城市地下空间施工技术
城市的发展对地下空间的开发不断提出新的挑战。过街地道、地下管道(如合流污水管、城市取水管、电力隧道)、地下商场、地下停车场、地下变电站、地下油库等工程建设促使地下空间向大规模、大深度方向发展。
但是,地下工程四周有围岩包围,地下工程抵抗来自外部的灾害防御能力好,但是来自内部的灾害抵御能力差。地下工程在施工过程中存在很大风险,因为围护结构设计不合理,开挖面和支撑配合不当引起基坑倒塌、致周边道路管线损坏,事故时有发生。
土力学
土力学作为土木工程及相关领域的核心专业基础课,旨在系统揭示土体这一独特自然散粒体材料的物理与力学本质,以及其在工程环境下的行为规律。课程始于对土体物质构成的探究,从宏观的颗粒、水、气三相关系到微观的结构联系,建立起密度、含水量、孔隙比等一系列关键物理指标及其换算体系,并学习如何根据颗粒级配和塑性状态对土进行科学的工程分类,这是认识一切土工问题的起点。紧接着,课程深入土中水的运动规律,阐述达西定律所支配的渗流现象,并引入有效应力这一贯穿土力学的基石性概念,解释水流动如何影响土体骨架的受力与稳定性,为分析渗流、渗透变形及后续的固结沉降奠定基础。
课程的核心部分在于构建土体的力学响应框架。首先分析土体在不同荷载条件下(自重与外荷)的应力分布与计算。然后,聚焦于土体在应力作用下的两大核心力学行为:变形与强度。变形研究围绕土的压缩性和饱和土的一维固结理论展开,旨在掌握地基沉降量的计算与随时间发展的预估方法。强度研究则以莫尔-库仑理论为纲,探讨土体抵抗剪切破坏的能力,辨析直剪与三轴等不同试验方法,并深刻理解排水条件对应力路径和强度指标的决定性影响。最终,这些基本原理被应用于经典的岩土工程问题:利用强度理论分析土坡稳定性,结合极限平衡思想推导朗肯和库仑土压力理论以评估挡土结构物所受的侧向压力,并初步介绍地基承载力的基本概念。通过本课程的学习,学生将初步建立起将地质材料抽象为力学模型、并运用理论解决基础工程稳定性与变形问题的分析能力,同时深刻理解土工问题的复杂性、不确定性及工程安全的重要性。
岩体力学
《岩体力学》是土木工程专业的核心基础课程,旨在系统传授岩石与岩体的物理力学特性及其工程应用。通过本课程学习,学生将掌握岩体工程稳定性分析的理论与方法,具备解决地下工程、边坡、地基等实际问题的能力,为后续专业课程奠定坚实基础。岩体力学是工程实践的重要支撑,其发展直接关联人类工程活动的安全与效率。通过学习,学生不仅能理解岩体变形与破坏的规律,还能培养解决复杂工程问题的能力,为未来从事土木工程、采矿、地质等领域工作做好准备。其课程内容分为四大模块:(1)岩石物理力学性质:涵盖岩石的组成、结构、构造及物理性质,重点讲解强度、变形特性及长期力学行为。(2)岩体力学特性:深入探讨岩体结构面力学性质、分类体系及水力学性能,强调结构面对岩体稳定性的影响。(3)地应力场分析:介绍地应力成因、分布规律及测量方法,包括高地应力区特征判别准则。(4)工程应用:聚焦地下洞室围岩稳定性分析、边坡变形破坏机制及支护设计,结合案例解析工程实践中的岩体力学问题。
城市地下空间工程结构
《城市地下空间工程结构》是城市地下空间工程专业必修课程之一。本课程立足学生专业发展需求,系统构建以地下结构设计为核心的知识体系,重点培养学生解决复杂地下工程问题的能力。课程内容涵盖荷载分析、弹性地基梁理论、隧道工程、浅埋式结构、盾管法隧道、顶管技术、沉井沉管结构以及复合衬砌设计等关键模块。通过理论教学与工程案例相结合的教学模式,引导学生掌握现代地下结构设计的基本原理与实用计算方法,注重培养学生的创新思维和工程实践能力,为学生未来从事地下空间设计、施工与管理领域的工作奠定坚实基础。
城市地下空间规划与设计
《城市地下空间规划与设计》是面向城市地下空间工程专业开设的一门专业基础必修课。课程紧密结合我国城市地下空间开发快速发展的重要需求,以学生专业成长和职业发展为中心,系统介绍城市地下空间总体规划理论与方法,重点培养学生掌握地下街、地铁、地下车库、共同沟及人防工程等典型地下空间的规划与设计能力。通过案例教学和实践环节,增强学生的创新意识和解决实际问题的能力,为其未来从事地下空间规划、设计与管理领域的工作奠定坚实基础。
数字地形测量学(25-26上学期)
基础工程
在大量兴修的工业与民用建筑工程、公路、铁路等工程时都涉及到地基基础的问题,地基及基础是各类建筑的基础。因此,基础工程是土木工程专业一门非常重要的必修专业课程。这门课程以地基基础为研究对象,围绕浅基础和桩基础的基本理论及其应用而展开,如浅基础的设计原则和各种类型的浅基础及其适用条件,基础埋置深度和地基容许承载力的确定方法,按照地基强度和地基变形计算基础底面尺寸的方法,减轻建筑物不均匀沉降危害的措施,地基基础和上部结构相互作用原理。桩的作用、类型和适用条件,荷载传递的过程,单桩轴向承载力和群桩承载力的确定方法,桩基水平承载力及其确定方法,桩基础的设计步骤和方法等等内容。通过课程的学习使学生正确理解基础工程的基本概念、基本原理和现行规范的有关规定,了解目前基础工程及相关领域的最新研究成果及科研动向,并能综合运用基础工程的原理和概念,解决工程中遇到的问题,为培养专业素质打下坚实的基础。
