构性质及其测量方法;岩体质量工程分类;常规条件下岩体的力学与水力学性质;高地应力与动力条件下岩体的工程性质;岩体性质的演化。

第四章 区域地壳活动性问题的工程地质分析

区域地壳活动性工程地质分析的基本内容;活动断层的工程地质研究;地震稳定性工程地质分析;我国主要活动断裂及区域地壳活动性分区特征。

第五章  高陡边坡变形与稳定性的工程地质分析

概述;边坡结构类型划分;高陡边坡变形破坏模式;边坡变形破坏的尺寸效应;高陡边坡变形的动力响应特征;高陡边坡变形与稳定性评价的基本方法;高陡边坡破坏的灾害风险评价;高陡边坡加固的基本原则。

第六章 深埋长隧洞与复杂洞群围岩稳定性的工程地质分析

概述;深埋长隧洞与复杂洞群围岩变形破坏模式分析;深埋长隧洞与复杂洞群主要工程地质问题;深埋长隧洞与复杂洞群围岩变形与稳定性分析方法;深埋长隧洞与复杂洞群主要加固处理措施。

第七章  复杂地基稳定性问题的工程地质分析

地基岩土体主要类型;超高建筑物地基变形与稳定性;高山峡谷地区深厚覆盖层松散地基渗透稳定性与动力稳定性,地基处理与利用。

第八章  专门工程地质评价方法

专门工程地质评价的一般原则;专门工程地质评价的基本程序;水利水电工程地质评价;矿山工程地质评价;铁路与公路工程地质评价;工业与民用建筑工程地质评价;港口工程地质评价;环境工程地质评价。

第九章  工程地质技术简介

工程地质勘探技术;工程地质测试技术;工程地质监测技术;工程地质数值计算与信息技术;岩土体工程处理技术。

 

教材与主要参考书:

张咸恭,王思敬,张倬元等,中国工程地质学,北京,科学出版社,2000

张倬元,王士天,王兰生,工程地质分析原理,北京,地质出版社,1997

 

 

撰写人:伍法权,徐嘉谟(中国科学院地质与地球物理研究所)

撰写日期:2002年11月

大纲编号:S081400XJ012

地球动力学

Geodynamics

课程编号:S081400XJ012

课程属性:学科基础课

学时/学分:40/2

预修课程: 普通地质学, 地球物理概论, 高等数学

教学目的和要求:

    本课程为地球物理学科和地质学科的硕士和博士研究生的学科基础课,也可作为其它相关专业研究生的选修课。

       地球动力学含义很广,本课程强调从地质和地球物理的基本观测事实和建立在这些事实上的概念模型出发,运用数理和力学的工具,抽象概括出定理的模型,研究地球整体及各圈层,特别是岩石层的动力学过程,不但了解地球内部过程的研究前缘,更要探索过程的成因。

    强调开展跨学科综合性研究,培养学生的研究能力。

内容提要:

第一章 行星地球

   地球在宇宙中,比较行星学,地球,板块构造,环境、资源、灾害和地球科学。

第二章 地球物质的流变性质

   应力和应变,地应力,岩石的本构关系,流变模型在地球动力学中的应用。

第三章 岩石圈力学变形分析

   岩石圈的弯曲,重力学基本知识,构造应力场分析,构造应力场。

第四章 构造地热学

   岩石热物理基本知识,岩石圈的热结构,地球的热状态,地球动力学和热演化历史。

第五章 流体力学的地球动力学应用

   流体力学的基本知识,简单的流体力学问题及其地质应用,热对流,地幔对流。

第六章 孔隙流体运动

       孔隙流体运动的基本知识,变形、热传递和孔隙水流的耦合作用,物质的传递—水污染—矿物的沉积—两相流和油气迁移与富积。

第七章 断层

       脆性断裂,摩擦,应力状态与断层活动,地震力学。

第八章 地球动力学中的非线性动力学问题

       分形,弹簧滑块的非线性动力学模型,细胞自动机,遗传算法在非线反演问题中的应用。

教材:

1.Geodynamics, Turcotte and Schubert, 1980

2.《地球动力学》,特科特,舒伯特,地震出版社,1986

主要参考书:

1.《大气构造物理学和地球动力学》,利布特里,地质出版社,1986

2.《地球动力学》,夏德格,地震出版社,1986   

                         撰写人:石耀霖(中国科学院研究生院)

撰写日期:
大纲编号:S081400XJ013

地球介质力学

Mechanics of the Earth' Medium

 

课程编号:S081400XJ013      课程属性: 学科基础课

学时/学分: 40/2

预修课程: 高等数学、数理方程、矢量分析、普通物理

 

教学目的和要求:

本课程为地球物理学科研究生的学科基础课。本课程主要向地球物理学科及地质、海洋与大气等相关专业的研究生介绍固体力学的基本内容。从连续介质力学的观点运用简洁的数学表示方法阐述了固体弹性、流变等特性。通过上述内容的学习,使学生了解连续介质力学的研究方法,并运用它去处理固体介质(包括固体地球介质)受外力作用下的宏观形变和运动问题。

内容提要:

第一章   张量分析

坐标变换;正交张量;张量代数;张量的矩阵表示;张量不变量;张量分析

第二章 应力应变分析

应力张量;主应力与应力不变量;应力莫尔圆;平面应力;应变张量;主应变与应变不变量;平面应变

第三章 连续介质力学基本方程

质量方程;动量方程;动量矩方程;能量方程;本构方程

第四章 线弹性

广义虎克定律;各向同性弹性体;弹性力学基本方程;平面问题;弹性动力学问题;地震波;岩石层的弯曲

第五章 流变学

粘弹性模型;微分算子方程;拉氏变换;蠕变柔度与松弛模量;记忆积分;复柔度与复模量;粘弹基本方程;对应原理;地幔流变问题

教材和参考书

1.     王仁等,《固体力学基础》,地质出版社,北京,1979。

2.     尹祥础,《固体力学》,地震出版社,北京,1985。

3.     郭自强,《固体中的波》,地震出版社,北京,1982。

 

 

                               

撰写人:魏东平(中国科学院研究生院)

                             撰写日期:200107

 

 

 

 

 

 

 

大纲编号:S081401ZJ001

高等土力学

Advanced Soil Mechanics

课程编号:S081401ZJ001

课程属性:专业基础课

学时/学分:40/2

预修课程: 《土力学》、《弹塑性理论》(或者相近的课程)

教学目的和要求:

《高等土力学》是岩土工程专业研究生的主程干课;也是其他相关专业研究生选修的课程。《高等土力学》是在研究生选题之前开设的。介绍了岩土工程的比较新的进展,深入的理论发展,存在的问题等。培养他们分析解决问题的能力,也培养他们的实际操作能力和计算能力。在从课程学习到开始论文工作的过程中, 这是一门非常关键和必要的环节。
要求学生掌握土力学的基本概念,了解学科的发展和前沿,灵活地运用所学知识解决实际问题。

 

内容提要:

绪论:岩土工程-学科特点与发展

岩土工程的发展、现状与前景
第一章 土工试验

岩土工程的相关实验、技术及测试

第二章 土的本构关系

材料的本构关系、土的应力与应变特性
第三章 土的强度

概述、土的各项异性、蠕变强度、排水强度等
第四章 土中水的渗流

岩土中的水及其运动,岩土中水的渗流、土的冻胀和冻融作用、土的渗透性
第五章 土的压缩与固结

土的压缩及影响因素,地基沉降的原因和类型,瞬时沉降和次固结沉降和地基沉降计算等。

第六章 土坡稳定的极限分析

        土坡稳定的要素,土坡稳定的极限

教材:

1.李广信,高等土力学,清华大学出版社,北京,2004。

 

主要参考书

1.《土工原理与计算》,钱家欢等主编,中国水利水电出版社1996年第二版;

2.《土工原理》,殷宗泽等编,中国水利水电出版社20076年第一版;

3.《土的工程性质》,黄文熙主编,水利电力出版社,1983年第一版。

4. 沈珠江,理论土力学,中国水利水电出版社,2000。
5.  Mitchell J.K., Fundamentals of Soil Behavior (Second Edition), New York: John Wiley & Sons, Inc., Printed in USA, 1993.
6.  Holtz, Kovacs, An Introduction to Geotechnical Engineering, Prentice-Hall,Inc.,Englewood Cliffs.1981.

 

撰写人:李广信(清华大学)

撰写日期:2007年6月1日

大纲编号:S081401ZJ002

高等岩石力学

Advanced Soil Mechanics

课程编号:S081401ZJ002

课程属性:专业基础课

学时/学分:40/2

预修课程: 力学、高等数学、地质学

 

教学目的和要求:

通过本课学习,使学生掌握岩石、岩体的基本概念、性质指标及其测定原理与方法;岩体中天然应力分布的一般规律;掌握工程岩体中重分布应力的分布特征及其稳定性分析的原理与方法;培养学生工程岩体力学性质测定、稳定性分析与评价的基本能力。在岩体力学课程教学中通过基本概念、基本理论、基本方法的教学,培养学生发现问题、分析问题和解决岩体力学问题的能力。为今后从事生产实际工作和科学研究打好基础。

内容提要:

第一章 绪论

岩体力学是力学的一个分支学科,是研究岩体在各种力场作用下变形与破坏规律的理论及其实际应用的科学,是一门应用型基础学科。它的研究对象是各类岩体。本章将主要介绍岩体力学的定义、分支学科、研究意义、研究内容、研究方法、岩体力学的发展历史和发展趋势。

第二章 岩体的地质特征

岩体力学研究的对象是在各种地质作用下形成的天然岩体。岩体的物理力学性质在很大程度上受形成和改造岩体的各种地质作用过程所控制,往往表现出非均匀、非连续、各向异性和多相性的地质特征。因此,在岩体力学研究中,应将岩体地质特征的研究工作置于相当重要的地位。岩体由岩块和结构面组成。本章将主要介绍岩体的物质组成;岩块的地质特征;结构面的分类、物理特征及指标、级别;岩体的地质特征及工程分类。

第三章 岩块的物理、水理及热学性质

岩石和土一样,也是由固体、液体和气体三相组成的。所谓物理性质是指岩石三相组成部分的相对比例关系不同所表现的物理状态。本章介绍岩块的物理性质,包括岩块的密度、空隙性等;岩块的水理性质,包括岩块的软化性、渗透性、抗冻融性等;岩块的热学性质。

第四章 岩块的变形与强度性质

岩体是由岩块和结构面组成的。因此,研究岩体的力学性质,首先要研究岩块的力学性质。本章将介绍岩块的变形性质,包括岩块的单轴与三轴下的变形特征及变形参数;岩块的强度性质,包括各类强度(抗压强度、抗拉强度等)的确定、性质与应用;岩块的蠕变性质;岩块的几种强度判据。

 第五章 结构面的变形与强度性质

岩体被结构面分割成一系列的割裂体。结构面成为岩体中的最薄弱部位,是决定岩体力学性质的最主要因素。岩体结构面力学性质的研究,是岩体力学中重要的研究课题之一。本章将介绍介绍结构面的变形性质,包括结构面的变形特征及变形参数;各种类型的结构面的强度性质,包括各类强度(抗压强度、抗拉强度等)的确定、性质与应用。

 第六章 岩体的力学性质

岩体中存在各种类型不同、规模不等的结构面,并受到天然应力和地下水等环境因素的影响,在外力作用下其力学属性往往表现出非均质、非连续、各向异性和非弹性。人类的工程活动都是在岩体表面或岩体内部进行的,因此,研究岩体的力学性质具有实际意义。本章将主要介绍介绍岩体的变形性质,包括岩体变形特征、变形参数、岩体原位测试;岩体的强度性质,包括各类强度的确定与估算;岩体的水力性质;岩体的动力性质。

第七章 岩体中的天然应力

人类工程活动之前存在于岩体中的应力,称为天然应力。岩体在天然应力作用下,不是处于静力稳定,而是处于一种动力平衡状态,一旦应力状态发生改变,这种动力平衡条件将遭破坏,岩体也将发生这样或那样的失稳现象。岩体中的天然应力状态,在研究区域稳定、岩体稳定性以及在原位岩体测试工作中,均具有重要的实际意义。本章将主要介绍岩体中天然应力的研究意义、变化特征、测量方法及估算方法。

第八章 地下洞室围岩稳定性分析

地下洞室是指人工开挖或天然存在于岩土体中作为各种用途的构筑物。地下开挖破坏了岩体天然应力的相对平衡状态,形成新的应力状态,称为重分布应力状态。在重分布应力作用下,洞室围岩将向洞内变形位移。如果围岩重分布应力超过了岩体的承受能力,围岩将产生破坏。变形破坏的围岩将对支衬结构施加称为围岩压力。在有压洞室中,围岩还将产生围岩抗力。地下洞室围岩稳定性分析,实质上是研究地下开挖后这几种力学作用的形成机理和计算方法。本章将主要介绍地下洞室围岩应力、围岩压力、围岩抗力的特征、计算方法;围岩稳定性分析的方法。

第九章 岩体边坡稳定性分析

边坡在其形成及运营过程中,在诸如重力、工程作用力、水压力及地震作用等力场的作用下,坡体内应力分布发生变化,当组成边坡的岩土体强度不能适应此应力分布时,就要产生变形破坏,引发事故或灾害,常给人类工程活动及生命财产带来巨大的损失。本章将主要介绍岩体边坡重分布应力分布特征;边坡变形破坏的类型;边坡稳定性分析的步骤与方法。 

 

教材:

1.《岩体力学》 刘佑荣、唐辉明,中国地质大学出版社,1999

2.《岩石力学试验指导书》刘佑荣,中国地质大学,1992  

主要参考书:

 1.《岩体力学》 肖树芳等, 地质出版社,1986;

 2. 《岩体结构力学》 孙广忠,科学出版社,1988;

 3. 《岩体力学性质》 李先炜,煤炭工业出版社,1990;

 4. 《岩块力学性质》 李先炜, 煤炭工业出版社,1983;

 5. 《实用岩体力学》 郭志, 地震出版社,1988;

