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關鍵詞:施工;安全;環保
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
中圖分類號:TU7 文獻標識碼:A文章編號:
1 多層建筑發展的新趨勢
隨著我國建筑業的不斷進步和發展,我國多層建筑施工呈現出新的特點,隨著老城區的新規劃,建設部門興建高樓,使得城區內的建筑空間越來越小,多層建筑密度越來越大,致使土建施工人員及管理人員對施工過程中的環境保護、安全防護等問題也變得非常突出。主要表面為以下兩點:
一是多層建筑由單純追求高度方面的發展,到同時追求形體的特異和立面的豐富多彩,在結構功能得到提升、造型優美新穎的同時,也使上部結構的施工技術難度大大增加。如模板體系,施工機械設備等。
二是從多層建筑一次建成交付使用,到為了進一步提高投資效率,而采用分階段建設交付使用。因此在建設過程中也必然面臨部分施工、部分開業或者上部施工、下部開業的情況,這對施工過程中的人員安全、場地利用和確保購物環境舒適等綠色施工技術提出了新的挑戰。
2 高層建筑施工技術
2.1 深基坑施工的控制技術多層建筑深基坑的施工時,對周邊環境或多或少存在一定的影響。
主要原因是深基坑土方開挖過程是土體卸載過程,會造成周邊建筑、管線或地下結構產生一定量的沉降和偏移,因此,在深基坑施工過程中,對周邊環境影響的控制是至關重要的。特別是緊鄰“生命線”工程的多層建筑的施工,深基坑的施工過程中的變形控制的良好與否,事關“生命線”工程和超高層施工過程中的安全,需要特別關注。
實踐證明,采用現代控制理論對深基坑施工過程進行控制,可以有效地解決這個難題。目前工程控制方法與系統主要有三大類:開環控制、閉環控制和自適應控制。其中開環控制屬經典工程控制方法,非常成熟,但由于不存在反饋系統,開環控制不能根據施工過程情況調整控制措施,控制精度比較低。閉環控制屬現代工程控制方法,由于包含反饋系統,能夠根據結構狀態監測結果不斷調整控制措施,適合結構復雜的工程,控制精度比較高。自適應控制屬最新的工程控制方法,理論研究和工程實踐都取得一定成果,但總體上還處于探索階段。在目前,閉環控制方法是深基坑施工過程控制中比較有效的方法。
基于上述分析和研究,特殊環境下深基坑施工的總體思路和方法是以現代工程控制理論為指導,以結構-巖同作用分析方法為手段,通過施工方案的優化達到施工過程環境受控的目的。
2.2 地上結構施工技術
2.2.1 斜爬模體系的設計和應用在以往多層建筑建造過程中,電動腳手及模板系統得到了廣泛的應用,這在多層建筑結構立面垂直時此類體系具有良好的適應性,但當結構立面為斜面或者曲面的時候,這類體系會遇到很大的困難。而在鬧市區的多層建筑施工時,通常均面臨場地狹小,距離地面交通較近的實際情況,因此必須采用安全可靠的腳手和模板體系,這樣才能既可以保證工程順利的進行,又可以兼顧周邊鬧市區的安全。針對這個問題,經過研究開發,我們創新性地提出了一種可分離的斜爬模體系,可以充分適應高層建筑各種特殊外立面的要求。
2.2.2 可收分整體提升鋼平臺技術整體提升鋼平臺具有整體性好、安全性高、施工操作面大等優點,因此在多層建筑核芯筒施工中也得到了廣泛的應用。但是如果核芯筒形狀上下變化較大,則整體提升鋼平臺也就面臨收分處理的困難。
針對這個問題,我們研究開發了可收分的整體提升鋼平臺體系。
其構成和工作原理如下:在建筑結構核芯筒剪力墻上設置格構柱,用鋼梁和鋼板搭設平臺,將內外腳手懸掛于鋼平臺下,再采用提升設備將整個鋼平臺隨樓層施工進行提升。如施工中要經歷拆除部分內腳手和拆除部分鋼梁的過程時,則在剪力墻增設懸錨腳手或鋼桁架進行過渡,并隨樓層上升逐層補缺,以滿足施工操作。
2.2.3 超高空的鋼結構塔桅安裝技術多層建筑由于建筑造型或功能的需要,通常在結構頂部設置鋼結構塔桅。目前頂部塔桅的施工方法主要有三種,一是采用塔吊散裝,二是采用整體提升,三是采用直升飛機吊裝。第一二種方法依賴于頂部的施工作業面和結構形式,第三種則風險很大。因此在頂部施工作業面有限,且塔桅高度高、重量重的情況下,其施工必然面臨很大的困難,采用攀升吊技術就能很好的解決這上困難。
2.3 綠色施工技術在施工場地狹小的鬧市區,進行多層建筑的建造,帶來了許多以安全防護為重點的環境保護新問題和超常規垂直運輸、交通組織以及營造購物環境舒適度等一系列綠色施工技術難題。
2.3.1 安全防護技術多層建筑續建工程中,如果建筑部分已投入商業運營,通常商場內購物、休閑、餐飲、娛樂設施齊全,顧客會絡繹不絕,且由于地處鬧市區,周邊道路也通常是交通要道,人流、車流量極高,所以,安全防護的重點是防止發生超高層施工過程中的高空墜落對地面物品、人流和車流產生危害。針對此項問題,具體技術方案是:通過安全防護分析,確定需要實施防護的區域、需求和防護內容;確立不同階段施工防護的特點和重點;考慮施工防護體系對行人、顧客和交通的影響,同時綜合防護體系本身的強度要求、防火要求、維護方式、綜合利用等因素。
2.3.2 環境保護技術建筑施工尤其是多層建筑的續建施工會對周圍環境產生噪聲、光的污染。因此,防止施工過程中的聲、光對環境的影響、強化廢棄物的合理處置是多層建筑續建施工中又一大難題。針對這種特殊條件下施工的噪音、光、施工污水、生活污水等污染源,其解決方案還是采用專門的措施,防止施工對環境的影響。如對混凝土澆搗等可能產生較大噪音的施工項目,通過設置隔離棚,將泵車產生的噪音隔離;在臨近居民區的地方設置施工層隔音壁,來隔離噪音;設立特殊的施工污水匯集系統,將施工污水集中處理后排放;采用“立體場布”的思路,將場地設置在已建好的建筑結構上,設置空中材料周轉場地,建立立體的材料堆放、接力運輸的體系。為適應“立體場布”的需求,在垂直運輸機械布置上,我們采取“高空接力安裝技術”、特殊基礎加固技術、電梯接力和超長扶墻等專門措施,解決續建工程帶來的特殊難題。
2.3.3 混凝土回收利用技術由于在混凝土輸送方面經常會遇到“如何穿越人行道和在營業中的樓層布置混凝土泵送以及結束時泵管中余下混凝土的處理”等問題,對此,我們設計了門架式泵管支架和配套的回收利用截止閥,解決了特殊的泵管布置和管中余料的回收問題。在地面上,通過交通組織,使人行道的一部分臨時改成非機動車道,而將非機動車道利用來布置泵車,地面泵管利用門架式泵管架跨越人行道,這樣可避免對交通產生影響;另外通過專門泵管支架系統的保護,可解決復雜路徑泵管的布設問題。
巖石勘查技術是指對工程的地質條件進行整體的勘察,在勘查的過程中運用比較先進的技術,對準備使用的土地進行勘察,主要包括施工現場具備的施工條件,地質如何,土地性能怎樣以及今后形成項目之后會對周圍的環境和居民的生活具有什么樣的影響等,保障在施工過程中不會發生重大的沉降變形事故。
2勘察工程施工前的準備工作
2.1確定勘察的目標
首先,要對現場的自然環境、地理環境以及當地具備的地質條件進行考察,對施工現場環境濕度,年平均的降水量進行取樣考察。再者,對附近的巖層分布,不同巖層厚度進行分析研究。以及對現場植被分布的情況和地質條件進行綜合的考察,根據以上的查詢情況來判斷這塊區域能否滿足施工所必需的地理條件。
2.2對施工場地勘探
當勘察的對象據定了之后,就要采取相關措施對確定了的現場地質進行勘察。通過采取土方、愿為測量、現場測驗等步驟,依據采集信息對施工現場的環境進行分析。將數據歸納整理,為后期工作提供參考。
3巖土工程勘察中存在的問題
3.1勘察過程沒有按照科學的方法勘察
勘察人員在進行勘察工作時,地質條件出現復雜情況的時候,他們不能對勘察對象進行準確的分析和試驗,最終造成勘探數據不是精確無誤,不能避免的存在誤差,對勘察的區域不能完全的掌握相關信息,因此沒有足夠的地質信息保證施工安全。
3.2勘察技術人員整體素質較低
在進行巖石勘探的具體過程中不僅需要靠科技的儀器,還需要綜合素質過硬的技術人員。技術工作者的專業技能對勘探數據的準確性產生較大的影響,這也決定了勘察的結果的準確性。現在我國進行勘探的技術人員明顯存在專業知識掌握欠缺現象,給后期的資料分析以及整理帶來不便。
4勘察技術在巖土工程施工中的運用
4.1工程地質進行測繪
對工程地質進行的測繪在勘察過程中屬于最基礎的一步,作用是確定場地的地形地貌以及地層中不良地質之間存在的相互作用關系。原理是采用相關的理論知識,對施工現場的施工場地進行勘測,對地質的分布規律進行分析,然后推測現場的地質。然后將勘測出來的東西展現在地形設計圖紙上,編制工程地質圖。作為建設項目規劃、設計施工的重要參考數據。
