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土建工程作为建筑工程的重要组成部分,其对推动社会发展做出了巨大的贡献。近年来随着我国经济的发展,我国科学技术也随之迅速发展,各国的综合实力都得到了整体性的提升,在这种压力倍增的环境下,我国建筑市场的竞争也越发的激烈。在激烈的市场竞争中,各企业要站稳脚跟就要从自身的土建工程施工技术入手。笔者认为应从以下几方面入手加大新技术的研发力度:第一,大力投入科学技术。在如今这个科学化、信息化的时代背景下,谁能够在科技和信息上取得进步,谁就能够站在时代的最前沿,所以,企业要将科技与土建工程技术结合起来,通过科技为自己赢得先机,在竞争中占有优势。同时,需要注意的是在应用科技的过程中,要着眼于全世界,而不要仅仅局限于国内,吸取国外的先进技术,结合国内的实际情况,取其精华部分,发展符合我国国情的土建工程新技术。第二,完善工作人员专业知识。在土建工程项目施工中,要研发新技术就要先完善工作人员的专业知识,企业方面要组织全体员工进行培训,提高员工的专业知识和技术能力,将目前最先进的知识和信息教授给员工,为土建工程新技术的研发打下良好的基础。第三,加强管理,在土建施工过程中,要加强管理,完善施工工作制度,约束工作人员的作业行为,使每位作业人员都拥有强烈的责任意识并肩负着重任,从而确保土建工程质量。第四,提高作业人员专业素质。土建工程施工过程中,有很多的施工细节要求工作人员必须具有专业的素质,可以正确的判断和分析,避免由于工作人员的失误而影响施工质量。
2土建工程新技术的研发思考
2.1新型结构振动控制技术
在土建工程新技术的研发过程中,很多人认为单纯技术方面的研究,不会对现阶段的土建工程产生多大的影响,人们的这种观点与社会发展存在偏差。我们从客观角度来看这件事情,单纯的技术研究虽然有一定的劣势,但是我们也要看到其表现出的较大的优势,社会倡导多元化发展,但应当是建立在专一基础上,必须要精通一项技术才行。基于此,土建工程技术在新型结构振动控制技术上取得了很大的成就,将从前难以解决的问题有效解决,将土建工程质量提升到新高度,为百姓提供了一个安全舒适的居住环境。该项技术通过在建筑物上安装控制装置,将建筑整体的结构振动降低,同时提高了建筑物的抗震和防风性能,有效缓解了因风力建筑物产生的震动,以及增强了地震多发地区建筑物的抗震能力。主动调频阻尼器、主动质量阻尼器是目前土建工程中广泛应用的结构震动控制装置。
2.2新型高分子材料应用
高分子材料在土建工程建设中被广泛应用,此类材料不但能够确保土建工程质量,而且还可以将土建工程的使用寿命延长,在环境上符合规定要求,同时也满足了百姓的生产生活需求。下面对新型高分子材料做简要分析。
2.2.1土工复合材料
在土建工程新技术研发中,仅靠单一的新技术材料无法满足社会需求,应进行全面系统的研究,采用多元化材料才能促进土建工程发展。土工复合材料作为高科技材料,在土建工程建设中广泛应用,并发挥出了理想效果,此类材料作用于土体,发挥着保护土体、改良土体性质和提高土体强度的作用,土体的承重性能、排水性能都得到了提高,此种材料在土建工程中倍受青睐。另外,土工织物具有耐侵蚀和耐腐蚀的优点,在环境保护和水利设施中得到广泛应用,超轻填土材料可有效改善软土地区的土壤强度,其在铁路、公路交通设施建设中被广泛应用。
2.2.2高性能混凝土技术
高性能混凝土技术在土建施工中的运用,使混凝土的性质得到了改善,同时建筑整体的坚固性和抗震性能也随之增强,被广泛应用于大跨度建筑和高层建筑中。目前常用高分子材料有浸渍高分子混凝土、聚合物混凝土、碳纤维材料复合混凝土和高性能混凝土等,这些材料在土建工程建设中的应用较为普遍,已经很少有土建工程施工没有使用高分子材料,由此不难看出高分子材料具有广阔的发展前景。
2.2.3高分子化学灌浆材料
