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岩土工程师论文实用13篇

岩土工程师论文
岩土工程师论文篇1

自2009年我国住房与城乡建设部正式实施注册岩土工程师执业制度以来,注册岩土工程师可在规定的执业范围内,以注册土木工程师(岩土)的名义在全国范围内从事相关执业活动;未取得注册证书和执业印章的人员,不得以注册土木工程师(岩土)的名义从事岩土工程及相关业务活动[1-2]。作为一种行业准入制度,这有利于提高岩土工程人员的业务素质,有利于行业国际化;也将成为高等学校岩土相关专业教学改革的方向标,推动着高校专业教学改革,使之紧紧围绕行业市场,为岩土工程行业培养较高执业素质的专业人才[3-5]。

一、我国注册岩土工程师考试简介

注册岩土工程师考试分为基础和专业考试。

1.基础考试。主要考查考生的综合基础理论知识和相关专业基础。考试分上、下午两场,均为单项选择题,涉及的考试内容包括:(上午)高等数学、液体力学、计算机应用基础、电工电子技术、普通物理、普通化学、理论力学、材料力学、工程经济学;(下午)土木工程材料、岩体力学与土力学、工程测量、工程地质、岩体工程与基础工程、土木工程施工与管理、结构力学与结构设计、职业法规。

2.参加基础考试合格并按规定完成职业实践年限者,方能报名参加专业考试。专业考试分2天进行,共四场,开卷考试,分别考查岩土工程专业知识及案例分析。专业考试内容包括:(1)岩土工程勘察;(2)岩土工程设计基本原则;(3)浅基础;(4)深基础;(5)地基处理;(6)土工结构与边坡防护;(7)基坑工程与地下工程;(8)特殊条件下的岩土工程;(9)地震工程;(10)岩土工程检测与监测;(11)工程经济与管理。涉及的行业规范、规程有40本左右,每年的规范清单都在增删。

专业考试合格后,方可获得《中华人民共和国注册土木工程师(岩土)执业资格证书》。

二、现行培养模式存在的主要问题及专业教学改革的必要性

注册岩土工程师执业制度作为一种行业准入制度,明确了其对从业人员的素质要求,作为一名合格注册岩土工程师应该懂勘察、懂设计、懂施工、懂监测检测、懂法律法规,既要懂得地质方面的知识,又要懂得力学、土木工程专业方面的知识,要求是综合素质较高的复合型人才。作为人才培养的基地,高等院校发挥着重要的作用,尤其是如今注册土木工程师(岩土)制度对人才提出的更全面更综合的要求[6]。

目前,高校培养模式主要存在两方面问题:(1)课程设置不全,与注册岩土工程师考试内容相比,学生专业知识面窄,不能兼顾地质、力学、土木工程等各方面理论知识。(2)培养的学生实践动手能力弱,工程意识不强,不利于岩土工程工程的开展。

因此,发挥注册岩土工程师执业考试制度的指导作用,对现有的勘查技术与工程专业的教学模式进行改革势在必行。

三、我校勘查技术与工程专业教学改革

我校自2005年首次招收勘查技术与工程专业学生以来,为了适应注册岩土工程师考试制度,在专业课程设置、课程与教材建设、实践教学环节调整、教学方法改进、师资队伍培养等方面进行了积极的探索,取得了一些经验。

1.专业课程设置。在专业开设初期,比较我校勘查技术与工程专业培养大纲,与注册岩土工程师专业考试内容,培养大纲能够基本涵盖了后者基础考试的大多数内容,但也存在一些问题:课程设置不完善;部分课程课时少、开设的顺序欠合理。比如缺少地震工程、特殊性岩土等内容,岩土工程勘察课程安排在工程物探、原位测试等课程之前。

经过多次的培养大纲修订,在最新版的2016年版培养大纲中,学科与专业基础必修课、专业选修课包括:基础工程、土力学、岩土工程概论、构造地质学、水文地质学、混凝土结构、工程物探、岩土工程测试技术、基坑支护、地下结构、隧道工程、城市地下空间规划、地基处理、边坡工程、地质灾害防治与评价、岩土工程勘察、环境岩土工程、工程结构荷载与可靠度设计原理、建设工程项目管理与建设法规、建设工程经济、工程监理概论等等。这几乎涵盖了注册岩土工程师专业考试的所有内容,这对于勘查技术与工程专业学生是一个非常大的优势。

2.课程与教材建设。在岩土工程师专业考试中,地震工程、特殊性岩土是必考内容之一。过去我们对这部分内容讲授不够重视。在最近由本专业教研室组织编写了《基础工程》教材,将之前未重点讲授的“地震工程”内容集中编成一章重点讲授,还专门介绍了岩土工程师执业制度的相关内容;同时也申报了土力学、基础工程等精品课,由全体老师共同建设。而对于特殊性岩土这部分内容,也在《岩土工程勘察》课程中重点讲授。

3.教学方法改进。注册岩土工程师专业考试,主要考查的是对相关专业规范、规程的熟练应用能力,因此,在专业课程授课中,均要求学生配备有相应的最新版的规范或规程,大学四年下来,基本上能把岩土专业中的主要规范、规程过一遍,如《岩土工程勘察规范》、《建筑地基基础设计规范》、《建筑桩基技术规范》、《建筑基坑支护规程》、《建筑地基处理规范》、《建筑抗震设计规范》、《建筑边坡工程技术规范》等。在上课过程中,以教材内容为主,结合相应的规范或规程,让学生在学习专业理论、基本原理等的同时,也了解规范的规定,这有利于学生在毕业后走上专业岗位时能更好地应用规范。

4.实践教学环节调整。在高校中,学生工程意识淡薄、实践能力不强的现状较为普遍,其中一个重要的原因就是学生参加工程实践的机会太少,这对其毕业后从事专业工作,快速适应注册岩土工程师执业制度是不利的。因此,在专业教学中,均将专业课程向实践工程做一些倾斜,加强实践基础的建设,调整实习、课程设计等内容,不断完善实践教学环节。

