【導讀】生，課程的任務是概括性地介紹土木工程的對象及任務和土木工程的成就，土木工程的發(fā)展趨勢，使學生對土木工程有一個概念性的認識，激發(fā)學生的學習熱情。介紹土木工程的歷史、基本概念和當前發(fā)展水平，對土木工程材料、基本結(jié)構(gòu)形式、工程結(jié)構(gòu)，

　　

【正文】 掌握按位移和按應力求解平面問題的基本方程式，特別是要熟練掌握用應力函數(shù)求解平面問題的方法和應滿足的方程。 ㈢ 平面問題的直角坐標解答 主要討論平面問題的直角坐標解答，研究怎樣用應力函數(shù)（取多項式形式）解答一些平面問題，并分別討論逆解法和半逆解法。討論的問題包括矩形梁的純 彎曲、簡支梁受均布荷載、楔形體受重力和液體壓力等。除介紹應力分量的求解外，還介紹了位移分量的解答。 難點和重點：利用邊界條件確定待定常數(shù)。 基本要求：掌握逆解法與半逆解法的步驟，掌握半逆解法中確定應力函數(shù)的方法和步驟， 25 會熟練應用多項式應力函數(shù)解答平面問題。在彈性力學中，邊界條件極其重要，要弄清在求解過程中如何應用邊界條件確定待定常數(shù)，以及在何種情況下可以應用圣維南原理簡化邊界條件，并掌握應用圣維南原理的方法和步驟。 ㈣ 平面問題的極坐標解答 主要討論采用極坐標時平面問題的解法。首先推導極坐標中平面問題的基 本方程（平衡微分方程、幾何方程和物理方程），和極坐標中的應力函數(shù)、相容方程，并推導應力分量的坐標變換式。然后對軸對稱應力和位移問題進行解答，在此基礎(chǔ)上分別介紹幾種典型問題的極坐標解答，包括圓環(huán)和圓筒受均布壓力、壓力隧洞、圓孔的孔邊應力集中、半平面體在邊界上受法向集中力及法向分布力等問題。 難點和重點：圓孔的孔口應力集中、接觸問題及半平面體在邊界上受面力作用。 基本要求：掌握極坐標中彈性力學基本方程的推導方法，會應用應力函數(shù)計算厚壁圓筒、帶圓孔的薄板、半平面體受法向力等問題。要建立“軸對稱”和“孔邊應力集中” 的概念，弄清在何種情況下用極坐標求解彈性力學平面問題更加簡便，掌握應力分量的坐標變換式。 ㈤ 能量原理 本章作為有限單元法的基礎(chǔ)，主要討論彈性體的形變勢能、位移變分方程（ Lagrange 變分方程）。由位移變分方程引出極小勢能原理、虛功方程等，為有限單元法中推導單元剛度矩陣提供理論依據(jù)。 難點和重點：形變勢能、位移變分方程、極小勢能原理、虛功方程， 基本要求：弄清何謂彈性體的形變勢能，掌握形變勢能的計算方法。掌握位移變分方程的推導，弄清何謂極小勢能原理。應用位移變分方程導出虛功方程，并弄清其可以代替平衡微分方 程和應力邊界條件。 ㈥ 用有限單元法解平面問題 首先介紹用矩陣表示彈性力學的基本量和基本方程、有限單元法的基本概念。然后具體討論三結(jié)點三角形單元的位移模式和解答的收斂性問題，并以線性位移模式建立三結(jié)點三角形單元的應力轉(zhuǎn)換矩陣和剛度矩陣，討論荷載向結(jié)點的移置問題。介紹整體剛度矩陣與整體等效結(jié)點力列矩陣的形成規(guī)律及邊界條件的引入問題。以一個計算實例，詳細地介紹用有限單元法計算平面問題的方法和步驟，同時還討論單元的劃分和計算結(jié)果的整理。 難點和重點：單元剛度矩陣的推導，整體剛度矩陣與整體等效結(jié)點力列矩陣的形成規(guī)律 及邊界條件的引入。 基本要求：掌握有限單元法的理論基礎(chǔ)和原理。掌握單元劃分的原則和位移模式的選取、單元剛度矩陣的推導、單元等效結(jié)點力的計算、整體剛度矩陣與整體等效結(jié)點力列矩陣的形成以及邊界條件的處理等。