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専門教育課程 環境土木工学科(2018年度入学〜)
授業科目区分 科目名 単位数 科目コード 開講時期 履修方法
専門教育課程
専門科目
専門
土質力学Ⅰ
Soil Mechanics I
2 E709-01 2022年度
3期(前学期)
修学規程第4条を参照
担当教員名
*印は、実務経験のある教員を示しています。
授業科目の学習・教育目標
キーワード 学習・教育目標
1.土の基礎的性質と分類 2.コンシステンシー限界 3.弾性地盤内の応力分布 4.圧密理論 5.透水(ダルシー則) 土木構造物はほとんどの場合,地盤上に建設されるが,地盤自身も変形したり破壊したりす る.しかし,自然材料であるうえ,固体(土粒子),液体(水),気体(空気)の三相混合 体であるため,その強度や変形特性は金属やコンクリートとは異なる性質を持つ.本科目で は地盤に関する今後の幾つかの科目の入門として,地盤の基本的な性質や現象を学び,土と 水との関わり,地盤沈下の予測方法について学ぶ.
授業の概要および学習上の助言
本科目では、土質力学の基礎的な内容について習得する。具体的な授業の概要は、以下の通りである。 1.序論              4.弾性地盤内の応力分布  土質力学,地盤工学と地盤防災   圧密計算のための地盤内の応力分布の計算 2.土の基本的性質         5.圧密  土の工学的定義          透水(ダルシー則)  砂と粘土の違い          圧密理論  土の密度と間隙          基礎地盤の圧密沈下の算定  土の含水量            先行圧密,2次圧密,圧密促進工法 3.土の分類  地盤材料の判別と分類の必要性  コンシステンシー限界  地盤材料の工学的分類
教科書および参考書・リザーブドブック
教科書:土質力学第8版[森北出版] 参考書:土質力学[森北出版株式会社] リザーブドブック:指定なし
履修に必要な予備知識や技能
「力学」に習熟していることが必要である.「土質力学II」「地盤解析学」の受講に役立つ.土木工学の基礎の1つである「 土質」は,固体,液体,気体の三相混合系の自然材料を扱うことから,完全な解法が存在しない場合が多く,理論と経験則の 融合により設計を試みる学問である.このため,土木分野の中でも理解しづらい分野として知られています.特に予習が重要 で,分からなかったところを講義で補うようにしてください.復習としては演習課題を多く行い,土のどのような設計値を知 るためのものかを意識しながら学習することを勧めます.
学生が達成すべき行動目標
No. 学科教育目標
(記号表記)
K 土質力学の概略を理解し,土木工学にとっての重要性を理解できる.[0.1K]
K 土の物理的性質とその構造が理解でき,土の状態量を定量化できる.[0.3K]
K 構造物の建設等により地盤内に発生する応力を計算できる.[0.1K]
K 有効応力の概念と透水則から誘導される一次元圧密方程式が理解できる.[0.3K]
K 1次元圧密方程式に基づき,種々の条件での圧密沈下を算定できる.[0.2K]
達成度評価
評価方法
試験 クイズ
小テスト
レポート 成果発表
(口頭・実技)
作品 ポートフォリオ その他 合計
総合評価割合 40 30 20 0 0 0 10 100
指標と評価割合 総合評価割合 40 30 20 0 0 0 10 100
総合力指標 知識を取り込む力 20 15 10 0 0 0 0 45
思考・推論・創造する力 20 15 10 0 0 0 0 45
コラボレーションと
リーダーシップ
0 0 0 0 0 0 0 0
発表・表現・伝達する力 0 0 0 0 0 0 5 5
学習に取組む姿勢・意欲 0 0 0 0 0 0 5 5
※総合力指標で示す数値内訳、授業運営上のおおよその目安を示したものです。
評価の要点
評価方法 行動目標 評価の実施方法と注意点
試験 「土の基本的物理量」とその指標の表す意味の理解度,「増加応力計算を含む圧密全般」に関する理解度 を測る.
クイズ
小テスト
小テスト(臨時試験)を講義内容に応じて適宜実施し,評価する.
レポート 講義内容に応じたレポート(ミニレポートを含む)を適宜実施し,評価する.
成果発表
(口頭・実技)
作品
ポートフォリオ
その他 講義中の積極的な質疑応答,レポートの取り組み,遅刻の過多により学習態度を評価する.