5.师资队伍建设。专业课教师的业务能力直接影响着对学生的培养效果,专业理论知识扎实,且具备丰富工程实践经验的教师,在讲解专业理论的同时,结合实际工程,能让学生更容易理解、接受,从而提高教学效果。因此,有必要进一步提高专业课教师的综合素质,培养一批具有教师资格及注册岩土工程师执业资格的双师型教师队伍是非常重要的。

四、结论

注册岩土工程师执业制度的推行,使得岩土工程行业越碓焦娣叮也必将加速我国岩土工程与国际接轨;同时,也为高校培养专业人才指明了方向,推动高等学校土建类岩土工程专业教学改革。通过对我校现行的勘查技术与工程专业教学模式的分析研究、探索,包括岩土工程课群的设置、课程与教材建设、实践教学环节调整、教学方法改进、师资队伍培养等,积累了成功的经验,也提出了进一步的改革措施,使专业教学不断向注册岩土工程师考试靠拢。

参考文献:

[1]高大钊.注册岩土工程师与岩土工程体制[J].岩土工程师,2003,(11):1-4.

[2]付旭.注册土木工程师(岩土)执业制度研究[D].昆明理工大学硕士学位论文,2009.

[3]白哲.从注册岩土工程师考试探讨勘查技术与工程专业教学改革[J].教育教学论坛,2014,(37):46-47.

岩土工程师论文篇2

岩土工程监理是随着建设工程监理的产生和发展而产生和发展。但是,在我国,长期以来,岩土工程监理,尤其是建筑工程岩土工程监理一直从属于建筑工程监理,无论是监理理论还是监理实践、无论是管理机构设置还是监理单位管理归属、监理人员配置,都属于建筑工程管理范围,偏重于地上(包括部分基础工程)结构工程的监理,而对于地基处理、桩基础、复合地基、基坑支护降水等涉及岩土工程的监理,往往重视不够,一般是借用地上建筑工程监理的方法和模式,监理人员配置基本没有专门具备注册岩土工程师资格的专业人员,多由土建监理工程师代办或聘用一些有部分岩土工程施工、管理经历的人员承担岩土工程监理业务。岩土工程专门监理基本没有开展,可以说岩土工程监理尚未获得全面、深入的发展。造成岩土工程监理水平良荞不齐,监理方法和程序模糊,技术措施和质量控制措施不统一,监理工作深度和力度不够,流于形式,效果不明显。随着现代化工程建设和城市建设向多元化、密集化、复杂化的方向发展,岩土工程重要程度、技术难度和工程造价,在整个建筑中所占权重不断增大,因此我们必须保证岩土工程监理工作的顺利开展,以取得质量、工期和投资的好、快、省。

1.岩土工程专项监理工作的特点

岩土工程师研究和解决问题的主要对象通常是地面以下的部分,主要是地基基础、边坡与滑坡的治理等以及地下工程,并且为地面以上部分的工程结构服务;岩土工程监理的重点也是地面以下的部分,最终目的是为保证整个工程的正确性、可靠性和经济性。

1.1隐蔽性

由于岩土工程监理的工程对象主要是地面以下的部分,处于隐蔽状态,不如地面以上部分一目了然,质量的监督、监控要求高、难度大,特别是覆盖以后,就难以直接观察和检查。因此岩土工程监理要严密细致,方法要得当。

1.2复杂性

由于岩土体,特别是土体是非均质的,特殊性岩土专门的工程勘察、设计和施工方法,工程类型繁多,遇到的岩土工程问题多种多样、千差万别,这就要求承担监理的岩土工程监理工程师要有坚实的理论基础,丰富的实践经验和灵活有效的处理问题的能力,也就是要求高智能型的人才承担岩土工程监理工作,特别是复杂的岩土工程条件的工程更需要如此。

1.3风险性

由于岩土体特别是土体是非均质,尤其是在复杂条件下,场地自然条件多变,有时会严重影响岩土工程评价和监理的精度,从而使岩土工程监理具有极大的风险性。这就要求岩土工程监理工程师要采取适当的先进技术进行监控,对复杂量大的岩土工程项目应有科学的周密的验证和监控,尽可能杜绝发生事故.

2. 岩土工程专项监理技术的实施

岩土工程监理属于建设工程管理的范畴,那么我们所要研究的专项监理的技术方法是建立在建设工程监理的理论基础之上的,首先就要以建设工程监理的总体要求为主,建立科学的监理组织机构。在这个前提下,运用建设工程监理的理论和方法,探究岩土工程的专项监理方法与优化措施。

2.1监理机构的组织设置

在现有建筑工程监理单位中,设立专门岩土工程监理分公司或组建岩土工程技术服务部门,与建筑监理横向相配套。具体项目上派出与岩土工程需要相对应的专业人员和其他监理人员共同组成监理部,在岩土工程实施阶段,以岩土工程专业监理人员为主在项目总监理工程师的领导下工作,在到达上部结构实施阶段,适当进行专业监理人员调整。这样既保证对岩土工程的有效监理,又保证整个建筑工程监理工作的有效衔接和顺利进行。

2.2岩土工程监理技术方法的实施

岩土工程监理工作对整个工程的质量、进度、投资影响重大,其监理重点应实现和加强对岩土工程的质量控制,以控制各环节的工作质量,保证资料真实,分析合理,结论准确,为设计提供依据。首先,应注重岩土工程的勘察和调查,了解工程场地周围建筑物的已有岩土工程资料及区域岩土工程资料,了解是否存在区域性不良地质现象,了解拟建工程项目的规模和重要程度,为审查勘察纲要和勘察工作量布置方案提供依据;第二,对现场工作予以重点监理,主要控制钻探深度、地层判定与划分、编录、取样、原位测试工作,保证真实客观性;第三,跟踪控制室内实验和资料整理分析,保证合理性;第四,审核结论和建议等。

2.3岩土工程监理的优化措施

(1)加快立法步伐,完善法规体系。当前岩土工程监理的技术和行政法规均不健全,岩土工程监理的地位不明确。必须加快立法工作,制订岩土工程各个阶段、各项内容的技术法规,和与之相配套的行政法规,使监理做到有章可循,有法可依和依法监理。

