時(shí)間:2023-03-21 17:01:29
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引言
縱觀人類文明史,土木工程建設(shè)在和自然斗爭(zhēng)中不斷地前進(jìn)和發(fā)展。在我國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)中,土木工程業(yè)越來(lái)越成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。同時(shí),隨著社會(huì)和科技的發(fā)展,建筑物的規(guī)模、功能、造型和相應(yīng)的建筑技術(shù)越來(lái)越大型化、復(fù)雜化和多樣化,所采用的新材料、新設(shè)備、新的結(jié)構(gòu)技術(shù)和施工技術(shù)日新月異,節(jié)能技術(shù)、信息控制技術(shù)、生態(tài)技術(shù)等日益與建筑相結(jié)合,建筑業(yè)和建筑物本身正在成為許多新技術(shù)的復(fù)合載體。而超高層和超大跨度建筑、特大跨度橋梁及作為大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)核心的現(xiàn)代結(jié)構(gòu)技術(shù)則成為代表一個(gè)國(guó)家建筑科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。所有這一切都說(shuō)明在土木工程中越來(lái)越體現(xiàn)了技術(shù)與創(chuàng)新的作用,誰(shuí)能在世紀(jì)之交把握住土木工程學(xué)科的發(fā)展趨勢(shì)。誰(shuí)就能在知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代開(kāi)創(chuàng)土木工程學(xué)科的新紀(jì)元。
一、土木工程的涵義
土木工程是指建造各類工程設(shè)施的科學(xué)、技術(shù)和工程的總稱。土木工程的含義可從兩方面去理解。一層含義是指與人類生活、生產(chǎn)活動(dòng)有關(guān)的各類工程設(shè)施,如建筑工程、公路與城市道路工程、局壩水電和水利工程、鐵路工程、橋梁工程、隧道工程、地下空間開(kāi)發(fā)利用工程等。另一層含義是指為了建造工程設(shè)施應(yīng)用材料、工程設(shè)備在土地上所進(jìn)行的勘察、設(shè)計(jì)、施工等工程技術(shù)活動(dòng)。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,目前土木工程的實(shí)踐和研究己取得顯著成就,無(wú)論是結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析,還是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理論和方法以及結(jié)構(gòu)的施工手段,都有了非常大的突破;特別是近若干年,在高層、大跨結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)方面成績(jī)尤其驚人。但展望未來(lái),土木工程領(lǐng)域中仍然有許多課題需要我們進(jìn)一步探討。
二、土木工程的發(fā)展現(xiàn)狀
我國(guó)的土木工程建設(shè)從20世紀(jì)50年代起一直沒(méi)有停過(guò),且發(fā)展很快,尤其在近年來(lái),發(fā)展極為迅猛,幾乎整個(gè)中國(guó)成了一個(gè)大的建設(shè)工地。新的高樓大廈、展覽中心、鐵路、公路、橋梁、港口航道及大型水利工程在祖國(guó)各地如雨后春筍般地涌現(xiàn),新結(jié)構(gòu)、新材料、新技術(shù)大力研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。發(fā)展之快,數(shù)量之巨,令世界各國(guó)驚嘆不已。
截止2000年底,我國(guó)鐵路運(yùn)營(yíng)路程已達(dá)6.78萬(wàn)公里,居世界第4位,亞洲之首。鐵路朝著城市輕軌和地鐵兩方而發(fā)展。同時(shí),我國(guó)也在積極建造高速鐵路,武漢至廣州的高速鐵路運(yùn)營(yíng)時(shí)間僅需4小時(shí)。此外,磁懸浮列車(chē)也在發(fā)展。橋梁工程也取得了驚人的成就,伴隨著橋梁類型的不斷翻新,主跨跨度一再突破。楊浦大橋、南浦大橋、蕪湖長(zhǎng)江大橋、南京長(zhǎng)江二橋等大跨橋梁的建成都標(biāo)志著我國(guó)的大跨結(jié)構(gòu)達(dá)到了一個(gè)新的水平,己跨入世界水平先進(jìn)行列。目前,我國(guó)己建成千米以上大橋3座、800m以上大橋8座、600m以上大橋15座、400m以上大橋40座,重慶萬(wàn)縣單孔跨度達(dá)420m的鋼筋混凝上拱橋更引起世界同行的莫大興趣。在水利建設(shè)方面,50年間全國(guó)興建大中小水庫(kù)8.6萬(wàn)座,水庫(kù)總蓄水量4580億立方米。建設(shè)和整修大江大河堤防25萬(wàn)公里,目前防洪工程發(fā)揮的經(jīng)濟(jì)效益達(dá)7000多億元。在大壩建設(shè)方面,我國(guó)先后建成了青海龍羊峽大壩、貴州鳥(niǎo)江渡大壩、四川二灘大壩等水利工程。
三、土木工程的發(fā)展趨勢(shì)
(一)高性能材料的發(fā)展
鋼材將朝著高強(qiáng)、具有良好的塑性、韌性和可焊性方向發(fā)展。日本、美國(guó)、俄羅斯等國(guó)家已經(jīng)把屈服點(diǎn)為700N/mm2以上的鋼材列人了規(guī)范;如何合理利用高強(qiáng)度鋼也是一個(gè)重要的研究課題。高性能混凝土及其它復(fù)合材料也將向著輕質(zhì)、高強(qiáng)、良好的韌性和工作性方面發(fā)展。
(二)計(jì)算機(jī)應(yīng)用
隨著計(jì)算機(jī)的應(yīng)用普及和結(jié)構(gòu)計(jì)算理論日益完善,計(jì)算結(jié)果將更能反映實(shí)際情況,從而更能充分發(fā)揮材料的性能并保證結(jié)構(gòu)的安全。人們將會(huì)設(shè)計(jì)出更為優(yōu)化的方案進(jìn)行土木工程建設(shè),以縮短工期、提高經(jīng)濟(jì)效益。
(三)環(huán)境工程
環(huán)境問(wèn)題特別是氣候變異的影響將越來(lái)越受到重視,土木工程與環(huán)境工程融為一體。城市綜合癥、海水上升、水污染、沙漠化等問(wèn)題與人類的生存發(fā)展密切相關(guān),又無(wú)一不與土木工程有關(guān)。較大工程建成后對(duì)環(huán)境的影響乃至建設(shè)過(guò)程中的振動(dòng)、噪聲等都將成為土木工程師必須考慮的問(wèn)題。
(四)建筑工業(yè)化
建筑長(zhǎng)期以來(lái)停留在以手工操作為主的小生產(chǎn)方式上。解放后大規(guī)模的經(jīng)濟(jì)建設(shè)推動(dòng)了建筑業(yè)機(jī)械化的進(jìn)程,特別是在重點(diǎn)工程建設(shè)和大城市中有一定程度的發(fā)展,但是總的來(lái)說(shuō)落后于其他工業(yè)部門(mén),所以建筑業(yè)的工業(yè)化是我國(guó)建筑業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。要正確理解建筑產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化和多樣化的關(guān)系,盡量實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn);要建立適應(yīng)社會(huì)化大生產(chǎn)方式的科學(xué)管理體制,采用專業(yè)化、聯(lián)合化、區(qū)域化的施工組織形式,同時(shí)還要不斷推進(jìn)新材料、新工藝的使用。
(五)空間站、海底建筑、地下建筑
早在1984年,美籍華裔林銅柱博士就提出了一個(gè)大膽的設(shè)想,即在月球上利用它上面的巖石生產(chǎn)水泥并預(yù)制混凝土構(gòu)件來(lái)組裝太空試驗(yàn)站。這也表明土木工程的活動(dòng)場(chǎng)所在不久的將來(lái)可能超出地球的范圍。隨著地上空間的減少,人類把注意力也越來(lái)越多地轉(zhuǎn)移到地下空間,21世紀(jì)的土木工程將包括海底的世界。實(shí)際上東京地鐵已達(dá)地下三層:除在青函海底隧道的中部設(shè)置了車(chē)站外,還建設(shè)了博物館。
(六)結(jié)構(gòu)形式
計(jì)算理論和計(jì)算手段的進(jìn)步以及新材料新工藝的出現(xiàn),為結(jié)構(gòu)形式的革新提供了有利條件。空間結(jié)構(gòu)將得到更廣泛的應(yīng)用,不同受力形式的結(jié)構(gòu)融為一體,結(jié)構(gòu)形式將更趨于合理和安全。
(七)新能源和能源多極化
能源問(wèn)題是當(dāng)前世界各國(guó)極為關(guān)注的問(wèn)題,尋找新的替代能源和能源多極化的要求是21世紀(jì)人類必須解決的重大課題。這也對(duì)土木工程提出了新的要求,應(yīng)當(dāng)予以足夠的重視。
此外,由于我國(guó)是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家,經(jīng)濟(jì)還不發(fā)達(dá),基礎(chǔ)設(shè)施還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人民生活和國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的要求,所以在基本建設(shè)方面還有許多工作要做。并且在土木工程的各項(xiàng)專業(yè)活動(dòng)中,都應(yīng)考慮可持續(xù)發(fā)展。這些專業(yè)活動(dòng)包括:建筑物、公路、鐵路、橋梁、機(jī)場(chǎng)等工程的建設(shè),海洋、水、能源的利用以及廢棄物的處理等。
參考文獻(xiàn):
隨著經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展及知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來(lái),創(chuàng)新成為推動(dòng)社會(huì)科技進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的決定性力量[1]。城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、建筑工程的規(guī)模逐漸擴(kuò)大及其形式功能的日新月異則要求土木工程技術(shù)也不斷地發(fā)展與創(chuàng)新,同時(shí)也要求高校土木工程專業(yè)[2]培養(yǎng)大量應(yīng)用型創(chuàng)新高等工程技術(shù)人才。畢業(yè)設(shè)計(jì)論文作為土木工程本科專業(yè)中最后的一個(gè)理論性與實(shí)踐性綜合的教學(xué)環(huán)節(jié),其目的是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析與解決工程技術(shù)問(wèn)題,最終使學(xué)生符合應(yīng)用型創(chuàng)新工程人才的基本要求。因此,畢業(yè)設(shè)計(jì)[3,4]論文必須具有綜合知識(shí)、能力與創(chuàng)新相結(jié)合的特點(diǎn)。企業(yè)、高校與科研院所[5]之間通過(guò)生產(chǎn)、教學(xué)和科研緊密結(jié)合,在課程教學(xué)與實(shí)踐過(guò)程中有機(jī)結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐與科研創(chuàng)新,可以較好地培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)、能力以及創(chuàng)新能力。同時(shí),使學(xué)生在實(shí)際畢業(yè)設(shè)計(jì)論文過(guò)程中,提升科學(xué)研究能力與團(tuán)隊(duì)合作精神,增強(qiáng)設(shè)計(jì)與參與生產(chǎn)實(shí)踐的事業(yè)心和責(zé)任感[6],在更好地運(yùn)用綜合專業(yè)知識(shí)提升畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的同時(shí),達(dá)到應(yīng)用型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標(biāo)。
1創(chuàng)新土木工程畢業(yè)設(shè)計(jì)模式
產(chǎn)學(xué)研有機(jī)結(jié)合土木工程畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的創(chuàng)新,就是在畢業(yè)設(shè)計(jì)與研究論文中,實(shí)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)[7]、教學(xué)與土木工程實(shí)踐相結(jié)合的創(chuàng)新模式,提升土木工程專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐能力。土木工程產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目中,結(jié)合科研創(chuàng)新與生產(chǎn)實(shí)踐來(lái)優(yōu)化課程教學(xué),培養(yǎng)土木工程學(xué)生的實(shí)習(xí)實(shí)踐能力,有助于全面培養(yǎng)有能力的土木工程專業(yè)學(xué)生。在具體的土木工程畢業(yè)設(shè)計(jì)創(chuàng)新模式之中,可以優(yōu)化開(kāi)展實(shí)施產(chǎn)學(xué)研合作,有效建立健全當(dāng)前土木工程教育中產(chǎn)學(xué)研結(jié)合教育課程評(píng)價(jià)[8]及調(diào)控機(jī)制,改變傳統(tǒng)的土木工程教育模式。同時(shí),也有助于實(shí)現(xiàn)企業(yè)、高校以及研究機(jī)構(gòu)間的優(yōu)勢(shì)資源互補(bǔ),優(yōu)化培養(yǎng)應(yīng)用型土木工程專業(yè)創(chuàng)新人才。
