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工程地質學論文

時間:2022-06-17 23:43:38

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇工程地質學論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

工程地質學論文

第1篇

關鍵詞:工程地質;教學內容;教學方法;土木工程

中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1672-5727(2012)05-0106-02

改革開放三十多年來,各行各業大興土木,城市建設日新月異。要保證項目建設安全,需要對建設場地進行工程地質條件勘察,才能進入設計、施工、建設階段。縱觀世界各國的建筑工程事故,以地基基礎事故為主。地基基礎是建筑物的地下隱蔽工程,費用約占總造價的20%~25%,一旦出現事故不易覺察,修補處理較為困難,所需費用較高。實踐證明,地基基礎問題在相當程度上與工程地質問題相關,是涉及人的生命和財產安全的大問題。而土木工程專業的畢業生大多從事工程設計、施工、監理等工作,也有人進入相關領域從事工程地質勘察設計、規劃和管理工作。可見,具有良好的工程地質知識對他們以后所從事的工作意義重大。

工程地質學課程的特點

工程地質學是研究人類的工程活動與地質環境相互關系的學科。它的任務是為各類工程建筑的規劃、設計、施工提供地質依據,以便從地質條件上保證工程建筑的安全可靠、經濟合理、使用方便、運行順利。為大型項目工程建設提供可行性研究報告,對擬建工程場地進行工程地質條件評價,為地基基礎設計提供合理建議,對于場地存在的地質問題在深入分析的基礎上提出處理措施,為地基加固工程的設計和施工提供依據。同時,還要研究評價由于工程興建引起的環境地質問題,以及可能誘發的地質災害對工程建筑本身及周圍環境的影響、如何及時消除安全隱患等問題。

對于土木工程專業而言,工程地質學是一門專業基礎課程,主要培養學生閱讀地質資料、查明和分析工程地質條件、解決工程地質問題的能力,工程技術人員必須能夠看懂地質資料,必須清楚建設范圍內的地質條件,了解可能出現的地質問題及應該采取的防治措施。只有這樣,才能進行正確的設計和施工,才能有效保證建筑物的安全和穩定。為后續的土力學、基礎工程等專業課程的學習奠定基礎,為以后所從事的工程建設工作提供相關專業知識。課程特點表現為:(1)教學內容多,涉及多個學科。僅就土木工程專業而言,工程地質學講授的主要內容包括礦物與巖石、地質作用和地質年代,地質構造,巖、土體的工程地質性質,地下水,地貌及第四紀松散堆積物,不良地質條件下的工程地質問題,巖體工程穩定性問題,巖土的工程地質分級分類,工程地質勘察等。該課程涉及礦物學、巖石學、構造地質學、土質學、土力學、巖石力學、動力工程地質學、區域工程地質學、工程地質勘察、地基處理等相關內容。(2)概念多,實踐性強。工程地質學涉及許多名詞概念及專業術語,許多理論知識比較抽象,直接理解往往有一些困難,需要通過實驗、實習、實訓的途徑加以解決,表現出較強的實踐性。(3)學時不多。一般土木工程專業只有30~40個課時。由于教學內容豐富、教學難度大,要上好這門課具有挑戰性。

土木工程專業工程地質學教學現狀

重視不夠 工程地質學作為土木工程專業的基礎性學科,學生還沒有感覺到它的重要性,以為不是主要專業課程,在專業中的作用不大,導致學生不具備工程地質方面的專業技能和專業素質,對以后所從事的工作造成不良影響。

部分內容比較枯燥 初次接觸本課程的學生感覺比較陌生,由于工程地質基礎知識理論性較強,概念多,與工程實際聯系較少,學生會感覺乏味,學習興趣降低。

野外地質實習基地缺乏 工程地質學實踐教學包括室內實驗和野外實踐實訓教學。室內實驗涉及土工方面的實驗及各類礦物、巖石標本實驗室、地質構造模型室等,大部分高校都有。一般地質類的工科高校都有野外固定的地質實習基地,而對于大部分土木工程專業的高校來說,野外實習基地相對比較匱乏。由于實踐教學條件不足,使大部分土木工程專業的學生在短時間內具有地質學方面的感性知識往往是很困難的。

綜合利用多種教學

方法和手段提高教學質量

隨著社會的發展和科學技術的不斷進步,多媒體、網絡技術已成為人們日常學習、生活、工作交流的工具之一。傳統的授課方式也在逐漸發生改變,充分利用各種教學資源,采取多種教學方法和手段提高學習興趣和教學質量成為關鍵。筆者通過多年教學實踐總結出以下幾點。

結合專業需要優化教學內容、精選整編教材 首先,應結合土木工程專業方向和專業需要,以及土木工程專業的學生以前從未接觸或很少接觸過工程地質的有關知識的特點,通過本課程的學習,使學生能讀懂地質資料,能夠利用地質資料完成工程項目的設計、施工、監理等工作。教學內容不僅應包括工程地質的基本理論知識,同時要重點突出實踐性教學環節, 要在知識覆蓋面、深度、廣度上下工夫,不斷完善工程地質學的教學內容,保證學生在工程地質學方面的專業素質,構建優良的教學體系結構。任課教師可以根據教學內容設計優選教材。教材是教學的基礎,是教育思想、教學觀念、教學內容、教學方法與手段的載體,是人才培養的依據,只有使用高質量的教材才能培養出高素質的人才。由于工程地質學教材很多,且各有特點,從中選出適合土木工程專業的理想教材至關重要。一本好的工程地質學教材,不僅要涵蓋工程地質領域的基礎知識,還要通俗易懂、重點突出,將整個工程地質領域眾多基本理論和方法濃縮成系統性和專業性兼顧的知識體系。由于土木工程專業教學計劃的限制,適合自身專業特色的工程地質學教材不多,因此,授課內容不能僅僅局限于教材。優化教學的方法是在查閱大量參考文獻基礎上,對教材內容進行重新組織、加工精練、補充提高,及時汲取最新的研究成果和工程實例,加入工程地質勘察新技術、新規范,積極整合優秀教改成果,做到理論知識恰如其分地與具體工程實際緊密結合,使學生不出課堂就能夠把主要知識點與實際工程無縫對接,在有限的時間內獲取盡可能多的知識。堅持以提高學生整體素質為基礎,以培養學生綜合能力,特別是創新能力和實踐能力為主線,對教學內容進行整合。

合理運用現代多媒體、網絡技術提高教學效果 應用多媒體技術可以大大提高學生的學習興趣與效率,增加信息量。比如,在講“礦物與巖石”這一章節時,若僅采用傳統板書教學,很難講清楚,而且學生也難以理解、想象出各種礦物與巖石的特征,而利用多媒體將常見的礦物和巖石的真實圖片放在大屏幕上講解后,再進行室內實習,學生很容易就能識別出常見礦物與巖石標本。同理,把地質圖的閱讀、地質災害的形成、預防與處理、地形地貌、地質構造、常見工程事故及處理措施、工程地質現場勘察技術等內容采用圖片、聲音、動畫、文字、錄像的形式展現出來,可使學生有身臨其境的感覺。可見多媒體教學不僅可以擴大課堂教學的信息量,而且還能增強教學的直觀性、主動性,提高教學質量。應構建課程教學網站,將教學內容、教學大綱、教學方法、教學課件、錄像、實綱、作業練習、在線測試、交流、答疑等掛在校園網上供學生隨時查閱,為學生提供一個交互、開放式的理論與實踐結合的教學環境。同時,也為學生自主學習提供良好的教學平臺,彌補課堂教學課時少的缺點。

將理論教學與案例教學相結合 單純理論教學不能充分調動學生學習的積極性,因為聽課時間稍長,學生就容易疲憊,導致精神不集中。只有理論與案例教學結合,才能調動學生思維能動性,使學生在不知不覺中由傳統教學中的被動接受知識變為積極運用知識,有效提高學生的理論水平和實踐能力。將理論知識實踐化,其捷徑是采用工程實例分析,即案例教學。在教學中有針對性地運用適宜的工程實例資料,通過學生的獨立思考與集體協作,對具體實例進行分析、研究和討論。案例教學具有參與性、啟發性和時效性的特點。如對于常見的地震等地質災害,先采用多媒體課件講授地震等地質災害的成因、發生、發展以及結果和危害等,再通過如“5.12汶川地震”等地質災害進行案例教學,學生會對授課內容產生強烈的共鳴,并在短時間內銘記于心。

創建完善的教學實習基地,加強實踐性教學環節 工程地質學是一門實踐性比較強的課程,實踐性教學環節是該課程的重要組成部分,良好的實習條件是教學質量的重要保證。實踐教學的基本任務就是讓學生親自接觸各種真實的地質現象及工程地質問題,并利用已學到的理論知識來考察、辨析它們,進而加深對課堂教學內容的理解。可根據實綱要求,安排校內實驗與野外實習。校內實驗主要包括實驗室礦物與巖石標本觀察和地質圖的閱讀等,是為了培養學生對常見礦物和巖石的識別能力,訓練學生地質圖的讀圖能力。實驗內容為:觀察標本、鑒別區分常見的造巖礦物與常見三大類巖石(巖漿巖、沉積巖和變質巖);通過閱讀地質圖,要求學生講述圖上所表示的地形、地貌、地質構造、地層巖性及其產狀、接觸關系等。每次實驗前根據實綱要求,教師制定實習任務,讓學生做預習,設計實驗方案。實習時以教師現場指導、教學示范、學生自主探究方式進行。比如,對礦物、巖石的鑒定及描述等方面,通過實物介紹、實習操作示范等,使學生在短時間掌握要領,順利完成實習任務。野外實習也是必不可少的教學環節。野外實習的內容主要是進行各種地質構造的野外觀察、地質繪圖、工程地質勘察,地質資料的現場記錄整理等。教師在野外現場對實習內容要點反復講解,示范操作要領、步驟;要求學生必須做到勤思考、勤動手、勤問、勤記錄,即勤于動手考察地質現象、勤于思考產生這種地質現象的內外因素、勤于對某些問題進行較深入探索和研究。通過野外實踐環節鍛煉學生對自然地質現象的觀察識別、動手能力、分析問題和解決問題的能力以及對原始數據資料的收集和編錄的能力,能夠讓學生懂得野外地質工作的基本方法,在加深理解的基礎上學會分析土木工程與地質的密切關系,熟悉土木工程建設中常見的地質問題及處理方法,及時消化和鞏固所學的基本理論知識。此外,走出校門進行野外地質實習,還可以培養土木工程專業學生吃苦耐勞、遵守紀律、團結協作等優良品質,有利于增強學生體魄和意志力。

改變現有成績考核辦法 工程地質成績分為兩個部分,即理論教學與實習、實訓成績。理論教學成績考核應多方面考核評定學生成績。其中,考試成績占60%(理論知識的考核應結合工程地質學課本,以閉卷的形式考核基本知識、基本理論,要求學生在規定的時間內完成);平時成績占40%,其中,課堂教學成績考核占平時成績的15%(主要考查上課表現);課后作業及論文等占平時成績的25%。這種考核方式注重學習過程的考核,可避免學生考前突擊記憶,考完后很快忘記的弊端,提高學習效果。在實習成績考核中,實習紀律占20%(考察學生實習是否缺席、遲到、早退等),集中實習占60%(其中原始記錄及實習表現占20%,實習報告占40%),同學之間相互考評成績占20%。這種考核方式有利于對實習全過程進行考評,促進學生的學習積極性。

多年來的教學實踐證明,在教學過程中不斷完善教學內容,改進教學方法與手段,充分利用現代科技成果服務于教學,針對專業需要進行課程教學設計,堅持理論聯系實際,加強實踐性教學環節,改革考核辦法有利于增強學生學習的興趣,有利于培養學生的動手能力和工程地質方面,專業素質,為土木工程專業學生從事工程建設工作奠定良好的基礎。

參考文獻:

[1]孫家齊,陳新民.工程地質[M].武漢:武漢理工大學出版社,2007.

[2]白明洲,王勐,劉瑩,鞏慧.工程地質課程教學改革[J].高等建筑教育,2006,(2).

[3]劉起霞,鄒劍峰.工程地質學中的虛擬現實技術[J].中國地質教育,2006,(2).

