土建類《土力學及地基基礎》課程是高等學校土建類本科專業的主干課程之一，是技術基礎課和專業課的綜合。該課程基本內容分為土力學和基礎工程學兩大塊，前者是力學的一個分枝，屬該專業的技術基礎范疇，內容的核心是研究土的應力、應變、強度、變形及穩定性問題；后者基礎工程學屬專業課程之一。土力學是基礎工程學的理論基礎，而基礎工程學則是運用土力學理論，解決基礎工程問題。因此，《土力學及地基基礎》課程的組成結構是具有雙重性的屬性不同的兩大塊內容。在邏輯上其前因后果關系密切，作為一個整體來學習是十分合理的，也反映了通材教育的教學特征。

　　《土力學與地基基礎》課程的自學教材以文獻[1]為主，其特點是內容覆蓋自考大綱[2]，程度深、淺適易，但存在的問題是內容的結構特征不明顯，重點不突出。目前較普遍采用的教學參考書還有文獻[3，4，5]。

　　一、《土力學及地基基礎》的內容組成結構特征

　　《土力學及地基基礎》課程內容屬性上具有雙重性。因此，在自學的過程當中，掌握內容的組成結構是至關重要的。筆者將《土力學及地基基礎》歸納成結構組成圖1。(圖一)

　　由結構組成圖可以看出，土力學的內容在組成上，各部分的前因后果的邏輯關系比較明顯，是一個漸次深入的結構組成，其中土力學基本問題的解答是一個承上啟下的連接環節，其作用是將逐次深入的土力學基礎理論引入到并行排列的組成結構——基礎工程學當中。而基礎工程學的組成結構相對簡單且獨立性較強，但與土力學的基本問題解答密切相關。因此，無論從內容的組成結構的地位及重要性，還是該內容本身的份量，土力學在《土力學與地基基礎》課程占理論基礎的主導地位，學好土力學是進一步學習基礎工程學的必要條件。

　　綜上所述，筆者將土力學的內容結構組成進一步細劃，見圖2。可以看出，土力學作為力學的一個分枝，具有一般力學課程的特點，即內容組成的結構性特征明顯。在“教”與“學”的過程中，掌握和理解土力學的這種組成上的結構特征，對各部分內容的融會貫通，靈活應用及承上啟下是十分重要的。(圖二)

　　二、土力學的難點分析

　　2.1　地基的沉降歷時規律——太沙基一維固結理論

　　地基飽和土的太沙基一維固結理論，是課程的難點之一，但也是必須掌握的基本內容。一維固結方程的建立采用了土的壓縮規律、土中水的滲透規律以及飽和土的水——彈簧模型(有效應力與孔隙水壓力的分擔轉換)。方程的建立運用了高等數學偏微分方程的手段，而方程求解則采用了數理方程的方法。求出的孔隙水壓力與時間和深度的函數，應用于固結度的概念，通過積分得到了固結度的表達式。上述過程簡單可歸納為：

　　一維固結方程建立�鰯道矸匠糖蠼鈛(z,t)�鐾茖Ч探Y度表達式U(a,T v)的計算方法及應用，對于數理方程解答，則可以簡單了解其前因后果的過程即可。因此，熟練掌握和理解固結度的概念，在公式已知條件下，靈活應用U(a,T v)是學習飽和土一維固結理論的核心。

　　U(a,Tv)為飽和粘性土層的平均固結度，是a=和時間因素T v的函數。這一函數的表達一般采用：

　　①圖或表的形式描述

　　②U(a,t)=f(a,T v)的顯式表達式；

　　而上述的函數，無論是實際問題，還是試題，一般均為已知條件，學習的重點是靈活應用，而勿需死記硬 背公式，這一點是十分重要。而固結的問題無外乎是：

　　①已知時間t,求解相應固結度U t及固結沉降s t；即t�鯰 v�鯱 t�鰏 t=Ut·s∞

　　②已知固結度U t(或固結沉降S t )，求解達到該值所需時間t

　　即：s t�鯱 t=s t/s∞�鯰 v�鰐

　　因此，對上述有了全面理解之后，再來學習一維固結理論，則是一個查表或查圖式按計算器的問題了，當然理解固結系數c v和時間因素T v及掌握其相應表達式仍是十分重要的。

