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地下工程设计与应用

课程代码:QZ083030,SS083045

课程负责人: 刘燕
共建教师: 刘俊岩
课程建设:校级优质课程 开课学院:土木建筑学院

开课时间:2020年02月04日 学习人数:14人
有效时间: 永久有效 评分:
课程简介

《地下工程设计理论》是土木工程专业岩土工程方向学术研究生的一门重要课程。学习地下建筑结构设计的基本原理和设计计算方法,使学生能够根据地下结构所处的不同介质环境,使用功能和施工方法,进行安全、经济和合理的结构设计的初步能力,达到学生能应用地下工程设计的基本原理和方法解决实际工程问题的目的.课程内容知识点多,涉及多门学科,是一门应用性的课程,目的是解决工程中的重大课题。

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教学大纲

一、教学目的与要求:

通过本课程的学习,使学生掌握或了解地下建筑结构设计的基本原理和设计计算方法,能够根据地下结构所处的不同介质环境、使用功能和施工方法设计出安全、经济和合理的结构。为进一步进入研究课题打下良好基础。具体教学目的如下:

1)基础理论部分

  1. 了解地下建筑结构的概念和作用,熟悉土层和岩石中地下结构的常见结构形式和结构设计的一般程序与内容;
  2. 了解土层和岩石地下衬砌结构的荷载,了解结构弹性抗力的概念和计算理论,掌握常见荷载的计算方法和弹性抗力的局部变形理论计算方法。
  3. 掌握矿山法拱形衬砌结构的设计计算内容和方法;
  4. 了解地层与地下结构共同作用的概念、分析原则和工程应用。

2)工程应用部分

  1. 了解各种隧道结构的适用环境和构造,掌握拱形衬砌结构的设计计算内容和方法。
  2. 了解盾构隧道和顶管隧道的功能和适用环境,了解顶管结构的设计计算内容和方法,掌握盾构隧道结构的设计计算方法和构造要求。
  3. 了解沉井、沉管结构的类型和特点,了解沉管结构的设计计算内容和方法,掌握沉井结构的设计计算和构造处理。
  4. 了解喷锚结构的概念和设计计算方法,熟悉新奥法的原理和实际运用。
  5. 了解基坑工程围护结构的主要类型和构造。掌握水泥土、地下连续墙等围护结构的设计方法。掌握支撑体系的设计方法。

二、教学内容、学时分配

 

1.绪论                                  学时3

1.1地下空间的概念

1.2 地下空间的发展现状及发展趋势

2.场地勘查与土的工程性质       学时3

2.1 场地勘查基本知识

2.2场地勘查的主要手段

2.3土的工程性质与工程分类

2.4地基土的岩土工程分析评价

3.土压力的计算                   学时3

3.1 土压力理论

3.2 杆系有限元

3.3几种地下结构的水\土压力

4.地下水与土的工程性质            学时3

4.1 地下水的工程影响

4.2 地下水引起的工程事故

4.3 地下工程防水与防水设计

5.深基坑设计理论                 学时5

5.1 围护结构形式

5.2 深基坑设计与计算

5.3 板式支护结构设计

5.4 复合土钉墙支护设计

6. 盾构法隧道设计理论               学时3

6.1 匀质圆环法

6.2 修正圆环法

6.3 弹性绞法

7. 矿山法隧道设计理论                      学时3

7.1 矿山法发展过程及应用

7.2 矿山法设计及计算

8.逆作法设计理论                         学时3

8.1 逆作法发展过程及应用

8.2 逆作法设计及计算

9. 沉井设计理论                          学时3

10. 地下工程事故分析                                                             学时3

 

三、教学方式

教师讲授、课堂研讨、实践实验相结合

四、考核方式

平时成绩结合期末大作业

五、先修课程:

土力学、材料力学、弹性力学、有限元基本原理、岩土数值分析

六、教材及教学参考资料(教材、推荐书目、推荐期刊文章、学习网站等):

(一)教材

[1] 夏明耀主编《地下工程设计施工手册》中国建筑工业出版社(第二版)

[2] 王梦恕主编《中国隧道与地下工程修建技术》中国建筑工业出版社

(二)推荐书目  

[1] 刘国彬主编《基坑工程手册》 中国建筑工业出版社;

