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關(guān)鍵詞:土木工程;系統(tǒng)性和綜合性;論文和科研訓(xùn)練;創(chuàng)新實踐改革
中圖分類號:G642.0 文獻標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)01-0036-03
為進一步推進工程教育教學(xué)改革,借鑒世界先進國家和地區(qū)高等工程教育的成功經(jīng)驗,樹立“面向工業(yè)界、面向未來、面向世界”的工程教育理念;以社會需求為導(dǎo)向,以實際工程為背景,以工程技術(shù)為主線,著力提高學(xué)生的工程意識、工程素質(zhì)和工程實踐能力,培養(yǎng)適應(yīng)我國經(jīng)濟社會發(fā)展需要的工程技術(shù)人才;選擇土木工程專業(yè)進行“卓越工程師培養(yǎng)計劃”的工程實踐與創(chuàng)新能力改革與實踐研究勢在必行。為推進土木工程專業(yè)“卓越工程師培養(yǎng)計劃”的實施,建立以創(chuàng)新能力為核心的人才培養(yǎng)模式,改革課程內(nèi)容、知識學(xué)習(xí)方式、考核方式和評價標(biāo)準(zhǔn),加強實踐教學(xué)及能力培養(yǎng)方式等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。實施“全過程、遞進式”的實踐教學(xué)體系,建立穩(wěn)定的大型企業(yè)實習(xí)基地,培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、基本技能、表達能力和工程綜合能力,創(chuàng)建高校和行業(yè)企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)人才的新機制,旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質(zhì)量土木工程技術(shù)人才。
一、土木工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)
根據(jù)土木工程行業(yè)特征和土木工程教育特色以及企業(yè)培養(yǎng)目標(biāo),要求學(xué)生將所學(xué)的理論知識和工程實踐緊密結(jié)合,在工程設(shè)計的實踐過程中,能夠運用科學(xué)的方法和手段,以及所學(xué)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識,去發(fā)現(xiàn)、分析和解決實際工程問題,能夠參與項目開發(fā)和工程設(shè)計,能夠進行項目立項階段、可行性研究階段、設(shè)計方案比選、初步設(shè)計、技術(shù)設(shè)計、施工圖設(shè)計階段的設(shè)計工作,具有專業(yè)軟件的應(yīng)用和開發(fā)能力,具有從事科學(xué)研究和科學(xué)實驗的能力,具有一定的判斷能力和創(chuàng)新能力,具有獨立的分析問題和解決問題的能力,具有一定的市場經(jīng)營和開拓能力,因此有必要要求學(xué)生在企業(yè)工作和學(xué)習(xí),結(jié)合工作實踐,進行論文選題,完成論文的研究工作。
二、土木工程專業(yè)培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)及培養(yǎng)體系
在企業(yè)的學(xué)習(xí)和工作,應(yīng)使學(xué)生具有良好的思想品德、道德修養(yǎng);具有高度的社會責(zé)任感和吃苦耐勞的敬業(yè)精神;能夠運用科學(xué)的方法和手段進行獨立分析問題、解決問題的能力;掌握土木工程領(lǐng)域有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范并熟練使用;熟練掌握專業(yè)軟件的應(yīng)用,并初步具有專業(yè)軟件的開發(fā)能力;具有一定的科研能力和實踐創(chuàng)新能力;具有項目規(guī)劃及工程管理能力;具有一定的行政能力,能有效地與人溝通與交流,能夠與人協(xié)調(diào)以及整合可利用資源的能力;了解國內(nèi)外建筑工程承包市場,具有開拓國內(nèi)外建筑工程承包市場的意識和能力;掌握本領(lǐng)域最新技術(shù)發(fā)展趨勢,具備收集、分析、判斷、歸納和選擇國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)信息的能力;能夠應(yīng)用外語交流,具有良好的國際觀,了解國際先進的建筑材料、建筑技術(shù)和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),與國際同行業(yè)接軌。在培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)、勤奮、進取、不斷創(chuàng)新,企業(yè)、行業(yè)和社會發(fā)展,自己的人生觀和價值觀等方面獲得能力。學(xué)生在企業(yè)學(xué)習(xí)階段,將在學(xué)校聘任的、具有高級技術(shù)職稱的企業(yè)設(shè)計工程師以及學(xué)校指派的業(yè)務(wù)水平高、責(zé)任心強、具有工程實踐經(jīng)驗的教師(雙導(dǎo)師)的指導(dǎo)下,完成畢業(yè)論文(設(shè)計)的工作。畢業(yè)論文(設(shè)計)選題直接來源于企業(yè)工程設(shè)計實際或者具有明確的工程背景和應(yīng)用價值,能夠使學(xué)生通過工程設(shè)計中關(guān)鍵問題的研究,獲得較全面的基本訓(xùn)練,培養(yǎng)能綜合運用科學(xué)技術(shù)理論、方法和手段,獨立解決工程實際問題和擔(dān)負專門技術(shù)工作的能力。論文應(yīng)在雙導(dǎo)師的指導(dǎo)下由學(xué)生獨立完成,論文形式主要是工程設(shè)計類、結(jié)構(gòu)分析軟件應(yīng)用類、結(jié)構(gòu)監(jiān)測和試驗類或工程管理類,論文評閱人和答辯委員中均應(yīng)至少有一名來自企業(yè)部門的專家。