第2篇

基金項目:教育部新世紀優秀人才支持計劃項目(ncet-11- 0406)

作者簡介:榮冠( 1971- ),男,武漢大學水利水電學院副教授,博士,主要從事巖體穩定性研究及工程地質教學工作,(e-mail)rg_mail@163.com。

摘要:工程地質是水利類本科生的一門重要專業基礎課,課程教學內容和環節豐富,難點較多,實踐性強。如何在課堂教學和野外實踐教學中有效提高教學質量是一個值得探討的問題。文章詳細分析了水利工程課程中的難點及教學中存在的問題,從課堂教學、實踐教學、英文教學及課程考核等方面全面介紹了課程教學經驗及改革探索。提出課堂教學應注重理論緊密聯系工程實際,實踐教學應注重培養學生動手技能和發現、分析、解決工程地質問題的能力,開展英文教學是培養國際人才的必然趨勢,考核機制應全面反映學生的綜合能力等觀點。

關鍵詞:工程地質; 水利專業; 教學研究; 理論教學; 實踐教學

中圖分類號:tv135;g642421文獻標志碼:a文章編號:10052909(2013)05011007工程地質是研究工程建設活動與自然地質環境相互作用和相互影響的一門地質科學,是以地學學科的理論為基礎,應用數學與力學理論和工程技術及方法解決與工程規劃、設計、施工和運營有關的地質問題[1]。工程地質課程是水利類本科專業的一門重要專業基礎課程。水利水電工程建設是人類在認識自然的基礎上改造自然并為經濟建設服務的活動,進行水利水電工程建設首先必須了解自然環境和工程條件,而環境地質條件是與水利水電工程關系最密切、最重要的自然條件。

當前,中國工科高等教育人才培養主要目標是:培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才[2]。工程地質課程作為水利類專業中一門實踐性強的課程在凸顯人才培養目標方面,更加突出工程地質理論和實踐教學的必要性與重要意義[3-4]。

工程地質課程的教學分為課堂理論教學部分與野外地質實習部分。課堂理論部分主要講授礦物巖石、地質構造、地質作用、地下水、巖體工程特性,邊坡、壩基、洞室圍壓穩定性評價,工程地質勘察等知識。野外地質實習部分主要進行巖石及地質構造認識,風化、卸荷及河流地質作用研究,地下水及其作用研究,水利樞紐工程地質條件與問題分析評價等。

由于工程地質課程涉及的相關課程較多(礦物學、巖石學、構造地質學、地史學、地貌學、水文地質學、材料力學、巖石力學、土力學等),且這些課程多為地質專業課程。同時,工程地質課程實踐性很強,但學生又缺乏實踐經驗和實踐機會。因此,在有限的理論教學和實踐教學時間內,如何合理安排教學環節,使學生扎實掌握工程地質相關概念及基本原理,并使學生初步具備分析工程地質條件及解決工程地質問題的能力,是一個很值得探討的問題。根據筆者多年從事工程地質教學的經驗,針對水利類本科專業工程地質教學,首先介紹學校工程地質課程的設置,然后分析課程教學的重點及難點,再從課堂教學、實踐教學、英文教學、考核方式4個部分探討理論與實踐教學的改革思路,以期在提高教學效果、培養學生分析工程地質條件和解決工程地質問題能力方面有所收獲。

一、水利類工程地質課程介紹

(一)水利工程地質課程設置

武漢大學水利水電學院最早可追溯至1928年創建的國立武漢大學工學院土木系水利組,學院現已成為國內水利水電高級人才培養的搖籃和科學研究的重要基地。一直以來,工程地質課程為水利各專業(農田水利、水電工程、河流泥沙、水文水資源)的重要專業基礎課程。工程地質課一般在第五學期或第六學期開設,包括48 學時課堂教學和1 周的野外實習。課堂教材主要使用天津大學主編的《水利工程地質》(第四版)[1],實驗及野外實習采用武漢大學編寫出版的實習教材[5]。

(二)水利工程地質課程內容

水利工程地質主要是研究水利水電工程建設中的工程地質問題。主要內容包括巖石及其工程性質,地質構造及區域穩定性,地表水流的地質作用及河谷地貌,地下水、巖溶及庫壩區滲漏地質條件分析,巖體工程特性,壩基、邊坡及洞室圍巖穩定性分析,水利水電工程地質勘察等。

高等建筑教育2013年第22卷第5期

榮冠,等水利類專業工程地質課程教學研究與改革探索

課程的教學分為課堂教學與實踐教

兩部分。課堂教學主要講授地質學基礎知識和水利三大類巖體(邊坡、壩基及洞室圍巖)穩定性分析基本理論。通過課堂教學力求使學生掌握工程地質學基本概念、工程地質分析基本原理和巖體穩定性評價基本方法。實踐教學通過野外現場典型巖體、地質構造、地質作用等的直接觀察和分析來增強感性認識、理解并深化工程地質理論知識,使學生初步具備分析工程地質條件和解決工程地質問題的能力。水利類工程地質課程教學基本內容可總結為地質學基礎知識和巖體穩定性分析兩方面,核心主線則是工程地質條件及工程地質問題的分析研究。課程室內外教學均是圍繞該主線開展的。

二、水利工程地質課程中的難點及問題

(一)工程地質相關概念不易理解和掌握

對于水利專業的學生來說,工程地質課是他們第一次接觸地質學知識。多數學生,尤其是來自平原地區的學生,缺少對地質現象的感性認識,這使他們更不易理解相關地質現象和地質作用。水利工程地質課程的開始部分主要講述地質學基本概念,包括礦物和巖石的成因、成分及分類,內外力地質作用概念,產狀、節理、斷層、褶皺等地質構造,地層地史,地質圖分析,區域穩定等。這些內容涉及礦物學、巖石學、地層古生物學、構造地質學等知識。這些概念和相關課程知識對于初學者來說完全是陌生的。例如:在分析沉積巖的石英砂巖與變質巖的石英巖區別時,一般學生很難從沉積作用和變質作用的成因角度深刻理解其礦物結晶程度、顆粒大小、礦物純度、孔隙率等方面的差異。在現場分析褶皺構造時,不少學生容易把現代地形與褶皺形態混為一談。實際上起伏的山脊為背斜,剝蝕的山谷為向斜往往是不對的,反過來,背斜核部易形成河谷低地,向斜核部則可能形成山脊。準確定位褶皺應根據現場垂直巖層走向觀察結果,若有巖層按新老次序有規律地對稱出現時,則可肯定有褶皺。然后根據巖層新老組合關系的分析確定褶皺的基本類型(背斜或向斜),進一步依據兩翼巖層產狀、軸面產狀以及地層層序判斷褶皺的剖面類型和平面類型。但現場地層及其年代的劃分,對于水利專業初學者而言是難以掌握的,況且巖層的產狀及地層的劃分往往又具有隱蔽性,因此,地質學基礎概念往往是水利工程地質課程開始階段學習的難點。(二)工程地質條件難以全面和深刻理解

工程地質條件指的是與工程建設有關的地質因素的綜合,是自然歷史發展演變的產物。對大型水利工程而言主要包括地形地貌、地層巖性、地質構造、水文地質條件、物理地質現象(滑坡、崩塌、泥石流、風化、卸荷、侵蝕、巖溶、地震等)及天然建筑材料等6個方面。工程地質條件直接影響工程建筑物的安全、經濟和運營管理。興建大型水利水電工程,首先都要查明樞紐及庫區的工程地質條件。不同地區的地質環境差異及水工建筑物類型的不同,對水利工程的影響也不同。教學中發現,學生對工程地質條件的復雜性認識不足,難以全面理解工程地質條件的內涵,這樣自然導致對工程地質問題的把握不準。例如:西南水電工程主要集中在川、藏、滇、青等省區河流的深切河谷地區。該區域的自然地質環境十分復雜,相應地在此建高壩大庫的工程地質條件也十分復雜。深切河谷往往首選高拱壩方案,此時地形地貌就是關鍵的地質條件,將直接影響工程高邊坡的穩定與安全,同時影響并制約水工建筑物的布置、施工安排等。在西南深切河谷且為深覆蓋層壩區,從壩基防滲及擋水建筑物安全的角度考慮多采用當地材料壩型,壩體防滲多為混凝土面板而非粘土心墻方案,這主要就是從天然建筑材料經濟合理的角度考慮。

(三)對工程地質問題缺乏認識和實踐經驗

工程地質問題指的是工程地質條件與工程建筑物之間存在的矛盾或問題。對大型水利工程而言主要包括壩基和壩肩抗滑穩定問題,壩基滲漏和滲透穩定問題,邊坡穩定性問題,地下洞室圍巖穩定性問題,水庫滲漏、水庫淤積、庫周浸沒、庫岸再造,水庫誘發地震等問題。工程地質學簡單說就是分析工程地質條件,解決工程地質問題。因此,工程地質問題是課程的最終落腳點。不同水工建筑物由于對場地條件要求存在差別,其相應的工程地質問題也存在差異。實際工程中,全面揭示工程地質問題是有難度的,尤其是深層隱伏的地質問題,更是從淺表很難觀察確認。目前對水利專業,工程地質課程一般在水工建筑物等專業課之前開設,許多學生對水工建筑物知之甚少,對水工建筑及樞

紐區可能會出現哪些地質問題更是難知一二。

例如:對水利工程三大壩型工程地質問題的分析。土石壩主要由粘土、碎石、塊石等散體堆積而成,壩體允許產生較大的變形,它對壩基工程地質的要求較低,可以在軟基和工程地質條件復雜的壩基上興建。由于壩基河床地質條件多變,易出現過大沉降引起壩體裂縫、壩基滲漏和滲透變形問題,以及粉細沙層震動液化等問題。重力壩主要依靠壩身自重與地基間摩阻力來保持穩定。重力壩對壩基要求高,一般要求修在弱風化下部的巖基上。該類壩型最主要的問題就是過大變形或不均勻變形導致壩體裂開,軟弱結構面組合形成深層滑移塊體。拱壩主要通過拱作用傳遞荷載到壩肩,所以拱壩對兩岸巖體的要求較高,而對河床壩基巖體要求相對要低。兩岸拱座巖體應新鮮完整、無大斷層,狹窄對稱的“v”字形河谷是首選地形條件。此時應特別關注順河向軟弱結構面切割形成的滑移塊體。由于學生在這一階段對水工建筑物不熟悉,同時缺乏對三大壩型的現場感性認識,導致他們較難在合理評價相應工程地質條件的基礎上深入分析潛在的工程地質問題。

(四)工程地質分析方法不易理解和熟練運用

由于工程巖體結構特征及力學特性的復雜性和不確定性,針對巖體變形與穩定性的工程地質分析方法主要是定性與定量結合,總體上是半經驗半理論性的。針對實際工程,在較大程度上是以現場經驗為前提,然后通過工程地質定性分析結合定量計算綜合確定。工程地質的分析方法主要有工程地質類比法、圖表法、室內外實驗方法、力學模型定量計算法等。各方法都有一定條件和適用范圍,即存在各自的優缺點。實際應用中宜將幾種方法結合,互相補充。針對不同的工程地質問題,剛學習課程的學生對怎樣合理選擇分析方法缺乏經驗,熟練掌握困難更大。

現以巖質高邊坡穩定性評價為例,簡要討論工程邊坡穩定性評價的基本思路。總體上邊坡穩定性的影響因素包括地形地貌、巖體結構、地質構造、風化卸荷、水的作用、地震及構造運動和人類工程活動等。首先從經驗上判斷其穩定性主要從坡形坡高、巖體強度、坡體結構等直觀判斷,此時工程地質定性方法(如赤平投影)就是較好的方法。對于邊坡淺表的變形及破壞情況,則主要考慮巖體的風化和卸荷程度,及其卸荷裂隙等的組合情況。對于邊坡的整體及長期穩定性,則需通過詳細的地質勘探,確定潛在的破壞模式和滑移邊界,采用如三維極限平衡方法、有限元應力應變方法等計算其變形和穩定性。邊坡變形模式及邊界、結構面和巖體力學參數的確定是關鍵,同時還應合理考慮地下水及地震等因素的影響。所以對巖石邊坡采用工程地質方法合理評價其穩定性是一項較復雜的工作,對于初學者來說是不易全面和熟練掌握的。

(五)工程地質實習和工程實踐時間不足

工程地質教學來源于實踐并回歸于實踐,其最鮮明的特點就是實踐性強。教學實習和工程實踐是鞏固和加深地質理論知識的有效途徑,是理論聯系實際培養學生掌握科學方法和獨立能力的重要渠道。地質實踐教學的任務主要是讓學生親自接觸各種真實的地質現象及工程問題,用已學到的理論知識觀察分析現象,提出解決問題的方法與措施。例如:斷層是工程地質學中的基本概念,但學生要理解斷層的規模與工程特性、現場鑒別方法及其對工程的影響是較困難的。通過現場露頭可以較直觀地了解斷層的三種形態類型及其基本特征,對較大規模的斷層可引導學生從地形地貌不協調、地層的重復或缺失、伴生構造及構造巖、地表地下水的異常分布等方面來認識。在此基礎上分析斷層的級別、特征及其對工程的影響學生就容易理解和熟悉,然而由于教學時間及經費的限制,學生在實習和實踐方面的機會相對較少。在有限的實習和實踐時間內,如何合理安排教學實習路線及教學內容,讓學生能夠較好地掌握基本概念和原理,并初步具備分析和解決問題的能力,是目前水利工程地質實踐教學中的一大難題。

三、水利工程地質課程改革探索

(一)課堂教學改革 1.突出重點分解難點

由于水利工程地質課程涉及較多概念和方法,同時關聯較多課程,是一門綜合性很強的課程。由于教學課時有限,要將所有內容都面面俱到地深入講解,顯然是不可取的。這就要求在講授時有的放矢,合理安排教學內容,做到突出重點、解剖難點,始終把握地質學基本概念和巖體穩定評價兩個主要內容,抓住工程地質條

和工程地質問題兩條主線。這樣可以使學生從較多的概念和方法中理清思路,把握課程主體框架。例如:在地質構造部分,閱讀和分析平面地質圖是重點,同時也是難點。平面地質圖的閱讀要求熟悉地層年代、產狀、褶皺、斷裂、地史等理論知識,同時需要結合具體工程分析不利條件及可能存在的問題。為此需要結合教學圖件,詳細分析褶皺、斷裂等存在的依據,并討論作為壩基或洞室的地質條件可能存在的不良地質問題。這樣學生才能較快掌握地質圖的分析方法及工程應用。

2. 理論聯系實際

工程地質學的理論性較強,各種概念及分析方法較多。這些內容均源于地質作用和工程實踐,在講授課程時如只照本宣科,學生很難對一些抽象的概念及方法感興趣,這樣教與學的效果均較差。在教學過程中注重理論聯系實際將是提高教學效果、提高學生學習興趣的最好手段。例如:在講授巖石和地質構造內容之后,學生對三大類巖石的特性及現場鑒別、具體的斷層和褶皺構造的理解和分析仍是模糊的。筆者則以珞珈山為例,該地質體即為學生大學生活的環境,引導學生探尋珞珈山的巖石類型,以及是否存在斷裂和褶皺。幾乎所有學生都對此感興趣,并樂于了解校園的地質情況。由此對珞珈山地層巖性進行介紹,在此基礎上分析褶皺、逆斷層及平移斷層分布等。學生驚嘆常在身邊出露的巖石就是典型的石英砂巖,而校園內的櫻花大道竟是一條逆斷層。通過這個實例很好地將基本地質概念與周邊的實際環境聯系起來。