(2)加强人员培训,提高监理水平。目前岩土工程监理从业人员较少,水平普遍不高。今后应开展高层次和多层次的监理培训,拓宽专业人员的知识结构和理论水平,特别是在专业人员中加强管理知识、经济知识和法律知识的培训。培养出更多综合型、复合型的监理人员,以适应监理工作快速发展的需要。

(3)拓宽监理内容及范围。为了充分发挥岩土工程监理的作用,取得良好的投资和社会效益,完善监理体系。必须尽快突破单纯搞岩土工程施工质量监理的格局,实现勘察、设计、施工和监测全面监理,质量、工期、投资三控制监理。此外,还必须突破部分工程实行岩土工程监理的局面,尽快实现全部岩土工程都必须监理的目标。

(4)加强监理信息采集和处理方法研究。目前计算机技术的快速发展和应用,使先进的信息处理技术和落后的信息采集方法的矛盾日益尖锐,如何使信息采集规范化、科学化、现代化和信息处理系统化、综合化是目前岩土工程监理中急待解决的问题。

(5)努力实现岩土工程监理工作制度化、规范化和科学化。加强岩土工程监理理论的研究,不断完善和充实监理的理论体系。加强横向、纵向经验交流,相关学科渗透和高新技术的应用研究,不断完善岩土工程监理的手段、方法和内容。

结束语

综上所述,岩土工程监理研究和解决的主要问题主要是地面以下的部分,并且为地面以上部分的工程结构服务。内容主要包括岩土工程勘察、设计、监测、施工监理等。本文通过对岩土工程专项监理的特点和专项监理技术实施的深入分析,旨在提高我国岩土工程监理水平,推进建筑行业的健康发展。

参考文献

岩土工程师论文篇3

岩土作为支承体:房屋建筑、道路、桥梁、弃渣场、各种大型设备等等,都建造在岩土体上,岩土体作为地基,作为支承体,研究的主要问题是承载力和变形问题、稳定问题。岩土作为荷载或自承体:边坡工程、基坑工程、露天采矿工程等地面工程开挖,隧道、地下洞室等地下工程开挖,面临的是另一类稳定和变形问题。这时,岩土体担任的角色,既可能是荷载,也可能是自承体。同时,地下水的时空分布状态常常具有举足轻重的影响。岩土作为材料:填方工程,特别是大面积高填方、填海造陆,要用大量岩土作为回填材料;水工围堰、水利大坝、填筑路堤等也用岩土作为当地材料,就近取材。这些工程除了研究其稳定和变形等特性外,岩土材料的质量、数量、运距和施工质量控制是主要的岩土工程地质问题。地质灾害的防治:岩溶、塌陷、崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降等地质灾害,对工程构成严重威胁,防治工程必须针对具体地质条件和地质演化规律进行设计和施工。场地和地基的地震效应也是岩土工程的一部分。环境岩土工程:随着人们对环保意识的重视,地质和水文地质环境的评价、废弃物的卫生填埋、土石文物的保护等等,都涉及复杂的环境岩土工程问题,环境岩土工程正日益受到更大的重视。

以上各类工程,不仅涉及天然岩土,还包括各种人工土,包括对天然土的加固和改良,利用排水、压实、加筋、改性、注浆、锚定、设置增强体等人工改造方法,改变岩土体的强度、变形和渗透等性能。岩土加固和改良是岩土工程的重要组成部分,也是近年来新兴起来的一门新的岩土工程技术。

2 岩土工程和其它专业的关系

2.1 岩土工程与工程地质的关系

二者的区别:工程地质是地质学的一个分支,是研究与工程建设有关地质问题的科学。工程地质学的产生源于土木工程的需要,其本质是一门应用科学;岩土工程是土木工程的一个分支,其本质是一门工程技术。从事工程地质的是地质专家(地质勘察师),侧重于研究地质现象、地质成因和演化过程、地质规律、地质与工程的相互作用;从事岩土工程的是工程师,关心的是如何根据工程目标和地质条件,建造满足使用功能要求和安全要求的工程或工程的一部分,解决工程建设中的岩土技术问题。因此,无论学科领域、工作内容、关心的问题,两者都是有区别的,各自的侧重点不同。但是,二者的关系又非常密切。工程地质是岩土工程的基础,岩土工程是工程地质的延伸,虽然不一定十分准确,但有一定道理。岩土工程师面临的岩土材料,无论性能和结构,都是自然形成的,都是经过了漫长的地质历史时期,是多种复杂地质作用下的产物。对岩土的性能和结构,只能通过勘察来查明,而又不能完全查明。

一些关键性的问题,需根据地质规律推测或预测。尤其在地质构造复杂的山区,有经验的工程地质学家,通过大量的地面地质调查,综合分析就可大致判断、推断地质构造的框架、轮廓,利用物探、钻探、槽井探等勘探手段揭示,由粗而细,由浅入深,构画出工程地质模型。

2.2 岩土工程和结构工程的关系

岩土工程和结构工程关系密切,这是显而易见的。无论房屋结构或桥梁结构,都建造在地基上。地基是否稳定,直接影响结构的安危;地基是否会产生过量变形,直接影响结构的使用功能,产生的次生应力可能使结构超过设计极限。地基出了问题又很难补救。因此结构工程十分关心地基的稳定和变形。现在,一般地基设计均由结构工程师考虑上部结构要求统一完成,只有复杂地基基础问题或需专门处理的地基才要求岩土工程师参与。同样,岩土工程师在进行地基的勘察设计时,必须详细了解结构的型式、荷载及其分布,特别是基础的型式和刚度,了解对地基变形的限制要求,以便有的放矢。岩土工程师与结构工程师的密切配合至关重要。结构和地基是一个整体,相互作用,相互影响。地基的变形会改变结构的应力,结构的荷载分布和不同刚度会产生不同的地基变形。人们常常用调整基础和结构刚度的办法来适应地基变形,地基、基础和上部结构的协同作用分析是当前的热门话题。反过来,也可通过地基处理提高地基的承载力和刚度来适应上部结构的要求。岩土工程与结构工程,你中有我,我中有你,互相搭接,互相重叠的例子不胜枚举。例如桩基础,作为结构的延伸,是结构的一部分,但桩基的承载力和变形则主要取决于岩土,与岩土的关系更为密切。结构工程师应当具备必要的岩土知识,岩土工程师也必须具备必要的结构知识。

