工程的地质与水文地质课程教学大纲.docx

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工程的地质与水文地质课程教学大纲

《工程地质与水文地质》教学大纲

课程编号：

学分：

总学时：

30实验学时：

其它实践环节：

适用专业：

城镇规划专业

总学时：

30讲课学时：

30实习学时：

0.5周

一、本课程的性质和任务

性质：

《工程地质与水文地质》课程为城镇规划专业的专业基础课之一，属于必修课。

任务：

本课程的教学目的在于，使学生了解工程建设中可能遇到的不良地质现象和问题，以及这些地质现象对工程设计、施工及日后运营的影响与危害性，并且能够正确分析与有效处理这些不良地质现象；能够了解如何合理利用自然工程水文地质条件进行工程设计与施工；掌握工程地质勘察的内容、要求及方式等，能够了解正确布置察勘任务、顺利阅读工程地质勘察报告（包括有关图表），并且能够了解合理利用勘察成果资料进行工程设计与解决工程中的地质问题。

二、教学内容及基本要求

1教学内容

第一部分，工程地质与水文地质的研究对象、研究内容、研究任务、研究方法、学科分支。

工程地质与水文地质的研究进展，与其它学科的关系。

第二部分，岩石和地质构造（地质学基础）。

第三部分，岩体力学基本知识。

第四部分，外动力地质作用与地貌。

第五部分，地下水。

第六部分，特殊土的工程地质评价。

第七部分，工程地质勘察。

第八部分，不良地质现象的工程地质问题。

第九部分，环境地质问题。

2基本要求

由于本课程实践性很强，不仅要求学生很好掌握基础理论和基本知识、而且能够较熟练地将所学的理论知识应用于工程实际，因而需要采用理论和实践并重的教学模式，即在讲授理论知识的同时，应该将实际的或虚拟的工程事例有机引入教学中，并让学生基于所学的基本理论对工程事例进行分析计算。

