改革教学方法是深化教学改革的重要内容，应根据学生的特点和需要，因材施教；采用新的现代教育技术，如多媒体技术，把一些在课堂上难于表达清楚的问题，例如土力学模型、模拟实验、土力学原理、工程情况等，通过多媒体技术演示出来，使教学过程生动形象，让学生易于理解掌握，从而激发学生的学习兴趣，以提高教学效果。在保留课堂授课、课下作业和答疑等传统的教学方法的基础上，通过“项目工程教学法”的运用，达到能够解决实际工程项目知识储备的良好效果，通过工学结合，突出能力培养。 开发校本教程，取自于工，用之于学具有工学结合特点的教材在编写和选用上不同于普通高校的教材，其内容既要有校内的理论和实践内容，又要有企业生产实践的指导性内容，即取自于工，用之于学。教材内容要吸纳本专业领域的最新科技成果，反映区域经济的特点，要充分体现实用性、职业性、针对性、及时性及直观性。具体到《土力学与地基基础》课程，其重点放在基本定理的理解与应用，淡化理论与推导，同时加强土力学与后续课程的联系及在工程实际中的运用。开发校本教程，在课程的难度和广度方面，遵循“实用为先、够用为度”的原则。教学内容的更新与重组主要体现在删除陈旧内容、增加新内容以及对教学内容重新编排与组合等方面。《土力学与地基基础》课程教学体系，分土力学和地基基础两个部分，包括理论教学与实验实训教学内容。在理论教学方面，考虑专业教学需要和实际工程对土力学理论的要求，将传统理论教学内容科学重组、有机整合，形成三个知识模块，分别是变形问题模块、强度问题模块、渗透稳定问题模块。其中，变形问题模块研究土的变形性质、土体应力计算及沉降计算方法等内容；强度问题模块研究土的强度性质、地基承载力计算、土压力计算、土坡稳定计算等内容；渗透稳定问题模块研究土的渗透性质和有关渗透稳定性等内容。理论教学内容的整合优化和知识模块的划分，使土力学看似分散无序的内容变得系统、连续、协调，有助于学生对土力学知识体系的把握，有助于学生对地基基础设计内容的理解。同时，在此基础上，通过工程项目实训，将课程的知识体系学用贯通。 突出实践教学，加强实验环节加大实验实践教学力度，进一步培养学生的动手能力、独立思考能力、解决工程实际问题的能力，同时使学有余力、勇于创新、乐于实践的学生有深入学习的机会。首先，带学生到工地，进行现场观摩教学，让学生观看模拟试验演示和亲自动手实验。这在整个课程体系中占有重要地位，是土力学教学过程的有力支撑。不仅丰富了实验教学体系内容，也使整个教学过程从工程案例切入，让学生有了为理解工程现象而渴求储备理论知识的学习愿望。其次，加强实验环节，提高学生实验能力。高职教育强调对学生技能的培养，这种能力的培养主要通过实践性教学环节来实现，实验则是一个重要的实践环节。目前，多数学校该课程的实验指导书并没有对实验的全过程进行系统阐述，实验报告多是填空式，对学生认知能力和动手能力的培养极为不利。为此，实验前，教师应指导学生认真准备，让学生自己动手设计实验方案；实验过程中，让学生认真观察实验现象，分析总结实验结果，重点培养学生科学的工作方法、严谨的工作态度及踏实的工作作风。实验完成后，让学生通过思考，按实验规范自行设计、完成一份科学合理的实验报告。通过实验全过程的实施，让学生清楚地知道实验是科学研究的重要手段，使学生对土力学知识与基础工程建设有更加深入地了解。 通过顶岗实习，造就高素质技能人才如果学习内容与工作岗位紧密结合，通过岗位技能操作，学生的技能就能较快得到提升。打造高素质的技能型人才队伍，离不开校企合作。只有输出端的职业学校与输入端的企业紧密衔接，达成学习内容与工作岗位技术要求的一致，培养出来的劳动者才能受到企业欢迎。同时，只有企业的积极参与，学校才能了解企业岗位的技能要素构成，了解岗位职业能力的要求，才能按照企业生产的客观规律科学组织技能教学活动。