Скачать 272.89 Kb.
|
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ «УТВЕРЖДАЮ»: Проректор по учебной работе _______________________ /Волосникова Л.М. __________ _____________ 2011г. Геокриология и механика грунтов Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления 223200.62 «Техническая физика» очная форма обучения «ПОДГОТОВЛЕНО К ИЗДАНИЮ»: Автор работы ________________________/Вакулин А.А./ «______»___________201__г. Рассмотрено на заседании кафедры механики многофазных систем «21» апреля 2011 г., протокол № 10 Соответствует требованиям к содержанию, структуре и оформлению. «РЕКОМЕНДОВАНО К ЭЛЕКТРОННОМУ ИЗДАНИЮ»: Объем 10 стр. Зав. кафедрой _________________ /Шабаров А.Б./ «______»___________ 2011 г. Рассмотрено на заседании УМК ИМЕНИТ «____»______________ 2011 г., протокол №____. Соответствует ФГОС ВПО и учебному плану образовательной программы. «СОГЛАСОВАНО»: Председатель УМК _________________/Глухих И.Н./ «______»_____________2011 г. «СОГЛАСОВАНО»: Зав. методическим отделом УМУ_____________/Федорова С.А./ «______»_____________2011 г. РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИГосударственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Институт математики, естественных наук и информационных технологийКафедра механики многофазных системВАКУЛИН А.А. геокриология и механика грунтов Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления 223200.62 «Техническая физика» очная форма обучения Тюменский государственный университет 2011 Вакулин Александр Анатольевич. Геокриология и механика грунтов. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления 223200.62 «Техническая физика», очной формы обучения. –Тюмень, 2011. – 14 с. Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению и профилю подготовки. Рабочая программа дисциплины (модуля) опубликована на сайте ТюмГУ: Геокриология и механика грунтов [электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.umk3.utmn.ru., свободный. Рекомендовано к изданию кафедрой механики многофазных систем. Утверждено проректором по учебной работе Тюменского государственного университета. ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: зав. кафедрой механики многофазных систем, засл. деятель науки РФ, д.техн.н., профессор Шабаров А.Б.© Тюменский государственный университет, 2011. © А.А. Вакулин, 2011. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа включает следующие разделы: 1. Пояснительная записка
Целью дисциплины «Геокриология и механика грунтов» является формирование у студентов знаний по основам геокриологии, методам и средствам геокриологических исследований. Задачи учебного курса: – познакомить студентов со структурой и научными направлениями геокриологии; – познакомить студентов с термодинамическими условиями развития мерзлых пород; – познакомить студентов с теплофизическими процессами в промерзающих и оттаивающих породах; – познакомить студентов с физическими и механическими свойствами мерзлых пород; – познакомить студентов с проблемами освоения криолитозоны в связи с возможным глобальным потеплением климата.
Дисциплина «Геокриология и механика грунтов» – это дисциплина, входящая базовую (общепрофессиональную часть) профессионального цикла. Для ее успешного изучения необходимы знания и умения, приобретенные (или приобретаемые параллельно) в результате освоения предшествующих дисциплин: общей физики, механики, теплофизики и термодинамики; Освоение дисциплины «Геокриология и механика грунтов» необходимо при последующем изучении дисциплин, предусмотренных учебным планом бакалавриата, в частности спецпрактикума, строительной теплофизики, геофизики, литологии, а также для подготовки и написания выпускной квалификационной работы.
