高等土力学

课程编码：180090081400P1001H 英文名称：Advanced Soil Mechanics 课时：40 学分：2.00 课程属性：学科核心课 主讲教师：鲁晓兵等

本课程是土木工程、水利工程、地质资源与地质工程等专业硕士研究生的重要专业基础课，也是岩土工程专业硕士研究生的重要学位课程。通过本课程的学习，深刻认识土的基本物理化学行为、及力学特性，熟练掌握土的渗流、强度和变形等基本计算理论，初步具备土的本构关系及土工数值计算等理论基础，了解土体稳定分析理论，形成较为系统全面的土力学及岩土工程理论知识体系。
在此基础上，本课程注重理论研究与工程实践的有机结合，培养学生自主学习、创新发现和熟练运用基本理论解决各类复杂岩土工程问题的能力。针对岩土工程领域中不断涌现出来的新问题、新理论、新方法，不仅要能够学习和领会，而且应能运用土力学学科研究的基本理论、途径和方法，结合自己的研究理念和模式，对新课题开展科学研究和获得创新型成果。

土力学、材料力学、弹塑性力学、数值分析等

第一章 预备知识 2学时 鲁晓兵
第1节 偏微分方程求解
第2节 力学基本概念
第二章 绪论：土力学基本概念及应用背景 2学时 鲁晓兵
第1节 基本概念回顾
第2节 应用背景
第三章 渗流及分析 5学时 鲁晓兵
第1节 达西定律
第2节 单相、多相渗流及分析方法
第3节 一维及多维渗流
第4节 计算方法
第5节 应用案例
第四章 渗流变形理论 7学时 鲁晓兵
第1节 渗流固结概念、影响因素
第2节 固结理论
第3节 测试仪器及方法
第4节 物理实验及模型律
第5节 应用案例：山地灾害
第6节 应用案例：水利、冻土、油气等
第五章 土动力学 8学时 鲁晓兵
第1节 土体动力基本性质
第2节 土体中的波
第3节 土体动力反应分析方法
第4节 应用案例
第六章 土体强度理论 4学时 董毅
第1节 基本概念
第2节 影响因素
第3节 几类典型强度理论介绍
第七章 应力应变关系 4学时 董毅
第1节 土体本构方程建立的物理、数学基础
第2节 修正剑桥模型推导与应用
第八章 Biot方程及数值求解 4学时 董毅
第1节 Biot方程推导过程及其多种形式
第2节 Biot方程有限元求解过程
第九章 海洋土力学基础及前沿 4学时 董毅
第1节 海洋波浪水动力Navier-Stokes方程推导
第2节 近海海洋土的基本特征
第3节 波浪-结构物-海床地基相互作用基础及前沿进展

课程首席：鲁晓兵：研究员。1999于中国科学院力学研究所获博士学位。自工作以来一直从事岩土力学和油气开发领域的研究工作，目前承担国科大研究生课程《高等土力学》、《渗流力学》的教学工作。作为负责人和主要参与人承担了863项目、973项目、国家重大专项、国家自然科学基金项目等。在山地灾害形成机制、海洋平台基础承载力、低渗特低渗油气藏开采、天然气水合物开采方法和安全控制、深海采矿等方面开展了系列的工作。研究成果在我国海洋平台设计、页岩气开采、水合物试采等实际工程中得到应用，发表国内外重要期刊论文200余篇，授权发明专利30余项，获得中国力学学会科技进步一等奖1项。
主讲教师：董毅，男，中国科学院武汉岩土力学研究所研究员、博士生导师。2005年本科毕业于郑州大学，2008年在同济大学获得硕士学位，2013年在美国Lehigh University获得博士学位。2013-2016年在科罗拉多矿业大学从事博士后研究。长期致力于非饱和土热质运移及其力学行为、孔隙介质相变及界面行为等方面的基础理论研究，开发先进岩土力学试验测试方法与介质微观结构表征技术。主持国家自然科学基金4项，湖北省自然科学基金重点项目1项。获得美国材料和测试协会岩土测试实践的杰出论文奖，岩土力学黄文熙-陈宗基青年奖。目前担任《岩土力学》编委、《Vadose Zone Journal》副主编。现讲授所级研究生课程《高等土力学》。