4.2勘探與取樣
看看過程中常用的方法主要有以下三種:物探、鉆探、坑探等。主要被用來調查地下地質。因此,在進行勘測的過程中,要根據現場具備的條件以及地質的條件選擇適合的勘測方法。物探并不是直接的進行探測,采用的間接的方法,這樣比較省錢,方便,對解決勘測過程中遇到的問題是十分有利的但需及時了解地下地質情況的問題,也可以給鉆探和坑探提供一定的指導。但是,它存在數據不準確,使用受地形限制的缺點。鉆探和坑探都是一種直接的方法,能夠直接了解地況,在勘測的時候使用頻率較高。而鉆探實在勘測的時候最常使用的技術選擇鉆探需要根據底層類型進行。
4.3原位測試技術
原位測試是指在在保證巖石具有自然條件的前提下,對巖石的力學性能進行測試的方法。此種方法與室內試驗相結合,能夠為巖石今后的施工過程中提供理論以及科學的信息。在使用原位測試的時候,要嚴格按照施工的要求進行,不能為了一時方面走捷徑,嚴格把握工程質量。
4.4現場檢驗與監測
現場檢驗與監測是勘探工程的重要組成部分,主要在施工過程和運營期間進行。一般在高級開勘察工作階段開始進行。其目的在于保障施工的質量以及施工的安全,提高工程所具有的經濟方面的性能。進行施工主要包括兩個方面的工作內容:一是對勘察結果進行審查,二是對工程的質量進行檢測。通過這些數據,施工人員可以推算出工程技術的相關參數,以此作為施工設計方案及依據,優化設計方案的目的在于使其能夠在技術上具有一定的操作性。這個工作一般是安排在施工的過程中進行的,但是有些工程要求比較特殊就安排此項工作在項目竣工的時候進行。
4.5促進勘查技術數字化
科學技術以及計算機技術的進行也在不斷的促進著巖土工程勘察技術的發展,引進高科技儀器,應用數據庫管理技術,互聯網技術,利用計算機內的相關軟件將于工程相關的數據信息進行統計分析、整理歸納,總結出有效信息。還可以依據數學建模,精確表現出勘察場地的工程地質表面情況。數據采集仔信息化,可以使得勘察資料進行數字化處理,將整理的設計圖紙、文字等相關資料妥善的進行保存,為今后的檢測提供依據,保證資料都能夠追查到。
5結束語
關鍵詞:巖土工程勘察技術問題措施
1 前言
巖土工程勘察是運用地質學、巖土力學、工程地質學的理論,按照科學的勘察程序與方法,利用有效的測試儀器和技術,調查和工程建設有關的工程地質條件,評價存在的與巖土工程有關的工程地質問題,為工程建設的設計、施工等提供詳實、科學、準確的地質資料。在實際工作中,因市場競爭的影響,巖土工程勘察表現出時間短、突擊強的特點,往往出現一些難以彌補的問題,現從野外勘探,室內土工試驗及巖土工程分析評價三個方面論述個人一些粗淺的看法:
2 幾個技術上存在的問題
(1) 地質形態問題:主要有不明地下物體、空洞及其分布形態、埋藏位置和埋藏深度的確定。
(2) 巖土參數問題:主要是那些難于取到原狀巖土樣和難于進行室、內外試驗的巖土層即粗顆粒土、殘積土和風化巖等。其巖土設計參數難于確定。
(3) 技術素質問題:主要是巖土工程勘察技術人員知識的廣度和深度問題, 巖土勘察各專業缺乏內部溝通、技術交流,對各自技術服務的對象和技術發展狀況不了解,導致碰到重大項目和復雜工程時束手無策,不知應采用何種技術方法和手段去解決所碰到的技術問題。
3 探討問題的解決方法
要解決上述巖土工程勘察工作中存在的主要技術問題,可以考慮從以下幾個方面著手:
(1) 隨著電子、電子計算機技術的飛速發展,近十幾年來,工程物探專業根據彈性波理論、電磁波理論和電學原理發展了許多新的工程物探方法并相應發展了一大批集數據適時采集處理,軟、硬件功能于一體的工程物探探測設備,它具有采樣密度大、速度快、成本低、信息量大等特點。可以利用工程物探可連續加密測點的辦法來獲得連續的地質界面。從而有效的解決傳統鉆探手段以點帶面劃分地質界面時常帶來的漏判、劃分不準確等缺點;并且可以利用綜合工程物探方法有效地解決傳統勘察手段難于解決的諸多巖土工程問題,如地下不明物體、洞穴、軟弱結構面、滑動面、斷層、破碎帶等在地下的分布特征、形態、埋藏深度、位置。并且可以提供許多工程建設所需的巖土動力參數和設計地震參數。相對傳統的鉆探方法,工程物探技術使用時受場地、地形條件的限制較少,具有節省時間、費用且勘探精度高等特點。但是,各種工程物探方法的有效性決定于它對探測對象的適用性,物探條件的適用性越強,解決問題的可靠的性越大,因此,為了有效地解決某些復雜的巖土工程技術難題,必須采用多種工程物探手段和鉆探聯合使用的方法,起到互相補充、互相驗證的作用。合理地選擇、運用工程物探技術與傳統勘探手段相結合,無疑是解決巖土工程勘察中存在的主要問題的有效手段之一。
(2)加強室內、外測試新技術(如多功能靜力觸探頭、標準貫入試驗、波速測試、靜載荷試驗等)和施工檢測、監測技術的使用,通過其所獲得的數據和資料,經過分析、對比,建立它們之間的經驗關系,并通過工程施工檢測、監測所獲取的實測資料反算得到的參數作為對比依據,確保所提供的巖土工程設計參數的可靠性。并達到解決那些采用傳統勘探手段難于獲取可靠的巖土工程設計參數(如粗顆粒土、花崗巖殘積土、風化巖的承載力、變形指標)等問題。此外,還可以利用土工離心模擬技術檢查工程安全的可靠性;驗證堤壩、邊坡的變形和穩定性;解決建筑物淺基礎的地基變形特征、破壞模式及極限承載力,樁基礎的承載力和施工工藝對樁基礎承載力及變形的影響;解決擋土結構的變形及破壞機理,土體與結構物之間的相互作用;了解動力工程、砂土液化、單樁和群樁在水平動荷載作用下的性狀。
(3)加強勘察技術人員的再教育和技術培訓并形成定期制度,促進其知識的更新換代。勘察單位施行內部崗位輪換制度,促成勘察各專業的技術交流、知識滲透,盡可能組織技術人員參加各種有關的學術活動和講座,達到擴大勘察技術人員的知識廣度和深度的目的。強調計算機技術的應用(如受壓層深度計算、承載力計算、土壓力計算、各類靜力或動力有限元計算、基坑支護設計計算、沉降分析、數理統計、地基與基礎協同作用分析、地震反應分析、滲流分析等),采取這些措施無疑可以大大提高他們的技術綜合能力。
4 國家目前對于巖土工程勘查行業中所存在問題的處理措施
要解決上述巖土工程勘察工作中存在的主要技術問題, 可以考慮從以下幾個方面著手:
(1) 隨著電子、電子計算機技術的飛速發展,近十幾年來,工程物探專業根據彈性波理論、電磁波理論和電學原理發展了許多新的工程物探方法并相應發展了一大批集適時采集處理,軟、硬件功能于一體的工程物探探測設備,它具有采樣密度大、速度快、成本低、信息量大等特點。可以利用工程物探可連續加密測點的辦法來獲得連續的地質界面。從而有效的解決傳統鉆探手段以點帶面劃分地質界面時常帶來的漏判、劃分不準確等缺點;并且可以利用綜合工程物探方法有效地解決傳統勘察手段難于解決的諸多巖土工程問題,如地下不明體、洞穴、軟弱結構面、滑動面、斷層、破碎帶等在地下的分布特征、形態、埋藏深度、位置。并且可以提供許多工程建設所需的巖土動力參數和設計地震動參數。相對傳統的鉆探方法,工程物探技術使用時受場地、地形條件的限制較少,具有節省時間、節省費用、勘探精度高等特點。
但是,各種工程物探方法的有效性決定于它對探測對象的適用性,物性條件的適用性越強,解決問題的可靠的性越大,因此,為了有效地解決某些復雜的巖土工程技術難題,必須采用多種工程物探手段和鉆探聯合使用的方法,起到互相補充、互相驗證的作用。合理地選擇、運用工程物探技術與傳統勘探手段相結合,無疑是解決巖土工程勘察中存在的主要問題的有效手段之一。
(2)加強室內、外測試新技術和施工檢測、監測技術的使用,通過其所獲得的數據和資料,經過分析、對比,建立它們之間的經驗關系,并通過工程施工檢測、監測所獲取的實測資料反算得到的參數作為對比依據,確保所提供的巖土工程設計參數的可靠性。并達到解決那些采用傳統地質勘探手段難于獲取可靠的巖土工程設計參等問題。
此外,還可以利用土工離心模擬技術檢查工程安全的可靠性;驗證堤壩、邊坡的變形和穩定性;決建筑物淺基礎的地基變形特征、破壞模式及極限承載力,樁基礎的承載力和施工工藝對樁基礎承載力及變形的影響;解決擋土結構的變形及破壞機理,土體與結構物之間的相互作用;了解動力工程、砂土液化、單樁和群在水平動荷載作用下的性狀。
(3)加強巖土工程勘察技術人員的再教育和技術培訓并形成定期制度, 促進其知識的更新換代。地質勘察單位施行內部崗位輪換制度,促成勘察各專業的技術交流、知識滲透,盡可能組織技術人員參加各種有關的學術活動和講座, 達到擴大勘察技術人員的知識廣度和深度的目的。
