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关键词:施工;安全;环保
Abstract: this paper mainly introduces the multilayer, high-rise has about super-tall buildings construction the difficulties and new construction technology, and in the process of how to ensure safety construction, protection of the environment.
Key words: the construction; Security; Environmental protection
中图分类号:TU7 文献标识码:A文章编号:
1 多层建筑发展的新趋势
随着我国建筑业的不断进步和发展,我国多层建筑施工呈现出新的特点,随着老城区的新规划,建设部门兴建高楼,使得城区内的建筑空间越来越小,多层建筑密度越来越大,致使土建施工人员及管理人员对施工过程中的环境保护、安全防护等问题也变得非常突出。主要表面为以下两点:
一是多层建筑由单纯追求高度方面的发展,到同时追求形体的特异和立面的丰富多彩,在结构功能得到提升、造型优美新颖的同时,也使上部结构的施工技术难度大大增加。如模板体系,施工机械设备等。
二是从多层建筑一次建成交付使用,到为了进一步提高投资效率,而采用分阶段建设交付使用。因此在建设过程中也必然面临部分施工、部分开业或者上部施工、下部开业的情况,这对施工过程中的人员安全、场地利用和确保购物环境舒适等绿色施工技术提出了新的挑战。
2 高层建筑施工技术
2.1 深基坑施工的控制技术多层建筑深基坑的施工时,对周边环境或多或少存在一定的影响。
主要原因是深基坑土方开挖过程是土体卸载过程,会造成周边建筑、管线或地下结构产生一定量的沉降和偏移,因此,在深基坑施工过程中,对周边环境影响的控制是至关重要的。特别是紧邻“生命线”工程的多层建筑的施工,深基坑的施工过程中的变形控制的良好与否,事关“生命线”工程和超高层施工过程中的安全,需要特别关注。
实践证明,采用现代控制理论对深基坑施工过程进行控制,可以有效地解决这个难题。目前工程控制方法与系统主要有三大类:开环控制、闭环控制和自适应控制。其中开环控制属经典工程控制方法,非常成熟,但由于不存在反馈系统,开环控制不能根据施工过程情况调整控制措施,控制精度比较低。闭环控制属现代工程控制方法,由于包含反馈系统,能够根据结构状态监测结果不断调整控制措施,适合结构复杂的工程,控制精度比较高。自适应控制属最新的工程控制方法,理论研究和工程实践都取得一定成果,但总体上还处于探索阶段。在目前,闭环控制方法是深基坑施工过程控制中比较有效的方法。
基于上述分析和研究,特殊环境下深基坑施工的总体思路和方法是以现代工程控制理论为指导,以结构-岩同作用分析方法为手段,通过施工方案的优化达到施工过程环境受控的目的。
2.2 地上结构施工技术
2.2.1 斜爬模体系的设计和应用在以往多层建筑建造过程中,电动脚手及模板系统得到了广泛的应用,这在多层建筑结构立面垂直时此类体系具有良好的适应性,但当结构立面为斜面或者曲面的时候,这类体系会遇到很大的困难。而在闹市区的多层建筑施工时,通常均面临场地狭小,距离地面交通较近的实际情况,因此必须采用安全可靠的脚手和模板体系,这样才能既可以保证工程顺利的进行,又可以兼顾周边闹市区的安全。针对这个问题,经过研究开发,我们创新性地提出了一种可分离的斜爬模体系,可以充分适应高层建筑各种特殊外立面的要求。
2.2.2 可收分整体提升钢平台技术整体提升钢平台具有整体性好、安全性高、施工操作面大等优点,因此在多层建筑核芯筒施工中也得到了广泛的应用。但是如果核芯筒形状上下变化较大,则整体提升钢平台也就面临收分处理的困难。
针对这个问题,我们研究开发了可收分的整体提升钢平台体系。
其构成和工作原理如下:在建筑结构核芯筒剪力墙上设置格构柱,用钢梁和钢板搭设平台,将内外脚手悬挂于钢平台下,再采用提升设备将整个钢平台随楼层施工进行提升。如施工中要经历拆除部分内脚手和拆除部分钢梁的过程时,则在剪力墙增设悬锚脚手或钢桁架进行过渡,并随楼层上升逐层补缺,以满足施工操作。
2.2.3 超高空的钢结构塔桅安装技术多层建筑由于建筑造型或功能的需要,通常在结构顶部设置钢结构塔桅。目前顶部塔桅的施工方法主要有三种,一是采用塔吊散装,二是采用整体提升,三是采用直升飞机吊装。第一二种方法依赖于顶部的施工作业面和结构形式,第三种则风险很大。因此在顶部施工作业面有限,且塔桅高度高、重量重的情况下,其施工必然面临很大的困难,采用攀升吊技术就能很好的解决这上困难。
2.3 绿色施工技术在施工场地狭小的闹市区,进行多层建筑的建造,带来了许多以安全防护为重点的环境保护新问题和超常规垂直运输、交通组织以及营造购物环境舒适度等一系列绿色施工技术难题。
2.3.1 安全防护技术多层建筑续建工程中,如果建筑部分已投入商业运营,通常商场内购物、休闲、餐饮、娱乐设施齐全,顾客会络绎不绝,且由于地处闹市区,周边道路也通常是交通要道,人流、车流量极高,所以,安全防护的重点是防止发生超高层施工过程中的高空坠落对地面物品、人流和车流产生危害。针对此项问题,具体技术方案是:通过安全防护分析,确定需要实施防护的区域、需求和防护内容;确立不同阶段施工防护的特点和重点;考虑施工防护体系对行人、顾客和交通的影响,同时综合防护体系本身的强度要求、防火要求、维护方式、综合利用等因素。
2.3.2 环境保护技术建筑施工尤其是多层建筑的续建施工会对周围环境产生噪声、光的污染。因此,防止施工过程中的声、光对环境的影响、强化废弃物的合理处置是多层建筑续建施工中又一大难题。针对这种特殊条件下施工的噪音、光、施工污水、生活污水等污染源,其解决方案还是采用专门的措施,防止施工对环境的影响。如对混凝土浇捣等可能产生较大噪音的施工项目,通过设置隔离棚,将泵车产生的噪音隔离;在临近居民区的地方设置施工层隔音壁,来隔离噪音;设立特殊的施工污水汇集系统,将施工污水集中处理后排放;采用“立体场布”的思路,将场地设置在已建好的建筑结构上,设置空中材料周转场地,建立立体的材料堆放、接力运输的体系。为适应“立体场布”的需求,在垂直运输机械布置上,我们采取“高空接力安装技术”、特殊基础加固技术、电梯接力和超长扶墙等专门措施,解决续建工程带来的特殊难题。
2.3.3 混凝土回收利用技术由于在混凝土输送方面经常会遇到“如何穿越人行道和在营业中的楼层布置混凝土泵送以及结束时泵管中余下混凝土的处理”等问题,对此,我们设计了门架式泵管支架和配套的回收利用截止阀,解决了特殊的泵管布置和管中余料的回收问题。在地面上,通过交通组织,使人行道的一部分临时改成非机动车道,而将非机动车道利用来布置泵车,地面泵管利用门架式泵管架跨越人行道,这样可避免对交通产生影响;另外通过专门泵管支架系统的保护,可解决复杂路径泵管的布设问题。
岩石勘查技术是指对工程的地质条件进行整体的勘察,在勘查的过程中运用比较先进的技术,对准备使用的土地进行勘察,主要包括施工现场具备的施工条件,地质如何,土地性能怎样以及今后形成项目之后会对周围的环境和居民的生活具有什么样的影响等,保障在施工过程中不会发生重大的沉降变形事故。
2勘察工程施工前的准备工作
2.1确定勘察的目标
首先,要对现场的自然环境、地理环境以及当地具备的地质条件进行考察,对施工现场环境湿度,年平均的降水量进行取样考察。再者,对附近的岩层分布,不同岩层厚度进行分析研究。以及对现场植被分布的情况和地质条件进行综合的考察,根据以上的查询情况来判断这块区域能否满足施工所必需的地理条件。
2.2对施工场地勘探
当勘察的对象据定了之后,就要采取相关措施对确定了的现场地质进行勘察。通过采取土方、愿为测量、现场测验等步骤,依据采集信息对施工现场的环境进行分析。将数据归纳整理,为后期工作提供参考。
3岩土工程勘察中存在的问题
3.1勘察过程没有按照科学的方法勘察
勘察人员在进行勘察工作时,地质条件出现复杂情况的时候,他们不能对勘察对象进行准确的分析和试验,最终造成勘探数据不是精确无误,不能避免的存在误差,对勘察的区域不能完全的掌握相关信息,因此没有足够的地质信息保证施工安全。
3.2勘察技术人员整体素质较低
在进行岩石勘探的具体过程中不仅需要靠科技的仪器,还需要综合素质过硬的技术人员。技术工作者的专业技能对勘探数据的准确性产生较大的影响,这也决定了勘察的结果的准确性。现在我国进行勘探的技术人员明显存在专业知识掌握欠缺现象,给后期的资料分析以及整理带来不便。
4勘察技术在岩土工程施工中的运用
4.1工程地质进行测绘
对工程地质进行的测绘在勘察过程中属于最基础的一步,作用是确定场地的地形地貌以及地层中不良地质之间存在的相互作用关系。原理是采用相关的理论知识,对施工现场的施工场地进行勘测,对地质的分布规律进行分析,然后推测现场的地质。然后将勘测出来的东西展现在地形设计图纸上,编制工程地质图。作为建设项目规划、设计施工的重要参考数据。
4.2勘探与取样
看看过程中常用的方法主要有以下三种:物探、钻探、坑探等。主要被用来调查地下地质。因此,在进行勘测的过程中,要根据现场具备的条件以及地质的条件选择适合的勘测方法。物探并不是直接的进行探测,采用的间接的方法,这样比较省钱,方便,对解决勘测过程中遇到的问题是十分有利的但需及时了解地下地质情况的问题,也可以给钻探和坑探提供一定的指导。但是,它存在数据不准确,使用受地形限制的缺点。钻探和坑探都是一种直接的方法,能够直接了解地况,在勘测的时候使用频率较高。而钻探实在勘测的时候最常使用的技术选择钻探需要根据底层类型进行。
4.3原位测试技术