 6. 《工程岩土学》 唐大雄、刘佑荣等, 地质出版社,1986;

 7. 《岩石力学与工程》蔡美峰主编,科学出版社,2004;

 8. 《高等岩石力学》周维垣主编,水利电力出版社,1990;

9. 《岩体力学》沈明荣、陈建峰,同济大学出版社.2006.7;

 10.《岩土工程手册》,中国建筑工业出版社,1995;

 11.《水文工程地质与环境保护》,晏同珍等著,中国地质大学出版社,1994;

 12.《岩体断裂力学理论与应用》,中国地质大学出版社,1992;

 13.《岩体结构面三维网络模拟理论及基础应用,科学出版社,2007;

 14.《岩体结构面模型及应用》,中国地质大学出版社,1993;

 15.《公路高边坡岩土工程信息化设计的理论与方法》,中国地质大学出版社,2002;

撰写人:中国地质大学(武汉)

撰写日期:

大纲编号:S081401ZJ003

土动力学

Soil Dynamics

课程编号:S081401ZJ003

课程属性:专业基础课

学时/学分:40/2

预修课程: 高等数学、理论力学、材料力学、土力学

教学目的和要求:

《土动力学》是土木工程岩土工程的一门专业基础课。通过本课程的学习,使学生能掌握土动力学的基本原理、基本概念及一般方法,为学生今后工作中能正确分析、妥善处理岩土工程问题打下基础。

 

内容提要:

第一章 振动和波动现象,以及波的传播原理

振动和波动概念:振动特性描述;振源、频率、周期、振幅、阻尼和共振现象。波动现象介绍;弹性波动方程、波速、体波、面波和波传播原理。

第二章 土的动力本构关系

土的动力本构模型:土在动力荷载下动力本构关系特点,土的动力本构模型,粘弹性模型和弹塑性模型。

第三章 土的动强度和动变形

土的动强度特性,影响土动强度的主要因素,土动强度的确定方法,饱和无粘性土的振动液化,土的动变形,地基动承载力。

第四章 土与地基动力特性测试

土的动力特性现场室内试验,土的动力特性现场波速测试,弹性体波在地基勘察中的应用,地基动力特性块体激振法试验。

第五章 地震概述

地震成因及地震分布,地震动三要素,地震震级与烈度,地震反应谱

第六章 场地地震反应分析

集中质量法:场地地震反应分析模式,分析方法的基本公式:线性加速度法;修正线性加速度法;单质点体系地震反应分析;多质点体系地震反应分析。剪切层法,有限单元法,半解析数值法简介。

第七章 地基震害与地基抗震加固设计

震陷、液化,地震滑坡和地裂,地基抗震加固设计:加固深度和宽度的要求;对加固地基质量的要求。加固方法:换土垫层法;深层挤密法;强夯法和碎石桩法。

教材:

1.《土动力学》,杨桂通主编,中国建材工业出版社 2001-01.

主要参考书

1.《土工原理与计算》,钱家欢等主编,中国水利水电出版社1996年第二版;

2.《土工原理》,殷宗泽等编,中国水利水电出版社20076年第一版;

3.《土的工程性质》,黄文熙主编,水利电力出版社,1983年第一版。

撰写人:

撰写日期:

大纲编号:S081401ZJ004

岩石物理学基础

Rock Physics

 

课程编号:S081401ZJ004             课程属性: 专业基础课

学时/学分: 40/2

预修课程:普通地质学,岩石学

教学目的和要求:

本课程为固体地球物理学、构造地质学、岩土工程和地质工程等专业研究生的专业基础课,同时也可作为其它相关专业研究生的选修课。

岩石是构成地球的最基本的材料,研究地球上的诸多现象和过程,以及有关地球资源、环境和灾害等问题时,都离不开对岩石物理性质的理解和认识。本课程主要讲述岩石物理学的基本实验事实和基础理论,希望学生能够在了解有关岩石物理学的基本原理、方法的基础上,掌握如何利用岩石物理学方法解决实际地学问题。

内容提要:

第一部分  基础篇

第一章           岩石

地球上的岩石和矿物,岩石的分类,岩石的特点

第二章           岩石的力学性质

应力与应变,本构方程,岩石的断裂、摩擦和滑动,岩石的强度

第三章           岩石的弹性

二相体的弹性,岩石中波的传播和衰减,流体静压下岩石中裂纹、孔洞等对弹性的影响,理论解释

第四章           岩石的输运特性

岩石(体)的孔隙结构,岩石的渗透率,流体输运模型

第五章           岩石的热学、电学与磁学性质

岩石的比热与热导率,岩石的电性,岩石的磁性

第二部分  实验篇

第六章           岩石物性测量实验技术

岩石实验装置的基本组成,加温加压实验技术,常用的高温高压实验装置

第七章           岩石变形实验

各类岩石力学实验,岩石的蠕变与松弛

第八章           岩石弹性和电性的测量

岩石弹性波速的测量,岩石声发射的测量,岩石电导率的测量

第九章           岩石其它物性参数的测量

岩石的密度、孔隙度、含水量等的测量

第三部分  应用篇

第十章     岩石物性研究结果与应用

应用一,应用二,应用三

主要参考书:

1.       陈  颙等著,岩石物理学,北京大学出版社,2001

2.       陈  颙等著,地壳岩石的力学性能—理论与实际,地震出版社,1986

3.        Schreiber Edward, Anderson Orson L., Soga Naohiro. Elastic constants and their measurement, McGraw-Hill Book Company (New York), 1973

4.        托鲁基安(美)等著,单家增等译,岩石与矿物的物理性质,石油工业出版社,1990

5.        Mavko G., et al. The rock physics handbook, tools for seismic analysis in porous media. Cambridge University Press, 1998

6.        多尔特曼(苏)主编,蒋宏耀等译,岩石和矿物的物理性质,科学出版社,1985

7.        蔡美峰主编,岩石力学与工程,科学出版社,2002

8.        刘雄著,岩石流变学概论,地质出版社,1994

9.        谢鸿森著,地球深部物质科学导论,科学出版社,1997

10.     Timoshenko S. P. and Goodier J. N., Theory of Elasticity (Third Edition), 清华大学出版社,2004

11.     Anderson D. L., New Theory of the Earth, Cambridge University Press, 2007

 

 

撰写人:马麦宁(中国科学院研究生院)

撰写日期:20086

大纲编号:S081401ZJ005

基础与地基

Grounds and Foundation

 

课程编号:S081401ZJ005      课程属性: 学科基础课

学时/学分: 40/2

预修课程: 材料力学、结构力学、弹性理论、工程地质

教学目的和要求:

本课程为是一门土木工程专业的必修课,对水利工程专业为建议选修课。《地基与基础》所包含的知识既是土木工程专业学生必须掌握的专业知识,对水利工程专业的学生也是一门较重要的专业课程,尤其是岩土方向的学生。

通过本课程的学习,使学生了解地基基础的设计原则,掌握常用基础的设计计算方法以及了解其施工方法。掌握基坑开挖和支护工程的设计原理和方法以及基坑的稳定性分析方法。了解各种特殊土地基的性质和特点,掌握地基处理的方法、原理和适用范围。了解地震震害,掌握地震区地基基础的抗震设计方法及抗震措施。

内容提要:

第一章 绪论

掌握地基和基础的概念,了解地基与基础的研究对象和研究内容,了解地基基础在整个结构物中的重要作用以及地基基础合理设计的重要意义,了解地基基础学科的发展概况以及本课程的研究特点、学习要求和学习方法。

第二章  地基基础的设计原则

了解地基基础工程设计的目的和任务。掌握地基基础的设计原则,掌握地基和基础的各种类型及其特点。掌握地基、基础和上部结构共同工作的概念。了解考虑地基、基础和上部结构共同工作的地基计算模型。

第三章 刚性基础和扩展基础

掌握刚性基础和扩展基础的构造要求以及刚性基础的材料要求。掌握基础埋置深度的确定依据和方法。熟练掌握地基承载力特征值的确定方法以及地基承载力的验算和地基稳定性验算方法。掌握刚性基础和扩展基础的设计计算方法,包括基础的结构设计和地基的变形验算。

第四章 柱下条形基础、筏形和箱形基础

了解柱下条形基础、筏形和箱形基础与单独基础相比的优缺点。掌握弹性地基上各种梁的分析方法。掌握柱下条形基础的构造要求以及柱下条形基础和十字交叉基础的计算方法。熟悉筏形和箱形基础的构造要求,了解这两种基础的内力计算方法。掌握筏形基础的承载力验算方法以及箱形基础的结构强度计算和地基反力计算方法。

第五章 桩基础

掌握桩基础的概念及用途,熟悉桩基的结构和类型及各种桩的特点。了解桩基础的质量检验方法和设计原则,熟悉竖向荷载作用下单桩的工作性能,掌握桩的负摩擦力的有关概念和负摩擦力的计算方法。熟练掌握单桩轴向承载力的各种确定方法,掌握单桩抗拔承载力的确定方法,掌握桩的承载力特征值的概念及其确定方法。熟悉单桩的水平承载力的确定方法。掌握群桩的工作特点,了解承台下土对荷载的分担作用,掌握群桩承载力设计值的确定方法。掌握桩基础竖向、水平、抗拔承载力,负摩阻力的验算和软弱下卧层承载力以及沉降验算的方法,熟悉桩基础的设计方法。

第六章 沉井基础

了解沉井基础的作用和适用条件,掌握沉井基础的分类和构造。掌握旱地沉井、水上沉井的施工方法。了解沉井下沉过程中易出现的问题及其处理措施。掌握沉井的设计计算方法以及在施工过程中的结构计算,了解浮运沉井的计算要点。了解地下连续墙深基础及其施工过程。

第七章 基坑工程

掌握基坑工程的概念和特点,了解基坑支护结构的类型和适用条件。掌握基坑支护工程的设计原则和内容以及作用在支护结构上的荷载。掌握单支点排桩和地下连续墙的内力计算方法,了解多支点桩、墙的计算方法。掌握水泥土桩墙支护结构的稳定和变形计算以及地基承载力验算方法。了解水泥土桩墙支护结构的构造要求和设计特性。掌握土钉支护结构的设计和稳定性验算方法。掌握基坑整体稳定、基坑底抗隆起稳定和基坑渗流稳定分析方法。了解基坑开挖过程中地下水的控制方法。

第八章 特殊土地基

掌握软土、湿陷性黄土、膨胀土、红粘土地基的工程特性、评价方法以及工程处理措施,了解这些土基的分布范围及勘察方法。掌握影响黄土湿陷性和膨胀土胀缩性的因素。掌握山区土岩地基、冻土地基和盐渍土地基的工程特性以及工程处理措施。

第九章 地基处理

了解软土地基处理和利用的目的,熟悉地基处理的分类。掌握复合地基的概念、分类、作用机理和破坏模式,掌握复合地基有关设计参数、地基承载力的计算和变形计算方法。掌握换填垫层、排水固结、重锤夯实和强夯、桩土复合地基、灌浆和化学加固、土工合成材料加筋等各种地基处理方法的原理和作用、设计方法。熟悉其质量检验方法和施工方法。了解已成建筑物的托换技术和纠偏方法。

第十章 抗震地基基础

掌握地震震级和地震烈度的概念,了解地震区地基基础的震害现象。了解地基基础抗震设计的任务和目标,掌握各种地基基础的抗震设计方法和承载力验算方法。掌握土层的液化判别方法以及地基抗液化措施的选择方法。

第十一章 实践课程

实践课程主要是到桩基础和地基处理的施工现场,进一步了解桩基础施工过程以及施工机械,进一步了解地基处理的原理、方法以及使用的处理机具。

教材:

基础工程.赵明华主编.北京:高等教育出版社,2003. 1.

主要参考书:

1. 基础工程学.王成华主编.天津:天津大学出版社,2002. 5.

2. 基础工程设计与地基处理.左名麒编著.北京:中国铁道出版社,2000. 8.

 

 

                               

撰写人:

                       撰写日期:


大纲编号:S081401ZJ006

连续介质力学基础

Continuum Mechanics

课程编号:S081401ZJ006

课程属性:专业基础课

学时/学分:40/2

预修课程: 张量分析基础、弹性力学、工程力学

教学目的和要求:

  本课程为声学专业研究生的专业基础课,同时也是近代连续介质力学的基础。本课程以张量分析为工具,以连续介质(包括固体、流体)为研究对象,研究在有限变形条件下材料的力学行为,重点是本构理论以及各种对材料行为进行简化的本构模型。

内容提要:

第一章 张量代数

   Hamilton多项式,各向同性张量。

第二章 张量分析

   一般曲线坐标系,度量张量,正交张量,张量的分解,微分算符。

第三章 运动和变形

   连续介质变形和运动的一般理论,变形梯度张量,速度梯度张量,变形度量。

第四章 应力和平衡方程

   Cauchy应力的引入,各种不同的应力度量,线动量与角动量平衡方程,能量平衡方程及应力功率,间断条件。

第五章 本构理论

   本构的公理系统,客观张量,张量的客观导数,简单材料。

第六章 有限变形弹性理论

   Cauchy弹性,Green弹性、次弹性以及线弹性理论。

第七章 热弹性理论

   热力学简介,自由能,熵不等式,热弹性本构。

第八章 牛顿流及非牛顿流

   Rivlin-Ericksen张量。 

教材:

  1. 王文标,《连续介质力学导论》,中国科学院研究生院讲义,2000。

主要参考书:

 1. L. I. Sedov, Mechanics of Continuous Media, vol. 1, World Seientific, Singapore,1997.

 2. Yavuz Basar et al, Nonlinear Continuum Mechanics of Solids, Springer, Berlin,2000.

 3. C. Truesdell, K. R. Rajagopal, An Introduction to the Mechanics of Fluid, Birkhauser,Boston, 2000.

 4. M. E. Gurtin, An Introduction to Continuum Mechanics, Academic Press,New York,1981.(有中译本)

 5. 王自强,《理性力学基础》,科学出版社,北京,2000。

 

                                 撰写人: 王文标(中国科学院研究生院)