3 岩土工程的主要特点

岩石的裂隙性和土的孔隙性是岩石和土区别于混凝土、钢材等人工材料的主要特点。

3.1 岩石的裂隙性

岩石总是或稀或密、或宽或窄、或长或短地存在着各种各样的裂隙,这是岩石区别于混凝土的主要特点。这些裂隙有的粗糙不平,有的光滑;有的平直,有的弯曲;有的充填,有的不充填;有的产状规则,有的规律性很差。裂隙的成因复杂多样,有岩浆凝固收缩形成的原生节理,有沉积间断形成的层理,有构造应力形成的构造节理,有表生作用形成的卸荷裂隙和风化裂隙,还有变质作用形成的片理、劈理等等,在岩石中构成极为多样非常复杂的裂隙系统。人们将岩石和裂隙视为一个整体称为“岩体”,将裂隙概化为“结构面”。

3.2 土的孔隙性

岩土工程师论文篇4

1 《岩土工程勘察》实践教学现状

目前《岩土工程勘察》课程的教学主要存在以下两方面问题:

第一,目前选用的《岩土工程勘察》课程教材版本过老,不同与新修订的规范相适应。随著各个行业的勘察规范不断地修订,原有的教材仍然采用老版本的规范,已经不能与当前勘察规范要求相适应,学生对于新版本规范了解甚少。

第二,目前的教学方式主要是理论教学,学生很难对实际工程形成一套较完整的思想体系。因为,广大的同学们才刚刚进入到岩土工程的专业课学习中,对该专业以后将要从事的工作还没有形成一个完整的认识,只是在想象中倾听教师的讲解,只研究理论数据是如何分析的,理性的认识不能上升到实践的认识高度,这样就给教学带来了很大的盲目性和随机性,导致理论认识与实践工程偏差较大。

第三,《岩土工程勘察》是一门实用性学科,重点在于岩土工程实践,因此实际工程的案例教学显得尤为重要,但是案例教学至今未纳入课程的教学大纲,也极少有老师能够将实际工程案例与教学结合起来讲授。案例教学的缺失,使得原本就内容广泛,规范条文繁杂难以理解的《岩土工程勘察》课程教学效果十分不尽如人意,甚至有许多学生不能编写出一份较为完整的岩土工程勘察报告。

以上三方面反映了《岩土工程勘察》课程的教学目前存在着严重的理论与实践脱节的问题,难以保证良好的学习效果。因此,有必要加大《岩土工程勘察》课程实践教学环节的改革和创新,这对于对提高岩土工程专业人才的从业能力具有十分重要意义[4]。

2 实践教学改革的方式与内容

2.1 优化课程体系,突出教学重点

根据《岩土工程勘察》课程的教学大纲,合理选择与国家当前正在执行的规范相适应的教材,教材中的内容可能涉及各个行业,教师要针对岩土工程自身的专业内容有所侧重的进行讲解。对于教材中未更新规范的内容要重点指出,对于一些岩土工程领域的新理论和新技术要给与重点讲解。

岩土工程勘察的主要任务是:对工程建设存在的工程地质问题进行论述,并提出解决方案建议;为实际工程的规划、设计、施工和运营提供必要的地质依据和设计参数[5]。

根据以往的教学经验来看,我校学生地质学基础普遍较好,对于工程中存在哪些工程地质问题掌握得较好,但是对于需要提供给设计部门哪些必要的地质资料和设计参数普遍难以把握。这个问题如果没有解决好,将会使得勘察和设计之间产生严重的脱节,造成不必要的损失。因此,教师在实际教学过程中要以岩土工程勘察的两个主要任务为出发点,引导学生去理解、掌握工程建设场地的岩土工程勘察工作如何布置,勘察资料数据如何处理,让学生真正理解“为什么要这样做?”以及“如何做”的问题,提高岩土工程勘察实践能力。

2.2 加强案例教学

《岩土工程勘察》课程设置的目的是培养学生能够将所学习到的专业知识正确地应用到实际工程中去解决实际工程问题的能力。因此,教师不应仅仅讲授书本中的理论内容,更重要的是要将实际的工程案例引入到教学环节中来,提高学生的实践能力和综合素质,日后毕业在处理实际工程的时候能够做到不慌不乱,正确面对。实际的工程案例可以是来源于教师的纵向或者横向研究课题,更应从相关生产单位的工程项目中进行收集,这样可确保案例的完整性(论证、勘察、设计等环节),最好是有正在进行的岩土工程勘察项目可以让同学去现场工地进行勘察实习,这样能够让学生更加直观地掌握具体工程项目的整个建设流程。案例还应适当地选取一些失败的工程案例,引导学生去分析失败的原因,总结失败的经验教训,日后如何避免这种失败的产生。案例既包括岩土工程勘察的整个流程,同时也要有所针对的选取勘察的部分工作作为案例教学。比如可以只提供给学生工程项目的背景和场地的工程地质条件,让学生来分析针对这一条件下岩土工程勘察工作应当如何布置。另外,各个行业的勘察工作侧重点和内容有所不同,教师应当保证每类工程场地至少提供一个完整的案例,以便让学生能够掌握各类工程场地的岩土工程勘察内容,因为同学们毕业之后可能去到不同的行业进行勘察工作,对于各个行业的勘察内容的区别和联系都要做到真正的了解和掌握。

2.3 重视岩土勘察报告编写教学

岩土工程师论文篇5

一、引言

本文从工程地质以及岩土工程的特点,介绍了工程地质与岩土工程的区别,指出两者之间的关系,进一步介绍两者的发展,方便读者更好地去理解工程地质与岩土工程两个概念。

二、工程地质与岩土工程的区别

工程地质是研究与工程建设有关地质问题的科学。工程地质学的应用性很强,各种工程的规划、设计、施工和运行都要做工程地质研究,才能使工程与地质相互协调,既保证工程的安全可靠、经济合理、正常运行,又保证地质环境不因工程建设而恶化,造成对工程本身或地质环境的危害。工程地质学研究的内容有:土体工程地质研究、岩体工程地质研究、工程动力地质作用与地质灾害的研究、工程地质勘察理论与技术方法的研究、区域工程地质研究、环境工程地质研究等。

