GATE土木工程考试大纲

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科目代码: CE

课程结构

课程大纲

A部分: 工程数学

单元 1: 线性代数

• 矩阵代数
• 线性方程组
• 特征值和特征向量

单元 2: 微积分

• 单变量函数
• 极限、连续性和可微性
• 中值定理
• 局部最大值和最小值
• 泰勒级数和麦克劳林级数
• 定积分和不定积分的计算
• 定积分在求面积和体积中的应用
• 偏导数
• 全导数
• 梯度
• 散度和旋度
• 向量恒等式
• 方向导数
• 线
• 面积和体积积分
• 斯托克斯
• 高斯定理和格林定理

单元 3: 常微分方程 (ODE)

• 一阶（线性与非线性）方程
• 具有常系数的高阶线性方程
• 欧拉-柯西方程
• 拉普拉斯变换及其在求解线性常微分方程中的应用
• 初始值问题和边值问题

单元 4: 偏微分方程 (PDE)

• 傅里叶级数

• 分离变量法

• 一维扩散方程的解

• 一维波动方程的一阶和二阶解以及二维拉普拉斯方程。

单元 5: 概率与统计

• 概率和抽样定理的定义
• 条件概率
• 离散随机变量
• 泊松分布和二项分布
• 连续随机变量
• 正态分布和指数分布
• 描述性统计 - 均值、中位数、众数和标准差
• 假设检验

单元 6: 数值方法

• 准确度和精度；误差分析
• 线性与非线性代数方程的数值解
• 最小二乘逼近
• 牛顿插值多项式和拉格朗日插值多项式
• 数值微分
• 梯形法则和辛普森法则的数值积分
• 一阶微分方程的单步法和多步法

B部分: 结构工程

单元 1: 工程力学

• 力系、自由体图、平衡方程
• 结构内力
• 摩擦及其应用
• 质点和刚体的运动学
• 质心
• 欧拉运动方程
• 冲量-动量
• 能量法
• 虚功原理

单元 2: 固体力学

• 静定梁的弯矩和剪力
• 简单的应力和应变关系
• 失效理论
• 简化弯曲理论，弯曲应力和剪应力，剪切中心
• 均匀扭转，柱的屈曲，组合弯曲和直接弯曲应力

单元 3: 结构分析

• 利用力法/能量法分析静定和超静定结构

• 叠加原理

• 桁架、拱、梁、缆索和框架的分析

• 位移法 -

  • 斜率偏转法和分配法

• 影响线

• 结构分析的刚度法和柔度法

单元 4: 建筑材料与管理

• 建筑材料 -

  • 结构钢 - 成分

  • 材料特性和性能

• 混凝土 - 成分 -

  • 配合比设计

  • 短期和长期性能

  • 砖和砂浆

  • 木材

  • 沥青

• 施工管理 -

  • 施工项目的类型

  • 招标和施工合同

  • 计价和标准规范

  • 成本估算

  • 项目规划和网络分析 - PERT 和 CPM

单元 5: 混凝土结构

• 工作应力、极限状态和极限荷载设计概念
• 梁、板、柱的设计
• 粘结和锚固长度
• 预应力混凝土
• 在转移和使用荷载下分析梁截面

单元 6: 钢结构

• 工作应力和极限状态设计概念

• 拉杆和压杆、梁和梁柱、柱基的设计

• 连接 - 简单和偏心，梁柱连接，板梁和桁架

• 梁和框架的塑性分析

C部分: 岩土工程

单元 1: 土力学

• 土的成因、土的结构和构造

• 三相系统和相位关系，指标特性

• 统一土分类系统和印度标准土分类系统

• 渗透性 - 一维流动，达西定律

• 土壤中的渗流 - 二维流动，流网，浮力，管道

• 有效应力原理，毛细作用，渗流力和流砂条件

• 实验室和现场条件下的压实

• 一维固结，固结时间率

• 莫尔圆，应力路径，有效和总剪切强度参数，粘土和砂的特性

单元 2: 基础工程

• 地下勘察 -
  • 范围
  • 钻孔
  • 取样
  • 平板载荷试验
  • 标准贯入试验
  • 锥形贯入试验
• 土压力理论 - Rankine 和 Coulomb
• 边坡稳定性 -
  • 有限和无限边坡
  • 分片法
  • Bishop 法
• 土体中的应力分布 -
  • Boussinesq 理论和 Westergaard 理论
  • 压力球
• 浅基础 -
  • Terzaghi 和 Meyerhoff 的承载力理论
  • 地下水位的影响
• 联合基础和筏形基础
• 接触压力
• 砂土和粘土的沉降分析
• 深基础 -
  • 桩的类型
  • 动力公式和静力公式
  • 砂土和粘土中桩的承载力
  • 桩载荷试验
  • 负摩阻力