                                  撰写日期: 200107

大纲编号:S081401ZJ007

弹性动力学

Elastodynamics

课程编号:S081401ZJ007

课程属性:专业基础课

学时/学分:40/2

预修课程: 弹性力学、材料力学、数学物理方程

教学目的和要求:

通过本课程的学习,学生能逐步认识和学会分析振源在弹性介质中引起的波动现象,掌握纵波、横波、面波、频散等基本概念,认识到振源和边界条件对形成波场的重要性,明确波动方程及定解条件的力学背景、数学提法、解题思路,掌握求解弹性波传播问题的频率-波数域分析方法,了解弹性动力学在波动应力分析、地震研究和固体声学检测方面的某些应用情况。

内容提要:

第一章  绪论

弹性动力学的发展、现状、前进及应用

第二章  举例说明弹性动力学的研究对象

弹性静力学、振动理论与波动理论的区别(振源、波长、研究区域的范围)。一维波动问题 一维平面波,纵波、横波的概念,达朗贝尔解,特征线,传播介质、相位、振幅的概念。有限条片的初值问题:振型与波 球面波、柱面波与辐射条件

第三章 二维波动问题与频率-波数域分析方法
1.与位移场相关的场论概念。弹性动力学控制方程。倒易定理。
2.等容波(横波)与无旋波(纵波)。波动场的势函数表示。强调纵波不仅引起体应变,还引起偏应变。对“膨胀波”与“剪切波”名称进行解释,消除学生对这些名词的误解。
3.平面波的反射与折射。边界条件与斯涅耳定律。临界折射波。折射角与非均匀平面波的概念。
4.瑞利(Rayleigh)波——半无限介质表面附近的面波。再次对边界条件进行说明。

乐夫(Love)波——有限长度(在传播方向上)介质中的导波与频散。群速度与相速度。

圆柱对SH波的散射。

第四章 波的激发、传播、接收、信号处理简介(作为信号的弹性波)
讲授这一部分,一方面可使研究生了解弹性动力学的应用领域,进一步提高研究兴趣,另一方面让学生了解为解决实际应用问题必须学习的相关学科知识。
1.振源与波场:从频率-波数域到时间-空间域
2.无损检测与弹性波
3.地球结构反演与弹性波
4.回顾、展望与讨论。

教材:

  1. A.C.艾龙根、E.S.舒胡毕, 《弹性动力学》, 第二卷: 线性理论. 戈革 译,石油工业出版社,1984年。 

主要参考书:

  1. 阿肯巴赫:《弹性固体中波的传播》, 同济大学出版社,1992年。
2. 杨桂通:《弹性动力学》,中国铁道出版社,1988年。  

                                 撰写人:                                 

撰写日期:

大纲编号:S081401ZJ008

岩土工程数值分析

Numerical Analysis of Geotechnical Engineering

课程编号:S081401ZJ007

课程属性:专业基础课

学时/学分:40/2

预修课程: 弹性力学、材料力学、数学物理方程

教学目的和要求:

本课程讲述岩土工程分析中常用的数值方法及其理论的研究内容、现状与趋势,包括岩土工程控制方程、基本分析方法、边界条件,方程的离散化,饱和土的静力分析、动力分析理论,不连续岩土体的有限元分析,洞室的稳定性分析,开挖与回填过程的模拟,挡土结构的静力分析,打桩性状的波动方程分析等。其中重点是饱和土的固结分析,节理或接触面的模拟和施工过程分析。通过本课程的学习,使学生掌握岩土工程分析中常用的数值方法,了解岩土工程数值方法的研究现状与趋势。

 

内容提要:

第一章 土的本构模型
1. 1 应力应变分析
1. 2 土的变形特性
1. 3 屈服准则与破坏准则
1. 4 土的本构模型分析
1. 5 岩土损伤本构理论
第二章 有限差分法
2. 1 有限差分法的基本概念
2. 2 有限差分格式的建立
2. 3 有限差分法在岩土工程中的应用
第三章 有限元法
3. 1 概述
3. 2 有限元法的理论基础
3. 3 有限元法的基本过程
3. 4 有限元法求解时应注意的几个问题
3. 5 岩土工程问题常用的几种单元
3. 6 等参数单元与数值积分
3. 7 算例
第四章 岩土工程应力及变形问题有限元分析
4. 1 概述
4. 2 岩土工程弹性问题有限元分析
4. 3 岩土工程弹塑性问题有限元分析
4. 4 岩土工程弹粘塑性问题有限元分析
4. 5 有限元在岩体支护结构中的应用
4. 6 算例
第五章 边界元法
5. 1 概述
5. 2 弹性力学问题的边界元解法
5. 3 弹塑性问题的边界元解法
5. 4 边界元与有限元耦合计算
第六章 离散元法
6. 1概述
6. 2 刚性块体模型
6. 3变形体模型
6. 4算例
第七章 固结问题有限元分析
7. 1 概述
7. 2 固结问题的有限元分析
7. 3 粘弹塑性固结问题的有限元分析
7. 4 固结数值分析实例
第八章 土体渗流问题数值分析
8. 1 地下水渗流问题的有限元法
8. 2 饱和. 非饱和土稳态渗流数值分析
第九章 土体温度场的有限元分析
9. 1 控制方程
9. 2 采用三角形单元的有限元法
9. 3 采用四边形单元的有限元法
9. 4 相变的处理
9. 5 边界条件的处理
9. 6 非稳态温度场有限元法求解的特点
9. 7 算例
第十章 岩土工程数值分析新方法
10. 1 非连续变形分析方法
10. 2 流形方法
10. 3 无网格方法

教材:

1.岩土工程数值分析(第二版),廖红建 主编

主要参考书:

1.《岩土工程有限元分析理论与应用》谢康和 周健 科学出版社2002

2.《Programming The Finite Element Method》 I. M. Smith, D.V. Griffiths,John Wiley & Sons Inc 2004

3.《The Finite Element Method in the Static and Dynamic Deformation and Consolidation of Porous Media》 R. W. Lewis and B. A. Schrefler,. Wiley: Chichester, 1998

4.《Nonlinear Analysis in Soil Mechanics: Theory and Implementation》 Chen W F and E. Mizuno. 1990

5.《Numerical Methods in Geotechnical Engineering》 Desai, C. S., and Christian, J. T.,McGraw Hill Book Co., New York, 1977

    

                                 撰写人:                                 

撰写日期:

 

大纲编号:S081401ZJ009

岩石断裂力学

Fracture Mechanics of Rocks

课程编号: S081401ZJ009   课程属性: 专业基础课  学时/学分: 40/2

预修课程: 弹性力学、数学物理方法

教学目的和要求:

  本课程为固体地球物理学专业研究生的专业基础课。本课程面向资源、环境地球物理、震源物理,为地质成矿、地震预测预报、防震减灾等服务。通过课程学习 ,使学生掌握与断层运动和破裂有关的断裂力学理论及其在岩石与断层中的应用,并学习岩石力学实验的基本技能,了解有关国内外前沿学科进展。

内容提要:

第一章 线弹性断裂力学

   裂纹分类;裂纹端部应力场与位移场;应力强度因子与断裂韧度;能量释放率及其与应力强度因子间的关系。

第二章 脆性断裂理论

   最大周向应力理论;应变能密度因子理论;最大能量释放理论;三维裂纹扩展的拉应力判据。

第三章 非线性断裂力学

   裂纹端部塑性区大小的估计及达格德尔模型;巴伦布拉特内聚力模型;裂纹扩展阻力R和亚临界扩展;裂纹端部张开位移δ(CTOD);J积分。

第四章 断裂力学在地学中的应用

   受压闭合裂纹的扩展;滑动弱化模型;裂纹扩展的流变模型;损伤理论和细观力学。

实习: 岩石力学实验 (如条件允许)

   

 

教材:

  尹祥础,《固体力学》,地震出版社,北京,1985。

主要参考书:

  Stkinson主编(尹祥础等译),《岩石断裂力学》,地震出版社,北京,1992。

                                        撰写人: 李世愚(中国地震局地球物理所)

                                        撰写日期: 2001年07日                                                

大纲编号:S081401ZJ010

数学地质基础

The Elements of Math Geology

 

课程编号:S081401ZJ010      课程属性:专业基础课

学时/学分:40/2

预修课程: 概率与数理统计      

 

教学目的和要求:

本课程是地学各专业研究生的学科基础课。

本课程主要讲授地学研究中常用的几种数理统计方法及在实际应用中应注意的问题。目的是提高学生定量分析和处理地质数据的能力。

      

内容提要:

第一章  概率论的基本知识

随机现象、随机事件及其概率,随机变量及其分布,随机变量的数字特征,大数定律与中心极限定律。

第二章  统计推断

地质数据资料的整理,参数估计,假设检验。

第三章  方差分析

单因子方差分析,双因子方差分析,数据可利用程度的检验方法及其应用实例。

第四章  回归分析

一元线性回归分析,多元线性回归分析,多项式回归分析及其实例。

第五章  相关分析

典型相关分析的数学模型,典型变量与典型相关系数的计算步骤,典型相关系数显著性检验,及其应用实例。

第六章  判别分析

判别的概念,二级判别分析,多级判别分析,逐步判别分析及其应用实例。

第七章  聚类分析

数据的标准化,系统聚类法(逐级归并聚类法),有序地质样品的归类分析(最优分割法)及其应用实例。

第八章  因子分析

因子分析的数学模型,主因子解,因子的估计,因子分析的计算步骤及其应用实例。

第九章   趋势面分析

 趋势面方程的求解,趋势面的拟合程度,地质背景的估计及其应用实例。

教材和参考书

1. 徐振邦等,《数学地质基础》,北京大学出版社,北京,1994.

2. 马春庭,《掌握和精通SPSS10》,机械工业出版社,北京,2001.

 

撰写人:  赵桂萍(中国科学院研究生院)

修改日期:2009年6月

大纲编号:S081401ZJ011

桩基工程

Pile Foundations

 

课程编号:S081401ZJ011      课程属性: 专业基础课

学时/学分:40/2

预修课程: 土力学与地基基础

 

教学目的和要求:

桩基工程这门课主要围绕基础的设计与计算,兼顾理论分析和实际应用,介绍了桩基的工作机理、承载力和变形特性、设计原则和计算方法。主要内容包括:桩的类型与成桩方法,各种成桩的适用条件和特点;静力计算法、土的原位测试法、经验法确定单桩承载力;桩端阻力和桩侧阻力的深度效应;大直径灌注桩和嵌岩灌注桩的承载力特性与确定;弹性理论法、荷载传递法及分层总和法计算单桩的沉降;群桩承台、桩、土相互作用的特性;群桩的极限承载力计算和沉降计算;群桩软下卧层的强度验算;横向荷载下单桩的破坏性状,静载试验法确定单桩的横向承载力和地基土水平反力;各种线弹性地基反力法计算横向受荷桩;灌注桩横向承载力的特性;考虑承台-桩-土相互作用计算群桩横向承载力;横向荷载作用下的群桩效应及计算方法;桩基的负摩阻力的发生机理和计算;减小负摩阻力的措施;摩擦桩承载力的时间效应;桩的压曲;桩的几何尺寸设计;桩身构造与强度计算;承台的构造与强度计算及提高桩基横向承载力的构造措施等问题。   

内容提要:

第一章 了解如何选择桩的类型和成桩方法,对各种成桩方法的适用条件和成桩新方法、新工艺要清楚。

第二章 结合建筑桩基的荷载、构造和使用特点,重点掌握竖向荷载下单、群桩的工作机理、承载力和沉降。

第三章 掌握荷载传递与破坏性状,桩端阻力和桩侧阻力的深度效应,熟悉单桩承载力的静力计算法、原位测试法、经验确定法,大直径桩和嵌岩桩的承载力特性与确定,各种沉降计算方法及其适用性。

第四章 对于群桩,了解不同土质中群桩承台-桩-土相互作用特性和群桩效应。掌握承台土反力、群桩极限承载力、各种沉降的计算方法及软下卧层的强度验算等。

第五章 考虑到某些条件下建筑桩基要承受地震力、风力等横向荷载,掌握计算横向承载力的极限平衡法,各种线弹性地基反力法及其适用性,灌注桩横向承载力特性,考虑承台-桩-土相互作用计算群桩横向承载力。

教材和参考书:

1. 刘金砺   桩基础设计与计算     中国建筑工业出版社  1990年7月

2. 高大钊, 赵春风, 徐斌   桩基础的设计方法与施工技术   机械工业出版社 1999年

3. 林天健, 熊厚金, 王利群 桩基础设计指南      中国建筑工业出版社  1999年

撰写人: 

修改日期:

 

大纲编号:S081401ZJ012

岩土动力学

Dynamics for Soils and Rocks

 

课程编号:S081401ZJ012     课程属性: 专业基础课

学时/学分:40/2

预修课程: 土力学、结构动力学、数理方程

 

教学目的和要求:

研究岩土的动力特性,动力反应分析方法,学会解决工程实际问题。内容有两个部分,共十章节。第一部分为土动力学。包括土的动强度、动变形与动孔隙水压力,饱和砂土的振动液化,土的动力本构模型,土体的动力反应分析和土体动力稳定性的分析。第二部分为岩石的动力学。包括岩石动态力学性质,岩石动态本构关系,岩体中波的传播与岩石(体)破坏机理,岩石(体)动力反应分析,岩石动力学在工程中的应用实例。      

内容提要:

第一部分 土动力学

第一章   土的动强度、动变形与动孔隙水压力

土的动强度, 土的动变形, 土的动孔隙水压力

第二章   饱和砂土的振动液化

饱和砂土的震动液化特征

第三章   土的动力本构模型

土本构,土的本构模型

第四章   土体的动力反应分析

土体的动力反应,土的动力反应分析

第五章   土体动力稳定性的分析

土体稳定性,土体稳定性分析

 

第二部分 岩石的动力学

第六章   岩石动态力学性质

岩石力学,岩石动力学

第七章   岩石动态本构关系

岩石本构关系,岩石动态本构关系

第八章   岩体中波的传播与岩石(体)破坏机理

岩体中波的传播,波对岩体的破坏

第九章   岩石(体)动力反应分析

岩石动力反应极其分析

第十章   岩石动力学在工程中的应用实例

岩石动力学工程的实例分析

教材和参考书:

1 周健等,土动力学理论与计算,中国建筑工业出版社,2001

2 杨桂通  土动力学 中国建材工业出版社 2000

3 王兰民  黄土动力学 地震出版社 2003

4 汪闻韶 土的动力强度和液化特性 中国电力出版社,1997

5 谢定义  土动力学. 西安: 西安交通大学出版社, 1988.