熟練掌握用有限單元法（三結(jié)點三角形單元）計算平面問題的方法和步驟。 各章學時安排如下表： 名 稱 講 課 機 動 第一章 緒論 2 第二章 平面問題的基本理論 6 第三章 平面問題的直角坐標解答 8 第四章 平面問題的極坐標解答 8 第五章 能量原理 2 第六章 用有限單元法解平 面問題 12 總 學 時 38 2 40 26 實驗教學部分 本課程以課堂講授為主，應重視基本概念、基本原理、基本方法的講解和闡述。為培養(yǎng)獨立分析問題和解決問題的能力，可適當加強習題課， 要求 課外 上機實習時數(shù)不少于 8。 五、 教材和主要參考資料 教 材： 《彈性力學簡明教程》（第三版），徐芝綸編，高等教育出版社。 參考書： 1.《彈性力學》（上、下冊），徐芝綸編，高等教育出版社。 2.《工程彈性力學》，黃炎編著，清華大學出版社。 3.《彈性力學學習方法及解題指導》，王俊民 編著，同濟大學出版社。 六、課程考核方式 筆試。 七、教學大綱執(zhí)筆人：陳寬德。 27 《水力學Ⅰ》教學大綱 Hydraulics(I) 總學時： 48 理論課學時： 40 實驗課學時： 8 一、課程的性質(zhì) 水力學是水利水電工程專業(yè)的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課，其任務是使學生掌握水力學的基本概念、基本理論、基本計算方法和基本實驗技能。 二、課程的目的與教學基本要求 課程目的是通過本課程的學習，應使學生具有分析和解決水流動 問題的能力，并為學習有關(guān)后續(xù)課程，從事工程技術(shù)工作和進行科學研究打下必要的基礎(chǔ)。 通過本課程的學習，使學生掌握水流運動的基本概念、基本理論與分析方法，理解不同水流的特點，學會常見 水利水電 工程中的水力計算，并具備初步的試驗量測技能。 三、課程適用專業(yè) 水利水電工程 四、課程的教學內(nèi)容、要求與學時分配 理論教學部分： 1) 流體的主要物理性質(zhì)和連續(xù)介質(zhì)模型 理解流體的主要物理性質(zhì)，特別是流體的粘性與牛頓內(nèi)摩擦定律。 理解連續(xù)介質(zhì)模型。 理解作用在流體上的力。 2) 流體靜力學 理解壓強概念，掌握流體靜壓強分布規(guī)律和 總壓力的計算方法。 理解潛體與浮體的平衡和穩(wěn)定性。 3) 流體動力學理論基礎(chǔ) 了解描述流體運動的兩種方法，理解有關(guān)元流與總流的概念。 理解流體運動的連續(xù)性微分方程，理解理想流體的歐拉運動微分方程及其沿流線的積分。 掌握恒定總流的連續(xù)性方程、能量方程和動量方程及其綜合應用。 4) 流動阻力和能量損失 理解流動阻力和水頭損失的概念，理解沿程水頭損失與切應力的關(guān)系。 理解流體運動的兩種型態(tài)和雷諾數(shù)的概念。 理解圓管層流的運動規(guī)律，理解紊流特征、混合長度理論和紊流流速分布。 理解管路沿程阻力系數(shù)的變化規(guī)律，掌握管路沿程水頭損失 及局部水頭損失的計算方法。 了解邊界層概念、邊界層分離現(xiàn)象及繞流阻力。 5) 有壓管流 理解孔口、管嘴及恒定有壓管流的水力計算原理。 掌握孔口、管嘴和短管、長管（串聯(lián)、并聯(lián)）恒定流動的水力計算方法。 了解枝狀管網(wǎng)的計算原理和方法。 6) 明渠均勻流 理解明渠類型及其對水流運動的影響。 28 理解明渠均勻流的水力特性和產(chǎn)生條件，理解水力最優(yōu)斷面及允許流速的概念。 