D部分: 水利工程

单元 1: 流体力学

• 流体性质，流体静力学
• 连续性、动量、能量及相应的方程
• 势流，动量和能量方程的应用
• 层流和湍流
• 管道流动，管道网络
• 边界层概念及其生长

单元 2: 水力学

• 浸没物体上的力
• 渠道和管道中的流量测量
• 量纲分析和水力相似性
• 流动运动学，速度三角形
• 水力机械基础，泵和涡轮的比转速
• 渠道水力学 -
  • 能量-水深关系
  • 比能
  • 临界流
  • 坡面曲线
  • 水力跳跃
  • 均匀流和渐变流

单元 3: 水文学

• 水文循环
• 降水
• 蒸发
• 蒸散发
• 流域
• 入渗
• 单位线
• 径流分析
• 洪水预报和洪水演算
• 水库库容
• 水库和渠道演算
• 地表径流模型
• 地下水水文学 - 稳态井水力学和含水层
• 达西定律的应用

单元 4: 灌溉

• 用水定额，灌溉用水量，蒸散发估算
• 作物需水量
• 有衬里和无衬里渠道、取水工程、重力坝和溢洪道的设计
• 透水基础上堰的设计
• 灌溉系统的类型，灌溉方法
• 土壤盐碱化和排水
• 渠道调节工程，跨河建筑物，出水口和泄水口

E部分: 环境工程

单元 1: 水和废水

• 水质标准，水处理的基本单元过程和操作

• 饮用水标准 -

  • 需水量

  • 地表水处理的基本单元操作和单元过程

  • 水的分配

• 污水和污水处理，废水的水量和特性

• 废水的一级、二级和三级处理，排放标准

• 生活污水处理 -

  • 生活污水的水量和特性

  • 一级和二级处理

• 生活污水的单元操作和单元过程 -

  • 污泥处置

单元 2: 空气污染

污染物的类型、来源和影响，空气污染气象学，空气污染控制，空气质量标准和限值

单元 3: 城市固体废物

• 特性

• 产生

• 固体废物的收集和运输

• 固体废物管理的工程系统（再利用/回收，能源回收，处理和处置）

单元 4: 噪声污染

• 噪声的影响
• 噪声污染的允许限值
• 噪声测量
• 噪声污染控制

F部分: 交通工程

单元 1: 交通基础设施

• 公路路线和工程测量
• 公路的几何设计 -
  • 横断面要素
  • 视距
  • 水平和垂直线形
• 铁路轨道的几何设计
• 机场跑道长度、滑行道和出口滑行道设计

单元 2: 公路路面

• 公路材料 - 期望特性和质量控制试验
• 沥青路面混合料的设计
• 柔性路面和刚性路面的设计因素
• 柔性路面设计（采用IRC: 37-2012）
• 刚性路面设计（采用IRC: 58-2011）
• 混凝土路面的病害

单元3：交通工程

• 交通流量、速度、旅行时间-延误和OD研究，PCU，高峰小时系数，停车研究，事故研究与分析，交通数据统计分析

• 交通流的微观和宏观参数，基本关系

• 控制装置，韦伯斯特方法的信号设计

• 交叉口类型和渠化

• 农村公路和城市道路的公路容量和服务水平

G部分：测绘工程

• 测量学原理

• 误差及其调整

• 地图 - 比例尺，坐标系

• 距离和角度测量 - 水准测量和三角高程测量

• 导线和三角测量

• 全站仪

• 水平曲线和竖曲线

• 摄影测量

  • 比例尺，飞行高度

  • 遥感 - 基础，平台和传感器，视觉图像解译

  • 地理信息系统（GIS）和全球定位系统（GPS）基础

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