2基于產(chǎn)學(xué)研土木工程畢業(yè)設(shè)計(jì)的意義
利用產(chǎn)學(xué)研機(jī)制與應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行創(chuàng)新性土木本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的選題,從工程實(shí)際與學(xué)術(shù)問(wèn)題的聯(lián)合創(chuàng)新出發(fā),豐富與擴(kuò)展課題的研究目標(biāo),將產(chǎn)學(xué)研科研或工程項(xiàng)目轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新型的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、依據(jù)工程實(shí)際與實(shí)驗(yàn)?zāi)P团囵B(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、擴(kuò)展創(chuàng)新能力。同時(shí),創(chuàng)新性土木本科畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中,也可以提升學(xué)生的論文寫(xiě)作能力,優(yōu)化學(xué)生力學(xué)模型計(jì)算能力,培養(yǎng)技術(shù)學(xué)術(shù)交流,擴(kuò)展學(xué)生思維,具有重要?jiǎng)?chuàng)新意義。基于產(chǎn)學(xué)研的課程實(shí)踐與畢業(yè)設(shè)計(jì)工作,能夠優(yōu)化提高土木工程產(chǎn)學(xué)研合作水平和效率,實(shí)現(xiàn)共贏,共同發(fā)展。創(chuàng)新模式,搭建土木工程產(chǎn)學(xué)研平臺(tái),優(yōu)化服務(wù),能夠優(yōu)化推進(jìn)企業(yè)與高校、科研院合作,提高合作層次,有效實(shí)踐產(chǎn)學(xué)研合作,提升土木工程畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量,發(fā)揮積極影響。而且,在土木工程專業(yè)中,其畢業(yè)設(shè)計(jì)與實(shí)際工程密切相關(guān),使其與產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合,有助于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力,也可以提升畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量,具有重要意義。
3基于產(chǎn)學(xué)研土木工程畢業(yè)設(shè)計(jì)創(chuàng)新的實(shí)現(xiàn)措施
3.1完善產(chǎn)學(xué)研結(jié)合體系
密切協(xié)調(diào)土木工程教學(xué)與后期畢業(yè)設(shè)計(jì)間的聯(lián)系,基于產(chǎn)學(xué)研創(chuàng)新模式,設(shè)置課程教學(xué)與生產(chǎn)實(shí)踐,最終為畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題、實(shí)習(xí)與設(shè)施打下基礎(chǔ),增強(qiáng)課程試驗(yàn)與畢業(yè)設(shè)計(jì)等與外部生產(chǎn)與科研創(chuàng)創(chuàng)新等因素之間的關(guān)系,提升畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量。考察學(xué)生的知識(shí)綜合應(yīng)用能力,解決工程中與企業(yè)科技生產(chǎn)中的實(shí)際問(wèn)題,從而使學(xué)生能夠更好的理解工程畢業(yè)設(shè)計(jì)題目,使其能夠聚精會(huì)神地投入到畢業(yè)設(shè)計(jì)中,提升學(xué)生參加土木工程畢業(yè)設(shè)計(jì)的熱情。
3.2提升土木工程專業(yè)產(chǎn)學(xué)研基地實(shí)力
高校院系加強(qiáng)與地方科研生產(chǎn)合作,建立完善土木工程專業(yè)的產(chǎn)學(xué)研基地,鼓勵(lì)教師參與生產(chǎn)實(shí)踐,提升其實(shí)踐指導(dǎo)實(shí)力,為畢業(yè)設(shè)計(jì)與論文提升工程實(shí)際的支撐,激發(fā)土木工程學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)中的潛在能力。通過(guò)土木工程專業(yè)產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合的課程教學(xué)實(shí)踐與畢業(yè)設(shè)計(jì),更深層次地讓學(xué)生通過(guò)融入到土木工程設(shè)計(jì)實(shí)踐中。
3.3提升選題水平
創(chuàng)新性畢業(yè)設(shè)計(jì)論文選題工作,必須要確保選題符合土木工程專業(yè)的實(shí)際特點(diǎn),切合應(yīng)用型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標(biāo)要求,保障土木工程畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題深度可為學(xué)生所接受,一方面避免選題簡(jiǎn)單重復(fù)的陳舊題目,適應(yīng)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展的需要;另一方面避免在畢業(yè)設(shè)計(jì)中選題過(guò)深、題目過(guò)大而脫離生產(chǎn)實(shí)際的情況,確保學(xué)生切實(shí)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)工作。
3.4提高畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)質(zhì)量
院系在畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)中,應(yīng)細(xì)化到具體教學(xué)指導(dǎo)單位,根據(jù)各專業(yè)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的專業(yè)特點(diǎn),制定適合創(chuàng)新模式的畢業(yè)設(shè)計(jì)論文指導(dǎo)細(xì)則。指導(dǎo)教師在學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)中,能夠積極引導(dǎo)學(xué)生去創(chuàng)新思維,建立學(xué)生對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的多元文化意識(shí),培養(yǎng)土木學(xué)生的工作、人際交流能力。
3.5協(xié)調(diào)畢業(yè)設(shè)計(jì)考核環(huán)節(jié)
建立基于產(chǎn)學(xué)研的畢業(yè)設(shè)計(jì)分階段考核方法,首先對(duì)指導(dǎo)教師要求其書(shū)面陳述畢業(yè)設(shè)計(jì)課題來(lái)源、選題依據(jù)、設(shè)計(jì)論文內(nèi)容、難以程度及工作量等情況,由院系討論與考核設(shè)計(jì)選題。在此基礎(chǔ)上,增加創(chuàng)新學(xué)分與創(chuàng)新能力的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),使學(xué)生更加有積極性地投入創(chuàng)新能力的培養(yǎng),同時(shí),激勵(lì)教師培育基于產(chǎn)學(xué)研等的創(chuàng)新課程與畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)踐,給予相應(yīng)的政策支持。基于產(chǎn)學(xué)研的畢業(yè)設(shè)計(jì)論文實(shí)施過(guò)程,可以根據(jù)實(shí)際情況,適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)增加實(shí)踐環(huán)節(jié)的考核,以保證畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量提升。
4產(chǎn)學(xué)研創(chuàng)新畢業(yè)設(shè)計(jì)論文案例探索
鹽城工學(xué)院土木工程學(xué)院依據(jù)江蘇省特色專業(yè)和國(guó)家特色專業(yè)建設(shè)點(diǎn),逐步推行創(chuàng)新教學(xué)與科技管理體制改革,努力提高科技水平,走產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的道路,積極為地方社會(huì)經(jīng)濟(jì)服務(wù),承擔(dān)了大量的企業(yè)科技開(kāi)發(fā)項(xiàng)目。土木工程學(xué)院在基于產(chǎn)學(xué)研的教學(xué)與畢業(yè)設(shè)計(jì)改革上,利用校企協(xié)同育人平臺(tái),引入企業(yè)深度參與教學(xué)實(shí)踐,開(kāi)發(fā)了“企業(yè)文化、建筑工業(yè)化技術(shù)、施工安全管理、現(xiàn)代施工關(guān)鍵技術(shù)、建筑信息化技術(shù)、綠色建筑技術(shù)、建筑設(shè)備工程”等校企網(wǎng)絡(luò)課程。進(jìn)一步,加強(qiáng)教學(xué)方法改革,利用校企網(wǎng)絡(luò)共享絡(luò)課程,鼓勵(lì)開(kāi)展學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、研究性學(xué)習(xí)與合作性學(xué)習(xí);對(duì)“土木工程測(cè)量、土木工程材料與工程結(jié)構(gòu)測(cè)試技術(shù)訓(xùn)練”等課程實(shí)施以能力考核為主的考核方式改革,為切實(shí)完成實(shí)踐課程培養(yǎng)目標(biāo)與創(chuàng)新性畢業(yè)設(shè)計(jì)論文工作提供有力保障。學(xué)院教師團(tuán)隊(duì)目前承擔(dān)的產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目,緊密結(jié)合土木工程教學(xué)與企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐科技問(wèn)題,為培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才進(jìn)行卓有成效的探索。筆者所在的課題組,目前承擔(dān)“深大基坑開(kāi)挖施工對(duì)工程樁的影響及其檢測(cè)關(guān)鍵技術(shù)研究”產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目,旨在結(jié)合教學(xué)與工程實(shí)踐科技創(chuàng)新的同時(shí),進(jìn)行土木工程創(chuàng)新畢業(yè)設(shè)計(jì)與應(yīng)用型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)等探索工作。在教學(xué)中,針對(duì)鹽城多河地區(qū)特點(diǎn),分析深大基坑開(kāi)挖的設(shè)計(jì)、施工與環(huán)境影響特點(diǎn),將工程難點(diǎn)問(wèn)題引入課堂與試驗(yàn)及實(shí)習(xí)實(shí)踐。對(duì)深大基坑開(kāi)挖回彈引起的樁基承載形狀變化等問(wèn)題,在“樁基工程”課程的設(shè)計(jì)與施工檢測(cè)等課程中,進(jìn)行針對(duì)性的分析,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,利用課程試驗(yàn)與產(chǎn)學(xué)研課題研究試驗(yàn)有機(jī)的結(jié)合,引導(dǎo)學(xué)生參與科研試驗(yàn)研究,為創(chuàng)新性畢業(yè)設(shè)計(jì)提供知識(shí)能力的積累。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)行基于產(chǎn)學(xué)研的畢業(yè)設(shè)計(jì)論文工作,根據(jù)學(xué)生情況并結(jié)合項(xiàng)目特點(diǎn),畢業(yè)設(shè)計(jì)選題有“先鋒島三期多面臨河深大基坑的設(shè)計(jì)與施工”“鹽城多河地區(qū)的基坑支護(hù)形式與插入深度研究”“深大基坑開(kāi)挖條件下的工程樁承載力計(jì)算”“深大基坑開(kāi)挖坑底回彈與樁基承載計(jì)算與檢測(cè)”“臨河高層建筑深大地下室基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工方案”等,創(chuàng)新了土木工程畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的形式,并推動(dòng)了工程生產(chǎn)實(shí)踐與企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新等工作。
5結(jié)語(yǔ)
在土木工程教學(xué)、試驗(yàn)實(shí)踐及畢業(yè)設(shè)計(jì)的各階段,基于產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合研究項(xiàng)目改革教學(xué)方法與畢業(yè)設(shè)計(jì)選題及實(shí)施,促進(jìn)土木工程本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的創(chuàng)新與實(shí)踐,使學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)階段直接接觸到工程實(shí)例與企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新實(shí)踐,可有效保證學(xué)生完成土木工程專業(yè)的教育培養(yǎng)計(jì)劃,培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)創(chuàng)新能力,為完成土木工程應(yīng)用型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標(biāo)發(fā)揮重大作用。