三、教学设计

《工程地质与水文地质》课程教学设计

〈一〉课程讲授内容体系

1教学定位

本课程为城镇规划专业的专业基础课之一。

本课程的主要特点是知识覆盖面十分大且内容杂，而对于非工程地质、水文地质专业的学生来说，该课程又比较生疏且要求记忆的内容又较多。

所以，不仅学生学习困难，而且教师讲授难度也较大。

这就要求在讲课过程中应力求用形象化的语言解释有关概念及原理，并且尽可能多地引用实例，采取从形象化描述入手、逐步深入到理性思维的教学方法，以达到最佳的教学效果。

此外，由于工程地质与水文地质是一门发展较快而活跃的应用学科（其知识容量约5年即翻一番）。

所以，作为大学教学，决不能完全拘于书本（教材），而应在继承现有教材的基础上适当拓宽知识面。

2知识点与学时分配

第一章绪论

⑴课堂讲授学时（1学时）。

⑵课堂讲授内容

①工程地质与水文地质的研究对象、研究内容、研究任务、研究方法、学科分支。

工程地质与水文地质的研究进展，与其它学科的关系。

②本课程的特点。

③本课程的教学内容及基本要求。

第二章岩石和地质构造（地质基本知识）

⑴课堂讲授学时（6学时）。

⑵课堂讲授内容

①矿物的基本知识。

Ⅰ矿物的基本概念。

Ⅱ主要造岩矿物。

②岩石的基本知识。

Ⅰ岩石的基本概念及其分类。

Ⅱ岩浆岩（岩浆）的基本概念及其分类。

Ⅲ沉积岩的基本概念及其物质组成、分类、形成过程。

Ⅳ变质作用的基本概念及其影响因素。

Ⅴ变质岩的基本概念、矿物成分及其分类。

③地质年代的基本知识。

Ⅰ地质年代的基本概念及其分类、意义。

Ⅱ绝对地质年代及其确定方法。

Ⅲ相对地质年代及其确定方法。

Ⅳ地质年代单位、地层单位及二者之间对应关系。

Ⅴ地质年代表的基本知识。

④地质构造的基本知识。

Ⅰ地质构造的基本概念及其研究意义。

Ⅱ岩层（地层）产状的概念及其三要素、记录方法。

Ⅲ褶皱的基本概念及其要素、基本类型。

Ⅳ断层的基本概念及其要素、基本类型、组合型式。

Ⅴ节理的基本概念及其分类。

Ⅵ不整合的基本概念及其类型。

⑤地质图的基本知识。

Ⅰ地质图的来源及其阅读方法。

Ⅱ怎样在地质图上识别断裂（断层）、褶皱及不整合。

⑶课后自学内容

①矿物的物理性质。

②岩浆岩的主要矿物成分、结构和构造、常见的岩浆岩及其鉴定方法。

③沉积岩的基本类型、结构和构造、常见的沉积岩及其鉴定方法。

④变质岩的结构和构造、常见的变质岩及其鉴定方法。

⑤褶皱和断裂（断层）的工程地质评价、野外鉴别方法。

⑥不整合的工程地质评价。

第三章岩体力学基本知识

⑴课堂讲授学时（2学时）。

⑵课堂讲授内容

①岩体结构的概念。

②结构面。

Ⅰ结构面的成因类型。

Ⅱ结构面的地质特征与识别。

③结构体。

④岩体变形的结构效应。

⑤岩体结构的类型。

⑥岩体工程性质的影响因素（介绍风化岩体的工程性质、影响岩体稳定性的主要因素）。

⑶课后自学内容

①岩体的工程地质模型。