从目前土建工程新技术的研发不难看出,其材料的变化表明技术的不断进步,材料的运用不仅需要与技术的有机融合,还要重新组合材料自身结构。高分子化学灌浆材料在技术和材料方面都付出了很大的努力,突破了原材料的缺陷,同时也符合相关规定标准,该项技术是土建工程新技术研发的重大突破,运用高分子化学灌浆材料能够确保土建工程进度和质量,充分发挥出土建工程的功能性。作为新兴技术其在土建工程中应用的时间较短,但是其表现出的化学性能优势,在对建筑的加固和防渗方面发挥出重要作用。目前,常用的高分子化学灌浆材料有聚氨酯类灌浆材料、环氧树脂类灌浆材料等等。
2.3新型岩溶注浆技术
土建工程所涉及的施工范围越来越广,工程建设也越来越复杂,这要求土建工程技术必须要进行整体性的革新。在土建工程建设中传统的注浆技术已经逐渐的退出,为保证土建工程进度和质量,并在经济和社会效益方面得到进一步的提升,必须要将基础性的注浆技术提升。岩溶地貌是可溶性岩石常年受到流水溶蚀和侵蚀,加之受到重力作用,产生塌陷和崩落而产生的一种地质现象。地下溶洞如果没有得到妥善的处理,会为土建工程安全埋下巨大的隐患,在岩溶地貌区施工中遇到溶洞,可以采取地质勘测技术配合注浆法,将溶洞的内部空间处理好,增加溶涧内部填充物的强度,使桩基更坚固,从而确保土建工程项目顺利实施。目前,新型岩溶注浆技术在土建施工中广泛应用,该项技术不仅具有节约成本的优势,并且可以使土建工程在短时期内实现理想的效果。
段波涛
(中交第一公路勘察设计研究院湖北分院 430056)
【摘要】根据国家推行信息化战略的基本要求,土木工程的信
息技术决策便是要把当代信息科技同传统意义上的土木工程有机结
合,进而整体推进土木工程的经营管理水准。现如今,在信息化条
件下,推行土木工程的信息化是土木工程发展的必然趋势。本文通
过对土木工程信息技术的特征和目标进行一番论述,系统阐明土木
工程信息技术的发展趋势。
【关键词】土木工程;信息技术;发展时期;阶段特征;趋势
引言:我国正经历从工业化向信息化转变的新时期,早在
2002 年,国家就确定了“以信息化拉动工业化”的新战略决策,
科学施行土木工程信息化技术战略正是这项决策的生动体现。土木
工程主要包括水利、公路、矿山、机场和建筑等诸多行业领域,具
有行业规模大、从业人员众多、技术要求高的基本特点,更是我国
重点培育的支柱性产业。
1. 土木工程信息技术的特征
1.1 知识经济色彩凸显
在知识经济时代下,土木工程所涉及的各项科技、信息和知识
较多,这些也是土木工程生产的核心要素,它以互联网作为载体,
不断整合土木工程的信息资源,促进该类资源的生产、传送和运用,
从本质上更加凸显土木工程的信息化。
1.2 对人类的思维方式产生极大地影响
土木工程的信息技术往往经由网络化和智能化的方式得以实
现,并且信息具有高度的专业性,这便要求从业者具备扎实的专业
基本功,方可对信息开展识别、处理工作。在这期间,无疑会给人
类的思维模式带来极为深远地影响。
1.3 打破了时空限制
土木工程的信息技术可以实时的实现远程交互,也就是说,在
任何时间、地点,均能给土木工程领域提供及时有效的信息数据服
务,极大地方便了土木工程技术的交流与互动,也彻底破除了时间、
空间的限制与约束。
1.4 对从业员工的技能要求空前提高
土木工程信息技术发展的核心驱动力便是人力资源,从这个角
度看,从业人员唯有及时学习专业常识、IT 技能,并掌握信息的识别、
处置和管理手段,才会立足于土木工程信息化发展的实际,最终使
土木工程在技术、经营和管理上达到质的飞跃。
2. 新时期土木工程信息技术的发展目标
2.1 为企业和政府决策服务
打造一个可靠的、高效的、便捷的政府监督管理体系是各级行
政管理部门的重要改革目标,土木工程信息技术经由政务公开、远
程办公等手段,为行政主管部门改进工作作风、提高决策和管理水
平提供了不小的帮助。与此同时,运用土木工程信息技术时刻将企