岩土工程是土木工程中涉及岩石和土的利用、处理或改良的科学技术。岩土工程的理论基础主要是工程地质学、岩石力学和土力学;研究内容涉及岩土体作为工程的承载体、作为工程荷载、作为工程材料、作为传导介质或环境介质等诸多方面;包括岩土工程的勘察、设计、施工、检测和监测等等。

由此可见,工程地质是地质学的一个分支,其本质是一门应用科学;岩土工程是土木工程的一个分支,其本质是一种工程技术。

三、工程地质与岩土工程的关系

虽然工程地质与岩土工程分属地质学和土木工程,但关系非常密切,这是不言而喻的。有人说:工程地质是岩土工程的基础,岩土工程是工程地质的延伸,是有一定道理的。

工程地质学的产生源于土木工程的需要,作为土木工程分支的岩土工程,是以传统的力学理论为基础发展起来的。但单纯的力学计算不能解决实际问题,从一开始就和工程地质结下了不解之缘。与结构工程比较,结构工程面临的是混凝土、钢材等人工制造的材料,材质相对均匀,材料和结构都是工程师自己选定或设计的,可控的。计算条件十分明确,因而建立在材料力学、结构力学基础上的计算是可信的。而岩土材料,无论性能或结构,都是自然形成,都是经过了漫长的地质历史时期,在多种复杂地质作用下的产物,对其材质和结构,工程师不能任意选用和控制,只能通过勘察查明,而实际上又不可能完全查清。岩土工程师不敢相信单纯的计算结果,单纯的计算是不可靠的,原因就在于工程地质条件的不确知性和岩土参数的不确定性,不同程度地存在计算条件的模糊性和信息的不完全性。因而虽然土力学、岩石力学、计算技术取得了长足进步,并在岩土工程设计中发挥了重要作用,但由于计算假定、计算模式、计算方法、计算参数等与实际之间存在很多不一致,计算结果总是与工程实际有相当大的差别,需要进行综合判断。“不求计算精确,只求判断正确”,十分强调概念设计,已是岩土工程界的共识。

综合判断的成败,关键在于对地质条件的判断是否正确。既然岩土体是地质历史长期演化的产物,研究其规律性,对关键性的问题进行预测和判断,就只能靠工程地质专家了。譬如要建造一条隧道,没有工程地质专家帮助,土木工程师只能“望山兴叹”。即使进行了钻探,面对一大串岩芯、土木工程师虽然能够辨别哪一段硬,哪一段软,哪一段完整,哪一段破碎,但难以建立整体概念,“只见树木、不见森林”。而有经验的工程地质专家,通过地面地质调查,就可大致判断地下地质构造的轮廓,就可预测建造隧道时可能发生哪些工程地质问题。再根据需要,采用物探、钻探、等手段,由粗而细,由浅而深,构造出工程地质模型,明确哪些地段条件简单,哪些地段条件复杂,哪些地段可能冒顶,哪些地段可能突水。没有深厚的地质基础,哪能识别断层的存在,软夹层的空间分布,哪能搞清结构面的优势方向,地下水的赋存和运动规律,哪能说清岩溶、膨胀岩,初始地应力对工程的影响等等。可以说,在地质条件复杂的地区,岩土工程师离开了工程地质专家将寸步难行。譬如医疗、工程地质专家的任务是协助医生对病情做出正确的诊断,并提出治疗的建议。诊断是否正确是治疗能否成功的关键,这是人所共知的。

四、工程地质与岩土工程的发展

关于工程地质与岩土工程今后发展的方向和重点,已有不少专家通过不同方式发表了意见,本文不拟具体涉及。从大方向观察,笔者认为,工程地质与岩土工程这两个专业,既不会逐渐归为一体,也不会逐渐分离,而是像两条缠绕在一起的链子,在互相结合,互相渗透,互相依存中发展。

1.地学与力学的结合

地质学和力学是岩土工程的两大支柱。地质学有一套独特的研究方法,通过调查,获取大量数据,进行对比综合,去粗取精,去伪存真,由此及彼,由表及里,找出科学规律。这是一种归纳推理的思维方式,侧重于成因演化,宏观把握和综合判断。岩土工程是以力学为基础发展起来的,力学以基本理论为出发点,结合具体条件,构建模型求解。这是一种演绎推理的思维方式,侧重于设定条件下的定量计算。但是,工程地质学家如果不掌握力学,则对工程地质问题难以做出定量而深入的评价,难以对工程处理发表中肯的意见;岩土工程师如果不懂得地质,则难以理解地质与工程之间的相互作用,也难以对症下药,提出合理的处置方案。这两种思维方式有很好的互补性,应互相渗透,互相嫁接,必能在学科发展和解决复杂岩土工程问题中发挥巨大作用。

2.抓住机遇,努力创新

半个世纪来,无论工程地质还是岩土工程,我国取得的巨大成就和科技创新是有目共睹的。现在的中国,一方面是工业化尚待继续完成,城市化和新乡村的建设正在加速进行;另一方面,保护环境,使社会经济协调和可持续发展的任务已经摆在我们的面前。21世纪对中国,将是水利、水电、道路、桥隧、高层建筑和地下工程并驾齐驱的世纪,工业化、城市化、乡村现代化、保护和改善环境等并举的世纪。我国地质条件异常复杂,环境特别脆弱,对工程地质和岩土工程带来了许多世界级的难题,也为创新提供了空间和机遇。希望工程地质专家和岩土工程师抓住机遇,在完成工程任务的同时,发扬创新精神,提出更先进的科学理论和实用技术。要结合重大工程问题创新,结合中国特点创新,更要在原创性和概念创新方面狠下功夫。只有原始创新,从概念上突破,才能领导国际潮流,将我国工程地质和岩土工程的科技水平推向新的高度,走在世界前列。