　　2.2　地基極限承載力P u的理論計算

　　地基的極限承載力P u的理論計算是地基承載力確定的主要方法之一，其理論推導中彈性力學知識要求較高，推導過程亦較復雜。學生在學習中，特別是自學時往往無從下手。地基極限承載力的理論推導有兩種類型，一是完全的極限平衡理論——Vesic公式，二是半經驗的極限平衡理論——太沙基公式，根據目前國家強調“通材”教育的基本點出發，分清理論解答的屬性是很重要的，各類極限平衡理論得到的解答均可簡單地歸納為：

　　　P u=γ·b·N γ＋q·N q＋c·N c

　　上式中，c·N c是極限承載力理論解的基礎項，是地基土強度產生的承載力；q·N q是在基本項基礎上考慮了基礎底面兩側超載q的承載力提高，超載q最一般的即為基礎埋深內土的自重應力，即q=D，又稱為基礎埋深的承載力提高；γ.b.Nγ是在基本項的基礎上考慮地基重度的承載力提高，外在表現為基礎寬度b對承載力的提高。準確理解表達式(1)的各項的含義及概念是十分重要的，而分項系數N γ. N q. N c則不同公式有不同的表達式，但它們均是地基土內摩角的函數，解決問題時均作為已知條件，不必硬記。

　　極限承載力理論計算的應用也較簡單，一般用作淺基礎的地基承載力驗算，但值得一提的是r. bN r項的承載力提高是以基礎沉降變形為代價的，其使用應有限度。而另一重要的參數，安全系數K的選擇，在試題中一般均為已知條件，而在解決實際問題時應慎重選擇。

　　三、基礎工程學的學習要點

　　基礎工程學的內容組成結構是一種相對獨立的并列結構，如前所述，基礎工程學的理論基礎之一是土力學，除此之外，還有結構設計原理，工程力學等。例如淺基礎中包括了地基承載力驗算及沉降分析，這與土力學直接相關；而淺基礎的結構設計，則與結構設計原理密切相關。在《土力學與地基基礎》課程的教學中，重點是與土力學相關的內容，如上述淺基礎內容中，淺基礎的承載力驗算和沉降分析是本課的核心內容。

　　因此，在基礎工程的學習中，應特別重視與土力學相關內容，換言之，基礎結構設計部分，嚴格意義上應屬于結構設計原理的范疇，而不是《土力學與地基基礎》的主要教學內容，這一點在“教”與“學”的過程同樣應區分清楚。

　　四、自學考試中關于計算題的分析

　　一般自考試卷，計算題所占比例約為60—70％，計算題的解題能力是應試中最重要的環節。根據歷年的試卷的批閱情況，筆者按出現的概率大小，統計了六大類計算題，即：

　　①三相比例指標換算；

　　②強度與土壓力計算；

　　③壓縮規律與沉降計算；

　　④樁基與樁基承載力；

　　⑤淺基礎與地基承載力；

　　⑥最常見軟基處理方法與承載力驗算。

　　筆者認為，針對上述六類問題，選擇適當量的習題，則可以基本達到應試要求。解題能力的提高首先是基本知識和理論掌握得要好，其次是適當數量的練習或仔細閱讀例題。理解掌握本課程的內容組成結構，對靈活求解計算題是十分有利的。

　　五、綜合結語

　　通過上述論述，可得出如下基本意見：

　1、《土力學與地基基礎》課程的“教”與“學”應強調內容的組成結構；

　　2、土力學是該課程的理論基礎和核心，理解其內容組成結構的逐次深入特點，對掌握和靈活應用十分重要。

　　3、難點內容的學習，應當學會掌握問題的核心或實質。

　　4、計算題的解題能力是應試成功重要環節，應有所側重，熟練掌握基礎知識，靈活應用基本理論及解答，學會綜合解決問題的能力。

　　參考文獻

　　1、吳湘興主編，《土力學及地基基礎》全國高等教育自學考試教材，武漢大學出版社，第二版，1992.10。

　　2、華南理工大學、東南大學等4校合編，《地基及基礎》高等學校教學用書，中國建筑工業出版社。

　　3、陳希哲編著，《土力學地基基礎》，清華大學出版社第二版，1998.8。

　　4、洪毓康主編，《土質學與土力學》，人民交通出版社，第二版，1982。