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土木工程新進(jìn)展精選(九篇)

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土木工程新進(jìn)展

第1篇:土木工程新進(jìn)展范文

關(guān)鍵詞:工程測(cè)量;土木工程;應(yīng)用時(shí)效;測(cè)量新技術(shù)

測(cè)量是所有工程中必不可少的環(huán)節(jié),有預(yù)測(cè)和度量的兩層含義。工程測(cè)量實(shí)際上就是一種數(shù)據(jù)的采集、處理、放樣、校對(duì)以及最終達(dá)到監(jiān)測(cè)目的的綜合操作過(guò)程,應(yīng)用于建設(shè)工程中的所有測(cè)繪日程中,在土木工程中的應(yīng)用也極其廣泛,其實(shí)效性尤為突出。

一 工程測(cè)量的含義

工程測(cè)量有兩層含義:1)用儀器確定空間、時(shí)間、溫度、速度、功能等的有關(guān)數(shù)值。2)有關(guān)地形、地物等的測(cè)定工作。它是兼顧施工組織設(shè)計(jì)各環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)、發(fā)展和可持續(xù)的有力保障,擁有測(cè)量理論與度量數(shù)據(jù)、科學(xué)的方式方法和準(zhǔn)確的組織推斷憑證三要素。

二 工程測(cè)量的重要性

工程測(cè)量是土木工程作業(yè)的一部分,因?yàn)橥聊竟こ听嫶?,具有工種繁多,交叉作業(yè)明顯,干擾大,更改難度大等特點(diǎn),所以必須做好準(zhǔn)備工作和有效實(shí)施。測(cè)量的質(zhì)量將直接影響工程建設(shè)的質(zhì)量,鑒于土木工程的特性,故工程測(cè)量應(yīng)建立健全的檢查制度,確保測(cè)量工具的精度,測(cè)量方法得當(dāng),測(cè)量數(shù)據(jù)全面,測(cè)量人員的安全意識(shí)。工程測(cè)量包括距離測(cè)量、角度測(cè)量和高程測(cè)量三部分。由于誤差具有累加性和傳遞性,如不對(duì)工程測(cè)量誤差做限值規(guī)范,那么工程測(cè)量將對(duì)整個(gè)工程造成非常大的影響,輕者造成停工誤工、返工上的浪費(fèi),嚴(yán)重則造成工程功能性喪失的毀滅性傷害。

三 工程測(cè)量在土木工程中的應(yīng)用

工程測(cè)量應(yīng)用于土木工程的所有工序服務(wù)中,可以認(rèn)為沒(méi)有工程測(cè)量就無(wú)法進(jìn)行工程建設(shè),任何工序都是空談。下面舉例說(shuō)明其中土木工程的相關(guān)應(yīng)用實(shí)例。

(1)施工前勘測(cè)

施工測(cè)量應(yīng)建立健全測(cè)量組織、操作規(guī)程和檢查制度,在施工測(cè)量前應(yīng)實(shí)地踏勘施工現(xiàn)場(chǎng),對(duì)工程項(xiàng)目的地質(zhì)、地形、地貌和周邊環(huán)境進(jìn)行全面勘測(cè),根據(jù)實(shí)際情況編制測(cè)設(shè)詳圖,計(jì)算測(cè)設(shè)數(shù)據(jù)。測(cè)量前應(yīng)檢驗(yàn)和校正施工測(cè)量所用的儀器和工具,同時(shí)保證測(cè)量人員具有測(cè)量資質(zhì)。施工前的工程測(cè)量是土木工程開(kāi)展施工的前提,為施工組織設(shè)計(jì)書(shū)提供數(shù)據(jù)理論基礎(chǔ)。

(2)施工階段的測(cè)量

在施工階段進(jìn)行的測(cè)量工作是將圖紙上設(shè)計(jì)建筑物的平面位置和高程,按設(shè)計(jì)與施工要求,以一定的精度標(biāo)定到實(shí)地,作為施工的依據(jù)。在施工過(guò)程中仍需進(jìn)行一系列的測(cè)量工作,主要內(nèi)容有:建立施工控制網(wǎng);依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求進(jìn)行工程放樣;每道施工工序完成后,通過(guò)測(cè)量檢查各部位的平面位置和高程是否符合設(shè)計(jì)要求;隨著施工的進(jìn)展,對(duì)一些大型、高層或特殊建筑物進(jìn)行變形觀測(cè)等。

(3)設(shè)備安裝過(guò)程中的測(cè)量

使用測(cè)量?jī)x器根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和基準(zhǔn),測(cè)定設(shè)備安裝的標(biāo)高基準(zhǔn)點(diǎn)和中心線,并在安裝過(guò)程中檢測(cè)和復(fù)驗(yàn)安裝設(shè)備的偏差和精度,保證將設(shè)備安裝在正確位置上的工作。內(nèi)容包括:參與基準(zhǔn)控制網(wǎng)、基本水準(zhǔn)點(diǎn)的定位定點(diǎn)的測(cè)量;檢查、復(fù)測(cè)與驗(yàn)收設(shè)備基礎(chǔ)的中心線、標(biāo)高及沉降觀測(cè)數(shù)據(jù),復(fù)測(cè)基礎(chǔ)輪廓及與設(shè)備相關(guān)的孔、洞、槽的尺寸和定位距離,地腳螺栓的精度保持一致;在連續(xù)性生產(chǎn)線上,各設(shè)備中位線、標(biāo)高等,確認(rèn)基礎(chǔ)已具備安裝條件;測(cè)定設(shè)備基礎(chǔ)的主要基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)與原始水準(zhǔn)點(diǎn)組成水準(zhǔn)環(huán)線,按二等分安裝的基準(zhǔn)點(diǎn)、沉降觀測(cè)點(diǎn)、基準(zhǔn)線和輔助線等;設(shè)水準(zhǔn)測(cè)量精度和方法觀測(cè),全部基準(zhǔn)點(diǎn)的高程測(cè)量應(yīng)具備安裝中的找平、找正和找標(biāo)高的測(cè)定等測(cè)量工作,連續(xù)進(jìn)行,以避免基礎(chǔ)沉降而影響設(shè)備的安裝精度;自設(shè)備安裝到設(shè)備投產(chǎn)的全過(guò)程的定期基礎(chǔ)沉降測(cè)量,實(shí)施設(shè)備安裝測(cè)量的全過(guò)程包括施工前觀測(cè),并跟蹤由于沉降而引起的設(shè)備標(biāo)高的更改度量、施工測(cè)量和沉降觀測(cè)三個(gè)階段,中心線的位移和水平度的變化;安裝結(jié)束時(shí)土木工程中設(shè)備安裝位置、安裝方式、整裝協(xié)調(diào)性都需要工程測(cè)量。

(4)竣工監(jiān)測(cè)

土木工程中竣工驗(yàn)收監(jiān)測(cè)工作程序中的現(xiàn)場(chǎng)勘察、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理的方式中都離不開(kāi)工程測(cè)量,以此作為報(bào)告編制和報(bào)告審核階段的數(shù)據(jù)憑證。同時(shí)項(xiàng)目驗(yàn)收時(shí)的關(guān)鍵點(diǎn),如批復(fù)中專(zhuān)門(mén)提及的要求(監(jiān)測(cè)工況和必要的原材料)、人環(huán)問(wèn)題和總量問(wèn)題等都需要嚴(yán)格測(cè)量,提供達(dá)標(biāo)數(shù)據(jù)。

(5)后續(xù)維護(hù)測(cè)量

質(zhì)量是企業(yè)的生命,更是土木工程的生命。在土木工程處于保修階段時(shí),工程監(jiān)理檢查工程質(zhì)量狀況、鑒定質(zhì)量責(zé)任問(wèn)題都需要一定的數(shù)據(jù)依據(jù),此依據(jù)的出具仍需要精準(zhǔn)的工程測(cè)量。

四 工程測(cè)量新技術(shù)

隨著土木工程行業(yè)的不斷發(fā)展與進(jìn)步,企業(yè)對(duì)質(zhì)量關(guān)注度的提升,工程測(cè)量的技術(shù)革新勢(shì)在必行。數(shù)字化技術(shù)、全球定位技術(shù)GPS、地理信息技術(shù)GIS、遙感技術(shù)RS等高新技術(shù)已逐步應(yīng)用于工程測(cè)量中,給測(cè)量帶來(lái)了便捷和高的可靠性,縮短了工時(shí),提升了測(cè)量效率,從而大大增加了工程測(cè)量的營(yíng)運(yùn)效率和工程安全系數(shù)。如工程測(cè)量中的遙感RS技術(shù),由于大面積的同步觀測(cè)、時(shí)效性、數(shù)據(jù)的綜合性和可比性及經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)勢(shì)得到快速的普及多光譜航空攝影和高分辨率的遙感衛(wèi)星將成為對(duì)地表觀測(cè)獲取基礎(chǔ)地理信息的重要手段。

五 結(jié)語(yǔ)

工程測(cè)量在土木工程中有舉足輕重的作用,應(yīng)用也是極其廣泛的。隨著人們對(duì)質(zhì)量關(guān)注度的不斷溫升,土木工程中的工程測(cè)量工序也備受關(guān)注,新技術(shù)的引進(jìn)著實(shí)給工程測(cè)量帶來(lái)了便捷,同時(shí)也使得土木工程的運(yùn)營(yíng)效率逐步提升,質(zhì)量得以保障,工程測(cè)量在土木工程中的應(yīng)用價(jià)值更加顯著。

參考文獻(xiàn)

[1] 岳建平,陳偉清。土木工程測(cè)量(第二版) 武漢理工大學(xué)出版社

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[3] 胡伍生,潘慶林,黃藤。土木工程施工測(cè)量手冊(cè) 人民交通出版社 2005.1.1

第2篇:土木工程新進(jìn)展范文

關(guān)鍵詞:水利土木工程,擴(kuò)充現(xiàn)實(shí),技術(shù),可視化

近年來(lái),隨著水利土木工程規(guī)模的越來(lái)越宏大,對(duì)環(huán)境的沖擊力越來(lái)越大,為了預(yù)測(cè)工程對(duì)自然環(huán)境、人類(lèi)健康和生活質(zhì)量的影響,就要在工程開(kāi)工前對(duì)其沖擊力做出評(píng)價(jià)。最初主要應(yīng)用可視化沖擊評(píng)價(jià)(VIA)對(duì)環(huán)境作評(píng)價(jià),是一種更加感官化的和描述性的方法,它主要關(guān)心人類(lèi)的欣賞觀以及人類(lèi)同環(huán)境的交互關(guān)系。它通過(guò)在圖紙和文字資料中查閱或通過(guò)繪圖和尺度化的模型等方法來(lái)顯示,這些方法不直觀或不能很好地反映客觀情況。后來(lái)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)(VRS)開(kāi)始盛行,在英法海底隧道工程、香港機(jī)場(chǎng)填海工程、三峽截流工程等大型工程中得到了廣泛應(yīng)用。雖然VRS可以讓用戶(hù)對(duì)計(jì)算機(jī)合成的虛擬環(huán)境進(jìn)行體驗(yàn)和交互作用,但VRS通常需要繁重的建模和昂貴的三維圖形加速器來(lái)快速繪制復(fù)雜的場(chǎng)景,并且繪制的畫(huà)面不夠自然逼真。而擴(kuò)充現(xiàn)實(shí)技術(shù)(AR)將擁有豐富視覺(jué)信息的真實(shí)世界與VRS相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了虛擬世界與真實(shí)世界的結(jié)合?;趯?shí)景圖形構(gòu)造出的虛擬圖像比VRS的逼真度要高,易于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)交互,免除了建模工作的繁瑣程度且不需要昂貴的三維圖形加速器,大大提高了工作效率,給水利土木工程領(lǐng)域帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

1. 擴(kuò)充現(xiàn)實(shí)技術(shù)

VRS技術(shù)是一種通過(guò)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人機(jī)交互、傳感、人工智能等技術(shù)用計(jì)算機(jī)生成逼真的三維視、聽(tīng)、嗅覺(jué)等感覺(jué),使人通過(guò)適當(dāng)裝置,作為參與者自然地對(duì)虛擬世界進(jìn)行體驗(yàn)和交互作用的技術(shù)。由于VRS給人的感覺(jué)不真實(shí),人們便將擁有大量有效信息的真實(shí)世界與VRS相結(jié)合,擴(kuò)充現(xiàn)實(shí)技術(shù)(AR)就誕生了。AR使觀察者不僅能夠看到真實(shí)世界,還可以看到擴(kuò)充了的真實(shí)世界的、來(lái)自于計(jì)算機(jī)模型的信息,從而具有更豐富的空間信息。AR技術(shù)是將科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的一個(gè)結(jié)合點(diǎn),它可以廣泛應(yīng)用于大型土木工程建設(shè)的仿真、城鎮(zhèn)與環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境評(píng)價(jià)等,還可以用于醫(yī)療、娛樂(lè)和軍用飛機(jī)等。將AR技術(shù)較好地應(yīng)用于大型水利土木工程可以實(shí)現(xiàn)更加客觀地對(duì)方案進(jìn)行設(shè)計(jì),對(duì)工程施工過(guò)程進(jìn)行指導(dǎo)和對(duì)工程信息平臺(tái)進(jìn)行建設(shè),為專(zhuān)家和領(lǐng)導(dǎo)提供準(zhǔn)確、及時(shí)的支持決策。