3. 傳統與現代教學結合

水利工程地質課程內容較多、實踐性強,而且課時有限,因此要求將傳統教學與現代教學相結合,這樣可以很好地發揮各自的優勢。重要的概念及分析方法以黑板演繹并詳細講解,使學生的注意力集中,有利于學生對重點難點內容的深入理解和掌握。例如:在介紹層狀巖層產狀時,宜采用教學圖件分步講解,使學生切實理解走向、傾向、傾角的真實含義及實際意義。在講解赤平投影原理時,則需按投影方法介紹點、線、面等的投影過程,使學生理解空間點、線、面與赤道平面投影的關系,這樣結構面的空間產狀與赤平投影圖間的關系也就清楚了,后續運用其分析邊坡穩定性也就簡單易懂。水利工程地質課程涉及許多地質作用、地質現象及工程實例。此時多媒體演示則顯示其優勢,多媒體課件可提供大量信息,形象生動地展現自然現象及復雜事物,其效果是口頭表達難以達到的,同時也可提高學生學習興趣,節省講解時間。課余時間鼓勵學生通過國內外各種網絡資源(特別是高校工程地質課教學資源)了解和學習相關工程地質知識,也可以用即時通訊方式解答學生的不同問題,利用現代網絡資源最大限度地開展教學互動,讓學生扎扎實實學好工程地質課程。

(二)實踐教學改革

實踐教學環節是保證和檢驗水利工程地質課程教學效果和質量的關鍵。要真正熟悉和掌握水利工程地質的知識及方法,各種不同類型的實習實踐教學是必不可少的。以下從室內實驗、校內現場教學及水利樞紐地質實習3個環節來介紹實踐教學。

1.強化室內實驗教學

武漢大學水利水電學院較早建成工程地質實驗室。實驗室主要有各種礦物、三大類巖石、古生物化石、構造模型、典型水利樞紐巖石、各種地質圖件及影像資料。同時還配有偏光顯微鏡、gps 、電子羅盤、gis等設備和工具軟件。目前實驗室可以滿足水利類專業本科教學要求。室內實驗教學主要安排造巖礦物、巖漿巖、沉積巖及變質巖的認識。同時還講授地質圖閱讀、羅盤及gps使用等教學內容。

以三大巖石的認識為例,這對于學生來說是難點,僅通過課堂講解學生很難掌握巖石的特征和鑒別方法。在課堂講授造巖礦物及三大巖類后,需要進行三大巖類認識的室內實驗教學:學生按5人一組進行分組,每組學生提供三大類巖石標本各一盒。教師先復習巖石的成因、礦物組成、結構構造及分類等,然后以3種典型巖石為例分析礦物及結構特征,再分析其成因和類別。在此基礎上讓學生仔細觀察各種巖石標本,由各組學生相互討論以尋找鑒定礦物和巖石的規律和技巧。對學生的具體問題教師現場答疑,對相似礦物的鑒別、結構的理解等共性問題由教師總結分析。通過室內實驗課教學環節基本可以使學生掌握常見巖石特征和鑒別方法,對后續現場實習具有重要意義。

2. 重視校內現場教學

武漢大學地處東湖之濱,校園內有珞珈山和獅子山,存在不少良

好的地質露頭、各類地質構造較豐富。為配合基本地質理論知識講授,筆者充分利用武漢大學校園內的珞珈山地區進行現場教學。該地區發育有志留系、泥盆系、石炭系、二疊系及第四系等沉積巖,地層呈有規律的東西向條帶狀分布,呈現節理、斷層、褶皺等地質構造。武漢大學水利水電學院從20世紀50年代開始,在珞珈山地區安排校內地質現場教學,實習路線從北向南橫跨珞珈山,要求學生現場觀察珞珈山地區巖石巖性、產狀、風化、卸荷、隱伏巖溶、地下水露頭、節理、斷層、褶皺等現象。通過現場地質調查,學生可以理解地層劃分及年代概念,熟悉產狀的概念及測量方法,節理、斷層及褶皺的鑒別和分析方法,最后獨立完成簡要的珞珈山地質調查報告。通過該單元的校內現場地質教學,可以進一步深化學生對基礎地質概念和理論理解,培養學生獨立分析和解決問題的能力。

3. 完善野外地質實習

(1) 水利樞紐地質實習目的與安排。工程地質野外教學實習是課程教學實踐的最重要環節,目的在于鞏固課堂所學的理論知識,使理論與實踐緊密結合。通過對水利樞紐區地層、巖性、地質構造、地下水及外動力地質作用等的調查研究,使學生初步掌握野外地質工作的一般方法,了解水利樞紐工程地質條件及主要工程地質問題,熟悉地質報告編寫及地質圖件繪制的方法。實習教學包括路線教學、專題調研、現場討論、內業整理等環節。通過現場調查、專題問題討論、面試考查、實習報告編寫等過程,培養學生野外地質工作能力和分析解決工程地質問題的能力。 (2) 野外實習區域及路線的選擇。良好的實習區域與路線是滿足工程地質野外實踐教學要求的基礎。實習區域應選擇巖石類型及地層較豐富,河流地貌及水文地質現象發育良好,具備地質構造發育和風化、卸荷及邊坡變形等外動力地質作用發育的地帶。同時應具備典型的水利樞紐工程以便進行水利水電專業工程問題的分析討論。在此基礎上根據地層巖性及地質構造、河流地貌與地下水、邊坡變形及穩定性分析、水利樞紐地質條件及工程問題等選擇4~5條典型路線作為教學單元。路線選擇注意地質現象的典型性及易識別性等特點,同時注意地質現象與工程實踐的密切聯系。

以武漢大學為例,從20世紀50年代開始,陸續建立了陸水實習基地、丹江口實習基地、韶山灌區實習基地等。2010年三峽工程建成后,又建立了湖北秭歸三峽庫區實習基地,選擇茅坪至鏈子崖(郭家壩)、高家溪、泗溪、副壩大壩及永船等線路進行教學。三峽庫區具有大量典型意義的地質露頭,同時能夠結合具體的水利工程建筑物(如大壩、副壩、高邊坡等)進行工程地質條件與問題的分析。主要路線地層出露及地質構造較為齊全,風化、卸荷等動力地質作用和河流地質作用,以及地下水、巖溶等地質現象均有出露,能夠滿足水利類專業野外工程地質實習的要求。

(3) 野外實習環節及質量控制。整個實習期間每個教學單元要求有明確的教學內容。總體上要求完成:①典型剖面地層野外觀察和描述,包括巖性、接觸關系、產狀及測量、巖漿巖和沉積巖及變質巖小構造觀察、風化作用、地形圖的使用等。②河流地貌及水文地質調查,包括河流侵蝕、堆積,河床、河漫灘及階地觀察,河谷邊坡卸荷及變形,潛水露頭,巖溶水,巖溶地貌等。③邊坡變形及穩定性分析,包括典型卸荷拉裂體、崩塌體、滑坡體的現場調查,變形及破壞特征,邊界條件,穩定性影響因素及評價,變形破壞成因,工程防護及治理方案等。④水利樞紐教學單元,主要側重水利樞紐主要建筑物的組成及功能,大壩、副壩、高邊坡、水工隧洞等主要工程地質問題分析。⑤資料整理及報告編寫,主要是對現場觀察的內容進行分析整理,按要求編寫實習報告。

野外地質實習以小組為單位進行,實習過程要求分工明確、團結合作,現場特別強調紀律和安全。實習成績評定綜合考慮思想表現、組織紀律、操作技能、野外紀錄、面試討論及實習報告等。

(三) 英文教學探索

1. 工程地質英文教學意義

英語教學或中英文雙語教學是目前本科教學改革的重要內容。基于高等學校培養具有國際視野和國際競爭力、面向未來的新型高素質人才的要求,高校對主要課程實行英文教學十分必要[6]。隨著中國基礎建設及能源等領域大規模工程的開展,在相應學科進行學術和業務交流已是基本要求。水利行業早已走出國門,承接或合作國際科研和工程項目。這就

求學生不僅有較高專業造詣,而且需要具備較好的英文文獻閱讀能力、語言表達和交流能力。

2. 工程地質課程英文教學實施

(1) 選定英文教材。工程地質英語教學,首先應選擇合適的英文原版教材。國外出版的工程地質書籍較多,但適合國內水利專業使用的工程地質英文教材較少。這主要是國外很少有專門針對水利類的工程地質教材,多數教材是針對工程地質專業編寫的。考慮到初學及課時情況,筆者建議采用tony waltham編著的《foundations of engineering geology》 (third edition)[7],這本教材包括巖石、地質構造、物理地質作用、地下水、巖土力學特性、邊坡、隧洞及采空區等,內容簡潔,通俗易懂。其次,推薦f. g. bell編著的《engineering geology》(second edition)[8]作為主要參考書。這本教材內容較全面,包括巖石、地質構造、物理地質作用、地下水、巖土工程特性、地質勘查及洞室、邊坡、壩基等內容。在工程地質英文教學過程,建議學生使用網絡資源,國外知名大學有不少工程地質課程資料[9]可供參考,同時從《engineering geology》和《rock mechanics and rock engineering》等國際學術刊物學習有關論文及知識。由于專業需要,學生還需使用中文版的水利工程地質教材作為對照讀物。

(2) 英文課件及教學。英語課堂教學主要采用多媒體方式,可提高講授速度和效率。在制作英文教學ppt時,應盡量簡潔明了、圖文結合,英文一定要規范。對一些專業性強的知識(如專業術語)可適當加中文注釋。授課語言主要為英語,對不易理解的內容可用中文解釋。為了保證教學效率,要求學生課前進行適當預習。課堂上采取師生互動形式,提高學生英語表達能力。平時作業、小測驗及期末考核均要求采用英文進行。授課教師自身英文必須熟練,首先是專業概念及術語的準確表達,其次是發音的準確。

(四) 課程考核方式

為更好開展工程地質教學工作,其中一個重要環節是課程考核。課程考核目的是考察學生掌握知識的情況及分析問題的能力,科學有效的考核方式可以充分發揮學生的主動性和能動性,從而提高教學效果和質量。目前水利工程地質課程包括室內教學和野外實習兩個部分,一般是獨立考核。其中室內教學部分主要考察地質基本知識及水利工程相關巖體穩定性評價方法的掌握情況,成績主要由平時作業、課堂小測驗、專題討論及期末閉卷考試組成,要求學生以掌握地質知識和工程問題分析方法為主,鼓勵平時交流討論,避免考試突擊的學習方式。野外實習考核主要考察學生基本技能的掌握情況,側重考核問題的分析理解能力,從現場主動性、操作技能、綜合分析、面試討論、實習報告及組織紀律等方面綜合評定。

文章總結筆者多年教學實踐經驗及課程改革探索供高校同行參考,以期在提高水利工程地質教學質量,提高學生學習積極性和培養學生創新能力方面發揮積極作用。

參考文獻:

[1]崔冠英, 朱濟祥. 水利工程地質[m]. 4版. 北京: 中國水利水電出版社, 2008[2]中華人民共和國教育部. 關于實施卓越工程師教育培養計劃的若干意見(教高[2011]1號) [eb/ol].(2011-01-08).

[3]王哲, 陳東瑞, 張勇. 土木工程專業工程地質課程實踐教學方法探討[j]. 高等建筑教育, 2010,19(4): 125-127.

[4]程建軍, 王海娟. 水利類本科專業工程地質課程教學探索[j]. 高等建筑教育, 2012, 21(3): 98-100.

[5]楊連生, 王濤, 李宏明. 水利水電工程地質實習指導書[m]. 北京: 中國水利水電出版社, 2008.

[6]黃雨, 卞國強, 葉為民. 土木工程專業工程地質學雙語教學改革探討[j]. 高等建筑教育, 2009, 18(2): 97-101.

[7]tony waltham. foundations of engineering geology[m]. third edition, spon press, 2009.

[8]f g bell. engineering geology[m]. second edition, butterworth-heinemann press, 2007.

[9]missouri university of science and technology courses[eb/ol]. http://web.mst.edu/~rogersda/

research and reform exploration on teaching methods of engineering

geology for water conservancy specialty

rong guan, zhou chuangbing, chen yifeng

(school of water resources and hydropower, wuhan uni

iversity, wuhan 430072, p. r. china)

abstract: engineering geology, with rich teaching content and strong practicality, is one of the fundamental courses for students majoring in water conservancy. it is worthy to be deeply discussed on how to effectively improve the quality of teaching in the classroom and the field geological practice. difficulties of the course and practical problems in teaching were analyzed in detail. meanwhile, teaching experience and reform exploration were comprehensively introduced from the point view of classroom teaching, practical teaching, bilingual teaching and course assessment, respectively. it is proposed that in classroom teaching, theory should be closely tied to the engineering practice. in practical teaching, the ability of students on how to discover, analyze and solve engineering geological problems should be emphasized. carrying out bilingual teaching is an inevitable trend to train international talent and students’ comprehensive ability should be fully disclosed in assessment system.