參考文獻(xiàn)
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1土木工程專業(yè)教學(xué)計(jì)劃的修訂與課程體系的整體優(yōu)化
目前,我國(guó)高校分為三類:重點(diǎn)高校、一般高校和高等專科學(xué)校。我國(guó)土木工程專業(yè)人才的需求和培養(yǎng)可分為三個(gè)層次:第一層次是高級(jí)研究型人才,主要由名牌大學(xué)和重點(diǎn)大學(xué)培養(yǎng);第二層次是高級(jí)設(shè)計(jì)、施工管理人才,主要由一般本科院校培養(yǎng);第三層次是生產(chǎn)一線技術(shù)應(yīng)用型人才,主要由高職專科學(xué)校培養(yǎng)[4]。邵陽(yáng)學(xué)院2002年升為一般本科院校,土木工程專業(yè)2003年興辦,辦學(xué)歷史短,教學(xué)經(jīng)驗(yàn)積累少,無(wú)論從師資隊(duì)伍、辦學(xué)條件、科研能力,還是學(xué)生生源,都不具備培養(yǎng)高級(jí)研究型人才的條件;同時(shí)也不具備與辦學(xué)歷史較長(zhǎng)的一般本科院校競(jìng)爭(zhēng)的實(shí)力。根據(jù)土木工程專業(yè)在湖南省和全國(guó)所處的地位,將專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)定位在培養(yǎng)懂設(shè)計(jì)、會(huì)施工、懂管理的高級(jí)技術(shù)應(yīng)用型人才。據(jù)此,對(duì)我院土木工程專業(yè)課程體系進(jìn)行整體優(yōu)化,制定了2006級(jí)教學(xué)計(jì)劃:⑴設(shè)置2個(gè)專業(yè)方向:建筑工程和道路與橋梁工程方向,制定“2.5+1+0.5”人才培養(yǎng)模式,即進(jìn)行5個(gè)學(xué)期的專業(yè)通識(shí)(公共基礎(chǔ)課和專業(yè)基礎(chǔ)課)教育,2個(gè)學(xué)期的專業(yè)方向課教育,1個(gè)土木工程專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)計(jì)劃的研究文暢平(邵陽(yáng)學(xué)院城市建設(shè)系湖南邵陽(yáng)422000)摘要:以人才需求為目標(biāo),人才知識(shí)結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)為主線,結(jié)合專業(yè)建設(shè)實(shí)踐,以突出學(xué)生就業(yè)服務(wù)對(duì)象、突出學(xué)生工程實(shí)踐能力和職業(yè)能力的培養(yǎng)、突出實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)的地位作為制定教學(xué)計(jì)劃的依據(jù)和辦出特色的基礎(chǔ),構(gòu)建土木工程專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)體系,以培養(yǎng)應(yīng)用型人才。關(guān)鍵詞:土木工程教學(xué)計(jì)劃培養(yǎng)目標(biāo)實(shí)踐環(huán)節(jié)應(yīng)用型人才學(xué)期的畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)。⑵拓寬專業(yè)基礎(chǔ),建立土木工程專業(yè)“大平臺(tái)”課程體系。⑶建立“模塊”課程體系,實(shí)現(xiàn)課程整體優(yōu)化。
2以人才需求為目標(biāo),以人才知識(shí)結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)為主線,構(gòu)建土木工程專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)體系
土木工程專業(yè)是最古老的工程類專業(yè),在世界上已有上百年的歷史,在社會(huì)發(fā)展的各個(gè)時(shí)期,都需要土木工程類專業(yè)人才。我國(guó)不少高校中的土木工程專業(yè)辦學(xué)歷史較長(zhǎng),辦學(xué)條件好,辦學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富,生源素質(zhì)較高。我院土木工程專業(yè)2003年興辦,辦學(xué)歷史短,教學(xué)經(jīng)驗(yàn)積累少,競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力弱。我們應(yīng)正視自己的差距,找準(zhǔn)自己的位置,揚(yáng)長(zhǎng)避短,辦出自己的特色。⑴土木工程專業(yè)人才需求現(xiàn)狀和人才知識(shí)、能力結(jié)構(gòu)要求第一,人才需求呈多樣化趨勢(shì)。應(yīng)用技術(shù)科技含量隨科技發(fā)展而增加,用人單位對(duì)人才的需求更加務(wù)實(shí),更有針對(duì)性,也更加迫切,既需要研究型人才,更需要應(yīng)用型人才,人才的需求呈明顯的多樣化趨勢(shì)。我院土木工程專業(yè)應(yīng)順應(yīng)這樣趨勢(shì),建立以培養(yǎng)崗位能力為中心,注重學(xué)生的技術(shù)能力培養(yǎng)的辦學(xué)思路,在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中始終以適應(yīng)崗位需要為目的,使學(xué)生畢業(yè)后能很快適應(yīng)土木工程各技術(shù)崗位工作的需要。第二,人才的專業(yè)知識(shí)面要寬。應(yīng)用型人才服務(wù)的對(duì)象主要是基層企事業(yè)單位,這些單位的工作專業(yè)劃分不太細(xì),且比較綜合,他們需要的不是研究型人才,而是工程一線技術(shù)把關(guān)的技術(shù)人才,要懂設(shè)計(jì),會(huì)管理,這就要求技術(shù)人員知識(shí)面要寬。第三,土木工程實(shí)踐性、社會(huì)性、綜合性很強(qiáng),是一個(gè)綜合性的系統(tǒng),培養(yǎng)的專業(yè)人才除了要有本專業(yè)各領(lǐng)域的技術(shù)知識(shí)外,還要有相應(yīng)的管理和經(jīng)濟(jì)知識(shí)、人文社會(huì)科學(xué)理論知識(shí)和素養(yǎng),以及較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力等。⑵構(gòu)建土木工程專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)體系的思路社會(huì)和用人單位的人才需求和對(duì)人才知識(shí)、能力結(jié)構(gòu)以及素質(zhì)要求,是我們構(gòu)建實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)體系的依據(jù),也是我們教學(xué)培養(yǎng)方向。為此,我們強(qiáng)調(diào)三個(gè)突出:①突出學(xué)生就業(yè)服務(wù)對(duì)象。服務(wù)對(duì)象的需求就是我們的教學(xué)培養(yǎng)方向,體現(xiàn)在課程體系上,就是要突出施工類、管理類課程的地位。②突出學(xué)生工程實(shí)踐能力、職業(yè)能力的培養(yǎng)。土木工程專業(yè)的特點(diǎn)決定了人才的知識(shí)結(jié)構(gòu),更需要實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累和創(chuàng)造力。當(dāng)然,經(jīng)驗(yàn)的培養(yǎng)和積累不是一朝一夕之事。所以,我們?cè)谥贫ń虒W(xué)計(jì)劃時(shí),切實(shí)保證了各類課程實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)等工程訓(xùn)練的時(shí)間,把計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力、管理和經(jīng)濟(jì)知識(shí)貫串其中。在實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)中,注意把工程教育和工程訓(xùn)練統(tǒng)一起來(lái)。③突出實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)的地位。作為教學(xué)型高校,應(yīng)以教學(xué)為中心,而我院土木工程專業(yè)應(yīng)突出實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)的中心地位,既以技術(shù)基礎(chǔ)課的教學(xué)和實(shí)踐能力的培養(yǎng)為重點(diǎn)。在這方面我們有優(yōu)勢(shì),第一,具有副高以上職稱的專業(yè)課教師基本上來(lái)自設(shè)計(jì)、施工、行業(yè)管理等部門(mén),他們實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富,事業(yè)心強(qiáng),工作責(zé)任高;第二,這些教師能為實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)提供適宜的教學(xué)工地;第三,能夠較好地解決理論與實(shí)踐脫節(jié)的問(wèn)題。⑶土木工程專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)課程體系土木工程專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)課程體系包括:①課程實(shí)驗(yàn)類;②實(shí)習(xí)類;③課程設(shè)計(jì)類;④畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文);⑤計(jì)算機(jī)應(yīng)用類,包括貫串于實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用。超級(jí)秘書(shū)網(wǎng)
3階段性成果
從2002年起,多次對(duì)土木工程專業(yè)教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行了修訂,今年又進(jìn)行了一次大的修訂,按照“2.5+1+0.5”人才培養(yǎng)模式,設(shè)計(jì)和優(yōu)化實(shí)踐環(huán)節(jié)課程模塊,即“平臺(tái)”類實(shí)踐環(huán)節(jié);“課群組”類實(shí)踐環(huán)節(jié);“綜合”類實(shí)踐環(huán)節(jié)即畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)。⑴課程實(shí)驗(yàn)類。占總學(xué)時(shí)約13%。包括大學(xué)物理實(shí)驗(yàn),普通化學(xué)實(shí)驗(yàn),材料力學(xué)實(shí)驗(yàn),測(cè)量實(shí)驗(yàn),土工實(shí)驗(yàn)等。⑵實(shí)習(xí)類。總計(jì)6~7周,包括認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí),工程地質(zhì)實(shí)習(xí),生產(chǎn)實(shí)習(xí),道路勘測(cè)實(shí)習(xí)等⑶課程設(shè)計(jì)類。總計(jì)10周,包括基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì),“課群組”類課程設(shè)計(jì)等。⑷綜合類。總計(jì)16周,包括畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)。⑸計(jì)算機(jī)應(yīng)用類。包括計(jì)算機(jī)文化類、技術(shù)基礎(chǔ)類,專業(yè)應(yīng)用類等,課內(nèi)安排126學(xué)時(shí),課外安排約360學(xué)時(shí)。
4結(jié)語(yǔ)
專業(yè)教學(xué)計(jì)劃體現(xiàn)了高校辦學(xué)指導(dǎo)思想,反映了高校辦學(xué)水平,“辦學(xué)不應(yīng)該老圍著別人有什么,而應(yīng)該想別人沒(méi)有什么,這樣才辦得出特色”[5]。突出學(xué)生就業(yè)服務(wù)對(duì)象、突出學(xué)生工程實(shí)踐能力和職業(yè)能力的培養(yǎng)、突出實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)的地位這三個(gè)“突出”是我們制定教學(xué)計(jì)劃的依據(jù),也應(yīng)該成為我們辦出特色的基礎(chǔ)。
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光陰似箭,三年的研宄生生活即將結(jié)束。至此,對(duì)建筑師黃聲遠(yuǎn)的研宄工作也將暫告一段落。回顧論文的寫(xiě)作過(guò)程,自己收獲的東西遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了其本身的價(jià)值,對(duì)于邏輯思維的鍛煉、工作方法的改善、理論知識(shí)的擴(kuò)充、心理狀態(tài)的調(diào)整都使我得到進(jìn)步。大陸關(guān)于黃聲遠(yuǎn)的資料比較少,前期赴臺(tái)灣的兩次調(diào)研以及過(guò)程中的資料收集都耗費(fèi)了大量的精力,但是每個(gè)階段都有老師、同學(xué)與家人及時(shí)的幫助與鼓勵(lì),才得以順利完成,在這里我要向所有給予我?guī)椭娜吮硎局孕牡母兄x!