②岩体的工程分类。

第四章外动力地质作用与地貌

⑴课堂讲授学时（6学时）。

⑵课堂讲授内容

①外动力地质作用的概念及其成因类型。

②风化作用。

Ⅰ风化作用的类型。

Ⅱ风化作用的影响因素。

Ⅲ岩土风化的治理。

③地貌。

Ⅰ地貌的概念（介绍地貌与地形的概念区别）。

Ⅱ地貌的成因与演化。

Ⅲ山岭地貌。

Ⅳ地貌图简介。

④河流地质作用与河流地貌。

Ⅰ河谷的要素和类型。

Ⅱ阶地与河漫滩。

Ⅲ河流的侵蚀作用。

⑶课后自学内容

①丘崚地貌。

②平原地。

③河岸掏蚀的防护。

第五章地下水

⑴课堂讲授学时（4学时）。

⑵课堂讲授内容

①地下水的基本概念、来源、存在形式。

②地下水的运动规律（达西定律）。

③地下水的类型（按照埋藏条件划分）。

Ⅰ包气带水的基本概念、主要特征。

Ⅱ潜水的基本概念、主要特征。

Ⅲ承压水的基本概念、主要特征。

④地下水的主要工程危害。

Ⅰ地下水水位下降引起软土地基沉降。

Ⅱ地下水渗流动水压力产生流砂和潜蚀。

Ⅲ地下水静水压力（浮托力）的负面影响。

Ⅳ承压水对基坑工程的破坏作用。

Ⅴ裂隙水及岩溶水的工程危害。

Ⅵ地下水对钢筋混凝土及其它地下管线的腐蚀作用。

Ⅶ寒带地区地下水的冻害作用。

Ⅷ地下水的震害作用（砂土液化）。

Ⅸ地下水水位上升引起土体盐渍化、沼泽化、地基浸湿。

⑶课后自学内容

①岩土的水理性。

②裂隙水、岩溶水及泉的基本概念、主要特征、类型。

③地下水的物理性质、化学成分。

第六章特殊土的工程地质评价

⑴课堂讲授学时（5学时）。

⑵课堂讲授内容

①湿陷性黄土：

黄土的湿陷特征以及我国湿陷性黄土的分布和性质，湿陷性黄土地基处理。

②膨胀土的定义、特征、成因与分布，膨胀土的工程特性，膨胀土的判别，膨胀土分类与评价，地基处理。

③多年冻土的分类。

Ⅰ不衔接冻土（季节冻结层）。

Ⅱ衔接冻土（季节融化层）。

冻土的分区，冻土的不良地质现象；冻土的物理力学性质，冻土地基设计原则。

④盐渍土的分布、分类，岩渍土工程特征，盐渍土地基的工程评价。

⑤软土分类、成因与分布，基本工程性质。

⑥红土的形成条件，基本特征，工程分类，基本工程性质。

第七章工程地质勘察

⑴课堂讲授学时（2学时）。

⑵课堂讲授内容

①概述：

勘察目的，勘察分级，勘察任务；可行性研究，勘察、初步勘察和详细勘察阶段勘察基本要求与内容。

②工程地质测绘

　　测绘内容，测绘比例尺，工程地质测绘方法。

③勘探与取样

勘探任务，坑探工程的类型及坑探编录，工程地质钻探概念，钻探机具、钻进方法及适用范围，取土器及土样采取，钻探编录，工程地质物探，包括电法勘探及地震勘探简介。

④工程地质原位测试

平板载荷试验，静力触探试验，圆锥动力触探试验，标准贯入试验，旁压试验，十字板剪切试验，现场大型直剪试验，现场波速试验以及岩石点荷载试验，岩体锤击回弹试验等各原位测试方法的基本原理、技术要求、试验资料成果及其应用等。