第3篇

[關鍵詞]山區公路;滑坡治理;抗滑樁;應用分析

中圖分類號:TU936 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)35-0136-01

在二十一世紀國家經濟社會全面發展的今天,國家正在大力推城鎮化和新農村建設,讓山區的公路建設迎來了重大的發展機遇,盡管在山區公路建設時會提前進行選址和優化,同時也會對公路滑坡進行預測和考慮,但是,在進行工程建設施工中,還是出現了許許多多的滑坡現象,而對這些滑坡的原因進行分析可以看出,大部分都是因為在建設施工的過程中破壞了山體原有的穩定性造成的,因為,一旦出現滑坡,要延緩工期,增加工程造價,如何有效的解決山區公路滑坡是一個重大的現實問題,如何快速有效的解決公路滑坡已經是施工人員和施工單位面臨的重大技術難題之一。在當前的滑坡治理方案中,抗滑樁是應用的最為廣泛,治理效果被普遍認為最好的一種治理山區公路滑坡的有效方式之一。該治理方式特別的適用于流速性強的公路滑坡。下面將以西部地區一公路位列,對如何治理公路滑坡進行綜合分析。

一、工程概況

該山區公路處于西部地區,地質構造極為復雜,巖石碎體較多,地質變形嚴重,受制于地質條件的影響,施工工期較長,部分滑坡治理效果不理想等多種因素的影響,最終在常年積累下,形成了山體滑坡,該滑坡位于下部地區一經濟欠發達地區,并且是屬于挖方路基。該山區公路的斜面高度在一百五十米以上,而斜坡的角度達到了六十度以上,在地下水以及常年降水的雙重影響下,該山區公路出現了多次的特大規模的山體滑坡。公路檢修和維護部門采取了削坡以及構建擋土墻等諸多處理方式進行治理,但是最后的無濟于事,沒有得到有效的治理,該問題始終存在,對過往的車輛以及行人的安全帶來了嚴重的威脅。

根據對該地段進行實地考察,翻閱相關的參考文獻得出:下伏同向緩傾以及上腹殘積層兩種巖石構成,并且是節理發育,巖石層的厚度在兩米上下不等,每一層之間的隔著一定厚度的土,其破體的結構大致可以分為下面幾種,坡積碎石土層,厚度大約在一米上下,強風化巖層,其厚度大約在二到十米不等,中風化巖層也整個地形的外表有一些少量的外露。其滑動的主要層面就是表層以及中層,其中主要以巖石夾雜泥土為主,并且是受雨水累計和子流水長期作用力的影響。

二、滑坡出現的原因

由于在山區公路建設時,通常是最先挖掘地基,而挖掘地基通常都是最先從路基的底部開始挖掘,這樣一來,就形成了高陡的垂直坡面,最終造成破體的下部根基被挖空,承受能力受到嚴重威脅,在雨水的沖刷以及在山體水分的影響下,進而產生了底部小幅度滑坡,然后再慢慢的變成了整體的大規模山體滑坡。

三、滑坡產生的機理

根據對該滑坡的現場進行考察,分析出該滑坡的性質以及主要現狀,最終總結出產生該滑坡的主要原因有以下幾點:(1)不科學的工程地質是其主要原因,在對滑坡的清理過程中,發現該滑坡的路線走向以及巖層形狀大約在四十五度上下,同時更接近于層狀巖,節理也十分的密集,巖石破碎程度較大,大氣降水等都流入其中,形成了強大的膨脹力,進而降低了滑動面的摩擦力,最終造成了滑坡的出現。(2)出現滑坡的另一個主要原因就是在建設公路時,山體的路基遭受到了嚴重的破壞,將山體的底部挖空后,其支撐力和穩定性的急劇減弱,最后造成山體滑坡,該原因為山體滑坡提供了強大的動力。

四、治理滑坡的方案

治理工作組首先對滑坡的現場進行了多次的實地考察和分析,組織了一直由設計單位、施工單位、地質勘察人員、監理單位等多個部門組成的聯合工作組進行探討分析,根據該滑坡的地質條件、造成原因、滑坡量、滑坡高度、穩定性等多種未來可以遇見的趨勢進行分析,最后決定采取以下的措施進行治理:(1)筋混凝土抗滑樁處理措施。在前緣的坡腳小,根據滑坡的大體量程,近距離的設計抗滑樁對滑坡的物體進行控制。(2)對坡面進行斜載,降低整個滑坡的能量。對于已經較為松散的表皮坡面,采用人工和機器的形式進行全面的清理,將其全部清理掉。(3)完善和增設排水設施。該路段發生滑坡的重要原因之一就是山體的水分太多,因此,針對這一情況,完善好排水設施,進行充分的排水是一項重要的治理方案。在整個山體的上方設立一條橫向的水流溝,保障其上部的水流不向下流,這一減少了上部水量對下部的影響,然后再根據情況,從上部向下部設計垂直的水溝,將其分成多個排水區域。這樣才能有效的保障整個邊坡的穩定性。

五、總結

在經濟總量已經成為全球第二大經濟體的今天,國內的基礎設計建設正在以快速的步伐前進,建設山區公路一方面拉動了經濟的發展,另一方面也完善了農村、山區的出行交通,改善了農村面貌,是一項極為重要的工程。因此,在建設山區公路的過程中,應當對該路段的地質情況地理環境等進行全面的考察和分析,讓整個公路建設具備科學性。其別需要注意的是,面對容易發生上體滑坡的路段時,應當根據路段特點,設立好排水系統,在挖掘路基時注意保護山體自身的穩定性,盡量減少滑坡的處理,如果出現了滑坡,那么應當及時有效的采取諸如抗滑樁的治理方法進行科學治理。進而切實的推動山區公路建設邁向一個更高的臺階。

參考文獻

[1]陳德權,廖陳林,李月文. 抗滑樁在山區公路滑坡治理中的應用[J]. 中國科技信息,2009,08:53-54.

[2]許學寬,馮興法,胡新紅. 抗滑樁的研究進展及在公路滑坡治理中的應用[J]. 西部探礦工程,2008,10:50-52.

[3]喻邦江,舒海明,鄢霞. h型組合抗滑樁在王家寨滑坡治理中的應用[A]. 中國地質學會工程地質專業委員會、中國地質調查局、青海省國土廳.2011年全國工程地質學術年會論文集[C].中國地質學會工程地質專業委員會、中國地質調查局、青海省國土廳:,2011:4.

第4篇

關鍵詞 工程地質 復合人才 培養模式 石家莊鐵道學院

辦學特色是評價一所高校辦學水平與質量的重要標準,人才培養特色是衡量高校是否有辦學特色的根本依據。因此,培養特色人才已成為高校改革與發展的熱點問題。石家莊鐵道學院在半個多世紀的辦學過程中,面向土木交通行業和全國建筑的發展,優化學科結構,深化教育改革,形成了土木類專業和工程地質專業之間的相互交叉、相互滲透、相互拓展的辦學特色,為社會培養輸送了大批復合型應用性的工程地質高級人才。地質技術經濟復合型人才,是指既懂工程地質技術,又懂土木工程的復合型高級專業人才,培養工程地質復合型人才是社會對地質類專業高等教育提出的新要求。

一、工程地質復合型應用人才培養課程體系的探討

學生的知識結構是學生所掌握的各門類知識及其諸要素的相對穩定的組合。知識結構的形成并不是各門知識或諸要素的簡單疊加,而是一種相互聯系相互滲透的有機結合所形成的知識整體。作為工程地質復合型人才,應懂得工程地質的有關知識,能擔當起一定的技術工作,同時懂土木工程,能在土木交通的不同領域之間架起一座橋梁。由于工程地質的技術領域多種多樣,而每一個技術領域有包括不同的工作內容或工作過程,如規劃、勘察、設計、施工、管理等。隨著生產的社會化和專業化,一方面,各個領域的分工越來越細,需要技術人員具有較深的專業知識,能獨立承擔某個領域的技術工作。

另一方面,只有各個領域、各個不同的工作過程協調有序得當,才能發揮知識的最佳整體效益。這就需要掌握不同領域、不同工作內容或過程中的基本知識,懂得如何協調方方面面,能夠把整體利益作為工作的最高目標,這一任務需要地質技術經濟復合型人才。因此工程地質復合型人才應全面具有技術、土木和交通的合理的知識結構,能適應社會需要和市場的變化。

培養符合社會需要的高素質的專業技術人才是高等學校教學改革的主要目標,人才培養的知識結構是通過一系列的課程設置來實現的。合理的課程體系應該門類合理、配合得當、符合教學規律,有利于學生形成理想的知識結構。隨著地質教育改革的發展,課程體系在不同的歷史時期有不同的特點。

一是以工程地質技術為主兼顧土木工程的課程體系,這類專業以工程地質類專業為基礎,通過適當壓縮技術課程,增設了土木、交通等基礎理論課程和隧道、橋梁、工程項目投資管理等課程。

二是以土木交通為主兼顧工程地質技術的課程體系,這類專業以橋、隧、交通為基礎,適當增設工程地質學等基礎理論課程和工程地質行業必需的專業技術課程。

三是“基礎+模塊”的課程體系,采取基礎課和規定的專業課作為必修課,對其它部分專業基礎課和專業課,根據不同的專業方向設置幾個模塊供選擇。這類課程設置方法基礎設置齊全、學時多,學生基礎扎實,適應廣、后勁大。

四是復合型人才課程體系,以工程地質技術專業為依托,構架土木工程課程體系,注意滲透結合知識與技能各層次間的相互銜接,使技術、基礎類課程成為相互銜接、環環相扣的有機整體。

在增設新的課程的基礎上,進一步拓寬課程內容,增加案例分析和實踐教學環節的課時,使土木交通專業學生能夠較為系統地學習和掌握有關工程地質的理論和方法,改變學生以往習慣了的思維模式,拓寬他們的思路。二是適當增加選修課門類,擴大了學生選課自主權。根據社會需要,開設一定數量的多學科相互滲透的選修課程,培養學生獨立思考能力和創新精神,鼓勵學生跨學科選修和兼修專業的課程。三是增設系列專題講座,有組織有目的地聘請有關專家、學者進行專題講座,使不同專業的學生了解跨學科、專業的前沿動向,了解地質、土木交通的發展動態以及一些相關的熱點問題,培養學生對不同學科的專業興趣、拓寬學生的知識面。四是利用假期或課余時間開展社會實踐活動,要求學生結合當前經濟管理等問題進行實際調查和研究,并提出相應的解決方法,進一步鞏固所學的理論知識,培養學生多元化的思維方式。

二、工程地質復合型應用人才培養模式的探討

第一、優化學科專業結構,構建以學科融合為核心的教學平臺。為實現培養復合型應用人才”這一目標,我們加強教學基礎建設,推出了一系列教學改革舉措,在全校范圍內實施,并在實踐中不斷提升、完善。

1、是優化學科專業結構,促進學科專業交叉融合。在發展工程地質學類學科專業同時,積極發展相關專業,增強工科對其他學科的支撐力度,努力發展交叉學科專業。同時,認真開展專業建設與改造,強化工程地質與土木交通的復合,促進工程地質在其他學科專業中的滲透以及理、工、經、管等學科的交叉融合,為培養復合型應用人才創造良好的學科專業結構環境。

2、是強化實踐教學體系,注重實驗室與實習基地建設。從應用人才這一培養目標出發,在培養計劃中大幅度增加實踐教學的內容與課時,注重實踐教學內容與體系的改革與優化。

3、是構建兩大公共基礎平臺,開設跨學科門類選修課。所有理工科學生都須修讀至少4學分的土木交通基礎方面的選修課,所有土木類、交通類學生都須修讀至少4學分的地球科學技術和工程地質基礎方面的選修課。

4、是開展課程群建設,創建網絡教學平臺。針對教學內容與課程體系改革這個教育教學改革的重點和難點,開展了一系列課程整體優化為主要目標的課程群建設工作,建立起學校公共性的網絡教學平臺,營造良好的知識與能力建構環境。

5、是實行學分制,推進制度創新。全面推行學生自主選擇教師、課程、時間、學習進程的選課制,并制定了一系列配套的規定與辦法。絕大部分公共基礎實驗室和專業實驗室實行全天候開放,學生自主

選擇實驗時間及項目。添置適合本校學分制需要的學生網上選課系統、排課系統和網絡學籍管理系統,為學分制的順利實施提供了有效的必要條件。

6、是完善教學質量標準,強化質量監控機構。為各教學環節制定了較為完善的教學質量標準,強化了質量保證與監控機制。通過每學期在全體學生中開展“學評教”活動、學生選課選教師、督導專家聽課、職能部門組織不定期檢查等多種方式,促進教師教學水平與質量的不斷提高。

第二、提高學生實踐能力,構建以創新教育為核心的實踐平臺。以學生處、團委和科技處為主要負責部門,構建以創新教育為核心的學生課外科技文化活動,把它作為培養學生創新思維和創新能力的重要陣地。一是開展學生早期進入科研訓練活動。在指定導師的指導下,為每個學生制定個性化的早期科研訓練計劃,讓學生盡早參與部分教師承擔的創新項目及企業合作項目的研究,使學生了解到不同學科的實驗技術、科研方法,開闊學科視野,拓寬思維空間。二是開設“創新學分”,納入公共選修課學分。鼓勵、支持學生參加省級和全國性的科技文化活動。學生在各級科研、文體等比賽中取得各種獎勵者:凡在省級以上學術雜志發表學生論文;參加系列學術講座等等都可獲得相應的學分。三是建立綜合社會實踐基地,融校外實習、見習以及就業、三下鄉等活動為一體,把基地作為學校教育功能的擴展,使通過社會實踐培養學生的實踐能力的教育活動規范化、制度化,增強教育過程中的操作性和指導性。

三、工程地質技術復合型應用人才培養質量分析

我院在人才培養上求真務實,積極探索,合理定位人才培養目標,大力推進教學基礎建設,扎實開展教育教學改革,在提高人才培養質量方面做了大量工作,取得了可喜的成績。學生質量總體符合我院設定的復合型應用人才的培養要求。近年來我院學生獲得全國“挑戰杯”系列競賽獎70項,其中國家獎9項,省級獎61項。在2003年至2005年的全國大學生數學建模競賽中,我院學生獲全國一等獎2項、二等獎6項;獲河北省一等獎11項、二等獎5項。參加全國大學生英語競賽獲獎53項,其等獎1項、一等獎4項、二等獎15項、三等獎31項。參加河北省“世紀之星”等英語演講比賽獲獎18項,其中一等獎1項、二等獎6項、三等獎10項。參加全國大學塵電子設計競賽獲河北賽區獎勵6項,獲河北省省級以上體育競賽大獎81項。