2. 方法

擴(kuò)充現(xiàn)實(shí)最本質(zhì)問(wèn)題就是將計(jì)算機(jī)所產(chǎn)生的虛擬物體準(zhǔn)確地添加到圖像序列當(dāng)中。實(shí)現(xiàn)擴(kuò)充現(xiàn)實(shí)技術(shù)的方法以及輔助工具較多,在這篇文章里,討論了更加實(shí)用的擴(kuò)充現(xiàn)實(shí)技術(shù),這種方法不需要使用己知的三維標(biāo)定物對(duì)像機(jī)參數(shù)事先標(biāo)定,即基于視覺(jué)的免標(biāo)定擴(kuò)充現(xiàn)實(shí)。當(dāng)將三維虛擬物體放進(jìn)用戶(hù)環(huán)境的過(guò)程中,首先要確定虛擬物體在三維場(chǎng)景中的準(zhǔn)確位置,通常用仿射或透視進(jìn)行定位,然后當(dāng)像機(jī)位置改變時(shí),虛擬物體應(yīng)相對(duì)像機(jī)做正確的投影。由于虛擬物體添加到場(chǎng)景中的過(guò)程中,有可能和場(chǎng)景中的實(shí)物之間產(chǎn)生遮擋,故在實(shí)際的算法中,須考慮這一點(diǎn)。

2.1 基于四點(diǎn)的仿射結(jié)構(gòu)

根據(jù)運(yùn)動(dòng)的仿射結(jié)構(gòu),可以推出點(diǎn)的仿射重建特性。假設(shè)O,P1,P2,P3是場(chǎng)景中的四個(gè)非共面點(diǎn),由這四個(gè)點(diǎn)構(gòu)成空間仿射系的基。假設(shè)P為空間中的任意一點(diǎn),則P的投影可以表示為:

公式(1)

m表示第m幀圖像, 是點(diǎn)P的投影,P1,P2,P3是基點(diǎn),u、v為P的投影坐標(biāo), 是原點(diǎn)的投影, 是P點(diǎn)仿射坐標(biāo)的齊次表示,公式(1)表示仿射框架下的投影方程。由此可知只要在每幀圖像中獲得場(chǎng)景的任意四點(diǎn)坐標(biāo)就可以得到投影矩陣。

2.2 虛擬物體的定位

在仿射坐標(biāo)下,基點(diǎn)位置決定虛擬物體的位置,諸如Z緩沖、剪切等圖形操作可以進(jìn)行,這樣可以對(duì)空間物體在深度方向上進(jìn)行排序,進(jìn)行消隱。光軸η可以表示為

公式(2)

空間點(diǎn)P的變換可表示為

公式(3)

w是P的z值。

2.3 虛擬物體的放置

采用交互式方法確定虛擬物體上一點(diǎn)在兩幀圖像中的位置。兩幀圖像中點(diǎn)P的位置是有關(guān)聯(lián)的,只要確定點(diǎn)P在一幀圖像中的位置,就可以根據(jù)對(duì)極幾何確定點(diǎn)P在另一幀圖像中的位置。點(diǎn)P的位置確定后就可以求出仿射坐標(biāo),實(shí)現(xiàn)重投影。

2.4 擴(kuò)充現(xiàn)實(shí)中的遮擋問(wèn)題

以上方法可以使虛擬物體疊加到真實(shí)場(chǎng)景中,但是虛擬物體與真實(shí)場(chǎng)景會(huì)出現(xiàn)相互遮擋的問(wèn)題??赏ㄟ^(guò)立體圖像的密度圖導(dǎo)出其深度圖來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題,然而這種方法的精確度不高。為此我們提出了一種采用基于輪廓關(guān)鍵點(diǎn)的方法,這種方法通過(guò)三維重建把阻擋輪廓恢復(fù)。通過(guò)兩幀圖像中阻擋輪廓關(guān)鍵點(diǎn)的坐標(biāo)來(lái)得到每一幀圖像阻擋輪廓的重投影。

3. 結(jié)果

本研究用數(shù)字照相機(jī)、帶VC++軟件的計(jì)算機(jī)來(lái)驗(yàn)證上述方法的有效性。首先用大方盒來(lái)模擬真實(shí)場(chǎng)景,取大方盒上的任意四個(gè)頂點(diǎn)為追蹤點(diǎn),構(gòu)成仿射原點(diǎn)和基點(diǎn)。用小盒子模擬虛擬物體,交互獲取小盒子的頂點(diǎn)坐標(biāo),解得小盒子各頂點(diǎn)的仿射坐標(biāo),重投影并消隱。結(jié)果表明利用此方法可以快速、準(zhǔn)確地將虛擬物體投影到不同視點(diǎn)下的三維場(chǎng)景中,從而顯示了此方法的有效性。

4. 結(jié)論

現(xiàn)實(shí)擴(kuò)充技術(shù)通過(guò)虛擬物體與現(xiàn)實(shí)圖像的融合為水利土木工程項(xiàng)目的可視化評(píng)價(jià)提供了一種手段,僅需一臺(tái)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)和計(jì)算機(jī),就可以對(duì)水利土木工程對(duì)環(huán)境的沖擊做出評(píng)價(jià),改善水利土木工程的仿真效果,對(duì)避免環(huán)境質(zhì)量退化及實(shí)際工作有著特殊的意義,為水利土木工程的可視化沖擊評(píng)價(jià)提供了廣闊的應(yīng)用前景,并且可以大大提高工作效率,給社會(huì)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn):

[1] 吳煒煜,任愛(ài)珠. 多媒體計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在土木工程領(lǐng)域的新進(jìn)展[J]. 土木工程學(xué)報(bào),2000,33(1): 1-4.

[2] 陳澤志,吳成柯,劉勇. 對(duì)極幾何估計(jì)的魯棒性新算法[J]. 計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào). 2000,

23(6): 634-639.

第3篇:土木工程新進(jìn)展范文

關(guān)鍵詞:彈性力學(xué);土木工程;教學(xué);探索

彈性力學(xué)是高等學(xué)校土木水利等專(zhuān)業(yè)的一門(mén)理論性與應(yīng)用性都很強(qiáng)的基礎(chǔ)課程,目前各高校很多學(xué)科根據(jù)本專(zhuān)業(yè)本科教育培養(yǎng)目標(biāo),實(shí)現(xiàn)寬口徑、厚基礎(chǔ)的教學(xué)基本要求,減少課時(shí)和精簡(jiǎn)內(nèi)容。另外,土木類(lèi)專(zhuān)業(yè)所面臨的現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題大多為非桿系的復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系,所以許多高等院校要求開(kāi)設(shè)彈性力學(xué)和有限元課程,其目的是加強(qiáng)土木類(lèi)本科生對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)數(shù)值分析能力的培養(yǎng),以提高他們從事科學(xué)研究和現(xiàn)代結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力。然而學(xué)生普遍認(rèn)為彈性力學(xué)解決實(shí)際工程的能力遠(yuǎn)不如材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué),而且彈性力學(xué)理論抽象,數(shù)學(xué)推導(dǎo)麻煩,課程枯燥乏味,提不起學(xué)習(xí)興趣。因此在現(xiàn)有的學(xué)時(shí)下如何保證教學(xué)的基本要求和基本內(nèi)容,用什么方法和手段達(dá)到既增大信息量,減少教學(xué)時(shí)數(shù),又能強(qiáng)化學(xué)生能力的培養(yǎng),成為彈性力學(xué)教學(xué)中需要關(guān)注的問(wèn)題。

一、高校彈性力學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀

為了提高結(jié)構(gòu)力學(xué)和彈性力學(xué)的相關(guān)教學(xué)水平和研究成果,教育部高等學(xué)校力學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)力學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)結(jié)構(gòu)力學(xué)及彈性力學(xué)課程教學(xué)指導(dǎo)小組定期召開(kāi)工作會(huì)議,2006年工作會(huì)議在武漢理工大學(xué)召開(kāi),2009年工作會(huì)議在成都西南交通大學(xué)舉行,2014年10月工作會(huì)議在北京工業(yè)大學(xué)舉行,各高校在每次會(huì)議中都對(duì)彈性力學(xué)的教學(xué)進(jìn)行了教學(xué)改革成果和經(jīng)驗(yàn)交流,對(duì)教學(xué)實(shí)踐、課程建設(shè)和資源積累等問(wèn)題進(jìn)行了研討。北京工業(yè)大學(xué)在彈性力學(xué)的教學(xué)中也進(jìn)行了很多研究和改革,北京工業(yè)大學(xué)彈性力學(xué)課程的設(shè)置和教學(xué)與國(guó)內(nèi)其他高校具有類(lèi)似特點(diǎn)與問(wèn)題。2006年之前彈性力學(xué)作為土木工程本科專(zhuān)業(yè)的必修或必選課,學(xué)時(shí)一般為40學(xué)時(shí)左右,使用教材以徐芝綸《彈性力學(xué)簡(jiǎn)明教程》為主要教學(xué)參考書(shū)。在2007版本科教學(xué)改革之后,彈性力學(xué)在土木工程專(zhuān)業(yè)本科中仍然設(shè)置為學(xué)科基礎(chǔ)必修課,但學(xué)時(shí)改為16學(xué)時(shí),考試時(shí)采用閉卷考試,對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)要求較高,較多學(xué)生仍然認(rèn)為太偏重于理論,理論抽象,數(shù)學(xué)推導(dǎo)煩瑣難以理解,并且其解決實(shí)際工程的能力遠(yuǎn)不如結(jié)構(gòu)力學(xué)。在2012版教學(xué)計(jì)劃后,課程性質(zhì)以及學(xué)時(shí)都沒(méi)變,但考試時(shí)采用開(kāi)卷考試,對(duì)學(xué)生的公式推導(dǎo)要求降低。改為16學(xué)時(shí)時(shí),教師和學(xué)生的感覺(jué)都是時(shí)間太緊張,學(xué)習(xí)壓力大,所以在剛完成的2015版土木工程本科教學(xué)計(jì)劃中,彈性力學(xué)進(jìn)行了很多變化,首先課程性質(zhì)發(fā)生了改變,由學(xué)科基礎(chǔ)必修課改為學(xué)科基礎(chǔ)選修課,讓學(xué)生有選擇的空間,其次學(xué)時(shí)增加為24學(xué)時(shí),讓選修彈性力學(xué)的同學(xué)能真正學(xué)習(xí)到彈性力學(xué)的主要內(nèi)容。所以目前在現(xiàn)有的學(xué)時(shí)下,如何保證教學(xué)的基本要求和基本內(nèi)容,用什么方法和手段達(dá)到既增大信息量,減少教學(xué)時(shí)數(shù),又能強(qiáng)化學(xué)生能力的培養(yǎng),成為教學(xué)中關(guān)注的問(wèn)題,由此也產(chǎn)生了彈性力學(xué)教學(xué)內(nèi)容多和學(xué)時(shí)少的矛盾。許多高校和研究者在彈性力學(xué)課程教學(xué)和研究上進(jìn)行了教學(xué)改革,取得了較多有益成果,盡管如此,土木工程專(zhuān)業(yè)彈性力學(xué)課程在以下幾方面尚有待研究與改革:

(1)教學(xué)對(duì)象上,彈性力學(xué)通常主要在工程力學(xué)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè),需要充分考慮結(jié)合土木工程專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)。

(2)教學(xué)思路上,仍然偏向工程力學(xué)方法,在內(nèi)容選擇上較偏向數(shù)學(xué),主要是理論上的教學(xué),對(duì)理論分析和數(shù)值分析結(jié)合對(duì)比方面缺少。

(3)講課內(nèi)容中未能充分引入彈性力學(xué)領(lǐng)域的最新進(jìn)展,尤其是與土木工程結(jié)構(gòu)相關(guān)進(jìn)展,因此在彈性力學(xué)課程的教學(xué)方式、教學(xué)內(nèi)容、考試形式等方面需要進(jìn)行一些思考和探討,對(duì)彈性力學(xué)教學(xué)中的普遍與特殊問(wèn)題進(jìn)行研究與實(shí)踐,將促進(jìn)學(xué)校土木工程學(xué)科力學(xué)教學(xué)的發(fā)展。

二、盡可能地提高學(xué)生的“計(jì)算分析”理論水平

根據(jù)高等院校土木類(lèi)專(zhuān)業(yè)本科指導(dǎo)性專(zhuān)業(yè)規(guī)范以及2015版培養(yǎng)方案規(guī)定的學(xué)時(shí),需要考慮在既有學(xué)時(shí)下,使學(xué)生的理論水平能達(dá)到當(dāng)今土木類(lèi)專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)要求。