5 巖土工程勘查如何良性發展
現階段地質工程勘查行業在我國還處于起步階段,巖土工程勘察中存在一些問題亦難免, 為此,今后巖土工程的發展應注意如下方面:
(1)要大力采用新技術、新設備及新方法, 以保 證巖土工程的質量和進度, 使之能在激烈的市場競爭中取勝。
(2)加強與建筑設計單位及施工單位的合作,力求做到勘察、設計及施工一體化。
(3)加強技術上和體制上的立法工作,使巖土工程逐步規范化、系統化。
(4)加強計算機技術在巖土工程中的應用研究,當前巖土工程正朝規范化、標準化方向發展。巖土工程問題日趨復雜,傳統的巖土工程方法,已難以適應發展的需要,因此,利用計算機技術對巖土工程的各項工作進行科學、系統的管理,以提高工作的效率;利用計算機對巖土工程資料進行分析處理,如制作巖土工程圖件,進行指標統計分析等等;更重要的是利用現代計算機技術分析、模擬復雜的巖土問題的發生、演化過程,以便制定出正確的處理方案;利用計算機進行巖土工程設計、巖土工程施工模擬以及巖土工程治理效果模擬。
這樣不但可以對巖土問題作預測預報以及防治,而且還可以節省大量人力和物力,實現巖土工程勘查良性發展。
關鍵字:巖土工程;勘察;技術;應用;處理方法
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
中圖分類號:TF769.9文獻標識碼:A文章編號:
一我國巖土工程制度大體上形成
巖土工程勘察準求跟工程作業規劃、檢查緊密聯系,是一個有機結合的整體。巖土工程勘察是要為工程建設所服務。要在準時獲取精準性材料的前提下,對巖土工程運用、相關處理方案進行深入求證,提出高科技含量、具備可執行性的巖土技術資料。巖土工程專業工作者能夠在巖土工程施工規劃及監管崗位上承擔起自己的義務和責任,重視對工程存在現實矛盾,嚴格壓球技術工作人員具備全方位的技術知識,以便于更好的為巖土工程貢獻出自己的力量。
最近十多年以來,因建設部門及工程勘察協會對巖土工程勘察工作在資金和科技專業人員上的支持,在很大程度上推動了巖土工程勘察的進步和發展,目前巖土工程專業制度已經逐漸形成,但是該制度存在很多不完善的地方。為此,需要我們不斷的進行努力,運用先進的科學技術方法及成熟的相關體制,促使我國巖土工程向成熟化發展,以滿足當下市場經濟各方面的需求,巖土工程必然會成為工程建設領域當中一個具備良好社會及經濟效益的行業。
二針對我國巖土工程勘察技術與國外發達國家進行的對比
在一些發達國家中,巖土工程重要的作用在于咨詢服務。這些單位擁有一大批具備豐富經驗及理論知識的工程師,他們為投資人、工程項目施工設計、工程監管等所服務。他們對產品所供應的相關信息知識、科學技術都是非常高的,歸屬于知識密集型企業。在這樣的公司當中,擁有非常多的高科技專業人員及高質量的儀器設備,他們才是巖土工程勘察的中流砥柱。
因我們國家的社會主義市場經濟處于最初的起步階段,巖土工程制度上還有很多不足之處,為此當下進行巖土工程的單位企業類型上市各不相同的。有咨詢類、勘察類、施工類等,這種多類型下的巖土工程勘察單位的存在是很正常的一種現象。
當下我國勘察業從業人員非常多,工人占據的比重較大,人員整體素質比較低,跟國外發達國建比較存在很大的距離。依據國家《建筑勘察技術政策》(1996~2010),此種現狀必將產生變化,國家將逐漸創立較為完善的市場經濟制度,合理調整產業結構,激勵巖土工程企業單位逐漸向國際化的高科技性質發展。
歷經國家創建之后十多年的不斷發展,尤其是在改革開放以后,巖土工程勘察技術水準有一個大范圍的提升,逐漸開始能夠順利的完成一些大型工程的勘察規劃及施工,包含一些超高層及高層建筑、復雜地基處理、深基坑開挖、大型邊坡工程、移山填溝、圍海造陸、海上平臺、核電站等。隔一年會評選出一個優秀的勘察項目,過獎的巖土工程勘察企業都具備了國際化的水準。與此同時,存在很多勘察技術水準相差很多的情況,更為過分的是一些企業竟弄虛作假,巖土工程勘察施工技術、技術方法及成果明顯低于國際上的水平。
能夠預測的是,在將來的十多年的時間中,我國市場體制逐漸趨于成熟,我國與國際大市場將逐漸融合。譬如,我國不少知名企業開始于不少的大型建筑巖土工程項目合作,像我國的黃河小浪底、長江三峽水利樞紐工程都是有發達國家知名企業與我國巖土工程積極配合的作用下完成的。因巖土具備非常顯著的地域性,工程勘察企業對前期一席經驗的總結就變得極為重要。所以,在今后一定要倡導基本框架結構的支持,發展出專屬自己的優點和特征,促使巖土工程業走向世界性的軌道。
當下我國巖土工程在取樣的質量上潛在的矛盾是非常大的。第一,圖樣質量低,特別是工程技術工作者對專屬自己負責的工程是極為懷疑的。譬如,有的工程在開展深層取樣的時候,通常運用單層巖心管,卸取圖樣的時候需要運用慣性辦法甩出來,一旦有粘性土容易甩出來的時候,圖樣將會出現好幾次的變形,有縮頸狀況的出現,遭受很大的干擾。這樣的圖樣也做為Ⅰ級原狀樣開展室內試驗,這就是為什么工程技術負責人員對室內實驗結果潛存疑慮的原因所在。第二,取樣科學技術與國際上通用的標準存在很大的差異性,不被國外發到國家所認可。針對后者形成的矛盾,我國標準規范工作人員已經做出了很多的工作,《巖土工程勘察規范》、《原狀取樣技術標準》、《原狀取土器標準》相繼出臺,讓巖土工程勘察有法可依。且所出臺的標準規章體制與國際上標準相符,同時也兼顧到了我國現有國情。
在建筑物中承擔整體重量的是地基,地基的穩定性能及強度對建筑物能否正常運用有直接性的影響作用。為了有效的適應黃土地區建設發展的需求,文章以陜北黃土地基為研究對象,首先對黃土地基承載力原位試驗結果開展淺析,同時針對運用強夯法對黃土地基處理開展承載力的試驗。第三,運用現有單元法針對路堤修筑施工中復合黃土地基的受力和變形特征進行淺析。
針對那些嚴重失陷性、失陷下限深度較大的失陷性黃土地區建筑物地基護理的時候,需要對所在場地進行相關治理,做好場地排水及建筑物基礎的隔水層,預防失陷性黃土地基浸水,達到預防場地、地基失陷的目的,同時能夠掌控建筑物的比例,提升建筑物整體性能的結構措施。
通過探究能夠為黃土地區工程的現實狀況供應技術支持,通常包含以下幾方面的工作:
⒈運用靜力觸探、旁壓試驗、動力觸探等原位試驗對黃土地基的特理力學性質以及地基的承載力開展試驗,同時對各種辦法所獲得的試驗成果進行對比,來確定黃土地區承載的最佳方式,同時經過試驗確定本場地黃土濕陷等級,為地基處理供應充足的根據。
⒉針對強夯法處理地基的特征及機理進行淺析,提出運用強夯法處理黃土地基,同時運用現場靜力觸探、旁壓試驗、動力觸探等試驗對經過處理的復合黃土地基進行承載力實驗,同時運用試驗成果淺析強夯法處理效果。
⒊首先對灰土樁和透水樁加固黃土地基的機理進行分析,再對處理后的復合黃土地基承載力進行計算,最后基于Biot固結理論,并結合有限單元法對采用灰土樁和散體材料透水樁加固飽和黃土的變形和固結性狀進行分析,同時跟試驗的結果進行對比。
三 巖土工程勘察技術中矛盾的處理方法:
1、工程現實情況表現:科學的挑選、運用工程勘察技術及保守的勘察技術進行緊密的結合,這是對巖土工程勘察潛在技術矛盾進行處理的最佳方法。但由于不管是哪種技術都會存在很大的局限性,為此只有有效的解決巖土工程勘察技術中潛在的矛盾,就一定要運用多種形式的勘察方法,才能夠使其獲得驗證。
2、各種間接勘察手段所獲取的資料應與傳統的勘察方法(如鉆探、原位測試、巖土試驗等)、施工檢測、施工監測成果進行對比、驗證,建立相對應的經驗關系,從而建立定量分析、判定標準,確保工程勘察質量。
3、提高工程勘察技術人員業務水平和綜合能力的關鍵是:①培養勘察技術人員的技術素質;②拓寬專業知識的廣度和深度;③積極參與工程實踐。
四結束語
伴隨著巖土工程業制度的創建和不斷完善,使其變成獨具潛在發展能力的行業。為此,增加技術工作者的責任心,必然會促使巖土工程勘察工作得到一個很大程度的提升。因巖土勘工程勘察會受到市場經濟的巨大影響,這就需要有效的運用先進的科技手段、優良的工程勘探設備等獨特優勢,開拓全新的運用空間變成了未來發展的道路。
五參考文獻
[1]顧寶和.巖土工程勘察技術現狀及發展問題述評.工程勘察,1998,(4).
[2]顧寶和.我國巖土工程理論與實踐的若干新進展.全國建筑工程勘察科技情報網建網十五周年綜合科技情報交流會論文選集.濟南:山東省地圖出版社,1993.