3.关于专业人才的培养

过去设置工程地质专业,培养了大批工程地质人才,是学习苏联和计划经济的结果。现在高校本科撤消了工程地质专业,大批工程地质人员转向岩土工程,是向市场经济转轨和工程建设的需要。但绝不是岩土工程可以替代工程地质,不再需要工程地质人才了。今后的岩土工程师主要来自土木系,他们虽然学过工程地质,但深度是有限的。投入工作后,侧重点和注意力主要放在工程问题的处理上,很难下功夫修补地质学功底,遇到复杂地质问题还得请教地质学家。中国的地质条件如此复杂,工程建设规模如此巨大,没有高素质的工程地质专门人才难以设想。因此,高校应将工程地质和岩土工程作为重要二级学科,培养相应的硕士和博士,作为技术骨干,不断充实到建设队伍中去。

五、结语

综上所述,工程地质是地质学的一个分支,其本质是一门应用科学;岩土工程是土木工程的一个分支,其本质是一种工程技术,两者有本质上的区别。因此,笔者希望通过本文的介绍,能够让读者认清工程地质与岩体工程的关系,认清这两个不同的概念。

参考文献:

岩土工程师论文篇6

(二)研究生地质学基础知识薄弱

受不同院校、不同行业的影响,研究生在本科阶段的专业水平参差不齐,综合运用已有知识学习新知识以及解决实际问题的能力相差很大。水利、采矿、地质、石油类院校的本科教学环节,对水文地质学、工程地质学和岩石力学等地质类课程普遍比较重视,这也成为了这类高校在岩体工程专业研究生培养上的有利条件。然而,目前国内具备岩土工程专业研究生招生资格的高校,是以土木工程类院校为主。土木类院校以建筑工程为行业背景,以工业和民用建筑为主体研究对象,对水文地质、工程地质和岩体力学等课程重视不够是普遍存在的问题,甚至许多土木类高校本科阶段不开设岩体力学课程或作为选修课,岩土工程专业研究生也没有开设工程地质学课程。这导致大量的岩土工程专业研究生的地质学概念不清,严重影响他们对岩体水力学课程的学习质量,教师的教学效果和品质也受到很大的限制。

(三)学校实验条件有限,课程的实践教学环节严重不足

岩体水力学教学除了对理论讲述环节要求高,对实践性教学环节的要求也很高。室内实验揭示岩石最基本和最普遍的水力学特性,在岩石水力学实践性教学中至关重要。诸如软化系数测定,孔隙率和渗透率测试,三轴应力条件下的渗透率变化测试等都是岩石水力学性质的基础实验。然而,大部分高校的现状是实验设备和实验场地严重不足。如最基本的带水渗或气渗功能的电液伺服岩石三轴试验机,国产的试验机在国内高校装备数量很有限,功能齐全的高精度进口试验机更是凤毛麟角。基本设备都不齐全,大尺寸设备和实验场地就更为缺乏了。这会使研究生对岩石水力学实验的认识停留在字面理解上,很难真正掌握实验原理及数据处理技术。

(四)教师专业素养和学术水平有限

具有较高的专业素养、学术水平、创新意识和能力的实践教师队伍是研究生创新人才培养的关键。由于岩体水力学课程较新,可选教材比传统课程少。除了专门从事岩石水力学研究的专业人士之外,大部分承担岩体水力学课程教学的任课教师都会遇到备课困难,知识点讲解不清等问题,在课程内容广度和深度的把握上也是拙襟见肘,很难达到研究生课程的教学效果和教学品质。

二、教学改革思路与措施

(一)激发研究生的专业兴趣

岩体水力学牵涉的知识点众多且繁杂,在教学过程中,教师因为想把各知识点的概念尽量罗列齐全,不发生遗漏,从而讲授得过于理论化,使学生觉得听课十分乏味。人天生有好奇心,学习新知识、探寻未知世界本是奇妙而富有乐趣的。可以通过国家重点和大型岩石工程实例、国内外著名的工程灾害事件的现场照片、统计数据等资料,最大程度地调动研究生对岩体水力学课程的好奇心和探索欲望,从而提高学习兴趣。结合岩石遭地下水渗流破坏造成的重大工程失事实例,如意大利Vajont水库左岸大滑坡、法国Mal-passet双曲拱坝全坝溃坝、美国Teton土坝岩基段溃决[5],以及英国Woodhead和Bilbery坝、美国Francis重力拱坝、意大利Gleno连拱坝、阿尔及利亚Gabra坝、西班牙EwgadeTera支墩坝、法国Bouzey坝等失稳破坏事故,借助统计分析资料(如国际大坝委员会),从实例中强有力地体现岩体水力学性质对岩体强度和变形特性的巨大影响,突出研究的重要性。同时,让研究生充分了解这些事故,改变了工程界对岩体结构稳定性的传统认识,开辟了岩体水力学中众多新兴研究领域和方向,激发研究生的研究欲望,甚至可以培养研究生的科研责任感。

(二)完善研究生地质学基础知识

为了弥补大部分研究生地质学基础知识薄弱的问题,在充分调动学生的求知欲之后,强调岩体水力学是一门以工程地质学、水文地质学为地质学主线,以流体力学、地下水动力学为水力学主线,以材料力学、结构力学、弹塑性力学、岩体力学为力学主线的综合学科。让研究生深刻体会岩体水力学的多学科交叉融合特点。在课程讲述过程中,若遇到与地质学有关的知识,要注重基础,详细讲述,尽可能帮助研究生建立正确的水文地质学、工程地质学和岩体力学概念。如水文地质学中,溶穴、岩溶率、裂隙水和岩溶水、含水层和隔水层、隔水顶底板、贮水系数、渗流、层流和紊流、水流折射定律、溶滤作用;工程地质学中的岩浆岩、沉积岩、变质岩、断层构造、水化作用、侵蚀作用、膨胀系数;岩体力学中的地下硐室、锚固与注浆、节理、充填与胶结、损伤与断裂、水力劈裂等基本专业术语,均需要详细讲解。注意强调岩体的各种地质构造、天然缺陷、高度非线性、各向异性、多尺度特点及不确定性特征,以及裂隙岩体中非达西流现象、岩石结构的宏、细观层次认识等难点问题,并且告知学生岩体水力学理论存在的问题。例如:对岩体中渗流描述,几乎完全照搬土体渗流学,即孔隙介质渗流学的方法及经验来解决,而裂隙岩体渗流还处在发展阶段,对单裂隙渗流的研究和认识较为成熟,但对裂隙网络情况以及非稳定渗流还有待深入探索。