1.重點(diǎn)突出彈性力學(xué)分析思路和概念。在教學(xué)中,在分析思路上,一般重點(diǎn)講授彈性力學(xué)平面問(wèn)題的相關(guān)問(wèn)題,并且對(duì)彈性力學(xué)平面問(wèn)題基本理論采取精講的形式,對(duì)空間問(wèn)題基本理論采取和平面問(wèn)題基本理論相對(duì)比方法進(jìn)行講解。如果根據(jù)實(shí)際,直接從實(shí)際工程的三維問(wèn)題,再到講授二維問(wèn)題可能更符合思維過(guò)程以及實(shí)際工程問(wèn)題,使得思路更加自然,并且能節(jié)省教學(xué)課時(shí)。另外,在講授方法思路中應(yīng)突出思路、概念與結(jié)論。如彈性力學(xué)中的概念問(wèn)題:彈性力學(xué)中應(yīng)力的方向以及正負(fù)號(hào)的定義,平面應(yīng)力問(wèn)題和平面應(yīng)變問(wèn)題的區(qū)分,應(yīng)力邊界條件和位移邊界條件的確定方法,處理局部邊界條件的圣維南原理,等等,這些都是講述平面問(wèn)題基本理論中要熟練掌握的概念。

2.結(jié)合具體土木工程實(shí)例教學(xué),附加一些分析程序和工具的介紹,拓寬學(xué)生分析方面的應(yīng)用能力。在介紹分析思路時(shí),需要結(jié)合有實(shí)際工程背景的工程算例來(lái)分析,這樣可以明確學(xué)習(xí)目的,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力。在理論分析完成后,還可以介紹相應(yīng)的數(shù)值分析方法,介紹Matlab計(jì)算程序或有限元分析工具,對(duì)理論分析過(guò)程數(shù)值化,讓學(xué)生自己操作計(jì)算,分析結(jié)果。最后由于土木工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生在實(shí)際工作中需要學(xué)會(huì)運(yùn)用,可以結(jié)合一些設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行學(xué)習(xí),如:公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范(JTGD70-2004)建議采用彈性力學(xué)數(shù)值方法—有限元法計(jì)算圍巖的隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形等,通過(guò)在理論分析結(jié)果和數(shù)值分析對(duì)比的同時(shí),還可以通過(guò)規(guī)范要求進(jìn)行驗(yàn)算。

三、根據(jù)當(dāng)今土木類(lèi)本科生的培養(yǎng)要求,編寫(xiě)適合土木工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生使用的教材

就目前而言,對(duì)于土木類(lèi)本科生的彈性力學(xué)課程,各高等院校所安排的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)時(shí)數(shù)及選用的教材均存有不同。換言之,對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)時(shí)數(shù)及教材均沒(méi)有統(tǒng)一的指定,仍處在各高校教師根據(jù)自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行不斷地探索與總結(jié)。目前已出版的彈性力學(xué)教材有很多種,所使用的教材一般為《彈性力學(xué)簡(jiǎn)明教程》,徐芝侖編,高等教育出版社出版。這本教材所涵蓋的內(nèi)容較多、較全面,也比較深刻,對(duì)概念思路的解釋較為簡(jiǎn)潔,但仍然有需要改進(jìn)之處:

(1)基本上從平面問(wèn)題到空間問(wèn)題最后到板殼一些特殊問(wèn)題,分析講解思路可以變化,讓學(xué)生更快更容易的理解。

(2)理論講解較多,實(shí)際土木工程案例的分析較少。

(3)理論推導(dǎo)比較多,數(shù)值分析對(duì)比較少,數(shù)值分析工具的應(yīng)用較少等,另外學(xué)生學(xué)習(xí)的課余指導(dǎo)用書(shū)比較少。為此,編寫(xiě)更加適合土木工程專(zhuān)業(yè)的教材以及教材指導(dǎo)用書(shū)是有必要的。

四、改革單一的板書(shū)教學(xué)模式,研制《彈性力學(xué)》的CAI電子教案

作為一門(mén)強(qiáng)調(diào)理論與應(yīng)用的課程,僅以單一的板書(shū)教學(xué)模式明顯不足。例如,本課程中復(fù)雜的理論推導(dǎo)數(shù)學(xué)演示,這些均可通過(guò)CAI電子教案的教學(xué)來(lái)表述。此項(xiàng)教改工作的目的是在教學(xué)時(shí)數(shù)不足的情況下,就如何實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)氣氛活躍、高效率地完成教學(xué)內(nèi)容、突出理論聯(lián)系實(shí)際等方面而為之。根據(jù)本課程教學(xué)大綱中教學(xué)內(nèi)容的要求及依據(jù)更加豐富的教材,可以編制本門(mén)課程的CAI電子教案。在實(shí)際教學(xué)中,采用多媒體與板書(shū)相結(jié)合的教學(xué)模式,預(yù)期可以達(dá)到較好的教學(xué)效果,授課學(xué)生能給出較好的評(píng)價(jià)。另外,課內(nèi)教學(xué)是本課程的主要任務(wù)。但由于本門(mén)課程在土木專(zhuān)業(yè)上的應(yīng)用性較強(qiáng),學(xué)生的課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)均會(huì)遇到實(shí)際結(jié)構(gòu)問(wèn)題的數(shù)值分析,對(duì)此需要課外指導(dǎo),因此建立教師學(xué)生互動(dòng)平臺(tái)和窗口也是有必要的。

五、結(jié)語(yǔ)

為了提高土木工程專(zhuān)業(yè)彈性力學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量和效果,本文分析了土木工程專(zhuān)業(yè)彈性力學(xué)課程的教學(xué)相關(guān)問(wèn)題,并探索了土木工程專(zhuān)業(yè)彈性力學(xué)課程的教學(xué)改進(jìn)方法。

1.盡可能地提高學(xué)生的“計(jì)算分析”理論水平,使學(xué)生的理論分析水平達(dá)到當(dāng)今土木類(lèi)專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)要求。

2.根據(jù)當(dāng)今土木類(lèi)本科生的培養(yǎng)要求,編寫(xiě)適合土木工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生使用的教材。

3.改革單一的板書(shū)教學(xué)模式,研制《彈性力學(xué)》的CAI電子教案,并建立教師互動(dòng)平臺(tái)和窗口。

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第4篇:土木工程新進(jìn)展范文

環(huán)境巖土工程課程作為本科高年級(jí)選修課,涉及巖土、環(huán)境、衛(wèi)生工程以及土壤學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域,是一門(mén)新興的綜

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Teaching research and practice of environmental geotechnical engineering

RAO Pingping, SONG Zhongqiang, ZHANG Feixiang

(Department of Civil Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, P. R. China)

Abstract:

第5篇:土木工程新進(jìn)展范文

關(guān)鍵詞:土木工程生產(chǎn)實(shí)習(xí)改革與實(shí)踐

中圖分類(lèi)號(hào):K826.16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):

隨著科技的進(jìn)步,新材料、新技術(shù)、新工藝不斷涌現(xiàn)并應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)中,對(duì)土木工程專(zhuān)業(yè)從業(yè)人員的理論知識(shí)、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力提出了新的挑戰(zhàn)。土木工程生產(chǎn)實(shí)習(xí)是土木工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)計(jì)劃中重要的實(shí)踐環(huán)節(jié),是鞏固深化學(xué)生所學(xué)理論知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的重要手段。在學(xué)校卓越應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)和實(shí)習(xí)教學(xué)資源越發(fā)緊缺的條件下,研究如何提高生產(chǎn)實(shí)習(xí)教學(xué)效果和加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新精神顯得更加重要。

近年來(lái),高校不斷擴(kuò)招,越來(lái)越多的應(yīng)屆畢業(yè)生缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和動(dòng)手能力的形勢(shì)下,各招聘單位卻越來(lái)越注重畢業(yè)生實(shí)際的工作經(jīng)驗(yàn)和動(dòng)手能力。為此,各個(gè)高校都在積極尋求加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)的措施和方法,本文將針對(duì)土木工程專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)教學(xué)模式的改進(jìn)進(jìn)行初步的探索。

一、土木工程專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)現(xiàn)狀

1、生產(chǎn)實(shí)習(xí)時(shí)間短,不能系統(tǒng)掌握建筑全部施工過(guò)程。

根據(jù)土木工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)計(jì)劃,生產(chǎn)實(shí)習(xí)一般安排在第六、七學(xué)期,時(shí)間一般為兩周左右。由于建筑工程項(xiàng)目的龐體性、復(fù)雜性、綜合性、多樣性,施工周期往往較長(zhǎng)、而實(shí)習(xí)時(shí)間相對(duì)較短,實(shí)習(xí)期間有的工地在施工主體,而有的工地才剛剛開(kāi)挖或已封頂,學(xué)生接觸到的僅僅是一個(gè)或幾個(gè)分項(xiàng)工程,很難系統(tǒng)的掌握建筑施工全過(guò)程。同時(shí),學(xué)生進(jìn)入工地實(shí)習(xí)需要一個(gè)適應(yīng)過(guò)程,很多學(xué)生剛剛適應(yīng)工地環(huán)境,實(shí)習(xí)就將結(jié)束,達(dá)不到預(yù)期的實(shí)習(xí)效果。

2、聯(lián)系實(shí)習(xí)工地難度大。

建設(shè)項(xiàng)目參建單位多,關(guān)系較難協(xié)調(diào)。土木工程施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜,很多施工單位基于工程進(jìn)度、施工安全等管理方面因素的考慮,不愿接收大批量的在校學(xué)生進(jìn)場(chǎng)實(shí)習(xí)。部分施工單位雖然能接受部分學(xué)生實(shí)習(xí),但是也不能確保施工實(shí)習(xí)的延續(xù)性和全面性。聯(lián)系建設(shè)單位、監(jiān)理單位安排實(shí)習(xí),因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)施工工程師沒(méi)有得到實(shí)際利益,同時(shí)出于安全考慮,不允許學(xué)生親自實(shí)踐,限制了學(xué)生實(shí)習(xí)的范圍和深度,大大影響了實(shí)習(xí)效果。

3、實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師業(yè)務(wù)水平有待提高

很多民辦高校教師隊(duì)伍兩極分化比較嚴(yán)重,多以外聘、返聘的老教師帶動(dòng)青年教師,中生代教師較少,以青年教師為主。很多教師都是一畢業(yè)就直接走向工作崗位,沒(méi)有從事過(guò)土木工程設(shè)計(jì)、施工等工作,缺乏工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和管理經(jīng)驗(yàn),對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)工藝流程、施工組織管理等方面還不很熟悉,在實(shí)習(xí)指導(dǎo)過(guò)程中無(wú)法起到應(yīng)有的指導(dǎo)作用。

4、學(xué)生對(duì)生產(chǎn)實(shí)習(xí)不重視,害怕吃苦。

施工現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員因沒(méi)有指導(dǎo)學(xué)生的義務(wù),如果責(zé)任心不強(qiáng)的話會(huì)導(dǎo)致少數(shù)自我約束能力差的同學(xué)因?yàn)闆](méi)有指導(dǎo)老師的監(jiān)督,可能會(huì)放任自由,三天打魚(yú),兩天曬網(wǎng),甚至不去工地實(shí)習(xí)。這樣在整個(gè)實(shí)習(xí)過(guò)程中,學(xué)生不可能去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,更談不上去分析和解決問(wèn)題。同時(shí),越來(lái)越多的90后成為了教學(xué)主體,優(yōu)越的生活條件導(dǎo)致了很多學(xué)生吃苦耐勞的精神嚴(yán)重缺失。進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)嫌臟怕累,不愿意深入施工一線,游離在工程之外,不能夠掌握施工工藝、施工技術(shù)的精髓。實(shí)習(xí)結(jié)束后,指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生的實(shí)習(xí)成果性材料評(píng)價(jià)及考核不到位,流于形式。

5、實(shí)習(xí)地點(diǎn)分散,實(shí)習(xí)經(jīng)費(fèi)不足。

基于建筑行業(yè)特點(diǎn),施工單位接收實(shí)習(xí)學(xué)生數(shù)量有限,一個(gè)項(xiàng)目部最多只能接收十幾名或幾名學(xué)生。學(xué)生實(shí)習(xí)地點(diǎn)多而分散,且外地實(shí)習(xí)單位居多,一名指導(dǎo)教師要聯(lián)系指導(dǎo)好幾個(gè)施工單位的實(shí)習(xí)學(xué)生,僅通過(guò)電話網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系,很難起到監(jiān)督指導(dǎo)的作用,定期赴施工現(xiàn)場(chǎng)檢查學(xué)生實(shí)習(xí)情況,必將帶來(lái)較多的交通、住宿、通信、伙食等費(fèi)用。而實(shí)習(xí)經(jīng)費(fèi)不足是各高校普遍存在的問(wèn)題,沒(méi)有足夠經(jīng)費(fèi)就難以選擇最優(yōu)的實(shí)習(xí)地點(diǎn),也很難保證有充足的實(shí)習(xí)時(shí)間、質(zhì)量和效果。比如我校現(xiàn)行生產(chǎn)實(shí)習(xí)經(jīng)費(fèi)按人頭為100元/人,這些經(jīng)費(fèi)只能滿(mǎn)足本地區(qū)企業(yè)的入廠費(fèi)、講課費(fèi)和交通費(fèi)等,無(wú)法滿(mǎn)足其他內(nèi)容的生產(chǎn)實(shí)習(xí),更談不上到外地企業(yè)。