首先要感謝導(dǎo)師凌世德教授,論文定題到寫(xiě)作定稿,傾注了凌老師大量的心血。在我攻讀碩士研宂生期間,深深受益于凌老師的關(guān)愛(ài)與教導(dǎo)。回想自己這三年來(lái)在學(xué)習(xí)、研究過(guò)程中的收獲和進(jìn)步,無(wú)不和凌老師的悉心教誨密切相關(guān)。凌教授作為老師,為我點(diǎn)撥迷津,讓人如沐春風(fēng);作為長(zhǎng)輩,溫和敦厚,讓人感念至深。能師從凌老師,我為自己感到慶幸。在此謹(jǐn)向凌老師表示我最誠(chéng)摯的敬意和感謝!
三年來(lái),建筑學(xué)院各位老師對(duì)我的諄諄教誨是我進(jìn)步的動(dòng)力,來(lái)到廈大使我受益匪淺。我也要感謝這些年傳授我知識(shí)的所有老師,他們的言傳身教,是我求學(xué)歲月里不可缺少的精神食糧,也是我前行路上溫暖的指路明燈。
感謝三年來(lái)朝夕相處的同學(xué)們,三年一同走過(guò),分享喜悅與憂傷,我們是永遠(yuǎn)的朋友,是你們讓我在三年的學(xué)習(xí)生活中感受到友誼的溫暖。我們一起努力奮斗的那些時(shí)光,也將是我人生最寶貴的財(cái)富。
最后,我要將內(nèi)心最深的謝意獻(xiàn)給我的父母。父母的養(yǎng)育之恩無(wú)以為報(bào),他們是我十多年求學(xué)路上最堅(jiān)強(qiáng)的后盾。在我面臨人生選擇的迷茫之際,為我排憂解難,他們對(duì)我無(wú)私的愛(ài)與包容是我不斷前進(jìn)的動(dòng)力。
論文致謝二:
在碩士生涯即將結(jié)束之際,回想在合肥工業(yè)大學(xué)近七年的求學(xué)之路,心中感慨萬(wàn)千。本論文是在蘇饋?zhàn)愀苯淌谥笇?dǎo)下完成的,同時(shí)也離不開(kāi)許許多多人的無(wú)私幫助,在此謹(jǐn)對(duì)他們表達(dá)我最誠(chéng)摯的謝意!
首先,感謝導(dǎo)師蘇饋?zhàn)愀苯淌谠谖易x碩期間的悉心指導(dǎo)。蘇老師孜孜不倦的敬業(yè)精神、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、敏銳的洞察力、縝密的邏輯思維、淵博的學(xué)術(shù)知識(shí)使學(xué)生深受裨益,敬佩不已。在對(duì)待科研嚴(yán)格要求的同時(shí),在生活方面蘇老師也給了我無(wú)微不至的關(guān)懷和照顧,值此論文完成之際,謹(jǐn)對(duì)導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)與諄諄教誨表示最真摯的感謝!
感謝安徽大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院石先陽(yáng)教授以及武超老師,在實(shí)驗(yàn)室的提供以及實(shí)驗(yàn)的操作方面,他們都給予了我很大的幫助。能夠在這么好的實(shí)驗(yàn)室中學(xué)習(xí)是我的榮幸。在此,我向他們表示深深的感謝!
感謝安徽建筑大學(xué)李衛(wèi)華教授及他的學(xué)生,在實(shí)驗(yàn)操作方面他們給予的無(wú)私幫助和指導(dǎo),他們刻苦鉆研的科學(xué)精神、兢兢業(yè)業(yè)的工作作風(fēng)是我學(xué)習(xí)的榜樣!
感謝課題組董軍、鄭麗、沈俊、方暉、鄧?yán)C坤、康加廷、金旺紅、袁瑞、張明、張易培、陳飛、林坦、潘凱等,我的實(shí)驗(yàn)是在他們的協(xié)助下完成的。同時(shí)感謝實(shí)驗(yàn)室所有老師。
感謝我的父母及家人,在我多年的求學(xué)生涯中所給予的物質(zhì)及精神支持,你們的理解和支持成為我銳意進(jìn)取、勇攀高峰的力量源泉,在此深表感激之情。
再次對(duì)上文中所有提到姓名的和沒(méi)有提到姓名的老師和同學(xué)表示衷心地感謝,并感謝所有幫助過(guò)我的朋友們。謝謝!
論文致謝三:
光陰似箭,歲月如梭,三年的研究生學(xué)習(xí)就要結(jié)束了自己不論在學(xué)習(xí)還是生活中取得了諸多的進(jìn)步,而這一切都師、同學(xué)及朋友的幫助。
首先要感謝我的導(dǎo)師宣以瓊教授,本文的研究與撰寫(xiě)工指導(dǎo)和教誨下完成的。從課題的選擇,資料的收集,以及文性研究到論文撰寫(xiě)的整個(gè)過(guò)程中都凝聚著宣老師的心血和汗識(shí)、敏銳的洞察力對(duì)于我順利完成碩士論文起到了極其重要的學(xué)術(shù)思想、求實(shí)的工作作風(fēng)都使我受益匪淺。
三年來(lái),宣都給予了我無(wú)微不至的關(guān)懷和幫助,在此,謹(jǐn)向我的導(dǎo)師宣感謝和崇高的敬意!其次感謝我的同門(mén)曹志強(qiáng)、吳安斌、劉宗族、李小慶、喜、張俊,感謝他們?yōu)槲姨峁┝艘粋€(gè)良好的實(shí)習(xí)環(huán)境以及期助!感謝他們陪我度過(guò)多姿多彩的研究生生活!
感謝我的室友賈莉莉、余珍三年來(lái)對(duì)我的支持與關(guān)心!
感謝百忙之中審閱論文的每一位老師,本文還有許多不正
論文致謝四:
時(shí)光飛逝,三年的研究生生活轉(zhuǎn)瞬即逝。回首過(guò)去,七年的合工大生活如彈指一揮間。在這即將離別母校的日子里,各種感情洶涌而至。借此機(jī)會(huì),對(duì)在過(guò)去幫助我、照顧我的每一位人表示深深的謝意!