(三)教学模式和方法改革,注重实验和现场调

研等实践内容和本科卓越工程师培养计划的要求不同,研究生教学的核心并不仅仅是让学生去掌握某一专业知识或某一种实验方法,而是要让学生学会发现问题和解决问题的思路、方法,培养研究生获取知识和创新的能力。一方面,围绕岩体水力学的基本概念、岩体渗流规律的地质分析、基础力学理论和力学参数、岩体水力学的工程应用展开,结合岩体水力学的地质分析方法、室内外试验方法、物理和数学模拟方法、系统综合分析方法,以教师的专题介绍和研究生的学习汇报结合形式,加强和学生的互动,增加学术思想的碰撞,启发和引导研究生深入理解科学问题。另一方面,除了为学生选择合适的教材之外,还要给出相关参考书目,如《岩石水力学与工程》(张有天著),《裂隙岩体水力学基础》(朱珍德、郭海庆著),《岩体水力学导论》(仵彦卿、张倬元著),《高等岩石力学》(周维垣著)等,并且鼓励学生广泛阅读学术期刊文章。开展理论和实践的同步性教学改革。在岩体水力学课程的实践环节中,带领学生走进实验室,针对具体的实验仪器,讲解设备构成,让研究生亲自动手全程完成实验。贵重设备可能不宜人人使用,但可以请研究生全程观摩实验,并同专职实验员或博士生深入讨论和交流,鼓励学生撰写实验心得。

采取物理实验与数值实验结合的教学模式,把基于计算机仿真技术的软、硬件平台应用于岩石水力学教学中,拓宽传统实验教学中的实验对象,通过鼓励、指导学生自发设计模型进行数值仿真分析,开拓学生视野,激发学生的思维能力和创造性,有利于学生理解和掌握教学内容,同时也可以促进教学人员科研能力的提高,还能在一定程度上弥补部分实验设备缺乏的不足。此外,还可以采用现场实地调研的实践性教学方式。厦门市地质和地理环境复杂多样,雨季频繁,构成了滑坡灾害易发的基本条件。根据厦门的工程地质条件,选择华侨大学附近的集美区后溪镇(2007年被确定为厦门市14处重要地质灾害地点之一)为调研场所,在由暴雨导致该地区边坡滑坡的灾害现场,讲解水力耦合作用下岩土体的变形和破坏规律,帮助学生更形象地理解岩体水力学的水力耦合基本理论。当然,每一所高校,每一位教师的特点不同,必须根据本单位实际的软硬件条件,确立课程教学改革的具体方式,而不是盲目借鉴其他重点院校的教学模式。岩体水力学课程专业性较强,建议在研究生第一学年的下学期开设。

(四)结合教师科研项目,提升教学品质

近几年,华侨大学积极鼓励教师进行科学研究。岩土工程专业教师组建岩土力学与地下工程科研创新团队,承担了国家自然科学基金“深部裂隙岩体HM耦合作用下的声学特性及参数研究(批准号51109084)”、“卸荷作用下岩石渗透性与损伤协同演化规律及主被动式声学表征(批准号51374112)”,以及多项省部级、地厅级科研项目。教师在科学研究过程中,查阅大量文献资料,紧密跟踪国际和国内的研究前沿,时刻关注岩石水力学发展和最新的学术成果。通过不断努力,比较准确地把握到学术研究的发展方向,掌握了岩体水力学研究的一些新的实验和理论分析技术,对水力耦合作用下岩石的强度、变形、损伤破裂和渗透性演化特性,以及卸荷条件下岩石渗透性与损伤协同演化的宏细观表征等方面有了一定突破性认识,获得了岩体水力学的新知识,教师自身的综合素质也得到了一定提高。将科研体会和成果融入教学中,进一步提高教学的理论起点,深化教学内容,能够让课程教学跟上岩体水力学学科最新进展。例如:结合笔者所在科研创新团队近期开展的渗透压–应力耦合作用下的岩石渗透率与变形关联性三轴试验研究,以物理实验为基础,让研究生借助高性能计算机,利用PFC2D颗粒流分析软件,建立符合室内砂岩渗透压–应力作用三轴试验的数值模型,定义流体域和流固耦合的控制方程,模拟岩石在不同围压和渗透压组合条件下三轴压缩试验。图1为不同时步试样孔隙压力分布情况,图2为微裂纹分布模拟和试验破坏结构照片,图3为不同渗透压下岩石渗透率云图。结合物理实验和数值仿真结果,和研究生一起讨论荷载和孔隙水压力共同作用下,岩石的宏观变形发展、细观裂纹发育、剪切带内外应力状态、孔隙率特征、渗透率演化特性等。

岩土工程师论文篇7

引言

岩土工程建设是复杂的工程,重要的是岩土作为一类极其复杂的材料,复杂性使得任何一种力学模型都无法精准而又彻底地对其状态与性能做出规划,在岩土工程建设中面临的最大的问题就是如何采取科学的方法对其进行治理,以及岩土边坡的稳定程度问题,本文针对出现的问题进行阐述,并对高边坡岩土工程设计进行分析。

岩土工程设计的程序和步骤:(1根据勘察结果,拟订初步设计方案;(2)制定施工方法;(3)进行设计方案的可行性验证,确定最终设计方案;(4)制定设计文件,文件中要涵盖设计方案、施工方法、施工要求等要点。

一、高边坡可能引发的岩土工程问题

1、岩土工程师在规划设计中的作用

通常由建筑师或规划师提出对建筑方案的设计,过程是先结构、后岩土、再机电、园林,最后报批,这套模式一直在过程中被应用,适合于地质条件简单的平地或场地,同时应注意的是在丘陵地带,这套模式就存在风险。为了避免一些问题的发生,因此我们有必要打破固有模式,在规划设计前期引入岩土工程师。因为建筑师也会受到经验的限制和知识结构,完全由他们完成的规划设计,在建筑总平面布置上常常会出现一些不合理的高填方、高边坡,当岩土工程师面对已报批好的设计方案时,发现这些高填方、高边坡处理起来往往风险大、难度大、工期长、造价高,当出现这种情况的时候,解决问题就很麻烦了。