业效益的创造作为关键目标,通过信息技术的推广和普及,企业必
会在提升自身服务水平的基础上,营造一个公正、合理的市场竞争
环境。
2.2 促使土木工程信息走向产业化趋势
当代互联网通信技术是革新传统土木工程的重要工具,运用先
进的网络技术,信息的互动、共享会变得异常简便,这样一来,产
业结构会得到进一步优化,各项信息资源会得到系统地整合与配置,
并使新产业——土木工程信息化得以诞生。
2.3 大大提高国内土木工程企业的效益,支援国民经济建设
作为我国经济社会发展的支柱性产业,实现土木工程的信息化
无疑会带动土木工程的行业创新与进步,促使土木工程相关产业朝
着稳健的步伐前进,进而打造新的经济发展项目。同时,运用互联
网信息技术手段改造土木工程企业,不断提高企业核心竞争实力,
特别是在我国入世后的今天,土木工程一经实现信息化后,会引领
国内的土木工程企业纷纷“走出去”,为企业与国际间的接轨、共
同利用国际国内两种市场和资源提供了必要的物质保障。
3. 土木工程信息技术的未来发展趋势
3.1 嵌入式系统的大力运用
随着电子计算机技术的普及与延伸,嵌入式计算机无论从应用
数量还是发展规模上均超出了传统技术层面的计算机。嵌入式系统,
主要指以计算机通信技术为前提技术条件,以实际运用为中心环节,
软硬件可相互裁剪,满足系统对牢靠性能、成本、功率消耗、性能
以及体积等需要的专门化的计算机系统。科技发展为人类进入“计
算普及”时代提供了源源不断的动力条件,同时,相当规模的低成本、
效益高的嵌入式系统势必成为“计算普及”时期的核心组成要素。
嵌入式系统的重要基础是“芯片”电路的设计与软件技术产品
的研发和问世,相应地,推行土木工程信息化技术战略,所要面临
的问题便是土木工程应用系统的开发,换言之便是嵌入式系统的研
发。作为土木工程专业知识的主要承担者,嵌入式系统会成为土木
工程信息化目标的重点发展项目。
嵌入式系统的实际运用集中于控制系统和各种信息采集检测设
备的研发,所以说,在不久后的将来,嵌入式系统的功能会变得异
常强大,极有可能会独立实现在PC 上的工作任务,土木工程的流
程任务分配进一步走向精细化。另外,借助于遥感和全球定位系统,
信息采集能实现自动化,嵌入式系统再对这些信息加以分类、探析、
加工和处理,进而把有用的信息保存下来,为开展智能监控和制定
决策提供诸多便利。
虽然嵌入式系统已在土木工程领域开始大踏步的应用,但从成
本和性能上仍与广泛运用的要求存在相当的差距,需要嵌入式系统
的持续改进。
3.2 国际互联通信技术的应用程度更为提高
通信技术发展日新月异,伴随计算机网络与通信技术的整合,
互联通信技术的发展为信息在国际上的高速共享和快捷传送提供了
可能性。网络技术的进步深刻地改变了人类的生产、生活方式,然而,
其在土木工程领域的影响尚未深入体现,依照“光纤定律”,未来
几年内,广域网的信息传播速度会与局域网信息传播速度相接近,
人类无法明确地感知信息所在地域的差别,这一构想会随着技术革
新而成为现实。
获得信息可采用通信网络现存信息调用的方式,也可借由网络
上的信息取得仪器完成信息的采集,进而保存到网络上。运用互联
通信技术,可使人类轻而易举的掌握信息加工和处理的能力,公众
可远程操控工程,进而完成土木工程的智能化和自动化。除此之外,
在土木工程专业领域中,基于案例推理的专家系统的研发,要求土
木工程与网络技术相互交融,然而,就目前来看,该项研究在技术
攻关与应用上存在较大困难,也是今后土木工程信息技术的研究方
向。
3.3 计算机软件技术被大量应用
土木工程的专业技术软件是土木工程实现信息化的主导表达形
式,特别在信息加工过程中尤为明显。首先,智能技术的发展以及
专家系统的应用可作为土木工程设计的研究依据,在运用神经网络
开展土木工程的模型甄别方面,智能技术同仿真、优化技术的紧密
结合会构筑空前规模的决策支援系统,通过正分析、预估分析等对
