土力学教学改革漫谈

时间:2022-03-21 10:15:07 阅读:

内容摘要:摘要:土力学是一本实践性很强的学科,是土木工程的重要分支,有其固有的特点和规律。分析了土力学教学过程

摘要:土力学是一本实践性很强的学科,是土木工程的重要分支,有其固有的特点和规律。分析了土力学教学过程中基础理论、试验与测试、工程应用及仿真分析内容条块分割,教学内容的更新滞后、实践教学环节不受重视、课程内容偏于陈旧等问题;根据土力学的相关特点指出为了培养合格土木工程师,在今后土力学教学过程中,应充实试验教学内容、扩宽理论知识及加强理论与实际联系。

关键词:土力学;教学改革;试验研究;课堂教学

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)22-0116-02

一、土力学教学改革的意义

土力学是一门实践性很强的学科,研究对象为工程建设活动密切相关的土体,被广泛应用于基础设计、挡土构筑物、土工建筑物、水工建筑物(土石坝)、边坡、基坑及隧道等设计中,是土木工程的重要分枝,有其固有的特点和规律。

土力学发展可分为三个阶段:18世纪中叶以前土力学发展以感性认识为主,在此阶段涌现重要影响的建筑物。比如,中国的万里长城、京杭大运河及大型宫殿等伟大建筑物;古埃及和巴比伦农田水利工程;古罗马的桥梁工程和腓尼基的海港工程等。第二阶段始于工业革命时期,在此期间,提出了至今仍在广泛应用的土力学理论。比如,法国科学家库仑提出的土的抗剪强度理论和土压力理论;法国的Darcy提出的渗透定律;法国的布辛内斯克提出的半无限弹性体中应力分布的计算公式。通过工程实践的积累,对土的强度、土的变形和土渗透性等课题做了初步的理论探讨。第三阶段始于20世纪初,通过巨大工程的兴建、地基勘探、土工试验、监测及计算机技术的发展,促使人们开展理论研究并系统地总结实验成果,特别是太沙基提出的有效应力原理,使土力学成为一门独立学科的重要标志。

由于越江跨海隧道、交通运输工程、城市建设和人类向地下空间发展的需要,工程的规模越来越大,所涉及的土力学问题也越来越复杂。19世纪是桥的世纪,桥是现代人非常熟悉的建筑,他在人们的交通道路中是必不可少的一项建筑。从19世纪开始,中国开始有了桥,这也为中国的交通带来了非常便利的交通条件。让中国人民告别了船只运输,更多地方便大家的出行。同时桥的建立也是中国土工力学应用的一个突破;20世纪是高层建筑的世纪,进入20世纪以来,由于建筑面积的大片减少,以及国家对于建筑面积的变革,那么高层建筑出现在了开发商的眼界,从此中国开启了高层建筑的年代。高层建筑的出现,也促进了中国新兴城市出现的脚步,使得中国的经济和国民的生活得到了进一步的提高,为中国建设具有中国特色的新中国打下了坚实的基础。21世纪为了节约能源、保护环境,人类必须大量利用地下空间,21世纪对人类来说是地下空间的世纪。城市地下空间开发用于最多的莫过于地铁了。翻开巴黎、伦敦、纽约和日本东京、大阪等城市的地铁线路图,密如蛛网。这些城市的地铁占城市交通总量的相当大份额,四通八达,方便快捷,不仅大大减少了地面交通流量,还在速度上占有绝对优势。我国城市地下空间利用近年来有了较大发展,一些城市先后开建了地铁,建设了地下商场、地下旅馆、地发电厂、地下娱乐设施等,但与国际上发达国家相比,还有一定差距。

土体不仅为一般材料,更重要的是一种地质结构体,它具有非均质、非连续、非线性及复杂的加卸载条件和边界条件,这使得土力学问题通常无法用解析方法简单求解,而拓宽专业口径成为教学改革的一大趋势,学生在校期间不断增加基础课程的教学内容,以扩大知识面,这使得用于专业课程教学的学时越来越少。土力学课程具有涉及学科内容广、经验公式多、试验内容多且操作复杂等特点,再加上近年来新技术、新理论、新工程问题不断涌现,造成教学学时少与教学内容广泛之间的矛盾。

二、土力学学科特点

“从实践中来,到实践中去”,是实用性很强的土力学的发展的必由之路。

1.随着对土物理力学特性认识的深入及工程经验积累,许多问题已不能借助于经典土力学理论或弹塑性本构理论来解决,人们开始从细观结构上对土的工程特性进行研究。

2.基于土的三相性、非均匀性及各向异性,尝试利用随机理论对土的同城特性进行研究。

3.随着计算理论与信息技术的发展,复杂大型工程可通过数值仿真计算方法,预测将来发展趋势。

4.随着观测数据的积累,工程与科研界开始注意到室内土样试验的结果往往与实际情况相差较大,因此,现场试验/原位试验正成为土力学的一个重要组成部分;另外,离心模型试验正在逐步成长为土力学的一个重要分支。