學生科技協會“帶著課題去實踐”取得了良好的效果,幾年來學生參加“南水北調中線工程水源地一湖北丹江口市社會調查”、“生態脆弱區生態安全與保護一內蒙古科爾沁沙化區生態保護社會實踐”、“貧困地區如何因地韋,宜建設社會主義新農村一河北省淶源縣下北李莊村周邊社會實踐”等系列活動13次。學生依托學校設立的“大學生科技基金”開展自主科研活動,取得了顯著的成績。自2004年開始立項159項,涉及經濟、管理、地質、環境、社會、法律、教育、電子、信息等領域,選題越來越豐富。學生在各類公開學術刊物上60余篇(其中核心期刊16篇),發明制作實物4件,撰寫研究報告上百份。

四、工程地質技術復合型應用人才培養進一步努力的方向

我院在培養工程地質復合型應用人才方面進行的探索與實踐,已取得了較明顯的成效,但總體上說這些成效還屬于階段性成果。我們將在優化人才培養條件和加大教育教學改革力度等方面不斷開拓創新,為培養高素質的復合型應用人才而不懈努力。

繼續優化培養復合型應用人才的條件。大力加強學科專業建設,加大對重點學科、專業和實驗室建設的經費投入,在鞏固現有學科專業建設成果的基礎上,扎實開展專業建設與結構調整工作,加強多學科結合,促進多學科協調發展,形成覆蓋面寬、多學科交叉的綜合優勢。與此同時,進一步加強教學基本建設,完善復合型應用人才培養的軟硬件條件。

另一方面,進一步加大教育教學改革力度。加大課程體系與教學內容改革力度,適當縮減專業課時,提高修讀跨學科門類課程的學分要求,進一步加深專業培養計劃的“復合度”。進一步做好工程設計與訓練工作,通過產、學、研相結合,在實際工程技術項目和施工真實環境中更有效地培養復合型應用人才。繼續探索主輔修制,加大學分制改革力度,不斷創新教學管理制度。

參考文獻

1.張舉鋼,牛樹銀,劉泰峰.加強地質專業學科建設,為國土資源行業和地方經濟,53-58

2.劉路.對建立地質經濟管理學科的思考[J].石家莊經濟學院學報,1997.423-437

第5篇

關鍵詞:損傷張量,有限元,數值模擬

 

0. 引言

巖石屬于典型的準脆性材料,其內部存在空洞、裂紋、晶粒、膠結等細觀結構,損傷力學從巖石內部的節理、裂隙著手,分析其各向異性,為解決節理巖體損傷破壞機理的研究提供新思路。

巖石損傷的數值研究常采用有限元法、離散元法、邊界元法、拉格朗日法等數值計算方法。現今已有很多學者致力于這方面的研究,并取得一定的成果[1]~[7],本文用有限元方法來研究巖石漸進損傷破壞過程,并對長方體花崗巖平板單軸壓縮實驗過程進行模擬。

1.巖石損傷張量

假設巖石損傷裂隙平面形狀為多邊形,破壞的單元是空間六面體,破壞形式是沿六面體的一個四邊形破壞斷面,則損傷張量為:

[8](1)

其中表示張量并乘, 為損傷面在j軸方向的單位矢量,為損傷面積比,假設此種損傷形式是沿著損傷面貫通整個截面,則此時的。。

有效應力形式: (2)

稱為損傷變量,這是目前通用有效應力的表現形式。

有效應力的矩陣對稱化公式為:

(3)

2.有限元程序

有限單元法能方便地處理各種非線性問題,本文采用彈脆塑性損傷的程序流程。先是應用了一般彈塑性的有限元計算方法進行彈塑性有限元計算部分,計算出單元的應力增量,之后主要是用初應力的方法進行增量迭代的計算,得出的有效應力用Tresca準則和Mohr-Coulomb準則對單元進行破壞判斷,得出的損傷部分的引起的荷載和位移,最后和彈塑性部分進行迭加.

3.長方形花崗巖平板單軸壓縮實驗的數值模擬

試件是有孔的長方形花崗巖平板,試件大小:30×15×3mm 。

模擬模型的基本參數:選用模型是:30×15㎜的長方形,中間有直徑是3mm圓孔。考慮圓孔周圍的應力集中問題,模型劃分為1200個單元。。彈性模量:68GPa ,泊松比:0.24 ,粘聚力:31MPa,內摩擦角:,單軸拉伸強度:20MPa , 均質度系數:m=6.0。整個加載過程采用的是位移控制的加載方式,模擬實驗機的工作方式。加載總步數40步,每步的加載位移是0.0005㎜。。

圖1加載第25步時的模擬圖圖2 加載第30步時的模擬圖圖3 加載第40步時的模擬圖

在模擬長方體花崗巖實驗時,采用的是位移控制的加載方式,共加載40步,從整個加載過程可以看出,當加載進行到第25步時開始出現裂紋,模型是沿著圓孔周圍最先破壞的,隨著加載步數的增加,裂紋沿著與加載平行的方向在孔邊向兩邊逐步增大,最后貫通界面破壞, 模擬的圖像與實驗圖像相對比較,整體裂紋的方向、大小相差不大,基本上模擬了實驗的情況。

4.結語

根據模擬的圖像可以看出,模擬的圖像和得出的軸向荷載位移曲線基本反映了模型破壞的形式、裂紋方向,滿足模擬破壞過程的要求,從而驗證了所編的二維彈塑性損傷程序的可行性。

【參考文獻】

[1]黃國明,黃潤秋.,巖石彈塑性損傷耦合本構模型.西安礦業學院學報,1996,16.

[2]殷有泉. 考慮損傷的節理本構模型. 工程地質學報,1994,2(4):1~6.

[3]周輝等. 巖體破壞演化的物理細胞自動機(PCA)(Ⅱ)——模擬例證. 巖石力學與工程學報, 2002,21(6):782~786.

[4]D R Rehak, J W Baugh. Alternative ProgrammingTechniques for Finite Element Program Development. Proc., IABSE Colloquium onExpert Systems in Civil Engineering, Bergamo, Italy, 1989 ,12(5):25~31.

[5]王芝銀, 李云鵬. 巖石力學數值分析進展與思考. 巖石力學理論與工程實踐,1992,12 (3):58~65.

[6]張會銀等. 基于損傷力學的巖石材料力學行為的有限元模擬. 工程力學增刊.

[7]唐春安等. 巖石破裂過程數值試驗. 北京:科學出版社,2003.

[8]周維垣主編. 高等巖石力學. 北京:水利水電出版社,1990.

第6篇

關鍵詞: 順層邊坡;潰屈失穩;壓桿原理;材料力學

中圖分類號:U213.1+3 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2014)01-0100-02

0 引言[1]~[3]

隨著工程建設規模的不斷擴大,在交通、礦山、港口碼頭以及國防工程等領域都涉及到邊坡工程問題,其中順層巖質邊坡是工程實踐中經常遇到也是較容易產生破壞的一類邊坡。自然界中具有層狀構造的沉積巖占陸地面積的2/3(我國占77.3%),許多變質巖也具有層狀構造特征,所以在人類工程活動中將遇到大量的層狀巖體穩定問題。由于對層狀裂隙巖體的工程特性缺乏深入了解而造成重大事故的工程屢見不鮮,如1963年意大利瓦依昂(Vaiont)水庫近壩段的巨型滑坡就是沿層面發生的;我國葛洲壩工程則因層狀巖體中的軟弱夾層而使工程幾度停工,進行補充勘察、重新設計,工程投資增長十幾倍;黃河小浪底工程,無論是壩址選擇、壩軸線選擇以及水工建筑物布置,還是工程造價、施工進度等,都在很大程度上受控于層狀巖質邊坡穩定和洞室頂拱層狀圍巖穩定問題;京珠高速公路韶關段K98工點路塹為順層邊坡,施工期間發生沿軟弱層面的滑動,滑坡災害影響工期15天;雅礱江二灘水電站上游霸王山滑坡系層狀巖體發生的潰屈破壞;南芬露天礦、峨口露天礦等國內的一些礦山在開采過程中,采場局部邊坡失穩破壞的類型亦屬順層面滑動。

1 模型的建立及穩定性分析[4]

設順層巖板沿X軸方向的總長度為L,沿Y軸方向的長度為b,巖板彎曲段的長度為a,則滑動部分長度為L-a;巖板為等厚度,其值為h,坐標系如圖1所示。其中α為巖層的傾角,P為滑動部分對彎曲部分的推力,G為巖板彎曲段的自重。下層巖體對上層巖體的支持力為Fy,若巖層間的粘聚力為c,內摩擦角為φ,則推力P可以表示為:

P=(L-a)[γh(sinα-cosαtanφ)-c]b(1)

巖板是一種脆性材料,不能承受太大的變形,因此,在此次計算彎曲段自重時,忽略其彎曲變形,按直板情況來求解,則重力G可以表示為:G=abhγ(2)

2 應用壓桿原理進行分析[5]

假定邊坡只發生沿層間的表層滑動和彎曲,上部在作用力P和重力G的作用下產生滑動,在發生潰屈位置可以自由滑動及轉動,可看作是鉸支。下部由于底部巖層的阻力,不能產出滑動及轉動,因此可看作是固定端,壓桿模型如圖2所示。根據壓桿的約束情況,其撓度線性狀如圖所示。在上端支承處,除力P和Gx外將有水平力Fy作用,因此,桿的任意x橫截面上的彎矩為:

M(x)=(P+Gx)ω-Fy(a-x)(3)

將M(x)帶入桿的撓曲線近似微分方程,簡化得

壓桿理論一般應用于細長桿,且桿的變形為彈性變形,但在實際工程中,層狀巖質邊坡具有一定的厚度,巖石多為脆性材料,其抗拉強度遠遠小于抗壓強,如果將其當作彈性材料來考慮將會產生很大的誤差。但在其抗拉強度滿足要求時,巖層沒有發生破壞,變形為彈性變形,即可以用壓桿原理來進行計算。當抗拉強度不滿足要求時,巖層將發生拉裂破壞,因此,巖層是否滿足壓桿原理可以作為衡量巖層是否破壞的標準。

滿足壓桿原理的條件:

參考文獻:

[1]趙青,黃質宏,唐曉玲.順層狀巖質邊坡的數值模擬分析[J].貴州工業大學學報(自然科學版),2007(05).

[2]袁紹國,楊萬根,劉占魁.邊坡巖體裂隙水滲流的計算機模擬[J].中國礦業,1995(4).

[3]黃洪波.層狀巖質邊坡的穩定性分析[D].浙江大學碩士論文,2003.

第7篇

關鍵詞:地質;建筑;滑坡;泥石流;斷層;勘查

Abstract: the geological will directly affect the construction of the ground facilities, this chapter focuses on the influence of various facilities geology on the ground, including roads, houses, bridges etc.. Through the geological considerations, more design and construction to help ground facilities, save manpower and material resources, guarantee the ground facilities, durable, and achieve the prevention of earthquakes and landslides role.

Keywords: geological; construction; landslide; debris flow; fault; exploration

中圖分類號:P5文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2013)

常見的地質問題及對地面設施的影響

1.1滑坡現象的影響及產生原因

當斜坡上的巖體或者土體由于各種原因,在重力的作用下沿著薄弱結構層面整體順坡下滑就會產生滑坡現象。地質問題中常見的地質災害之一就是滑坡,滑坡的發生會堵塞交通、破壞道路、掩埋村莊、損害耕地、對地面設施構成嚴重威脅,對國家的經濟也會造成嚴重的損失。在雨季或者春季冰雪融化時滑坡經常發生,它的出現對地面各種設施的建設構成嚴重的阻力,給施工人員造成嚴重的人生威脅。包括建筑場地的開挖、自然山體的開裂、公路工程的施工、降雨等現象的發生都是致使滑坡出現的原因。人為活動和自然現象致使斜坡體前面出現滑動的空間,在兩側形成切割面,在重力的作用下,于是形成滑坡。另外,地震等自然災害也會引發嚴重的滑坡。在一些地勢陡峭的區域,振動作用下容易出現表面土壤的滑動和崩落等,加劇滑坡現象的發生。

1.2泥石流現象的影響及產生原因

泥石流多發生在山區。也是公路等地面設施中常見的一種地質問題。它是大量泥沙、石塊等固狀物在降雨的作用下形成的洪流現象。泥石流從溝谷上游奔瀉而下的速度極快,歷時短暫,但是破壞力很大。泥石流對地面設施的破壞是極大的,尤其對公路工程。它通過埋塞沖刷,撞擊等方式損害公路路基及其附屬設施。除此之外還會堵塞河流使河流水位上升,致使主河槽流向改變,同時沖刷對岸路基,對設施造成毀壞。山體綠化不夠,礦產采集不合理,以及天氣多變等多是其產生的原因。比如,2010年發生的甘肅舟曲泥石流事件就是由于山體的綠化不夠加上降雨導致了特大地質災害。

1.3巖溶現象的影響及產生原因

巖溶主要可引起路基沉陷、路面平整度被破壞、路基穩定性被破壞等地質現象。若地下存在溶洞,暗河、在附加荷載的作用下,溶洞會突然坍塌,會導致地面設施突然下沉。另外溶洞等自然形態會致使公路基面起伏變化,影響路基的分布;若基礎埋置在基巖上,它周邊的溶溝、豎向巖溶裂縫等會使基礎下的巖層向薄弱的結構層面滑動,造成新的地質問題。除了自然因素外,在選址前對設施場區的調查和分析的缺乏都是巖溶等地質問題產生的原因。