学校可以充分利用校外实训基地，让学生带着课题进行顶岗实习。学生在实习中可以体验现实生产，感受企业文化，从而进一步明确学习目的，树立较好的就业心态，养成良好的职业道德，为继续接受技能教育和今后走上工作岗位奠定坚实的基础。 尝试将课题研究案例融于教学实验本学年，我校土木系教师申报的省教育厅课题《沿海地区软土工程性质研究》得以立项。此项研究是土力学与地基基础课程密切相关的知识运用。在研究的过程中，以项目驱动的方式贯穿在学生《土力学与地基基础》课的实践教学中，教师与学生共同参与探索，收集土样实验数据，进行分析整理，使学生从单纯的知识接受者变成探索者，在提高学生基本技能的同时强化了创新能力、实践能力和科研能力的培养，学生参与的过程中，不但提高了学生学习的积极性，也成为工学交替内容教学一个的新途径。 培养高素质的高职人才，是高职教育工作者义不容辞的任务。新形势下的教学模式改革、新教学模式下的课程改革，是一项长期而艰巨的任务。由于《土力学与地基基础》课程教学知识点涉及面广，与部分专业和实践课程联系密切，它的课程改革更需要在探索中不断总结经验，逐步完善。
土力学学术论文篇二
土力学发展概况
摘 要：随着社会的高度现代化，土力学在工程上的应用范围越来越广，人类对土力学的研究也更加的深入。本文通过回顾土力学发展历程，分析当前土力学研究的缺陷，包括土力学经典理论的局限性，非饱和土力学研究的缺陷性，动荷载作用下土体研究的不成熟性。最后结合土力学研究的缺陷，对今后土力学的发展提出预测。
关键词：饱和土 非饱和土 动荷载
中图分类号：TU41 文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2014)04(b)-0225-01
土力学是运用工程力学的理论和方法来研究土体力学性质的学科[1]。它在实际工程如地基、挡土墙、土工建筑物中都有重要的应用。研究土力学，对我们从事土木工程活动的人士来说具有重要意义。本文根据土力学发展历史，分析当前土力学研究缺陷，预测土力学未来的发展。
1 土力学的发展历程
土力学历史悠久，起源于人类生产生活所积累的经验，古时候人们用压实土料修筑堤坝防洪，用夯实土基兴修各类工程等均属于土力学的范畴。近代土力学的发展开始于1776年库仑土压力理论的提出[1]。此后，1856年法国科学家达西发表了著名的达西渗透定律，1857年英国科学家郎肯发表了郎肯土压力理论，这些理论促进了近代土力学的发展。1925年太沙基提出了有效应力原理及渗透固结理论，从此土力学成为一门独立的科学。1950年后人类在土的基本性质、测试手段、计算技术、加固方法等方面均有较大发展。1980年后，土力学出现了新的分支，如计算土力学[2]，海洋土力学等。
土力学自成立以来经历两个发展阶段。第一阶段即1925年―1960年的近代土力学阶段，这一阶段土力学都是以太沙基理论为基础而展开研究的，但由于该理论过于片面，土体性质过于复杂，导致很多问题无法深入研究。第二阶段即1960年后的现代土力学阶段，以罗斯科为代表的临界土力学创立，从此人类对土体本构关系的研究步入了新的境界。人们开始综合考虑研究土体受力后的应力、应变、强度、稳定性以及它们和时间之间的关系[3]。
2 土力学当前发展中存在的问题
纵观土力学的发展历程，虽然取得了很大的进步，但是仍然存在着不少问题。
2.1 土力学理论不够完备
土力学是一门以实验为基础的理论学科，但是由于土体性质复杂，到目前为止，仍处于半经验办理论的发展阶段，未能形成公认的基础理论。太沙基把土体的压密和渗透结合起来推导出的一维固结微分方程能很好的反映土体单向固结的机理，但是在多维固结问题上并不适用。比奥固结理论能解出孔压分布，给出位移场，获得土体应力应变非线性、弹塑性和骨架的流变情况，但是参数确定的偏差会导致工程计算结果和实际测量结果差别很大[1]。所以这些理论都有自身的局限性，不能符合一般土体受力状态下的性能。