掌握明渠均勻流的水力計算。理解復式斷面明渠流水力計算。 7) 滲流 理解滲流模型和滲流的基本定律。 掌握漸變滲流分析方法，掌握集水廊道、單井和井群的水力計算。 序號 課 程內(nèi)容 學時 1 緒論 2 2 流體靜力學 6 3 流體動力學基礎(chǔ) 8 4 流動形態(tài)和流動阻力 8 5 孔口、管嘴恒定出流和有壓管恒定流 6 6 明渠均勻流 6 7 滲流 4 合計 40 實驗教學部分 內(nèi)容： 要求： 1) 鞏固和驗證所學理論知識；進行實驗技術(shù)和量測技術(shù)等基本訓練；培養(yǎng)觀測和分析水流現(xiàn)象的能力，加強理論和實際的聯(lián)系。 2) 獨 立完成實驗報告的編寫。 3) 實驗共計 8 學時左右。 五、教材和主要參考資料 《水力學》（第三版）上下冊 吳持恭主編，高等教育出版社， 2020 年。 《水力學》 1980 年修訂版 上下冊 清華大學水力學教研組編，人民教育出版社， 1981年。 《水力學》于布主編，華南理工大學出版社， 2020 年。 六、 程考核方式 考核總評成績分卷面成績與平時成績。 卷面考核：閉卷考試，成績占總評成績 70%。 平時考核：根據(jù)作業(yè)、階段測驗、實驗報告評定，成績占總評成績 30%。 七、教學大綱執(zhí)筆人：尹小玲 29 《水力學Ⅱ》教學大綱 Hydraulics(II) 總學時： 40 理論課學時： 36 實驗課學時： 4 一、課程的性質(zhì) 水力學Ⅱ是水利水電工程專業(yè)的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課，其任務是使學生在水力學 1 的基礎(chǔ)上，進一步掌握工程水力學的基本概念、基本理論、基本計算方法和基本實驗技能。 二、課程的目的與教學基本要求 課程目的是通過本課程的學習，應使學生具有分析和解決一般工程水力學問題的能力，并為學習有關(guān)專業(yè)課程，從事工程技術(shù)工作和進行科學研究打下必要的基礎(chǔ)。 通過本課程的學習，使學生掌握 工程水力學 的基本概念、基本理 論與分析方法， 掌握工程水力學問題的綜合分析計算， 并具備 基本 的 相關(guān) 試驗量測技能。 三、課程適用專業(yè) 水利水電工程 四、課程的教學內(nèi)容、要求與學時分配 理論教學部分： 1）明渠恒定非均勻流 主要內(nèi)容有明渠恒定非均勻流概述，斷面單位能量、臨界水深，明渠恒定流動的流動型態(tài)及判別標準，明渠恒定非均勻漸變流基本微分方程，棱柱形渠道恒定非均勻漸變流水面曲線的計算。 要求理解明渠非均勻流中斷面單位能量、臨界水深等的基本概念，掌握明渠恒定流動的流動型態(tài)的判別方法，理解恒定非均勻漸變流微分方程，理解棱柱形渠道中恒定非均 勻漸變流水面曲線的定性分析，掌握棱柱形渠道恒定非均勻漸變流水面曲線的分段求和法計算，了解河道水力計算，了解彎道水流的特點。 2）水躍 主要內(nèi)容有棱柱形水平明渠的水躍方程，水躍共軛水深計算，水躍能量損失，水躍躍長的確定。 要求理解棱柱形水平明渠的水躍方程，了解水躍類型和影響因素，掌握矩形斷面棱柱形水平渠中水躍共軛水深計算，了解水躍能量損失和水躍躍長的計算。了解水跌流動現(xiàn)象。 3）堰流及閘孔出流 主要內(nèi)容有堰流及閘孔出流類型及計算公式，薄壁堰、實用堰和寬頂堰的水力計算，閘孔出流水力計算。 要求理解堰、閘出流的水 力特征及類型，掌握薄壁堰、實用堰和寬頂堰的水力計算以及閘孔出流的水力計算。 