首先,我要感謝家人,感謝家人這堅(jiān)強(qiáng)的后盾,是他們的支持與鼓勵(lì)使我順利完成學(xué)業(yè)。我要感謝我的母校,這里承載著我們無(wú)悔的青春,愿您在以后的日子里更加輝煌奪目。
(一)內(nèi)容有限且分散
除清華大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)等高校開(kāi)設(shè)自選實(shí)驗(yàn)和演示現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)外,一般高校只開(kāi)設(shè)以上必選試驗(yàn)項(xiàng)目,內(nèi)容有限且分散。傳統(tǒng)的教學(xué)模式屬于“灌輸式”教學(xué),強(qiáng)調(diào)教會(huì)學(xué)生各個(gè)指標(biāo)的測(cè)定方法,而分散的教學(xué)模式割裂了各個(gè)指標(biāo)之間的聯(lián)系,不利于學(xué)生對(duì)基本概念的理解;傳統(tǒng)模式過(guò)于注重“是什么”和“怎么做”,忽略了“為什么”的引導(dǎo),缺乏對(duì)指標(biāo)的物理意義、作用等方面的分析和總結(jié),沒(méi)有給學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)造性的空間。
(二)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師不足
由于學(xué)生人數(shù)較多,而實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師有限,一般每個(gè)指導(dǎo)教師同時(shí)指導(dǎo)30名左右的學(xué)生完成試驗(yàn)。有的學(xué)校要求理論授課老師參與到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,但指導(dǎo)教師仍相對(duì)不足,教學(xué)效果得不到保障。
(三)學(xué)生參與積極性差
傳統(tǒng)的教學(xué)模式中,土工試驗(yàn)只是土力學(xué)課程的一部分,學(xué)生對(duì)土工試驗(yàn)的重視程度嚴(yán)重不足,很多學(xué)生并沒(méi)有親自動(dòng)手操作;試驗(yàn)完成后只是按照老師教的方法完成試驗(yàn)報(bào)告,沒(méi)有總結(jié)和思考。從實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)施到分析總結(jié),學(xué)生的主動(dòng)性和積極性都沒(méi)有得到發(fā)揮。因此,這樣的土工試驗(yàn)僅僅只是完成任務(wù),無(wú)法達(dá)到預(yù)期的鞏固理論知識(shí)、鍛煉動(dòng)手能力的效果,更不用說(shuō)實(shí)踐與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
二、新型教學(xué)模式
針對(duì)以上傳統(tǒng)土工試驗(yàn)教學(xué)模式的特點(diǎn),提出以下教學(xué)模式。
(一)將土工試驗(yàn)作為單獨(dú)必修課
改變傳統(tǒng)土工試驗(yàn)為土力學(xué)課程組成部分的現(xiàn)狀,將土工試驗(yàn)設(shè)置為單獨(dú)的必修課,以此增強(qiáng)學(xué)生對(duì)土工試驗(yàn)的重視程度。必修課分為兩部分,即常規(guī)指標(biāo)測(cè)試和綜合性試驗(yàn)。常規(guī)指標(biāo)即前述必選試驗(yàn),采用視頻演示和實(shí)驗(yàn)室內(nèi)操作等相結(jié)合的方式,讓學(xué)生熟悉各常規(guī)指標(biāo)的測(cè)試方法。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)操作時(shí),將學(xué)生分為5個(gè)一組,每組配至少1名老師或研究生指導(dǎo)。土的滲透特性、強(qiáng)度特性、變形特性并稱為土的三大特性。將三大特性分解為若干個(gè)專題,形成綜合性試驗(yàn)。土木工程相關(guān)專業(yè)的科研項(xiàng)目一般都以土力學(xué)為基礎(chǔ),因此這些專題還可結(jié)合教師的科研項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)置,讓教師和所指導(dǎo)的研究生都參與到土工試驗(yàn)教學(xué)中來(lái),以此增強(qiáng)土工試驗(yàn)教學(xué)師資。將研究生作為土工試驗(yàn)輔助教師,還可對(duì)鍛煉研究生的綜合素質(zhì)起到積極作用。還可將大的綜合性試驗(yàn)分解為若干個(gè)子題,供學(xué)生選擇。
(二)集中時(shí)間開(kāi)展綜合性試驗(yàn)
為避免土工試驗(yàn)分散的不利影響,采用集中時(shí)間開(kāi)展綜合性試驗(yàn)的方法。每個(gè)班以3周為一個(gè)周期錯(cuò)開(kāi)開(kāi)課,以免造成設(shè)備和人員緊張的現(xiàn)象。在一個(gè)周期內(nèi),集中在上午、下午或晚上的時(shí)間開(kāi)展試驗(yàn)。將一個(gè)班分為若干組,每組5人左右,每組選定一個(gè)子題。綜合性試驗(yàn)周期分為三個(gè)階段完成工作:第一段3~4天為試驗(yàn)準(zhǔn)備階段,主要任務(wù)是小組選定子題并初步確定試驗(yàn)方案;第二段10天左右為試驗(yàn)實(shí)施階段,包括完善試驗(yàn)方案、按照試驗(yàn)方案開(kāi)展試驗(yàn);第三段7天左右為試驗(yàn)結(jié)果分析階段,主要任務(wù)是將試驗(yàn)成果總結(jié)為試驗(yàn)報(bào)告,并匯報(bào)展示。
(三)注重研究成果的整理
針對(duì)每個(gè)周期結(jié)束時(shí)的各小組的匯報(bào)情況和指導(dǎo)老師的意見(jiàn)與建議,每組對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步分析,對(duì)試驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行完善。學(xué)期結(jié)束時(shí),將所有學(xué)習(xí)土工試驗(yàn)課程的小組集中在一起再次匯報(bào),根據(jù)研究成果和匯報(bào)情況集體評(píng)分。將專題試驗(yàn)周期內(nèi)的成績(jī)作為平時(shí)成績(jī),將學(xué)期末集中匯報(bào)的成績(jī)作為期末成績(jī)。按平時(shí)成績(jī)和期末成績(jī)給出總評(píng)成績(jī)。
(四)后期實(shí)踐活動(dòng)
除了土工試驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)以外,學(xué)生大四下學(xué)期還設(shè)有畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。另外,很多高校還設(shè)置有大學(xué)生科研項(xiàng)目等活動(dòng),鼓勵(lì)學(xué)生參加開(kāi)展科學(xué)研究。這些活動(dòng)都是土工試驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的有益補(bǔ)充。通過(guò)土工試驗(yàn)課程中綜合性試驗(yàn)的學(xué)習(xí),學(xué)生能夠初步具備一定的科研能力,為畢業(yè)設(shè)計(jì)和其他科研活動(dòng)打下了良好的基礎(chǔ)。同時(shí),教師在指導(dǎo)綜合性試驗(yàn)的過(guò)程中,還可發(fā)掘表現(xiàn)優(yōu)秀、有潛質(zhì)的學(xué)生,在畢業(yè)設(shè)計(jì)和其他科研活動(dòng)中加強(qiáng)指導(dǎo),進(jìn)一步提高學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力。以湖北工業(yè)大學(xué)為例,我校開(kāi)展了大學(xué)生科研基金項(xiàng)目、“凌云計(jì)劃”項(xiàng)目等,鼓勵(lì)大學(xué)生參與課外學(xué)術(shù)科技活動(dòng)。單“凌云計(jì)劃“項(xiàng)目,全校每年就有400多名學(xué)生參與到老師的科研項(xiàng)目中。在土工實(shí)驗(yàn)課程中,通過(guò)綜合性試驗(yàn)的完成,可增強(qiáng)學(xué)生和老師之間學(xué)術(shù)上的了解。在后期畢業(yè)設(shè)計(jì)和科研活動(dòng)等實(shí)踐時(shí),老師可以根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)進(jìn)行針對(duì)性地指導(dǎo),而學(xué)生在后期實(shí)踐活動(dòng)選題時(shí)方向性也會(huì)更加明確。
三、以“土的滲透特性”綜合性試驗(yàn)為例
(一)子題設(shè)定
假設(shè)一個(gè)班30人,初步指定3大組分別進(jìn)行土的強(qiáng)度、變形和滲透三大綜合性試驗(yàn)專題,每個(gè)綜合性試驗(yàn)專題大約有10人參加。首先將所有學(xué)生集中,講解三大試驗(yàn)專題的主要內(nèi)容;然后劃分小組,針對(duì)某一專題講解子題的主要內(nèi)容。滲透特性是土體非常重要的工程性質(zhì),滲透系數(shù)的影響因素包括土粒特性(粒徑大小及級(jí)配、孔隙比、礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造)和流體特性(水的動(dòng)力粘滯系數(shù),飽和度)等。結(jié)合筆者的國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“滲濾液與土相互作用機(jī)理及裂隙襯墊材料防滲性能研究”和“固結(jié)過(guò)程非飽和黏性土孔隙結(jié)構(gòu)演化規(guī)律及其對(duì)水力特性影響機(jī)制”等,設(shè)置“土的滲透特性”綜合性試驗(yàn)專題。根據(jù)滲透系數(shù)的影響因素,該綜合性試驗(yàn)專題下設(shè)“礦物成分對(duì)黏土滲透性的影響”、“土樣含水率及干密度對(duì)黏土滲透性的影響”、“流體特性對(duì)黏土滲透性的影響”和“非飽和黏性土滲透性”等子題。將專題、子題及相應(yīng)的試驗(yàn)任務(wù)書(shū)告知學(xué)生,供學(xué)生選擇。
(二)試驗(yàn)準(zhǔn)備
試驗(yàn)準(zhǔn)備階段的主要任務(wù)是小組選定子課題并初步確定試驗(yàn)方案。將滲透特性綜合性試驗(yàn)專題的學(xué)生分為若干小組,分別完成該專題下的子題。學(xué)生完成選題后,首要的任務(wù)是讓學(xué)生弄清楚相關(guān)概念,并布置初步確定試驗(yàn)方案的任務(wù)。為弄清楚滲透特性相關(guān)的基本概念,采用提問(wèn)的方法。例如:什么是土的滲透系數(shù)?為什么要研究土的滲透系數(shù)?滲透性能與變形和強(qiáng)度有什么關(guān)系?如何得到土的滲透系數(shù)?各種滲透系數(shù)測(cè)量方法有什么優(yōu)缺點(diǎn)?同時(shí),鼓勵(lì)學(xué)生自己提問(wèn),發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性。提出問(wèn)題并布置任務(wù)后,要求學(xué)生自己尋找答案、確定試驗(yàn)方案。給學(xué)生詳細(xì)講解查閱文獻(xiàn)及相關(guān)規(guī)范的方法,以及確定試驗(yàn)方案的方法。
(三)試驗(yàn)實(shí)施
完善學(xué)生給出的初步試驗(yàn)方案,指導(dǎo)學(xué)生制定詳細(xì)的試驗(yàn)方案。要求學(xué)生遵循《土工試驗(yàn)規(guī)程》等規(guī)范的規(guī)定,嚴(yán)格操作,完成試驗(yàn)。以“礦物成分對(duì)黏土滲透性的影響”子題為例,要完成這個(gè)子題,學(xué)生需要開(kāi)展的試驗(yàn)主要有:擊實(shí)試驗(yàn)、含水率和干密度測(cè)試、變水頭滲透試驗(yàn)等。每一種試驗(yàn)都有老師或研究生指導(dǎo),隨時(shí)答疑。
(四)試驗(yàn)結(jié)果分析