關鍵詞:注冊巖土工程師;勘查技術與工程專業;教學模式;教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)12-0118-02
自2009年我國住房與城鄉建設部正式實施注冊巖土工程師執業制度以來,注冊巖土工程師可在規定的執業范圍內,以注冊土木工程師(巖土)的名義在全國范圍內從事相關執業活動;未取得注冊證書和執業印章的人員,不得以注冊土木工程師(巖土)的名義從事巖土工程及相關業務活動[1-2]。作為一種行業準入制度,這有利于提高巖土工程人員的業務素質,有利于行業國際化;也將成為高等學校巖土相關專業教學改革的方向標,推動著高校專業教學改革,使之緊緊圍繞行業市場,為巖土工程行業培養較高執業素質的專業人才[3-5]。
一、我國注冊巖土工程師考試簡介
注冊巖土工程師考試分為基礎和專業考試。
1.基礎考試。主要考查考生的綜合基礎理論知識和相關專業基礎。考試分上、下午兩場,均為單項選擇題,涉及的考試內容包括:(上午)高等數學、液體力學、計算機應用基礎、電工電子技術、普通物理、普通化學、理論力學、材料力學、工程經濟學;(下午)土木工程材料、巖體力學與土力學、工程測量、工程地質、巖體工程與基礎工程、土木工程施工與管理、結構力學與結構設計、職業法規。
2.參加基礎考試合格并按規定完成職業實踐年限者,方能報名參加專業考試。專業考試分2天進行,共四場,開卷考試,分別考查巖土工程專業知識及案例分析。專業考試內容包括:(1)巖土工程勘察;(2)巖土工程設計基本原則;(3)淺基礎;(4)深基礎;(5)地基處理;(6)土工結構與邊坡防護;(7)基坑工程與地下工程;(8)特殊條件下的巖土工程;(9)地震工程;(10)巖土工程檢測與監測;(11)工程經濟與管理。涉及的行業規范、規程有40本左右,每年的規范清單都在增刪。
專業考試合格后,方可獲得《中華人民共和國注冊土木工程師(巖土)執業資格證書》。
二、現行培養模式存在的主要問題及專業教學改革的必要性
注冊巖土工程師執業制度作為一種行業準入制度,明確了其對從業人員的素質要求,作為一名合格注冊巖土工程師應該懂勘察、懂設計、懂施工、懂監測檢測、懂法律法規,既要懂得地質方面的知識,又要懂得力學、土木工程專業方面的知識,要求是綜合素質較高的復合型人才。作為人才培養的基地,高等院校發揮著重要的作用,尤其是如今注冊土木工程師(巖土)制度對人才提出的更全面更綜合的要求[6]。
目前,高校培養模式主要存在兩方面問題:(1)課程設置不全,與注冊巖土工程師考試內容相比,學生專業知識面窄,不能兼顧地質、力學、土木工程等各方面理論知識。(2)培養的學生實踐動手能力弱,工程意識不強,不利于巖土工程工程的開展。
因此,發揮注冊巖土工程師執業考試制度的指導作用,對現有的勘查技術與工程專業的教學模式進行改革勢在必行。
三、我校勘查技術與工程專業教學改革
我校自2005年首次招收勘查技術與工程專業學生以來,為了適應注冊巖土工程師考試制度,在專業課程設置、課程與教材建設、實踐教學環節調整、教學方法改進、師資隊伍培養等方面進行了積極的探索,取得了一些經驗。
1.專業課程設置。在專業開設初期,比較我校勘查技術與工程專業培養大綱,與注冊巖土工程師專業考試內容,培養大綱能夠基本涵蓋了后者基礎考試的大多數內容,但也存在一些問題:課程設置不完善;部分課程課時少、開設的順序欠合理。比如缺少地震工程、特殊性巖土等內容,巖土工程勘察課程安排在工程物探、原位測試等課程之前。
經過多次的培養大綱修訂,在最新版的2016年版培養大綱中,學科與專業基礎必修課、專業選修課包括:基礎工程、土力學、巖土工程概論、構造地質學、水文地質學、混凝土結構、工程物探、巖土工程測試技術、基坑支護、地下結構、隧道工程、城市地下空間規劃、地基處理、邊坡工程、地質災害防治與評價、巖土工程勘察、環境巖土工程、工程結構荷載與可靠度設計原理、建設工程項目管理與建設法規、建設工程經濟、工程監理概論等等。這幾乎涵蓋了注冊巖土工程師專業考試的所有內容,這對于勘查技術與工程專業學生是一個非常大的優勢。
2.課程與教材建設。在巖土工程師專業考試中,地震工程、特殊性巖土是必考內容之一。過去我們對這部分內容講授不夠重視。在最近由本專業教研室組織編寫了《基礎工程》教材,將之前未重點講授的“地震工程”內容集中編成一章重點講授,還專門介紹了巖土工程師執業制度的相關內容;同時也申報了土力學、基礎工程等精品課,由全體老師共同建設。而對于特殊性巖土這部分內容,也在《巖土工程勘察》課程中重點講授。
3.教學方法改進。注冊巖土工程師專業考試,主要考查的是對相關專業規范、規程的熟練應用能力,因此,在專業課程授課中,均要求學生配備有相應的最新版的規范或規程,大學四年下來,基本上能把巖土專業中的主要規范、規程過一遍,如《巖土工程勘察規范》、《建筑地基基礎設計規范》、《建筑樁基技術規范》、《建筑基坑支護規程》、《建筑地基處理規范》、《建筑抗震設計規范》、《建筑邊坡工程技術規范》等。在上課過程中,以教材內容為主,結合相應的規范或規程,讓學生在學習專業理論、基本原理等的同時,也了解規范的規定,這有利于學生在畢業后走上專業崗位時能更好地應用規范。
4.實踐教學環節調整。在高校中,學生工程意識淡薄、實踐能力不強的現狀較為普遍,其中一個重要的原因就是學生參加工程實踐的機會太少,這對其畢業后從事專業工作,快速適應注冊巖土工程師執業制度是不利的。因此,在專業教學中,均將專業課程向實踐工程做一些傾斜,加強實踐基礎的建設,調整實習、課程設計等內容,不斷完善實踐教學環節。
5.師資隊伍建設。專業課教師的業務能力直接影響著對學生的培養效果,專業理論知識扎實,且具備豐富工程實踐經驗的教師,在講解專業理論的同時,結合實際工程,能讓學生更容易理解、接受,從而提高教學效果。因此,有必要進一步提高專業課教師的綜合素質,培養一批具有教師資格及注冊巖土工程師執業資格的雙師型教師隊伍是非常重要的。
四、結論
注冊巖土工程師執業制度的推行,使得巖土工程行業越碓焦娣叮也必將加速我國巖土工程與國際接軌;同時,也為高校培養專業人才指明了方向,推動高等學校土建類巖土工程專業教學改革。通過對我校現行的勘查技術與工程專業教學模式的分析研究、探索,包括巖土工程課群的設置、課程與教材建設、實踐教學環節調整、教學方法改進、師資隊伍培養等,積累了成功的經驗,也提出了進一步的改革措施,使專業教學不斷向注冊巖土工程師考試靠攏。
參考文獻:
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[4]李飛,霍寧.我國注冊巖土工程師執業制度與高校教學改革探析[J].理工高教研究,2005,24(1):106-108.
