《工程地質數值法》教學大綱課程編號：16170221英文名稱：NumericalSimulationofEngineeringGeology學分：2學時：總學時40學時，其中理論24學時，實踐16學時先修課程：土力學、巖石力學、普通地質學、構造地質學、礦物巖石學課程類別：專業(yè)拓展課程授課對象：地質工程專業(yè)學生教學單位：土木工程學院修讀學期：第7學期一、課程描述和目標1.課程描述工程地質數值法是地質工程專業(yè)的一門具有較強應用要求的專業(yè)課程，是隨著計算機技術發(fā)展起來的一種用數學建模的方法解決工程地質的問題。這種方法理論與實踐并重，與試驗、實踐相互檢驗。作為工程地質專業(yè)的本科生，學習和掌握一個工程地質數值模擬軟件，是深入研究工程地質問題的重要手段之一。2.課程目標課程目標1：使絕大多數本科生了解有限單元法、邊界元法、離散單元法、有限差分法等各種工程地質數值模擬方法的適用條件，了解各種方法目前所具有的相關商業(yè)軟件，懂得辨識所計算的問題并選擇合適的軟件。課程目標2：具備至少一種軟件的實際操作能力，結合工程實際或者試驗室試驗開展數值模擬工作和培養(yǎng)結果分析的能力。二、課程目標對畢業(yè)要求的支撐關系畢業(yè)要求指標點課程目標權重指標點5-1.了解專業(yè)常用的現(xiàn)代儀器、信息技術工具、工程工具和模擬軟件的使用原理和方法，并理解其適用性和局限性。課程目標10.6指標點9-1.理解當前發(fā)展中跨學科交流、多學科協(xié)作的必要性和重要意義，具有團隊協(xié)作意識。課程目標20.4三、教學內容、基本要求與學時分配序號教學內容基本要求學時教學方式對應課程目標1數值模擬的概念與方法了解工程地質數值計算的意義、任務、巖土工程中為什么要進行數值計算、數值法涉及的復雜運算有哪些、數值方法的研究地位；掌握數值模擬的概念與方法。重、難點：數值方法的適用性。德育要求：培養(yǎng)愛國精神。培養(yǎng)工匠精神4課堂講授課程目標12有限元軟件有限元軟件概述；4課堂講授課程目標13介紹RFPA軟件的安裝和啟動；4課堂講授課程目標14有限元分析基本過程實例操作。重、難點：工程案例的有限元實現(xiàn)。德育要求：培養(yǎng)工匠精神。4課堂講授課程目標15軟件與實驗室實驗的對比分析結合本科開展的一個物理實驗擬定數值模擬方案。2課堂講授+學生操作課程目標1課程目標26結合上述方案，開展數值模擬。分析模擬結果。重、難點：結合工程特征開展模擬。德育要求：培養(yǎng)工匠精神。4課堂講授+學生操作課程目標1課程目標27有限元軟件在隧道及地下工程中的應用隧道及地下工程結構設計模型；2課堂講授+學生操作課程目標1課程目標28地鐵隧道結構的受力分析；隧道開挖過程仿真分析；重、難點：案例的有限元實現(xiàn)。德育要求：培養(yǎng)工匠精神。4課堂講授+學生操作課程目標1課程目標29有限元軟件在邊坡工程中的應用巖石邊坡的防護工程實例及其有限元模型的設計。2課堂講授+學生操作課程目標1課程目標210邊坡的修建過程仿真分析；重、難點：案例的特征分析及實現(xiàn)。德育要求：培養(yǎng)工匠精神。4課堂講授+學生操作課程目標1課程目標211完成作業(yè)結合上述三個的實踐課程，確定大作業(yè)題目。2課堂講授+學生操作課程目標1課程目標212完成大作業(yè)一份，整理并提交最后結果，可包括圖片、表格、說明。重、難點：案例信息提取及實現(xiàn)。德育要求：培養(yǎng)工匠精神。