⑶课后自学内容

①现场监测。

②工业与民用建筑工程地质勘察。

③道路与桥梁工程地质勘察。

④勘察资料整理。

第八章不良地质现象的工程地质问题

⑴课堂讲授学时（2学时）。

⑵课堂讲授内容

①滑坡的基本概念、影响滑坡的因素、滑坡治理的原则与工程措施。

②地震的定义、成因类型、地震波、震级、烈度、震中、震中距、极震区、等震线。

③地震触发砂土液化的成因机制及其工程危害。

⑶课后自学内容

①滑坡的构造、分类、发育过程。

②崩塌的基本概念、发生条件、防治工程措施。

③地震效应。

④岩溶的工程地质问题及其防治工程措施。

第九章环境地质问题

⑴课堂讲授学时（2学时）

⑵课堂讲授内容

①活断层问题

②地面沉降

③地裂缝

④地面塌陷

⑶课后自学内容

①海水入侵

②地下水污染

③洪水灾害

④环境地质图

野外试验（实习）

在讲完全部课程后，安排一次野外现场试验，主要是实际观察地形地貌、岩石、地质构造等内容。

时间：

0.5周。

〈二〉课程的讲授

1重点与难点

第一章绪论

⑴重点

①本课程的教学目的、主要教学内容、学习要求、学习应注意的问题。

②土木类学生对工程地质与水文地质应该掌握的基本知识与技能。

⑵难点

①如何使学生认识到学习本课程的重要性及其意义。

②特别要讲清本课程是一门必修的专业基础课及其与工程实践的密切关系。

③本课程与其它学科的关系。

⑶讲授提示

①简单回忆近年来各国发生的与工程活动有关的地质灾害及工程中的地质问题。

②概要介绍工程地质与水文地质的研究历史、研究任务、分支方向及其主要研究内容、所能解决的问题，以及工程地质条件等，明确所需的预备知识。

第二章岩石和地质构造（地质基本知识）

⑴重点

①矿物的基本概念及主要造岩矿物。

②岩石的基本概念及其分类。

③地质年代的基本概念及其分类、意义。

④地质构造的基本概念及其研究意义。

⑤褶皱的基本概念及其要素、基本类型。

⑥断层的基本概念及其要素、基本类型、组合型式。

⑦节理的基本概念及其分类。

⑧不整合的基本概念及其类型。

⑵难点

①特别要讲清断层与节理的区别。

②地质年代单位、地层单位及二者之间对应关系，绝对地质年代意义及其确定方法，相对地质年代意义及其确定方法。

③岩层（地层）产状的概念及其三要素、记录方法。

④地质图的来源及其阅读方法。

⑶讲授提示

①举例说明地质构造研究的工程意义。

②怎样在地质图上识别断裂（断层）、褶皱及不整合。

第三章岩体力学基本知识

⑴重点

①岩体结构的定义。

②结构面（成因类型）。

③岩体变形的结构效应。

④岩体工程性质的影响因素。

⑤岩体结构类型。

⑵难点

结构面的地质特征与识别。

⑶讲授提示

基于工程事例，简述岩体结构研究的工程意义。

第四章外动力地质作用与地貌

⑴重点

①外动力地质作用的概念及其成因类型。

②风化作用及其影响因素，岩土风化的治理。

③阶地与河漫滩，河流的侵蚀作用，河岸掏蚀的防护。

④地貌的概念（介绍地貌与地形的概念区别）。

⑤山岭地貌。

⑵难点

地貌的成因与演化。

⑶讲授提示

基于工程事例，简述地貌研究在道路建设中的意义。

第五章地下水

⑴重点

①地下水的基本概念、来源及存在形式。

②潜水和承压水的基本概念、主要特征。

③潜水等水位线图和承压水等水压线图的来源及其工程应用。

⑵难点

①特别要讲清地下水在岩土中的运动规律。

②达西定律及其意义、工程应用。

③潜水与承压水的主要区别。

⑶讲授提示

举例说明地下水研究的意义及地下水的主要工程危害。

第六章特殊土的工程地质评价

⑴重点

①湿陷性黄土的成因、分类、分布以及基本工程性质

②软土的成因、分类、分布以及基本工程性质。

③红土的成因、分类、分布以及基本工程性质

⑶讲授提示

举例说明特殊土在工程力学性质方面的主要区别，多年特殊土的研究在规划建设中的意义。

第七章工程地质勘察

⑴重点

①工程地质勘察的基本概念及其任务。

②工程地质勘察方法。

③标准贯入试验等原位测试方法的基本原理、技术要求、试验资料（成果）及应用。

④建筑物沉降、地下水及斜坡岩土体的变形的观测（监测）。

⑤工程地质报告及附图。

⑵难点

特别要讲清各种工程地质勘察方法的基本原理、优点、缺点、适用条件及其所能解决的问题。

⑶讲授提示

举例说明工程地质勘察在规划建设中的意义及其必要性。

第八章不良地质现象的工程地质问题

⑴重点

①滑坡的基本概念、影响滑坡的因素、滑坡治理的原则与工程措施。

②地震的定义、成因类型、地震波、震级、烈度、震中、震中距、极震区、等震线。

③地震效应。

⑵难点

①特别要讲清地震、滑坡的成因机制、触发条件、分布规律及治理原则等。

②地震触发砂土液化的成因机制及其工程危害。

⑶讲授提示

举例说明地震、滑坡、岩溶的工程地质勘察要点及防治工程措施。

野外试验（实习）

⑴重点

①地质构造的现场识别。

②岩石的现场识别。

③山地地形地貌景观。

⑵难点

①地质构造的现场识别方法。

②岩石的现场识别方法。

⑶讲授提示

教师引导学生自己观察、回忆室内所学的知识。

总结

在完成所有的讲授内容之后，以串线为主对本课程进行全面而系统的归纳与总结，力求做到既有足够的知识覆盖面、又重点突出，整理思想、并注意相关知识之间的比较，努力使学生形成对本课程较为完整的知识体系。

2讲授中应注意的方法等问题

如前所述，本课程的主要特点是知识覆盖面十分大且内容杂，而对于非工程地质专业的学生来说，该课程又比较生疏且要求记忆的内容又较多，具有很强的构造性，不仅学生学习困难，而且教师讲授难度也较大。

其高度抽象与形式化的概念及原理等识记的特点，很容易使教师讲的干干巴巴，学生听起来也枯燥无味。

所以，讲好本课程，教师应努力做到以下若干点。

⑴熟练掌握本课程的基本内容、难点及重点等，这是讲好本课程的必要基础。

⑵第一次课就要讲清础学习本课程的重要性及其实际意义，首先解决“为什么学”的问题，以便调动学生学习本课程的积极性。

此外，还应该明确本课程的特点、基本内容、难点、重点、所需的预备知识、学习要求、应注意的问题及学习方法与技巧等，使学生有所准备，积极与教师配合，克服困难，上好这门课。