1.4崩塌現象的影響及產生原因

在較陡斜坡上的巖石及土體在重力下,突然脫離主體崩裂、滾動、堆積在坡底的地質現象就是崩塌。在地面設施建設中出現的崩塌會嚴重影響工程的進一步實施,嚴重影響工期,其中以公路工程為主。產生崩塌現象的原因主要是人類的不合理工程活動以及地震、降雨、過量開采地下水等,另外,路基的開發不當使斜坡的外形發生改變,在附加荷載作用下也會發生崩塌現象。崩塌具有突發性和隱蔽性的特點,所以無論是巖溶塌陷還是采空塌陷,都可能造成塌陷現象的發生。

1.5斷層和砂土液化對地面設施的影響

地面的破裂,斷層上的房屋建筑等地面設施的錯開都是斷層的體現。根據斷層的力學性質,受張力作用引起的斷層的破碎帶寬度比較大,對工程建筑物的影響最大的是新構造運動的斷層發生階段,穩定性最差的是飽水的斷層面。液化現象則是由于地下水位偏高,疏松的砂質土中的水份無法及時排出,致使孔隙水急速上升,降低了砂質土的有效應力,使得土壤失去抗剪能力。河灘地、海灘地、湖邊等地帶是常見砂質液化的地區,它們可能造成地面設施不均勻沉陷。所以在地面設施工程開展之前,通過地質勘察對地質進行全面勘察,找出影響地面設施質量、安全等非穩定性的因素,并提出具體的勘察技術應用建議很有必要。

排除地質對地面設施的影響——勘查

2.1地質勘查的任務要求

2.1.1勘查出不良的地質類型以及地質形成的原因、地質的發展規律和危害性,并提出具體的整治方案。

2.1.2分析地面設施及建筑范圍內的各層地質類型、分布和工程性質,確定地基的穩定性、承載力與均勻性。

2.1.3根據地質變形的數據,對建筑設施的變形特征進行預測。

2.1.4查明地下水的埋藏情況,并且根據地下水的情況判斷對建筑物地質的腐蝕程度已達到預防的作用。

2.2公路勘查

公路工程的場區的地質、水文條件和特點對公路環境地質問題都有關系。因此,要加強地質勘查工作,結合縱斷面,設計出切合實際的路基。在雨水較多的地區,雨水量過大容易引起邊坡出現不穩定現象,因此,要仔細地考慮地表水和地下水地面公路的影響,做好排水工作,確保邊坡的穩定性。曾經發生過地質災害的路段要查清楚所發生的災害的規模和災害性質,研究導致該災害產生的原因,從而提出合理有效的工程避災措施和施工技術。

防治地質對地面設施造成的不利影響

3.1以防為主,防治結合

防治地質對地面設施的不良影響16字口訣“以防為主,防治結合,全面規劃,綜合治理。”根據天氣變化和常年天氣的規律性變化做好及時的防治工作。嚴禁亂砍濫伐、亂采濫挖等行為,多鼓勵植樹造林,多做規劃研究,降低地質災害對公路工程等地面設施建設的損害。

3.2建立完善的施工管理系統

在進行地面工程施工時,要建立一個完善的施工管理系統。根據施工場區的地形,提前考慮施工過程中可能出現的地質問題,最大程度的降低其危害性,從而在施工階段避免地質問題的出現。對于地質災害誘發可能性大的地區,提前建設好配合地質災害治理工程。

3.3加強監測預報工作

調查部門要組織專業隊伍有針對性地開展地質災害調查研究工作,對各種高位邊坡和重點施工路段進行充分仔細地調查,對存在潛在地質災害的地質和路段進行監測,做好預報工作,另外,可以結合運用地理信息管理系統和計算機先進技術提高監測水平。

結語

地質問題對地面設施及工程的建設有很大的影響。若處理不好,不僅會增加工程造價,還會延長施工工期,嚴重的還會造成一些施工事故,甚至人員傷亡,這些都是我們所不愿看到的。本文對地質問題做了簡要的探析,希望對提高工程質量有所幫助。如文章所說,斷層、地面坍塌、滑坡、泥石砂、砂土液化等地質災害都會影響地面設施的建設和使用。通過對地質災害的實地調查研究,了解地質災害并對地質災害進行有效地防御以及對地質進行改善,保護一方地質條件很有必要。

參考文獻:

[1]常十驃,張蘇民.工程地質手冊(第三版)[K].北京:中國建筑工業出版社,1992.

[2]孫廣忠.巖體結構力學[M].北京:科學出版社,1988.

[3]邵鐵全,彭建兵,劉云煥,李喜安.滑坡災害超前預判技術研究[J].工程地質學報,2007,15(4):564—568.

[4]牟順.公路路基地質災害識別系統研究[D].長安大學碩士學位論文.2010.

[5]JTGC20-2011,公路工程地質勘察規范[s].北京:人民交通出版社,2011.

第8篇

【關鍵詞】:巖土勘測;技術問題;提高方法;

【 abstract 】 : geotechnical investigation is the important foundation of the construction project, the survey for the accurate or not, decided the engineering construction safety and investment efficiency. In this paper, we introduced the geotechnical engineering survey problems of technology and puts forward improving the method of geotechnical engineering survey.

【 key words 】 : geotechnical survey; Technical problems; Improve methods;

中圖分類號:TU74文獻標識碼:A 文章編號:

0. 引言

巖土工程勘察其主要作用是為設計配套服務,提供設計需要的勘察資料,工程勘察體現的主要是認知作用,通過必要的勘察手段和工作,認識地基巖土的物理力學屬性,為設計提供必要的依據。對工程地質條件作出正確的評價分析,將直接影響到工程的安全性及工程造價的高低,故在勘察過程中,要選擇最為適合及全面的勘察方法。

1. 我國巖土工程勘測發展現狀

在建國初,我國開始引進國外的勘測技術,把只負責查明工程場地的地質、評估地質條件等等的工程地質勘察演變為巖土工程勘察,由原來的不參與解決工程實際問題或具體辦法的狀態,逐漸轉變為勘察工作報告中還要涉及擬定工程地基基礎的合理方案、相關的注意事項、選定施工方案的理由等等工作。因此,它既不作出指導性的建議,也不用走進基層工作中,導致其工程勘察工作范圍比較狹隘,其發展也比較緩慢,“重前期輕后期”的現象令勘測工作與工程設計和工程實際施工不相符,也令勘察成效在工程整體操作流程中不能有效的發揮作用,但在當時國內巖土工程體系已經逐漸形成。

2. 巖土工程勘測中存在的技術問題

20世紀以來,巖土工程技術作為近代科學中的一部分,被廣泛應用于社會建設的各個領域,得到了較大發展,也存在許多不足。巖土工程技術是實踐性很強的一門年輕學科,發展至今還是一門不夠嚴謹、不夠完善、不夠成熟的技術學科。因其難度大,發展潛力也更大,需要廣大巖土工程師的繼續努力和不斷實踐,為祖國的現代化建設多做貢獻。隨著我國國民經濟不斷高速發展,眾多基礎建設項目和現代化超高層建筑物不斷興建,基礎和基坑開挖深度越來越深,各種公共建筑物的建筑風格迥異。其平面和立面變化大,給結構和勘察專業帶來諸多的新課題,采用傳統的勘察方法和傳統的勘察手段已經很難滿足設計的需要,存在著許多急需解決的巖土工程勘察技術問題。這些問題主要以下幾個方面:

2.1界面劃分問題

由于我國地域遼闊,地質形態也較為多樣,各省市、地區的地質、地形、地貌、巖層等都有較大的差別.因此,在巖土工程勘察技術應用和管理中普遍會面臨界面劃分的問題。巖土界面的劃分主要是依據巖土體和巖石風化程度等,并且使用勘察儀器、設備。以及實驗室檢測技術對于地質構造和軟弱結構面進行判定結,進而才能準確對巖土層面進行科學的劃分。但是由于技術管理中存在操作、數據采集、資料分析、綜合處理等方面的問題,進而導致所得出的巖土參數與實際不符,進而影響到勘察工作的整體效果。

2.2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。

2.3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(承載力、變形指標等)難于確定。

2.4綜合能力問題

主要表現在一部分勘察技術人員缺乏對勘察各專業的野外和室內原始資料的整理、分析、利用的能力,缺乏如何辨別真偽、去偽存真、補充印證、歸納總結的能力,缺乏建筑、結構設計方面的知識,常造成勘察的目的性不明確,所提供的資料不能滿足設計的需要。

2.5技術素質問題

目前,國內巖土工程勘察技術應用和管理中,技術人員數量不足、專業素質相對較差、操作水平薄弱、數據綜合分析能力不強等問題是客觀存在的,也是影響勘察技術實際應用效果的重要因素。目前,我國僅有部分綜合性高等院校開設了巖土工程勘察專業,而培養出的專業人才數量和綜合素質與實際工作要求仍然存在一定的差距,這是造成國內勘察技術水平低于西方國家的因素之一。同時,在巖土工程勘察工作中,技術人員對于野外及室內相關地質數據、資料的整理和分析能力較差,難以及時、準確為工程項目設計方提供科學、可靠的地質數據,進而導致設計、施工工作的延誤。

3.提高巖土工程勘測技術的方法

3.1實用新型設備并控制其管理質量水平

伴隨著電子、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。

加強勘察設備的生產監管力度,嚴格監督和檢查勘察儀器設備的質量水平。對于不符合規范和要求的設備,嚴禁出廠。另外,應嚴肅、嚴格地核查各企業現有勘察儀器設備,一旦發現不合格的儀器設備,要求其立即更換,并處以相應的懲罰。從儀器設備的生產廠家到儀器設備的使用單位,都要進行設備質量的大普查。

3.2加強對于新型勘察技術的應用

加強室內、外測試新技術(比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。

3.3加強勘察技術人員的培訓和管理

隨著現代電子計算機及網絡技術的不斷發展.巖土工程勘察工作對于技術人員的素質要求已經由單純的地質知識向綜合能力提升的方向轉變,特別是在部分地質條件較為復雜區域的勘察工作中,技術人員往往需要借助裝配專業軟件的計算機進行承載力、受壓層深度、土壓力、基坑支護等項目的數據分析和處理。因此,勘察技術人員必須掌握較強的計算機和相關軟件的實際操作能力。同時,巖土工程勘察單位也要定期組織技術人員進行崗位培訓。并逐漸選拔和構建一支業務精湛、野外適應能力強的高素質勘察隊伍,以便能夠從容應對較為復雜的巖土工程勘察工作。

4.結語

總而言之,巖土工程勘察是巖土工程的一項基礎性工作,也是整個巖土工程工作的重要組成部分之一。進行巖土工程勘察工作時,應根據工程建設各勘察階段的要求,查明地質災害和不良地質作用,正確反映工程地質條件,精心分析,精心勘察,提出評價正確、資料完整的勘察報告,供設計、監理和施工使用。對于當前巖土工程勘察技術管理中存在的問題,應嚴格對待,提出相應的解決辦法,以便于巖土工程勘察技術管理的提高和完善。

參考文獻

【l】周德泉,彭柏興.巖土工程勘察技術與應用【M】.北京:人民交通出版社,2008.

【2】孔憲立,石振明.工程地質學.北京:中國建筑工業出版社。2001.

【3】汪稔:孟慶山.巖土T程中新技術與新材料[A]:中國土木工程學會第九屆土力學及巖土工程學術會議論文集(上冊)[c]:2003年.

第9篇

論文關鍵詞:金子溝泥石流,形成條件,防治措施,危險趨勢分析

1 金子溝泥石流形成條件

按照泥石流的形成條件,金子溝泥石流頻發的主要原因主要有以下幾個條件。

1.1 物源條件

流域內土體結構松散,溝兩側坡體穩定性差,淺表層塌滑,滑坡,崩塌發育強烈。溝床松散物質廣。

1.1.1 崩塌、滑坡等地質災害補給

通過野外調查分析,金子溝泥石流主要的物源之一來自金子溝及支溝新村溝兩岸的滑坡、崩塌物質。滑坡儲備的泥石流物源的方量約330×104 m3。崩塌位于礦山溝上游溝左岸,多為塊石、漂石等;崩塌體可直接參與泥石流活動方量約為30×104 m3。

1.1.2 溝床堆積物

溝床堆積物是金子溝泥石流的另一物質來源,礦山溝溝床在海拔2 800 ~4 000 m左右,多為土質溝床,物源區、流通堆積區溝床內多為漂石、塊石、礫石、粉土等,暴發大規模泥石流時這些物質可參與泥石流活動,據估計,可直接參與泥石流活動方量約20×104 m3。

1.1.3 活動性沖溝

沖溝是新村溝泥石流固體松散物質的又一主要來源之一,主要存在于下冽冰溝。下冽冰溝溝右岸較緩,松散物質厚度較厚,溝長200~2 000 m不等,活動固體物質總儲量約10×104 m3,基本上活動性沖溝內部的物質都可直接參與泥石流活動。

1.2 地形地貌條件

流域內以高中山侵蝕地貌為主,地勢西高,東低。其中在海拔3 200 m以上兩岸陡峻,溝床坡降變化較大,是泥石流松散固體物質最集中的坡段,在海拔3 200 m以下到海拔近2 800 m區域兩岸相對較緩,坡度20 °~40 °,淺表層塌滑、崩塌、滑坡等地質災害發育。在海拔2 800~2 600 m為泥石流的堆積區,溝段兩側山坡較陡,地形坡度以45°~60°為主,活動性沖溝、滑坡一般發育,屬于松散固體物質相對較少地段,作為誘發泥石流的水源補給區;海拔2 600 m以下溝段主要溝床為緩坡,坡降變化小,是主要的堆積區,溝道內存在以往泥石流堆積物,在下鐵廠村附近及以下段為泥石流的堆積消亡區,物質多為砂卵礫石。