關鍵詞:巖土工程 錨固 新技術 發展趨勢
一,巖土錨固的概念和歷史
巖土錨固技術是指埋設于巖土體中的受拉桿件,用以將結構物的拉應力傳遞給深部的穩定地層或加固不穩定的巖土體,形成拉桿與巖土相互作用,共同工作的體系。巖土錨固是巖土工程領域的重要分支。在巖土工程中采用錨固技術,不同于傳統的巖土工程加固手段,它不僅能充分調用和提高巖土體自身的穩定性和強度,還可以大大節約結構物體積和自重,減小造價,并有利于施工安全和施工進度。錨固技術現已經成為提高巖土工程穩定性和解決復雜的巖土工程最經濟最有效的方法之一。巖土錨固已在我國邊坡、基坑、礦井、隧洞、地下工程,壩體、航道、水庫、機場及抗傾、抗浮結構等工程建設中獲得了廣泛的應用。
隨著我國大力興建基礎設施,特別是對交通、能源、水利和城市基礎設施建設力度的加大,巖土錨固將展示出十分廣闊的應用前景。
二,巖土錨固工程技術的現狀
2.1錨桿的分類
目前工程中使用的錨桿有很多種,根據不同的標準可以有不同分類。按照錨桿和巖體的錨固方式,可分為黏結性錨桿、機械式錨桿和基地擴張式錨桿。根據一個鉆孔內安裝錨桿單元的數量,可分為單孔單一錨和單孔復合錨。按照是否預先施加張力可以分為預應力錨桿和非預應力錨桿。按照錨桿受荷后錨固段內的灌漿體的受力狀態可分為拉力型錨桿和壓力型錨桿。
2.2錨固系統可能的失效方式
錨桿在發揮作用時,荷載通過錨桿與灌漿體、灌漿體與巖體的相互作用傳遞到深層巖體中,根據錨固系統的組成與特點,錨固系統在承受荷載時可能以下列一種或幾種形式發生破壞:
(1) 錨桿的強度破壞:發生這種破壞的可能原因是錨桿的設計或材料選用不當;
(2) 灌漿體被壓碎或破裂:錨桿與砂漿的機械咬合作用導致砂漿中產生橫向和軸向開裂,砂漿強度不足時易發生此種破壞;
(3) 周圍巖土體破壞:可能由于巖土體強度太低或錨固段長度不夠;
(4) 灌漿體與錨桿接觸面破壞:是拉力型錨桿失效的主要形式之一,多數情況下是錨固長度不足導致的,也可能是因為注漿體強度較低。
(5) 巖土體與灌漿體接觸面破壞:這種破壞多發生在軟巖和土層,主要原因是圍巖較軟,接觸面附近抗剪強度低。
2.3錨桿荷載傳遞機制的改善
大量的實驗研究和實測結果證實,傳統的拉力(集中)型或壓力(集中)型錨桿受力時,其錨固長度上粘結應力分布是很不均勻的,當采用長錨固段時,粘結應力分布長度是有限的,粘結效應會呈現漸進性破壞現象。隨著錨桿上荷載的增大,在荷載傳至固定長度最遠端之前,在桿體與灌漿體或灌漿體與地層界面上就會發生粘結效應逐步弱化或脫開的現象
為了從根本上改變拉力型錨固方法的弊端,冶金部建筑研究總院等單位成功研制了單孔復合錨固方法。該方法時在同一鉆孔中安裝幾個單元錨桿,而每個單元錨桿有自己的桿體,自由長度和固定長度,而且承受的荷載也是通過各自的張拉千斤頂施加的,并通過預先補償張拉,而使所有單元始終承受相同的荷載,承載力可提高30%――200%。
2.4軟土錨固取得重大突破
軟土主要由細粒土組成,一般具有松軟、含水率高、孔隙率大、壓縮性高和強度低的特點,主要分布在沿海一帶。改革開放以來,沿海地區高層建筑蓬勃興起,并要求快速經濟地建造一大批深基坑工程,它為軟土錨固的發展提供了契機。
我國的軟土錨固技術進步主要體現在三個方面:
1)采用可重復灌漿技術,大幅度提高了軟土中錨桿的承載力。
2)基本掌握了軟土中錨桿蠕變變形和預應力值變化的規律。對塑性指數大于17的軟土(不包括淤泥)在錨桿荷載作用下的蠕變變形及錨桿荷載隨時間的變化特性進行了較深入的研究,提出了一些基本認識。
3)在實踐中,找到了控制軟土基坑周邊位移的若干有效方法,主要有:
①在地下水位較高的軟土地層中開挖基坑,應設可靠的止水帷幕,組織坑邊地下水的流失。
②適當加大樁墻結構尺寸和加密錨桿,以提高支護結構剛度。
③錨桿成孔采取“跳鉆”,即在水平方向上每隔2――4個錨桿孔位鉆孔,并隨即完成扦筋、注漿作業,使單位時間內對單位體積土體的擾動范圍降低到最小程度。
④土方開挖要分層實施,使荷載作用的應力調整緩慢發生。基坑周邊應隨開挖,隨錨固,使無支承條件下坑邊所暴露的時間盡可能少,所敞露的時間盡可能少,所敞露的面積盡可能小。
⑤當坑邊有密集建(構)筑物時,可在建(構)筑物周邊設置垂直向的微型樁,以改變應力傳遞途徑,減少基坑周邊位移對建(構)筑物的影響。
2.5錨固結構的長期工作性能
錨桿的長期工作性能一直困擾著巖土工程師們,特別是近20年來,我國巖土錨固技術在土木、水利水電、鐵(水)路交通以及市政基礎工程建設中取得了空前的廣泛應用,其規模之大,應用量之多已躍居世界之首。因而研究巖土錨固的長期工作性能,對重大巖土錨固工程實施安全性評價,對安全度不足或出現病害的錨固工程采用有效的處理措施,對永久性巖土錨固工程的設計、施工、防腐以及巖土錨固工程標準制定等方面都具有重要的意義。
巖土錨固結構的使用壽命取決于錨桿的耐久性,對壽命的主要威脅則來自于氫脆和電化學腐蝕。
清華大學、重慶交通科研設計院以示范工程渝黔公路的一段巖土錨固結構實例進行腐蝕程度評估研究,將物元理論引入層次分析法,建立了包括錨固段(自由段)和錨頭等巖土錨固結構腐蝕程度的多層次評估模型及其評估指標,并確定各項指標的評估標準和評估模型各部分的初始權重。
中冶建筑研究總院有限公司結合在長期荷載傳遞機制、長期性能和安全評價研究成果的基礎上,提出了錨桿鎖定荷載(初始預應力)變化量、錨桿現有承載力降低率、被錨固的巖土體和結構物變形速率以及錨桿的腐蝕損傷程度為主的安全控制指標;建立了包括風險源識別、長期性能檢測、監測項目于方法、安全評價的臨界技術指標以及安全度不足錨固工程的處治方法等項內容的安全評價模式。并對所收集到的國內外17項被檢驗的巖土錨固工程長期性能狀況進行了分析研究,研究結果表明:具有足夠安全度的錨桿設計、錨桿全長完善的防腐措施,采用能改善力學與化學穩定性的錨固結構、規范的錨桿驗收試驗、完善系統的長期性能檢測盒維護管理體系是提高巖土錨固的長期性能、確保錨固工程的長期安全工作的主要途徑和方法。
2.6巖土錨固的無損檢測方法
巖土錨固具有隱蔽性,發現其質量問題比較困難,而一旦發生事故處理起來怎更難。要保證錨固系統的質量,除了需對其進行合理設計、施工之外,對巖土錨固工程的健康監測也必不可少。通過對巖土錨固系統的檢測,在施工階段可以驗證并優化錨桿支護參數,保障施工安全;在錨固系統運營期間,可以實現對其安全狀態的監測,評估。
目前,我國規范中規定的及實際工程中使用的錨桿錨固質量及受理狀態監測方法是對其進行拉拔試驗,錨桿拉拔試驗在一定程度上可以反應其整體的抗拔性能,即可以確定錨桿的極限承載力、變形特性、設計合理性和施工質量等,但僅靠此來對錨固系統進行評定還是遠遠不夠的,因為拉拔試驗本身存在著如下問題:
首先,拉拔試驗不能反映錨桿真實工作狀態下的性能,不能確定錨桿各段的錨固力。當錨桿發揮作用時,其不同部段的功能是不同的,因此,錨固質量的好壞不但跟錨桿的整體抗拔力有關,還和各段的錨固能力有關。
其次,拉拔試驗不能對錨桿的錨固質量作充分的肯定,如對于全長粘結式錨桿,對錨桿承載力起作用的是錨固段,而在拉拔試驗中,張拉段與錨固段共同向外受力,會導致結果偏大,給人一種滿足承載力的假象。
第三,拉拔檢測手段既費工又費時,抽檢的樣本數十分有限,難免以偏概全,不能滿足對錨桿進行大面積檢測的需要。
最重要的是,拉拔試驗是一種破壞性的檢測方法,實際操作中會對經錨桿加固的巖體產生新的擾動,降低錨桿對圍巖的加固作用,這對軟巖或較破碎巖層尤為不利。
哈爾濱工業大學碩士研究生白金超提出利用計算機技術和物聯網技術,構造出FBG-FRP錨桿及其智能檢測系統,監測分為以下幾個部分:(1)鉆孔過程監測。通過位置和壓力等傳感器來記錄鉆入深度隨時間、工作氣壓等參數的關系,結合地質勘探報告,可以分析圍巖的力學性能。(2)錨固力監測。該文采用FBG傳感器,此傳感器具有耐久性好,抗侵蝕能力高等優點,且體積小、易布置;另外它還能方便地使用波分復用技術在一根光纖中串接多個傳感器,實現多點線式分布測量。(3)錨固密實度監測。通過應力波的反射和透射特點,通過特定的傳感器接收信號并傳輸進入計算機中進行分析,從而得出錨桿的長度和錨固狀態。(4)圍巖壓力的監測。采用哈爾濱工業大學周智等基于光纖光柵傳感器原理開發出的新型的光前光柵土壓力傳感器。該傳感器具備FBG的優點,對巖土工程有著很好的適用性,另外其還具有溫度自補償和溫度測量的功能。
三,巖土錨固的前進方向