原位测试是指在在保证岩石具有自然条件的前提下,对岩石的力学性能进行测试的方法。此种方法与室内试验相结合,能够为岩石今后的施工过程中提供理论以及科学的信息。在使用原位测试的时候,要严格按照施工的要求进行,不能为了一时方面走捷径,严格把握工程质量。
4.4现场检验与监测
现场检验与监测是勘探工程的重要组成部分,主要在施工过程和运营期间进行。一般在高级开勘察工作阶段开始进行。其目的在于保障施工的质量以及施工的安全,提高工程所具有的经济方面的性能。进行施工主要包括两个方面的工作内容:一是对勘察结果进行审查,二是对工程的质量进行检测。通过这些数据,施工人员可以推算出工程技术的相关参数,以此作为施工设计方案及依据,优化设计方案的目的在于使其能够在技术上具有一定的操作性。这个工作一般是安排在施工的过程中进行的,但是有些工程要求比较特殊就安排此项工作在项目竣工的时候进行。
4.5促进勘查技术数字化
科学技术以及计算机技术的进行也在不断的促进着岩土工程勘察技术的发展,引进高科技仪器,应用数据库管理技术,互联网技术,利用计算机内的相关软件将于工程相关的数据信息进行统计分析、整理归纳,总结出有效信息。还可以依据数学建模,精确表现出勘察场地的工程地质表面情况。数据采集仔信息化,可以使得勘察资料进行数字化处理,将整理的设计图纸、文字等相关资料妥善的进行保存,为今后的检测提供依据,保证资料都能够追查到。
5结束语
关键词:岩土工程勘察技术问题措施
1 前言
岩土工程勘察是运用地质学、岩土力学、工程地质学的理论,按照科学的勘察程序与方法,利用有效的测试仪器和技术,调查和工程建设有关的工程地质条件,评价存在的与岩土工程有关的工程地质问题,为工程建设的设计、施工等提供详实、科学、准确的地质资料。在实际工作中,因市场竞争的影响,岩土工程勘察表现出时间短、突击强的特点,往往出现一些难以弥补的问题,现从野外勘探,室内土工试验及岩土工程分析评价三个方面论述个人一些粗浅的看法:
2 几个技术上存在的问题
(1) 地质形态问题:主要有不明地下物体、空洞及其分布形态、埋藏位置和埋藏深度的确定。
(2) 岩土参数问题:主要是那些难于取到原状岩土样和难于进行室、内外试验的岩土层即粗颗粒土、残积土和风化岩等。其岩土设计参数难于确定。
(3) 技术素质问题:主要是岩土工程勘察技术人员知识的广度和深度问题, 岩土勘察各专业缺乏内部沟通、技术交流,对各自技术服务的对象和技术发展状况不了解,导致碰到重大项目和复杂工程时束手无策,不知应采用何种技术方法和手段去解决所碰到的技术问题。
3 探讨问题的解决方法
要解决上述岩土工程勘察工作中存在的主要技术问题,可以考虑从以下几个方面着手:
(1) 随着电子、电子计算机技术的飞速发展,近十几年来,工程物探专业根据弹性波理论、电磁波理论和电学原理发展了许多新的工程物探方法并相应发展了一大批集数据适时采集处理,软、硬件功能于一体的工程物探探测设备,它具有采样密度大、速度快、成本低、信息量大等特点。可以利用工程物探可连续加密测点的办法来获得连续的地质界面。从而有效的解决传统钻探手段以点带面划分地质界面时常带来的漏判、划分不准确等缺点;并且可以利用综合工程物探方法有效地解决传统勘察手段难于解决的诸多岩土工程问题,如地下不明物体、洞穴、软弱结构面、滑动面、断层、破碎带等在地下的分布特征、形态、埋藏深度、位置。并且可以提供许多工程建设所需的岩土动力参数和设计地震参数。相对传统的钻探方法,工程物探技术使用时受场地、地形条件的限制较少,具有节省时间、费用且勘探精度高等特点。但是,各种工程物探方法的有效性决定于它对探测对象的适用性,物探条件的适用性越强,解决问题的可靠的性越大,因此,为了有效地解决某些复杂的岩土工程技术难题,必须采用多种工程物探手段和钻探联合使用的方法,起到互相补充、互相验证的作用。合理地选择、运用工程物探技术与传统勘探手段相结合,无疑是解决岩土工程勘察中存在的主要问题的有效手段之一。
(2)加强室内、外测试新技术(如多功能静力触探头、标准贯入试验、波速测试、静载荷试验等)和施工检测、监测技术的使用,通过其所获得的数据和资料,经过分析、对比,建立它们之间的经验关系,并通过工程施工检测、监测所获取的实测资料反算得到的参数作为对比依据,确保所提供的岩土工程设计参数的可靠性。并达到解决那些采用传统勘探手段难于获取可靠的岩土工程设计参数(如粗颗粒土、花岗岩残积土、风化岩的承载力、变形指标)等问题。此外,还可以利用土工离心模拟技术检查工程安全的可靠性;验证堤坝、边坡的变形和稳定性;解决建筑物浅基础的地基变形特征、破坏模式及极限承载力,桩基础的承载力和施工工艺对桩基础承载力及变形的影响;解决挡土结构的变形及破坏机理,土体与结构物之间的相互作用;了解动力工程、砂土液化、单桩和群桩在水平动荷载作用下的性状。
(3)加强勘察技术人员的再教育和技术培训并形成定期制度,促进其知识的更新换代。勘察单位施行内部岗位轮换制度,促成勘察各专业的技术交流、知识渗透,尽可能组织技术人员参加各种有关的学术活动和讲座,达到扩大勘察技术人员的知识广度和深度的目的。强调计算机技术的应用(如受压层深度计算、承载力计算、土压力计算、各类静力或动力有限元计算、基坑支护设计计算、沉降分析、数理统计、地基与基础协同作用分析、地震反应分析、渗流分析等),采取这些措施无疑可以大大提高他们的技术综合能力。
4 国家目前对于岩土工程勘查行业中所存在问题的处理措施
要解决上述岩土工程勘察工作中存在的主要技术问题, 可以考虑从以下几个方面着手:
(1) 随着电子、电子计算机技术的飞速发展,近十几年来,工程物探专业根据弹性波理论、电磁波理论和电学原理发展了许多新的工程物探方法并相应发展了一大批集适时采集处理,软、硬件功能于一体的工程物探探测设备,它具有采样密度大、速度快、成本低、信息量大等特点。可以利用工程物探可连续加密测点的办法来获得连续的地质界面。从而有效的解决传统钻探手段以点带面划分地质界面时常带来的漏判、划分不准确等缺点;并且可以利用综合工程物探方法有效地解决传统勘察手段难于解决的诸多岩土工程问题,如地下不明体、洞穴、软弱结构面、滑动面、断层、破碎带等在地下的分布特征、形态、埋藏深度、位置。并且可以提供许多工程建设所需的岩土动力参数和设计地震动参数。相对传统的钻探方法,工程物探技术使用时受场地、地形条件的限制较少,具有节省时间、节省费用、勘探精度高等特点。
但是,各种工程物探方法的有效性决定于它对探测对象的适用性,物性条件的适用性越强,解决问题的可靠的性越大,因此,为了有效地解决某些复杂的岩土工程技术难题,必须采用多种工程物探手段和钻探联合使用的方法,起到互相补充、互相验证的作用。合理地选择、运用工程物探技术与传统勘探手段相结合,无疑是解决岩土工程勘察中存在的主要问题的有效手段之一。
(2)加强室内、外测试新技术和施工检测、监测技术的使用,通过其所获得的数据和资料,经过分析、对比,建立它们之间的经验关系,并通过工程施工检测、监测所获取的实测资料反算得到的参数作为对比依据,确保所提供的岩土工程设计参数的可靠性。并达到解决那些采用传统地质勘探手段难于获取可靠的岩土工程设计参等问题。
此外,还可以利用土工离心模拟技术检查工程安全的可靠性;验证堤坝、边坡的变形和稳定性;决建筑物浅基础的地基变形特征、破坏模式及极限承载力,桩基础的承载力和施工工艺对桩基础承载力及变形的影响;解决挡土结构的变形及破坏机理,土体与结构物之间的相互作用;了解动力工程、砂土液化、单桩和群在水平动荷载作用下的性状。
(3)加强岩土工程勘察技术人员的再教育和技术培训并形成定期制度, 促进其知识的更新换代。地质勘察单位施行内部岗位轮换制度,促成勘察各专业的技术交流、知识渗透,尽可能组织技术人员参加各种有关的学术活动和讲座, 达到扩大勘察技术人员的知识广度和深度的目的。
5 岩土工程勘查如何良性发展
现阶段地质工程勘查行业在我国还处于起步阶段,岩土工程勘察中存在一些问题亦难免, 为此,今后岩土工程的发展应注意如下方面:
(1)要大力采用新技术、新设备及新方法, 以保 证岩土工程的质量和进度, 使之能在激烈的市场竞争中取胜。
(2)加强与建筑设计单位及施工单位的合作,力求做到勘察、设计及施工一体化。
(3)加强技术上和体制上的立法工作,使岩土工程逐步规范化、系统化。
(4)加强计算机技术在岩土工程中的应用研究,当前岩土工程正朝规范化、标准化方向发展。岩土工程问题日趋复杂,传统的岩土工程方法,已难以适应发展的需要,因此,利用计算机技术对岩土工程的各项工作进行科学、系统的管理,以提高工作的效率;利用计算机对岩土工程资料进行分析处理,如制作岩土工程图件,进行指标统计分析等等;更重要的是利用现代计算机技术分析、模拟复杂的岩土问题的发生、演化过程,以便制定出正确的处理方案;利用计算机进行岩土工程设计、岩土工程施工模拟以及岩土工程治理效果模拟。
这样不但可以对岩土问题作预测预报以及防治,而且还可以节省大量人力和物力,实现岩土工程勘查良性发展。
关键字:岩土工程;勘察;技术;应用;处理方法
Abstract: this article from the current our country the reality of the development of geotechnical engineering exploration technology, the present survey technology in the application potential of some of the contradictions in the process of analysis, focusing on the contradiction at the same time put forward the corresponding processing method, hope to have a certain reference value.