В результате освоения ООП бакалавриата выпускник должен обладать следующими компетенциями:
В результате освоения дисциплины обучающийся должен: ЗНАТЬ термодинамические условия развития мерзлых пород, физические, теплофизические и механические процессы в мерзлых породах, свойства мерзлых пород, теплофизические закономерности сезонного и многолетнего промерзания и протаивания мерзлых пород с учетом геологических и географических условий. УМЕТЬ составить региональные и локальные тепловые балансы, поставить и решить задачи о промерзании (протаивании) грунта, определить теплообороты и глубину сезонного промерзания (протаивания) пород, оценить пучение промерзающих и оттаивающих дисперсных пород. ВЛАДЕТЬ приемами и навыками решения конкретных задач из разных областей геокриологии, помогающих в дальнейшем решать инженерные задачи. 2. Структура и трудоемкость дисциплины Данная дисциплина читается в седьмом семестре. Форма промежуточной аттестации – зачет. Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетные единицы. Таблица 1
3. Тематический план Таблица 2 Тематический план
Таблица 3 Виды и формы оценочных средств в период текущего контроля
Таблица 4 Планирование самостоятельной работы студентов
4. Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами Таблица 5
5. Содержание дисциплины Тема 1. Понятие о геокриологии. Введение. Место геокриологии среди других наук. Краткий очерк истории изучения криолитозоны и слагающих ее пород. Подразделение мерзлых пород по продолжительности их существования. Глубина и сплошность промерзания пород по вертикали. Распространение мерзлых пород по площади. Южная и высотная границы распространения мерзлых толщ. Мерзлые горные породы – естественно-исторические геологические образования. Тема 2. Термодинамические условия развития мерзлых пород. Источники энергии, определяющие тепловое состояние земли. Излучение, поглощение и отражение лучистой энергии. Энергетический (тепловой) баланс Земли. Изменение прихода и расхода энергии в тепловом балансе земли и их влияние на климат. Региональные и локальные тепловые балансы. Температурное поле горных пород и его характеристика. Теплообмен и теплообороты. Тема 3. Тепло- и массобмен в промерзающих и протаивающих горных породах. Теплофизические процессы в промерзающих и протаивающих породах. Законы Фурье. Постановка задачи о промерзании (протаивании) однородного грунта с образованием границы раздела фаз (задача Стефана). Постановка задачи о промерзании и протаивании пород в спектре температур (с образованием зоны промерзания). Решение классической задачи Стефана. Формула Стефана для определения глубины сезонного и многолетнего промерзания. Определение глубин сезонного и многолетнего промерзания (протаивания) пород по методу Л.С. Лейбензона. Приближенные формулы В.А. Кудрявцева для определения теплооборотов и глубин сезонного промерзания (протаивания) пород. Тема 4. Физические и механические процессы в промерзающих, мерзлых и протаивающих породах. Температурные деформации льда и дисперсных мерзлых пород. Теплофизические свойства горных пород. Механические свойства мерзлых пород. Тема 5. Сезонное промерзание и протаивание горных пород. Основы рационального освоения территорий криолитозоны. Формирование слоя сезонного промерзания и протаивания пород. Типы сезонного промерзания и протаивания горных пород. Влияние ландшафтно-климатических факторов на температурный режим и глубины сезонного промерзания и протаивания пород. Общие положения по рациональному использованию мерзлых пород при освоении криолитозоны. Региональные преобразования природной среды при освоении крупных территорий криолитозоны. Принципы использования многолетнемерзлых грунтов в качестве оснований инженерных сооружений. Принципы расчета оснований и выбор конструкций фундаментов, сооружаемых на мерзлых грунтах. Рациональное использование криолитозоны для целей горнодобывающей промышленности и подземного строительства. Проблемы освоения криолитолзоны в связи с возможным глобальным потеплением климата. 7. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов 7.1 Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины (модуля) Данной рабочей программой предусмотрена самостоятельная работа в объеме 36 часа. В соответствии с Положением о самостоятельной работе студентов в ГОУ ВПО «Тюменский государственный университет», под самостоятельной работой студентов (далее СРС) понимается «учебная, научно-исследовательская и общественно-значимая деятельность студентов, направленная на развитие общих и профессиональных компетенций, которая осуществляется без непосредственного участия преподавателя, хотя и направляется им». СРС проводится с целью формирования общекультурных и профессиональных компетенций, понимаемых как способность применять знания, умения и личностные качества для успешной деятельности в определенной области, в том числе:
Студентам предлагаются следующие формы СРС:
Результаты СРС могут быть представлены в форме реферата по теме. 7.2 Типы заданий для самостоятельной работы (примерные)
При необходимости обратиться за консультацией к преподавателю. 7.3 Формы текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины В качестве форм текущей аттестации используются такие формы, как проверка рефератов. Промежуточный контроль имеет форму рефератов, в которых оцениваются уровень овладения обучающимися знаниями по предмету. В соответствии с Положением о рейтинговой системе оценки успеваемости студентов в ГОУ ВПО «Тюменский государственный университет», во время последней контрольной недели семестра преподаватель подводит итоги работы каждого студента и объявляет результаты студентам. Однако если студент желает улучшить свой рейтинг по дисциплине, ему предоставляется право набрать дополнительные баллы – выполнить дополнительные задания и т.п. Поскольку дисциплина преподается в течение одного семестра, для выставления итоговой оценки на зачете выводится средний балл по дисциплине. В случае если средний балл составляет менее 61, студенту предоставляется право сдавать зачет, и оценка выставляется непосредственно по его результатам. Итоговый контроль (зачет) проводится в устно-письменной форме. Зачет включает письменную часть – ответ по вопросу. Устная часть зачета оценивает полученные знания по дисциплине путем собеседования с преподавателем. 8. Примерные темы рефератов 1. История изучения криолитозоны в Тюмени. 2. Южная граница распространения мерзлых толщ в УрФО. 3. Теплообмен и теплообороты на севере Тюменской области. 4. Методы решения задачи о промерзании и протаивании пород в спектре температур (с образованием зоны промерзания). 5. Методы решения задачи о промерзании и протаивании пород в спектре температур с миграцией влаги. 6. Опыт применения приближенных формул В.А. Кудрявцева для определения теплооборотов и глубин сезонного промерзания (протаивания) пород. 7. Теплофизические свойства горных пород Западной Сибири. 8. Механические свойства мерзлых пород Западной Сибири. 9. Типы сезонного промерзания и протаивания горных пород Тюменской области. 10. Рациональное использование мерзлых пород при освоении криолитозоны Западной Сибири. 11. Региональные преобразования природной среды при освоении крупных территорий криолитозоны севера Тюменской области. 12. Проблемы освоения криолитозоны в связи с возможным глобальным потеплением климата применительно к Тюменской области. 9. Примерные вопросы на зачет 1. Понятие о геокриологии. Место геокриологии среди других наук. 2. Краткий очерк истории изучения криолитозоны и слагающих ее пород. 3. Подразделение мерзлых пород по продолжительности их существования. Глубина и сплошность промерзания пород по вертикали. Распространение мерзлых пород по площади. Южная и высотная границы распространения мерзлых толщ. 4. Мерзлые горные породы – естественно-исторические геологические образования. 5.Термодинамические условия развития мерзлых пород. Источники энергии, определяющие тепловое состояние земли. 6. Излучение, поглощение и отражение лучистой энергии. 7.Энергетический (тепловой) баланс Земли. Изменение прихода и расхода энергии в тепловом балансе земли и их влияние на климат. 8. Региональные и локальные тепловые балансы. Температурное поле горных пород и его характеристика. Теплообмен и теплообороты. 9. Теплофизические процессы в промерзающих и протаивающих породах. 10. Законы Фурье. 11. Постановка задачи о промерзании (протаивании) однородного грунта с образованием границы раздела фаз (задача Стефана). 12. Постановка задачи о промерзании и протаивании пород в спектре температур (с образованием зоны промерзания). 13. Решение классической задачи Стефана. 14. Формула Стефана для определения глубины сезонного и многолетнего промерзания. Определение глубин сезонного и многолетнего промерзания (протаивания) пород по методу Л.С. Лейбензона. 15. Приближенные формулы В. А. Кудрявцева для определения теплооборотов и глубин сезонного промерзания (протаивания) пород. 16. Природа и механизм миграции влаги и дисперсных породах. 17. Влагоперенос и льдовыделение в мерзлых породах. Влагоперенос и льдовыделение в мерзлых породах под действием градиента температуры. 18. Влагоперенос в мерзлых породах при их взаимодействии с воздушной средой. Особенности влагопереноса и льдообразования в мерзлых породах под действием градиента механических напряжений, электрического поля и других внешних сил. Миграция влаги и льдообразование в мерзлых породах под и именем градиента электрического поля. 19. Влагоперенос и льдовыделение в промерзающих и протаивающих породах. 20. Пучение промерзающих и оттаивающих дисперсных пород. 21. Температурные деформации льда и мерзлых дисперсных пород. 