二、生產(chǎn)實(shí)習(xí)教學(xué)的改革與探索

1、采取延續(xù)實(shí)習(xí)或跟蹤實(shí)習(xí)的方式進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)習(xí)。

將生產(chǎn)實(shí)習(xí)安排在第六學(xué)期最后兩周進(jìn)行,有效利用暑假,延長(zhǎng)工地實(shí)習(xí)時(shí)間。一般學(xué)生在進(jìn)場(chǎng)兩周之后才能逐漸適應(yīng)施工現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境。此時(shí)延長(zhǎng)實(shí)習(xí)時(shí)間,將有助學(xué)生提升動(dòng)手能力,幫助現(xiàn)場(chǎng)工程師進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)管理,積累真正的工程經(jīng)驗(yàn)。與實(shí)習(xí)單位保持聯(lián)系,要求學(xué)生與工地工程師保持溝通狀態(tài),及時(shí)了解工程項(xiàng)目最新進(jìn)展情況,并利用周末或假期時(shí)間進(jìn)場(chǎng)繼續(xù)學(xué)習(xí)。

2、加強(qiáng)校內(nèi)、校外企業(yè)的合作與交流,建設(shè)穩(wěn)定的實(shí)習(xí)基地。

對(duì)土木工程專(zhuān)業(yè)來(lái)說(shuō),實(shí)習(xí)基地是重要的教學(xué)場(chǎng)所,基地建設(shè)的好與壞,直接影響著生產(chǎn)實(shí)習(xí)教學(xué)的質(zhì)量。

(1)校內(nèi)實(shí)習(xí)基地建設(shè)

結(jié)合我?!皩?zhuān)業(yè)知識(shí)+現(xiàn)代技能+職業(yè)素養(yǎng)”的辦學(xué)理念,我院建立了建筑施工實(shí)習(xí)基地,引進(jìn)了工作經(jīng)驗(yàn)豐富的不同工種技術(shù)人員來(lái)校工作,可以在校進(jìn)行模板工程、鋼筋工程、混凝土工程、砌筑工程、腳手架工程、抹灰工程、建筑裝飾工程、建筑電氣工程、建筑安裝工程等多個(gè)分部分項(xiàng)工程的施工操作實(shí)習(xí)。學(xué)生在進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)前,提前學(xué)習(xí)了解施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境及各個(gè)工種操作的特點(diǎn),將大大縮短學(xué)生進(jìn)入工地后的適應(yīng)時(shí)間。同時(shí),校內(nèi)實(shí)習(xí)基地的建設(shè)大大節(jié)約了實(shí)習(xí)經(jīng)費(fèi),學(xué)生進(jìn)入工地很快能夠上手,工地愿意接收學(xué)生實(shí)習(xí),也節(jié)約了大量的實(shí)習(xí)入廠費(fèi)。

(2)校外實(shí)習(xí)基地建設(shè)

通過(guò)協(xié)議,以校企聯(lián)合、雙方互惠的模式,建立實(shí)習(xí)教學(xué)基地。校方為企業(yè)優(yōu)先輸送優(yōu)秀學(xué)生,在人才培訓(xùn)、委托培養(yǎng)、課程進(jìn)修、技術(shù)咨詢(xún)服務(wù)、信息交流等方面提供方便。企業(yè)為校方提供實(shí)習(xí)場(chǎng)地和資料,負(fù)責(zé)對(duì)學(xué)生進(jìn)行安全教育,并委派技術(shù)人員指導(dǎo)、管理學(xué)生實(shí)習(xí),在實(shí)習(xí)費(fèi)用等方面予以?xún)?yōu)惠,為學(xué)生就餐、住宿等提供方便。

與就業(yè)資源相結(jié)合。我院設(shè)有就業(yè)組織機(jī)構(gòu),由就業(yè)院長(zhǎng)牽頭負(fù)責(zé)校企合作及畢業(yè)生就業(yè)推薦等事宜。通過(guò)多年的努力,積累了較為廣泛的合作基礎(chǔ),已與多家建筑設(shè)計(jì)、施工單位建立了長(zhǎng)期穩(wěn)定的合作關(guān)系,并簽訂了協(xié)議,很多應(yīng)屆畢業(yè)生在這些單位參加畢業(yè)實(shí)習(xí)。利用這些合作單位,進(jìn)一步擴(kuò)展生產(chǎn)實(shí)習(xí)事宜,能夠有效解決生產(chǎn)實(shí)習(xí)聯(lián)系難的問(wèn)題。

3、提高指導(dǎo)教師業(yè)務(wù)水平。

針對(duì)生產(chǎn)實(shí)習(xí)教學(xué)的重要性和特殊性,在選擇指導(dǎo)教師時(shí),要選擇敬業(yè)精神強(qiáng)、能吃苦耐勞、結(jié)構(gòu)和施工等方面的教師組成。并組成相對(duì)穩(wěn)定的師資隊(duì)伍,定期到施工現(xiàn)場(chǎng)學(xué)習(xí),提高業(yè)務(wù)素質(zhì)與實(shí)踐能力,形成生產(chǎn)實(shí)習(xí)是一門(mén)獨(dú)立專(zhuān)業(yè)課的概念,提高對(duì)生產(chǎn)實(shí)習(xí)重要性的認(rèn)識(shí)。具體到某個(gè)實(shí)習(xí)工地,實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師要先到工地熟悉有關(guān)情況,看懂圖紙,了解現(xiàn)場(chǎng)的施工工藝;對(duì)現(xiàn)場(chǎng)用到的新技術(shù)、新材料、新工藝、新方法要加強(qiáng)學(xué)習(xí);對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的臨時(shí)用電、機(jī)械設(shè)備、安全防護(hù)要做到心中有數(shù)。這些對(duì)提高學(xué)生的實(shí)踐能力、深化對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的理解與應(yīng)用、擴(kuò)大知識(shí)面等均起著重要的作用。

4、加強(qiáng)教師、學(xué)生管理,做好實(shí)習(xí)前動(dòng)員,嚴(yán)把實(shí)習(xí)質(zhì)量關(guān),督促學(xué)生認(rèn)真完成實(shí)習(xí)。

(1)加大教師監(jiān)管、指導(dǎo)力度。指導(dǎo)教師的職責(zé)是負(fù)責(zé)實(shí)習(xí)工作的組織領(lǐng)導(dǎo)、學(xué)生分組、考勤、實(shí)習(xí)進(jìn)度和解答學(xué)生在實(shí)習(xí)中遇到的理論問(wèn)題。每名指導(dǎo)教師應(yīng)與工地工程師、實(shí)習(xí)學(xué)生保持聯(lián)系,及時(shí)掌握實(shí)習(xí)動(dòng)態(tài)。在各個(gè)工地上指定學(xué)生負(fù)責(zé)人,當(dāng)指導(dǎo)教師不能到場(chǎng)時(shí),負(fù)責(zé)人應(yīng)能及時(shí)總結(jié)和反饋工地實(shí)習(xí)學(xué)生狀況。

(2)進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)前做好實(shí)習(xí)動(dòng)員工作。要求學(xué)生明確實(shí)習(xí)的意義,在實(shí)習(xí)期間須根據(jù)實(shí)綱完成單位工程施工組織設(shè)計(jì)和施工日志。實(shí)習(xí)結(jié)束后,結(jié)合施工組織設(shè)計(jì)及施工日志積累的資料進(jìn)行分析和總結(jié),寫(xiě)出圖文并茂的實(shí)習(xí)報(bào)告,并由指導(dǎo)工程師和實(shí)習(xí)單位給予學(xué)生鑒定,返校后學(xué)生進(jìn)行實(shí)習(xí)答辯。

5、結(jié)合實(shí)習(xí)地點(diǎn)等實(shí)際情況,積極調(diào)整生產(chǎn)實(shí)習(xí)經(jīng)費(fèi)劃撥政策,適當(dāng)增加實(shí)習(xí)經(jīng)費(fèi)投入。保證生產(chǎn)實(shí)習(xí)各個(gè)環(huán)節(jié)的運(yùn)轉(zhuǎn)順暢,實(shí)習(xí)單位愿意接收學(xué)生參加實(shí)習(xí),實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師與學(xué)生、實(shí)習(xí)單位能夠經(jīng)常溝通交流,實(shí)習(xí)學(xué)生與實(shí)習(xí)單位合作愉快。

三、結(jié)束語(yǔ)

生產(chǎn)實(shí)習(xí)是連接理論知識(shí)與實(shí)踐動(dòng)手能力的橋梁。探索有效的土木工程專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)方式,增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神,對(duì)培養(yǎng)優(yōu)秀的應(yīng)用型人才具有十分重要意義。學(xué)院高度重視、認(rèn)真準(zhǔn)備、積極聯(lián)系、有效組織、采取科學(xué)合理的指導(dǎo)方法,才會(huì)取得理想的效果。

參考文獻(xiàn):

1、滕振超,袁朝慶等.新型土木工程專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)教學(xué)體系的構(gòu)建[J].綏化學(xué)院學(xué)報(bào),2011(4):174-175

2、孫鴻玲 史德剛. 土木工程專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)教學(xué)方法改革的研究與探索[J]. 時(shí)代教育,2011(8):30.37

3、胡圣軍,鄭長(zhǎng)成,吳曉等.新建本科院校土木工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)初探Ⅱ.高等建筑教育,2006(2):107—109.

第6篇:土木工程新進(jìn)展范文

[關(guān)鍵詞]土木工程材料;教學(xué);方法;實(shí)踐

土木工程材料是我校材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)選修課,該課程主要內(nèi)容包括土木工程材料的性質(zhì)、用途、制備和使用方法以及檢測(cè)和質(zhì)量控制方法。通過(guò)對(duì)該課程的學(xué)習(xí),學(xué)生能更深入地理解材料組分、結(jié)構(gòu)與材料性質(zhì)的關(guān)系、外界環(huán)境和施工工藝對(duì)材料性能的影響,以及材料性能改善的途徑,為以后畢業(yè)設(shè)計(jì)、進(jìn)行科研以及從事專(zhuān)業(yè)技術(shù)工作提供必要的基礎(chǔ)理論和技能訓(xùn)練。

1課程現(xiàn)狀

1.1課程內(nèi)容多、范圍廣、與工程應(yīng)用密切相關(guān)

土木工程材料種類(lèi)繁多。根據(jù)材料的來(lái)源,有天然材料及人造材料;根據(jù)材料的功能,有結(jié)構(gòu)材料及功能材料;根據(jù)材料的成分,有無(wú)機(jī)材料、有機(jī)材料及復(fù)合材料,這就使得“土木工程材料”課程的內(nèi)容十分廣泛[1]。另外,課程的理論性、概念性及經(jīng)驗(yàn)性的內(nèi)容比較多,以文字?jǐn)⑹鰹橹?,而?jì)算推理的內(nèi)容相對(duì)較少。土木工程材料與工程應(yīng)用緊密相連,每種土木工程材料(原材料或產(chǎn)品)都有相關(guān)的技術(shù)指標(biāo),有些技術(shù)指標(biāo)還在不斷修改和完善。在實(shí)際工程應(yīng)用中,各種材料往往構(gòu)成混合材料或產(chǎn)品,各種材料的性能以及它們之間的相互作用對(duì)整個(gè)混合材料或產(chǎn)品的性能都有重要影響。另外,工程應(yīng)用環(huán)境對(duì)于材料的耐久性也有重要影響。因此,土木工程材料課程既要體現(xiàn)各類(lèi)型材料的基本特性,又要在工程應(yīng)用上形成統(tǒng)一體系。這些因素使教和學(xué)都有一定的難度。

1.2實(shí)踐課程缺乏,經(jīng)費(fèi)不足

實(shí)踐教學(xué)是我國(guó)高等教育特別是高等工程教育的一個(gè)薄弱點(diǎn)。傳統(tǒng)的三大實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)(實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)),被越來(lái)越弱化[2]?!巴聊竟こ滩牧稀弊鳛槲倚2牧峡茖W(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)選修課,同樣存在實(shí)驗(yàn)設(shè)備老化、實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)短缺、缺乏實(shí)習(xí)基地等問(wèn)題。另外,該課程的理論性、概念性及經(jīng)驗(yàn)性的內(nèi)容比較多,且以文字?jǐn)⑹鰹橹?,容易使學(xué)生感到枯燥。作為在校學(xué)生,平時(shí)也無(wú)法接觸工程實(shí)踐,缺乏感性認(rèn)識(shí),如果實(shí)驗(yàn)配套缺乏,更加無(wú)法調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。并且單純的理論學(xué)習(xí),會(huì)使學(xué)生學(xué)到很多的知識(shí)“碎片”,缺乏整體性的概念。例如,只有通過(guò)實(shí)踐,才能更好地理解混凝土的耐久性是與組成材料、配合比設(shè)計(jì)、養(yǎng)護(hù)條件、結(jié)構(gòu)和構(gòu)件設(shè)計(jì)緊密相關(guān)的整體論,而不是由單一因素決定的。