三、土木工程專業(yè)論文和科研訓(xùn)練的基本要求
根據(jù)土木工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)和培養(yǎng)體系,學(xué)生論文選題和科研綜合訓(xùn)練應(yīng)直接來源于土木工程實際或具有明確的工程背景,其研究成果要有工程實際應(yīng)用價值,擬解決的問題應(yīng)有一定的技術(shù)難度和工作量,也要求具有一定的理論深度和先進性。因此可從大土木工程領(lǐng)域中多方面選取,如:(1)工程結(jié)構(gòu)設(shè)計與靜動力力學(xué)分析;(2)大型構(gòu)筑物的施工技術(shù)研究與應(yīng)用;(3)大型構(gòu)筑物現(xiàn)場監(jiān)測與試驗研究;(4)應(yīng)用基礎(chǔ)性研究、預(yù)研專題,如結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)減災(zāi);(5)一個較為完整的土木工程技術(shù)項目或工程管理項目的規(guī)劃或研究;(6)高層建筑結(jié)構(gòu)或大跨鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計;(7)橋梁設(shè)計和施工監(jiān)測;(8)路基路面設(shè)計和施工監(jiān)管;(9)高邊坡與深基坑工程設(shè)計;(10)隧道結(jié)構(gòu)分析與工程設(shè)計;(11)地鐵區(qū)間和車站結(jié)構(gòu)設(shè)計等。對于論文形式可以是工程設(shè)計性或研究性論文。論文主要應(yīng)包括以下部分:中英文摘要、關(guān)鍵詞;獨立完成與誠信聲明;選題的依據(jù)與意義;國內(nèi)外文獻資料綜述;論文主體部分:研究內(nèi)容、設(shè)計方案、分析計算、實驗研究等;結(jié)論;參考文獻;必要的附錄(包括企業(yè)應(yīng)用證明、項目鑒定報告、獲獎成果證書、設(shè)計圖紙、程序源代碼、等)和致謝等。對于論文的內(nèi)容可以要求有:(1)文獻綜述應(yīng)對選題所涉及的工程技術(shù)問題或研究課題的國內(nèi)外狀況有清晰的描述與分析;(2)綜合運用基礎(chǔ)理論、科學(xué)方法、專業(yè)知識和技術(shù)手段對所解決的工程實際問題進行分析研究,并能在某方面提出獨立見解;(3)論文工作應(yīng)有明確的工程應(yīng)用背景,有一定的技術(shù)難度或理論深度,論文成果具有先進性和實用性;(4)論文工作應(yīng)在導(dǎo)師指導(dǎo)下獨立完成。論文工作量飽滿,一般應(yīng)至少有一學(xué)年的論文工作時間;(5)論文寫作要求概念清晰、結(jié)構(gòu)合理、層次分明、文理通順,版式規(guī)范。對于不同領(lǐng)域或形式的工程專業(yè)論文應(yīng)有不同的具體要求,如:(1)工程結(jié)構(gòu)設(shè)計類論文,應(yīng)以解決基礎(chǔ)建設(shè)或工程實際問題為重點,設(shè)計方案正確,布局及設(shè)計結(jié)構(gòu)合理,力學(xué)分析數(shù)據(jù)準(zhǔn)確,設(shè)計符合土木行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),技術(shù)文檔齊全,結(jié)構(gòu)設(shè)計方案能夠投入實施或通過了相關(guān)業(yè)務(wù)部門的評估;(2)應(yīng)用基礎(chǔ)性研究類(包括應(yīng)用基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究、預(yù)先研究、實驗研究等)項目論文,綜合應(yīng)用基礎(chǔ)理論與專業(yè)知識,分析過程正確,實驗方法科學(xué),實驗結(jié)果可信,論文成果具有先進性和實用性;(3)工程結(jié)構(gòu)力學(xué)分析和設(shè)計軟件應(yīng)用類的論文,針對實際工程結(jié)構(gòu)應(yīng)用背景,要求分析合理,總體結(jié)構(gòu)力學(xué)建模正確,應(yīng)用程序編制或工程軟件應(yīng)用正確,文檔規(guī)范,并通過結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)測試或可進行現(xiàn)場演示;(4)土木工程和施工技術(shù)管理類的論文,應(yīng)有明確的工程結(jié)構(gòu)應(yīng)用背景,建立項目管理過程和經(jīng)濟概算預(yù)測及評估,研究成果應(yīng)具有一定經(jīng)濟或社會效益,統(tǒng)計或收集的數(shù)據(jù)可靠、充分,理論建模和分析方法科學(xué)正確;(5)工程結(jié)構(gòu)施工監(jiān)測和結(jié)構(gòu)試驗類論文,針對實際工程結(jié)構(gòu)施工現(xiàn)場,如橋梁、道路和大型結(jié)構(gòu)物施工過程監(jiān)測,關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的強度和動力學(xué)性能試驗等。掌握試驗和監(jiān)測設(shè)備的使用技術(shù),監(jiān)測和試驗數(shù)據(jù)可靠、翔實。論文闡明試驗結(jié)果在具體結(jié)構(gòu)現(xiàn)場的應(yīng)用和有效建議。