要求學(xué)生按照規(guī)范的方法及時(shí)整理試驗(yàn)數(shù)據(jù),分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)的問(wèn)題。對(duì)于“礦物成分對(duì)黏土滲透性的影響”子題,要求學(xué)生給出礦物成分與黏土滲透性的定量關(guān)系,并能初步分析滲透性變化規(guī)律的機(jī)理。還可以給出引申分析的主題,如基于試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步分析“如何利用黏土的低滲透性進(jìn)行防滲”等,進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生思考。最后,將分析和討論得到的結(jié)果整理成完整的研究報(bào)告,并做出PPT展示。
土建施工規(guī)模大、工期長(zhǎng),整體施工質(zhì)量很難得到保證,一旦出現(xiàn)失誤,就會(huì)造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠把各種機(jī)械、材料、建筑體通過(guò)傳感網(wǎng)和局域網(wǎng)進(jìn)行系統(tǒng)處理和控制,同步監(jiān)控土建施工的各個(gè)分項(xiàng)工程,嚴(yán)格保證了施工質(zhì)量。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)施工質(zhì)量的意義主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:(1)精確定位。定位和放線工作是進(jìn)行施工的首要步驟,其精確程度直接決定了施工質(zhì)量能否達(dá)標(biāo)。傳統(tǒng)的施工定位主要是使用一些光學(xué)儀器和簡(jiǎn)單的測(cè)量設(shè)備,其精度較低,容易產(chǎn)生累加誤差。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù),可以快捷測(cè)得待定位點(diǎn)附近事物的局域坐標(biāo),并依此進(jìn)行定位。(2)保證材料質(zhì)量。材料(包括原材料、成品、半成品、構(gòu)配件)質(zhì)量是整個(gè)工程質(zhì)量的保證,只有材料質(zhì)量達(dá)標(biāo),工程質(zhì)量才能符合標(biāo)準(zhǔn)。基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的建筑原材料供應(yīng)系統(tǒng)以微電子芯片作為數(shù)據(jù)載體,將其安裝到建筑原材料包裝上,可以通過(guò)無(wú)線電波進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。微電子芯片可以對(duì)任何物品給予唯一的編碼,并且,射頻技術(shù)可突破條形碼必須近距離直視才能識(shí)別的缺點(diǎn),無(wú)需打開(kāi)商品包裝或隔著障礙物即可識(shí)別,并可進(jìn)行批量識(shí)別,商品一旦進(jìn)入射頻識(shí)別的有效區(qū)域,就可以立即被識(shí)別并轉(zhuǎn)化成數(shù)字化信息。同時(shí),還能可對(duì)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的建筑原材料供應(yīng)鏈全過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和透明管理,隨時(shí)獲取商品信息,提高自動(dòng)化程度,使供應(yīng)鏈管理更加透明,并實(shí)現(xiàn)智能化供應(yīng)鏈管理。(3)環(huán)境控制。影響工程質(zhì)量的環(huán)境因素主要有溫度、濕度、水文、氣象和地質(zhì)等,各種環(huán)境因素會(huì)對(duì)工程質(zhì)量產(chǎn)生復(fù)雜多變的影響。散布于施工場(chǎng)地的各種傳感器能將這些環(huán)境因素的變化及時(shí)傳輸?shù)教幚碇行模⑾蚬芾砣藛T提供警示,為管理人員采取防御措施爭(zhēng)取寶貴的時(shí)間。(4)對(duì)受損構(gòu)件進(jìn)行修復(fù)補(bǔ)救。在施工時(shí)將RFID標(biāo)簽安裝到構(gòu)件上,可以對(duì)各個(gè)構(gòu)件的內(nèi)部應(yīng)力、變形、裂縫等變化實(shí)時(shí)監(jiān)控。一旦發(fā)生異常,可及時(shí)進(jìn)行修復(fù)和補(bǔ)救,最大限度地保證施工質(zhì)量。
有利于保證施工安全
國(guó)外對(duì)碳纖維復(fù)合材料的研究起步比較早。結(jié)合研究需要成立了相應(yīng)的碳纖維復(fù)合材料研究協(xié)會(huì),制訂了相應(yīng)的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)施規(guī)范、檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)、施工規(guī)程等,制訂了研究發(fā)展方向,加大經(jīng)碳纖維復(fù)合材料再實(shí)際中的應(yīng)用研究,經(jīng)過(guò)多年的研究,目前國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)有較為成熟的碳纖維復(fù)合材料理論、研究體系和研究成果,并且通過(guò)實(shí)驗(yàn)性應(yīng)用獲得了第一手資料,通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)已經(jīng)有了一定的應(yīng)用實(shí)例。目前由于碳纖維復(fù)合材料特有的可根據(jù)工程需要加工成各種織物材料,滿足工程需要,而且織物表現(xiàn)出很高的強(qiáng)度的特點(diǎn),因此碳纖維復(fù)合材料大量應(yīng)用在房屋建筑工程的加固工程中、橋梁工程等的加固、維修和保養(yǎng)上。從研究現(xiàn)狀來(lái)看,我國(guó)對(duì)碳纖維復(fù)合材料的研究起步比較晚,缺少系統(tǒng)化、本土化的研究體系,主要理論和研究標(biāo)準(zhǔn)、方法借鑒先進(jìn)國(guó)家的研究成果,缺少實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)的搜集和整理,施工規(guī)范上過(guò)于依賴國(guó)外成熟經(jīng)驗(yàn),缺少本土化的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和研究體系,研究方向主要集中碳纖維增強(qiáng)聚合物片材加固和修復(fù)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),而且應(yīng)用也比較成熟。例如采用碳纖維增強(qiáng)聚合物片材對(duì)上海財(cái)經(jīng)大學(xué)24m跨度的木結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固,采用碳纖維布對(duì)天安門(mén)城樓上的大型木柱進(jìn)行加固[1];等等。單麗萍《碳纖維布在建筑結(jié)構(gòu)加固中的施工措施淺析》(民營(yíng)科技2012.8)研究指出,碳纖維增強(qiáng)聚合物加固技術(shù)是一種新型高效的土木工程加固修復(fù)技術(shù),具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高強(qiáng)、施工簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。并對(duì)碳纖維布在加固和維護(hù)建筑結(jié)構(gòu)中的施工措施進(jìn)行分析,之處隨著對(duì)新材料碳纖維(CFRP)的研究的深入,用CFRP取代鋼板作為外貼對(duì)建筑物進(jìn)行加固是一種必然趨勢(shì)。并現(xiàn)針對(duì)碳纖維加固的原理、依據(jù)、前提進(jìn)行了探討,并對(duì)施工工藝進(jìn)行了簡(jiǎn)要的論述。張勇《CFRP加固混凝土梁的凍融試驗(yàn)研究》(河北建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào)2012.1),碳纖維(CFRP)雖然在加固工程中已得到廣泛應(yīng)用,但其長(zhǎng)期的加固性能尚未得到證實(shí)。尤其在我國(guó)北方較寒冷地區(qū),因此研究?jī)鋈谘h(huán)對(duì)碳纖維加固的混凝土構(gòu)件的影響。試驗(yàn)研究顯示碳纖維基本能夠滿足寒冷地區(qū)的加固要求。舒亞《碼頭改造工程中碳纖維加固技術(shù)的運(yùn)用》(水利建設(shè)與管理2014.3)一文中研究指出:伴隨著材料研究的深入,混凝土結(jié)構(gòu)的加固技術(shù)也日益提高,結(jié)合工程實(shí)例,闡述在碼頭改造工程中如何將碳纖維加固技術(shù)運(yùn)用到水工結(jié)構(gòu)物的主要受力構(gòu)件,為碼頭水工結(jié)構(gòu)物的加固修復(fù)帶來(lái)新的舉措,保障了碼頭水工建筑物的安全。整體上來(lái)說(shuō),碳纖維復(fù)合材料在土木工程中的使用研究目前基本集中在混凝土結(jié)構(gòu)的修復(fù)和加固上,相信隨著研究的深入,碳纖維加固技術(shù)在土木工程結(jié)構(gòu)的運(yùn)用日益廣泛。
1.2最新研究進(jìn)展和趨勢(shì)
日本開(kāi)發(fā)研制成功一種帶有鋁合金接頭碳纖維聚合卷管。研究發(fā)現(xiàn)這種聚合卷管具有高效的結(jié)構(gòu)體系,在實(shí)際應(yīng)用中可以獲得特殊的建筑效果[1]。也有學(xué)者提出利用碳纖維優(yōu)良的導(dǎo)電性,通過(guò)相應(yīng)手段監(jiān)測(cè)碳纖維復(fù)合材料加固部位導(dǎo)電性能的變化情況,實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)土木建筑物或橋梁等的無(wú)創(chuàng)口健康監(jiān)測(cè)和診斷,而目前利用碳纖維優(yōu)良的導(dǎo)電性,實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)應(yīng)用研究不多,鄭立霞《局部疊層碳纖維水泥基材料的應(yīng)變電阻效應(yīng)研究》(四川大學(xué)學(xué)報(bào)(工程科學(xué)版)2011.2)研究指出利用不同將碳纖維所具有的特有的導(dǎo)電特性,將不同碳纖維取代鋼筋加入普通混凝土中,普通混凝土便成為具有自診斷功能特性的智能混凝土。利用這些功能特性可望實(shí)現(xiàn)土木工程結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)施的健康監(jiān)測(cè)。并通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究局部疊層碳纖維取代鋼筋形成的三點(diǎn)彎曲梁在單調(diào)和循環(huán)拉應(yīng)力作用下電阻的變化規(guī)律,分析了局部疊層碳纖維水泥基材料的應(yīng)變-電阻效應(yīng),在此基礎(chǔ)上進(jìn)行橫向?qū)Ρ龋瑢?shí)驗(yàn)結(jié)果表明,局部疊層碳纖維水泥基材料的應(yīng)變靈敏系數(shù)是連續(xù)碳纖維水泥基材料應(yīng)變靈敏系數(shù)的近23倍,但穩(wěn)定性要差一些;局部疊層碳纖維水泥基材料的電阻和拉伸應(yīng)變成正比例,因此利用這一特性把可望把局部疊層碳纖維用于土木工程,便于實(shí)現(xiàn)在結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)施的健康監(jiān)測(cè)。
2碳纖維復(fù)合材料在構(gòu)件承載力不足的情況下的應(yīng)用