為了適應工程建設的需要和推動本學科的發展,應緊緊圍繞以下課題,展開科學研究和技術創新:1)新型錨固結構及其綜合配套技術研發;2)巖土錨固結構與周圍介質傳力力學機制研究;3)地震、沖擊、交變等動荷載作用下,巖土錨固結構力學性能及破壞機制研究;4)永久型巖土錨固工程長期性能評估及安全評價;5)巖土錨桿工廠化生產及其標準化建設。
參考文獻
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論文關鍵詞:采礦工程;本科教學;改革
世界上科技、經濟發達的國家.如美國、日本、加拿大等國的采礦高等教育均采用重基礎、寬口徑的培養模式.教學中體現培養方式的靈活性和教學內容的綜合性,多學科交叉,培養學生成為一專多能的復合型人才。因此,為適應我國經濟體制和經濟增長方式的根本轉變,迎接世界知識經井的到來,采礦工程本科教育應進行徹底改革。
一、我國有美高校采礦工程本科教育改革情況
目前,孢國大多數設有采礦工程專業的高等院校,其專業設置、教育培養模式和教學內容均進行了一定程度的改革。例如.中南工業大學,原采礦系經調整、改造后.現為資源環境與建筑工程學院.包括地質工程、采礦工程、測繪工程、城市規劃工程及土木工程等專業采礦工程專業本科1999年招生30名,其中1/3在湖南省單考單招,2/3在全國統考生中招收。學校對采礦、選礦、地質及測繪等四個艱苦專業的學生,在專業獎學金評定上實行優惠政策凡學科各科考試合格的學生都可評為A類獎學金,在教學內容上增加巖土工程有關內容,重點是地下工程、道路建設等方面的內容,同時添加會計、金融等經濟類的選修課程。中國礦業大學仍設采礦工程系及本科教學中的采礦工程專業。1999年采礦工程專業奉科招收四個班,計劃1~3年級合為大班教學,4年級分為四個專業方向,即地下開采、露天開采、通風與安全及工業工程等專業方向。學生在校期問均獲專業獎學金,教學內容主要圍繞礦山進行。重慶大學原有的采礦工程專業發展起來舶礦山工程物理專業和礦山環保專業現已分別發展成為土術工程專業和珂=保專業采礦工程專業新設巖土工程及檢涮技術方向.單考單捂,年招收25名本科生.教學內窖增加爆破、地基基礎、邊坡工程和地下工程等有關巖土工程知識。北京科技大學原采礦系現改為資源工程學院,采礦工程專業改為礦物資源工程專業。教學內容包括采礦,選礦、石油等方面。教學改革目標是拓展專業面.由金屬礦開采改為以金屬礦開采為主,同時包括石油、煤礦、非金屬礦開采及海洋采礦。學生在校期聞加強CAD教學、計算機繪圖等計算機應用方面的課程及部分巖土工程方面的課程。1999年該專業本科招生33人。武漢工業大學為原武漢建材學院,其采礦工程專業現改為礦物資源加工工程。1999年本科招生一個班。教學非金屬礦開采為主.增加化學化工、礦物資源深加工及利用方面的內容。
采礦工程本科教育進行了較大改革的高校還包括東北工業大學、山東礦業學院、湘潭工業學院(原湘潭礦業學院)等高等院校。
前述高校采礦工程專業本科的專業基礎課、專業課和專業選謦課改革后涉及的課程門效達150門,涉及的專業實習、實驗及設計等實踐性環節16個。原有的采礦工程專業課程門數減少或合并,學時減少。在校生所授課門散增加較多。總之,各有關高校根據自身的教學基礎和人才需求特點,均在不同程度上擴大了專業范圍,在學生招收、培養方式和教學內容等方面做了較大改革。
二、相關專業的教學改革情況
采礦工程、地下工程及地面巖土工程等均屬“工程”類學科,處理的對象同為巖土.有非常接近的專業特點,要求的基礎知識和專業基礎知識基本相同或相近.且實踐性強困此,了解這些相關專業的教學情況.有助于采礦工程的教學改革。
我國清華大學、北方交通大學、北京工業大學、西南交通大學、長沙鐵道學院、長沙交通學院等高校的土術工程、交通工程、隧道工程及地下建筑工程等專業或專業方向的教學改革也各有擇重。倒如.清華大學課程門數少,每門課擇重基礎知識教育;中南工業大學課程門數多,內容細.著重地下工程及地面工程有關知識的教學;長沙鐵道學院重點在于隧道、橋粱與道路方面的教學。
課程設置中.前述諸高校開設的與巖土工程有關的課程有碧恂力學、鋼筋混凝土結構、建筑材料、建筑掩工、基礎工程、工程項目管理、道路工程、地下結構設計與掩工、路基與路面工程、工程勘測、高速公路、隧道工程地基加固與處理、地下鐵道、地下空間利用、掩工組軹與概預算及防災硪災導論等課程及相應的實刪生環節。
三、傳統的采礦工程專業教學培養特點
多年來,采礦工程本科教育有以下幾方面特點:
第一,數學力學知識較多,還涉及機械、電工電子技術等知識。因為采礦工程專業是采礦業的主導專業,畢業生在礦山主要從事礦山生產技術管理方面的工作,要求基礎知識扎實,綜合性強,因此,學生在校時需學習高等數學、線性代數、概率與數理統計、理論力學、材料力學、彈性力學等基本的數學力學知識,及大學物理學、工程制圖、電工技術、液壓傳動及采掘機械、礦山提升運輔及壓氣排水機械等相關領域知識。在今后的教學培養中.可適當減少這些課程的學時.增加專業改造后其它所需知識的學時數。
第二,專業基礎知識還包括巖土工程所需的地質測量等方面的知識。課程包括地質學基礎、礦山測量、爆破與井巷工程、地質實習及測量實習等學生必須掌握和了解地球概況、礦物與巖石、地層、古生物、地史、地質構造、礦井水、巖落塌陷、巖土層的工程地質、礦山地質勘探等地質方面的知識,礦山平面控制測量、高程測量、聯系測量、井巷貫通測量及施工測量等測量方面的知識,及鑿巖爆破、井巷斷面設計、支護及掩工等井巷工程方面的知識。這些知識,均可應用于其它行業的地面及地下的巖土工程中。
第三,專業課程門數多.專業知識劃分太細。在70年代以前的采礦工程專業基礎之上.進一步細分為露天開采專業、地下開采專業及礦山安全與通風專業等,因而涉及的專業知識更多、內容更細,導致畢業生專業適應面更窄。因此,有必要進行專業譚程及其內容的調整、綜合,在近幾年進行專業教學改造的基礎上.可進一步減少專業課的門數和學時數。
第四,本專業實踐性及實習、設計環節多。大學四年,學生需經過盤工實習、電子實習、地質實習、測量實習、專業認識實習、專業生產實習及專業畢業實習等許多實習環節.機械零件設計井巷工程課程設計、專業課程設計及專業畢業設計等許多工程設計環節.及許多相關課程的實驗等,有助于培養學生的動手能力.有助于學生將理論知識與工程實踐緊密結合。今后,可對現有的實驗實踐性環節作適當調整增加巖土工程等方面的實習設計。
總之.傳統的采礦工程專業教學內容及培養方式已難以適應當前及今后國民經躋建設發展要求,在已有的改革基礎之上,還有進一步調整、改革之必要。
四、21世紀對采礦工程教學的要求
目前,各學科知識滲透日益顯見,學科領域日益擴大.邊緣學科、交叉學科層出不窮另外.當前許多礦山企業嚴重不景氣,資源枯竭,生產技術落后.安全環保問題突出,生產成本高.經濟狀況差,對技術人才的需求發生較大變化。采礦工程專業的人才需求減步,對巖土、機械、化工、電子及環保等方面人才需求增加,要求更高素質的復合型采礦工程技術人才。因此,我國采礦工程本科教育也應摒棄過去專業劃分太細、專業面太窄的局隈,以適應世界經躋發展競爭和國民經濟鴦設對高素質人才的需要。
21世紀對采礦工程本科教育的總要求:重基礎、寬口徑強能力、高素質。采礦工程專業的專業知識教育應與地下工程、地面巖土工程的知識和能力培養結合,達到多學科多領域知識的交叉、滲透,增強學生的社會適應能力。為此,應切實落實以下四點
第一.生源質量和特殊政策相結合是采礦工程專業培養
高素質畢業生的重要條件。采礦工程專業本科教學,首先應有高素質的學生.即該專業的學生中小學基礎知識扎實,素質高。其次,學生在校期間,國家對采礦工程等艱苦專業應有優惠政策,如學費減免、獎學盤增加等措掩,有利于提高學生的學習積撮性,也有利于吸納高質量的學生。
第二,順應市場經濟發展規律,采礦工程專業教學拓展到巖土工程領域。目前,在國家對礦山沒有特殊政策的情況下,各有關的高等院校應根據自身特點在采礦工程本科教學中增加有關巖土工程的教學內容和實驗實踐性教學環節,以利于增強學生畢業以后的社舍適應能力。
第三,加強計算機應用船力的培養。計算機應用已深入到國民經濟建設的各個領域。在企業的生產管理、技術開發和科學研究等方面.計算機已成為一種有用的工具。采礦工程專業本科教學中.應注意計算機知識和計算機應用能力的培養,有利于提高畢業生的社會適應能力。
第四,加強學生外語能力的培養.有利于學生在更高層次上的學習和對外交流。在加強基礎外語學習的同時,應增加專業外語及專業課程外語教學的比重.逐步提高專業基礎課、專業課外語教學的門數.全面提高采礦工程專業學生的外語能力.