各类信息加以综合判别、探析和工程比对,发现相应问题及时提出
最佳方案,这类技术定会在土木工程中派上用场。其次,随着软件
技术研发手段的更新,软件的产出效率获得了显著地提高,研发周
期逐渐减缩,成本得到明显控制,能紧密依据用户需要快速安装软
件,为土木工程专业类系统软件的推广奠定了牢固的根基。
4. 结语
综上所述,土木工程信息技术的快速发展显著地提(下转第
399 页)(上接第395 页)升了土木工程领域中信息采集、加工和
处理的水平,也从根本上变革了土木工程专业的研究方式和内容,
整体提高了土木工程的技术水平。[ 科]
参考文献
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关键词:岩土工程;问题;勘查技术及方法
中图分类号:D918.4文献标识码: A 文章编号:
岩土工程勘察是指为提供设计所需的勘察资料,勘察工作者通过各种方法对工程所在地的地理参数进行测量和分析,并结合测量数据对场地的环境和工程条件进行评估,编制勘查文件,为工程施工提供参考和依据的过程。岩土工程的勘察内容主要分为五大部分:1、结合工程所在地的地理概况和环境地质背景,收集和整理气温、地温、冻土深度、降雨量、蒸发量等气象因子;2、了解工程所在地的岩土类别、层次、厚度及沿垂直与水平方向的分布规律;3、分析地下水的类型、埋藏条件、含盐类型及含盐量;4、观察场地植被种类、生长情况、分布特征;5、调查是否存在不良的地质、水文及地质灾害等不良的地质特征。
1岩土工程勘察中存在的主要问题
随着国民经济的高速发展,基础建设项目越来越多,各式各样的建筑物不断兴建,我国地质条件本身就比较复杂多样,而且一般工程项目工期都比较短,这对岩土工程勘察工作的及时性、准确性和全面性提出了更高的要求,传统的岩土工程勘察方法很难满足新时期工程设计的需要,总结起来,有以下几个方面的问题:
首先是勘查技术人员对工程所在地整体的地形地貌缺乏全面的了解,对工程与环境之间的相互作用重视不够。简单地只勘察施工点的具体情况,而不考虑整体环境的因素,这样无法准确判断地基土层的变化规律。另外,勘察人员若是没有考虑到周围环境和施工场地间的相互影响,对施工设计论证不充分,会造成施工设计的失误,给整个工程项目造成严重的后果。
其次,一些勘察工作人员为了降低操作成本或是赶工期,常常漏做或少做勘察项目,在实际操作中,没有严格按照规范来执行,导致对岩土体和岩石风化程度、地质构造、软弱结构等地质界面划分不准确,无法正确判断工程所在地的地质形态,影响岩土设计参数的确定。
最后,由于勘察技术人员专业知识的欠缺,原始勘察资料的整理和分析能力不足,勘察成果不能满足设计的需要。另一方面,设计人员和勘察人员之间缺少有效沟通,勘察人员提供的资料原本是为设计服务的,但由于部门之间是分散作业的,而且现行的勘察技术比较落后,勘察报告未能客观反映实际的工程地质情况,岩土勘察工作未发挥到其应有的作用,导致资源的浪费。
2岩土工程的勘察技术和方法
2.1工程地质测绘技术
工程地质测绘是在岩土工程勘察初期展开的一项基础性工作,主要是为了查明工程所在地的地形、地貌特征,划分地貌单元,确定岩土的年代、成因、性质、厚度和分布,鉴定岩土的风化程度。一般在地质条件简单的场地,工程地质测绘工作可采用调查法来代替,但在地形地貌复杂的地方,工程地质测绘工作就关系到整个工程的安全和质量。地质测绘工作如果到位,不仅能够准确地推断出地下地质情况,还能够对其他勘察工作起到指导作用。在岩土工程勘察工作中,工程地质测绘被普遍认为是认识工程地质条件最经济有效的一种手段。
2.2勘探技术
勘探工作的目的是调查地质情况,并利用勘探取样进行原位测试和监测,常用的勘探方法有物探、钻探和坑探,根据岩土性质和勘察目的选用不同的方法[1]。物探是一种间接勘察地下地质情况的方法,它具有快速、轻便、经济的特点,勘察人员能够及时推断和了解地下地质条件,这种方法常常用于工程地质测绘中,同时它也是钻探和坑探的一种辅助手段。