4課堂講授+學生操作課程目標1課程目標2合計40四、課程教學方法理論課部分，教師課堂集中講授、隨堂測試、課后作業(yè)、專題研習、教師答疑。教師課堂集中講授采用PPT電子課件與板書相結合的方法講授課程的基本知識點；課堂提問采用隨機提問的方式，考察學生上課專注程度和對課堂知識點的掌握程度；課后練習通過布置課后作業(yè)使學生鞏固所學知識；教師答疑，安排不少于3次課后答疑，進一步了解學生知識點掌握的情況，鞏固知識點。實踐部分，布置任務書、時間安排計劃表和指導書，設計過程隨時抽查，集中答疑。課程設計按照集中設計方式進行，由指導教師集中答疑并檢查階段性工作，重點檢查設計過程的原始數據。最后對成果進行驗收、批改。學業(yè)評價和課程考核（一）考核方式及具體要求1.課程成績構成與要求課程考核注重形成性和終結性評價相結合，考核內容主要由隨堂測試、課后作業(yè)、專題研習、期末考試組成，均按百分制計分，其中期末考試成績占50%、隨堂測試占20%、課后作業(yè)占15%、專題研習成績占15%。2.課程目標達成考核與評價序號教學環(huán)節(jié)課程目標1（分值）課程目標2（分值）合計1隨堂測試1010202課后作業(yè)105153專題研習015154期末考試401050課程目標對應分值6040100（二）考核與評價標準1.平時成績考核與評價標準分值觀測點90-100分70-89分60-69分0-59分作業(yè)按時完成，90%以上的作業(yè)內容齊全，基本知識點理解、掌握到位。能夠利用理論知識識別、分析地質領域相關專業(yè)問題。按時完成，70%以上的作業(yè)內容齊全，基本知識點理解、掌握較到位。能夠較好利用理論知識識別、分析地質領域相關專業(yè)問題。延時完成，60%以上的作業(yè)內容齊全，基本知識點理解、掌握基本到位。利用理論知識對地質領域相關專業(yè)問題有一定的識別、分析。不交和補交，50%以下的作業(yè)內容齊全，基本知識點理解、掌握有偏差。不能利用理論知識對地質領域相關專業(yè)問題進行識別、分析。2.章節(jié)測試與評價標準章節(jié)測試根據測試題目及評分標注進行打分（百分制）。3.課程論文考核與評價標準分值觀測點90-100分70-89分60-69分0-59分課程論文格式規(guī)范，符合課程論文寫作要求；內容主題明確，符合課程教學內容，有明確的綜合分析論點。參考文獻充分、正文引用恰當，文獻引文格式符合文獻標準；無摘錄摘抄痕跡，能恰當運用自己的語言組織素材，論點正確。格式符合課程論文寫作要求；主題明確，符合課程教學內容，具較好的綜合分析論點。參考文獻充分、正文能夠較好對文獻進行引用，文獻引文格式基本符合科技期刊論文文獻標準；正文主題大部分運用自己的語言組織素材，論點正確。格式符合課程論文寫作要求；主題基本明確，較符合課程教學內容，具較好的綜合分析論點。參考文獻有，文獻引文格式基本符合科技期刊論文文獻標準；正文有部分摘抄，論點分析較清晰。論文格式不符合課程論文要求，能反映部分主題內容，論文結構不完整，論點分析不清晰，參考文獻少，正文沒有引用，格式不完全符合科技論文文獻標準。4.期末試卷考核與評價標準根據課程目標及教學內容，設計期末考核試題，綜合檢驗學生對課程相關知識的掌握、綜合應用及解決復雜問題的能力，根據考試題目設計相應評分標準。：卷面。六、教材與參考書（一）推薦教材1．《工程地質數值法》，何滿潮主編，北京：科學出版社，2006年4月版。2．《工程地質數值模擬的理論與方法》，唐輝明主編，.北京：中國地質大