Key words: geotechnical engineering; Survey; Technology; Applications; Processing method
中图分类号:TF769.9文献标识码:A文章编号:
一我国岩土工程制度大体上形成
岩土工程勘察准求跟工程作业规划、检查紧密联系,是一个有机结合的整体。岩土工程勘察是要为工程建设所服务。要在准时获取精准性材料的前提下,对岩土工程运用、相关处理方案进行深入求证,提出高科技含量、具备可执行性的岩土技术资料。岩土工程专业工作者能够在岩土工程施工规划及监管岗位上承担起自己的义务和责任,重视对工程存在现实矛盾,严格压球技术工作人员具备全方位的技术知识,以便于更好的为岩土工程贡献出自己的力量。
最近十多年以来,因建设部门及工程勘察协会对岩土工程勘察工作在资金和科技专业人员上的支持,在很大程度上推动了岩土工程勘察的进步和发展,目前岩土工程专业制度已经逐渐形成,但是该制度存在很多不完善的地方。为此,需要我们不断的进行努力,运用先进的科学技术方法及成熟的相关体制,促使我国岩土工程向成熟化发展,以满足当下市场经济各方面的需求,岩土工程必然会成为工程建设领域当中一个具备良好社会及经济效益的行业。
二针对我国岩土工程勘察技术与国外发达国家进行的对比
在一些发达国家中,岩土工程重要的作用在于咨询服务。这些单位拥有一大批具备丰富经验及理论知识的工程师,他们为投资人、工程项目施工设计、工程监管等所服务。他们对产品所供应的相关信息知识、科学技术都是非常高的,归属于知识密集型企业。在这样的公司当中,拥有非常多的高科技专业人员及高质量的仪器设备,他们才是岩土工程勘察的中流砥柱。
因我们国家的社会主义市场经济处于最初的起步阶段,岩土工程制度上还有很多不足之处,为此当下进行岩土工程的单位企业类型上市各不相同的。有咨询类、勘察类、施工类等,这种多类型下的岩土工程勘察单位的存在是很正常的一种现象。
当下我国勘察业从业人员非常多,工人占据的比重较大,人员整体素质比较低,跟国外发达国建比较存在很大的距离。依据国家《建筑勘察技术政策》(1996~2010),此种现状必将产生变化,国家将逐渐创立较为完善的市场经济制度,合理调整产业结构,激励岩土工程企业单位逐渐向国际化的高科技性质发展。
历经国家创建之后十多年的不断发展,尤其是在改革开放以后,岩土工程勘察技术水准有一个大范围的提升,逐渐开始能够顺利的完成一些大型工程的勘察规划及施工,包含一些超高层及高层建筑、复杂地基处理、深基坑开挖、大型边坡工程、移山填沟、围海造陆、海上平台、核电站等。隔一年会评选出一个优秀的勘察项目,过奖的岩土工程勘察企业都具备了国际化的水准。与此同时,存在很多勘察技术水准相差很多的情况,更为过分的是一些企业竟弄虚作假,岩土工程勘察施工技术、技术方法及成果明显低于国际上的水平。
能够预测的是,在将来的十多年的时间中,我国市场体制逐渐趋于成熟,我国与国际大市场将逐渐融合。譬如,我国不少知名企业开始于不少的大型建筑岩土工程项目合作,像我国的黄河小浪底、长江三峡水利枢纽工程都是有发达国家知名企业与我国岩土工程积极配合的作用下完成的。因岩土具备非常显著的地域性,工程勘察企业对前期一席经验的总结就变得极为重要。所以,在今后一定要倡导基本框架结构的支持,发展出专属自己的优点和特征,促使岩土工程业走向世界性的轨道。
当下我国岩土工程在取样的质量上潜在的矛盾是非常大的。第一,图样质量低,特别是工程技术工作者对专属自己负责的工程是极为怀疑的。譬如,有的工程在开展深层取样的时候,通常运用单层岩心管,卸取图样的时候需要运用惯性办法甩出来,一旦有粘性土容易甩出来的时候,图样将会出现好几次的变形,有缩颈状况的出现,遭受很大的干扰。这样的图样也做为Ⅰ级原状样开展室内试验,这就是为什么工程技术负责人员对室内实验结果潜存疑虑的原因所在。第二,取样科学技术与国际上通用的标准存在很大的差异性,不被国外发到国家所认可。针对后者形成的矛盾,我国标准规范工作人员已经做出了很多的工作,《岩土工程勘察规范》、《原状取样技术标准》、《原状取土器标准》相继出台,让岩土工程勘察有法可依。且所出台的标准规章体制与国际上标准相符,同时也兼顾到了我国现有国情。
在建筑物中承担整体重量的是地基,地基的稳定性能及强度对建筑物能否正常运用有直接性的影响作用。为了有效的适应黄土地区建设发展的需求,文章以陕北黄土地基为研究对象,首先对黄土地基承载力原位试验结果开展浅析,同时针对运用强夯法对黄土地基处理开展承载力的试验。第三,运用现有单元法针对路堤修筑施工中复合黄土地基的受力和变形特征进行浅析。
针对那些严重失陷性、失陷下限深度较大的失陷性黄土地区建筑物地基护理的时候,需要对所在场地进行相关治理,做好场地排水及建筑物基础的隔水层,预防失陷性黄土地基浸水,达到预防场地、地基失陷的目的,同时能够掌控建筑物的比例,提升建筑物整体性能的结构措施。
通过探究能够为黄土地区工程的现实状况供应技术支持,通常包含以下几方面的工作:
⒈运用静力触探、旁压试验、动力触探等原位试验对黄土地基的特理力学性质以及地基的承载力开展试验,同时对各种办法所获得的试验成果进行对比,来确定黄土地区承载的最佳方式,同时经过试验确定本场地黄土湿陷等级,为地基处理供应充足的根据。
⒉针对强夯法处理地基的特征及机理进行浅析,提出运用强夯法处理黄土地基,同时运用现场静力触探、旁压试验、动力触探等试验对经过处理的复合黄土地基进行承载力实验,同时运用试验成果浅析强夯法处理效果。
⒊首先对灰土桩和透水桩加固黄土地基的机理进行分析,再对处理后的复合黄土地基承载力进行计算,最后基于Biot固结理论,并结合有限单元法对采用灰土桩和散体材料透水桩加固饱和黄土的变形和固结性状进行分析,同时跟试验的结果进行对比。
三 岩土工程勘察技术中矛盾的处理方法:
1、工程现实情况表现:科学的挑选、运用工程勘察技术及保守的勘察技术进行紧密的结合,这是对岩土工程勘察潜在技术矛盾进行处理的最佳方法。但由于不管是哪种技术都会存在很大的局限性,为此只有有效的解决岩土工程勘察技术中潜在的矛盾,就一定要运用多种形式的勘察方法,才能够使其获得验证。
2、各种间接勘察手段所获取的资料应与传统的勘察方法(如钻探、原位测试、岩土试验等)、施工检测、施工监测成果进行对比、验证,建立相对应的经验关系,从而建立定量分析、判定标准,确保工程勘察质量。
3、提高工程勘察技术人员业务水平和综合能力的关键是:①培养勘察技术人员的技术素质;②拓宽专业知识的广度和深度;③积极参与工程实践。
四结束语
伴随着岩土工程业制度的创建和不断完善,使其变成独具潜在发展能力的行业。为此,增加技术工作者的责任心,必然会促使岩土工程勘察工作得到一个很大程度的提升。因岩土勘工程勘察会受到市场经济的巨大影响,这就需要有效的运用先进的科技手段、优良的工程勘探设备等独特优势,开拓全新的运用空间变成了未来发展的道路。
五参考文献
[1]顾宝和.岩土工程勘察技术现状及发展问题述评.工程勘察,1998,(4).
[2]顾宝和.我国岩土工程理论与实践的若干新进展.全国建筑工程勘察科技情报网建网十五周年综合科技情报交流会论文选集.济南:山东省地图出版社,1993.