22. Теплофизические свойства мерзлых пород. 23. Влагопроводность дисперсных пород. 24. Упругие свойства мерзлых пород. 25. Формирование слоя сезонного промерзания и протаивания пород. 26. Типы сезонного промерзания и протаивания горных пород. 27. Влияние ландшафтно-климатических факторов на температурный режим и глубины сезонного промерзания и протаивания пород. 28. Общие положения по рациональному использованию мерзлых пород при освоении криолитозоны. 29. Проблемы освоения криолитозоны в связи с возможным глобальным потеплением климата. 30. Региональные преобразования природной среды при освоении крупных территорий криолитозоны. 33. Рациональное использование криолитозоны при различных видах строительства. Дорожное строительство. Магистральные трубопроводы. 34. Особенности строительства в криолитозоне водопроводных и канализационных трубопроводов, аэродромных покрытий. Гидротехнических сооружений. 35. Лед как строительный материал. Рациональное использование криолитозоны для целей горнодобывающей промышленности и подземного строительства. 36. Принципы использования многолетнемерзлых грунтов в качестве оснований инженерных сооружений. Способ обеспечения устойчивости сооружения путем сохранения мерзлого состояния грунтов основания (или его ужесточения). Способ обеспечения устойчивости сооружений ограничением оттаивания многолетнемерзлых грунтов основания. 10. Образовательные технологии В соответствии с требованиями ФГОС при реализации различных видов учебной работы в процессе изучения дисциплины «Геокриология и механика грунтов» предусматривается использование в учебном процессе следующих активных и интерактивных форм проведения занятий:
11. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля) 11.1. Основная литература:
11.2. Дополнительная литература:
11.3. Программное обеспечение и Интернет – ресурсы:
12. Технические средства и материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля) Лекционная аудитория с мультимедийным оборудованием Дополнения и изменения к рабочей программе на 201 / 201 учебный год В рабочую программу вносятся следующие изменения: __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Рабочая программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры ____________________ « »_______________201 г. Заведующий кафедрой ___________________/Шабаров А.Б./ Роспись Ф.И.О. |
Рабочая программа для студентов направления 223200. 68 «Техническая физика» Степанов Сергей Викторович Подземная гидродинамика и теплофизика. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления... | Учебно-методический комплекс рабочая программа для студентов направления... «Техническая физика», магистерская программа «Теплофизика в нефтегазовых и строительных технологиях» | ||
Рабочая программа для студентов направления 223200. 62 «Техническая физика» | Рабочая программа для студентов направления 223200. 62 «Техническая физика» | ||
Учебно-методический комплекс рабочая программа для студентов направления... | Учебно-методический комплекс рабочая программа для студентов направления... | ||
Рабочая программа для студентов направления 223200. 68 «Техническая физика» Рассмотрено на заседании кафедры механики многофазных систем «3» сентября 2011 г., протокол №2 | Рабочая программа для студентов направления 223200. 62 «Техническая физика» Рассмотрено на заседании кафедры механики многофазных систем «21» апреля 2011 г., протокол №10 | ||
Учебно-методический комплекс рабочая программа для студентов направления... Рассмотрено на заседании кафедры механики многофазных систем «21» апреля 2011г., протокол №10. Соответствует требованиям к содержанию,... | Учебно-методический комплекс рабочая программа для студентов направлений:... Рабочая программа для студентов направлений: 011200. 62 "Физика" (очная форма обучения), 011800. 62 "Радиофизика" (очная форма обучения),... | ||
Учебно-методический комплекс рабочая программа для студентов направления... Содержание: умк по дисциплине «Геокриология и механика грунтов» для студентов направления подготовки 16. 03. 01 Техническая физика,... | Пояснительная записка рабочая программа дисциплины «Иностранный язык... «Физика», 222900. 62 «Нанотехнологии и микросистемная техника», 223200. 62 «Техническая физика» | ||
Рабочая программа для студентов направления 011200. 68 «Физика» Степанов Сергей Викторович Подземная гидродинамика и теплофизика. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления... | Учебно-методический комплекс рабочая программа для студентов направления... Рабочая программа для студентов направления 011200. 68 "Физика" магистерские программы "Физика нефтяного и газового пластов" | ||
Рабочая программа для студентов направления 2223200. 62«Техническая физика» | Программа Рабочая программа составлена на основании Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению... |