1.3教材內(nèi)容及教學(xué)大綱滯后

近年來(lái),科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,以“三新”(新材料、新技術(shù)、新方法)技術(shù)為標(biāo)志的工程建設(shè)新時(shí)代已經(jīng)到來(lái)[3]。工程應(yīng)用的實(shí)際需要也促進(jìn)了新材料的發(fā)展。例如普通磚的磚塊體積小,施工效率低,而且磚塊燒制需要?dú)锶⊥粒茐纳鷳B(tài)環(huán)境,同時(shí)消耗大量能源,而加氣混凝土砌塊不但體積大、施工效率高,而且使礦渣、粉煤灰等工業(yè)廢物得到再利用,減少了環(huán)境污染。因此這種傳統(tǒng)的燒結(jié)磚正越來(lái)越多地被加氣混凝土所替代。但教材內(nèi)容的更新速度總是較新材料的發(fā)展速度慢,而教學(xué)大綱是根據(jù)教材內(nèi)容而制定的。我校的教學(xué)大綱修訂年限較長(zhǎng),進(jìn)一步導(dǎo)致授課內(nèi)容跟不上新材料的發(fā)展速度,學(xué)生畢業(yè)后不能很好地滿(mǎn)足工作的需要。

2教改方法

2.1結(jié)合工程案例,加強(qiáng)多媒體技術(shù)

在教學(xué)過(guò)程中采用工程案例教學(xué)法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的理論講授法能獲得較好的效果。因?yàn)橥聊竟こ滩牧现袛⑹鲂缘膬?nèi)容較多,如采用平鋪直敘的教學(xué)方法,很難引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[4]。工程案例教學(xué)法就是利用多媒體展示實(shí)際工程中常出現(xiàn)的現(xiàn)象,然后分析問(wèn)題,解決問(wèn)題,使學(xué)生從感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)。這一認(rèn)知過(guò)程也符合人類(lèi)對(duì)事物的認(rèn)知規(guī)律,因此學(xué)生容易理解和接受。例如通過(guò)多媒體展示工地上出現(xiàn)的石灰墻面鼓包、開(kāi)裂現(xiàn)象,北方地區(qū)出現(xiàn)的路面、橋梁用水泥或混凝土剝落現(xiàn)象、沿海地區(qū)大壩的鋼筋、銹蝕現(xiàn)象,以及近幾年出現(xiàn)的整棟房屋突然垮塌現(xiàn)象,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,結(jié)合各種材料特點(diǎn)及施工技術(shù)分析出現(xiàn)這些現(xiàn)象的原因,提高分析、解決問(wèn)題的能力,增強(qiáng)學(xué)生的責(zé)任心。另外,由于課程中教學(xué)內(nèi)容較多,通過(guò)制作多媒體課件,將文字、圖片、動(dòng)畫(huà)、實(shí)例演示等教學(xué)信息通過(guò)屏幕呈現(xiàn)給學(xué)生,提高教學(xué)的形象性和生動(dòng)性。例如對(duì)于鋼材的拉伸性能,混凝土抗壓強(qiáng)度的測(cè)試,以及時(shí)間長(zhǎng)、操作難的實(shí)驗(yàn)等,通過(guò)播放錄像的方式,讓學(xué)生更加直觀地了解實(shí)驗(yàn)過(guò)程和操作方法,增強(qiáng)了學(xué)生的感性認(rèn)識(shí),從而提高了教學(xué)質(zhì)量。

2.2加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)于學(xué)生基本原理的掌握和工程實(shí)踐的培養(yǎng),具有舉足輕重的作用,是學(xué)生能力和素質(zhì)提高的重要環(huán)節(jié)。然而由于實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)有限,而涉及的內(nèi)容較多,并且有些實(shí)驗(yàn)周期很長(zhǎng),無(wú)法在課堂內(nèi)把所有實(shí)驗(yàn)都完成,因此應(yīng)采用多種方式進(jìn)行。首先,在實(shí)驗(yàn)課上完成基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),例如完成水泥細(xì)度、標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的測(cè)定,膠砂強(qiáng)度試件的制作,水泥凝結(jié)時(shí)間的檢測(cè),水泥水化產(chǎn)物的分析,石膏制品的制作,瀝青的粘度測(cè)試等實(shí)驗(yàn)。其次可以利用開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室,以教師指導(dǎo)及研究生助教的形式,在課余時(shí)間完成設(shè)計(jì)性或綜合性實(shí)驗(yàn)。例如各種礦物外加劑和化學(xué)外加劑對(duì)混凝土流動(dòng)性、保水性、凝結(jié)時(shí)間、水化熱、水化產(chǎn)物、強(qiáng)度等性能的影響。教師可以提供題目,學(xué)生確定選題,然后分組完成。最后每組同學(xué)遞交實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析報(bào)告。為進(jìn)一步提高學(xué)生的實(shí)踐能力,采用校企聯(lián)合培養(yǎng)模式,學(xué)生利用假期到企業(yè)實(shí)習(xí),積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),鼓勵(lì)部分有能力的學(xué)生直接參與企業(yè)的材料性能檢測(cè)實(shí)驗(yàn)、新材料的開(kāi)發(fā)研究或者實(shí)際工程項(xiàng)目,提高學(xué)生分析和解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。

2.3關(guān)注學(xué)科發(fā)展前沿

教材是教學(xué)的依據(jù)和根本[1],但教材內(nèi)容的更新速度總是較新材料的發(fā)展速度慢,因此,教師應(yīng)密切關(guān)注土木工程材料研究和工程應(yīng)用的最新進(jìn)展以及相關(guān)技術(shù)指標(biāo)的更新,引導(dǎo)學(xué)生及時(shí)了解學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài),拓寬專(zhuān)業(yè)視野,培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí),以適應(yīng)時(shí)展的需要。在關(guān)注學(xué)科前沿和培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)上,特別注意要根據(jù)我國(guó)國(guó)情和工程實(shí)際情況,研發(fā)符合我國(guó)工程特點(diǎn)的新材料。例如,在國(guó)內(nèi)外,聚氨酯外墻保溫材料得到了廣泛應(yīng)用,但聚氨酯的防火性較差。許多事故表明,火災(zāi)造成的巨大傷害都是由于所用材料的防火性差,并且燃燒釋放出大量的毒氣而造成的。由于我國(guó)的特點(diǎn)是人口密度大,建筑物密集且高大,聚氨酯作為外墻保溫材料必然存在重大安全隱患。因此,要引導(dǎo)學(xué)生這些事故中吸取教訓(xùn),并且研發(fā)符合我國(guó)國(guó)情特點(diǎn)的新材料。另外,應(yīng)縮短教學(xué)大綱的修訂年限,同時(shí)應(yīng)把教學(xué)內(nèi)容的主動(dòng)權(quán)交到教師手中,緊跟時(shí)展步伐,固有體制會(huì)制約教學(xué)的發(fā)展和提高。

2.4改變考核方式

閉卷考試是應(yīng)試教學(xué)方式中的傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方法,對(duì)培養(yǎng)提高學(xué)生的綜合業(yè)務(wù)素質(zhì)存在著一定的弊端[5]。對(duì)于考核方式,本課程采取平時(shí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告與開(kāi)卷考試相結(jié)合的方式。平時(shí)成績(jī)的評(píng)定主要根據(jù)課堂出勤、上課聽(tīng)講、平時(shí)作業(yè)完成情況等作為依據(jù)。平時(shí)作業(yè)緊扣教學(xué)重點(diǎn),例如石灰的成分與性能的關(guān)系,骨料細(xì)度模數(shù)的計(jì)算,普通混凝土配合比設(shè)計(jì),砂漿的配合比設(shè)計(jì)等,主要考察學(xué)生對(duì)基本知識(shí)掌握情況。實(shí)驗(yàn)報(bào)告反應(yīng)了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力,以及分析和解決問(wèn)題的能力。本課程教材包含了大量關(guān)于材料的技術(shù)指標(biāo)以及混凝土和砂漿配合比設(shè)計(jì)公式。隨著新材料和技術(shù)的發(fā)展,很多技術(shù)指標(biāo)也會(huì)不斷地被修訂和完善。在信息時(shí)代,電腦能夠?yàn)槿祟?lèi)提供海量數(shù)據(jù),并可及時(shí)查詢(xún),因此很多內(nèi)容無(wú)需特別記憶。因此,開(kāi)卷考試能夠回避很多需要記憶的內(nèi)容,更多地考察學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的應(yīng)用能力,以及分析和解決問(wèn)題的能力。以上三種考核方式的結(jié)合,更能全面地考察學(xué)生的綜合素質(zhì)。

3總結(jié)

“土木工程材料”課程教學(xué)改革緊密聯(lián)系工程實(shí)例,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,開(kāi)拓學(xué)生視野;通過(guò)實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐認(rèn)識(shí)促進(jìn)對(duì)課堂理論知識(shí)的理解和掌握,并且注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí);通過(guò)改革考核方式,全面考察學(xué)生的綜合素質(zhì)。

參考文獻(xiàn)

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[3]張靈輝.《土木工程材料》課程教學(xué)的改革[J].四川建材,2015,41(2):295-296.

[4]蘇達(dá)根,張志杰,鐘明峰.以學(xué)為中心的網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計(jì)[J].中國(guó)遠(yuǎn)程教育,2007,27(11):49-51.

第7篇:土木工程新進(jìn)展范文

關(guān)鍵詞:土木工程:結(jié)構(gòu)減震;原理;控制方法

中圖分類(lèi)號(hào):S969.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

地震災(zāi)害是人類(lèi)面臨的重要自然災(zāi)害之一,它的發(fā)生具有突發(fā)性、隨機(jī)性,而且會(huì)對(duì)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全產(chǎn)生了巨大的威脅。如何減少地震對(duì)人們的危害,是我們一直探索的。建筑作為人民生活的場(chǎng)所,更值得我們區(qū)深入探究如何加強(qiáng)其抗震性。結(jié)構(gòu)減震控制是通過(guò)增加某些結(jié)構(gòu)部位的強(qiáng)度和變形能力提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能,是土木工程中有效的防災(zāi)減災(zāi)方法。

1結(jié)構(gòu)減震控制原理

結(jié)構(gòu)減震控制指的是在建筑結(jié)構(gòu)的某個(gè)特定部位設(shè)置某種控制裝置、機(jī)構(gòu)或種子結(jié)構(gòu),當(dāng)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)振動(dòng)的時(shí)候,主動(dòng)或被動(dòng)的施加外力來(lái)改變或調(diào)整結(jié)構(gòu)的動(dòng)力作用或動(dòng)力特性,從而有效降低結(jié)構(gòu)的振動(dòng)反應(yīng),其最終目的就是通過(guò)采取一系列控制措施和方法,降低建筑結(jié)構(gòu)在地震等強(qiáng)動(dòng)力荷載下的反應(yīng),增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能,為建筑結(jié)構(gòu)的安全性提供保障。要減小結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng),需要從動(dòng)力學(xué)角度出發(fā),第一,考慮消震,即不讓地震輸入結(jié)構(gòu),從目前現(xiàn)狀來(lái)看,這種方法較難實(shí)現(xiàn);第二,考慮減小建筑結(jié)構(gòu)的慣性力,通過(guò)動(dòng)力學(xué)原理發(fā)現(xiàn),如果結(jié)構(gòu)有著比較大的自振周期,那么它獲得的加速度就會(huì)相應(yīng)減小,可通過(guò)隔震方法減小結(jié)構(gòu)慣性力;第三,通過(guò)在結(jié)構(gòu)上增加阻尼的方法,將一些地震作用轉(zhuǎn)移到阻尼上,降低結(jié)構(gòu)所需負(fù)擔(dān)的地震作用;第四,人為增加構(gòu)件,用這些構(gòu)件的塑性變形消耗一部分能量,保護(hù)結(jié)構(gòu)的整體性;第五,可考慮在建筑結(jié)構(gòu)上附加一個(gè)當(dāng)自身頻率合適時(shí)能夠使附加質(zhì)量塊的運(yùn)動(dòng)方向與結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方向相反的系統(tǒng),從而減小結(jié)構(gòu)震動(dòng),達(dá)到結(jié)構(gòu)減震的目的。

總之結(jié)構(gòu)減震控制根據(jù)是否需要外部能量輸入可分為被動(dòng)控制、主動(dòng)控制、半主動(dòng)控制、智能控制和混合控制。其中,被動(dòng)控制指在結(jié)構(gòu)的某些部件附加耗能裝置或子結(jié)構(gòu)系統(tǒng),或?qū)Y(jié)構(gòu)自身的某些構(gòu)件作構(gòu)造上的處理以改變結(jié)構(gòu)體系的動(dòng)力特性。被動(dòng)控制不需要外部能量輸入提供控制力,控制過(guò)程不依賴(lài)于結(jié)構(gòu)反應(yīng)和外界干擾信息。而且因其具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、造價(jià)低、易于維護(hù)及無(wú)需外部能源支持等諸多優(yōu)點(diǎn),所以引起工程界的廣泛關(guān)注,成為應(yīng)用開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn),因而許多被動(dòng)技術(shù)日趨成熟,并在實(shí)際工程中應(yīng)用。