 [2] 王梦恕主编《地下工程浅埋暗挖技术通论》安徽教育出版社;

 

参考教材还有:

(三)推荐期刊文章

   1. 岩土工程学报

   2. 岩石力学与工程学报

   3. 岩土力学

   4. 工程力学

(四)学习网站

https://www.yantuchina.com/

https://www.tunnelling.cn/

 

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授课计划

济南大学研究生课程授课计划书

( 2019-2020 学年第二学期)

课程编号: SS083045   课程名称:   地下工程设计理论                学时:  32   学分: 2              

课程性质:  □学位课    √非学位课         教室类型:√多媒体  □普通教室  □实验室 

具体考核要求

相关规定:非学位课程一般为考查课,考核方式由任课教师根据课程要求自行确定。学位课程一般应闭卷考试,如需要开卷考试,任课教师须提前提交书面申请,经研究生处批准后方可开卷考试。学位课成绩以考试成绩为主,平时成绩不得超过40%。    

考核形式:□考试   √考查;     成绩构成:□平时成绩占30 % ;□期末成绩占 70 % 。

教材及主要参考书:

地下工程设计施工手册,夏明耀、曾进伦,中国建筑工业出版社

任课教师(签字):  刘燕                       分管院长(审核签字):                  

 

课次

授课

时间

授课内容摘要

授课

方式

课外

要求

 

 

1

 

2.27

4

1.绪论

1.1地下空间的概念

1.2 地下空间的发展现状及发展趋势

 

线上教学

 

 

 

2

 

3.5

5

2.场地勘查与土的工程性质

2.1 场地勘查基本知识

2.2土的工程性质与工程分类

2.3地下水的工程影响及工程事故

线上教学、研讨

 

 

3

 

 

3.19

3

3.地下结构上的荷载

3.1 土压力理论与杆系有限元设计方法

3.2几种地下结构的水\土压力

 

线上教学、研讨教师主讲、讲座

 

 

4

 

 

3.26

3

5.深基坑设计理论

5.1 深基坑发展现状

5.2围护结构形式与深基坑设计与计算

 

线上教学、教师主讲、研讨、讲座

 

 

5

 

 

4.2

3

5.3 深基坑工程事故分析

线上教学、教师主讲、研讨、讲座

 

 

 

6

 

4.9

3

6. 盾构法隧道设计理论

6.1 盾构隧道施工

6.2盾构隧道设计理论

线上教学、教师主讲、研讨、讲座

 

 

 

 

 

 

7

 

4.16

3

7. 矿山法隧道设计理论

7.1 矿山法施工

7.2 矿山法设计及计算

线上教学、讲座

 

 

 

 

8

 

 

4.23

3

8.逆作法设计理论

8.1 逆作法发展过程及应用

8.2 逆作法设计及计算

线上教学、教师主讲、研讨、讲座

 

 

 

 

9

 

 

4.30

3

9. 沉井设计理论

 

线上教学、教师主讲、研讨、讲座

 

 

 

 

10

 

 

5.7

3

11. 地下工程事故分析

实习、教师主讲、工地现场讲座

 

 

 

 

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教学团队

请教学团队共有教师3人,全部为教师系列编制,承担着本课程的理论教学等工作。经过近三年建设,本教学团队师队伍知识结构、年龄结构、学缘结构、师资配备趋于合理。 该教学团队师资依托土木工程专业,由2位主讲教师和2位后备主讲教师组成。学历结构合理:2人均具有博士学位。年龄结构合理:50岁以上教师1名,40-50岁教师1名, 30-35岁教师1名。职称结构合理:教授1名,副教授1人,讲师1人,硕士生导师3名。课程教师的学缘结构合理:3位教师最初学历至最后学历分别毕业于武汉理工大学、同济大学、大连理工大学等国内知名高校。 教师姓名 性别 年龄 职称 学历 学位 入校时间 毕业学校 刘俊岩 男 56 教授 本科 硕士 1986.9 武汉理工大学 刘燕 女 40 副教授 研究生 博士 2009年 同济大学 张西文 男 31 讲师 研究生 博士 2015年 大连理工大学