6 张克绪等   土动力学,地震出版社,1989

7 谢定义等   岩石力学,科学出版社,2004

8 戴俊编著  岩石动力学特性与爆破理论  冶金工业出版社  2002

撰写人: 

修改日期:

 

大纲编号:S081401ZJ013

岩土工程

Geotechnical Engineering

 

课程编号:S081401ZJ013      课程属性: 专业基础课

学时/学分:40/2

预修课程:

 

教学目的和要求:

本课程教学目的是使学生掌握岩土的工程性质的测试理论和测试技术,岩土工程治理过程中的监测和评价及岩土体特性改良效果的检测技术和方法,并了解信息化施工技术的原理。课程内容包括岩土变形与强度性质的室内和现场测试,地基加固处理效果检验与检测,基坑与边坡工程监测,地下洞室工程监测与评价的主要技术及方法。以及选用测试与检测手段的基本方法,测试数据的岩土力学解析与预测方法,信息化施工技术方案的设计原理。   

内容提要:

第一章 绪论

1.岩土工程测试技术简介

2.岩土工程现场监测与检测技术简介

3.岩土工程测试与检测技术现状与展望

4.信息化施工技术的现状与展望

要求:理解岩土工程测试技术的在土木工程中的作用和意义,了解信息化施工技术的研究现状。

 第二章 岩土工程的室内试验

1.土的物理指标试验

2.土的压缩与固结试验

3. 土的剪切试验

4.土的动力性质试验

5. 岩石的物理试验

6.岩石的强度试验

7.岩石的变形试验

8.离心模型试验

要求: 理解岩土工程的室内试验的目的、类型与主要内容,掌握岩土变形与强度性质的室内测试理论和测试技术。

第三章 岩土的原位试验

1.载荷试验

2.静力触探试验

3.动力触探试验

4.土体现场直剪试验

5.岩体现场剪切试验

要求:理解各种岩土原位试验的原理,掌握岩土现场测试的主要技术和方法。

第四章 岩土工程现场测试原理

1. 应力、应变、地下水的量测原理

2. 现场测试仪器的新进展

要求: 掌握现场测试中各种仪器的原理,了解国内外现场测试仪器的最新进展。

第五章 测试数据的处理方法

1. 测试数据的统计学处理方法

2. 测试数据中各种误差的处理方法

3.  测试结果的岩土力学解析

4.  各种岩土工程中变形问题的预测

要求: 掌握测试数据的统计学处理方法,了解各种测试误差产生的原因和消除方法。掌握各种岩土工程中变形问题的预测方法,以及如何应用岩土力学的原理评价测试结果。

第六章 地下洞室工程的监测与评价

1.盾构隧道的监测方法

2.岩石隧道的监测方法

3.基坑工程的监测

要求:掌握围岩压力量测,围岩变形量测,沉降观测,孔隙水压力量测,土体内部侧向变形观测和不良地质条件下的监测预报的方法与技术,掌握岩土测试与检测的基本要求,合理选用测试与检测手段的原则。

第七章 边坡工程的监测评价

1.    边坡工程的监测方法

2.    利用监测结果对边坡稳定性的评价

要求:掌握边坡地表位移量测,岩(土)体土体内部侧向变形观测,地下水位观测的方法与技术,并能利用监测结果对边坡稳定性做出评价。

第八章 信息化施工技术原理

1.信息化施工管理方案的基本构成

2.信息化施工管理方案的设计原理

理解信息化施工管理方案的基本构成,掌握信息化施工管理方案的设计的基本原理。

岩土工程的室内试验

现场测试参观

教材和参考书:

1. 《土工试验与原位测试》袁聚云、徐超、赵春风编

2.《岩土工程原位测试》石林珂、 孙文怀、 郝小红编

撰写人: 

修改日期:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

大纲编号:S081401ZJ014

人工智能

Artificial Intelligence

课程编号: S081401ZJ014  课程属性: 专业基础课   学时/学分: 40/2

预修课程: 数理逻辑基础、程序设计语言、如Java、C/C++

教学目的和要求:

  本课程为计算机应用技术专业硕士研究生的专业基础课。人工智能的范围很广,本课程在系统地讲述人工智能的基本原理、方法、技术的基础上,重点介绍逻辑程序设计语言、专家系统设计。

  通过本课程的学习,希望学生能掌握人工智能的基本概念和原理、人工智能系统的设计和实现。

内容提要:

第一章 绪论

   引言,人工智能发展历史,人工智能研究内容,人工智能应用,人工智能发展趋势。

第二章 知识表示

   概述,逻辑表示法,产生式系统,框架结构,语义网络。

第三章 搜索技术

   概述,状态空间搜索法,问题空间搜索法。

第四章 谓词演算

   命题逻辑归结法,一阶逻辑归结法,逻辑程序设计原理及Prolog。

第五章 推理方法

   概述,不确定推理,非单调推理。

第六章 专家系统

   概述,典型专家系统CLIPS和Exsys,专家系统设计与实现。

第七章 机器学习

   概述,实例学习,神经网络学习。

第八章 智能规划

   情景演算,规划。

第九章 通信与集成

   智能agent,多agent系统,agent之间的通信,agent的体系结构。

第十章 自然语言理解

   概述,自然语言处理方法,自然语言处理系统,机器翻译。

 

教材:

  Nils J. Nilsson, Artificial Intelligence: A new synthesis, Morgan Kaufmann Publishers, Inc., 1998.

主要参考书:

  1. Russel, S. J., Norvig, P., Artificial Intelligence: A Modern Approach, Prentice-Hall. 1995.

  2. Giarranto, J., Riley, G., Expert Systems: Principles and Programming(3rd ed.), PWS. publishing Company and International Thompson Publishing, 1998.

  3. 石纯一等,《人工智能原理》,清华大学出版社,北京,1993。

  4. 陆汝钦,《人工智能》(上、下),科学出版社,北京,1996。

                                     撰写人: 王文杰(中国科学院研究生院)

                                     撰写日期: 2001年09日

 

 

大纲编号:S081401ZJ015

岩体流变力学

待定

大纲编号:S081401ZJ016

冻土力学

待定

 

大纲编号:S081401ZJ017

爆炸力学

待定

 

大纲编号:S081401ZJ018

损伤力学

Damage Mechanics

课程编号:S081401ZJ018

课程属性: 专业基础课

学时/学分: 40/2

 

预修课程:张量分析、断裂力学

教学目的和要求:

了解掌握材料损伤的基本概念、理论框架、研究方法及主要模型,能够应用损伤力学的基本理论与模型分析研究各种损伤对材料力学行为的影响及其刻画,并进一步了解掌握损伤力学在工程构件断裂分析中的应用。

内容提要:

第一章   绪论:包括损伤力学的定义、基本假定、研究方法和主要内容

第二章   一维损伤理论:包括损伤变量、有效应力、应变等价性原理、损伤演化关系、                     损伤模型举例等

第三章   几何损伤理论:包括损伤张量的引入、有效应力张量的定义与计算、能量等价性原理、损伤张量性质的实验验证等

第四章   损伤力学的热力学基础:包括构形、Lagrange与Eular坐标系、物质导数、连续介质热力学的基本定律、损伤的连续统热力学模型、Lemaitre各向同性损伤模型、广义规范材料模型、Chaboche各向异性损伤模型等

第五章   损伤力学在断裂分析中的应用:包括考虑损伤的Dugdale模型、含损伤材料的裂纹扩展模型等

参考教材:

1.《损伤力学》,余寿文、冯西桥著,清华大学出版社,1997

主要参考书:

2.《连续介质损伤力学引论》,(美)卡恰诺夫著,杜善义、王殿富译、1989

 

撰写人:孙毅,李涛

撰写日期:

 

 

 

大纲编号:S081401ZJ019

软土地基处理

待定

大纲编号:S081401ZJ020

岩土工程测试技术

课程编号:S081401XJ020

课程属性:学科基础课

学时/学分:40/2

预修课程:  无

教学目的和要求:  

本课程为是培养学生在机械设计中有关力学方面设计计算能力的技术基础课,本课程主要研究工程结构中构件的承载能力问题。通过材料力学的学习,能够对构件的强度、刚度和稳定性问题具有明确的基本概念,必要的基础知识,比较熟练的计算能力,一定的分析能力和初步的实践能力。

内容提要:

第一章 绪论

1.岩土工程测试技术简介

2.岩土工程现场监测与检测技术简介

3.岩土工程测试与检测技术现状与展望

4.信息化施工技术的现状与展望

要求:理解岩土工程测试技术的在土木工程中的作用和意义,了解信息化施工技术的研究现状。

 第二章 岩土工程的室内试验

1.土的物理指标试验

2.土的压缩与固结试验

3. 土的剪切试验

4.土的动力性质试验

5. 岩石的物理试验

6.岩石的强度试验

7.岩石的变形试验

8.离心模型试验

要求: 理解岩土工程的室内试验的目的、类型与主要内容,掌握岩土变形与强度性质的室内测试理论和测试技术。

第三章 岩土的原位试验

1.载荷试验

2.静力触探试验

3.动力触探试验

4.土体现场直剪试验

5.岩体现场剪切试验

要求:理解各种岩土原位试验的原理,掌握岩土现场测试的主要技术和方法。

第四章 岩土工程现场测试原理

1. 应力、应变、地下水的量测原理

2. 现场测试仪器的新进展

要求: 掌握现场测试中各种仪器的原理,了解国内外现场测试仪器的最新进展。

第五章 测试数据的处理方法

1. 测试数据的统计学处理方法

2. 测试数据中各种误差的处理方法

3.  测试结果的岩土力学解析

4.  各种岩土工程中变形问题的预测

要求: 掌握测试数据的统计学处理方法,了解各种测试误差产生的原因和消除方法。掌握各种岩土工程中变形问题的预测方法,以及如何应用岩土力学的原理评价测试结果。

第六章 地下洞室工程的监测与评价

1.盾构隧道的监测方法

2.岩石隧道的监测方法

3.基坑工程的监测

要求:掌握围岩压力量测,围岩变形量测,沉降观测,孔隙水压力量测,土体内部侧向变形观测和不良地质条件下的监测预报的方法与技术,掌握岩土测试与检测的基本要求,合理选用测试与检测手段的原则。

第七章 边坡工程的监测评价

1.    边坡工程的监测方法

2.    利用监测结果对边坡稳定性的评价

要求:掌握边坡地表位移量测,岩(土)体土体内部侧向变形观测,地下水位观测的方法与技术,并能利用监测结果对边坡稳定性做出评价。

第八章 信息化施工技术原理

1.信息化施工管理方案的基本构成

2.信息化施工管理方案的设计原理

理解信息化施工管理方案的基本构成,掌握信息化施工管理方案的设计的基本原理。

岩土工程的室内试验

撰写人:

撰写日期:

 

大纲编号:S081401ZJ021

现代爆破技术

待定

大纲编号:S081401ZY001

岩土工程勘察

Geotechnical Investigation

课程编号:S081401ZY001        课程属性: 专业课

学时/学分:40/2

预修课程: 工程地质学、土力学

 

教学目的和要求:

本课程的教学目的在于培养学生掌握岩土工程勘察的基本理论和技术能力;基本掌握采用勘探和原位测试手段获取岩土的物理力学指标;学会基本的岩土物理力学指标的统计分析方法;根据不同的岩土类型和环境条件、测试结果,对岩土体作出科学合理的评价。 配合安排适当的实践环节,培养学生的动手能力,增强学生对岩土体及勘察手段的感性认识。

      

内容提要:

第一章 岩土工程勘察的基本技术要求

 第一节 岩土工程勘察分级

 第二节 岩土工程勘察阶段的划分

 第三节 岩土工程勘察的方法

第二章 工程地质测绘

 第一节 工程地质测绘的作用及特点

 第二节 工程地质测绘范围、比例尺和测绘精度要求

 第三节 工程地质测绘的工作程序、方法和一般要求

 第四节 工程地质测绘观测点的布置与定位

 第五节 工程地质测绘的研究内容

 第六节 工程地质测绘资料的整理

 第七节 航片和卫片在工程地质测绘中的应用

第三章 勘探与取样

 第一节 概述

 第二节 物探工程

 第三节 钻探工程

 第四节 坑探工程

 第五节 采取土样

 第六节 勘探工程的布置

第四章 原位测试

 第一节 概述

 第二节 载荷试验

 第三节 静力触探试验

 第四节 圆锥动力触探试验

 第五节 标准贯入试验

 第六节 十字板剪切试验

 第七节 旁压试验

 第八节 扁铲侧胀试验

 第九节 波速测试

 第十节 岩体原位测试

第五章 建设场地地下水勘察

 第一节 地下水对岩土工程的影响

 第二节 地下水勘察的基本要求

 第三节 水文地质参数的测定要求

 第四节 地下水作用的评价

第六章 现场检验与监测

 第一节 概述

 第二节 地基基础的检验与监测

 第三节 岩土体性状及不良地质作用和地质灾害的监测

 第四节 地下水的监测

第七章 岩土工程勘察成果整理

第一节 岩土参数的统计与分析

 第二节 岩土工程分析评价

 第三节 工程地质图的编制

 第四节 岩土工程勘察报告的缩写

第八章 不良地质作用、地质灾害和特殊性岩土的勘察

 第一节 岩溶

 第二节 斜坡的变形与破坏

 第三节 泥石流

 第四节 地震

 第五节 特殊性岩土

第九章 各类建筑岩土工程勘察

 第一节 房屋建筑与构筑物

 第二节 地下洞室

 第三节 水利水电工程

 第四节 道路工程

 第五节 天然建筑材料

 第六节 其他工程

 