耗能減震是最常用的被動(dòng)控制系統(tǒng)之一。耗能裝置 ( 元件) 和支撐構(gòu)件共同構(gòu)成耗能部件,裝有耗能部件的結(jié)構(gòu)稱(chēng)為耗能減震結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)耗能減震技術(shù)是在結(jié)構(gòu)物的某些部件 ( 如支撐、剪力墻、結(jié)點(diǎn)、聯(lián)結(jié)縫或連接件、樓層空間、相鄰建筑間、主附結(jié)構(gòu)間等) 設(shè)置耗能裝置或原件,通過(guò)耗能裝置產(chǎn)生摩擦,彎曲彈塑性滯形來(lái)耗散或吸收地震輸入結(jié)構(gòu)中的能量,減少主體結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)。

2土木工程結(jié)構(gòu)減震方法

2.1被動(dòng)控制

被動(dòng)控制是通過(guò)減震、隔震裝置來(lái)對(duì)振動(dòng)能量進(jìn)行消耗,并阻止振動(dòng)在建筑結(jié)構(gòu)中進(jìn)行傳播,構(gòu)造簡(jiǎn)單,造價(jià)成本低,維護(hù)簡(jiǎn)便,且不需要外部能源支持,在土木工程結(jié)構(gòu)減震中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

(1)耗能減震

耗能減震是將結(jié)構(gòu)中的一些構(gòu)件比如支撐、支撐等設(shè)計(jì)成耗能部件,或者在建筑結(jié)構(gòu)的某些部位比如連接處、節(jié)點(diǎn)處設(shè)置阻尼器,耗能部件和阻尼器在荷載作用較小的情況下處于彈性狀態(tài),在強(qiáng)烈的荷載作用或振動(dòng)作用下,耗能部件就會(huì)進(jìn)入非彈性狀態(tài),能夠大量消耗輸入結(jié)構(gòu)的能量,避免荷載或振動(dòng)作用進(jìn)入主體結(jié)構(gòu)造成結(jié)構(gòu)進(jìn)入非彈性狀態(tài),為主體結(jié)構(gòu)的安全提供了可靠保障。由于耗能裝置不同,耗能減震也可分為不同的體系,一種為耗能構(gòu)件減震體系,常用的耗能元件有耗能支撐、耗能剪力墻等,另一種為阻尼器耗能減震體系,常用的阻尼器有金屬屈服阻尼器、摩擦阻尼器、粘彈性阻尼器、粘滯性阻尼器等。耗能減震具有性能穩(wěn)定、適用范圍廣、抗震性好、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、可靠性高、技術(shù)條件簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),比較適用于高層建筑和超高層建筑。

(2)基礎(chǔ)隔震

基礎(chǔ)隔震是在建筑物的上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)之間設(shè)置控制機(jī)構(gòu),比如設(shè)置隔震消能裝置,從而減小或者隔離地震能量向建筑物上部結(jié)構(gòu)傳輸,使上部結(jié)構(gòu)的振動(dòng)減小,避免地震給建筑物帶來(lái)危害。基礎(chǔ)隔震裝置必須具備一定的特性才能夠滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)減震需要,因此,裝置必須具有較大的變形能力,必須能夠提供較大的阻尼并具有較大的耗能,必須具有足夠的初始剛度和強(qiáng)度。比較常見(jiàn)的基礎(chǔ)隔震裝置有剛滯變阻尼器隔震裝置、夾層橡膠墊隔震裝置、摩擦隔震裝置等?;A(chǔ)隔震對(duì)降低結(jié)構(gòu)的自振頻率具有非常顯著的作用,是發(fā)展最早的結(jié)構(gòu)減震方法,其在技術(shù)上比較成熟,具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、耐久性高、經(jīng)濟(jì)、減震效果顯著的優(yōu)點(diǎn),比較適用于剛性結(jié)構(gòu)和中低層建筑。

(3)調(diào)諧減震

調(diào)諧減震主要是通過(guò)在建筑主體結(jié)構(gòu)中附加一些子結(jié)構(gòu)的方法,使主體結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震作用下,振動(dòng)發(fā)生轉(zhuǎn)移,結(jié)構(gòu)中的震動(dòng)能量就能在原結(jié)構(gòu)與附加結(jié)構(gòu)之間得到重新的分配,大大降低了震動(dòng)對(duì)原結(jié)構(gòu)帶來(lái)的破壞。常用的調(diào)諧減震系統(tǒng)有調(diào)諧質(zhì)量阻尼器、模式質(zhì)量阻尼器、質(zhì)量泵、調(diào)諧液體阻尼器、液壓質(zhì)量振動(dòng)控制系統(tǒng)等,這些調(diào)諧減震系統(tǒng)能夠有效減小地震反應(yīng)。

2.2主動(dòng)控制

主動(dòng)控制是主要是以現(xiàn)代控制理論為基礎(chǔ),通過(guò)外部能源的有效利用以及對(duì)結(jié)構(gòu)反應(yīng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),當(dāng)結(jié)構(gòu)受到激勵(lì)振動(dòng)的時(shí)候,計(jì)算出控制力,對(duì)結(jié)構(gòu)施加控制力或者改變結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性,迅速將結(jié)構(gòu)的振動(dòng)反應(yīng)降到最小,從而使結(jié)構(gòu)在受派動(dòng)過(guò)程中仍然能夠保持原始狀態(tài),避免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)致命性損壞。主動(dòng)控制主要是由傳感器、控制器和作動(dòng)器三個(gè)部分組成的,傳感器的功能是對(duì)結(jié)構(gòu)遇到振動(dòng)時(shí)的反應(yīng)情況進(jìn)行測(cè)量,控制器則是對(duì)傳感器所測(cè)量到的信息進(jìn)行處理,作動(dòng)器可產(chǎn)生控制力,其所需的能量由外部能源提供。主動(dòng)控制能夠很好的應(yīng)用現(xiàn)代控制理論和最新研究成果。在主動(dòng)控制中,作動(dòng)器的控制力可連續(xù)變化,所以其有著極廣的控制頻率,對(duì)外界不同激勵(lì)具有很強(qiáng)的適應(yīng)性,能夠取得很好的控制效果。常用的主動(dòng)控制系統(tǒng)裝置主要有主動(dòng)質(zhì)量阻尼器、主動(dòng)支撐系統(tǒng)、主動(dòng)拉鎖系統(tǒng)等。

2.3半主動(dòng)控制

半主動(dòng)控制是通過(guò)少量的外部能源輸入提供控制力的,能夠通過(guò)控制裝置實(shí)時(shí)改變結(jié)構(gòu)的剛度或阻尼等系統(tǒng)的參數(shù),此,半主動(dòng)控制屬于參數(shù)控制,控制過(guò)程主要依賴(lài)于結(jié)構(gòu)反應(yīng)信息或外干擾信息。半主動(dòng)控制裝置不能同時(shí)實(shí)現(xiàn)與位移和速度相關(guān)的控制力,一般只能夠?qū)崿F(xiàn)與速度有關(guān)的控制力。常見(jiàn)的半主動(dòng)控制系統(tǒng)有主動(dòng)調(diào)諧參數(shù)質(zhì)量阻尼系統(tǒng)、可變阻尼系統(tǒng)、可變剛度系統(tǒng)等,此方法具有裝置經(jīng)濟(jì)、系統(tǒng)可靠、維護(hù)要求較低的優(yōu)點(diǎn),己廣泛應(yīng)用于土木工程結(jié)構(gòu)減震中。

2.4混合控制

混合控制是將主動(dòng)控制和被動(dòng)控制聯(lián)合起來(lái)應(yīng)用,即將主動(dòng)控制和被動(dòng)控制同時(shí)應(yīng)用于同一建筑結(jié)構(gòu)減震中,可以將主動(dòng)控制和被動(dòng)控制兩種方法的優(yōu)點(diǎn)充分發(fā)揮出來(lái),彌補(bǔ)了單一控制方法的制約和不足,只需要小功率的能量輸入就能直接提供控制力,控制效果非常明顯,調(diào)諧范圍得以擴(kuò)大,結(jié)構(gòu)抗震系統(tǒng)的穩(wěn)定性、實(shí)用性和安全性大大提升。

3結(jié)語(yǔ)

總之,結(jié)構(gòu)減震控制是一項(xiàng)系統(tǒng)且復(fù)雜的技術(shù),在土木工程中應(yīng)用結(jié)構(gòu)減震控制能夠有效提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能,減小甚至消除地震反應(yīng)給建筑帶來(lái)的危害,具有廣闊的發(fā)展前景。隨著結(jié)構(gòu)減震技術(shù)的發(fā)展,減震控制系統(tǒng)的造價(jià)也在不斷降低,土木工程減震結(jié)構(gòu)建筑的經(jīng)濟(jì)效益將會(huì)越來(lái)越凸顯,未來(lái),結(jié)構(gòu)減震技術(shù)和方法必將成為土木工程重要發(fā)展和應(yīng)用趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn):

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第8篇:土木工程新進(jìn)展范文

關(guān)鍵詞:現(xiàn)澆; 空心樓板; 施工應(yīng)用

一、工程概況

隨著現(xiàn)代建筑業(yè)的發(fā)展,大空間建筑漸漸成為了我國(guó)社會(huì)建筑發(fā)展的主要趨勢(shì),對(duì)空間的使用要求越來(lái)越高,而空心樓板的應(yīng)用卻大幅度的減少了這一現(xiàn)象??招臉前鍨闊o(wú)梁樓板,使建筑物的空間凈高更大、最大限度的節(jié)約了空間的使用,也正是因?yàn)檫\(yùn)用空心樓板,許多大型空間并不需要進(jìn)行吊頂??招臉前逄貏e適用于地下車(chē)庫(kù)、娛樂(lè)場(chǎng)所等建筑物中并且在這些建筑中可以發(fā)揮較大的優(yōu)勢(shì)。

二、現(xiàn)澆砼空心樓板的設(shè)計(jì)原理

現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋主要有兩種形式一種是有梁一種是無(wú)梁的,重量比實(shí)心樓板輕,而且承載能力等同于實(shí)心樓板,既具有安全性,又具有經(jīng)濟(jì)性和美觀性。其設(shè)計(jì)原理依據(jù)是:在鋼筋混凝土構(gòu)件中對(duì)正截面而言,可以把受拉區(qū)混凝土除去一部分,形成T型截面構(gòu)件,這樣可節(jié)約材料和減輕自重。從正截面強(qiáng)度來(lái)看,兩種樓板的承載能力是等同的,基于這一原理,在現(xiàn)澆樓板中安裝內(nèi)壁管形成孔洞,沿布管方向的板的正截面變成了“工”字形截面,垂直于布管方向的板的正截面和“工”型截面的承載能力等量的實(shí)心板是相同的。

三、內(nèi)壁管內(nèi)膜的材料控制

埋置在現(xiàn)澆砼空心樓蓋中用以形成空腔且不取出的筒芯、箱體和筒體、塊體的總稱(chēng),簡(jiǎn)稱(chēng)內(nèi)模。內(nèi)模的長(zhǎng)度一般不超過(guò)1.5米。對(duì)于本工程來(lái)說(shuō),特指薄壁內(nèi)壁管。內(nèi)壁管的質(zhì)量是保證混凝土澆筑后樓板空心率大小和結(jié)構(gòu)受力性能的重要因素。內(nèi)壁管進(jìn)場(chǎng)時(shí),應(yīng)按同一生產(chǎn)廠家、同一材料、同一生產(chǎn)工藝、同一規(guī)格,且連續(xù)進(jìn)場(chǎng)不超過(guò)5000件為一個(gè)檢驗(yàn)批,檢查產(chǎn)品合格證、出廠檢驗(yàn)報(bào)告,同時(shí)監(jiān)理也應(yīng)對(duì)內(nèi)壁管進(jìn)行見(jiàn)證取樣,送具有相應(yīng)檢測(cè)資質(zhì)的檢測(cè)單位進(jìn)行復(fù)檢。對(duì)每個(gè)檢驗(yàn)批內(nèi)模的外觀質(zhì)量應(yīng)全數(shù)目測(cè),并對(duì)其外觀質(zhì)量、尺寸偏差進(jìn)行檢查,符合規(guī)范允許偏差要求的方能使用。

四、施工工序及工序質(zhì)量控制

1.施工工序

支板底模水暖電管盒等定位綁扎板底部鋼筋混凝土底部鋼筋混凝土支設(shè)砂漿墊塊電氣布通線管道安裝樓板內(nèi)壁管內(nèi)壁管的固定抗浮處理綁扎板上部鋼筋混凝土檢查驗(yàn)收混凝土澆筑

2.搭設(shè)腳手架和板底模安裝

搭設(shè)現(xiàn)澆砼空心樓板模板的支架與普通的實(shí)心樓板支架不同,板的跨度、厚度相差較大,僅憑經(jīng)驗(yàn)搭設(shè)會(huì)不安全或造成浪費(fèi),故監(jiān)理應(yīng)要求施工單位相關(guān)技術(shù)人員通過(guò)受力計(jì)算,確定立桿特定距離,并根據(jù)支撐的大橫桿特定距離計(jì)算出木方的斷面。監(jiān)理工程師應(yīng)對(duì)施工單位呈報(bào)的計(jì)算書(shū)進(jìn)行復(fù)核,復(fù)核無(wú)誤方能按照此計(jì)算書(shū)施工。