关键词:注册岩土工程师;勘查技术与工程专业;教学模式;教学改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)12-0118-02
自2009年我国住房与城乡建设部正式实施注册岩土工程师执业制度以来,注册岩土工程师可在规定的执业范围内,以注册土木工程师(岩土)的名义在全国范围内从事相关执业活动;未取得注册证书和执业印章的人员,不得以注册土木工程师(岩土)的名义从事岩土工程及相关业务活动[1-2]。作为一种行业准入制度,这有利于提高岩土工程人员的业务素质,有利于行业国际化;也将成为高等学校岩土相关专业教学改革的方向标,推动着高校专业教学改革,使之紧紧围绕行业市场,为岩土工程行业培养较高执业素质的专业人才[3-5]。
一、我国注册岩土工程师考试简介
注册岩土工程师考试分为基础和专业考试。
1.基础考试。主要考查考生的综合基础理论知识和相关专业基础。考试分上、下午两场,均为单项选择题,涉及的考试内容包括:(上午)高等数学、液体力学、计算机应用基础、电工电子技术、普通物理、普通化学、理论力学、材料力学、工程经济学;(下午)土木工程材料、岩体力学与土力学、工程测量、工程地质、岩体工程与基础工程、土木工程施工与管理、结构力学与结构设计、职业法规。
2.参加基础考试合格并按规定完成职业实践年限者,方能报名参加专业考试。专业考试分2天进行,共四场,开卷考试,分别考查岩土工程专业知识及案例分析。专业考试内容包括:(1)岩土工程勘察;(2)岩土工程设计基本原则;(3)浅基础;(4)深基础;(5)地基处理;(6)土工结构与边坡防护;(7)基坑工程与地下工程;(8)特殊条件下的岩土工程;(9)地震工程;(10)岩土工程检测与监测;(11)工程经济与管理。涉及的行业规范、规程有40本左右,每年的规范清单都在增删。
专业考试合格后,方可获得《中华人民共和国注册土木工程师(岩土)执业资格证书》。
二、现行培养模式存在的主要问题及专业教学改革的必要性
注册岩土工程师执业制度作为一种行业准入制度,明确了其对从业人员的素质要求,作为一名合格注册岩土工程师应该懂勘察、懂设计、懂施工、懂监测检测、懂法律法规,既要懂得地质方面的知识,又要懂得力学、土木工程专业方面的知识,要求是综合素质较高的复合型人才。作为人才培养的基地,高等院校发挥着重要的作用,尤其是如今注册土木工程师(岩土)制度对人才提出的更全面更综合的要求[6]。
目前,高校培养模式主要存在两方面问题:(1)课程设置不全,与注册岩土工程师考试内容相比,学生专业知识面窄,不能兼顾地质、力学、土木工程等各方面理论知识。(2)培养的学生实践动手能力弱,工程意识不强,不利于岩土工程工程的开展。
因此,发挥注册岩土工程师执业考试制度的指导作用,对现有的勘查技术与工程专业的教学模式进行改革势在必行。
三、我校勘查技术与工程专业教学改革
我校自2005年首次招收勘查技术与工程专业学生以来,为了适应注册岩土工程师考试制度,在专业课程设置、课程与教材建设、实践教学环节调整、教学方法改进、师资队伍培养等方面进行了积极的探索,取得了一些经验。
1.专业课程设置。在专业开设初期,比较我校勘查技术与工程专业培养大纲,与注册岩土工程师专业考试内容,培养大纲能够基本涵盖了后者基础考试的大多数内容,但也存在一些问题:课程设置不完善;部分课程课时少、开设的顺序欠合理。比如缺少地震工程、特殊性岩土等内容,岩土工程勘察课程安排在工程物探、原位测试等课程之前。
经过多次的培养大纲修订,在最新版的2016年版培养大纲中,学科与专业基础必修课、专业选修课包括:基础工程、土力学、岩土工程概论、构造地质学、水文地质学、混凝土结构、工程物探、岩土工程测试技术、基坑支护、地下结构、隧道工程、城市地下空间规划、地基处理、边坡工程、地质灾害防治与评价、岩土工程勘察、环境岩土工程、工程结构荷载与可靠度设计原理、建设工程项目管理与建设法规、建设工程经济、工程监理概论等等。这几乎涵盖了注册岩土工程师专业考试的所有内容,这对于勘查技术与工程专业学生是一个非常大的优势。
2.课程与教材建设。在岩土工程师专业考试中,地震工程、特殊性岩土是必考内容之一。过去我们对这部分内容讲授不够重视。在最近由本专业教研室组织编写了《基础工程》教材,将之前未重点讲授的“地震工程”内容集中编成一章重点讲授,还专门介绍了岩土工程师执业制度的相关内容;同时也申报了土力学、基础工程等精品课,由全体老师共同建设。而对于特殊性岩土这部分内容,也在《岩土工程勘察》课程中重点讲授。
3.教学方法改进。注册岩土工程师专业考试,主要考查的是对相关专业规范、规程的熟练应用能力,因此,在专业课程授课中,均要求学生配备有相应的最新版的规范或规程,大学四年下来,基本上能把岩土专业中的主要规范、规程过一遍,如《岩土工程勘察规范》、《建筑地基基础设计规范》、《建筑桩基技术规范》、《建筑基坑支护规程》、《建筑地基处理规范》、《建筑抗震设计规范》、《建筑边坡工程技术规范》等。在上课过程中,以教材内容为主,结合相应的规范或规程,让学生在学习专业理论、基本原理等的同时,也了解规范的规定,这有利于学生在毕业后走上专业岗位时能更好地应用规范。
4.实践教学环节调整。在高校中,学生工程意识淡薄、实践能力不强的现状较为普遍,其中一个重要的原因就是学生参加工程实践的机会太少,这对其毕业后从事专业工作,快速适应注册岩土工程师执业制度是不利的。因此,在专业教学中,均将专业课程向实践工程做一些倾斜,加强实践基础的建设,调整实习、课程设计等内容,不断完善实践教学环节。
5.师资队伍建设。专业课教师的业务能力直接影响着对学生的培养效果,专业理论知识扎实,且具备丰富工程实践经验的教师,在讲解专业理论的同时,结合实际工程,能让学生更容易理解、接受,从而提高教学效果。因此,有必要进一步提高专业课教师的综合素质,培养一批具有教师资格及注册岩土工程师执业资格的双师型教师队伍是非常重要的。
四、结论
注册岩土工程师执业制度的推行,使得岩土工程行业越碓焦娣叮也必将加速我国岩土工程与国际接轨;同时,也为高校培养专业人才指明了方向,推动高等学校土建类岩土工程专业教学改革。通过对我校现行的勘查技术与工程专业教学模式的分析研究、探索,包括岩土工程课群的设置、课程与教材建设、实践教学环节调整、教学方法改进、师资队伍培养等,积累了成功的经验,也提出了进一步的改革措施,使专业教学不断向注册岩土工程师考试靠拢。
参考文献:
[1]高大钊.注册岩土工程师与岩土工程体制[J].岩土工程师,2003,(11):1-4.
[2]付旭.注册土木工程师(岩土)执业制度研究[D].昆明理工大学硕士学位论文,2009.
[3]白哲.从注册岩土工程师考试探讨勘查技术与工程专业教学改革[J].教育教学论坛,2014,(37):46-47.
[4]李飞,霍宁.我国注册岩土工程师执业制度与高校教学改革探析[J].理工高教研究,2005,24(1):106-108.
关键词:岩土工程 锚固 新技术 发展趋势
一,岩土锚固的概念和历史
岩土锚固技术是指埋设于岩土体中的受拉杆件,用以将结构物的拉应力传递给深部的稳定地层或加固不稳定的岩土体,形成拉杆与岩土相互作用,共同工作的体系。岩土锚固是岩土工程领域的重要分支。在岩土工程中采用锚固技术,不同于传统的岩土工程加固手段,它不仅能充分调用和提高岩土体自身的稳定性和强度,还可以大大节约结构物体积和自重,减小造价,并有利于施工安全和施工进度。锚固技术现已经成为提高岩土工程稳定性和解决复杂的岩土工程最经济最有效的方法之一。岩土锚固已在我国边坡、基坑、矿井、隧洞、地下工程,坝体、航道、水库、机场及抗倾、抗浮结构等工程建设中获得了广泛的应用。
随着我国大力兴建基础设施,特别是对交通、能源、水利和城市基础设施建设力度的加大,岩土锚固将展示出十分广阔的应用前景。
二,岩土锚固工程技术的现状
2.1锚杆的分类
目前工程中使用的锚杆有很多种,根据不同的标准可以有不同分类。按照锚杆和岩体的锚固方式,可分为黏结性锚杆、机械式锚杆和基地扩张式锚杆。根据一个钻孔内安装锚杆单元的数量,可分为单孔单一锚和单孔复合锚。按照是否预先施加张力可以分为预应力锚杆和非预应力锚杆。按照锚杆受荷后锚固段内的灌浆体的受力状态可分为拉力型锚杆和压力型锚杆。