一般情况下岩土勘察工作中都会选用钻探的方法进行勘探,并根据不同的地层类别和勘察要求选用不同的钻探方法,通过对不同深度的地层采样进行分析,从而确定出岩土类型及其相关的物理力学参数。当钻探的方法难以确定地下地质情况时,还可以选择用坑探的方法。坑探类型有很多种,根据具体勘察要求,可选择不同的坑探方法。值得强调的是,勘探工程一般都需要动用机械和电力设备,勘探周期长,需要耗费大量的人力和物力,而且工程还会受到诸多条件的限制,所以在进行勘探工作之前,务必要做好前期的调查和分析工作,再根据工程的实际情况来选用合理的勘探方法,尽量避免工作的盲目性和随意性,提高岩土勘探工程的效率和经济性。
2.3取样技术
取样是指按照地层分布情况,将原始的土样尽量保持原状带回实验室进行分析测试。 土样的质量会因取样方法、取样装置、温度、湿度、时间、震动等因素的影响而使实验室测得的结果和实际岩土状况不一样,因而在取样时因注意以下几个问题:1、为避免地下水影响原状土,应在取土装置上加上套管;2、在取样结束后,不同的季节应该选用不同的方法将土样及时密封,防止含水率出现差异;3、样土应在三周之内完成分析测试,以免其成分发生改变;4、运输途中应采取措施避免因震动过大而造成样土破坏,影响测试结果。
2.4原位测试与室内测试技术
原位测试和室内测试的主要目的都是为岩土工程评估提供有效的技术参数。原位测试能够反映出岩石的宏观结构及土壤的性质,原位测试的方法有静力触探试验法、标准贯入试验法、动力触探法、波速测试法等等。原位测试要严格按照规范的要求来进行,不能为了省事而采取错误的方法,比如在标准贯入试验时,必须要对杆长和孔深进行校正,否则无法确定标贯器是否落在应测试的孔底的位置,造成标贯数据不准确,对测试结果影响很大。
室内测试是根据拟建场地存在的岩土工程问题再进一步进行的室内试验,通过试验来得到岩土的相关物理力学指标,为下一步岩土工程评价和土石工程分级做好准备。室内测试内容包括一般物性指标试验、压缩试验、颗粒分析和水质分析等。
3地下水评价和地基均匀性确定
因地下土层含水情况直接影响地下水对钢筋混凝土的腐蚀作用,岩土勘察时必须要进行地下水试样腐蚀性分析,分析结果的判定依据为《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)中有关腐蚀性评价的规定。地基承载力和稳定性是保证工程安全的前提,所以确定地基均匀性与稳定性也是岩土工程勘察的重要组成部分,《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)第4.1.11条第3款中对地基的稳定性和均匀性也作了详细的规定。
4结束语
本文从岩土勘察工作存在的问题入手,对现行的勘察技术进行了简单的介绍。随着科技的发展,数字化的勘察手段正在逐渐运用到勘察工作中,这将会使勘察工作更加科学有效,勘察技术得到进一步完善。
关键词:工程检测技术;教学方法;电气工程
中图分类号:G420文献标识码:A
0引言
《工程检测技术》是一门以实验为基础的科学,是自然科学和技术科学的基础,在整个大学工科学习中具有不可替代的作用[1-2]。《工程检测技术》学科的特点为大学教学既能实施素质教育又能提高教育教学质量提供了良好的理论基础和实验基础。为此,通过多年的教学实践,根据新的教学理念,通过尝试、摸索、改进,逐渐建立了“自主探究-诱导解惑-创新发展”式教学方法。旨在《工程检测技术》教学中培养学生探索精神、创新意识,让学生经历科学探究过程,提高学生实践和处理问题的能力,让学生体验成功。同时又强调工程检测技术知识的基础性、系统性对基础知识的落实和对基本技能的掌握[3]。
因此,对“自主探究-诱导解惑-创新发展”式教学方法的研究,对当代教育教学改革会起到一定启发,具有现实的意义。