四、土木工程專業(yè)論文和科研訓(xùn)練的質(zhì)量評價體系探討
如何評價學(xué)生的學(xué)習(xí)效果是關(guān)系到土木工程專業(yè)教育是否能達到培養(yǎng)目標(biāo)的至關(guān)重要的問題。因此,有必要研究和科學(xué)制定有效的評價指標(biāo),來對學(xué)生的各種能力進行綜合評價,實現(xiàn)多樣化考核方式,包括產(chǎn)業(yè)界專家對學(xué)生實踐能力的評價。通過引入企業(yè)質(zhì)量管理理論,探索土木工程專業(yè)“卓越工程師培養(yǎng)計劃”的實踐教學(xué)質(zhì)量管理模式,加強對實踐教學(xué)各環(huán)節(jié)的全員、全程和全方位質(zhì)量管理與監(jiān)控。然而對學(xué)生論文和科研綜合訓(xùn)練的質(zhì)量管理則要對不同領(lǐng)域或形式的論文,根據(jù)論文內(nèi)容的重要性給予不同的權(quán)重系數(shù)進行論文的質(zhì)量評價與控制,見表1、表2。
五、結(jié)論
在我國經(jīng)濟發(fā)展轉(zhuǎn)型升級與全面提升國際競爭力的關(guān)鍵時期,培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應(yīng)我國經(jīng)濟社會發(fā)展需要的工程技術(shù)型人才,是增強我國核心競爭力、建設(shè)創(chuàng)新型國家、走新型工業(yè)化道路的必要條件。改革現(xiàn)有的工程技術(shù)人才培養(yǎng)模式,實現(xiàn)理論教學(xué)與實踐教學(xué)有機統(tǒng)一、學(xué)校學(xué)習(xí)與企業(yè)實踐有機結(jié)合,學(xué)生的知識、能力、素質(zhì)有機協(xié)調(diào)發(fā)展是必要的。根據(jù)自身實際和專業(yè)特點,改革人才培養(yǎng)模式,根據(jù)社會需求和人才培養(yǎng)規(guī)律,制定相應(yīng)的培養(yǎng)方案;重新構(gòu)建課程體系,并進行整體優(yōu)化,著重處理好知識傳授與能力培養(yǎng)、理論教學(xué)與實踐教學(xué)、基礎(chǔ)課程與專業(yè)課程、培養(yǎng)口徑與和職業(yè)要求等關(guān)系,形成有利于培養(yǎng)工程師應(yīng)具有的知識、素質(zhì)和能力的課程體系和實踐教學(xué)體系。改革教學(xué)內(nèi)容,刪繁就簡、推陳出新,增加新興科學(xué)技術(shù)和工程應(yīng)用知識;充分利用行業(yè)優(yōu)勢與特色,進行產(chǎn)學(xué)研合作,建立互動共贏、各負其責(zé)的校企聯(lián)合培養(yǎng)體系,充分發(fā)揮企業(yè)在土木工程專業(yè)學(xué)位論文和科研綜合訓(xùn)練等實踐環(huán)節(jié)培養(yǎng)過程中的重要作用。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞:巖土工程測試;檢測技術(shù);應(yīng)用
中圖分類號:V448.15+1文獻標(biāo)識碼:A
1巖土工程施工的特點
1.1巖土工程的操作的區(qū)域性特點
所謂的區(qū)域性,也就說巖土工程中應(yīng)用的測試技術(shù)會因為工程施工的區(qū)域不同而產(chǎn)生不同的應(yīng)用效果。鑒于不同地區(qū)的自然條件都不盡相同,工程中的巖土性質(zhì)也會有很大的差異,由于土質(zhì)的理化參數(shù)的不同也就給巖土工程的測試技術(shù)提出了更高的要求。測試技術(shù)的相關(guān)指標(biāo)要求也會更加嚴(yán)格,同時在對于土質(zhì)中的抗剪切強度評估、工程采取的工藝條件、具體施工設(shè)計參數(shù)等也都會有一定的差異和不同,需要特別注意。
1.2巖土工程施工的隱蔽性特點
巖土工程中諸如:對于地基的處理工作、樁基設(shè)計和施工以及地下防護措施等工程施工都屬于隱蔽性工程的范疇。這些施工都是在相對隱蔽的情況下進行的,即使日后發(fā)現(xiàn)問題也比較難處理,相對也比較難發(fā)現(xiàn)問題的本質(zhì)。所以這類巖土工程中的隱蔽性施工過程最好采用一系列的連續(xù)跟蹤檢測技術(shù),從而實現(xiàn)全程的監(jiān)護,確保不會因為巖土處理和測試過程不嚴(yán)謹(jǐn)而出現(xiàn)的質(zhì)量方面的問題
1.3巖土工程測試的不確定性特點
所謂的巖土工程測試的不確定性主要是指:因為我國地域遼闊,不是所有巖土工程測試的勘察分析報告中都會體現(xiàn)出所有巖土測試的結(jié)果,并且我們還要考慮到某些巖土的性質(zhì)可能會隨著環(huán)境和氣候的變化而改變某方面的特性的情況;施工過程中對于巖土環(huán)境的改變是否會造成巖土相關(guān)特性的改變;對于這種無法避免的情況,我們首先要做好對于原土的測試工作,然后在施工過程中在進行現(xiàn)場相關(guān)信息的采集和分析,從結(jié)果中得出相關(guān)指導(dǎo)性的建議。
2巖土工程測試中存在的問題