1.3 水文條件

金子溝旱季多無水,僅在個別沖溝內有少量水源,雨季雨量較大,溝內水量除取決于大氣降水外,還與金子溝源頭處冰雪融化量有關,常見強降雨過程,并匯集冰雪融水,產生洪流,在狹窄溝深的溝谷中產生較大的動能,這為泥石流的產生提供了動力。

2 危險性分析

這里采用劉希林提出的單溝泥石流危險度評價方法以及模糊理論方法進行評價。

2.1 單溝泥石流危險度評價方法

單溝泥石流危險度評價方法采用7個評價因子,除主要因子泥石流規模和發生頻率外,次要因子分別是流域面積S1、主溝長度S2、流域相對高差S3、流域切割密度S6和不穩定溝床比例S9。

單溝泥石流危險度計算公式為:

H=0.29M+0.29F+0.14S1+0.09S2+0.06S3+0.11S6+0.03S9

根據公式,金子溝泥石流的危險度為H=0.論述國家的基本權利和義務88,可知金子溝泥石流屬于極高危險的泥石流溝。

2.2 模糊綜合判別法

泥石流其形成、發展直至消亡受到很多因素的影響。該判別法為這種具有不確定性的事物提供了新方法, 計算各因子權重時,由于不同的因子對應不同的量綱,首先要對各種數據進行初始化,去掉量綱,其原理為:

若某因子的原始數據為:x0(F),F=1,2,….,n,其均值化序列為:

x(k)=x0(k)/k=1,2,3,…,n

式中=將初始化的數據代入r0i=oi(K),計算后得出各因子的關聯度如下:r(x0,x1)=0.63,r(x0,x2)=0.64,r(x0,x3)=0.83;x0為泥石流溝平均比降作為主導因子對泥石流危險度影響最大,按照該方法確定金子溝泥石流溝泥石流的危險度屬高度危險泥石流。

3 泥石流危險性趨勢預測

結合該泥石流現狀,按照泥石流劉希林等提出的方法運用多元回歸分析方法及Gis軟件對該泥石流未來20年的活動趨勢進行預測。泥石流再次發生的最大堆積長度、堆積寬度、堆積厚度和堆積面積等有如下關系:

a L d

其中:a為一次泥石流堆積面積(km2);L為最大堆積長度(km);d為一次性堆積厚度(m);Q為一次泥石流過程總量(此文取值20年一遇22萬m3);G為最大坡降;F為流域面積(31.23 km2);γ為泥石流溝最大容重(1.67 g/cm3)。

計算結果:a(km2)=4.935;l(km)=2.346;d(m)=1.52

通過以上分析計算,為了驗證該公式的有效性, 在GIS平臺下對流域進行坡度分析,主要是針對坡度<10°區域的頂點作為泥石流可能堆積區的堆積扇頂點;在Gis軟件下量出流域的流通堆積區頂點即為再次發生泥石流堆積扇的頂點,將流域最高點和堆積扇頂點用直線連接,得到連線與水平線的夾角大小,即堆積扇扇頂角(β);通過下式確定泥石流沖出角(α)的大小,并在平面圖上以流域頂點為起點畫出α角值,其連線與流域下游主溝的交點即是泥石流堆積的終點; 在Gis下量出堆積扇頂點和堆積扇終點的距離即為泥石流可能沖出的最遠距離。

α=0.826β+ω;

式中:α為泥石流堆積終點和流域最高點連線與水平方向的夾角(銳角)=23°;β為泥石流開始堆積點(溝道坡度小于10 °處)和流域最高點連線與水平方向的夾角(銳角)=28 °;F表示流域面積(km2);ω為流域面積系數,根據F大小確定=0.55。 最終取值=2.562 km。

再次發生后,泥石流堆積主要堆積與金子溝中下游及支溝新村溝下游沿線,最終受災范圍2.562 km,是主要的受災區。

4 結語

通過以上分析,證明金子溝泥石流屬高危重度泥石流,在雨季點暴雨及溝水沖刷側蝕作用下,可能誘發兩岸更大規模的邊坡、崩塌等不良地質災害發生,并啟動原有溝床堆積物,為泥石流提供充足的物源,導致再次形成大規模泥石流災害,故該泥石流再次發生的可能性大,危險性大,急需進行治理,盡量消除隱患。

參考文獻

[1] 中國電建集團昆明勘測設計研究院.云南省寧蒗縣金子溝泥石流可行性研究報告[R].2013.

[2] 唐川,朱靜.云南滑坡泥石流研究[M].北京:商務印書館,2003.

[3] 胡彬,薛偉,馬顯光,等.云南省寧蒗縣金子溝泥石流動力學特征與防治措施研究[J].工程地質學報,2015(23):433-435.

第10篇

摘要:土木工程專業英語是土木工程專業的一門專業基礎課,本文給出了該課程開設的背景,學習的必要性。根據教學實踐經驗,從重視程度、師資力量、教學方法和教材四方面對土木工程專業英語課程中存在的問題進行了闡述,并給出了相應的改進方法。

關鍵詞:土木工程;專業英語;改進

中圖分類號:TUH319 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)29-0204-02

土木工程專業英語是專門用途英語中的一種,用于介紹和傳播土木工程相關領域的科學技術知識,一般是在大學第五、六學期開設的一門專業基礎課。學生在學習專業英語前已經接受了兩年多大學基礎英語的教學,按教學大綱的要求,已經具有較強的閱讀能力和一定的聽、譯、寫的能力。另外,從二年級開始,大部分學生已經參加了大學英語四、六級的考試,并且過級率也逐年上升,進一步提高了學生的基礎英語能力。到第五、六學期,學生已經學習了一些專業基礎課程。以建筑工程方向的學生為例,到第五學期已經修完了力學、土木工程材料、混凝土結構設計原理、鋼結構、工程地質學等相關專業課程,具備了一定的專業知識。在此基礎上開始學習專業英語,是使學生以英語為工具,學習獲得專業所需要信息的本領,達到學以致用的目的,并且也能進一步提高學生的英語水平。土木工程專業畢業的學生參加工作后有可能從事一些國際項目的設計、施工、管理或經濟評價的工作,這就需要和一些國外單位接觸,查閱相應的英文專業資料,對相關人員的專業英語水平有一定的要求。另一方面,一部分學生在大學四年級會選擇考研而不是直接就業,研究生階段的學習對專業英語的要求比較高,學生需要緊跟學科前研,閱讀大量的英文文獻、查閱相關英文版本的專業書籍、參加國際會議、投寄國際刊物。所以,在本科階段開設專業英語的課程是很有必要的,不僅提高了學生的英語水平,而且為學生畢業后從事相關專業工作和進一步深造打下了相應的專業英語基礎。根據筆者從事專業英語教學的實踐,對土木工程專業英語的教學進行了一定的思考和探討,主要有以下四方面。

一、重視程度

對于專業英語這門課,從學生到教師重視程度都還不夠。對于學生,對于這門課的學習興趣淡薄,一些學生認為沒有必要開設專業英語這門課,一些學生認為這門課對自己的專業來說不重要,將來不會用到。對于教師,很多教師也認為相對于一些主體專業課來說,專業英語這門課并不是很重要,可有可無。所以說,從教師層面就要首先重視這門課,在平時上課的過程中向學生講述這門課的重要性,不斷思考改進教學方法,提高學生的學習興趣,不斷積累相關英語基礎知識和專業知識,提高教學質量。對于學生,要從考核方式的上強調和改進,來促進對這門課的重視。傳統的考核方式是期末的試卷考核,比較單一,學生只有到了最后考核階段才用點力,平時都比較松懈。可以⒖己朔絞礁奈平時考勤、平時提問、課堂參與、課后作業和最后考核幾個部分,各占一定比份。這樣可以使學生自始之終都比較重視每一個部分,能夠投入一定的時間去完成各項任務,有所提高和改進。

二、師資力量

現階段,土木工程專業英語這門課的講授一般是由土木工程學院相關專業課教師擔任,并不是由基礎英語教師擔任,這是有一定道理的。因為專業課教師往往在擔任專業英語這門課的同時還擔任學生一些專業課程的講授,并且這些教師一般也都是土木工程專業畢業并且從事相關專業方向的研究工作,對一些專業課程的基本概念、基本原理、基本方法和理論、結論和應用范圍都是比較熟悉的,所以這些教師擔任專業英語課的講授時,對于相關的專業內容才能夠講解到位,突出重點。該英語課并不是能把相關的詞語認識,語法理解,按詞面意思進行翻譯就能夠把所學知識都理解的。當然,相對于基礎英語專業的教師,這些教師他們的英語語法知識、語句結構分析能力及發音音準方面還是有所欠缺的。為了提高專業課教師的這些能力,相關專業課學院可以和外語學院合作,對這些教師進行短期的培訓;任課教師可以從有留學經歷、出國經歷的教師中選取。另外,相關教師也要積極申報出國訪問、多投國際期刊論文切實提高自己的英語水平。

三、教學方法

現有專業英語教學方法大多數仍然是傳授式的,教師對相關內容進行閱讀,翻譯,講解,學生被動式的接收。這種方法是比較乏味的,學生學習興趣不高,能學到的東西也不多。經過實踐,筆者發現互動式的教學能提高學生的參與積極性和學習興趣。主要方法是將學生分組,一組大概是三到四人,每組布置一個題目,相關內容要與土木工程相關,由學生小組自主定講解方式,時間一般是十五分鐘,由學生在課堂上進行英語講解,教師進行點評和提問,其他同學也可以向該組進行提問,回答由沒有參與演講的成員來完成。為了提高同學們的重視程度,認真對待,對于沒有很好完成的組要給予批評,可以有一次改正機會,雖然這種情況比較少。大多數組完成情況較好要給予肯定以增加學生的信心。在作業布置方面上,也不再局限于傳統的英語單詞抄寫,翻譯。可以在課堂根據講授的內容,布置一個題目,讓學生下去查資料,給出相應的看法,作業點評時仍然要對其優點予以肯定,相應的缺點也要及時指出。在課堂上,根據所講授內容可以給定一個問題,讓大家思考討論,積極回答,相應的回答也要記下來,做為一種平時成績的參考。對于課堂上所講授的內容,主體內容是和本專業相關的專業知識,但是為了進一步提高學生的基礎英語能力和撰寫英文文章的能力,對于土木工程中常用到的一些語法和句型也要進一步的講解,比如英語語法的特點是:非人稱的語氣和客觀的態度,常使用it…結構;較多使用被動語態;長句比較多,但一般比較簡潔清晰;省略語比較多;大量使用名詞化結構;大量使用后置定語;常使用非限定動詞;復合詞與縮略詞使用較多。英譯漢中常用到的翻譯方法是:主干翻譯法、分句法和合句法。單句的四種基本句型。英語中復合句的基本句型:名詞性從句、狀語從句和定語從句。只有在上課的過程中針對相應的講授內容把這些語法分析和句型分析方法穿插講解,才能使學生對相應的英語知識進行了很好的鞏固,也能更好地學習相關專業知識的英語表達方式。

第11篇

關鍵詞:土木工程;結構檢測技術;發展狀況

Abstract: this paper, based on the working practice, this paper analyzes the current civil engineering the main structure of testing technology, and introduces mainly in civil engineering structure detection technology in the process of the development of the perfect discriminate the damage index, improve the detection correctness, optimizing the sensor's arrangement, enhance inspection reliability and nonlinear diagnosis technology of the application, meet the practical situation and so on the concrete application development trend. We hope that relevant personnel to reference and thinking, civil engineering structure detection technology research, thus discusses the optimal structure more determination technology development plan, to safeguard the quality of civil engineering.

Keywords: civil engineering; Structure detection technology; Development status

中圖分類號: V448.15+1文獻標識碼:A文章編號:

土木工程結構檢測在工程建設中具有很重要的經濟效益和社會效益。結構檢測技術在土木工程中的應用不僅涵蓋了工程地質學、結構力學和建筑材料學等理論,還和工程的施工工藝、評估標準以及質量要求等有著密切的聯系。土木工程結構檢測技術隨著科技的不斷進步,逐步實現了現代化,在土木工程的混凝土結構、砌體結構和鋼結構的檢測上得到了廣泛的應用。下面,就主要從三種結構的檢測技術進行分析,并簡要探討整個結構檢測技術的發展趨勢:

一、 土木工程結構的主要檢測技術

1、 混凝土結構檢測技術

混凝土結構檢測技術通常是采用鉆芯法、超聲法和回彈法。鉆芯法比較可靠直接,但是對整個土木工程的建筑結構存在一定的損傷,通常沒有得到業主認可和容易產生嚴重后果的前提下,都不會采用這種檢測方法。而超聲法則是一種比較先進的檢測技術,它是利用超聲波在混凝土結構中的傳播參數來對整個混凝土的結構進行檢測,由于混凝土中的材料成分復雜,對超生波的衰減和吸收的差異性較大,當整個混凝土結構對整個超聲波傳播中產生的具體參數變化情況一定時,就可以根據具體的監測數據進行內部結構是否出現裂縫或空洞的情況進行確定,檢測出內部結構的缺陷狀態。鉆芯法則是目前土木工程中最常用的檢測方法,它是通過回彈儀來測定整個混凝土的強度。一般都是采用專門的水冷式鉆機,在整個混凝土結構構建上進行采樣,然后在開始混凝土結構的抗壓強度的實驗,進而推斷出整個混凝土內部的結構缺陷情況。