1教学方法的目标
(1)使学生转变观念,成为学习的主人,发展学生个性,提高学生的学习素质,养成良好的学习习惯。使学生具有终身学习的能力,适应未来工作需求;
(2)让学生体验科学探究的过程,掌握科学探究的方法,培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,为日后走向技术岗位之后能够解决各种实际问题;
(3)培养学生独立学习,独立思考,合作研讨的意识和创新精神、创新品质,自身拥有创新发展的魄力;
(4)“自主探究-诱导解惑-创新发展”式教学方法研究,对探究性学习和接受式学习的有机整合探索一条有效的途径,有利于提高教育教学质量,使教师与学生在教与学的过程中互相提高,提高学生的创新素质。
2“自主探究-诱导解惑-创新发展”教学方法
2.1“自主探究-诱导解惑-创新发展”式教学方法的内涵和特征
根据新课程理念和素质教育的要求,传统教学方法过程中过分强调教师的主导作用,忽视学生的主体作用,没有联系实际装备的情况,而应该给学生充分的活动空间,让学生经历科学探究过程,体会和掌握科学研究的方法,培养学生的探索精神、创新意识,提高学生实践能力和处理问题能力。上述的分析和需求为“自主探究-诱导解惑-创新发展”式教学方法给出理论界定及内涵[4]。
“自主探究-诱导解惑-创新发展”式教学方法研究主要从以下几个特征进行:
(1)是否始终以学生发展为出发点;(2)是否强调探究性学习与接受性学习的有机结合,既注重基础知识的教学,又注重学生探究能力的培养。(3)学生学习能否达到自主性,是否能够主动发现问题和解决问题,通过自主探究学习而获得新知。(4)知识和能力能否同步到位。即通过探究过程,使学生通过亲身探究和体验,使知识掌握很自然,理解更深刻、学习效率更高。(5)能否培养学生探究新知识的积极态度。
2.2“自主探究-诱导解惑-创新发展”式教学方法的理论基础
“自主探究-诱导解惑-创新发展”式教学方法的理论基础,包括素质教育理论,教学理论中的构建理论、布鲁纳“发现法”、启发式教学法、主体教育理论、接受式学习与发现式学习的比较分析,还有心理学基础理论。这些理论为“自主探究-诱导解惑-创新发展”式教学方法找到理论根基和理论支持。
3“自主探究-诱导解惑-创新发展”研究的问题
3.1教学过程和流程
主要的研究内容是依据“自主探究-诱导解惑-创新发展”式教学方法的目标,制定教学过程流程,主要包括:创设情景,提出问题;自主探究,寻思解惑;合作研讨,交流评价;诱导解惑,构建新知;运用新知,创新发展;归纳小结,课外思考[5]。
3.2教学方法的实施条件
教学方法实施的条件是指促使教学方法发挥效力,达到一定的功能目标所需要的各种条件,即是影响教学目标达成的各种条件要求。包括创设情景的要求的研究,教学内容要求的研究;对教师自身的要求研究。
3.3教学方法的评价
《工程检测技术》教学测量与评价,是运用各种手段和统计方法对学生学习的成绩、教师完成的教学目标的程度给予数量或等级的描述,并做出科学的判断。教学测量的内容,不仅包括知识与技能、过程与方法,也包括情感、态度、价值观等行为的表现。由于不同的内容具有不同的特点,所以测量不同的内容应该采用不同的测量方法。采用测验法、调查问卷法、观察法等评价方法。
对学生的评价包括知识与技能,过程与方法,情感、态度、价值观,评价对学生要起到积极的作用,利于教学,利于学生真实情况的诊断,利于学生的发展。依此来研究制定“自主探究-诱导解惑-创新发展”式教学方法学生评价方案表。
教师教学质量评价,是以课堂教学为对象,主要完成教师课堂教学目标做出科学的判断。也就是对教师的教学思想、教学内容、教学能力、教学效果做出一种科学的判断,制定科学的教师教学质量评价表。
4教学方法实施
4.1教学实施过程