3.通線管道盒的預(yù)留、預(yù)埋定位

因正常建筑的需求,通線管道盒的預(yù)留、預(yù)埋較多,管線之間的距離比較緊密,特別是穿樓板的上下水管道,一旦埋下就不可以再移動(dòng)位置;電氣管線盒的預(yù)埋應(yīng)盡量減少對(duì)樓蓋斷面的削弱,使通線管道盒盡可能在內(nèi)壁管間肋處預(yù)埋,必要時(shí)可以將內(nèi)壁管斷開(kāi)或?qū)?nèi)壁管鋸開(kāi)好騰出管線的距離。所以,安裝通線管道盒要先在樓板底模上放線定位,然后由施工項(xiàng)目部技術(shù)負(fù)責(zé)人組織土建和水電工長(zhǎng)共同復(fù)查,無(wú)誤后方可進(jìn)行樓板底部鋼筋混凝土的綁扎。

4.綁扎板底部鋼筋混凝土、底部鋼筋混凝土保護(hù)層處置

現(xiàn)澆空心樓蓋板的底部鋼筋混凝土設(shè)計(jì)一般都是雙向鋼筋混凝土。綁扎板底部雙向鋼筋混凝土必須按內(nèi)壁管安裝圖放線后進(jìn)行綁扎。底部雙向鋼筋混凝土綁扎完畢后,請(qǐng)監(jiān)理進(jìn)行底部鋼筋混凝土驗(yàn)收,以免內(nèi)壁管安裝完畢后,底部鋼筋混凝土無(wú)法檢查,并保證每個(gè)內(nèi)壁管在每?jī)蓚€(gè)最底層的鋼筋混凝土之間,同一個(gè)方向中間的正上方安裝。鋼筋混凝土綁扎正確為以后內(nèi)壁管的抗浮處理打下基礎(chǔ)。

砂漿墊塊的安裝特定距離按要求不大于1米,墊塊要堅(jiān)固,保證底部鋼筋混凝土和內(nèi)壁管有足夠的保護(hù)層,確?,F(xiàn)澆空心樓蓋底部混凝土受力的結(jié)構(gòu)安全。

5.電通線管道盒的敷設(shè)

電氣布通線管道盒的敷設(shè)掌握幾個(gè)原則:

(1)參考內(nèi)壁管安裝圖與土建進(jìn)行配合安裝,電通線管道必須橫平豎直。

(2)按照事先的放線進(jìn)行布管。

(3)必須安裝在梁邊、安裝在內(nèi)壁管橫向或者縱向的間隙內(nèi)。

(4)嚴(yán)格禁止穿透內(nèi)壁管來(lái)安裝通線管道。

(5)線盒、水暖穿板管等預(yù)留、預(yù)埋無(wú)法避開(kāi)內(nèi)壁管的時(shí)候應(yīng)采取斷開(kāi)內(nèi)壁管,事后封堵的措施,或采用小尺寸內(nèi)壁管避讓埋件。

6.檢查驗(yàn)收

鋼筋混凝土綁扎完畢由施工方自檢合格后,報(bào)監(jiān)理驗(yàn)收。驗(yàn)收除符合現(xiàn)行的《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》外,還應(yīng)按照《現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》對(duì)內(nèi)模(內(nèi)壁管)、模板進(jìn)行驗(yàn)收。

7.混凝土施工準(zhǔn)備和振搗質(zhì)量控制

混凝土澆筑是一系列工序的最后一個(gè)環(huán)節(jié),特別是振搗的好壞直接影響現(xiàn)澆樓板的受力,所以混凝土施工前后需注意以下幾點(diǎn):

(1)在驗(yàn)收前,應(yīng)將模板內(nèi)的雜物清理干凈。經(jīng)項(xiàng)目技術(shù)部門(mén)預(yù)驗(yàn)收合格后,再請(qǐng)監(jiān)理工程師共同進(jìn)行隱蔽驗(yàn)收。驗(yàn)收后,及時(shí)辦理好簽證手續(xù)。

(2)采用定型馬凳,搭設(shè)施工馬道,防止施工人員行走,隨便踩踏內(nèi)壁管和鋼筋混凝土,同時(shí)也可作為混凝土輸送管的支架。

(3)混凝土振搗宜優(yōu)先選用平板振搗器和小直徑振搗棒。澆筑宜沿著內(nèi)壁管縱軸單向進(jìn)行,不宜沿著垂直內(nèi)壁管方向做多點(diǎn)圍合式澆筑。

五、結(jié)論

現(xiàn)澆混凝土空心樓板技術(shù)克服了傳統(tǒng)預(yù)制混凝土空心樓板整體性差、跨度小、樓板容易出現(xiàn)裂縫、下雨天漏水還有發(fā)霉等諸多不利的現(xiàn)象。由于整體澆筑,無(wú)縫隙,整體性受力相對(duì)其他方式比較好。除此以外,現(xiàn)澆整體空心板技術(shù),施工的步驟比較簡(jiǎn)潔,進(jìn)度比較快,耗時(shí)比較小,對(duì)于“一寸光陰一寸金”的現(xiàn)代社會(huì)這種方法是比較實(shí)用的。隨著社會(huì)的發(fā)展,科技的進(jìn)步,高層建筑、大空間大跨度結(jié)構(gòu)占據(jù)了現(xiàn)代建筑的主流位置,以輕型材料為填充的現(xiàn)澆混凝土空心樓板技術(shù)將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

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第9篇:土木工程新進(jìn)展范文

[關(guān)鍵詞]土遺址保護(hù);錨桿錨固技術(shù);灌漿材料

[中圖分類(lèi)號(hào)]K878 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1005-3115(2012)08-0104-03

土遺址是指主要建筑材料以土為主的古遺址,它屬于不可移動(dòng)文物,如長(zhǎng)城、西夏王陵、交河故城、高昌故城、良渚遺址等。這些土遺址由于長(zhǎng)期遭受自然與人為破壞,大部分瀕臨傾圮倒塌,嚴(yán)重影響遺址的安全。土遺址保護(hù)是世界性難題,到目前為止還沒(méi)有形成一套完整的科學(xué)體系。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,土遺址的保護(hù)越來(lái)越受到人們的普遍重視,人們對(duì)土遺址的認(rèn)識(shí)逐漸加深,研究也在逐步深入。對(duì)土遺址的保護(hù),主要需解決兩個(gè)問(wèn)題:一是表面防風(fēng)化問(wèn)題;二是穩(wěn)定性問(wèn)題。錨桿錨固技術(shù)是加固土遺址的重要方法,可以有效地提高土遺址的穩(wěn)定性。

一、錨固技術(shù)簡(jiǎn)介

錨固技術(shù)是通過(guò)埋設(shè)在巖土體中的錨桿,將結(jié)構(gòu)物與巖土體緊密地連鎖在一起。依賴(lài)錨桿和巖土體的抗剪強(qiáng)度傳遞結(jié)構(gòu)物的拉力,使其巖土體自身的不穩(wěn)定部分得到加固,以保持錨固系統(tǒng)(巖土體、灌漿體、錨桿桿體和這些介質(zhì)之間的界面)的穩(wěn)定。巖土錨固是巖土工程領(lǐng)域的重要分支。在巖土工程中采用錨固技術(shù),能較充分地調(diào)用和提高巖土體的自穩(wěn)能力和自身強(qiáng)度,大大減小結(jié)構(gòu)物體積,減輕結(jié)構(gòu)物自重,顯著節(jié)約施工材料,并有利于施工安全,目前己成為提高巖土工程穩(wěn)定性和解決復(fù)雜的巖土工程問(wèn)題最有效、最經(jīng)濟(jì)的方法之一。

錨固技術(shù)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展,幾乎已經(jīng)應(yīng)用于土木建筑的各個(gè)方面。如邊坡、建筑基坑、隧洞、地下工程、壩體、碼頭、海岸、橋梁、懸索建筑的拉力基礎(chǔ)等加固工程。錨固技術(shù)的各道工序——定位、鉆孔、桿體制作、注漿材料及其工藝、錨桿的張拉及鎖定等都有先進(jìn)、專(zhuān)業(yè)的設(shè)備和操作規(guī)范。根據(jù)工程對(duì)象的工程地質(zhì)條件和工作狀態(tài),可以靈活地選擇、設(shè)計(jì)、采用各類(lèi)錨固技術(shù)。依據(jù)不同功能,錨桿分多種類(lèi)型。按錨固方式(機(jī)理),分為粘結(jié)型錨桿、摩擦型錨桿、端頭錨固型錨桿和混合型錨桿;根據(jù)錨桿作用力形式(范圍),分為端頭錨桿和全長(zhǎng)錨固式錨桿;按是否預(yù)先施加預(yù)應(yīng)力分為預(yù)應(yīng)力錨桿和非預(yù)應(yīng)力錨桿;按錨固體的傳力方式,分為壓力型錨桿、拉力型錨桿和剪力型錨桿;按錨固體的形態(tài),分為圓柱形錨桿、端部擴(kuò)大型錨桿和連續(xù)型錨桿等。

錨固技術(shù)用于文物保護(hù)加固工程始于20世紀(jì)80年代初甘肅麥積山石窟的加固保護(hù)工程,繼而云岡石窟、龍門(mén)石窟、炳靈寺石窟、蓬萊丹崖山、大足石刻等大型石刻造像的保護(hù),相繼采用錨固技術(shù),既起到了有效的加固作用,又符合文物保護(hù)原則的要求,取得了良好的效果。

二、土木工程錨固與文物保護(hù)工程錨固的差異

(一)工程對(duì)象的規(guī)模不同

土木工程錨固的對(duì)象一般是整個(gè)邊坡或巷道或地下工程的整個(gè)工程體,規(guī)模宏大。而文物保護(hù)工程的對(duì)象一般都是石窟崖壁或土遺址墻體某區(qū)段或某區(qū)域的不穩(wěn)定塊體,亦稱(chēng)為危巖體,其規(guī)模小。

(二)錨固體的錨固力不同

土木工程上的錨桿體一般要求達(dá)到幾百?lài)?、上千噸的力;而文物體的工作對(duì)象,一般只要求幾噸、幾十噸的力。

(三)錨桿體的規(guī)模不同

土木工程上的錨桿體鉆孔孔徑大,一般為100~168毫米,長(zhǎng)度幾十米至上百米;而文物保護(hù)工程錨桿體鉆孔孔徑從幾毫米至上百毫米,長(zhǎng)度十幾厘米、幾米至二三十米。

(四)灌漿材料不同

粘接性錨桿在土木工程和文物保護(hù)工程中常用,在土木工程中常用的粘結(jié)劑有合成樹(shù)脂、水泥漿、水泥砂漿等,要求這些灌漿材料有足夠的粘接力;而文物保護(hù)工程中的灌漿材料,尤其是土遺址保護(hù)中的灌漿材料,其粘接力不能太大,現(xiàn)在一般采用粘接力較小的水泥砂漿和PS系列漿液。

由于文物的特殊性,在加固時(shí),要特別注意,防止保護(hù)帶來(lái)的新危害。

三、錨固技術(shù)在土遺址保護(hù)中的研究

土遺址保護(hù)由于土體自身強(qiáng)度不夠,而且加固體積也不是很大,沒(méi)有必要也不能使用大噸位的預(yù)錨技術(shù),采用預(yù)錨技術(shù)可能會(huì)造成土遺址內(nèi)部應(yīng)力過(guò)大,而引起其整體破壞,只需使用全長(zhǎng)粘接式錨桿即可,加強(qiáng)其整體穩(wěn)定性,這樣對(duì)土遺址的擾動(dòng)最小,也能起到明顯的加固效果。錨桿在土遺址保護(hù)中的應(yīng)用主要有兩方面:一是用于拉接新砌土坯和土遺址,對(duì)于有可能失穩(wěn)的掏蝕區(qū),補(bǔ)砌土坯是最有效的保護(hù)方法,為了使土坯和土遺址協(xié)同受力,補(bǔ)砌后砌筑體與文物本體應(yīng)用錨桿連接,連接后的墻體整體性好,有利于提高其抗裂、抗震能力;二是采用錨桿加固可能造成墻體坍塌的墻體裂縫。裂縫發(fā)育能造成墻體坍塌而嚴(yán)重毀壞遺址,因此對(duì)于墻體裂縫,特別是對(duì)可能造成墻體坍塌的裂縫,應(yīng)進(jìn)行加固處理。墻體裂縫加固處理,通常采用錨桿錨固與裂隙灌漿或裂縫充填灌漿相結(jié)合的方法。