2.2锚固系统可能的失效方式
锚杆在发挥作用时,荷载通过锚杆与灌浆体、灌浆体与岩体的相互作用传递到深层岩体中,根据锚固系统的组成与特点,锚固系统在承受荷载时可能以下列一种或几种形式发生破坏:
(1) 锚杆的强度破坏:发生这种破坏的可能原因是锚杆的设计或材料选用不当;
(2) 灌浆体被压碎或破裂:锚杆与砂浆的机械咬合作用导致砂浆中产生横向和轴向开裂,砂浆强度不足时易发生此种破坏;
(3) 周围岩土体破坏:可能由于岩土体强度太低或锚固段长度不够;
(4) 灌浆体与锚杆接触面破坏:是拉力型锚杆失效的主要形式之一,多数情况下是锚固长度不足导致的,也可能是因为注浆体强度较低。
(5) 岩土体与灌浆体接触面破坏:这种破坏多发生在软岩和土层,主要原因是围岩较软,接触面附近抗剪强度低。
2.3锚杆荷载传递机制的改善
大量的实验研究和实测结果证实,传统的拉力(集中)型或压力(集中)型锚杆受力时,其锚固长度上粘结应力分布是很不均匀的,当采用长锚固段时,粘结应力分布长度是有限的,粘结效应会呈现渐进性破坏现象。随着锚杆上荷载的增大,在荷载传至固定长度最远端之前,在杆体与灌浆体或灌浆体与地层界面上就会发生粘结效应逐步弱化或脱开的现象
为了从根本上改变拉力型锚固方法的弊端,冶金部建筑研究总院等单位成功研制了单孔复合锚固方法。该方法时在同一钻孔中安装几个单元锚杆,而每个单元锚杆有自己的杆体,自由长度和固定长度,而且承受的荷载也是通过各自的张拉千斤顶施加的,并通过预先补偿张拉,而使所有单元始终承受相同的荷载,承载力可提高30%――200%。
2.4软土锚固取得重大突破
软土主要由细粒土组成,一般具有松软、含水率高、孔隙率大、压缩性高和强度低的特点,主要分布在沿海一带。改革开放以来,沿海地区高层建筑蓬勃兴起,并要求快速经济地建造一大批深基坑工程,它为软土锚固的发展提供了契机。
我国的软土锚固技术进步主要体现在三个方面:
1)采用可重复灌浆技术,大幅度提高了软土中锚杆的承载力。
2)基本掌握了软土中锚杆蠕变变形和预应力值变化的规律。对塑性指数大于17的软土(不包括淤泥)在锚杆荷载作用下的蠕变变形及锚杆荷载随时间的变化特性进行了较深入的研究,提出了一些基本认识。
3)在实践中,找到了控制软土基坑周边位移的若干有效方法,主要有:
①在地下水位较高的软土地层中开挖基坑,应设可靠的止水帷幕,组织坑边地下水的流失。
②适当加大桩墙结构尺寸和加密锚杆,以提高支护结构刚度。
③锚杆成孔采取“跳钻”,即在水平方向上每隔2――4个锚杆孔位钻孔,并随即完成扦筋、注浆作业,使单位时间内对单位体积土体的扰动范围降低到最小程度。
④土方开挖要分层实施,使荷载作用的应力调整缓慢发生。基坑周边应随开挖,随锚固,使无支承条件下坑边所暴露的时间尽可能少,所敞露的时间尽可能少,所敞露的面积尽可能小。
⑤当坑边有密集建(构)筑物时,可在建(构)筑物周边设置垂直向的微型桩,以改变应力传递途径,减少基坑周边位移对建(构)筑物的影响。
2.5锚固结构的长期工作性能
锚杆的长期工作性能一直困扰着岩土工程师们,特别是近20年来,我国岩土锚固技术在土木、水利水电、铁(水)路交通以及市政基础工程建设中取得了空前的广泛应用,其规模之大,应用量之多已跃居世界之首。因而研究岩土锚固的长期工作性能,对重大岩土锚固工程实施安全性评价,对安全度不足或出现病害的锚固工程采用有效的处理措施,对永久性岩土锚固工程的设计、施工、防腐以及岩土锚固工程标准制定等方面都具有重要的意义。
岩土锚固结构的使用寿命取决于锚杆的耐久性,对寿命的主要威胁则来自于氢脆和电化学腐蚀。
清华大学、重庆交通科研设计院以示范工程渝黔公路的一段岩土锚固结构实例进行腐蚀程度评估研究,将物元理论引入层次分析法,建立了包括锚固段(自由段)和锚头等岩土锚固结构腐蚀程度的多层次评估模型及其评估指标,并确定各项指标的评估标准和评估模型各部分的初始权重。
中冶建筑研究总院有限公司结合在长期荷载传递机制、长期性能和安全评价研究成果的基础上,提出了锚杆锁定荷载(初始预应力)变化量、锚杆现有承载力降低率、被锚固的岩土体和结构物变形速率以及锚杆的腐蚀损伤程度为主的安全控制指标;建立了包括风险源识别、长期性能检测、监测项目于方法、安全评价的临界技术指标以及安全度不足锚固工程的处治方法等项内容的安全评价模式。并对所收集到的国内外17项被检验的岩土锚固工程长期性能状况进行了分析研究,研究结果表明:具有足够安全度的锚杆设计、锚杆全长完善的防腐措施,采用能改善力学与化学稳定性的锚固结构、规范的锚杆验收试验、完善系统的长期性能检测盒维护管理体系是提高岩土锚固的长期性能、确保锚固工程的长期安全工作的主要途径和方法。
2.6岩土锚固的无损检测方法
岩土锚固具有隐蔽性,发现其质量问题比较困难,而一旦发生事故处理起来怎更难。要保证锚固系统的质量,除了需对其进行合理设计、施工之外,对岩土锚固工程的健康监测也必不可少。通过对岩土锚固系统的检测,在施工阶段可以验证并优化锚杆支护参数,保障施工安全;在锚固系统运营期间,可以实现对其安全状态的监测,评估。
目前,我国规范中规定的及实际工程中使用的锚杆锚固质量及受理状态监测方法是对其进行拉拔试验,锚杆拉拔试验在一定程度上可以反应其整体的抗拔性能,即可以确定锚杆的极限承载力、变形特性、设计合理性和施工质量等,但仅靠此来对锚固系统进行评定还是远远不够的,因为拉拔试验本身存在着如下问题:
首先,拉拔试验不能反映锚杆真实工作状态下的性能,不能确定锚杆各段的锚固力。当锚杆发挥作用时,其不同部段的功能是不同的,因此,锚固质量的好坏不但跟锚杆的整体抗拔力有关,还和各段的锚固能力有关。
其次,拉拔试验不能对锚杆的锚固质量作充分的肯定,如对于全长粘结式锚杆,对锚杆承载力起作用的是锚固段,而在拉拔试验中,张拉段与锚固段共同向外受力,会导致结果偏大,给人一种满足承载力的假象。
第三,拉拔检测手段既费工又费时,抽检的样本数十分有限,难免以偏概全,不能满足对锚杆进行大面积检测的需要。
最重要的是,拉拔试验是一种破坏性的检测方法,实际操作中会对经锚杆加固的岩体产生新的扰动,降低锚杆对围岩的加固作用,这对软岩或较破碎岩层尤为不利。
哈尔滨工业大学硕士研究生白金超提出利用计算机技术和物联网技术,构造出FBG-FRP锚杆及其智能检测系统,监测分为以下几个部分:(1)钻孔过程监测。通过位置和压力等传感器来记录钻入深度随时间、工作气压等参数的关系,结合地质勘探报告,可以分析围岩的力学性能。(2)锚固力监测。该文采用FBG传感器,此传感器具有耐久性好,抗侵蚀能力高等优点,且体积小、易布置;另外它还能方便地使用波分复用技术在一根光纤中串接多个传感器,实现多点线式分布测量。(3)锚固密实度监测。通过应力波的反射和透射特点,通过特定的传感器接收信号并传输进入计算机中进行分析,从而得出锚杆的长度和锚固状态。(4)围岩压力的监测。采用哈尔滨工业大学周智等基于光纤光栅传感器原理开发出的新型的光前光栅土压力传感器。该传感器具备FBG的优点,对岩土工程有着很好的适用性,另外其还具有温度自补偿和温度测量的功能。
三,岩土锚固的前进方向
为了适应工程建设的需要和推动本学科的发展,应紧紧围绕以下课题,展开科学研究和技术创新:1)新型锚固结构及其综合配套技术研发;2)岩土锚固结构与周围介质传力力学机制研究;3)地震、冲击、交变等动荷载作用下,岩土锚固结构力学性能及破坏机制研究;4)永久型岩土锚固工程长期性能评估及安全评价;5)岩土锚杆工厂化生产及其标准化建设。
参考文献
【1】 程良奎,岩土锚固的现状与发展[J].土木工程学报,2001,34(3):7――16
【2】 程良奎,胡建林,张培文,岩土锚固技术新发展。工业建筑,2010年第40卷第1期
【3】 程良奎,张作眉,杨志银。岩土加固实用技术。北京:地震出版社,1994
【4】 陈奕奇,郭红仙,宋二祥,陈肇元,罗斌,唐树名。岩土锚固结构腐蚀程度的评估。岩石力学与工程学报,2007年7月第26卷第7期
【5】 白金超。岩土锚固的FBG-FRP锚杆及其智能监测系统。哈尔滨工业大学工学硕士学位论文,2008年7月