雖然在土木工程施工過(guò)程中在施工階段,從上到下有嚴(yán)格的施工規(guī)范和要求,但是實(shí)際過(guò)程中卻常常存在由于施工管理不嚴(yán)、施工人員能力缺陷、致使施工質(zhì)量不能達(dá)到要求,特別是混凝土構(gòu)件承載力不足導(dǎo)致在建工程或建成工程使用時(shí)在安全隱患,存在一定的潛在質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn),可能導(dǎo)致傷害事故的發(fā)生,在這種情況下,如何在不拆除現(xiàn)有混凝土結(jié)構(gòu)的條件下對(duì)混凝土構(gòu)件進(jìn)行范圍內(nèi)的加固和修復(fù)是要解決的問(wèn)題,使用碳纖維復(fù)合材料為主要原料的纖維增強(qiáng)聚合布進(jìn)行加固,可以在不毀壞現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,使混凝土結(jié)構(gòu)得到理想的增補(bǔ)效果。加上纖維增強(qiáng)聚合布施工過(guò)程中無(wú)需任何重型機(jī)械,施工空間不受限制的優(yōu)點(diǎn),因此在維護(hù)和加固現(xiàn)有建筑中得到大量應(yīng)用。
2.1碳纖維復(fù)合材料在民用建筑加固方面的應(yīng)用
由于碳纖維增強(qiáng)聚合布的材料性能的特點(diǎn),碳纖維增強(qiáng)聚合布大量應(yīng)用在民用建筑中,如梁、板、柱、頂、梁腹裂縫發(fā)展過(guò)大的構(gòu)件加固中。碳纖維增強(qiáng)聚合布加固可有效控制裂縫的發(fā)展。在使用碳纖維復(fù)合材料對(duì)不同部位進(jìn)行加固時(shí),操作手段、方法有一定差異。目前通常使用碳纖維布對(duì)鋼筋混凝土裂縫等進(jìn)行加固時(shí)首先選取合適粘合劑,以免造成粘合不緊密,加固效果差,在此基礎(chǔ)上注意粘貼在混凝土裂縫處。在對(duì)鋼筋混凝土抗彎構(gòu)件進(jìn)行加固時(shí),通常采用特殊粘合劑將碳纖維布粘貼于混凝土構(gòu)件強(qiáng)力受拉區(qū),通過(guò)碳纖維布增加受拉區(qū)域強(qiáng)度,實(shí)現(xiàn)碳纖維布分擔(dān)工程結(jié)構(gòu)中混凝土鋼筋的承受拉力,提高混凝土構(gòu)件的抗彎承載力和受拉承載力。碳纖維復(fù)合材料加固損傷的受彎構(gòu)件時(shí),結(jié)果表明,通過(guò)碳纖維布的加固,檢驗(yàn)結(jié)果顯示,加固部位剛度恢復(fù)非常顯著,加固部位強(qiáng)度和加固量、損傷程度具有一定關(guān)系,通過(guò)加固,兩者都有不同程度的改善提高。在工程中使用碳纖維復(fù)合材料進(jìn)行抗剪力加固時(shí),一般要求將碳纖維復(fù)合材料粘貼于加固構(gòu)件的受剪力區(qū),力求形成整體的拉力,促使碳纖維復(fù)合材料的作用類似于箍筋,從而形成一定的加固力量,有效控制混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的進(jìn)一步發(fā)展。目前研究結(jié)果表明,理論上推算碳纖維復(fù)合材料的隨著外界條件變化應(yīng)變發(fā)展比較緩慢,在實(shí)踐中用于加固混凝土構(gòu)件時(shí),碳纖維復(fù)合材料達(dá)到的最大應(yīng)變值比較小。在加固混凝土構(gòu)件屈服后,碳纖維復(fù)合材料逐漸取代混凝土構(gòu)件箍筋的作用逐,從而有效提高構(gòu)件抗剪承載力,碳纖維復(fù)合材料對(duì)工程質(zhì)量提高程度與加固方式、加固量、帶間距及粘貼層數(shù)密切相關(guān)。因此實(shí)踐中使用碳纖維復(fù)合材料對(duì)一定的混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行維修和加固時(shí),要區(qū)別對(duì)待,不同位置、強(qiáng)度的部件進(jìn)行加強(qiáng)所需粘貼量不同,過(guò)多過(guò)少都不利于加固效果的最優(yōu)化,如粘貼過(guò)量碳纖維增強(qiáng)聚合布,可能會(huì)導(dǎo)致不能充分的發(fā)揮碳纖維增強(qiáng)聚合布的優(yōu)勢(shì)。由于碳纖維增強(qiáng)聚合布的可設(shè)計(jì)性的優(yōu)勢(shì)它與所加固構(gòu)建之間粘貼比較緊密,可以在不改變現(xiàn)有建筑外觀形狀的基礎(chǔ)上進(jìn)行整體加固,因此在一些對(duì)整體構(gòu)件加固質(zhì)量要求比較高,碳纖維聚合布在得到大量應(yīng)用,如對(duì)歷史建筑的搶救、保護(hù)和維護(hù)和原有建筑,同時(shí)構(gòu)件的整體抗震性能得到提高。
2.2橋梁建設(shè)加固方面碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用
由于碳纖維復(fù)合材料的使用特點(diǎn),碳纖維增強(qiáng)聚合布可以應(yīng)用在橋梁加固方面。如磨損、裂縫、局部塌陷的橋面,可以在保持現(xiàn)有混凝土構(gòu)件的情況下,通過(guò)適當(dāng)修補(bǔ)后加貼碳纖維增強(qiáng)聚合布,從而提高橋面堅(jiān)固程度和增加使用壽命,如一般采用將碳纖維增強(qiáng)聚合布粘貼于橋面板下面,在提高橋面整體平整的基礎(chǔ)上可以增強(qiáng)橋面板的抗彎及抗剪能力,延長(zhǎng)橋梁使用壽命,目前碳纖維復(fù)合材料在橋梁建設(shè)方面的用途主要有兩類,現(xiàn)有橋梁的加固方面和新橋梁的建設(shè)使用。在橋梁加固方面碳纖維復(fù)合材料主要用于混凝土橋梁的基本構(gòu)件、節(jié)點(diǎn)、裂縫受彎構(gòu)件、抗彎構(gòu)件等的加固,加固的目的主要是提高橋梁的面板、構(gòu)件的抗彎、受彎、抗剪、軸向抗壓承載力等,橋梁建設(shè)加固方面碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用在國(guó)外應(yīng)用廣泛,我國(guó)在這方面的工程實(shí)踐是在引進(jìn)吸收國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,結(jié)合我國(guó)橋梁工程和新材料發(fā)展?fàn)顩r,2003年7月對(duì)1971年建成的“寶成橋”進(jìn)行了加固維修。提高了大橋承載強(qiáng)度,同時(shí)對(duì)大橋基本構(gòu)件提供了抗裂防腐的保護(hù)作用[2-5]。但是碳纖維增強(qiáng)聚合布加固混凝土橋柱、橋梁時(shí),應(yīng)注意原有混凝土構(gòu)件橫向膨脹性能促使外包碳纖維增強(qiáng)聚合布的局部環(huán)向剛度增大,導(dǎo)致混凝土原有構(gòu)件的脆性破壞,因此在應(yīng)用碳纖維增強(qiáng)聚合布維修橋梁加固混凝土柱時(shí)要注意完全粘貼整個(gè)構(gòu)件。
案例的設(shè)計(jì)是案例教學(xué)過(guò)程中的核心環(huán)節(jié),好的案例應(yīng)該既能融會(huì)相關(guān)理論知識(shí),又能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。具體來(lái)說(shuō),橋梁施工方面的工程案例設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮以下問(wèn)題:
(1)要堅(jiān)持理論聯(lián)系實(shí)際的原則。
橋梁工程施工課程的實(shí)踐性較強(qiáng),要求每個(gè)案例以書(shū)中的理論知識(shí)為指導(dǎo),利于思考;要求必須從大量的第一手資料中設(shè)計(jì)案例,而不能憑空臆造。
(2)考慮現(xiàn)實(shí)性和未來(lái)性。
根據(jù)最近發(fā)展區(qū)的理論,案例的選取要考慮學(xué)生已掌握的知識(shí)及對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的指導(dǎo)意義。根據(jù)專業(yè)特點(diǎn),從搜集到的大量的原始資料中,分門(mén)別類地整理出具有代表性的案例,案例的選取應(yīng)當(dāng)考慮案例的主要特征是什么、要解決什么問(wèn)題、如何激發(fā)學(xué)生的積極性等問(wèn)題。
(3)要有典型性和針對(duì)性。
橋梁施工案例選取時(shí)要考慮具體解決什么問(wèn)題,如橋梁基礎(chǔ)施工、橋梁墩臺(tái)施工或是上部結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中遇到哪些問(wèn)題?造成這些問(wèn)題的原因是什么?如何解決?選取的案例要代表這一類問(wèn)題的解決方案,具有典型性和代表性,利于學(xué)生觸類旁通,從而激發(fā)學(xué)生進(jìn)行深入細(xì)致的調(diào)查研究和分析評(píng)價(jià),更好地提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
(4)案例設(shè)計(jì)要考慮發(fā)展性和簡(jiǎn)練性。
通過(guò)案例學(xué)習(xí)應(yīng)使學(xué)生在專業(yè)能力、方法能力和社會(huì)能力上有所提高。同時(shí),案例設(shè)計(jì)要注意語(yǔ)言表述,圍繞解決中心問(wèn)題,提供的細(xì)節(jié)不要太多,以免混淆了學(xué)生的視線和思維。
2.工程案例的教學(xué)實(shí)施
通過(guò)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐相結(jié)合,根據(jù)以上原則選定橋梁工程施工方面的具體案例。課堂上將學(xué)生平均分成六個(gè)小組,每個(gè)小組成員分別擔(dān)任其中的一個(gè)角色:施工方(包括項(xiàng)目經(jīng)理、技術(shù)負(fù)責(zé)、施工員、材料員等),建設(shè)方,監(jiān)理人員。案例的討論主要從以下幾個(gè)方面展開(kāi):案例中要解決的關(guān)鍵問(wèn)題是什么?哪些信息至關(guān)重要?解決問(wèn)題的方法有哪些?做出決策的標(biāo)準(zhǔn)是什么?什么樣的解決方案是最適宜的?應(yīng)制定怎樣的實(shí)施計(jì)劃?什么時(shí)候?qū)⒂?jì)劃付諸行動(dòng)以及如何付諸?如何進(jìn)行整體評(píng)價(jià)?案例教學(xué)法的實(shí)施分成以下幾個(gè)環(huán)節(jié)。
(1)學(xué)生準(zhǔn)備。
在正式開(kāi)始集中討論前一到兩周,把案例材料發(fā)給學(xué)生,讓學(xué)生閱讀案例材料,查閱指定的資料和讀物,搜集必要的信息,并積極地思索,初步形成關(guān)于案例中問(wèn)題的原因分析和解決方案。教師可以在這個(gè)階段給學(xué)生列出一些思考題,讓學(xué)生有針對(duì)性地開(kāi)展準(zhǔn)備工作。
(2)小組討論。
由于小組成員不同,且角色多元化,他們?cè)跍?zhǔn)備和討論時(shí),不同意見(jiàn)相互交流,加深了學(xué)生對(duì)案例的理解,同時(shí)學(xué)生已經(jīng)查閱和掌握了相關(guān)材料,課堂氣氛活躍。
(3)代表發(fā)言。
各個(gè)小組派出自己的代表,發(fā)表本小組對(duì)于施工案例的分析和處理意見(jiàn)。發(fā)言時(shí)間一般應(yīng)該控制在20分鐘以內(nèi),發(fā)言完畢之后發(fā)言人要接受其他小組成員的詢問(wèn)并做出解釋,此時(shí)本小組的其他成員可以代替發(fā)言人回答問(wèn)題。
(4)小組集中討論。
小組集中討論的這一過(guò)程為學(xué)生自由發(fā)揮的過(guò)程,此時(shí)教師充當(dāng)?shù)氖墙M織者和主持人的角色。此時(shí)的發(fā)言和討論是用來(lái)擴(kuò)展和深化學(xué)生對(duì)案例的理解程度。討論最后,教師提出意見(jiàn)比較集中的問(wèn)題和處理方式,組織各個(gè)小組對(duì)這些問(wèn)題和處理方式進(jìn)行重點(diǎn)討論,將學(xué)生的注意力引導(dǎo)到方案的合理解決上來(lái)。
(5)歸納總結(jié)。
在小組集中討論完成之后,留出一定的時(shí)間讓學(xué)生自己進(jìn)行思考和總結(jié)。一方面總結(jié)規(guī)律和經(jīng)驗(yàn),另一方面獲取這種知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的學(xué)習(xí)策略,最后讓各個(gè)小組以書(shū)面的形式對(duì)該門(mén)課程的案例教學(xué)法做出評(píng)價(jià),分析該種教學(xué)方式的收獲與不足以及需要做哪些改進(jìn),并提出他們的個(gè)人建議。課堂教學(xué)結(jié)束后,教師進(jìn)一步總結(jié),揭示出案例中包含的理論,強(qiáng)化以前討論的內(nèi)容,提示后續(xù)案例,給參與者以鼓舞。從案例討論中引申出一定的結(jié)論,為后續(xù)的課堂教學(xué)提供準(zhǔn)備。