5.“边设计——边观测”是Terzaghi和Peck提出的一种研究方法,当今可将其称之为信息化施工,随着观测手段与计算设备进步,信息化施工必将成为土力学的一个重要授课内容。

6.基础理论、试验与测试、工程应用及仿真分析实际上互为补充,而现在很多教材将这些内容条块分割,没有将理论和实践应用把这三部分内容串联起来,仅仅是为编书而编书,造成任课教师授课难,学生学习枯燥,学习效果差。

7.教学内容更新滞后、实践教学环节不受重视、课程内容偏于陈旧。近年来,新科技、新理论、测试技术与数值模拟计算等发展迅速,而这些新变化并未在教学中出现,教学内容更新程度远落后于本学科发展。

三、土力学教学改革方向漫谈

针对新形势,土力学教学改革过程中,可重点在以下三个方面加强研究:

1.充实试验教学内容。土力学是实践性很强的学科,要求学生对能够通过观察、测试、分析等方法对岩石工程问题有一个感性认识,通过积累最后形成土力学存在工程问题的基本概念。在基本概念掌握的基础上,介绍土力学新的测试技术与监测技术,比如微震技术、离心模型试验等。这促使使学生能够从微观角度理解岩土工程问题发生的本质。

2.拓宽理论知识。比如,21世纪初期,CAD辅助制图在我国大学生当中还未普及,能够熟练掌握这一方法学生可为凤毛麟角,但是,今天甚至刚刚进入大学求学的大学生都可以熟练运用CAD进行各种建筑设计,由此可见,技术进步对课堂教学影响。当前,数值计算已广为应用于岩土工程稳定及变形分析中,不仅是大工程项目,甚至“小”项目开始引入数值计算。因此,土力学的教学内容对这一新形势应有所体现,从而使大学本科毕业生,在将来工作、研究过程中具有较强的竞争力。

3.加强理论与实际联系。土力学主要是面向工程建设的,随着我国基础设施建设规模不断增大,各类工程中遇到了许多亟待解决的新问题,特别是随着人们对于环境、生态和资源的认识及重视,各种土力学新知识、新技术、新工艺在工程建设中得到了大量应用。例如:湿陷性黄土地区工程建设、南水北调、地铁施工过程中土力学问题等。这要求大学应加强与企事业单位或社会团体的合作,增强学生对土力学知识在解决实际工程问题中作用的认识。

可见,土力学的教学改革是我们必须要做的项目。由于目前各个学校的教学条件参差不齐,所以个人认为在学校能力范围的基础上,对于教学进行改革。我们能力范围内的,拓宽学生的理论知识,让学生能够更多方面地去了解本专业的内容,以便将来在就业时能够更从容地解决一些偏难问题,其二,增加学生学习的机会,与各建筑工地相联系,让学生工学结合,在实践中掌握知识,理解知识内涵,为国家的进一步建设培养出更能适合目前国家需要的实用性人才。

参考文献:

[1]周东,王业田.土力学地基基础课程建设[J].广西大学学报:自然科学版,2004,(增刊):168-171.

[2]陈福全.土力学课程创新教学的几点思考[J].理工高教研究,2005,(1):85-93.

[3]傅鹤林.计算机技术在土力学与基础工程教学中应用探讨[J].高等建筑教育,2002,(1):29-30.

[4]赖铮.课堂教学三要:行家、专家和当家[J].高等工程教育研究,2006,(2).

[5]张建龙.《地基及基础》课程的教学改革与实验[J].高等工程教育研究,1997,(1).

[6]王伟,杨尧志.论《土力学基础工程》教学与培养创新人才[J].山西省教育学院学报,2001,(1).

[7]刘之葵,周单.土木工程专业土力学与地基基础课程教学实践与体会[J].高校论坛,2004,(3):32-36.

[8]张建龙.地基及基础课程的教学改革与实验[J].高等工程教育研究,1997,(1):79-85.

[9]陈洪波.关于《土力学与地基基础》课程教学的思考[J].杭州应用工程技术学院学报,1999,(3).

Soil mechanics teaching reform to ramble

Guo Jian qiang

(guizhou university institute of civil engineering,guizhou guiyang 550025)

Pick to:soil mechanics is a practical subject,is an important branch of civil engineering,has its inherent characteristics and laws. Analyzes the basic theory in the process of soil mechanics teaching,experiment and test,engineering application and content of the simulation analysis regional segmentation,update teaching content lag,practice teaching link is not respected,curriculum content should be old,etc.;According to the characteristic of the soil mechanics in order to cultivate qualified civil engineers,in the process of soil mechanics teaching in future,should eich the contents of experiment teaching,widen the theoretical knowledge and strengthen the link theory with practice.

Key words:soil mechanics;The teaching reform;Experimental study;Classroom


相关热词搜索: 教学改革 漫谈 土力学
免责声明: 文章来源于互联网,其原创性以及文中陈述文字和内容未经本站证实,对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺,请读者仅作参考,并请自行核实相关内容。如有文章无意中侵犯您的权益,请联系我们予以更正。
相关文章
关于我们
网站地图
免责声明