论文关键词:采矿工程;本科教学;改革
世界上科技、经济发达的国家.如美国、日本、加拿大等国的采矿高等教育均采用重基础、宽口径的培养模式.教学中体现培养方式的灵活性和教学内容的综合性,多学科交叉,培养学生成为一专多能的复合型人才。因此,为适应我国经济体制和经济增长方式的根本转变,迎接世界知识经井的到来,采矿工程本科教育应进行彻底改革。
一、我国有美高校采矿工程本科教育改革情况
目前,孢国大多数设有采矿工程专业的高等院校,其专业设置、教育培养模式和教学内容均进行了一定程度的改革。例如.中南工业大学,原采矿系经调整、改造后.现为资源环境与建筑工程学院.包括地质工程、采矿工程、测绘工程、城市规划工程及土木工程等专业采矿工程专业本科1999年招生30名,其中1/3在湖南省单考单招,2/3在全国统考生中招收。学校对采矿、选矿、地质及测绘等四个艰苦专业的学生,在专业奖学金评定上实行优惠政策凡学科各科考试合格的学生都可评为A类奖学金,在教学内容上增加岩土工程有关内容,重点是地下工程、道路建设等方面的内容,同时添加会计、金融等经济类的选修课程。中国矿业大学仍设采矿工程系及本科教学中的采矿工程专业。1999年采矿工程专业奉科招收四个班,计划1~3年级合为大班教学,4年级分为四个专业方向,即地下开采、露天开采、通风与安全及工业工程等专业方向。学生在校期问均获专业奖学金,教学内容主要围绕矿山进行。重庆大学原有的采矿工程专业发展起来舶矿山工程物理专业和矿山环保专业现已分别发展成为土术工程专业和珂=保专业采矿工程专业新设岩土工程及检涮技术方向.单考单捂,年招收25名本科生.教学内窖增加爆破、地基基础、边坡工程和地下工程等有关岩土工程知识。北京科技大学原采矿系现改为资源工程学院,采矿工程专业改为矿物资源工程专业。教学内容包括采矿,选矿、石油等方面。教学改革目标是拓展专业面.由金属矿开采改为以金属矿开采为主,同时包括石油、煤矿、非金属矿开采及海洋采矿。学生在校期闻加强CAD教学、计算机绘图等计算机应用方面的课程及部分岩土工程方面的课程。1999年该专业本科招生33人。武汉工业大学为原武汉建材学院,其采矿工程专业现改为矿物资源加工工程。1999年本科招生一个班。教学非金属矿开采为主.增加化学化工、矿物资源深加工及利用方面的内容。
采矿工程本科教育进行了较大改革的高校还包括东北工业大学、山东矿业学院、湘潭工业学院(原湘潭矿业学院)等高等院校。
前述高校采矿工程专业本科的专业基础课、专业课和专业选謦课改革后涉及的课程门效达150门,涉及的专业实习、实验及设计等实践性环节16个。原有的采矿工程专业课程门数减少或合并,学时减少。在校生所授课门散增加较多。总之,各有关高校根据自身的教学基础和人才需求特点,均在不同程度上扩大了专业范围,在学生招收、培养方式和教学内容等方面做了较大改革。
二、相关专业的教学改革情况
采矿工程、地下工程及地面岩土工程等均属“工程”类学科,处理的对象同为岩土.有非常接近的专业特点,要求的基础知识和专业基础知识基本相同或相近.且实践性强困此,了解这些相关专业的教学情况.有助于采矿工程的教学改革。
我国清华大学、北方交通大学、北京工业大学、西南交通大学、长沙铁道学院、长沙交通学院等高校的土术工程、交通工程、隧道工程及地下建筑工程等专业或专业方向的教学改革也各有择重。倒如.清华大学课程门数少,每门课择重基础知识教育;中南工业大学课程门数多,内容细.着重地下工程及地面工程有关知识的教学;长沙铁道学院重点在于隧道、桥粱与道路方面的教学。
课程设置中.前述诸高校开设的与岩土工程有关的课程有碧恂力学、钢筋混凝土结构、建筑材料、建筑掩工、基础工程、工程项目管理、道路工程、地下结构设计与掩工、路基与路面工程、工程勘测、高速公路、隧道工程地基加固与处理、地下铁道、地下空间利用、掩工组轵与概预算及防灾硪灾导论等课程及相应的实删生环节。
三、传统的采矿工程专业教学培养特点
多年来,采矿工程本科教育有以下几方面特点:
第一,数学力学知识较多,还涉及机械、电工电子技术等知识。因为采矿工程专业是采矿业的主导专业,毕业生在矿山主要从事矿山生产技术管理方面的工作,要求基础知识扎实,综合性强,因此,学生在校时需学习高等数学、线性代数、概率与数理统计、理论力学、材料力学、弹性力学等基本的数学力学知识,及大学物理学、工程制图、电工技术、液压传动及采掘机械、矿山提升运辅及压气排水机械等相关领域知识。在今后的教学培养中.可适当减少这些课程的学时.增加专业改造后其它所需知识的学时数。
第二,专业基础知识还包括岩土工程所需的地质测量等方面的知识。课程包括地质学基础、矿山测量、爆破与井巷工程、地质实习及测量实习等学生必须掌握和了解地球概况、矿物与岩石、地层、古生物、地史、地质构造、矿井水、岩落塌陷、岩土层的工程地质、矿山地质勘探等地质方面的知识,矿山平面控制测量、高程测量、联系测量、井巷贯通测量及施工测量等测量方面的知识,及凿岩爆破、井巷断面设计、支护及掩工等井巷工程方面的知识。这些知识,均可应用于其它行业的地面及地下的岩土工程中。
第三,专业课程门数多.专业知识划分太细。在70年代以前的采矿工程专业基础之上.进一步细分为露天开采专业、地下开采专业及矿山安全与通风专业等,因而涉及的专业知识更多、内容更细,导致毕业生专业适应面更窄。因此,有必要进行专业谭程及其内容的调整、综合,在近几年进行专业教学改造的基础上.可进一步减少专业课的门数和学时数。
第四,本专业实践性及实习、设计环节多。大学四年,学生需经过盘工实习、电子实习、地质实习、测量实习、专业认识实习、专业生产实习及专业毕业实习等许多实习环节.机械零件设计井巷工程课程设计、专业课程设计及专业毕业设计等许多工程设计环节.及许多相关课程的实验等,有助于培养学生的动手能力.有助于学生将理论知识与工程实践紧密结合。今后,可对现有的实验实践性环节作适当调整增加岩土工程等方面的实习设计。
总之.传统的采矿工程专业教学内容及培养方式已难以适应当前及今后国民经跻建设发展要求,在已有的改革基础之上,还有进一步调整、改革之必要。
四、21世纪对采矿工程教学的要求
目前,各学科知识渗透日益显见,学科领域日益扩大.边缘学科、交叉学科层出不穷另外.当前许多矿山企业严重不景气,资源枯竭,生产技术落后.安全环保问题突出,生产成本高.经济状况差,对技术人才的需求发生较大变化。采矿工程专业的人才需求减步,对岩土、机械、化工、电子及环保等方面人才需求增加,要求更高素质的复合型采矿工程技术人才。因此,我国采矿工程本科教育也应摒弃过去专业划分太细、专业面太窄的局隈,以适应世界经跻发展竞争和国民经济鸯设对高素质人才的需要。
21世纪对采矿工程本科教育的总要求:重基础、宽口径强能力、高素质。采矿工程专业的专业知识教育应与地下工程、地面岩土工程的知识和能力培养结合,达到多学科多领域知识的交叉、渗透,增强学生的社会适应能力。为此,应切实落实以下四点
第一.生源质量和特殊政策相结合是采矿工程专业培养
高素质毕业生的重要条件。采矿工程专业本科教学,首先应有高素质的学生.即该专业的学生中小学基础知识扎实,素质高。其次,学生在校期间,国家对采矿工程等艰苦专业应有优惠政策,如学费减免、奖学盘增加等措掩,有利于提高学生的学习积撮性,也有利于吸纳高质量的学生。
第二,顺应市场经济发展规律,采矿工程专业教学拓展到岩土工程领域。目前,在国家对矿山没有特殊政策的情况下,各有关的高等院校应根据自身特点在采矿工程本科教学中增加有关岩土工程的教学内容和实验实践性教学环节,以利于增强学生毕业以后的社舍适应能力。
第三,加强计算机应用船力的培养。计算机应用已深入到国民经济建设的各个领域。在企业的生产管理、技术开发和科学研究等方面.计算机已成为一种有用的工具。采矿工程专业本科教学中.应注意计算机知识和计算机应用能力的培养,有利于提高毕业生的社会适应能力。
第四,加强学生外语能力的培养.有利于学生在更高层次上的学习和对外交流。在加强基础外语学习的同时,应增加专业外语及专业课程外语教学的比重.逐步提高专业基础课、专业课外语教学的门数.全面提高采矿工程专业学生的外语能力.