(一)土遺址保護(hù)錨固材料

應(yīng)用于土遺址加固的錨桿材料主要有鋼筋、木材、FRP即增強(qiáng)纖維和楠竹。20世紀(jì)90年代開(kāi)始探索利用錨桿加固土遺址的新技術(shù),薄壁鋼管在甘肅安西破城子遺址進(jìn)行了錨固試驗(yàn),但大口徑薄壁鋼管、鋼筋一方面造價(jià)高,另一方面易銹蝕,即耐久性差,經(jīng)若干年后錨固強(qiáng)度大幅度下降,不符合文物保護(hù)加固的原則。根據(jù)實(shí)際調(diào)查,在西北的土遺址中保存有大量的木質(zhì)結(jié)構(gòu),其耐用年限已經(jīng)超過(guò)2000年,仍然能發(fā)揮很好的作用,而晚期的遺址中含有的鐵質(zhì)材料已嚴(yán)重腐蝕,耐久性不如木質(zhì)材料,因此用木錨桿被嘗試用來(lái)進(jìn)行加固工程,常選用當(dāng)?shù)匾子诓少?gòu)的楠竹、白蠟桿。通過(guò)對(duì)夯土加固采用木質(zhì)錨桿的研究試驗(yàn)結(jié)果表明注漿材料與土體及木質(zhì)錨桿均有較好的固結(jié)性,試驗(yàn)表明,木質(zhì)錨桿的單位錨固力可采用 5 千牛/米,單根錨桿的錨固力大于45千牛/米,符合土遺址保護(hù)錨桿的要求。在試驗(yàn)基礎(chǔ)上,敦煌研究院在玉門(mén)關(guān)、西夏王陵、河倉(cāng)城、交河故城隙望臺(tái)加固工程中以木質(zhì)錨桿對(duì)破損墻體進(jìn)行錨固,工程應(yīng)用效果良好。但木質(zhì)錨桿只能對(duì)小體量的墻體進(jìn)行錨固,其長(zhǎng)度不宜超過(guò) 1.5~2米。2005年,在李最雄研究員的主持下,開(kāi)始楠竹加筋錨桿加固土遺址的研究,取得了較好的效果,并且在交河故城保護(hù)中得以應(yīng)用。楠竹加筋復(fù)合錨桿是專(zhuān)門(mén)針對(duì)大體量土遺址加固設(shè)計(jì)的一種新型錨桿,南竹加筋復(fù)合土錨桿直徑大且質(zhì)量小,外部用環(huán)氧樹(shù)脂包裹2~3層玻璃纖維布面,表面粗糙,摩擦力大,錨固力大,適宜松軟土體的錨固。螺紋鋼、南竹用環(huán)氧樹(shù)脂封護(hù)后,有很好的防銹蝕和防腐蝕效果,錨桿的耐久性非常好,符合古代土遺址保護(hù)加固原則。

在高昌故城的保護(hù)中,還采用了一種新型復(fù)合材料錨桿——土工長(zhǎng)絲,桿件以土工長(zhǎng)絲作為增強(qiáng)纖維,采用樹(shù)脂浸裹,而后經(jīng)擠壓成型。桿件表面為擠壓肋紋,桿中纖維的含量一般為70%~80%。它具有很好的強(qiáng)度和耐久性,對(duì)小型土建筑遺址墻體加固而言,土工長(zhǎng)絲錨桿是一類(lèi)優(yōu)良的材料,可以代替鋼筋錨桿。

不管是薄壁鋼管錨桿、楠竹錨桿還是土工長(zhǎng)絲錨桿,目前都只是在西北干旱地區(qū)土遺址保護(hù)當(dāng)中使用,對(duì)中原地區(qū)含水率較高的土遺址,以及南方潮濕地區(qū)的土遺址,目前還沒(méi)有成熟的錨固材料。近年來(lái),復(fù)合纖維增強(qiáng)塑料簡(jiǎn)稱(chēng)FRP材料在巖土工程中有了長(zhǎng)足的發(fā)展,由于其特有的性質(zhì),有可能成為今后土遺址保護(hù)錨固材料的研究方向。

復(fù)合纖維增強(qiáng)塑料錨桿,是由多股纖維(如玻璃纖維、碳纖維、阿拉米德纖維等)采用基底材料(聚酞氨樹(shù)脂、聚乙烯樹(shù)脂或環(huán)氧樹(shù)脂等)膠合后,經(jīng)過(guò)特制的模具擠壓、拉拔成型的。根據(jù)纖維的不同,F(xiàn)RP可分為玻璃纖維增強(qiáng)塑料(Glass FRP)、碳纖維增強(qiáng)塑料(Cabron FRP)、阿拉米德纖維增強(qiáng)塑料(Armadi FRP)。FRP桿材主要采用拉擠壓成形工藝生產(chǎn)制作而成。FRP具有輕質(zhì)、高強(qiáng)(重量約為普通鋼筋的1/5,強(qiáng)度約為普通鋼筋的6倍)、抗腐蝕、低松弛、非磁性、抗疲勞等優(yōu)點(diǎn)。

雖然碳纖維增強(qiáng)塑料錨桿的性能在三種纖維增強(qiáng)塑料筋中最適合土遺址保護(hù)用錨固材料,但其造價(jià)較高,且碳纖維錨桿的研究和制作工藝目前尚不成熟。而玻璃鋼錨桿不管是其研究還是制作工藝,都比較成熟,且其造價(jià)較低,滿(mǎn)足土遺址保護(hù)上大量使用的需求。

(二)土遺址保護(hù)灌漿材料

灌漿材料強(qiáng)度對(duì)錨桿錨固力影響很大,灌漿體強(qiáng)度越大,錨固力就越大,應(yīng)力擴(kuò)散得越慢。古遺址加固采用的灌漿體有環(huán)保、盡量保持遺址原貌的要求,所以灌漿體的選用受到限制,常用的傳統(tǒng)材料如水泥混凝土材料無(wú)法選用。目前土遺址保護(hù)工程中所用的灌漿材料主要有水泥砂漿和PS系列材料。用碳纖維楠竹錨桿加固高昌故城城墻遺址過(guò)程中,采用高強(qiáng)度改性泥漿(土:水泥:粉煤灰70:20:10、5%的膨脹劑,漿體的水灰比為31%);與土工長(zhǎng)絲錨桿配合使用的灌漿材料配比為(采用粉質(zhì)粘土、粉煤灰、水泥)85:10:5配制,采用5%有機(jī)硅改性丙烯酸樹(shù)脂乳液按水灰比0.38~0.45配成泥漿。必要時(shí)粉煤灰比例可以適當(dāng)增大,以增強(qiáng)其流動(dòng)性??紤]到文物的特性,水泥砂漿類(lèi)灌漿材料可在土遺址載體上使用,但不能應(yīng)用于土遺址本體,以免帶來(lái)保護(hù)性的破壞。而PS系列灌漿材料在遺址本體和載體上都可使用,PS系列灌漿材料包括PS-C、PS-F、PS-(F+C)三種,PS是高模數(shù)的硅酸鉀溶液,C是當(dāng)?shù)氐姆弁粒現(xiàn)代表粉煤灰。目前的PS灌漿材料一般使用模數(shù)為3.9,濃度為24%,分別選用粉煤灰和當(dāng)?shù)胤弁?。粉煤灰和?dāng)?shù)胤弁粮靼肱渲茲{液,水灰比控制在 0.55~0.65。

四、錨桿破壞形式研究

(一)錨桿的抗拉承載力不足

1.錨桿被拉斷

錨桿錨固段處在硬質(zhì)巖當(dāng)中時(shí),灌漿體和巖體的粘結(jié)強(qiáng)度以及錨桿和灌漿體之間粘結(jié)強(qiáng)度足夠,且錨固段長(zhǎng)度足夠,主要由錨桿的屈服強(qiáng)度來(lái)決定可以提供錨固力的大小。當(dāng)錨桿所承受拉力超過(guò)鋼筋屈服強(qiáng)度時(shí),錨桿就會(huì)被拉斷。

2.錨桿與錨漿體的結(jié)合面粘結(jié)破壞

錨桿錨固段處在硬質(zhì)巖當(dāng)中時(shí),灌漿體和巖體的粘結(jié)強(qiáng)度可能比錨桿和灌漿體的粘結(jié)強(qiáng)度還要高,當(dāng)錨桿和灌漿體的粘結(jié)強(qiáng)度不足以抵抗外荷載時(shí),錨桿和灌漿體的結(jié)合面就會(huì)發(fā)生粘結(jié)破壞,導(dǎo)致錨桿被拔出。

3.灌漿體和巖土體的結(jié)合面粘結(jié)破壞

錨桿錨固段處在軟質(zhì)巖或者土層中時(shí),灌漿體和土體的粘結(jié)強(qiáng)度可能比錨桿和灌漿體的粘結(jié)強(qiáng)度要低得多,這使灌漿體和巖土體的粘結(jié)強(qiáng)度所能發(fā)揮的摩阻力比錨桿和光漿體的粘結(jié)強(qiáng)度所能發(fā)揮的摩阻力要低,導(dǎo)致破壞首先發(fā)生在灌漿體和巖土體的結(jié)合面,錨桿被拔出。

4.灌漿體的破壞

當(dāng)施加于錨桿上的荷載向灌漿體傳遞時(shí),灌漿體就會(huì)膨脹受壓,進(jìn)一步通過(guò)灌漿體將荷載傳遞到土體上。荷載越大,灌漿體所受到的壓力越大,當(dāng)壓力超過(guò)灌漿體的抗壓強(qiáng)度時(shí),灌漿體就會(huì)被壓碎破壞,導(dǎo)致錨桿錨固失效。

(二)土體內(nèi)部破壞

1.錨固段底端有膨脹體的錨桿內(nèi)部土體的剪切或受壓破壞

當(dāng)錨桿的錨固段底端有膨脹體且錨固段長(zhǎng)度較短受荷相對(duì)較大時(shí),膨脹體所受壓力較大,該處灌漿體和巖土體界面的剪應(yīng)力以及膨脹體對(duì)周?chē)鷰r土體的亞應(yīng)力都較大,和值增大到一定程度時(shí),就有可能導(dǎo)致內(nèi)部巖土體產(chǎn)生受剪破壞或受壓破壞,造成錨桿整體失效。如果錨桿錨固段長(zhǎng)度足夠,一般不會(huì)出現(xiàn)此種破壞形式。

2.群錨效應(yīng)引起的土體破壞

當(dāng)錨桿布置較密時(shí),巖土體受力區(qū)的重疊必然會(huì)引起應(yīng)力和錨桿位移的疊加,就可能造成巖土體的破壞。遺址墻體錨桿加固破壞形式與傳統(tǒng)意義上錨桿破壞不完全相同。遺址墻體加固采用的土工錨桿是土工聚合物的一種,截面較小,內(nèi)部有抗拉能力很高的纖維。外部增加纖維保護(hù)材料,同時(shí)為了增大錨桿與灌漿體之間的粘結(jié)能力,錨桿外部加工有斜向抗滑肋。導(dǎo)致錨桿和灌漿體之間的粘結(jié)力在光面錨桿情況下不易得到保證??够叩脑黾哟蟠蟮奶岣吡斯酀{體和錨桿之間的粘結(jié)能力,使環(huán)保和保持遺址原貌的灌漿材料選用成為可能。錨桿加固主要用于分層、開(kāi)裂墻體之間的連接來(lái)提高墻體整體的穩(wěn)定性。

根據(jù)這一原則可判斷錨桿是否破壞。土遺址加固錨桿破壞可能有如下幾種形式:錨桿與錨漿體的結(jié)合面粘結(jié)破壞;錨桿外層保護(hù)和內(nèi)部纖維粘結(jié)破壞;灌漿體和土體的結(jié)合面粘結(jié)破壞;群錨效應(yīng)引起的土體破壞。

五、當(dāng)前研究存在的問(wèn)題

錨固技術(shù)在土遺址加固保護(hù)中得到廣泛應(yīng)用,取得了不少成果。但由于文物本身破壞的不同和工程技術(shù)條件復(fù)雜多變,而錨桿又深埋在土體中,給錨桿力學(xué)行為及錨固機(jī)理的研究帶來(lái)了很大困難。而且目前各種新型錨桿應(yīng)用在土遺址保護(hù)中沒(méi)有現(xiàn)成的規(guī)范可循,亟需要有一套詳盡的錨桿研究資料來(lái)指導(dǎo)加固設(shè)計(jì)及施工。總之,目前存在的問(wèn)題表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面:

第一,目前對(duì)錨固力的試驗(yàn)研究中,考慮的因素太少。資料顯示,錨固力的大小與錨桿長(zhǎng)度、鉆孔直徑、錨桿直徑、灌漿體強(qiáng)度、桿體表面狀態(tài)和傾斜角度都有關(guān)系,在以往土遺址的錨桿試驗(yàn)中,僅有錨固長(zhǎng)度和灌漿體強(qiáng)度對(duì)錨固力的影響研究,沒(méi)有考慮其他因素。

第二,缺少影響錨固體應(yīng)力分布因素的系統(tǒng)研究。土遺址錨桿的試驗(yàn)大多集中在對(duì)錨桿錨固力的研究上,很少有人關(guān)注在土遺址中錨桿應(yīng)力的分布情況,這對(duì)錨固理論在土遺址抱桿中的應(yīng)用研究造成了很大的障礙。

第三,缺少針對(duì)土遺址錨固系統(tǒng)具體的設(shè)計(jì)施工方法。目前土遺址所采用的錨桿研究主要是單根錨桿的研究,錨固技術(shù)僅作為一種構(gòu)造措施,未對(duì)其提出一種具體的計(jì)算設(shè)計(jì)方法。

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