二、案例教學(xué)在土木工程專業(yè)中應(yīng)用成效分析
工程案例教學(xué)在土木工程專業(yè)專業(yè)課教學(xué)中實(shí)施了三年,取得了明顯的教學(xué)效果。為進(jìn)一步了解土木工程專業(yè)采用案例教學(xué)的效果,課題組成員分別對(duì)在校學(xué)生、2010屆畢業(yè)生、2011屆畢業(yè)生及部分用人單位進(jìn)行了調(diào)查。調(diào)查結(jié)果從實(shí)證角度說(shuō)明了案例教學(xué)在土木工程專業(yè)教學(xué)中取得了良好效果。
(1)在校生。
大部分學(xué)生認(rèn)為,課堂上實(shí)施案例教學(xué)使他們提前將課堂上學(xué)到的理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際工程中,學(xué)會(huì)了處理實(shí)際工程中的工程事故或施工難題的一些方法,明確了自己的責(zé)任與義務(wù),為將來(lái)應(yīng)聘工作提供了幫助。同時(shí)從課堂情況來(lái)看,學(xué)生的出勤率明顯上升,學(xué)生學(xué)習(xí)面貌大有改觀。
(2)2010屆畢業(yè)生。
該屆學(xué)生工作將近兩年,當(dāng)被問(wèn)到在校時(shí)案例教學(xué)的實(shí)施效果時(shí),大部分學(xué)生認(rèn)為,工程案例的選擇是直接源于實(shí)際工程,學(xué)生將在課堂上學(xué)過(guò)的理論知識(shí)直接加以應(yīng)用,能夠融匯變通;工作后能更好地處理與甲方、監(jiān)理及施工方的關(guān)系,更加清楚明白自己的職責(zé);工作中遇到類似的問(wèn)題可以借鑒參考,更好地做好技術(shù)管理工作,加快實(shí)習(xí)期的過(guò)渡,更好地投入到實(shí)際工作中去。
(3)2011屆畢業(yè)生。
他們走上工作崗位還不到一年,據(jù)他們反映,土木工程專業(yè)中加入的大量工程案例,能使他們更快更好地適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)的工作環(huán)境,更加高效地投入到實(shí)際工作中去。他們遇到實(shí)際工程中的一些問(wèn)題,有種似曾相識(shí)的感覺(jué),處理起來(lái)比想象中要順利很多。
(4)用人單位。
對(duì)一些用人單位進(jìn)行的回訪顯示:近兩年招進(jìn)的學(xué)生能更好更快地融入新的工作環(huán)境,責(zé)任心更強(qiáng),工作效率更高。同時(shí)遇到一些實(shí)際工程問(wèn)題不再束手無(wú)策,解決實(shí)際問(wèn)題的能力顯著增強(qiáng)。總之,土木工程專業(yè)中案例教學(xué)的效果得到了學(xué)生和用人單位的認(rèn)可,促進(jìn)了土木工程專業(yè)人才的培養(yǎng),增進(jìn)了師生之間的交流,讓學(xué)生逐漸成為教學(xué)活動(dòng)的參與者。在案例教學(xué)中,教師需通過(guò)工程案例了解最新的施工技術(shù)、施工方法以及新材料的應(yīng)用等,隨時(shí)調(diào)整和補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容,學(xué)生反饋的信息促使教師進(jìn)一步修正學(xué)生所提出的方案,以補(bǔ)充和完善理論和技術(shù)知識(shí),形成良性互動(dòng)。
1.2開(kāi)源與節(jié)流相結(jié)合的原則收支平衡是一個(gè)企業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的根本性條件,在進(jìn)行施工項(xiàng)目的成本控制時(shí),不能僅僅著眼于企業(yè)利潤(rùn)的提升。對(duì)于成本控制,有“進(jìn)”就必有“出”,一個(gè)項(xiàng)目在施工之前,計(jì)劃里就應(yīng)該要使得每一筆費(fèi)用的支出都要有相應(yīng)的預(yù)算收入,達(dá)到收支平衡,只有這樣,才能夠使得一個(gè)企業(yè)的資金得到良性的循環(huán)利用,企業(yè)才能夠長(zhǎng)久的發(fā)展下去。
2土木建筑工程施工成本控制的措施
2.1增收途徑的分析從增收途徑進(jìn)行土木建筑工程施工的成本控制是一個(gè)最根本的措施。所謂從增收途徑的分析來(lái)進(jìn)行成本控制,就是仔細(xì)分析建筑施工之前的資金計(jì)劃、消費(fèi)預(yù)算等,準(zhǔn)確完善每一項(xiàng)資金預(yù)算,通過(guò)這個(gè)環(huán)節(jié)的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)成本控制。比如說(shuō),在進(jìn)行施工項(xiàng)目的設(shè)計(jì)時(shí),就將成本控制的意識(shí)加入到其中,對(duì)圖紙的審核時(shí),提出有科學(xué)根據(jù)的合理化建議以及積極的修改意見(jiàn);再比如說(shuō),在進(jìn)行材料選擇之前,就做好充分的市場(chǎng)調(diào)研,對(duì)所選材料做相關(guān)的測(cè)試,以保證材料能夠符合設(shè)計(jì)以及合同的要求。這樣就避免了再施工過(guò)程中出現(xiàn)材料不合適而進(jìn)行重新購(gòu)置,造成施工過(guò)程財(cái)力、人力等資源的多重浪費(fèi)。
2.2建立健全的成本核算體系此外,在建筑施工過(guò)程中進(jìn)行成本控制也是一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)。在建筑施工過(guò)程中進(jìn)行成本控制主要體現(xiàn)在建立一個(gè)健全的成本核算體系。這個(gè)核算體系不僅僅只是針對(duì)“物”,還要針對(duì)“人”,換言之,即是在建筑施工過(guò)程中要不斷的施工細(xì)節(jié)進(jìn)行成本核算,保證其是符合成本預(yù)算的,對(duì)超支以及減支等情況要及時(shí)進(jìn)行匯報(bào)與核算,并分析其原因。針對(duì)“人”即是說(shuō)在成本核算體系的要求之下,所有參與成本控制的工作與管理人員都要定期召開(kāi)經(jīng)濟(jì)分析會(huì),對(duì)近一段時(shí)間以來(lái)的成本進(jìn)行一個(gè)全面的考核,對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)的糾正,并對(duì)每一位工作人員進(jìn)行監(jiān)督。
2.3信息化成本管理二十一世紀(jì)是信息技術(shù)主導(dǎo)的時(shí)代,信息技術(shù)為人們的生活、教育以及科技等都帶來(lái)了極大的便利。隨時(shí)代的發(fā)展,信息化管理成本成為了一種必然的發(fā)展趨勢(shì),不僅僅是由于信息化管理的便捷以及精確性,信息化管理還保證了施工企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。因此,建筑施工的成本控制過(guò)程中,引入信息化管理是目前必須要做到的重要環(huán)節(jié)。
2土木工程結(jié)構(gòu)中的抗震技術(shù)發(fā)展
2.1合理選擇地基場(chǎng)地
合理選擇地基場(chǎng)地是促進(jìn)我國(guó)土木工程抗震技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)保障。在實(shí)際施工過(guò)程中,設(shè)計(jì)人員應(yīng)該結(jié)合實(shí)際施工狀況選擇合理的施工場(chǎng)地,施工人員必須深入施工現(xiàn)場(chǎng),了解土木工程所在地的地質(zhì)狀況,明確該地段的地震活躍狀況,結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際地震發(fā)生情況對(duì)可能出現(xiàn)地震區(qū)域進(jìn)行分析,研究人員還應(yīng)該準(zhǔn)確地評(píng)定該區(qū)域一旦發(fā)生地震后地震的等級(jí)以及毀壞程度等。選址過(guò)程中,應(yīng)該盡量少選擇不利于施工的場(chǎng)地,如果建設(shè)項(xiàng)目中必然存在施工困難的區(qū)域,施工人員應(yīng)該對(duì)該區(qū)域的地質(zhì)加工加固,經(jīng)過(guò)篩選后的地基應(yīng)該處在密度較高或者巖石較多的基土位置,從根本上提高建筑物的抗震能力。
2.2關(guān)注建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則特性
實(shí)際施工中,為提高土木工程的抗震能力,施工人員還應(yīng)該更高度關(guān)注建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則特性。土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該盡量選擇最簡(jiǎn)單的抗側(cè)力結(jié)構(gòu),與此同時(shí)確保結(jié)構(gòu)的規(guī)律特性,在實(shí)際施工過(guò)程中,在合理分布建筑物承載能力的同時(shí),還能提高建筑物的穩(wěn)定性和牢固性。如果土木工程的結(jié)構(gòu)不規(guī)則,施工時(shí)鋼心和建筑物結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的交錯(cuò)現(xiàn)象,一旦發(fā)生地震建筑物架構(gòu)將出現(xiàn)嚴(yán)重偏離,整體強(qiáng)度降低后土木工程的穩(wěn)定性也隨之降低。因此,設(shè)計(jì)人員應(yīng)該關(guān)注建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則特性,減少因建筑結(jié)構(gòu)不規(guī)則引發(fā)的地震災(zāi)害。
2.3合理選擇建筑結(jié)構(gòu)原材料
合理選擇建筑結(jié)構(gòu)原材料是提高建筑物整體質(zhì)量的基礎(chǔ)保障。鋼筋材料在土木工程施工中使用范圍非常廣,鋼筋材料的質(zhì)量直接決定建筑物的整體抗震能力。因此,施工人員應(yīng)該結(jié)合建筑施工的實(shí)際狀況,選擇合適的材料,在考慮鋼筋韌性的同時(shí)還應(yīng)該充分考慮鋼筋的受力方向與豎直方向。在選取土木工程施工中使用其他材料時(shí),施工人員在考慮材料抗震性能的同時(shí)還應(yīng)該注重成本控制,從根本上為土木工程的發(fā)展提供動(dòng)力。
2.4合理設(shè)計(jì)隔震及消能減震項(xiàng)目
地震常發(fā)帶對(duì)土木工程的抗震能力要求非常高,土木工程不僅要具備基本的抗震能力還應(yīng)該具有隔震和消能減震的作用。因此,土木工程研究人員應(yīng)該在選址期間確保地基的密實(shí)性和穩(wěn)定性,從根本上降低地震對(duì)建筑物整體質(zhì)量的影響。另外,研究人員還應(yīng)該結(jié)合建筑物自身存在差異,明確各建筑物的隔震系數(shù),選擇合適的隔震支座,提高建筑物的抗震性能。最后,研究人員還應(yīng)該設(shè)計(jì)合適的隔震和抗震構(gòu)建,明確建筑用材的延性,減小地震對(duì)建筑物的破壞。
2.5加固設(shè)計(jì)
第一,如果土木工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在問(wèn)題,設(shè)計(jì)人員應(yīng)該及時(shí)增加構(gòu)建的數(shù)量,以增強(qiáng)土木工程整體強(qiáng)度為依據(jù),提高建筑物的整體抗震性能。第二,設(shè)計(jì)人員應(yīng)該通過(guò)增強(qiáng)建筑物承載性的方法提高土木工程的抗震能力,在擴(kuò)大建筑物原截面的同時(shí),增加構(gòu)建提高建筑物的穩(wěn)固性。第三,如果建筑物的整體結(jié)構(gòu)不符合土木工程抗震標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)人員應(yīng)該及時(shí)調(diào)整建筑物整體結(jié)構(gòu),在分散地震力的過(guò)程中減少地震對(duì)建筑帶來(lái)的損壞。