(1)檢測手段單一性。工程中巖土的檢測和測試是獲取實際工程施工環(huán)境下地基組成土質(zhì)相關(guān)科學(xué)參數(shù)的重要手段之一。由于我國巖土工程項目繁多,對于不同的巖土工程同樣的測試技術(shù)可能會有不同的適應(yīng)性,這就要求施工測試單位結(jié)合工程的復(fù)雜程度、綜合自然環(huán)境和氣候等因素,充分進行相關(guān)檢測技術(shù)的對比測試,從而得出合理的測試手段,完成對巖土工程參數(shù)的科學(xué)檢測。
(2)測試人員的專業(yè)水平有限。在巖土測試方面的相關(guān)工作人員,對于檢測技術(shù)的掌握程度不夠熟練,缺乏相關(guān)理論知識的基礎(chǔ)。實際的巖土測試需要較高的技術(shù)專業(yè)性,良好的工作責(zé)任心和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度,鑒于人才方面的原因,能滿足這些條件的人才只有屈指可數(shù)的幾個人,有些甚至?xí)妹窆磉M行巖土工程的測試工作,其結(jié)果準(zhǔn)確度可想而知。
(3)相關(guān)檢測規(guī)章制度不完善。相關(guān)工程巖土測試管理制度不完善是限制巖土測試技術(shù)的發(fā)展及巖土工程測試嚴(yán)謹(jǐn)性的關(guān)鍵所在。相關(guān)技術(shù)人員對于制定的規(guī)范熟視無睹,僅僅憑個人經(jīng)驗就盲目對巖土工程進行測試,沒有計劃的指導(dǎo)往往也會導(dǎo)致測試工作中相關(guān)重要參數(shù)的遺漏;同時,工程單位也是一味追求高利潤,不按規(guī)定進行的操作屢見不鮮。
3針對巖土工程測試與檢測技術(shù)的內(nèi)容及其應(yīng)用
3.1巖土工程測試中的附加質(zhì)量法測試技術(shù)的內(nèi)容及應(yīng)用
3.1.1附加質(zhì)量法的理論原理
所謂的附加質(zhì)量法檢測技術(shù)是以振動理論結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)電子技術(shù)為基本構(gòu)成一系列檢測方法。具體結(jié)構(gòu)形式和理論基礎(chǔ)見右圖:
圖1 附加質(zhì)量測量技術(shù)模型
3.1.2附加質(zhì)量法的特點及應(yīng)用
由于附加質(zhì)量法檢測技術(shù)具有檢測速度快、結(jié)果分析效率高、且檢測過程只需要在粗粒料填筑的表面進行測試,故這種檢測技術(shù)廣泛應(yīng)用于對填筑層中無損檢測的巖土工程測試中。也是就目前情況而言,具有較高技術(shù)水平的無損檢測技術(shù)。
3.2巖土工程測試中聲波測試技術(shù)的內(nèi)容及應(yīng)用
巖土工程測試中的聲波測試技術(shù)因為具有測試速度快、分辨能力高、檢測過程完全無損的優(yōu)點,為廣大技術(shù)人員所采用。其測試原理和內(nèi)容具體如下:
3.2.1工程巖土參數(shù)的(彈性系數(shù)及性能等)評估
依據(jù)波速和彈性性能參數(shù)的關(guān)系,可以利用下面的公式進行波速的測試以及對彈性參數(shù)的確定:
式中的 Ed和μd分別代表巖土體的動彈性模量和動泊松比;Vp、Vs則分別代表巖土體實際的縱、橫波速;ρ表示為巖土體的密度。
通常情況下,對于采用這種檢測技術(shù)的工程而言,聲波傳播速度越快則表明工程的巖體密度越大、硬度越強、相關(guān)風(fēng)化程度較低;而聲波傳遞速度較慢的情況則與此相反,巖土組成松軟、稀疏、存在裂縫以及風(fēng)化程度較高的情況。所以,可以利用聲波進行對巖土工程的相關(guān)情況進行測試。
4巖土工程測試與檢測技術(shù)的應(yīng)用
4.1檢測技術(shù)對圍巖松動層相關(guān)參數(shù)的測試和確定
因為在巖土工程具體的施工過程中,對于巖體的開挖會擾動巖體圍巖的最初始應(yīng)力分布形式,導(dǎo)致相關(guān)應(yīng)力的釋放,會使巖土層的表面出現(xiàn)一個松弛且會向其中一個方向匯集的層帶狀分布形式,也就是我們常講的松散層或松動圈。松散層的薄厚程度會直接影響到巖土層的穩(wěn)定性,因此,必須對其進行定量的測定。采用波速測試的方法就可以很好的解決這種問題。聲波測試松動層的具體內(nèi)容主要是基于巖體層狀結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性、聲波在巖層中傳播的規(guī)律和巖層裂縫不同傳播的聲波的分布特征三方面情況進行綜合評價得出的結(jié)果。
4.2巖土工程中對于巖體注漿加固的綜合評價
通常情況下,在巖土工程中都會采取對巖體進行不同程度的灌漿、填充等處理,從而提高巖體的彈性參數(shù)模量;減少巖體滲透率,提高巖體的防水性能和巖體的整體穩(wěn)定性能。具體的相關(guān)的參數(shù)以及測量可以通過附加質(zhì)量以及聲波測試的檢測技術(shù)進行實現(xiàn)。
4.3對于巖土工程測試實現(xiàn)無損檢測
伴隨著巖土工程形式的不斷多樣化,對于檢測技術(shù)的要求也是越來越高,尤其近年來,無損檢測技術(shù)的應(yīng)用得到了廣大技術(shù)人員的青睞。以上介紹的兩種測試方法由于都是能夠通過巖土表面就能進行的檢測技術(shù),故對于巖土工程建設(shè)中相關(guān)封閉結(jié)構(gòu)的檢測以及鋼筋混凝土工程中的檢測可以實現(xiàn)快速且不損壞巖土工程結(jié)構(gòu)的測試。
參考文獻:
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巖土工程勘察是工程設(shè)計的先決條件。一般巖土工程信息,包括地形地貌、地層界面、斷層、地下水位、風(fēng)化層厚度以及各種物探、化探資料,這些資料只是一些離散的數(shù)據(jù),巖土工程技術(shù)人員較難直接利用它們再去分析場地中工程地質(zhì)參數(shù)的分布規(guī)律,更何況傳統(tǒng)的巖土工程資料分析和解釋一般都局限于二維、靜態(tài)的表達,這種表達描述空間構(gòu)造起伏變化的直觀性差,往往不能充分揭示它們空間變化的規(guī)律,難以使人們直接、完整、準(zhǔn)確地理解,也就越來越不能滿足工程的空間分析要求。
隨著計算機圖形處理技術(shù)的完善,已經(jīng)完全可以集成以巖土工程建模、巖土工程數(shù)字化、巖土工程數(shù)據(jù)庫管理、巖土工程特性分析、巖土工程地質(zhì)解釋以及空間分析和預(yù)測、地學(xué)統(tǒng)計和圖形可視化的一體化系統(tǒng),繼而發(fā)展成為現(xiàn)代化、信息化為一體的巖土工程勘察數(shù)字化新體系。本論文就將主要對數(shù)字化的巖土工程勘察進行簡單的探討,以期和同行分享。
2巖土工程勘察方法概述
2.1傳統(tǒng)的巖土工程勘察方法存在的問題
(1)勘察資料過于地質(zhì)化。
由于部門長期的條塊分割,勘察、設(shè)計分散作業(yè),加之巖土工程規(guī)范制定和新技術(shù)、新方法應(yīng)用的滯后,以及專業(yè)設(shè)置過細,巖土工程本身的特殊性等原因,設(shè)計與勘察之間脫鉤多,使得勘察提供的巖土工程信息通常以設(shè)計人員難以理解的形式出現(xiàn),而且勘察也較難參與設(shè)計的全過程;設(shè)計人員也因知識的局限,很難深層次理解巖土工程勘察信息,因而勘察成果在設(shè)計中的轉(zhuǎn)化率較低,造成許多不應(yīng)有的浪費和損失
(2)數(shù)字化地圖與數(shù)字化設(shè)計系統(tǒng)間不夠貫通。
地形圖是設(shè)計系統(tǒng)的底圖或稱基礎(chǔ)數(shù)據(jù),由于數(shù)字化地圖中的某些環(huán)節(jié)技術(shù)條件不成熟,與CAD設(shè)計軟件的接口不匹配,很難順利實現(xiàn)對接,設(shè)計系統(tǒng)不得不重新將勘察資料數(shù)字化,影響了設(shè)計系統(tǒng)CAD的推廣應(yīng)用。
(3)勘察信息數(shù)字化程度低。
勘察部門提供的勘察信息往往以圖紙、表格、文字等形式為主,內(nèi)容上定性描述較多。這一方面造成設(shè)計人員對于勘察信息難于準(zhǔn)確理解,另一方面造成對勘察信息處理、利用上的困難。
2.2數(shù)字化勘察技術(shù)概述
數(shù)字化巖土工程勘察是指應(yīng)用當(dāng)代測繪技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和CAD技術(shù),通過計算機及其軟件,把一個工程項目的所有信息(勘察、設(shè)計、進度、計劃、變更等數(shù)據(jù))有機地集成起來,建立綜合的計算機輔助信息流程,使勘察設(shè)計的技術(shù)手段從手工方式向現(xiàn)代化CAD技術(shù)轉(zhuǎn)變,作到數(shù)據(jù)采集信息化、勘察資料處理數(shù)字化、硬件系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化、圖文處理自動化,逐步形成和建立適應(yīng)多專業(yè)、多工種生產(chǎn)的高效益、高柔性、智能化的工程勘察設(shè)計體系。該技術(shù)體系用系統(tǒng)工程觀點,把勘察、設(shè)計的圖紙、圖像、表格、文字等以數(shù)字化形式存貯,供各專業(yè)設(shè)計使用。
3數(shù)字化巖土工程勘察應(yīng)用實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)探討
3.1巖土工程數(shù)字化建模方法
巖土工程地質(zhì)建模的方法目前采用的主要有表面模型法,表面模型法(也叫數(shù)字表面模型)的歷史較早,它的基本內(nèi)容就是通過精確的表示出工程地質(zhì)體的外表面來表示均質(zhì)地質(zhì)體的建模方法,也是目前廣泛使用的建模方法。表面模型法的數(shù)據(jù)來源是通過測點獲得的一系列離散的測點資料,包括測點的幾何特征數(shù)據(jù)和屬性特征數(shù)據(jù),然后利用數(shù)據(jù)解釋結(jié)果重構(gòu)地質(zhì)體界面??梢猿橄鬄榘岩幌盗型瑢傩缘狞c按照一定的規(guī)則連接起來,構(gòu)成網(wǎng)狀曲面片,進而確定整個地質(zhì)體的空間屬性,有很多方法用來表示表面,常用的方法主要有數(shù)學(xué)模型法和圖示模型法,本論文主要討論圖示模型法。常用的圖示模型法有邊界表示法、規(guī)則格網(wǎng)法、等值線法、不規(guī)則格網(wǎng)法等,其中不規(guī)則格網(wǎng)法是本系統(tǒng)選用的模型表示法,將做詳細分析討論。
不規(guī)則格網(wǎng)法(TIN)是將區(qū)域內(nèi)有限個點將區(qū)域劃分為相連的三角面網(wǎng)絡(luò)。區(qū)域中任意點落在三角面的頂點、邊上或三角形內(nèi),如果任意點不在頂點上,則該點的數(shù)字屬性值通常通過線性插值的方法得到(在邊上用邊的兩個頂點的高程,在三角形內(nèi)則用三個頂點的高程),所以TIN是一個三維空間的分段線性模型,在整個區(qū)域內(nèi)連續(xù)但不可微。有許多種表達TIN拓撲結(jié)構(gòu)的存儲方式,這里采用一個簡單的記錄方式是:對于每一個三角形、邊和節(jié)點都對應(yīng)一個記錄,三角形的記錄包括三個指向它三個邊的記錄的指針,邊的記錄有四個指針字段,包括兩個指向相鄰三角形記錄的指針和它的兩個頂點的記錄的指針;也可以直接對每個三角形記錄其頂點和相鄰三角形。每個節(jié)點包括三個坐標(biāo)值的字段,分別存儲X,Y,Z坐標(biāo)。這種拓撲網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特點是:對于給定一個三角形,查詢其三個頂點屬性和相鄰三角形所用的時間是定長的。它在沿直線計算地形剖面線時具有較高的效率,當(dāng)然可以在此結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加其它變化,以提高某些特殊運算的效率。