  :1. 岩土工程勘察,郭超英 主编,地质出版社,2007

参考书:1. 岩土工程勘察, 王贵荣 主编,西北工业大学出版社,2007

2. 岩土工程勘察,袁灿勤 王旭东 主编, 河海大学出版社,2003

 

 

撰写人: 

撰写日期:

大纲编号:S081401ZY002

振动力学

Mechanics of Vibration

 

课程编号:S081401ZY002        课程属性:专业课

学时/学分:40/2

预修课程: 理论力学、材料力学

 

教学目的和要求:

随着工程技术的发展,机械振动问题已经成为各个工程领域内经常提出的严重问题。因此,振动力学已经成为工程技术人员必须具备的理论知识。在机械、航空、土建、水利等工程专业的本科生和研究生教学过程中,振动力学是一门重要的专业基础课。它更是工程力学专业本科生教学的主干课程之一。本课程的任务是教授学生振动的基本理论和分析方法,培养学生掌握结构动力学的基本理论和应用基本理论解决工程问题的能力。

 

内容提要:

第一章  自由振动

1 自由振动

2 阻尼自由振动

要求:掌握无阻尼和有阻尼自由振动的理论和分析方法。

第二章  受迫振动

1.线性系统的受迫振动

2.受迫振动的过渡阶段

3.简谐激励下的受迫振动

4.任意周期激励下的响应

5. 非周期激励的响应

要求:掌握单自由度系统受迫振动的基本理论和分析方法,理解受迫振动中的共振特性。

第三章  多自由度系统的振动

1.多自由度系统的自由振动

2.多自由度系统的模态

3.模态的正交性

4. 固有频率为零的情况

5. 固有频率相等的情况

6. 多自由度系统的受迫振动

7. 有阻尼的多自由度系统

要求:掌握多自由度系统的模态特性分析方法;掌握模态叠加法的运用;掌握多自由度系统的共振特性;理解有阻尼的多自由度系统的复模态分析技术。

第四章  线性振动的近似计算方法

1.邓克利法,瑞利法与里兹法

2. 子空间迭代法,传递矩阵法

要求:理解近似解法在工程中的应用。

第五章连续系统的振动

1.杆的纵向振动

2.梁的横向振动

3.集中质量法,假设模态法

4. 有限元方法

5. 课程总复习

要求:掌握连续系统的模态分析技术,以及与多自由度系统中的模态特性的区别;掌握工程中常用的几种离散化方法。

教材:

1.《振动力学》,刘延柱、陈文良、陈立群编著,2000

主要参考书:

1.       华东水利学院理论力学编写组:《理论力学》(下册), 高等教育出版社, 1984

2.       刘延柱:《振动力学》,高等教育出版社,1998

                                           撰写人:

                                           撰写日期:

 

 

岩土工程施工技术与管理S081401ZY003

待定

高等岩石工程专题S081401ZY004

待定

 

 

大纲编号:S081401TL001

岩土工程施工概略

待定

大纲编号:S081401TL002

土力学与基础工程

待定

大纲编号:S081401TL003

岩石力学专题

课程编号:S081401TL003      课程属性: 讨论课

学时/学分:20/1

预修课程: 材料力学,理论力学,弹塑性力学,工程地质学,有限元方法

 

教学目的和要求:

岩石力学是研究岩石的物理、化学、力学性质和岩体在环境条件下及荷载作用下应力、变形和稳定性的学科。它在地质工程、采矿工程、水利水电工程、交通工程、地震工程、石油工程、海洋工程、岩土工程、地下工程以及国防工程等领域都有广泛的应用。本课程适用于岩土工程专业的博士研究生。

本课程所授内容主要有:岩石和岩体的组成与力学性质,岩石的本构关系与强度理论,地应力及其测量技术,岩石力学试验技术,岩土工程数值分析方法,岩石地下工程、岩石边坡工程,岩石地基工程,以及岩石力学研究的新进展等。 。

内容提要:

第一章 绪论:岩石与岩体,岩体力学的研究内容,岩体力学的研究方法,岩体力学与其它学科的关系。

第二章 岩石物理力学性质:岩石的基本构成和地质分类,岩石的物理性质,岩石的力学性质,影响岩石力学性质的主要因素。

第三章 岩体力学性质:岩体结构面与结构体的概念,岩体结构的基本类型,岩体结构面的基本特征,结构面的力学性质,岩体的变形特性,结构面的力学效应及岩体的强度特性,影响岩体力学性质的主要因素,工程岩体分类。

第四章 地应力及其测量:初始应力状态的概念与意义,地应力分布的主要规律,影响地应力分布的其它因素,岩体初始应力状态的现场量测方法及应力状态的确定,高地应力地区的主要岩石力学问题。

第五章 岩石的本构关系与强度理论:岩石弹性本构关系,岩石塑性本构关系,岩石流变理论及长期强度,岩石强度理论。

第六章 岩石力学试验技术:岩石基本物理性质量测,岩石基本力学性质测试, 岩石力学的主要室内测试技术,岩体的原位测试技术,岩石的几种声学测试技术,岩体模型试验。

第七章 岩石力学数值分析方法:有限元法,边界元法,有限差分法,离散元法,位移反分析法。

第八章 岩石地下工程:岩石地下工程围岩应力解析法分析,围岩与控制,岩石地下工程的监测,软岩工程。

第九章 岩石边坡工程:边坡的破坏形式及其影响因素,边坡的稳定性分析方法,滑坡的防治与监测。

第十章 岩石地基工程:地基承载能力的确定,建筑物岩石地基,岩石路基,水工构筑物的岩石地基,岩基的加固处理措施。

第十一章 岩石力学研究的新进展: 岩石力学的分形理论, 岩石力学的非连续变形分析方法, 岩石损伤力学, 扰动状态概念理论, 智能岩石力学。

教材和主要参考文献:

1.高等岩石力学,周维垣主编,北京水利电力出版社,1990

2.高等岩石力学理论,王维纲,冶金工业出版社,1996

3.岩石力学与工程,蔡美峰 主编,科学出版社,2002

4.岩石物理学,陈颙,黄庭芳,北京大学出版社,2001

5.岩石的力学性质,尤明庆,地质出版社,2007

6.岩土工程测试技术,王锺琦等编著,中国建筑工业出版社,1986

7.围岩力学分析中的解析方法,陈子荫,煤炭工业出版社,1994

8.复杂岩体若干岩石力学问题,周思孟,水利电力出版社,1998

9.岩石力学,黄醒春 主编,高等教育出版社,2005

10.Engineering Rock Mechanics, John A. Hudson and John P. Harrison, New York, Pergamon, 2000

11.岩石力学,张永兴 主编,中国建筑工业出版社,2004

12.岩石力学,徐志英,水利电力出版社,1993

13.地下工程锚喷支护设计指南,郑颖人等,铁道出版社,1988

14.矿山岩体力学,高磊 主编,机械工业出版社,1987

15.岩石力学数值计算方法,周维垣,中国电力出版社,2005

16.Rock Slope Engineering, E. Hoek & J. W. Bray, London, Institution of Mining and Metallurgy,1981

17.Underground Excavations in Rock, E. Hoek & E. T. Brown, London, Institution of Mining and Metallurgy,1980

18.Foundation on Rocks, Duncan C. Wyllie, London, E & FN SPON, 1992

殷宗泽等, 土工原理,中国水利水电出版社,2007。

撰写人:

撰写日期:

大纲编号:S081401TL004

岩土工程数值分析方法

待定

 

大纲编号:S081401TL005

岩土结构分析

待定

 

大纲编号:S081401TL006

土力学专题

课程编号:S081401TL006      课程属性: 讨论课

学时/学分:20/1

预修课程: 土力学与地基基础,数学物理方程,高等土力学

 

教学目的和要求:

本课程是为硕士、博士生阶段拓宽土力学知识面,了解目前国内外土力学研究的最新前沿。重点放在土体的基本特性的深入研究、土体的本构模型研究、土的固结理论、土体的流变理论、城市环境岩土工程、固体和气体废弃物岩土工程处理方法、土与结构共同作用、大型地下结构设计与施工中的理论问题等。

内容提要:

第一章 土体的基本特性的深入研究

       土体的微观特性与宏观响应

       不同应力下土体的变形特性

第三章   土体的本构模型研究

       土体基本模型的总结

       耦合条件下土体的本构模型

       动力本构模型

第四章  土的固结理论

       饱和土的固结理论

       非饱和土的固结理论

第五章 土体的流变理论

       软土的次压缩

       经验流变模型

       弹粘塑性模型

       流变问题的有限元法计算

第六章 城市环境岩土工程

       垃圾填埋场的防渗系统

       垃圾气的生成与收集

       垃圾填埋场的最终覆盖系统

第七章 固体和气体废弃物岩土工程处理方法

       核废料的填埋系统

       二氧化碳等废气填埋系统

第八章 土与结构共同作用

       桩土共同作用研究

       土工织物与土体的共同作用研究

       植物与土体的共同作用研究

       大气循环与土体的相互作用研究

第九章 大型地下结构设计与施工中的理论问题

       大型深基坑的支护理论

       深埋地下结构的土压力研究

教材和主要参考文献:

殷宗泽等, 土工原理,中国水利水电出版社,2007。

撰写人:

撰写日期:

 

 

 

 

防灾减灾工程及防护工程(081405)

大纲编号:S081405ZJ001

运筹学通论

Principles of Operational Research (OR)

课程编号: S081405ZJ001   课程属性: 专业基础课   学时/学分: 40/2

预修课程: 高等数学、线性代数、概率统计

教学目的和要求:

本课程为非数学学科各专业博士、硕士研究生的专业基础课,同时也可作为管理科学专业研究生的选修课。运筹学分支多范围广,本课程主要内容涉及运筹学各主要分支的基本原理的数学基础。通过本课程的学习,希望学生能掌握运筹学各主要分支的基本概念和基本技巧。同时也希望通过一些案例教学,对运筹学的实质有所了解,为进一步学习和应用运筹学、从事运筹学的各分支研究打下基础。

 

内容提要:

第一章 线性规划

   问题之实例;数学模型;对偶理论;三种主要算法(单纯形算法、椭球算法、Karmarkar算法)的基本原理及其数学证明;其他算法及进展概述;

第二章 非线性规划

   非线性规划研究的基本工具;非线性规划的分析理论;无约束非线性规划的算法;有约束非线性规划的算法;一些特殊类型的非线性问题的算法;近年来算法发展的概述。

第三章 整数规划

   问题之实例;整数规划的特性分析;线性整数规划的割平面方法;整数规划的分枝定界法;混合整数规划的Lagrange松弛法。

第四章 动态规划

   实例与基本概念;动态规划的最优化原理;动态规划的基本算法;发展动态综述。

第五章 排队论(随机服务系统)

   实例与模型分类;输入过程和输出过程;平稳性态和瞬时性态;服务网络系统;矩阵分析法简介。

第六章 可靠性理论

   基本概念的常见的寿命分布;网络系统可靠性分析;可修系统和不可修系统的分析;预防维修策略。

第七章 库存论

   实例与基本概念;确定性库存模型;随机库存模型;凸凹费用函数的库存模型;发展动态综述。

第八章 运筹学实例分析

   介绍重大的实际问题的运筹学实践之实例。实际问题--建立数学模型--求解算法--软件研制--实际检验--效益分析。

第九章 运筹学其他分支简介和进展综述

 

教材:

  徐光辉等,《运筹学基础手册》,科学出版社,北京,1999。

主要参考书:

  1. 哈维.M.瓦格纳,《运筹学原理与应用》(中译本),耶鲁大学运筹学教材。

  2. 《运筹学》(修订版),清华大学,1990。

                                         撰写人: 杨德庄(中国科学院研究生院)

                                         撰写日期: 2001年11日

 

 

大纲编号:S081405ZJ002

防护工程学

待定

大纲编号:S081405ZJ003

三维地质建模方法

待定

 

大纲编号:S081405ZJ004

随机振动 

Random Vibration

 

课程编号:S081405ZJ004

课程属性: 专业课

学时/学分:40/2

预修课程: 振动力学、结构动力学

教学目的和要求:

本课程是在对规则振动已经了解的基础上,把振动理论应用于实际的一门应用课程,通过本门课程的学习,可以使学生了解在实际抗震中所采用的各种计算方法,及如何应用振动理论来解决实际问题,也可以为下一步深入研究打下基础。

内容提要:

第一章绪论

随机过程的基本概念,随机振动的理论背景和工程背景

第二章 自激振动及参变振动的概念和概率论初步

随机振动的描述:幅域描述,概率密度和概率分布函数;时域描述,相关函数;频域描述,功率谱密度函数。

第三章 回归分析与随机振动的相关性

随机振动响应,单自由度系统和多自由度系统随机振动响应的计算方法。

第四章  实验方法

随机振动的实验方法, 快速傅氏变换(FFT)。

教材:

1.庄表中、王行新:《随机振动概论》,地震出版社,1982

主要参考书:

1.徐昭鑫:《随机振动》,高等教育出版社,1990

                                  

 

撰写人:

                                  撰写日期:

大纲编号:S081405ZJ005

高等钢筋混凝土结构

 

课程编号:S081405ZJ016

课程属性: 专业基础课

学时/学分: 40/2

预修课程:钢筋混凝土结构; 建筑材料;材料力学

教学目的和要求:

本课程主要讲解钢筋混凝土结构的设计方法及可靠度理论,材料的本构关系和破坏准则;钢筋与混凝土的粘结及骨料咬合作用;正截面、斜截面强度计算,裂缝和变形,预应力混凝土,结构的延性和抗震验算、纤维混凝土性能及结构计算理论。

内容提要:

第一章 主要介绍混凝土结构材料特点、不同的结构形式和设计理论;结构可靠度基本知识以及混凝土耐久性;

第二章 系统的讲解混凝土结构可靠度设计理论;

第三章 主要讲解混凝土和钢筋的本构关系和破坏准则;

第四章 讲解钢筋与混凝土粘结试验和骨料咬合及销拴试验,讨论其作用机理和影响因素;

第五章 简单回顾混凝土构件正截面和斜截面承载力计算以及国内外相关规范计算差别;

第六章 从工程实用角度介绍对混凝土强度、耐久性和适用性有危害的宏观裂缝问题,裂缝对钢筋腐蚀的影响和防腐蚀措施;

第七章 主要讲解无粘结预应力梁和板的计算理论,超静定预应力结构的设计理论;

第八章 讲解钢筋混凝土结构延性及抗震设计理论;

第九章 介绍纤维混凝土的性能;

参考教材:

1. 高等钢筋混凝土结构学. 赵国藩主编. 中国电力出版社,1999.