⑶在讲课过程中，应该力求用形象化的语言解释有关概念及原理，并且尽可能多地引用实例，采取从形象化描述入手、逐步深入到理性思维的教学方法，以达到最佳的教学效果。

⑷深入研究各种知识的来源、发展过程及其与工程实践的关系等，并努力将其用工程实践需要这一条主线穿起来，避免孤立地讲授各这些知识，以激活那种原本呆板而抽象的概念化内容，积极引导学生主动思考与探讨问题，尽可能提高学生的学习兴趣。

⑸牢牢把握本课程的教学目的，除了使学生掌握基本的知识之外，主要致力于培养学生联系实际的思维能力。

⑹以知识为载体，努力进行以培养学生接受新知识能力主的讲授，自然引导学生探索良好的学习本课程的方法，树立科学的态度、并提高探索与创新的意识。

⑺为了使学生的思想较好地跟上教师讲受的内容，应该要求学生课前预习，并且课堂上注意适时提出一些问题，引导学生思考。

⑻课堂教学时，针对一些难懂的或识记性的概念及原理等，应该采用形象化的语言多解释，并且注意增加一些常识性的例子，使学生更易于理解所学的知识。

⑼对于学生来说，岩石及地质构造等地质基本知识是相当生疏的，因而在讲授这部分内容时应该适当放慢速度，并且采用一些形象化的语言多解释。

⑽由于对大多数学生来说，本课程的学习确实有一定难度。

因此，每次课开始均应该概要性地回顾上次课的内容，并且每部分的开始需要有说明、结束一定要有总结，不同部分之间努力做到平稳过渡。

⑾根据“教学大纲”的要求，对于“岩石及地质构造”和“土的工程性质与分类”可以视具体情况分别各安排一次两学时的试验课，以帮助进一步消化大课上所讲授的内容。

⑿重视答疑、及时指导，精选习题、认真批改作业，积极鼓励学生独立完成习题。

〈三〉考试与成绩记载

1成绩评定

为了确保教学质量、评定成绩的公正性和合理性，兹采取如下成绩评定办法。

⑴学生正常上课且按时保质保量完成作业是其参加考试、并获得本课程成绩的必要条件。

⑵学生累计旷课三分之一，建议取消其参加考试的资格。

⑶期末考试采用笔试，百分制记录考试成绩。

⑷根据情况，也可以考虑将平时作业按满分15分记，共三次作业，每次作业保质保量完成的得5分，否则，视具体情况扣分。

这样，将期末考试所得分乘以0.85后，再加上平时作业的得分，即为学生修完本课程的最终成绩。

三次作业均未完成者，不允许参加期终考试。

2考题设计

考题设计应着眼于考察学生对基本概念、基本原理、基本知识等的掌握程度和应用能力，尤其是考察对整个知识体系了解的全面性和灵活运用的主动性。

考题设计为概念解释题、选择填空题、改错题、简答题、读图题、阐述题及计算题等7种，可以归纳为概念型题、识记型题、理解型题、综合运用型题等4大类。

1、概念型题重点考察学生对基本概念的理解、掌握程度，只死背定义难以准确回答这类问题。

概念解释、选择填空题、改错题属于这种类型题。

2、识记型题重点考察学生对关键性定义、结论的掌握程度，具体答题时强调一个“简”字，只要抓住关键词简要回答即可，而无需按照教材或教师讲稿中的原话死记硬背。

简答题即属于这种类型题。

3、理解型题重点考察学生对知识（包括重要的原理、概念及定义等）的理解与灵活运用程度，出题时可以虚拟一、二个实际工程，要求学生对其中可能存在的地质问题提出踏实有效的解决办法、或者展开论证。

只有将所学的知识和技能与综合思维能力有机结合起来，才能较好地回答此类题。

阐述题即属于这种类型题。

4、综合运用型题重点考察学生对知识（包括重要的原理、概念及定义等）的综合运用能力，要求学生能够结合实际工程综合运用所学的各种知识和基本方法，包括对问题进行形象化描述和处理的能力。

读图题和计算题即属于这种类型题。