3.2數(shù)字化巖土勘察工程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)
基于GIS的巖土工程勘察涉及到的原始數(shù)據(jù)主要為地理信息方面的空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)來源包括:
(1)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)這些數(shù)據(jù)主要包括:
①自然區(qū)劃圖。
該圖反映被研究區(qū)域的地理區(qū)劃、河流、道路、居民區(qū)、山川、公共設(shè)施等等自然地理信息。
②地形、地貌圖。
該圖反映被研究區(qū)域的自然地貌情況。
(2)巖土工程勘察數(shù)據(jù)這些數(shù)據(jù)主要包括:
所研究區(qū)域的工程地質(zhì)勘探資料。
經(jīng)過篩選、處理的各勘探點包括地理、環(huán)境、土的物理力學(xué)指標(biāo)在內(nèi)的所有信息。
各類建筑場地的地層信息,比如液化等級、液化指數(shù)、特征周期、年代、沉積相等。
結(jié)合上述分析,數(shù)字化巖土勘察工程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以按以下幾個步驟實施構(gòu)建:
①巖土工程勘察數(shù)據(jù)庫的概念模型設(shè)計。
巖土工程勘察數(shù)據(jù)庫管理作為巖土工程勘察數(shù)字化系統(tǒng)的一項基礎(chǔ)工作是一個數(shù)據(jù)密集、處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用問題,為了能獲得反映信息世界的概念性數(shù)據(jù)模型,將與實體和聯(lián)系相關(guān)的功能與行為剝離出來,僅從現(xiàn)實世界中實體的數(shù)據(jù)側(cè)面來建立模型即研究數(shù)據(jù)對象與屬性及其關(guān)系,并在此基礎(chǔ)上建立相對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)。
②數(shù)據(jù)庫建立實現(xiàn)。
巖土工程一體化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)有三類:用戶輸入的原始數(shù)據(jù)、系統(tǒng)生成的中間數(shù)據(jù)及最終數(shù)據(jù)。原始數(shù)據(jù)由測點數(shù)據(jù)組成,而測點數(shù)據(jù)又由測點幾何屬性數(shù)據(jù)(位置)和測點信息屬性數(shù)據(jù);中間數(shù)據(jù)包括根據(jù)原始數(shù)據(jù)系統(tǒng)自動生成的地層層面等值線模型、三維表面模型、剖面模型等,根據(jù)這些模型可以生成用戶需要的各種圖件,還可以進行各種信息查詢操作;最終數(shù)據(jù)種類繁多,主要是根據(jù)用戶需要由中間數(shù)據(jù)生成,包括圖形資料和文檔資料(如地質(zhì)勘察報告等)。
關(guān)鍵詞:巖土工程勘察; 問題; 完善措施
前言:隨著各個類型的施工技術(shù)的不斷發(fā)展和進步,巖土工程勘察工作的效率和質(zhì)量也得到了充分的提高,但是值得注意的是,當(dāng)前巖土工程勘察工作中仍然存在著諸多問題造成巖土工程勘察工作的質(zhì)量以及應(yīng)用性明顯下降,工程施工單位應(yīng)該針對巖土工程勘察工作中存在的問題進行全面細致的整改,采取針對性的解決措施有效的避免巖土工程勘察工作中出現(xiàn)相關(guān)問題,保證巖土工程勘察工作成果質(zhì)量的同時充分提高巖土工程勘察成果的深入應(yīng)用性。
1巖土工程勘察工作的主要內(nèi)容
巖土工程勘察工作指的是在工程設(shè)計以及建設(shè)之初,針對工程的設(shè)計和施工要求,全面細致的完成對當(dāng)前工程施工場地地質(zhì)條件以及巖土土體特性的勘察和分析工作,針對其地質(zhì)土體中的相關(guān)水文信息完成收集以及記錄,針對工程建設(shè)施工過程中面對的巖土特性問題進行描述并提供相應(yīng)的解決措施保證工程設(shè)計與施工過程中能夠充分考慮到相關(guān)巖土土體的特性,保證工程設(shè)計與施工過程的實踐性能夠充分的提升,巖土工程勘察工作是工程在進行設(shè)計以及施工過程中的基礎(chǔ)工作內(nèi)容。能夠為工作人員在工程結(jié)構(gòu)設(shè)計以及工程施工技術(shù)的選取中提供精準(zhǔn)的甄選依據(jù)。
2 巖土工程勘察存在的問題
2.1 缺少勘察綱要
巖土工程勘察綱要是指導(dǎo)勘察各項工作的綱領(lǐng)性文件,是勘察工作順利完成的保證,目前勘察中, 許多勘察單位在很多勘察項 目中沒有編寫勘察綱要,有的項目雖有勘察綱要,但往往按工程地質(zhì)勘察要求編寫,沒有達到巖土工程勘察的要求,有的綱要, 針對性不強,對勘察工作指導(dǎo)意義不大,影響勘察成果的質(zhì)量 。