三、传统的采矿工程专业教学培养特点
多年来,采矿工程本科教育有以下几方面特点:
第一,数学力学知识较多,还涉及机械、电工电子技术等知识。因为采矿工程专业是采矿业的主导专业,毕业生在矿山主要从事矿山生产技术管理方面的工作,要求基础知识扎实,综合性强,因此,学生在校时需学习高等数学、线性代数、概率与数理统计、理论力学、材料力学、弹性力学等基本的数学力学知识,及大学物理学、工程制图、电工技术、液压传动及采掘机械、矿山提升运辅及压气排水机械等相关领域知识。在今后的教学培养中.可适当减少这些课程的学时.增加专业改造后其它所需知识的学时数。
第二,专业基础知识还包括岩土工程所需的地质测量等方面的知识。课程包括地质学基础、矿山测量、爆破与井巷工程、地质实习及测量实习等学生必须掌握和了解地球概况、矿物与岩石、地层、古生物、地史、地质构造、矿井水、岩落塌陷、岩土层的工程地质、矿山地质勘探等地质方面的知识,矿山平面控制测量、高程测量、联系测量、井巷贯通测量及施工测量等测量方面的知识,及凿岩爆破、井巷断面设计、支护及掩工等井巷工程方面的知识。这些知识,均可应用于其它行业的地面及地下的岩土工程中。
第三,专业课程门数多.专业知识划分太细。在70年代以前的采矿工程专业基础之上.进一步细分为露天开采专业、地下开采专业及矿山安全与通风专业等,因而涉及的专业知识更多、内容更细,导致毕业生专业适应面更窄。因此,有必要进行专业谭程及其内容的调整、综合,在近几年进行专业教学改造的基础上.可进一步减少专业课的门数和学时数。
第四,本专业实践性及实习、设计环节多。大学四年,学生需经过盘工实习、电子实习、地质实习、测量实习、专业认识实习、专业生产实习及专业毕业实习等许多实习环节.机械零件设计井巷工程课程设计、专业课程设计及专业毕业设计等许多工程设计环节.及许多相关课程的实验等,有助于培养学生的动手能力.有助于学生将理论知识与工程实践紧密结合。今后,可对现有的实验实践性环节作适当调整增加岩土工程等方面的实习设计。
总之.传统的采矿工程专业教学内容及培养方式已难以适应当前及今后国民经跻建设发展要求,在已有的改革基础之上,还有进一步调整、改革之必要。
四、21世纪对采矿工程教学的要求
目前,各学科知识渗透日益显见,学科领域日益扩大.边缘学科、交叉学科层出不穷另外.当前许多矿山企业严重不景气,资源枯竭,生产技术落后.安全环保问题突出,生产成本高.经济状况差,对技术人才的需求发生较大变化。采矿工程专业的人才需求减步,对岩土、机械、化工、电子及环保等方面人才需求增加,要求更高素质的复合型采矿工程技术人才。因此,我国采矿工程本科教育也应摒弃过去专业划分太细、专业面太窄的局隈,以适应世界经跻发展竞争和国民经济鸯设对高素质人才的需要。
21世纪对采矿工程本科教育的总要求:重基础、宽口径强能力、高素质。采矿工程专业的专业知识教育应与地下工程、地面岩土工程的知识和能力培养结合,达到多学科多领域知识的交叉、渗透,增强学生的社会适应能力。为此,应切实落实以下四点
第一.生源质量和特殊政策相结合是采矿工程专业培养
高素质毕业生的重要条件。采矿工程专业本科教学,首先应有高素质的学生.即该专业的学生中小学基础知识扎实,素质高。其次,学生在校期间,国家对采矿工程等艰苦专业应有优惠政策,如学费减免、奖学盘增加等措掩,有利于提高学生的学习积撮性,也有利于吸纳高质量的学生。
第二,顺应市场经济发展规律,采矿工程专业教学拓展到岩土工程领域。目前,在国家对矿山没有特殊政策的情况下,各有关的高等院校应根据自身特点在采矿工程本科教学中增加有关岩土工程的教学内容和实验实践性教学环节,以利于增强学生毕业以后的社舍适应能力。
厚硬顶板高压预注水弱化机理研究硕士毕业论文开题报告
学科专业: 岩土工程
1 课题来源、选题依据背景情况、课题研究目的、国内外的研究动态、水平、存在问题,并附主要参考文献:
1.1 课题来源
淮南矿区已进入深部开采,厚硬顶板难冒问题突出,造成重大经济损失。为此,淮南矿业集团高度重视,XX年组织集团公司工程技术人员到山西等多个矿业集团考察,并邀请相关科研单位论证分析淮南矿区综采面压架机理,并决定联合有关科研单位开展“煤与瓦斯突出煤层综采工作面顶板深孔预裂爆破技术”研究。
1.2 选题依据背景情况
煤炭是我国的基础能源,在我国一次能源构成中煤炭约占70%左右。随着我国经济建设的飞速发展,国家对煤炭等能源需求量越来越大。XX年我国原煤产量为28亿吨,XX年原煤产量29.6亿吨,XX年原煤产量超过30.0亿吨,XX年原煤产量为35.2亿吨,预计XX年原煤产量将达到37.9亿吨。我国煤炭浅部资或赋存条件相对简单资源日益减少,煤矿相继进入深部开采期,随之而来就面临着厚硬顶板控制问题。厚硬顶板由于整体性好、强度高,难于冒落,如不及时采取强制处理,将形成采空区大面积悬顶。大面积悬顶一旦垮落,一方面由于岩层折断时产生的强烈动载荷会损坏或推倒大量工作面支架,从而顶板常沿煤壁切断造成工作面垮冒事故;另一方面,采空区积存的大量高浓度瓦斯气体,沿风巷、机巷涌出,造成瓦斯超限,并形成破坏力很风,在风暴所经过之处,其强烈的冲击作用,摧毁结构。采工作面及其邻近巷道中的支架、风门和砖墙密闭,甚至使矿车翻倒,轨道弯曲,对井下人员及设备造成严重的危害。例如,潘一矿1402(3)(压架2套)、潘一矿1602(3)、潘三矿17110(3)(压架2套)等多个工作面压架和出水现象,造成重大经济损失。为此,淮南矿业集团XX年组织集团公司工程技术人员到山西等多个矿业集团考察,并邀请相关科研单位论证分析淮南矿区综采面压架机理,并决定联合有关科研单位开展“煤与瓦斯突出煤层综采工作面顶板深孔预裂爆破技术”研究。
1.3 课题研究目的
以往煤层强制放顶爆破采用的是常规炸药,炸药爆破过程的重要特性是炸药通过高速的化学反应,在装药孔壁上产生巨大的气体压力,使周围的介质破坏和破碎。但它存在着施工量大;炸药消耗大、污染井下空气,存在一定的危险性,稍微不慎可能会造成瓦斯爆炸、煤层坍塌等重大问题。压力注水弱化顶板法就是在工作面预先向顶板钻孔注压力水,利用水对岩体的压裂和软化作用,破坏顶板的完整性和降低顶板岩石强度,当工作面采过后,顶板可正常垮落,减小来压对工作面的威胁。压力注水法具有改变顶板力学特性,变难冒为易冒,实现长壁综合机械化采煤,提高资源回收率;同时可降低工作面粉尘含量,改善劳动环境;注水与回采作业平行,预先释放部分瓦斯等优点等优点。
1.4 国内外的研究动态、水平、存在问题
我国厚硬顶板控制的研究始于60年代,已有近50年历史,处于世界领先的地位,在生产实践中积累了丰富的经验。
靳钟铭、徐林生、钱鸣高等通过对厚硬顶板的研究,较全面地分析了厚硬顶板采场矿山压力及其显现规律、采场来压预测预报、厚硬顶板采场支架受力分析、厚硬顶板的处理方法等;
王开,康天合等对坚硬顶板控制放顶方式及合理悬顶长度进行了研究,提出了厚硬顶板合理的冒落步距计算方法;
靳钟铭[2]根据大同矿务局的现场试验结果,在总结其他人的研究成果的基础上,对顶板注水弱化的方法做了系统的阐述和分析。
陈荣华等[34][35]采用repa2d软件对注水软化厚硬顶板(关键层)做了数值模拟。模拟结果表明:随软化系数的减小和软化厚度的增加,上覆岩层初始冒落步距及来压显著减小:若厚硬岩层岩样本身能被注水软化,而实际采场由于地质构造及开采工艺的影响未必适宜单独采用注水软化法,可选用其他弱化厚岩层的方法,或注水软化法与其他弱化方法共同使用,从而有效控制采场矿山压力。
宁宇[36]等采用了有限元计算和模型试验对坚硬顶板注水工作面矿压显现特征进行研究。强调顶板注水后,顶板岩体发生塑化,改变了顶板岩层中的应力分布和顶板变形位移特征。顶板岩层中的拉、压力峰值转移到了采区上方的悬顶中,从而有利于顶板在采空区上方断裂并分层次垮落,减小岩层折断时对支架的冲击载荷和传力系数,减小顶板来压强度,从理论上进一步说明了向顶板高压注水是控制坚硬难冒顶板的有效技术途径。
以上研究从模拟或实验上对注水后岩体发生的变化进行了分析,或从宏观上对注水软化上的机理进行了阐述,而从微观上对高压水注水的机理研究分析的较少。
1.5 主要参考文献
[1]宋永津,控制煤层坚硬难冒顶板技术[m],煤炭工业出版社,XX,9.
[2]靳钟铭,徐林生,煤矿坚硬顶板控制[m],北京,煤炭工业出版社,1994.
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drilling:a physico—chemical method of facilitating mechanical destruction
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[6]汤连生,张鹏程,王思敬,水——岩化学作用之岩石断裂力学效应的试验研究.岩石力学与工程学报,XX,21(6):22~27.
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[11]朱珍德,胡定,裂隙水压力对岩体强度的影响,岩土力学,XX,21(1):6l~67.
[12]闫少宏,宁宇,康立军等,用水力压裂处理坚硬顶板的机理及实验研究,煤炭学报,XX,25(1):32~35.
[13]a.巴内基等,a.k.雷,g.辛格,高压注水控制坚硬顶板,中国煤炭,XX,30(12):73~74.
[14]陈荣华,张连英,厚硬顶板采场注水软化的数值模拟,矿山压力与顶板管理,XX,3:85~86.
[15]陈荣华,钱鸣高,缪协兴,注水软化法控制厚硬关键层采场来压数值模拟,岩石力学与工程学报,XX,z4(13):2266~2271.
[16]宁宇,陈晖,坚硬顶板注水工作面矿压显现特征的有限元计算和模型试验研究,煤炭学报,1990,15(1):83~92.
[17]刘东燕,严春风,陈彦峰,压剪应力作用下岩体裂纹扩展概率模型研究,岩土工程学报,1999,21(1):56~59.
[18]孙广忠,岩体结构力学[m],北京,科学出版社,1998.