2、 砌體結構檢測

國內很多的土木工程都是采用的砌體結構,由于它本身的自重較大,加上強度和粘結度較低的缺點,當收到強大的外力作用時很容易出現損壞的情況,因此對砌體結構進行檢測對整個砌體建筑的質量保證有著積極的意義。砌體結構的檢測技術主要分為動態檢測和靜態檢測。同時材料的不同也決定了砌體結構檢測技術的不同,當砌體是石塊,通常采用鉆芯法進行檢測,當砌體是磚體是通常采用回彈法以及回彈發和鉆芯法結合的方法。自重砂漿輕度是整個砌體結構檢測中的重要參數,一般都是采用的筒壓法和推出法。筒壓法通常是將樣本砂漿進行碾碎、烘干,然后分成具有級配的砂漿顆粒,然后裝到承筒中進行筒壓法,然后再斷定砂漿的強度是否達到質量的要求。推出法則是利用推出儀在砌體結構的墻體上面推出磚塊,然后結合水平推力和推出磚塊西表面砂漿的飽滿度來進行檢測,進而達到檢測砌體結構的目的。

3、 鋼結構檢測

鋼結構的檢測通常都是指鋼構件的性能會質量的檢測。另外,鋼結構的檢測可以細分至構件的變形損傷。尺寸偏差以及構造和涂裝還有構建材料的連接和性能測定等項目,在檢測過程中必要時可以對鋼構件的性能進行實載檢測和動力測試。和混凝土結構。砌體結構相比,鋼結構具有自重輕、強度高、材質均勻且韌性和塑性良好的優點,這樣在土木工程中的應用就更加具有優勢。隨著鋼結構在土木工程中的應用越來越廣泛,鋼結構的檢測技術也在不斷進步。目前,鋼結構的主要檢測技術有超聲波檢測、射線檢測、滲透檢測、磁粉檢測以及渦流檢測等,結合這些先進的檢測技術,整個鋼結構內部的缺陷情況能夠比較精準地檢測出來。但是鋼結構檢測技術在國內的發展還在不斷前進中,不具備成熟的檢測技術,今后還有待進一步的完善和改進。

二、 土木工程結構檢測技術的發展趨勢

1、 完善損傷判別的指標,提高檢測正確性

現有的土木工程結構檢測技術在損傷指標的判別上已經形成了科學系統的體系,在主要檢測參數的設置和分類上也取得了很大的進步。但是,國內土木工程結構檢測技術和國外的相比還存在一定的問題,需要對損傷判別的指標進行不斷的完善,以提高整個結構檢測的全面性和正確性。在選擇特征量方面,通常都利用一些在損傷情況時結構中的一些變化參數來來進行診斷的,這些特征量能夠反映出整個土木工程結構中的抗壓、抗剪以及材料的結合力等變化情況,進而通過這些指標的綜合分析來診斷結構內部是否出現了裂縫或者空洞情況。隨著我國土木工程建設的技術不斷進步,在質量方面的要求也逐步提高,整個檢測技術應該圍繞著工程建設的質量要求來進行改進,在損傷判別的指標選定和完善上面,要進行不斷的完善,最終滿足整個土木工程的建設要求,提高檢測技術的科學性、準確性。

2、 優化傳感器的布置,提高檢測的可靠度

傳感器的數量、位置和類型對整個土木工程的檢測技術起到了決定性的作用。隨著土木工程的建設復雜性與日俱增,在結構檢測的診斷過程中對傳感器的優化工作也提出了新的要求。在今后的土木工程結構檢測技術的發展過程中,傳感器的布置應該得到有效的優化,進而提高整個檢測技術的可靠性。傳感器的優化應該在結構總體分析的模型基礎之上,利用廣義的遺傳算法來進行,從而確定傳感器的優化布置工作。另外,在傳感器的數量布置上,也應該進行科學的優化,利用噪聲信號系統的正確運作來實現信息的最有采集工作,將優先的傳感器數量設置進行最佳的合理安排,進而實現傳感器優化布置。在今后的發展過程中,土木工程結構檢測技術在傳感器的優化布置上應該投入更多的精力,實現檢測技術的精良應用。

3、 非線性診斷技術的應用,滿足實際情況

土木工程的結構大體上都是非線性的結構,在檢測技術的應用上應該結合整個結構的非線性特點進行非線性診斷技術的應用,從而體現整個結構檢測技術的科學性。雖然目前在土木工程結構檢測技術中非線性診斷技術的應用存在一定的困難,相較于線性診斷而言,這種技術更加需要復雜的計算算法和技術操作,但是非線性診斷技術更加貼近實際。在今后的結構檢測技術發展中,非線性技術的研究和應用應該成為一個重點,考慮到遺傳算法、小波分析和神經網絡在非線性分析和數據處理上所具有的優勢,在結構損傷的辨識上面非線性結構診斷技術有著很大發展空間和前景。非線性結構檢測技術在發展中應該不斷針對土木工程的建筑結構作出調整和優化,改進和完善整個非線性結構診斷技術的應用。

三、 結語

綜上所述,目前我國的土木工程結構檢測技術還處于一個不斷發展的階段,在混凝土結構、砌體結構和鋼結構的檢測技術上還有很大提升空間。針對這些結構檢測技術進行研究,能夠拓展整個土木工程檢測技術的發展空間。土木工程檢測技術的不斷改進和優化,能夠為整個土木工程建設領域帶來很大的影響,能夠更好地保障整個工程的建設質量,符合社會的發展要求。

參考文獻:

[1] 葉文亞;李國平;;鋼筋混凝土和預應力混凝土結構服役期性能退化相關性定性的分析[A];結構混凝土創新與可持續發展——第十三屆全國混凝土及預應力混凝土學術交流會論文集[C];2005年

[2] 李兆霞,李愛群,陳鴻天,郭力,周太全;大跨橋梁結構以健康監測和狀態評估為目標的有限元模擬[J];東南大學學報(自然科學版);2003年05期

[3] 趙順波;曲福來;程遠兵;李曉克;;論課程組建設在實現教學團隊科學發展中的作用[J];華北水利水電學院學報(社科版);2010年01期

[4] 唐天國;鮑華;朱以文;蔡德所;劉浩吾;;光纖傳感技術在工程健康監測中的應用分析[A];第九屆全國巖石力學與工程學術大會論文集[C];2006年

作者簡介:

第12篇

關鍵字:巖土工程;基坑降水;地面沉降;影響

中圖分類號:P313 文獻標識碼A

引言

今年來隨著科技的飛速發展,巖土工程在城市建設中發揮著巨大的作用,同時它在各種工程建設中都占據著舉足輕重的地位,可見巖土工程是我們必須要好好掌握并要達到學以致用的一門學問。另外由于越來越來越多的高樓建設和各地蒸蒸日上的地鐵事業,關于深坑工程的建設也越來越多,基坑降水作為巖土工程重要的組成部分,對巖土工程的發展有著至關重要的作用。在巖土工程中,有時會遇到地下水豐富的地帶,這就導致絕大多數基坑開挖時會由于地下水的滲透作用而導致基坑被破壞或者坍塌,基坑坍塌就會導致基坑周圍地面沉降,會導致一系列的問題出現,讓人應接不暇。因此我們要在基坑開挖之前就做好一系列降水措施,以保護基坑的完整性和解決基坑周圍地面的問題。那么這就要求我們要好好掌握基坑降水的機理、方法和基坑降水對周圍地面沉降會有什么影響。另外基坑降水對周圍地面沉降的影響一般是針對潛水降水,下面我們就對基坑降水對周圍地面沉降的影響進行一下分析。

一、巖土工程概述

巖土工程是指在有關工程建設的項目中對巖石和土的使用、整治或者進行改造等手段的科學技術,它指的是土木工程中涉及到巖石、土、地下、水中等的部分。隨著我國經濟實力的增強和科學技術的發展,如雨后春筍般拔地而起的各類建筑工程,例如高樓隨處可見、水庫處處皆是。因此在土建工程中,巖土工程是一項非常重要的項目,它憑借土力學、巖體力學和工程地質學作為理論基礎,然后運用各種勘測技術對巖土體進行綜合的整治改造和利用而進行的一系列的系統性工作。據資料統計表明,巖土工程包括巖土工程勘測,巖土工程設計,巖土工程的實驗,巖土工程施工和監測,即涉及工程建設的全過程。并且在房屋、市政、水利、管道的建設中,都有十分重要的意義。其主要的研究方向包括城市地下空間與地下工程,邊坡與基坑工程,地基與基礎工程等幾個方面。

二、基坑降水沉降機理

將地下水抽取出來后,會不可避免的導致地面的沉降,但是如果在某一時段內,其抽取水的量值相對較小,則不足以對周圍環境產生危害。抽水期間影響地面沉降的因素有兩方面:一是含水層通過被壓縮而導致變形。由于含水層中砂石微粒的強度較高,另外又由于顆粒周圍存在有帶壓力的水,在水位降低減小時沙粒之間的位置難以得到平衡,在宏觀上表現為壓縮的量很小,且很快就會趨于穩定。二是上部粘性土的階層的會釋放水且會壓縮水的密度,當然這個過程將會遵循太沙基一維的固定理論。由于降水期間的抽水時間有限,在降水的這段時間內粘性土的固定結合度一般在0.2左右,釋水壓密的壓縮模量一般在1.3cm左右。在抽水過程中,排水會使得承壓含水層的孔隙水壓降低,且減小的孔隙水壓會轉變成有效應力增量,即這個有效應力使得水層壓密。伴隨著抽水的持續,承壓含水層的壓密逐漸趨于平衡,隨后,上部的隔水層開始釋水壓密。當然要使水位恢復到原有狀態是要經過一段時間的。總之,抽水引發的地面沉降既會發生在含水層也會發生在粘性土層,只是在不同的階段各自占的比例不同主次不同而已。

三、基坑降水對周圍地面沉降的影響

3.1地下水處理不當對地面沉降的影響

在基坑降水過程中,如果地下水處理不當會導致基坑坍塌、邊坡失穩等事故,這也就相應的會引起基坑周圍地面的坍塌、毀壞等現象。因此地下水處理不當時對基坑周圍地面沉降的影響,可分析如下。

在基坑開始挖掘時,在排水過程中邊坡會產生較大的水力坡度,導致地下水向坡內滲透產生積水,從而產生管涌現象;由于降水井的結構不合理或者是在洗井的時候操作不夠規范,使得在抽取地下水時帶走大量的土或巖石顆粒,導致土體被掏空,從而引起地面塌陷或者開裂;另外可能由于坑外的圍護防水性太差,而導致土顆粒流失;基坑底板以下存在承壓水,坑底到承壓含水層之間土體所能承受的壓力要小于承壓水的頂托力,導致坑底出現突涌、流砂等現象;水質的變化也是很重要的一點,特別是處在沿海城市的地域,特別容易出現海水入侵等現象,導致淡水資源咸化。

其實對于以上由于地下水處理不當而對地面沉降造成的不良影響,只要在巖土工程勘探中進行詳細的勘察,給以足夠的認識,還要在設計方面做到科學、嚴謹,在施工方面做到合理規范,同時做好施工管理和監測方面的工作,加強各方面的規范性,然后盡量做到信息化施工,那么以上各個危害既使不可以避免也是可以得到及時解決的,這樣可以使得對工程的不良影響降到最低。對于地下水處理不當而對地面沉降引起的不良影響,只要在勘察過程中個部門的人員進行相互合作,配合密切、默契,就會將不良影響降到最低甚至避免這些問題的發生。

3.2降水對地面沉降的影響

在基坑降水中除了上面所講到的地下水處理不當對地面沉降的不良影響外,另外水位降落引起的地面沉降,是地下水對地面沉降的另一種形式的影響。基坑降水導致周圍地面下降,同時抽水也會帶走很多土粒,再加上基坑挖土,就會引起基坑周圍地面不同程度的沉降。若處理不當,嚴重者將會導致基坑附近建筑物、地下管線產生移位、沉降和破壞。

另外,降水量的多少對基坑周圍地面的沉降有很大的影響,如果在大量降水時期,對基坑保護不周到,會導致基坑內部大量積水,導致基坑坍塌、滑坡,就會引起基坑周圍地面的不同程度的變化。基坑坍塌會引起基坑周圍地面下陷,導致地面下沉,同樣對附近的建筑物可能造成不同程度的損壞;基坑滑坡會導致基坑周圍一定范圍的地面產生水土流失,造成地面沉降,導致這塊土地會存在許多的安全隱患。另外這些問題都會導致基坑損壞,這樣就浪費了大量的人力物力和財力,最后結果還是竹籃打水。

那么要解決這些問題對基坑降水的影響,最簡單的就是要避免人為操作對基坑造成大量的積水,一定要保證基坑內的水保持在安全位置,對于一些人為降水行為要進行嚴格的控制和監測,不能出現一絲紕漏;對于非人為的一些因素如降雨、降雪等氣象原因,我們一定要做好防護措施,保證基坑的安全,盡量減少甚至避免天氣等降水因素對基坑周圍地面沉降的影響。雖然說不能做到萬無一失,但是我們可以盡量做到更好、更周到。

結語

隨著城市建設的迅速發展,各地高樓拔地而起、地鐵處處通暢,導致巖土工程越來越受關注,同時巖土工程的開展為人類生活帶來很大的便利,所以我們要認真學習并掌握好巖土工程。然而基坑降水作為巖土工程中極其重要的組成部分,也是不容忽視的。在各種項目的建設中基坑降水是一個很重要的方面,無論在那個地域都會有地下水的存在,豐富的地下水對基坑有很大影響,甚至會導致基坑下陷、坍塌和毀壞,在基坑坍塌或者毀壞后必然會引起基坑周圍地面的沉降,這會引起地面產生一系列的問題。因此,研究巖土工程中基坑降水對周圍地面沉降的影響是非常有意義的,它有助于我們做好防護工作,保護好人民的共有財產和維護人民利益。

參考文獻

[1]劉建航,候學淵.基坑工程手冊.北京中國建筑工業出版社.1997

[2]陳中漢,黃書軼,程麗萍等.深基坑工程,第二版.北京機械工業出版社.2003

[3]吳林高等.工程降水設計施工與基坑滲流理論,第一版.北京人民交通出版社.2003

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