首先对“自主探究-诱导解惑-创新发展”式教学方法提出目标;其次根据教学目标和大学教育的特点提出“自主探究-诱导解惑-创新发展”式教学方法的感念的界定以及内涵和教学方法的主要特征,根据教学目标和教学特点提出这种教学方法的流程和评价方法;其次将这种教学方法应用在《工程检测技术》的课程的实施上,包括课程中概念的阐述、习题课、复习课、实验课的应用,并给出量化评价;最后对“自主探究-诱导解惑-创新发展”式教学方法进行总结,包括实验结果和评价分析。
4.2教学方法应用
(1)在课程概念阐述中的应用。主要的研究内容是在《工程检测技术》的概念讲述,按照教学要求以及目的,运用“自主探究-诱导解惑-创新发展”式教学方法,从而对教学质量量化得到评估数据,用于分析这种教学方法的质量。
(2)习题课讲述中的应用。主要的研究内容是在《工程检测技术》的课程习题课中,按照教学要求、目的和习题课的特点,运用“自主探究-诱导解惑-创新发展”式教学方法,从而对教学质量量化得到评估数据,用于分析这种教学方法的质量。
(3)课程复习课中的应用。主要的研究内容是在《工程检测技术》的课程复习题课中,按照教学要求、目的和复习课的特点,运用“自主探究-诱导解惑-创新发展”式教学方法,从而对教学质量量化得到评估数据,用于分析这种教学方法的质量。
(4)课程实验课的应用。主要的研究内容是在《工程检测技术》的课程复习题课中,按照教学要求、目的和实验课的特点,运用“自主探究-诱导解惑-创新发展”式教学方法,从而对教学质量量化得到评估数据,用于分析这种教学方法的质量[6]。
4.3教学实验分析
综合《工程检测技术》课程中概念阐述、习题课讲述、复习课以及实验课中采用“自主探究-诱导解惑-创新发展”式教学方法的评估数据,对这种教学方法进行综合评估。评估的主要方式是:(1)调查问卷;(2)积累的局部评估数据;(3)学生主体的成绩;(4)学生传新素质和创新能力。最后对“自主探究-诱导解惑-创新发展”式教学方法得出总的评价,以及需要修正的地方。
5结论
“自主探究-诱导解惑-创新发展”式教学方法是将多种教学方法有机的结合起来的一种尝试,是在新的大学学生素质教育的条件下的一种尝试,通过课堂实验验证教学方法的效果,从而可以有针对性的修正提高,这种尝试是开创了大学教育活动中的一个探索性的研究。
参考文献:
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【关键字】土层锚杆;锚固体界面;分形特征;分形数据
引言
随着计算机功能的不断强大和电子信息技术的不断突破,岩石力学数值方法得到了快速的发展,有限差分法、有限元法、边界元法、离散元法、块体元法、无限元法、流形元法及其混合应用等多种数值方法的出现和应用,解决了岩石力学工程中复杂的计算和预判问题,实际岩土工程设计和分析发生了极大的变化。
虽然数值方法可以进行仿真模拟,但是在实际工程中,岩体具有非连续、非均质、各向异性、天然初始地应力影响、地下水影响及复杂边界条件处理等诸多复杂性,岩石力学数值方法还在不断改进和完善中。总体来说,岩土工程数值方法在岩土工程的作用会越来越大?,随着其可靠度的不断提高,数值方法将会起到至关重要的作用。
1、有限元理论及ANSYS软件介绍
1.1有限元基本理论
有限单元法出现于40年代,被应用机结构分析,有限元这个术语是1956年Turner首先使用的。一般来说,任何能用微分方程描述的物理现象,都能够通过变分原理建立的有限元方法来模拟,所以有限元的应用非常广泛。不但可以解决像荷载―位移问题,还可以解决渗流、热传导等问题。
有限元法的基本思想是用分段逼近的方法, 从力学分析上讲,有限单元法是将连续体离散,化为一系列不连续的、在节点处彼此邻接的单元体,从而提出一个在物理上与实际的系统充分近似的模型。各单元可以有各种不同的力学形态,并用有限个参数来描述它的力学特性,而整个连续体的力学特性,就是这些小单元力学特性的总和,并由此建立各种物理量的平衡关系,因而能更正确地模拟岩体的实际状态。