2 课题的主要内容,拟解决的主要技术问题,在理论和应用方面的意义,完成课题的条件(包括个人业务水平、所在系或学科组的技术、设备条件)和拟采取的技术措施和办法:
2.1 课题的主要内容,拟解决的主要技术问题,在理论和应用方面的意义
本项目拟在大量调研的基础上,采用理论分析、计算机数值模拟、现场试验的综合研究方法,开展对淮南矿区煤与瓦斯突出煤层厚硬顶板综采面高压预注水弱化砂岩顶板技术研究,使坚硬顶板弱化,使难冒顶板转化为可冒落顶板,改善坚硬顶板的冒落性,减少采空区的悬顶面积,从而减轻周期来压对工作面支架的影响,保证本工作面的安全顺利回采。主要研究内容如下:
(1)水对裂隙岩体强度的影响,重点讨论水对岩石的化学损伤机理和压力水作用下岩体的断裂强度。
(2)研究水在岩体中的渗流问题,建立流固耦合的渗流方程,并用有限元法对建立的流固耦合模型进行求解。
(3)研究定向水压致裂的机理,为在坚硬顶板中采用高压水定向分层提供理论依据。
2.2 主要技术路线
2.3 完成课题的条件(包括个人业务水平、所在系或学科组的技术、设备条件)和拟采取的技术措施和办法:
本人在本科阶段主修土木工程,在理论分析上对地上、地下结构,以及煤矿等具有一定的基础知识。研究生阶段,在导师的指导和带领下,专门学习了煤矿岩巷、煤巷掘进理论知识和亲自到掘进工作面松动爆破实践,并阅读了大量的文献资料。
另外,国内关于坚硬顶板控制资料相对较多,基于目前国内外对高压注水的研究成果、我国煤矿掘进爆破工程实例以及我国能源政策的大力支持,给本课题的研究工作提供了足够的理论和实践资料。
在课题准备阶段,在导师徐颖教授的指导下,以上各项条件均为本课题的顺利完成提供了有利的保障。
3 课题工作量及进展计划(包括各阶段计划完成的内容和所需的时间等)。
(1)XX年2月~4月:资料收集、查阅文献资料等;
(2)XX年5月~8月:厚硬顶板高压预注水机理研究分析
(3)XX年8月~10月:对高压注水破坏过程进行数值模拟分析,并得出结论
(4)XX年6月~XX年1月:论文编写;
【关键词】CDIO;土力学;教学改革
1 关于“土力学”课程教学体系改革的思考
CDIO (Conceive-Design-Implement-Operate)工程教育模式以完整的项目研发为载体,系统地培养学生专业技术知识、创新思考能力、职业能力和态度、团队协作和沟通能力,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程[1]。土力学属于土木工程课程体系中的专业基础必修课,最突出特点就是实践性强,包含了理论、实验和工程应用三部分。只有将课堂、实验室、工程组成一个相互促进、相互引导的教学循环体系,才能实现理论指导实践、实践提升理论的良性循环。
目前土力学课程教学主要是通过理论学习来培养学生分析和计算方面的能力,虽然也开设了8学时的实验课程,但总体上缺乏对工程应用能力的培养。现存的主要问题有:
(1)学时少与内容多的矛盾。在培养计划总学时不变的情况下,基础课的学时有所增加,专业课的学时越来越少。然而,随着科学技术的发展,各种新理论、新技术、新方法的不断涌现,让学生了解学科前沿动态,扩大视野,是本科教育的重要任务。这就形成了教学学时的越来越少与教学内容越来越多的矛盾。
(2)教学方法单一,学生学习兴趣不浓。传统的“一言堂”、“填鸭式”的教学方式,陈旧落后的教学手段,繁多的教学内容,高难度的计算,再加上多媒体教学力度不够,使学生学习的积极性、主动性难以提高,教学效果大打折扣。
(3)教学内容与实践结合少。教学内容未能及时把学科最新发展成果和教改教研成果引入教学;工程案例较少。
(4)实践性教学环节薄弱。土力学是理论性和实践性都很强的自然科学,大部分土力学的理论是建立在实验基础上的;另外,大多数已开设的实验是对已有结论的验证性实验,缺乏启发型、综合型、设计型、探索型实验。这种重理论、轻实践的教学方式不适应土木工程专业人才培养目标的要求。
(5)学生读死书,死读书。学生的学习缺乏主动性,研究性学习、探究性学习、协作学习等现代教育理念在教学中的应用较少。
随着工程技术的发展,各种新理论、新技术、新方法的不断涌现,土力学应用的领域日益拓展,知识处于爆炸时代,让学生了解学科前沿动态,扩大视野,是本科教育的重要任务。合理地安排教学内容,采用有效的教学方法显得尤为重要。
2 改革教学内容
2.1 讲课内容少而精
教师主要通过课堂讲授、习题、实验等教学方式重点讲透基本概念、推导假设和基本原理等,如土的物理性、应力、强度、压缩性和渗透性等重点,应讲清楚它们的物理意义、用途、基本假设、应用中的注意事项等。不仅要掌握分析方法,更要掌握各种分析方法的适用条件,不需要纠缠于推导。
课堂教学过程中按照实际岩土工程和力学分析过程来进行。并按照自然逻辑将岩土力学问题和理论分解成许多细小知识和认识单元和步骤[2]。首先提出工程问题,再根据问题来建立力学理论模型、假设和相应参数,之后建立力学分析和计算模型,再回到原来实际工程问题用这些理论和计算结果来解释、分析和预测这些工程的关键问题。在提出―分析―解决问题的过程中,学生不仅可学习知识而且还可掌握分析问题的方法和获得相应的工程经验,并可在脑海中建立起整个知识的框架和分析问题的流程。
2.2 教学内容实际化
土力学讲共性,讲原理,把国内有些专业技术标准中比较典型的方法作为应用的一种例子来讲,让学生了解国内的技术发展情况和存在的问题,引导学生结合不同的工程正确地应用工程经验,理解专业技术标准(规范)之间差异的原因[3]。可结合实际情况,介绍当前人们非常关注的,属于热点和重大项目的工程案例,如深基坑开挖,地铁、高速公路路基的设计与施工,介绍其中遇到的一些重大而复杂的土力学问题以及解决这些问题的思路和方法,也可介绍近几年发生的重大工程事故及其中所涉及的一些土力学问题,工程事故能使学生感到十分震撼,有利于激起学生的社会责任感,对学好本课程乃至本专业都会起到很好的作用。
在教学中融合注册岩土工程师、注册结构工程师等考证的内容,使学生更加明确专业学习的重点和方向,提高学习积极性;以基本理论为基础,结合实际工程问题,学习结构设计方法,理解国家规范、规程,培养分析问题的能力。
2.3 教学内容新颖化
在教学内容中应及时反映本专业的最新技术和成果,介绍当前学术前沿发展动态:授课过程中教师将本学科相关的学术发展动态告诉学生,并提出当前存在的问题,提出自己的思路或可供选择的方案,由学生按自己的思路进行细化设计,这样既提高了学生学习的兴趣,同时也培养了他们独立思考的能力以及创新精神。同时在整个教学过程中,通过安排专家讲座、专题讲座或阅读相应最新前沿专业书籍等方式,加强学生对专业专业领域中比较成熟的新技术、新材料、新工艺最新发展的了解,使学生开阔视野,拓宽知识面,激发学生的创造性。
2.4 教学内容综合化
要在传授知识的基础上注重全面素质与综合能力的培养,加强学生获取知识、分析问题、解决问题的能力,以及加强综合性工程设计的教学和训练。另外应体现学科交叉和融合,加强包括人文、社会、管理科学在内的基本职业道德素质的培养。
3 改革教学方法
由于土体自身的特性,学习土力学形象思维比逻辑思维更重要。要根据土力学的学科特点,不断改进土力学的教学方法和研究方法,才能不断提高教学水平,正确把握土力学的学科发展态势。
3.1 开展研究型教学
增加大量的自学知识、讨论课程,学生就某一个主题搜集资料、发言讨论,同学和老师进行点评。这些讨论题有些是关键知识点,有些是综合性的知识,能达到扩展学生的知识面、调动学生的积极性、培养学生独立思考问题和激发学生的创作激情的目的。广泛开展课堂内外的讨论,强化理解基本概念,在课堂上进行有关土力学热点问题的讨论。例如关于土压力水土合算与分算的讨论、关于地下室浮力计算的讨论、关于渗透力的讨论等,加深学生对基本概念的理解,培养独立思考和对实际工程问题的分析能力,拓宽同学们的思路。
3.2 工程讲座和案例分析
大量收集工程图片资料,选配恰当的实例、算例或喻例,选择事故或失败工程实例进行分析。如对照挡墙或基坑工程实例阐述渗流现象与渗流理论、土压力和整体稳定;对照建筑物倾斜、开裂,阐述土体压缩与固结理论,分析有效应力原理;对照坝坡失稳、建筑物倒塌阐述土的抗剪强度理论、参数测定与应用,地基承载力等。通过工程讲座和案例分析,有助于激发学生的学习兴趣,调动学生的学习积极性并提高教学效率,加强土工问题分析和判断能力的训练,进一步提高学生识别、分析和解决某一具体问题的能力。
3.3 开设第二课堂
通过开展学术与工程报告讲座,邀请工程勘察与设计单位的高级工程师、研究院所研究员、高校教授及在校教师,开展学术与工程报告讲座,成为学生加深原理与概念理解、获取新知识点、增强学术交流、了解我国重大岩土工程建设中存在问题及解决方法、了解学科前沿的窗口。要求学生阅读一定量的文献资料,并开展定期的读书交流活动,促进学生自主思考提出问题、解答问题,培养自主学习能力并互相学习、取长补短,激发学生潜能。
3.4 改进课外作业模式
目前的课外作业以复习、巩固书本知识为主,有些学生仅限于完成书上的习题及思考题,很难达到举一反三的效果。因此,将课外作业分为基本型(以复习书本知识为主)、综合设计型、工程实践型、创新研究型四类,并可由学生项目小组来集体讨论解题,成绩评定原则是以知识运用的“合理性”为主,即学生应能拿出理由说明其设计的合理性,并有适当的分析与思辨,以学生的实际表现和工作成果为依据,其中项目执行成果(研发报告及其展示)占40 %,研发过程占60 %(包括文献阅读、动手能力、团队合作能力、解决问题能力、设计与工艺的合理性及创新性)。
4 结束语
以先进的CDIO工程教育理念为指导,对土力学课程进行了一整套的教学改革,使学生能深刻地理解和掌握土力学基本原理,取得了良好的教学效果,达了现代工程教育改革的目标。今后我们还需要不断努力,逐步完善土力学课程教学改革的每一个环节,培养适合社会发展需要,具有实践创新能力的工程建设人才。
【参考文献】
[1]CDIO教育改革工作办公室.CDIO简介[EB/OL].汕头:汕头大学工学院[2009-10-15] .http:///index.asp.