具体的な達成の目安
理想的な達成レベルの目安 標準的な達成レベルの目安
土質力学Iの行動目標をよく理解し,工学技術者としての基礎 能力を身につけるだけでなく,物理試験結果と圧密試験結果の 整合性を議論でき,段階載荷を含む現場状況に合わせた適切な 圧密計算ができる. 土質力学Iの行動目標をほぼ理解し,土木技術者として物理試 験結果から土の基本的性質を把握でき,圧密の基本的な設計計 算ができる.
CLIP学習プロセスについて
一般に、授業あるいは課外での学習では:「知識などを取り込む」→「知識などをいろいろな角度から、場合によってはチーム活動として、考え、推論し、創造する」→「修得した内容を表現、発表、伝達する」→「総合的に評価を受ける、GoodWork!」:のようなプロセス(一部あるいは全体)を繰り返し行いながら、応用力のある知識やスキルを身につけていくことが重要です。このような学習プロセスを大事に行動してください。
※学習課題の時間欄には、指定された学習課題に要する標準的な時間を記載してあります。日々の自学自習時間全体としては、各授業に応じた時間(例えば2単位科目の場合、予習2時間・復習2時間/週)を取るよう努めてください。詳しくは教員の指導に従って下さい。
授業明細
回数 学習内容 授業の運営方法 学習課題 予習・復習 時間:分
1 土質力学の意義とその役割について,災害事例などを 通じて理解し,これから学ぶ土質力学の全体像を整理 する.土の定義や砂と粘土の違いを学ぶ. ガイダンス,講義と質疑 教科書の予習 「土の基本的性質」のうち「土粒 子の形と構造」までを理解する. 80
2 土の工学的性質および土の粒度分布について学ぶ. 講義と質疑 教科書の予習 砂と粘土の違いの工学的な分類の 仕方とその意味を理解する.粒度 分布による力学特性との関連を理 解する. 100
3 土の密度や間隙などの状態量の定義と意味を学ぶ. 講義と質疑 教科書の予習 「間隙比」や「含水比」の定義だ けでなく,その大小が表す意味を 理解する. 100
4 土の分類とコンシステンシー限界について学ぶ. 講義と質疑 教科書の予習 粘土の特性を示す「液性限界」や 「塑性限界」,「塑性図」の表す 意味を理解する. 100
5 土の物理特性と力学特性との関係を学ぶ. 講義・演習と質疑,自己点検 教科書の予習 砂の相対密度の持つ意味を理解し ,これまでの物理量と力学特性に 関係を整理する. 100
6 圧密現象の概要と透水について学ぶ. 講義と質疑 教科書の予習 「土の圧縮と圧密」「透水(ダル シー則)」から圧密現象の概要と ,学ぶべき内容を理解する. 100
7 弾性地盤内の増加応力の計算方法を学ぶ. 講義・演習と質疑,自己点検 教科書の予習 圧密計算に必要な盛土の増加応力 の計算ができるようにする. 「弾性地盤内の応力分布」 100
8 臨時試験(1回から7回までの範囲を対象) 試験を介した学習不足範囲の復習 臨時試験(中間振り返り), 自己点検 1回から7回までの授業内容の復習 ,スマホ以外持ち込み可 100
9 Terzaghiの1次元圧密理論について学ぶ. 講義と質疑 教科書の予習 有効応力と過剰間隙水圧の概念に ついて理解する. 100
10 圧密度の考え方および圧密時間の算定法を学ぶ. 講義と質疑 教科書の予習 圧密にかかる時間の算定方法を標 準圧密試験結果の利用法とともに 理解する. 100
11 圧密の最終沈下量の算定法について学ぶ. 講義・演習と質疑,自己点検 教科書の予習 算定法の概念と,標準圧密試験結 果からどう求めるかを学び,実際 の計算を行う. 100
12 多層地盤の圧密,先行圧密,2次圧密の概念について 学ぶ. 講義と質疑 教科書の予習 実際の地盤は単一ではないが,Te rzaghiの圧密理論は均一層しか適 用できない.複数の層における解 法の1つを学ぶとともに,過圧密 ,正規圧密の概念を学ぶ. 100
13 全体の総合演習を行う. 講義・演習と質疑,自己点検 教科書の予習 総合的な演習を行い,理解度を確 認する. 100
14 達成度確認試験 行動目標に対応した達成度の確認試験を実施する. 試験を介した学習不足範囲の復習 筆記試験と自己点検 試験に向けた総復習 スマホ以外持ち込み可 100
15 自己点検授業 達成度確認試験の解答と解説 土質力学Iの学習・教育内容に関する質疑応答 達成度確認試験の解答と総合 説明,アンケート回答,自己 点検 全範囲を見直した復習と,土質力 学Ⅱへ向けた学習内容の整理 60