2. 混凝土强度和本构关系. 过镇海编著.中国建筑工业出版社,2005.

3. 建筑结构抗震设计与实例. 吕西林 等编著. 同济大学出版社,2002.

主要参考书:

1. 纤维混凝土结构. 黄承逵著. 机械工业出版社,2004.

2.       预应力混凝土实用技术. 施岚青,陈嵘 编. 中国建筑工业出版社,2004.

 

撰写人:

撰写日期:

大纲编号:S081405ZJ006

工程地震学

Engineering Earthquake

 

课程编号: S081405ZJ006   课程属性: 专业基础课  学时/学分: 40/2

预修课程: 地震地质(构造地质)、地震学等

教学目的和要求:

  本课程为固体地球物理学专业研究生的专业课。本课程属应用科学,又是边缘科学,主要研究地震对工程建设实施的影响。

  通过课程学习,使学生掌握工程地震中的地震地质、地震危险性分析和地震小区划的基本原理和工作方法,为直接服务工程建设打下基础。

内容提要:

第一章 工程地震概述

由来、发展、与其他学科的关系。

第二章 地震区划

含义和研究内容;研究简史;地震区划图类型;中国地震区划;发展方向。

第三章 工程地震学中的地质问题

地位和作用;区域和近场地震构造调查;能动断层调查;地震构造去及其最大潜在地震确定;潜在震源区划分;地震地质灾害评价。

第四章 地震活动分析和地震危险分析

研究内容和方法;研究所需基础资料和基础图件;地震趋势分析和地震带地震活动性参数确定;潜在震源区确定标志研究;潜在震源区空间分布函数确定;地震危险性分析与计算;地震慨率模型研究 ;设定地震及其研究。

第五章 地震小区划

地震动;场地特征和场地地震反应;地震地质灾害工程评价;工程设计参数确定。

 

主要参考书:

  1. 胡聿贤主编,《地震安全性评价技术教程》,地震出版社,北京,1999。

  2. 胡聿贤,《工程地震学》,地震出版社,北京,1990。

  3. 蒋溥,《地震下区划概论》,地震出版社,北京,1990。

  4. 国家地震局,《中国地震烈度区划图慨论》,地震出版社,北京,1996。

  5. 时振梁等,《核工程地震安全性评价方法的研究》,地震出版社,北京,1995。

                                撰写人: 张裕明(中国地震局地质研究所)

董瑞树(中国地震局地质研究所)

 

                                 撰写日期: 2000年07日

大纲编号:S081405ZJ007

岩土体动力学

待定

大纲编号:S081405ZJ008

岩土体水力学

待定

大纲编号:S081405ZJ009

地质工程数值方法

待定

大纲编号:S081405ZJ010

区域地壳稳定性分析

待定

大纲编号:S081400XJ011

灾害治理与防护工程

待定

大纲编号:S081405ZJ012

地震危险性分析与安全性评价

Seismic Hazard Analysis and Assessment

 

课程编号:S081405ZJ012

课程属性:专业基础课

学时/学分:40/2

预修课程:普通地质学,地震学

 

教学目的和要求:

本课程为土木工程、地球物理学与地质资源与地质工程研究生的学科基础课。课程结合地震地质学、地震学与工程地震学等研究领域的理论与应用,系统阐述地震危险性分析与安全性评估的方法与原理,并介绍国家相关的法律与法规;还将结合近年来国际上各个国家与地区城市活断层探测的结果,介绍地震危险性分析与安全性评价中的工程地震问题的新技术与进展,及目前所面临的问题。通过本课程的学习,学生将系统地掌握地震危险性分析与安全性评价相关的广泛知识,并具备有考取国家“地震安全性评价工程师”职业资格证书的知识与能力。

 

内容提要:

第一章  概述

1.       工程地震与地震安全性评价

2.       工程场地地震安全性评价分级

3.       现行抗震设计规范有关工程地震的规定

第二章  地震灾害

1.       地震及其特点

2.       地震灾害及地震地质灾害

第三章  区域地震构造

1.     区域地震构造综合评价的内容与目标

2.     区域地震构造图编制的原则、方法和主要内容

3.     地震构造条件的综合分析

第四章  近场区地震构造调查

1.       主要断层的活动性调查和鉴定

2.       第四纪地质和地貌分析

3.       近场区地震构造条件综合评价

第五章  潜在震源区划分

1.       潜在震源区的定义及其研究状况

2.       划分潜在震源区的原则和步骤、震级上限的确定方法

第六章  工程场地地震地质灾害

1.       工程场地地震地质灾害的类型和成因

2.       地质灾害的评价方法与地震地质灾害小区划

第七章  区域地震活动性

1.       地震资料的整理和分析

2.       地震区、带划分

3.       近场地震活动性分析与场地影响烈度分析

第八章  地震危险性评定

1.       最大历史地震法与地震危险性评定的确定性方法

2.       地震危险性评定的概论方法

第九章  地震动的工程特性

1.       震害经验与强震观测结果

2.       地震烈度与地震动

3.       地震动的工程特性

第十章  场地地震工程地质条件

1.       地震工程地质条件勘测的目的和内容

2.       地震地质灾害的场地勘查

3.       场地岩土力学性能及其测定

第十一章 地震动衰减关系

1.     地震动衰减关系的理论模型和方法

2.     强震动观测和地震烈度资料收集与分析的原则及方法

3.     基岩地震动衰减关系选取与适用性分析的原则

4.     缺乏强震观测记录地区的地震动衰减关系

5.     非基岩场地的地震动衰减关系

第十二章 场地地震动参数的确定

1.     场地地震动参数确定的技术思路

2.     近场地震动时程拟合研究的进展与计算方法

3.     场地地震反应分析模型及参数确定的方法

4.     场地相关反应谱确定的依据与要求

第十三章 地震动小区划

1.       地震动小区划研究状况

2.       地震动小区划的步骤

第十四章 地震安全性评价案例分析

第十五章 防震减灾的发展

       1. 现代地震灾害的特点

       2. 地震的早期预测、预警与预防

       3. 地震的应急反应和灾害救援

 

教材

 

主要参考书

1.《地震安全性评价技术教程》,胡聿贤 主编,地震出版社,2003年10月。

2. EARTHQUAKE ENGINEERING HANDBOOK, Edited by Wai-Fah Chen and Charles Scawthorn, CRC Press, 2003. (Section I & II)

3. 自然灾害,陈颙、史培军 编著,北京师范大学出版社,2007年9月。

 

 

人:章文波(中国科学院研究生院)

撰写日期:2007年11月15日

大纲编号:S081405ZJ013

地理信息系统原理与应用

大纲编号:S081405ZJ014

面向对象程序设计——C++

Object-Oriented Programming

课程编号: S081405ZJ014   课程属性: 专业基础课     学时/学分: 40/2

预修课程: C语言程序设计

教学目的和要求:

  本课程为声学及其相关专业研究生的专业课。通过学习课程内容,首先掌握面向对象程序设计的基本概念,主要是封装、继承和多态性。同时通过听课和课外上机初步掌握编程技术。

内容提要:

第一章 序言

   教学要求,程序设计的发展阶段,面向对象的程序设计。

第二章 类及其对象的封装——数据及其操作的统一管理

   封装性,类及其构成,成员函数的定义,类与对象,构造函数,引用的概念和使用,按数值、按指针和按引用调用,动态存储,析构函数,成员初始化列表,特定类型数据成员的初始化,特殊类成员。 

第三章 多态性之一——重载

   函数重载,算术运算符重载,赋值运算符重载,下标运算符[]重载,new和delete的重载,用于字符串的运算符重载,类型转换。 

第四章 继承与类的派生

   派生类的定义,派生类访问基类成员中的控制,派生类对基类成员、指针和引用的继承,多继承,派生类的构造函数和析构函数,虚基类。 

第五章 虚函数——运行时的多态性

   基类指针和引用的灵活使用,派生类成员函数的定向调用,静态联编和动态联编的机制,虚函数表(VTABLE)及其指针(VPTR),虚函数的特点,抽象类。 

第六章 模板

   类属,函数模板和它的重载,类模板和它的派生。

第七章 输入输出流

   预定义类型的输入/输出,流库,用户自定义类型的输入/输出,文件与流。

 教材:

  王燕编著,《面向对象的理论与C++实践》,清华大学出版社,北京,1996。

主要参考书

麦中凡等著,《C++程序设计语言教程》(语言基础),北京航空航天大学出版社,1995。

 

                                            撰写人: 薛景瑄(中科院高能物理所)

                                            撰写日期: 2001年09日

大纲编号:S081405ZJ015

结构动力学

Object-Oriented Programming

课程编号: S081405ZJ015  课程属性: 专业基础课     学时/学分: 40/2

预修课程: 理论力学、材料力学

 

教学目的和要求:

结构动力学课程内容主要涉及《理论力学》、《材料力学》课程内容、还涉及《弹性力学》、《有限元方法》等课程的少部分内容,是力学、机械工程、土木建筑工程、航空航天领域等多数工科专业的技术基础课。在工程力学专业的本科生培养中列为8大主干课程之一,是力学类专业教学中的一门关键课程,在教学计划中占有重要地位。课程内容的理论意义与工程实用价值均非常明显,是对学生进行全面培养的首选课程。教学主要目的是要培养学生的关于振动的科学理论知识,掌握关于离散体以及连续体力学模型的建立方法,掌握关于固有频率、阻尼比、模态、频率响应函数等重要概念,掌握模态分解与叠加这样主要的振动分析方法,同时还要培养学生在工程数值计算和试验等方面的实际动手能力和综合素质。

内容提要:

第一章:绪论

   教学内容:结构动力学的基本概念,研究的目的与意义,研究内容以及相关学科国内外研究的历史与现状,研究问题的基本分类和研究方法。

   基本要求:掌握关于结构、动力学这样的基本概念,结构动力学问题的主要研究内容和研究方法,了解课程学习的目的和意义以及相关问题的科学史以及现状。

第二章:单自由度系统的振动。

   教学内容:无阻尼、有阻尼自由振动,有阻尼简谐激振,周期激振、阶跃激振,脉冲激振,任意激振。等效阻尼、刚度以及等效质量的分析,主动隔振、被动隔振设计的基本原理,稳态响应的复数解法以及频率响应函数的定义。

   基本要求:要求学生掌握振动、固有频率、阻尼比、稳态响应、脉冲响应函数以及频率响应函数等基本概念;掌握共振现象的理论解释;阻尼比与系统物理参数间的关系及其对响应的作用;稳态响应的幅频图和相频图、位移及力传递律曲线图的特点;周期激振、阶跃激振,脉冲激振响应的分析方法;任意激振响应的分析方法及杜哈梅积分。

第三章:多自由度系统的振动。

   教学内容:多自由度系统振动微分方程的建立、特征值问题的求解、动力减振器原理、模态分解与叠加方法,振型的归一化,对称、刚体模态问题。

   基本要求:要求掌握多自由度系统振动微分方程的建立方法;少自由度特征值问题的分析方法;掌握多自由度系统的固有频率、模态、主振动、模态质量、刚度等基本概念,掌握模态分解、叠加与截断等基本分析法。掌握动力减振器设计原理。掌握对称、刚体模态问题的分析方法及问题特点。

第四章:连续弹性体的振动。

   教学内容:弦的横向振动、杆的纵向振动、梁的弯曲和扭转的振动、板的横向振动等。连续体振动特性的近似解法,包括瑞利法、里茨法、Galerkin方法,传递矩阵法,有限元法。

   基本要求:要求掌握连续体振动特性分析的分离变量方法,各种边界条件的设定,以及连续体振动特性分析的模态方法。对三维振型有感性认识。要求会使用各种近似方法进行振动特性分析。

第五章:结构动力学的数值方法。

   教学内容:一般矩阵以及大型矩阵的矩阵特征值以及广义特征值问题的数值解法,、Jacobi方法,QR方法和子空间迭代法等;结构动力响应的数值方法包括中心差分法、纽马克类方法、威尔逊法等。

   基本要求:要求掌握这些方法的适用范围,并会使用这些方法进行结构动特性分析以及响应计算。

振动测试技术(教材第十章)。概要介绍模态试验、响应测试方法、测试仪器、数据处理等内容。

 

教材
1. 邹经湘、于开平主编,结构动力学,2009年,哈尔滨工业大学出版社出版 

主要参考书:

1.  Ray Clough (R.克拉夫),Joseph Penzien (J. 彭津)著,王光远等翻译,结构动力学(第二版),2006年,高等教育出版社出版。

2.  方同 薛璞,振动理论以及应用,西北工业大学出版社,1998

 

                                                    撰写人:

                    撰写日期:

大纲编号:S081405ZJ016

环境地质灾害

Damage Mechanics

课程编号:S081405ZJ016

课程属性: 专业基础课

学时/学分: 40/2

预修课程:地质学

教学目的和要求:

本课程教学目的是使学生掌握有关滑坡、泥石流、地震、地面沉降等地质灾害基本理论、发生规律,以及地质灾害的成灾机理。掌握地质灾害调查与评价的理论和方法、地质灾害处理技术。课程内容包括灾害地质学的理论体系与研究方法。地质灾害的概念、类型及分布,地质灾害减灾对策。地震灾害、火山灾害、斜坡地质灾害、地面变形地质灾害的形成条件与机理、影响因素、发育规律和危害方式。

内容提要:

第一章 地质灾害的概念、类型及分布

1.地质灾害的内涵、属性与分类

2.中国地质灾害的发育状况与分布规律

要求:理解地质灾害的内涵、地质灾害的属性特征、地质灾害的分类与分级。了解国内外的研究现状。

 第二章 地质灾害灾情评估与减灾效益分析

1. 地质灾害灾情评估

2.地质灾害减灾效益分析

要求: 理解地质灾害灾情评估的目的、类型与主要内容,了解地质灾害的危险性评价,地质灾害经济损失分析,地质灾害减灾效益分析的基本内容。

第三章 滑坡的发生机理及防治

1. 滑坡的发生机理

2.滑坡的预测方法

3.滑坡工程治理方法的原理

要求:理解滑坡的形成条件,滑坡的成因机制,滑坡的分类,滑坡的危害等概念。了解滑坡灾害预测方法的研究现状,掌握滑坡灾害工程治理的基本原理和方法,并介绍滑坡灾害的实例。

第四章 泥石流的发生机理及防治

1. 泥石流的运动特征与机理

2. 泥石流的防治

要求: 掌握泥石流的形成条件,泥石流的运动特征与机理,了解泥石流的分类泥石流的危害特征。掌握泥石流工程治理的基本原理和方法

第五章 地震灾害

1. 地震与地震活动

2. 地震的时空分布

3. 地震灾害的特点与破坏形式

4.地基液化的机理与防治

5.地震对构筑物的破坏

要求: 掌握地震的成因与类型,地震的震级与地震烈度,地震的时空分布的概念,了解地震灾害的特点与破坏形式,并介绍灾害性地震实例。理解地基液化的机理,预测与地基改良方法。了解地震对地下工程、港湾构筑物、边坡的影响及抗震设计的方法。

第六章 地面沉降

1.  地面变形地质灾害的类型及其分布规律

2.  地面沉降的特征与分布

3.  地面沉降的成因机制和形成条件

4.  地面沉降的监测与预报

5.  地面沉降的防治

要求:理解地面沉降的基本概念及研究意义,掌握地面沉降的成因机制和形成条件,掌握地面沉降的监测与预报的基本原理,理解地面沉降的防治分析及评价方法。

第七章 地质灾害减灾对策

(1)地质灾害减灾措施与减灾系统工程

(2)地质灾害管理

要求:理解防灾减灾的基本原则,减轻地质灾害的措施,减轻地质的系统工程。了解地质灾害管理的目的与原则,地质灾害管理的主要内容,地质灾害管理的主要手段,系统科学理论在地质灾害管理实践中的应用。

参考教材:

1. 《灾害地质学》(讲义) 潘懋、李铁锋 编

主要参考书:

1.       《中国地质灾害》段永侯、罗元华、柳源 编

 

撰写人:

撰写日期:

编号:S081405ZJ017

防灾减灾信息与决策系统

课程编号:S081405ZJ017

课程属性: 专业基础课

学时/学分: 40/2

预修课程:张量分析、断裂力学

教学目的和要求:

《防灾减灾信息与决策系统》是面向土木工程防灾减灾工程及防护工程专业的一门专业基础课程。本课程介绍了地理信息系统(GIS)的基本原理及其在防灾减灾领域的应用现状、应用实例及前景展望。主要内容包括:地理信息系统发展简史,地理信息系统基本功能与基本分析方法,地理信息系统在城市防震减灾、防洪救灾、地质灾害\火灾等领域的具体应用。

通过本课程的学习,了解基于GIS开发防灾减灾辅助决策信息系统的必要性和可行性,能熟练使用一种地理信息系统软件,了解防灾减灾系统开发的全过程,增强学生分析、解决实际问题的能力。

内容提要:

第一章  绪论

1. 灾害及灾害类型、灾害对人类社会的危害、防灾减灾对策与措施

要求:熟悉自然灾害的含义及类型;了解灾害对人类社会的危害;了解土木工程防灾减灾对策与措施;了解地理信息系统用于防灾减灾辅助决策的优势。

第二章  地理信息系统(GIS)的基本原理

1.    数据采集、数据编辑、数据存储管理、查询与空间分析、制图与表达方式

2.    栅格数据的概念、获取方式及编码记录方式、矢量数据的概念、获取及编码、矢量与栅格数据的转换

3.    空间信息量算、空间信息分类、叠置分析、网络分析、缓冲区分析、空间统计分析

要求:了解地理信息系统的的基本功能;了解栅格数据与矢量数据的概念、获取方式、编码方式及其相互之间的转换;了解空间分析的几种基本方法。

第三章  基于GIS的防震减灾系统

1.GIS用于防震减灾的必要性、优越性及应用概况

2.防震减灾系统设计、建筑物震害预测空间分析模型、防震减灾系统空间数据库设计

要求:了解GIS用于防震减灾的必要性和优越性、GIS在国内外防震减灾中的应用概况;了解防震减灾系统的开发策略及原型设计;掌握常用的建筑物震害预测空间分析方法;了解防震减灾系统空间数据的结构和管理。

第四章 基于GIS的洪灾风险分析与区划

1.GIS用于洪灾风险分析的必要性、可行性及应用概况

2.洪灾致灾因子的处理、危险性分析与区划、易损性分析、风险分析与区划

要求:了解GIS用于洪灾风险分析的必要性和可行性;了解洪灾致灾因子的处理方法;了解洪灾危险性、易损性和风险性的分析过程。

第五章  基于GIS的地质灾害信息管理系统(10)

1.基于GIS的地质灾害信息管理系统的优势、现状与趋势

2.基于GIS的地质灾害信息管理系统设计、数据库设计、评价模型的建立

要求:了解基于GIS的地质灾害信息管理系统的优势、应用现状与发展趋势;了解基于GIS的地质灾害信息管理系统设计的思路、数据库的设计、数据库的实施与维护;了解建立评价模型的原则与步骤、模型影响因子的框架设计及模型评价方法。

主要参考书:

1. 《地理信息系统与管理决策》,科技部国家遥感中心编著,北京大学出版社,2000年4月第一版。

撰写人:

撰写日期:

 

 

 

编号:S081405ZJ018

系统理论与现代优化技术

待定

 

大纲编号:S081405ZY001

结构抗震分析

Seismic Design of Buildings

课程编号:S081405ZY001

课程属性: 专业课

学时/学分: 30/1.5

预修课程:材料力学,弹性力学,塑性力学

 

教学目的和要求:

通过本课程的学习,使学生掌握有关地震的基本知识、地基基础抗震、地震作用计算原理的基本概念、基本理论和计算方法等,培养学生具有一定工程结构抗震设计计算能力,掌握建筑结构抗震设计的基本原理与方法,以便将来能够从事一般建筑工程的抗震设计工作并为后续选修课的学习和毕业设计打下基础。

 

内容提要:

第一章 绪论

地震与地震动的基本知识,世界及我国的地震活动性,地震震害以及我国《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)的抗震设防目标、抗震设计方法和抗震设计的基本要求等。

1. 了解地震的成因、类型、特点以及地震波、震级、烈度、设计基本地震加速度、设计特征周期和设计地震分组等概念。

2. 了解地震的活动性与地震的破坏现象。

3. 理解“三烈度水准”设防目标及“二阶段”抗震设计方法。

4. 了解抗震设计的基本要求。

第二章 场地、地基和基础

不同工程地质条件对房屋结构震害的影响,场地、场地土的概念,场地、场地土的分类,地基、基础的抗震验算,地基土的液化,液化土的危害性及判别,可液化地基与软弱地基的抗震措施。

1. 理解工程地质条件对结构震害的影响,掌握场地与场地土的概念,掌握场地与场地土的分类以及场地性质对结构抗震能力的影响。

2. 掌握天然地基、基础的抗震验算方法,砂土液化的概念与判别方法。

3. 理解可液化地基与软弱地基的抗震措施。

4. 了解桩基的抗震设计方法。

第三章 结构地震反应分析与抗震验算

结构的地震反应,单自由度弹性体系的动力特性,单自由度弹性体系的水平地震作用分析,包括水平地震作用的基本公式、地震反应谱、设计反应谱及地震影响系数等,多自由度弹性体系的动力特性及振型分解,结构自振频率、周期及振型的实用计算方法(包括能量法及等效质量法等),多自由度弹性体系水平地震作用分析的振型分解反应谱法与底部剪力法,结构的扭转效应,地基与结构的相互作用,竖向地震作用计算,结构地震反应的时程分析法,建筑结构抗震验算(包括重力荷载代表值、结构构件抗震承载力验算、多遇地震下结构抗震变形验算和罕遇地震下结构抗震变形验算等。

1. 理解和掌握结构的动力特性及地震反应的概念。

2. 理解和掌握反应谱的概念,地震系数、动力系数、地震影响系数、重力荷载代表值的概念与表达式。

3. 理解和掌握振型分解的概念,掌握用振型分解反应谱法计算多自由度弹性体系地震反应的方法。

4. 理解和掌握结构自振频率和周期的实用计算方法,掌握用底部剪力法计算水平地震作用和竖向地震作用的方法。

5. 理解结构的扭转效应及地基与结构相互作用的概念。

6. 理解和掌握结构构件抗震承载力验算、多遇地震下结构抗震变形验算及罕遇地震下结构抗震变形验算的概念与方法。

第四章  建筑抗震概念设计

概念设计的概念,场地选择,建筑的平立面布置,结构选型与结构布置,多道抗震防线,刚度、承载力和延性的匹配,确保结构的整体性,非结构构件处理等。

    1. 理解结构抗震概念设计的概念。

    2. 理解建筑场地选择的要求和意义。

    3. 理解建筑平立面布置及结构选型与结构布置的要求和意义。

4. 理解设置多道抗震防线的必要性及抗震防线的选取原则。

    5. 理解刚度、承载力和延性匹配的意义及要求。

    6. 理解保证结构整体性的意义与要求以及非结构构件的处理措施等。

第五章 多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计

钢筋混凝土框架房屋的震害及分析,抗震概念设计,抗震等级,地震作用计算,内力分析与组合,框架梁、柱、节点的抗震设计以及相应的抗震构造措施等。

    1. 理解钢筋混凝土框架房屋的震害特点及其分析方法。

2. 理解钢筋混凝土框架房屋的建筑平面及结构方案的确定原则。

3. 掌握钢筋混凝土框架房屋的抗震等级划分、地震作用计算方法、内力分析与组合方法。

4. 理解和掌握钢筋混凝土框架房屋“强柱弱梁、强剪弱弯、节点验算”的概念和梁、柱、节点的抗震设计方法。

5. 理解和掌握钢筋混凝土框架房屋常用抗震构造措施。

第六章 多层砌体结构房屋的抗震设计

多层砌体结构房屋、底部框架—抗震墙房屋、内框架房屋的震害及其分析,抗震概念设计,水平地震作用的计算简图,地震作用计算,剪力分配,墙体承载力验算,抗震构造措施等。

1. 理解多层砌体结构房屋、底部框架—抗震墙房屋、内框架房屋的震害特点及其分析方法。

2. 理解多层砌体结构房屋、底部框架—抗震墙房屋、内框架房屋的建筑平面及结构方案的确定原则。

3. 掌握多层砌体结构房屋横向、纵向水平地震作用的计算方法,底部剪力法及墙体承载力计算方法。

4. 理解底部框架—抗震墙房屋、内框架房屋的抗震设计特点及要求。

5. 理解和掌握多层砌体结构房屋、底部框架—抗震墙房屋、内框架房屋的常用抗震构造措施。

第七章 高层及多层钢结构房屋的抗震设计

高层及多层钢结构房屋的震害及其特点,抗震概念设计,抗震设计方法与构造措施,钢节点及连接的抗震设计方法与构造措施,多层钢结构厂房的抗震设计方法与构造措施等。

1. 理解高层及多层钢结构房屋的震害及其分析方法。

2. 理解高层及多层钢结构房屋结构方案的确定原则。

3. 理解和掌握高层及多层钢结构房屋的水平地震作用计算方法,钢构件的抗震设计方法与构造措施。

4. 理解和掌握钢结构节点及连接的抗震设计方法与构造措施。

5. 了解多层钢结构厂房的抗震设计方法与构造措施。

第八章 单层钢筋混凝土厂房的抗震设计

单层钢筋混凝土厂房的震害及分析,抗震概念设计,横向水平地震作用的计算简图、自振周期、地震作用、内力分析方法及柱内力的修正,纵向水平地震作用的计算,抗震构造措施等。

1. 理解单层钢筋混凝土厂房的震害及其分析方法。

2. 理解单层钢筋混凝土厂房结构方案的确定原则。

3. 理解和掌握计算单层钢筋混凝土厂房横向水平地震作用的计算简图及自振周期的计算方法,地震作用计算方法,排架内力分析方法,排架柱内力修正的概念和方法。

4. 理解和掌握单层钢筋混凝土厂房纵向水平地震作用的计算。

5. 理解和掌握单层钢筋混凝土厂房的抗震构造措施。   

第九章 隔震与消能减震房屋设计

隔震的概念与原理,隔震结构的特点与适用范围,隔震系统的组成与类型,隔震结构的设计要求,隔震结构的抗震计算,隔震结构的构造措施;消能减震原理,消能减震结构的特点,消能器的类型与性能,消能减震结构的设计要求等。

1. 理解结构隔震的原理与隔震结构的特点,结构消能减震原理与消能减震结构的特点。

2. 了解隔震系统的组成与类型,消能减震装置的类型与性能。

3. 理解隔震结构、消能减震结构的设计要求及构造措施。

4. 理解隔震结构的抗震计算分析原理。

5. 理解消能减震结构的抗震计算分析原理。

教材:

  1.《抗震结构设计》,丰定国,王社良 主编,武汉理工大学出版社,2003年8月

 

主要参考书

1.《Seismic Design of Buildings and Bridges》,中国水利水电出版社,2002年

 

 

                                 撰写人:                                           

撰写日期:

 

 

大纲编号:S081405ZY002

工程结构振动与控制

Vibration and Control of Engineering Structure

课程编号:S081405ZY002

课程属性: 专业课

学时/学分: 30/1.5

预修课程:材料力学,弹性力学,塑性力学

教学目的和要求:

课程教学所要达到的目的是:使学生掌握结构振动控制中的基本概念、基本原理和基本计算方法,具备对结构振动控制分析的能力和一定结构振动控制的设计的能力,了解本学科的最新发展和动态。

内容提要:

第一章   概论

1.  地震灾害概况

2.  风灾及其危险性分析

3.  减灾防灾的基本对策

       要求:了解自然灾害的危害,人们防止自然灾害方法对策的发展过程。

第二章   工程结构振动控制的基本方法

1.  经验教训

2.  减振技术的发展过程

3.  工程结构振动控制的分类

4.  与传统方法的比较

5.  减震机理

要求:理解和掌握工程结构振动控制的分类、优缺点,以及结构工程减震机理。

第三章   工程结构振动控制中的智能材料

1.  智能材料与结构系统的基本概念

2.  智能材料的基本特性

3.  形状记忆合金(SMA)

4.  电(磁)致流变流体材料

5.  电(磁)致伸缩材料 

6.  光导纤维

7.  功能凝胶

8.  智能材料的未来发展

要求:理解和掌握智能材料的基本概念及基本特性,了解各种智能材料特性。

第四章   控制器件及性能

1.  电(磁)流变流体阻尼器

2.  压电陶瓷控制器

3.  软钢耗能器

要求:理解和掌握各种控制器件的基本性能及力学模型。

第五章   工程结构的被动耗能控制技术

1.  调频质量阻尼器(TMD)系统

2.  调频液体阻尼器(TLD)系统

3.  液压质量控制系统(HMS)

4.  耗能减震体系的能量设计方法

要求:理解和掌握各种被动耗能控制技术(主要是TMD系统)的分析设计方法、优化参数以及耗能减震结构的设计原则和方法。

第六章   工程结构的主动调节控制

1.  结构主动控制的分类

2.  主动控制系统的组成

3.  主动控制的减震机理

4.  结构振动主动控制算法

要求:理解和掌握各种主动调节控制的技术、组成、减震机理的计算方法。

第七章   结构振动控制中的智能方法

1.  结构振动控制中的人工神经方法

2.  压电智能控制器的振动控制方法

3.  电/  磁流变体智能阻尼器的振动控制方法

要求:了解各种结构振动控制中的智能方法的力学性能、工作原理以及计算方法。

第八章   结构振动控制设计与实例

       (本章以某种结构体系为例,讲解实际工程的振动控制设计方法及工程实例,在此以塔桅结构为例。)

1.  桅杆结构风振控制

2.  桅杆结构地震响应及其控制

3.  嘉定电视塔TMD风振控制设计

4.  洛阳电视塔TMD地震控制设计

5.  上海东方明珠电视塔TMD风振控制的风洞试验研究

要求:了解实际工程结构振动控制设计方法及在工程中应用。

教材:

1. 李宏男,结构振动与控制,建筑工程出版社,2005

2. 彭刚, 土木工程结构振动控制,武汉理工大学出版社,2002

                                   撰写人:

                                   撰写日期:

 

大纲编号:S081400ZY003

振动与噪声控制技术 

Technology of Vibration and Noise Control

 

课程编号:S081400ZY003

课程属性: 专业课

学时/学分:40/2

预修课程: 数理方程、理论力学、声学基础

教学目的和要求:

本课程要求在具备振动基础与声学基础的前提下,牢固掌握振动与噪声控制的基础理论与一般过程,灵活运用振动与噪声控制的各项技术解决实际工程问题,了解振动与噪声控制的技术前沿。本课程重点掌握:(1)动力吸振技术;(2)隔振技术;(4)阻尼技术;(5)吸声技术;(6)隔声技术;(7)结构振动测试技术;(8)环境噪声测试技术。

内容提要:

第一章 振动基础概述

讲述单自由度系统的自由振动、有阻尼的自由振动、质点的强迫振动、弦的振动、梁的纵振动、梁的横振动、薄板的横振动。重点是对振动基本概念的理解和对基本参数的计算分析。

第二章 声学基础概述

讲述理想流体介质中的声波方程、平面波、球面波和柱面波、声波的反射与透射、典型声源及其声辐射,包括:脉动球源、点源和多极子声源、无限障板上活塞式声源、板的声辐射。重点是对声波传播基本特性的理解和对常用声学参数的计算分析。

第三章 振动与噪声控制的一般过程

讲述噪声的危害与评价、噪声控制的一般步骤、振动的危害与评价、振动控制过程。重点是对振动与噪声控制一般过程的理解。

第四章 动力吸振器

讲述无阻尼动力吸振器吸振原理、使用条件、有阻尼动力吸振器吸振原理、动力吸振器设计步骤、复式动力吸振器及其特性,开展动力吸振器工程案例分析。重点是对吸振原理与吸振特性的理解。

第五章 振动的隔离与阻尼减振

讲述隔振原理、分类、评价与性能分析;隔振设计、常用隔振器及其应用;防振沟;阻尼的定义与作用、阻尼产生机理、阻尼材料、阻尼结构;开展隔振案例分析。重点是对隔振原理的掌握、对常用隔振器的了解、对阻尼结构及其特性的理解。

第六章 吸声降噪

讲述吸声系数、吸声量、吸声预估与应用、吸声材料及其吸声机理、常用吸声材料特性、共振吸声原理、常用吸声结构;开展吸声现场设计分析。重点掌握吸声性能计算与评价方法。

第七章 隔声技术

讲述透声系数与隔声量、质量定律、吻合效应、单层均质墙的隔声性能、双层墙的隔声性能、隔声间、隔声罩、隔声屏障。开展隔声工程分析。重点掌握隔声性能计算与评估方法。

第八章 消声器

讲述消声器分类与性能评价参数、声学性能评价参数、阻性消声器及其影响因素、抗性消声器及其影响因素、阻抗复合型消声器。重点掌握消声器吸声特性。

学科前沿(4学时)

主要讲授:声隐身技术(2学时)、声学设计技术(2学时),通过学科前沿讲座促进学生获取学科最近发展动态的兴趣与能力。

教材:

1.《噪声与振动控制技术基础》,生霉平,王敏庆,孙进才编,2005.

                                   撰写人:

                                   撰写日期:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

大纲编号:S081405ZY004

工程断裂力学 

Random Vibration

 

课程编号:S081405ZY004

课程属性: 专业课

学时/学分:40/2

预修课程: 振动力学、结构动力学

教学目的和要求:

本课程是工程力学专业本科生的选修专业课程。通过对本课程的教学,培养学生掌握断裂力学基本原理和应用线弹性断裂力学理论分析水工结构的基本方法,为从事水工结构分析工作奠定坚实的基础。

内容提要:

第一章 绪论

1.断裂力学的产生与发展

2.本课程的任务及特点

第二章 裂纹尖端附近应力应变场

1.    裂纹的基本形式

2.    平面应力状态与平面应变状态

3.    单一型裂纹尖端附近应力应变场

第三章 平面问题应力强度因子的计算

1.Ⅰ、Ⅱ型裂纹应力强度因子的计算

2.Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹应力强度因子的计算

3.叠加原理及其应用

第四章 线弹性断裂力学的基本理论

1. 能量释放率及其断裂判据

2. 能量释放率与应力强度因子的关系

3.柔度法

4.阻力曲线法

第五章 弹塑性断裂力学的基本概念

1. 塑性力学的一些基本知识

2. 裂纹尖端附近小范围屈服

3.COD理论简介

4.J积分理论简介

第六章 断裂力学在工程中的应用

1.复合型裂纹断裂判据

2.疲劳裂纹扩展

3. 应力腐蚀断裂

4. 断裂力学在混凝土中的应用

第七章 断裂参数测试

1.KⅠC的测试

2.G和δC的测试

3.复合型裂纹断裂测试

教材:

自编《工程断裂力学》讲义

主要参考书:

1.尹双增主编《断裂·损伤理论及应用》,清华大学出版社,1992,第一版

2.陆毅中主编《工程断裂力学》,西安交大出版社,1987,第一版

                                  撰写人:

                                  撰写日期:

 

大纲编号:S081405ZY005

勘察技术(岩土工程勘察)

Geotechnical Investigation

课程编号:S081405ZY005

课程属性: 专业课

学时/学分: 40/2

预修课程: 岩土工程、土力学

教学目的和要求:

本课程的教学目的在于培养学生掌握岩土工程勘察的基本理论和技术能力;基本掌握采用勘探和原位测试手段获取岩土的物理力学指标;学会基本的岩土物理力学指标的统计分析方法;根据不同的岩土类型和环境条件、测试结果,对岩土体作出科学合理的评价。 配合安排适当的实践环节,培养学生的动手能力,增强学生对岩土体及勘察手段的感性认识。

内容提要:

第一章 岩土工程勘察的基本技术要求

1、教学基本要求

掌握岩土工程勘察的分级、阶段划分及勘察的方法

2、教学内容

 第一节 岩土工程勘察分级

 第二节 岩土工程勘察阶段的划分

 第三节 岩土工程勘察的方法
第二章 工程地质测绘

1、教学基本要求

了解工程地质测绘的作用及特点,掌握工程地址测绘的方法

2、教学内容
 第一节 工程地质测绘的作用及特点

 第二节 工程地质测绘范围、比例尺和测绘精度要求

 第三节 工程地质测绘的工作程序、方法和一般要求

 第四节 工程地质测绘观测点的布置与定位

 第五节 工程地质测绘的研究内容

 第六节 工程地质测绘资料的整理

 第七节 航片和卫片在工程地质测绘中的应用
第三章 勘探与取样

1、教学基本要求

了解勘探的种类,掌握物探、钻探、坑探的方法及取样的方法。

2、教学内容
 第一节 概述

 第二节 物探工程

 第三节 钻探工程

 第四节 坑探工程

 第五节 采取土样

 第六节 勘探工程的布置
第四章 原位测试

 第一节 概述

 第二节 载荷试验

 第三节 静力触探试验

 第四节 圆锥动力触探试验

 第五节 标准贯入试验

 第六节 十字板剪切试验

 第七节 旁压试验

 第八节 扁铲侧胀试验

 第九节 波速测试

 第十节 岩体原位测试
第五章 建设场地地下水勘察

第一节 地下水对岩土工程的影响

 第二节 地下水勘察的基本要求

 第三节 水文地质参数的测定要求

 第四节 地下水作用的评价
第六章 现场检验与监测

 第一节 概述

 第二节 地基基础的检验与监测

 第三节 岩土体性状及不良地质作用和地质灾害的监测

 第四节 地下水的监测
第七章 岩土工程勘察成果整理

第一节 岩土参数的统计与分析

 第二节 岩土工程分析评价

 第三节 工程地质图的编制

 第四节 岩土工程勘察报告的缩写
第八章 不良地质作用、地质灾害和特殊性岩土的勘察

 第一节 岩溶

 第二节 斜坡的变形与破坏

 第三节 泥石流

 第四节 地震

 第五节 特殊性岩土

第九章 各类建筑岩土工程勘察

 第一节 房屋建筑与构筑物

 第二节 地下洞室

 第三节 水利水电工程

 第四节 道路工程

 第五节 天然建筑材料

 第六节 其他工程

参考教材:

    1. 岩土工程勘察,郭超英 主编,地质出版社,2007

参考书:

1. 岩土工程勘察, 王贵荣 主编,西北工业大学出版社,2007

2. 岩土工程勘察,袁灿勤 王旭东 主编, 河海大学出版社,2003

 

编号:S081405ZY006

防灾工程学

Anti-disaster Engineering

课程编号:S081405ZY006

课程属性: 专业课

学时/学分: 40/2

预修课程:张量分析、断裂力学

教学目的和要求:

本课程属于防灾减灾工程及防护工程专业硕士生的学位课,教学目的是通过基础理论和典型灾害案例分析的学习,使学生了解各种主要灾害发生的条件、致灾过程及其防灾减灾技术,并初步具备解决工程建设和管理中实际问题的能力

内容提要:

 

第一章 防灾工程学绪论

1.1 灾害及其类型

1.2 灾害对人类社会发展的影响

1.3 防灾工程发展概况

1.4 防灾工程学的研究内容与目的

第二章 地震灾害与防护

2.1 地震的基本知识

2.2 抗震工程

2.3 隔震技术

2.4 消能减震技术

2.5 抗震防灾应急与决策系统

第三章 火灾与建筑防火

3.1 火灾概况

3.2 火灾和防火相关的基本知识

3.3 建筑构件的火灾试验

3.4 建筑材料在高温下的力学性能

3.5 建筑火灾效应分析方法

3.6 城市消防规划与建筑物防火设计

3.7 火灾后建筑物的诊断与处理

3.8 消防科学技术研究与应用的发展趋势

第四章 城市防洪

4.1 水灾概述

4.2 城市防洪总体规划

4.3  洪水预报与设计洪水推算

4.4 堤防工程设计与管理

4.5 城市防洪工程综合评价

4.6 城市防洪非工程措施

第五章 工程地质灾害与防治

5.1 地质环境及其内涵

5.2 边坡地质灾害

5.3 地面变形灾害

5.4 地下工程施工灾害

5.5 地质灾害风险评价

5.6 工程地质灾害研究动态和发展趋势

第六章 风灾与防治

6.1 风的有关知识

6.2 基本风速和基本风压

6.3 结构风荷载和风振

6.4 建筑结构抗风的若干专题

第七章 爆炸与雷灾及其防治

7.1 爆炸及其防护技术

7.2 战争灾害与人防工程

7.3 雷灾及其防护

教材:

1. 陈龙珠等:防灾工程学导论,中国建筑工业出版社,2006

主要参考书:

                                  撰写人:

                                  撰写日期:

 

 

 

大纲编号:S081405TL001

城市灾害学

待定

大纲编号:S081405TL002

工程抗风理论及应用

待定

大纲编号:S081405TL003

学术论文规范及标准

待定

大纲编号:S081405TL004

高等混凝土结构实习

待定

大纲编号:S081405TL005

爆炸动力学讨论

待定

 

附件:
土木工程2010-0607.doc