2.2 解决非饱和土问题方法欠缺
传统土力学理论只适用于解决饱和土的问题，其规律也是根据饱和土试验得出。然而工程中遇到饱和土的情况十分罕见，即使是软土地区，其表层土也不会是饱和的。将处理饱和土的方法应用于非饱和土不是很妥当，因为土的特性随其含水量有很大的不同，如膨胀土遇水后体积会膨胀，而失陷性黄土遇水后体积会收缩，而且它们的强度也会因遇水而降低[3]。于是有人提出了非饱和土强度理论，这些理论都是以吸力及为计算依据，但是由于吸力测试技术不够成熟，存在很多问题，不能被广泛采纳。
2.3 动荷载作用下土体规律的研究还不成熟
研究动荷载作用尤其是循环动荷载作用下土的力学特性，在道路的建设和维护方面具有重要意义[4]。尽管国内外开展了不少这方面的研究，提出了相关理论，但是动荷载作用下土体的变形、强度、以及液化规律比静荷载作用更复杂、更难把握，所以相关研究结论适用条件和范围都很有限，理论就更不成熟了。
3 土力学发展方向预测
土力学是研究土体特性的学科，土是经过漫长的地壳运动而形成的，不同地域的土其成分有很大的差异，即使是同一地方的土因所处的地层不同性质而相差很大，而且土的构造和结构对土的性质也有至关重要的影响，因此土的特性很强。土有的时候是饱和的，有的时候是不饱和的，有时可以看成是连续的介质，有时又不能看成连续的介质，它具有弹性、粘性和塑性等性能，这些都说明了土体的性质十分复杂。因此研究土力学需要采用理论、试验相结合的方式。
3.1 土的微观和细观研究
土是由固、液、气三相组合而成，土颗粒之间固液气三相的相互作用决定了土的力学性质区别于其他一切材料。土体强度、变形的宏观规律是与其微观结构直接相关的，通过微观试验研究，以探究土的非线性、弹塑性、各向异性、流变性等问题，可以更清楚的认识宏观规律的机理，从而初步把握其宏观规律。因此，微观和宏观相结合有可能使土体力学特性的研究出现转机。
3.2 土体的原位试验和无损探测
室内试验和原位试验之间存在着不可忽视的差别，室内试验时，压缩模量是在无侧向变形条件下测出的，而土的初始应力状况与沉积条件有关;在完全相同的条件下测量土的沉降量，试验结果表明压缩模量越大的土，它的计算沉降和实测沉降相差越大[3]。现有原位实验方法如标准贯入试验，触探试验只能用于小型工程，钻孔取土愈深，土的结构破坏愈大，试验结果的可靠度也就越差。因此发展更加先进的测探技术，可以克服取土后土结构的巨大变化和应力状态的改变，能大大提高试验结果的精确性。
3.3 非饱和土的研究
非饱和土力学理论之所以没能像饱和土力学理论一样同步发展，最主要的原因是影响非饱和土性质因素众多，关系复杂，它很难像饱和土那样找出应力应变之间一一对应的关系。此外非饱和土特性测试技术难度比饱和土大得多，这进一步制约了非饱和土理论的发展。由于非饱和土中存在气体，较之饱和土性质大有区别而且更加的复杂，研究非饱和土中固、液、气之间的相互影响关系成为解决非饱和土问题的重要出路。今后非饱和土的研究将着重于土体表面吸力的测定，土-水特征性能表征等方面。
4 结语
正如太沙基所说：土力学既是一门科学，又是一门艺术[1]。工程实践经验具有不可替代的重要意义。随着科技的进步，各种研究方法和手段不断进步，各种各样的工程勘察设备和试验设备得以研制，电子计算机的应用水平和实验测试技术的自动化程度不断提高，今后土力学的发展将呈现蓬勃的朝气。
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