2.2 勘察方案不合理
由于目前勘察市場競爭激烈,一個項 目往往有多家勘察單位同時編制勘察方案及報價,而且業(yè)主多數(shù)以低價中標(biāo),在這樣的情況下,勘察單位為了能夠爭取任務(wù),不是根據(jù)工程實際情況布置勘察方案,而是減少勘察工作量,壓低預(yù)算價,該做的實驗項目少做甚至不做,勘察工作粗糙,勘察手段比較單一,不能滿足規(guī)范和設(shè)計要求。
2.3 第一手資料質(zhì)且下降
野外勘探,原位測試及取原狀土樣不符合操作規(guī)程規(guī)范的要求,勘察單位往往是按工作量計算報酬,現(xiàn)場勘察時,為了加快鉆探進度,鉆探取樣違反操作規(guī)程,垂直度偏差, 隨意挪動孔位, 回次進尺過大,往往 2一3m甚至更長進尺才提一次鉆,結(jié)果往往造成地層劃分不準(zhǔn)確,或漏掉一些特殊的地質(zhì)現(xiàn)象, 如薄的透鏡體 。軟弱夾層等,不能正確查明場地巖土地質(zhì)條件 "關(guān)于原狀土樣采取 ,取土器種類很多,為確保擾動最小,軟土應(yīng)采用薄壁取土器,較硬土可采用厚壁敞口取土器,粉土粉砂可采用三重管取土器 "但有的不用取土器, 而是直接從巖芯管中割取土樣,取出的土樣不及時密封, 造成含水率損失,運輸途中也沒有緩震裝置加以保護, 土樣結(jié)構(gòu)破壞導(dǎo)致抗剪強度指標(biāo)試驗值產(chǎn)生誤差"質(zhì)量意識極其淡薄,描述過于簡單。
2.4 原位測試試驗
原位測試應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)范進行,在施工中常會出現(xiàn)一些所謂的捷徑。靜力觸探按規(guī)定應(yīng)定深調(diào)零以減少零漂, 有時圖省事不按要求調(diào)零,造成數(shù)據(jù)采集不準(zhǔn),尤其是氣溫與地溫相差較大的冬天 !夏天觸探指標(biāo)相差更大 "標(biāo)準(zhǔn)貫人試驗不按規(guī)定進行桿長和孔深校正, 在縮孔和孔底有殘留時,不能及時發(fā)現(xiàn)標(biāo)貫器沒放置于應(yīng)測試孔底位置,造成標(biāo)貫數(shù)據(jù)嚴(yán)重失真 "重型及超重型動力觸探按規(guī)定需連續(xù)貫人,并定深旋轉(zhuǎn)觸探桿,但在施工時由于連續(xù)貫入比較緩慢,且起桿困難或局部地段錘擊不進而放棄連續(xù)貫人,使得對碎石土評價本來就缺乏相應(yīng)手段的觸探指標(biāo)數(shù)據(jù)而不夠詳實,進而造成對碎石土評價的困難。
3 現(xiàn)階段巖土工程勘察問題的解決對策
3.1 完善巖土工程勘察制度
在現(xiàn)階段巖土工程勘察過程中,勘察工作的精確性至關(guān)重要,特別是在對原狀土樣進行采樣,對采樣和地質(zhì)構(gòu)造分層進行室內(nèi)室外實驗的時候,必須要遵循相關(guān)規(guī)范來實施,這樣能夠有效減少實驗的誤差,保證原始勘察實驗數(shù)據(jù)具有準(zhǔn)確性,提升最后形成的巖土工程勘察報告準(zhǔn)確度。有關(guān)執(zhí)法部門還要完善當(dāng)前的巖土工程勘察制度,相關(guān)監(jiān)督部門還要加強監(jiān)管的力度,確??辈炱髽I(yè)遵循相關(guān)建設(shè)程序來實施勘察工作,責(zé)令勘察企業(yè)遵守勘察設(shè)計施工這一程序的要求,對市場的行為進行規(guī)范。
3.2 提升勘察工作人員專業(yè)素養(yǎng)
只有提升勘察人員的專業(yè)素養(yǎng),才能夠真正保證巖土工程的勘察質(zhì)量。因此,勘察單位要按時對勘察人員實施培訓(xùn),保證勘察技術(shù)人員掌握專業(yè)的勘察方法,使其能夠正確使用勘察儀器和設(shè)備,并且不斷提升自身勘察能力。還要提升勘察人員的交流和溝通能力,使勘察人員可以對設(shè)計意圖和工程背景進行全方位的熟悉和了解,與設(shè)計人員進行及時的交流和溝通,同時,協(xié)助專業(yè)人員解決復(fù)雜的勘察問題??辈炱髽I(yè)還要加強對技術(shù)人員的管理,在勘察工作中,技術(shù)人員要嚴(yán)格按照勘察流程和操作方法來實施勘察工作,廣泛吸收國內(nèi)和國外的先
進勘察經(jīng)驗和技術(shù),在提升勘察人員技術(shù)水平的同時,從本質(zhì)上提升勘查數(shù)據(jù)的可靠性、準(zhǔn)確性和有效性。
3.3 在勘察工作中應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)
計算機技術(shù)、CAD技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)以及測繪技術(shù)等都是現(xiàn)代化、數(shù)字化的巖土工程勘察技術(shù),這些技術(shù)通過計算機和相關(guān)軟件來對巖土工程項目所有的數(shù)據(jù)和信息進行有機整合,使巖土工程的勘察設(shè)計技術(shù)手段由工化逐漸轉(zhuǎn)變到現(xiàn)代化的CAD技術(shù),實現(xiàn)信息化采集勘察數(shù)據(jù)、數(shù)字化處理勘察資料、網(wǎng)絡(luò)化硬件系統(tǒng)及自動化處理圖文,逐漸建立并且形成適應(yīng)多工種生產(chǎn)、多專業(yè)生產(chǎn)的智能化設(shè)計體系,對巖土工程勘察過程中場地地層數(shù)字化、勘察數(shù)據(jù)庫設(shè)計。
3.4 針對工程實際選擇勘察方法
針對不同的地質(zhì)和水文情況,選取合適的勘察方式方法,例如膨脹土地基要采用靜探與鉆探相結(jié)合的勘察方法;坑探對濕陷性的黃土地基的擾動比較小,坑探準(zhǔn)確性比鉆探準(zhǔn)確性高;軟土地基應(yīng)該采用鉆探的方法。合理選用勘探方法能夠避免浪費人力和物力。