1.2ANSYS软件简介
ANSYS软件主要包括三个部分:前处理模块,分析计算模块和后处理模块。前处理模块提供了一个强大的实体建模及网格划分工具,用户可以方便地构造有限元模型;分析计算模块包括结构分析、流体动力学分析、电磁场分析、声场分析以及多物理场的祸合分析,可模拟多种物理介质的相互作用,具有灵敏度分析及优化分析能力;后处理模块可将计算机结果以彩色等值线显示、梯度显示、矢量显示、粒子流显示、立体切片显示、透明及半透明显示等图形方式显示出来,也可将计算结果以图表、曲线形式显示或输出。ANSYS软件提供了100种以上的单元类型,用来模拟工程中的各种结构和材料。该软件有多种不同版本,可以运行在从个人机到大型的多种计算机设备上,如PC、SGI、HP、SLTN、DEC、IBM、CRAY等。
2、巷道模型建立
2.1有限元模型的基本假设
数值模拟的可靠度在一定程度上取决于所选取的计算模型。本次的数值模拟从解决工程实际问题的角度出发作了一些必要的假设:
(1)视岩土体为连续均质、各向同性的力学介质。
(2)不考虑地下水、地温对巷道稳定性的影响。
(3)因矿体埋深比较大,忽略地表地形对采场围岩应力分布的影响。
2.2本构模型及力学参数选择
岩石、混凝土和土壤等材料都属于颗粒状材料,此类材料受压屈服强度远大于受拉屈服强度,且材料受剪时,颗粒会膨胀。描述这类材料的强度准则时,采用了Drucker-Prager 屈服准则,使用 Drucker-Prager 屈服准则的材料简称为 DP 材料。其流动准则既可以使用相关流动准则,也可以使用不相关流动准则,其屈服面并不随着材料的逐渐屈服而改变,因此没有强化准则,然而其屈服强度随着侧限压力(静水压力)的增加而相应增加,其塑被假定为理想弹塑性。
2.3几何模型及单元划分
巷道模型采取1:1尺寸模拟。建立了直墙拱形断面。一般来讲,对于大范围的模拟分析,其模拟范围取到所考察对象的3倍即可满足要求,因此初步确定模型计算的边界如下:巷道周围小边界上下为4倍洞径,左右为5倍洞径。
2.4巷道稳定性研究过程
。运用控制变量的方法,对不同水平不同因素作用下,对表征量的变化和分布特点进行对比分析。
(1)首先在锚杆预应力同为30MPa,垂直压力为20MPa时,比较侧压力系数对支护的影响,侧压力系数为0.8,1,1.2分析不同侧压力系数下巷道支护的应力,应变情况。
(2)侧压力系数均为1.2,锚杆预应力同为30MPa,垂直压力为10MPa,20MPa时研究垂直压力对巷道支护的影响。
(3)侧压力系数同为1,垂直压力同为20MPa,有无预应力,研究预应力对支护的影响,分析衬砌轴力,弯矩的情况得出相应的结论。
(4)侧压力系数均为1,锚杆预应力同为30MPa,垂直压力为20MPa,对有无反底拱研究。研究增加反底拱后支护的轴力,弯矩,分析研究反底拱对支护的作用。同时分析研究直墙拱和矩形两种断面,分析研究反底拱对不同断面形式影响的大小。
最后得出:增加反底拱与没有反底拱有很大区别,增加了反底拱之后,两帮的弯矩减小,等效应力也减小,两帮通过反底拱将力传递,有效避免了两帮的破坏。增加反底拱之后,两帮锚杆的拉力减小。因此增加反底拱我们可以适当减少锚杆数量。
(1)通过对塑性应变图的研究发现,支护要重点控制顶板及两帮围岩塑性区的扩展,加大锚杆锚索的预紧力,以及加密布置锚杆。
(2)通过应力云图比较发现,底板底角出会出现应力集中现象,为了防止底臌现象的发生采取巷道底部锚杆向下倾斜一定角度的支护措施进行巷道支护。
3、结论
随着实验手段的不断提高和新型实验仪器的不断面世,现场实验数据的采集越来越准确,克服了数值模拟中参数难确定的难题,模拟时参数的准确性直接提高模拟的准确度。数值模拟软件的开发和应用也在不断突破,如FLACK的二次开发等,使模拟的实用性越来越强。上述因素决定了数值方法在岩土工程中的作用会越来越重要。
参考文献(References):