三、傳統的采礦工程專業教學培養特點
多年來,采礦工程本科教育有以下幾方面特點:
第一,數學力學知識較多,還涉及機械、電工電子技術等知識。因為采礦工程專業是采礦業的主導專業,畢業生在礦山主要從事礦山生產技術管理方面的工作,要求基礎知識扎實,綜合性強,因此,學生在校時需學習高等數學、線性代數、概率與數理統計、理論力學、材料力學、彈性力學等基本的數學力學知識,及大學物理學、工程制圖、電工技術、液壓傳動及采掘機械、礦山提升運輔及壓氣排水機械等相關領域知識。在今后的教學培養中.可適當減少這些課程的學時.增加專業改造后其它所需知識的學時數。
第二,專業基礎知識還包括巖土工程所需的地質測量等方面的知識。課程包括地質學基礎、礦山測量、爆破與井巷工程、地質實習及測量實習等學生必須掌握和了解地球概況、礦物與巖石、地層、古生物、地史、地質構造、礦井水、巖落塌陷、巖土層的工程地質、礦山地質勘探等地質方面的知識,礦山平面控制測量、高程測量、聯系測量、井巷貫通測量及施工測量等測量方面的知識,及鑿巖爆破、井巷斷面設計、支護及掩工等井巷工程方面的知識。這些知識,均可應用于其它行業的地面及地下的巖土工程中。
第三,專業課程門數多.專業知識劃分太細。在70年代以前的采礦工程專業基礎之上.進一步細分為露天開采專業、地下開采專業及礦山安全與通風專業等,因而涉及的專業知識更多、內容更細,導致畢業生專業適應面更窄。因此,有必要進行專業譚程及其內容的調整、綜合,在近幾年進行專業教學改造的基礎上.可進一步減少專業課的門數和學時數。
第四,本專業實踐性及實習、設計環節多。大學四年,學生需經過盤工實習、電子實習、地質實習、測量實習、專業認識實習、專業生產實習及專業畢業實習等許多實習環節.機械零件設計井巷工程課程設計、專業課程設計及專業畢業設計等許多工程設計環節.及許多相關課程的實驗等,有助于培養學生的動手能力.有助于學生將理論知識與工程實踐緊密結合。今后,可對現有的實驗實踐性環節作適當調整增加巖土工程等方面的實習設計。
總之.傳統的采礦工程專業教學內容及培養方式已難以適應當前及今后國民經躋建設發展要求,在已有的改革基礎之上,還有進一步調整、改革之必要。
四、21世紀對采礦工程教學的要求
目前,各學科知識滲透日益顯見,學科領域日益擴大.邊緣學科、交叉學科層出不窮另外.當前許多礦山企業嚴重不景氣,資源枯竭,生產技術落后.安全環保問題突出,生產成本高.經濟狀況差,對技術人才的需求發生較大變化。采礦工程專業的人才需求減步,對巖土、機械、化工、電子及環保等方面人才需求增加,要求更高素質的復合型采礦工程技術人才。因此,我國采礦工程本科教育也應摒棄過去專業劃分太細、專業面太窄的局隈,以適應世界經躋發展競爭和國民經濟鴦設對高素質人才的需要。
21世紀對采礦工程本科教育的總要求:重基礎、寬口徑強能力、高素質。采礦工程專業的專業知識教育應與地下工程、地面巖土工程的知識和能力培養結合,達到多學科多領域知識的交叉、滲透,增強學生的社會適應能力。為此,應切實落實以下四點
第一.生源質量和特殊政策相結合是采礦工程專業培養
高素質畢業生的重要條件。采礦工程專業本科教學,首先應有高素質的學生.即該專業的學生中小學基礎知識扎實,素質高。其次,學生在校期間,國家對采礦工程等艱苦專業應有優惠政策,如學費減免、獎學盤增加等措掩,有利于提高學生的學習積撮性,也有利于吸納高質量的學生。
第二,順應市場經濟發展規律,采礦工程專業教學拓展到巖土工程領域。目前,在國家對礦山沒有特殊政策的情況下,各有關的高等院校應根據自身特點在采礦工程本科教學中增加有關巖土工程的教學內容和實驗實踐性教學環節,以利于增強學生畢業以后的社舍適應能力。
厚硬頂板高壓預注水弱化機理研究碩士畢業論文開題報告
學科專業: 巖土工程
1 課題來源、選題依據背景情況、課題研究目的、國內外的研究動態、水平、存在問題,并附主要參考文獻:
1.1 課題來源
淮南礦區已進入深部開采,厚硬頂板難冒問題突出,造成重大經濟損失。為此,淮南礦業集團高度重視,XX年組織集團公司工程技術人員到山西等多個礦業集團考察,并邀請相關科研單位論證分析淮南礦區綜采面壓架機理,并決定聯合有關科研單位開展“煤與瓦斯突出煤層綜采工作面頂板深孔預裂爆破技術”研究。
1.2 選題依據背景情況
煤炭是我國的基礎能源,在我國一次能源構成中煤炭約占70%左右。隨著我國經濟建設的飛速發展,國家對煤炭等能源需求量越來越大。XX年我國原煤產量為28億噸,XX年原煤產量29.6億噸,XX年原煤產量超過30.0億噸,XX年原煤產量為35.2億噸,預計XX年原煤產量將達到37.9億噸。我國煤炭淺部資或賦存條件相對簡單資源日益減少,煤礦相繼進入深部開采期,隨之而來就面臨著厚硬頂板控制問題。厚硬頂板由于整體性好、強度高,難于冒落,如不及時采取強制處理,將形成采空區大面積懸頂。大面積懸頂一旦垮落,一方面由于巖層折斷時產生的強烈動載荷會損壞或推倒大量工作面支架,從而頂板常沿煤壁切斷造成工作面垮冒事故;另一方面,采空區積存的大量高濃度瓦斯氣體,沿風巷、機巷涌出,造成瓦斯超限,并形成破壞力很風,在風暴所經過之處,其強烈的沖擊作用,摧毀結構。采工作面及其鄰近巷道中的支架、風門和磚墻密閉,甚至使礦車翻倒,軌道彎曲,對井下人員及設備造成嚴重的危害。例如,潘一礦1402(3)(壓架2套)、潘一礦1602(3)、潘三礦17110(3)(壓架2套)等多個工作面壓架和出水現象,造成重大經濟損失。為此,淮南礦業集團XX年組織集團公司工程技術人員到山西等多個礦業集團考察,并邀請相關科研單位論證分析淮南礦區綜采面壓架機理,并決定聯合有關科研單位開展“煤與瓦斯突出煤層綜采工作面頂板深孔預裂爆破技術”研究。
1.3 課題研究目的
以往煤層強制放頂爆破采用的是常規炸藥,炸藥爆破過程的重要特性是炸藥通過高速的化學反應,在裝藥孔壁上產生巨大的氣體壓力,使周圍的介質破壞和破碎。但它存在著施工量大;炸藥消耗大、污染井下空氣,存在一定的危險性,稍微不慎可能會造成瓦斯爆炸、煤層坍塌等重大問題。壓力注水弱化頂板法就是在工作面預先向頂板鉆孔注壓力水,利用水對巖體的壓裂和軟化作用,破壞頂板的完整性和降低頂板巖石強度,當工作面采過后,頂板可正常垮落,減小來壓對工作面的威脅。壓力注水法具有改變頂板力學特性,變難冒為易冒,實現長壁綜合機械化采煤,提高資源回收率;同時可降低工作面粉塵含量,改善勞動環境;注水與回采作業平行,預先釋放部分瓦斯等優點等優點。
1.4 國內外的研究動態、水平、存在問題
我國厚硬頂板控制的研究始于60年代,已有近50年歷史,處于世界領先的地位,在生產實踐中積累了豐富的經驗。
靳鐘銘、徐林生、錢鳴高等通過對厚硬頂板的研究,較全面地分析了厚硬頂板采場礦山壓力及其顯現規律、采場來壓預測預報、厚硬頂板采場支架受力分析、厚硬頂板的處理方法等;
王開,康天合等對堅硬頂板控制放頂方式及合理懸頂長度進行了研究,提出了厚硬頂板合理的冒落步距計算方法;
靳鐘銘[2]根據大同礦務局的現場試驗結果,在總結其他人的研究成果的基礎上,對頂板注水弱化的方法做了系統的闡述和分析。
陳榮華等[34][35]采用repa2d軟件對注水軟化厚硬頂板(關鍵層)做了數值模擬。模擬結果表明:隨軟化系數的減小和軟化厚度的增加,上覆巖層初始冒落步距及來壓顯著減小:若厚硬巖層巖樣本身能被注水軟化,而實際采場由于地質構造及開采工藝的影響未必適宜單獨采用注水軟化法,可選用其他弱化厚巖層的方法,或注水軟化法與其他弱化方法共同使用,從而有效控制采場礦山壓力。
寧宇[36]等采用了有限元計算和模型試驗對堅硬頂板注水工作面礦壓顯現特征進行研究。強調頂板注水后,頂板巖體發生塑化,改變了頂板巖層中的應力分布和頂板變形位移特征。頂板巖層中的拉、壓力峰值轉移到了采區上方的懸頂中,從而有利于頂板在采空區上方斷裂并分層次垮落,減小巖層折斷時對支架的沖擊載荷和傳力系數,減小頂板來壓強度,從理論上進一步說明了向頂板高壓注水是控制堅硬難冒頂板的有效技術途徑。
以上研究從模擬或實驗上對注水后巖體發生的變化進行了分析,或從宏觀上對注水軟化上的機理進行了闡述,而從微觀上對高壓水注水的機理研究分析的較少。
1.5 主要參考文獻
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2 課題的主要內容,擬解決的主要技術問題,在理論和應用方面的意義,完成課題的條件(包括個人業務水平、所在系或學科組的技術、設備條件)和擬采取的技術措施和辦法:
2.1 課題的主要內容,擬解決的主要技術問題,在理論和應用方面的意義
本項目擬在大量調研的基礎上,采用理論分析、計算機數值模擬、現場試驗的綜合研究方法,開展對淮南礦區煤與瓦斯突出煤層厚硬頂板綜采面高壓預注水弱化砂巖頂板技術研究,使堅硬頂板弱化,使難冒頂板轉化為可冒落頂板,改善堅硬頂板的冒落性,減少采空區的懸頂面積,從而減輕周期來壓對工作面支架的影響,保證本工作面的安全順利回采。主要研究內容如下:
(1)水對裂隙巖體強度的影響,重點討論水對巖石的化學損傷機理和壓力水作用下巖體的斷裂強度。
(2)研究水在巖體中的滲流問題,建立流固耦合的滲流方程,并用有限元法對建立的流固耦合模型進行求解。
(3)研究定向水壓致裂的機理,為在堅硬頂板中采用高壓水定向分層提供理論依據。