結(jié)語
巖土工程勘察技術(shù)在不斷的進步,我們要加強理論學(xué)習(xí),并重視規(guī)范學(xué)習(xí), 掌握最新技術(shù),提高我們的工作質(zhì)量,勘察工作者應(yīng)具有良好的職業(yè)道德 。高度責(zé)任心和使命感, 只有全面掌握巖土工程方面的規(guī)范規(guī)程, 才能在實際工作中認真細致地開展工作 , 在實踐中注意積累經(jīng)驗,不斷總結(jié)提高, 精心勘察,精心分析, 提出資料完整 ,真實準(zhǔn)確 ,評價正確的勘察報告 。應(yīng)抓住當(dāng)今建設(shè)領(lǐng)域快速發(fā)展的大好時機,不斷解決新問題 ,加強創(chuàng)新,探索勘察新技術(shù),為我國經(jīng)濟建設(shè)作出新的貢獻。
參考文獻
針對現(xiàn)有的課程體系,圍繞教學(xué)模式、教學(xué)方法、教學(xué)手段、專業(yè)設(shè)置、專業(yè)課程及教材等方面進行深入的調(diào)整是培養(yǎng)具有實踐能力和能夠適應(yīng)現(xiàn)代社會需要的專業(yè)人才的重要基礎(chǔ)環(huán)節(jié)[1-3]。其中案例教學(xué)法對激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)生分析及解決實際問題的能力具有重要的意義,已經(jīng)引起了廣泛的關(guān)注[4-7]。巖土工程專業(yè)具有理論和實踐結(jié)合緊密的特點,多數(shù)課程內(nèi)容是工程實踐的產(chǎn)物,因此單純的照本宣科,很難達到預(yù)期的教學(xué)效果。本文根據(jù)近兩年的教學(xué)實踐活動,提出了同一工程案例分解的順序模塊教學(xué)法,在教學(xué)活動者取得了不錯的教學(xué)效果。
1 傳統(tǒng)的教學(xué)方法主要存在的問題
(1)授課任務(wù)繁重。巖土工程專業(yè)課學(xué)習(xí)周期比較長,內(nèi)容枯燥。盡管采用了多媒體等現(xiàn)代教學(xué)手段,但是知識體系繁雜,信息量太大,枯燥的理論分析或敘述,很難激發(fā)學(xué)生的興趣;因此,形成了老師講,學(xué)生睡的局面。而老師為了完成規(guī)定的授課任務(wù),很少與學(xué)生互動,偶爾有問題穿插,學(xué)生也茫然不知所以,結(jié)果形成了自問自答的局面。
(2)理論和實踐脫節(jié)。?r土工程專業(yè)課實踐性很強,學(xué)生很難把書本上的理論知識和實踐聯(lián)系起來,學(xué)生普遍感覺學(xué)習(xí)過程中枯燥無味,不知道其具體使用方法。在傳統(tǒng)教學(xué)活動中,教師大多按照章節(jié)順序逐一講解,并以案例說明;但是由于這些案例都是針對某一個知識點的而設(shè)計的,因此一門課往往會有多個案例,而且往往這些案例之間的關(guān)系并不大,因此學(xué)生也只能零碎、片面地看待問題,綜合分析問題的能力得不到提高。而且,最為重要的是,一旦遇到實際問題,學(xué)生更不知如何下手,更難以全面分析并給出綜合性的解決方案。因此,采用案例教學(xué)法可以有助于摒棄“填鴨式”教學(xué)方法,教會學(xué)生如何積極有效地學(xué)習(xí),提高學(xué)生認識問題、分析問題及綜合解決問題的能力。
(3)課程體系繁雜,難以綜合掌握。巖體工程專業(yè)的課程體系繁雜,具有知識跨度大、實踐性強、案例典型等特點。課程所含理論知識涉及力學(xué)、工程技術(shù)、經(jīng)濟與管理等多學(xué)科領(lǐng)域,學(xué)生往往難以整體掌握。但是巖土工程專業(yè)課程與工程生產(chǎn)活動密切相關(guān),課程內(nèi)容是工程實踐的總結(jié),課程的內(nèi)容大都和典型工程設(shè)計及其施工實踐相關(guān),這一特點為巖土工程專業(yè)研究生案例教學(xué)的實施奠定了基礎(chǔ)。
2 同一工程案例分解的順序模塊教學(xué)法的具體實施
由于研究生大多經(jīng)過本科階段的學(xué)習(xí),對本專業(yè)的知識體系大都有一定程度的了解和掌握,這是案例分解并進行順序模塊教學(xué)活動的一個重要前提。本文僅以某隧道工程為案例,講解該教學(xué)方法的應(yīng)用。首先以該隧道工程為案例分解為不同的模塊,進而設(shè)計參與該案例的課程如:《工程地質(zhì)學(xué)》、《高等巖土力學(xué)》、《隧道施工技術(shù)》和《巖土工程數(shù)值計算》等。課程的設(shè)計和展開將按照下列順序進行:
(1)《工程地質(zhì)學(xué)》的授課教師根據(jù)該案例的工程背景,詳細講述工程的水文地質(zhì)條件及巖層巖性特征,同時介紹教材中的相關(guān)基礎(chǔ)理論知識。
(2)《高等巖土力學(xué)》的授課老師結(jié)合該工程的實際條件,講述相關(guān)巖體的物理、力學(xué)特性,重點介紹該工程巖體的力學(xué)模型及其相關(guān)參數(shù)的確定方法。
(3)在上述老師介紹實際工程背景的基礎(chǔ)上,由《隧道施工技術(shù)》課程針對性提出該工程的施工方案設(shè)計及其實施過程。同時介紹其它施工技術(shù)的適用性及其適用條件。
(4)在進行了各種的準(zhǔn)備和輔助內(nèi)容以后,由《巖土工程數(shù)值計算》課程針對該工程項目的水文地質(zhì)條件,巖性特征,施工技術(shù)等具體情況,建立大型數(shù)值計算模型,對該隧道工程的變形等整體結(jié)構(gòu)特性進行模擬和預(yù)測。