4）泄水建筑物下游的水流銜接與消能 主要內(nèi)容有泄水建筑物下游的水流銜接分析與判斷，消能方式，消能水力計算。 要求掌握泄水建筑物下游的水流銜接分析與判斷 ，了解主要消能方式，掌握底流消能水力計算，了解其他消能方式的消能原理和水力計算。 5）有壓管非恒定流 主要內(nèi)容有有壓管中的水擊現(xiàn)象，非恒定流基本方程組，水擊基本微分方程組，水擊計算解析法，調(diào)壓系統(tǒng)水面振蕩。 30 要求理解有壓管中的水擊現(xiàn)象，理解非恒定流基本方程組和水擊基本微分方程組，掌握直 接水擊壓強計算，掌握間接水擊應用連鎖方程計算水擊壓強的原理和方法，了解調(diào)壓系統(tǒng)的水面振蕩。 6）相似原理和模型試驗基礎(chǔ) * 主要內(nèi)容有相似現(xiàn)象和特征，相似條件和相似準則，水工模型試驗設(shè)計基礎(chǔ)。 要求理解相似現(xiàn)象和相似特征，理解相似條件和相似準則，了解水工模型試驗設(shè)計基礎(chǔ)知識。 7）水利工程滲流 主要內(nèi)容有水平不透水層上均質(zhì)土壩滲流，滲流場基本微分方程及其解法，流網(wǎng)法求解平面滲流，水電比擬法繪制流網(wǎng)。 要求理解水平不透水層上均質(zhì)土壩滲流計算方法，了解滲流場基本微分方程及其解法，掌握流網(wǎng)法求解平面滲流，了解水電比 擬法繪制流網(wǎng)。 注： *為選用部分。 序號 課程內(nèi)容 學時 1 明渠恒定非均勻流 8 2 水躍 4 3 堰流及閘孔出流 8 4 泄水建筑物下游的水流銜接與消能 6 5 有壓管非恒定流 6 6 水利工程滲流 4 合計 36 實驗教學部分 內(nèi)容： 1．明渠流綜合演示實驗 2．堰流流量系數(shù)實驗 3．閘孔出流流量系數(shù)實驗 4．滲流電擬法實驗 要求： 1．鞏固和驗證所學理論知識；進行實驗技術(shù)和量測技術(shù)等基本訓練；培養(yǎng)觀測和分析水流現(xiàn)象的能力，加強理論和實際的聯(lián)系。 2．獨立完成實驗報告的編寫。 3．實驗共計 4 學時左右。 五、教材和主要參考資料 《水力學》，第三版，上、下冊，吳持恭主編，高等教育出版社， 2020 年。 《水力學》， 1980 修訂版，上、下冊， 清華大學水力學教研組 ， 人民教育出版社， 1980 年。 六、課程考核方式 考核總評成績分卷面成績與平時成績。 卷面考核：開卷或閉、開卷結(jié)合考試，成績占總評成績 70%。 平時考核：根據(jù)作業(yè)、階段測驗、實驗報告評定，成績占總評成績 30%。 七、教學大綱執(zhí)筆人：尹小玲 31 《工程地質(zhì)》教學大綱（土木） Engineering Geology 總學時： 32 理論課學時： 26 實驗課學時： 6 一、課程的性質(zhì) 本課程是土木工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。 由于任何建筑工程都離不開地質(zhì)環(huán)境 ， 故作為 土木工程 專業(yè)的學生都必須掌握一些基本的工程地質(zhì)知識 ， 而《工程地質(zhì)學》正是研究人類工程 活動 與地質(zhì)環(huán)境之間相互關(guān)系的一門學科 ， 因此本課程對于 土木工程 專業(yè)來講 是 非常 重要 的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。 二、課程的目的與教學基本要求