2.2 主要技術路線
2.3 完成課題的條件(包括個人業務水平、所在系或學科組的技術、設備條件)和擬采取的技術措施和辦法:
本人在本科階段主修土木工程,在理論分析上對地上、地下結構,以及煤礦等具有一定的基礎知識。研究生階段,在導師的指導和帶領下,專門學習了煤礦巖巷、煤巷掘進理論知識和親自到掘進工作面松動爆破實踐,并閱讀了大量的文獻資料。
另外,國內關于堅硬頂板控制資料相對較多,基于目前國內外對高壓注水的研究成果、我國煤礦掘進爆破工程實例以及我國能源政策的大力支持,給本課題的研究工作提供了足夠的理論和實踐資料。
在課題準備階段,在導師徐穎教授的指導下,以上各項條件均為本課題的順利完成提供了有利的保障。
3 課題工作量及進展計劃(包括各階段計劃完成的內容和所需的時間等)。
(1)XX年2月~4月:資料收集、查閱文獻資料等;
(2)XX年5月~8月:厚硬頂板高壓預注水機理研究分析
(3)XX年8月~10月:對高壓注水破壞過程進行數值模擬分析,并得出結論
(4)XX年6月~XX年1月:論文編寫;
【關鍵詞】CDIO;土力學;教學改革
1 關于“土力學”課程教學體系改革的思考
CDIO (Conceive-Design-Implement-Operate)工程教育模式以完整的項目研發為載體,系統地培養學生專業技術知識、創新思考能力、職業能力和態度、團隊協作和溝通能力,讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程[1]。土力學屬于土木工程課程體系中的專業基礎必修課,最突出特點就是實踐性強,包含了理論、實驗和工程應用三部分。只有將課堂、實驗室、工程組成一個相互促進、相互引導的教學循環體系,才能實現理論指導實踐、實踐提升理論的良性循環。
目前土力學課程教學主要是通過理論學習來培養學生分析和計算方面的能力,雖然也開設了8學時的實驗課程,但總體上缺乏對工程應用能力的培養。現存的主要問題有:
(1)學時少與內容多的矛盾。在培養計劃總學時不變的情況下,基礎課的學時有所增加,專業課的學時越來越少。然而,隨著科學技術的發展,各種新理論、新技術、新方法的不斷涌現,讓學生了解學科前沿動態,擴大視野,是本科教育的重要任務。這就形成了教學學時的越來越少與教學內容越來越多的矛盾。
(2)教學方法單一,學生學習興趣不濃。傳統的“一言堂”、“填鴨式”的教學方式,陳舊落后的教學手段,繁多的教學內容,高難度的計算,再加上多媒體教學力度不夠,使學生學習的積極性、主動性難以提高,教學效果大打折扣。
(3)教學內容與實踐結合少。教學內容未能及時把學科最新發展成果和教改教研成果引入教學;工程案例較少。
(4)實踐性教學環節薄弱。土力學是理論性和實踐性都很強的自然科學,大部分土力學的理論是建立在實驗基礎上的;另外,大多數已開設的實驗是對已有結論的驗證性實驗,缺乏啟發型、綜合型、設計型、探索型實驗。這種重理論、輕實踐的教學方式不適應土木工程專業人才培養目標的要求。
(5)學生讀死書,死讀書。學生的學習缺乏主動性,研究性學習、探究性學習、協作學習等現代教育理念在教學中的應用較少。
隨著工程技術的發展,各種新理論、新技術、新方法的不斷涌現,土力學應用的領域日益拓展,知識處于爆炸時代,讓學生了解學科前沿動態,擴大視野,是本科教育的重要任務。合理地安排教學內容,采用有效的教學方法顯得尤為重要。
2 改革教學內容
2.1 講課內容少而精
教師主要通過課堂講授、習題、實驗等教學方式重點講透基本概念、推導假設和基本原理等,如土的物理性、應力、強度、壓縮性和滲透性等重點,應講清楚它們的物理意義、用途、基本假設、應用中的注意事項等。不僅要掌握分析方法,更要掌握各種分析方法的適用條件,不需要糾纏于推導。
課堂教學過程中按照實際巖土工程和力學分析過程來進行。并按照自然邏輯將巖土力學問題和理論分解成許多細小知識和認識單元和步驟[2]。首先提出工程問題,再根據問題來建立力學理論模型、假設和相應參數,之后建立力學分析和計算模型,再回到原來實際工程問題用這些理論和計算結果來解釋、分析和預測這些工程的關鍵問題。在提出―分析―解決問題的過程中,學生不僅可學習知識而且還可掌握分析問題的方法和獲得相應的工程經驗,并可在腦海中建立起整個知識的框架和分析問題的流程。
2.2 教學內容實際化
土力學講共性,講原理,把國內有些專業技術標準中比較典型的方法作為應用的一種例子來講,讓學生了解國內的技術發展情況和存在的問題,引導學生結合不同的工程正確地應用工程經驗,理解專業技術標準(規范)之間差異的原因[3]。可結合實際情況,介紹當前人們非常關注的,屬于熱點和重大項目的工程案例,如深基坑開挖,地鐵、高速公路路基的設計與施工,介紹其中遇到的一些重大而復雜的土力學問題以及解決這些問題的思路和方法,也可介紹近幾年發生的重大工程事故及其中所涉及的一些土力學問題,工程事故能使學生感到十分震撼,有利于激起學生的社會責任感,對學好本課程乃至本專業都會起到很好的作用。
在教學中融合注冊巖土工程師、注冊結構工程師等考證的內容,使學生更加明確專業學習的重點和方向,提高學習積極性;以基本理論為基礎,結合實際工程問題,學習結構設計方法,理解國家規范、規程,培養分析問題的能力。
2.3 教學內容新穎化
在教學內容中應及時反映本專業的最新技術和成果,介紹當前學術前沿發展動態:授課過程中教師將本學科相關的學術發展動態告訴學生,并提出當前存在的問題,提出自己的思路或可供選擇的方案,由學生按自己的思路進行細化設計,這樣既提高了學生學習的興趣,同時也培養了他們獨立思考的能力以及創新精神。同時在整個教學過程中,通過安排專家講座、專題講座或閱讀相應最新前沿專業書籍等方式,加強學生對專業專業領域中比較成熟的新技術、新材料、新工藝最新發展的了解,使學生開闊視野,拓寬知識面,激發學生的創造性。
2.4 教學內容綜合化
要在傳授知識的基礎上注重全面素質與綜合能力的培養,加強學生獲取知識、分析問題、解決問題的能力,以及加強綜合性工程設計的教學和訓練。另外應體現學科交叉和融合,加強包括人文、社會、管理科學在內的基本職業道德素質的培養。
3 改革教學方法
由于土體自身的特性,學習土力學形象思維比邏輯思維更重要。要根據土力學的學科特點,不斷改進土力學的教學方法和研究方法,才能不斷提高教學水平,正確把握土力學的學科發展態勢。
3.1 開展研究型教學
增加大量的自學知識、討論課程,學生就某一個主題搜集資料、發言討論,同學和老師進行點評。這些討論題有些是關鍵知識點,有些是綜合性的知識,能達到擴展學生的知識面、調動學生的積極性、培養學生獨立思考問題和激發學生的創作激情的目的。廣泛開展課堂內外的討論,強化理解基本概念,在課堂上進行有關土力學熱點問題的討論。例如關于土壓力水土合算與分算的討論、關于地下室浮力計算的討論、關于滲透力的討論等,加深學生對基本概念的理解,培養獨立思考和對實際工程問題的分析能力,拓寬同學們的思路。
3.2 工程講座和案例分析
大量收集工程圖片資料,選配恰當的實例、算例或喻例,選擇事故或失敗工程實例進行分析。如對照擋墻或基坑工程實例闡述滲流現象與滲流理論、土壓力和整體穩定;對照建筑物傾斜、開裂,闡述土體壓縮與固結理論,分析有效應力原理;對照壩坡失穩、建筑物倒塌闡述土的抗剪強度理論、參數測定與應用,地基承載力等。通過工程講座和案例分析,有助于激發學生的學習興趣,調動學生的學習積極性并提高教學效率,加強土工問題分析和判斷能力的訓練,進一步提高學生識別、分析和解決某一具體問題的能力。
3.3 開設第二課堂
通過開展學術與工程報告講座,邀請工程勘察與設計單位的高級工程師、研究院所研究員、高校教授及在校教師,開展學術與工程報告講座,成為學生加深原理與概念理解、獲取新知識點、增強學術交流、了解我國重大巖土工程建設中存在問題及解決方法、了解學科前沿的窗口。要求學生閱讀一定量的文獻資料,并開展定期的讀書交流活動,促進學生自主思考提出問題、解答問題,培養自主學習能力并互相學習、取長補短,激發學生潛能。
3.4 改進課外作業模式
目前的課外作業以復習、鞏固書本知識為主,有些學生僅限于完成書上的習題及思考題,很難達到舉一反三的效果。因此,將課外作業分為基本型(以復習書本知識為主)、綜合設計型、工程實踐型、創新研究型四類,并可由學生項目小組來集體討論解題,成績評定原則是以知識運用的“合理性”為主,即學生應能拿出理由說明其設計的合理性,并有適當的分析與思辨,以學生的實際表現和工作成果為依據,其中項目執行成果(研發報告及其展示)占40 %,研發過程占60 %(包括文獻閱讀、動手能力、團隊合作能力、解決問題能力、設計與工藝的合理性及創新性)。
4 結束語
以先進的CDIO工程教育理念為指導,對土力學課程進行了一整套的教學改革,使學生能深刻地理解和掌握土力學基本原理,取得了良好的教學效果,達了現代工程教育改革的目標。今后我們還需要不斷努力,逐步完善土力學課程教學改革的每一個環節,培養適合社會發展需要,具有實踐創新能力的工程建設人才。
【參考文獻】
[1]CDIO教育改革工作辦公室.CDIO簡介[EB/OL].汕頭:汕頭大學工學院[2009-10-15] .http:///index.asp.