2、边坡地质、地形图测绘

(1)在方案设计阶段对沿红线的边坡进行地质测绘及地质调研,初步判断边坡的稳定性及其规模,对不良地质现象进行评价,以使合理布局建筑总平面图。

(2)地形图测绘的准确,对建筑设计的质量有深大影响,因为它是丘陵地带建设工程相当重要的设计基础资料,是地基处理设计、边坡支护设计、建筑总平面图设计的很重要的依据。当相关部门提供的航拍图且是未经修测的地形图,如果这样,植被层顶面就有可能被当成边坡坡面,当植被层较厚时,高程相差就较大,因此就需要对航拍图进行修测。在修测过程中,还应对水深进行测量,对水底下对的地形情况做到了解。

(3)在岩质边坡钻探过程中,植被层由于较密较厚,水源补给困难、钻机搬迁,效率低、施工难度大,加上岩质破碎取样困难等原因,会对勘察资料造成有误差,导致不合理的边坡支护设计,这样就会酿成在施工过程中边坡发生滑坡等事故。

3、边坡支护的作业空间要大

由于很多开发商急于经济效益,在施工中常常忽略一些问题。边坡支护就要考虑采用较为经济的格构式锚索挡墙方案,而避免采用不经济的锚杆预应力锚索抗滑桩等方案。由于在坡脚、坡顶要设置排水沟和截洪沟,并且截洪沟到坡肩要有一定的距离,用来保证坡肩土不坍滑,而且边坡需要有中间平台及一定的坡率等等,就要求建筑师在平面上要顾及这些因素,在建筑物或道路与红线之间留出足够的空间。

4、高架结构与高挡土墙对比性

由高填方形成的高边坡,应将高挡土墙与高架结构在经济上进行对比。考虑采用桩柱梁板高架结构,在架空板上填土或直接作为建筑场地使用。场地需要高填后才能利用的,一般就采用用填土方案和挡土墙结合的方式。在土质地基上挡土墙不宜修建过高,当挡土墙超过一定的高度后,工程造价将迅猛增加。高架方案在填土不高时慎用,按珠三角地区经验,超过12m时,高架方案一般较为经济;回填高度不超过8m时,挡土墙方案较为经济。

二、高边坡岩土工程设计要点

1、裂隙发育的边坡一般不宜采用喷射混凝土护面

喷射砼不美观,就会和周边的环境非常不协调。裂隙在岩体中是地下水入渗的通道,当地下水在水头作用下从砼面层下渗,带走其下细小的颗粒并出现空隙。空隙越来越多,渗进的水量也越来越多,越来越大,携带走的细小颗粒也就越来越多。最终使原坡面与砼层面脱离,丧失其对砼面层防护作用。

2、高边坡支护中大承载力预应力锚杆

在空气湿度大的地区,高应力作用下的自由段与锚头之间的杆体材料,容易锈蚀断裂。为了要控制好预加应力,因为边坡总是要发生小变形。实践工程中,如果个别边坡工程的预应力锚杆防腐措施没有做好,往往10年左右锚杆就会因锚头处锚筋锈断而失效,导致边坡坍塌。

3、岩质边坡爆破

岩质边坡进行爆破开挖时,会对格构梁、毛石以及散体状结构、碎裂结构的岩体等造成较大影响,因此需要采用对爆破工艺控制。另外,在进行边坡支护设计时,为了减少落石或崩落破坏的可能,同时减轻爆破震动的不良影响。

4、边坡支护设计的计算

在采用格构式锚杆挡土墙逆作法施工时,一般分层施工,毎层锚杆张拉后再开挖施工下一层锚杆、腰梁、下层土方等,这样做施工中往往很难做到,竖向格构梁的钢筋连接相当困难。工程实践中往往采用如下的作法:边坡按8~12m的竖向间距分为数级,施工时以级为单位,毎级之间设置平台,各级边坡成型后整级施工锚杆,锚杆完工后整级施工格构梁,然后再整级张拉锚杆。

5、边坡支护设中的现场踏勘

在设计边坡支护前,要对现场进行必要的踏勘,地形地势要仔细观察,察看凹形坡、山谷等低洼处坡积物的状态如何、有无坡积物,在勘察过程中,也要对岩芯详细观察,必须将坡积层分清,在勘察后如果有必要,还得对勘察进行补充。

6、坚持动态化设计

高陵地带地质情况变化大,有限的工程地质测绘及勘察孔难以揭露全部的岩土体特征、地层地质情况,尤其是结构面特征。这些通常要待开挖后才能明晰。但即使如此,监理人员、现场施工仍然无法明确辨别,鉴于其工程地质知识不足,因此勘察人员就要常去现场,对比原勘察揭露的地质情况与新开挖暴露出来的地质情况,如另有新情况或发现不同,及时反馈给设计人员计算复核修改。

7、岩质高边坡的坡率

顺层的岩质高边坡且地质构造发育,应考虑采用尽可能大的坡率。岩层上面的土层甚至风化岩层本身,在雨水作用下较容易沿层面滑动,当遇上强雨时容易造成滑坡,尤其是当边坡岩层为凝灰岩或凝灰质砂岩时,其层间或裂隙面的充填物在雨水作用下变成了岩层滑动的剂,饱水的岩土层在重力作用下很容易下滑。因而放坡应采取尽可能大的坡率。

三、岩土工程设计的关键要点

1、加强教育培训,提高人员队伍整体素质

(1)鼓励技术人员多参加学术活动,拓展其知识的深度和广度;

(2)加强技术人员的教育和专业培训,并制度化,更新其知识结构;

2、充分利用基础理论

岩土工程勘察所涉及的基本理论主要包括:工程地质理论、土力学的理论、工程力学理论等,是用岩土力学、地质学、工程地质学的理论,按照科学的勘察方法与程序,利用有效的技术和测试仪器,评价存在的与水文地质和岩土工程有关的工程地质问题,调查和水文地质条件和工程建设有关的工程地质条件,为工程建设的施工、设计等提供科学、详实、准确的地质资料。这些工程理论都是一种科学经验不太完全的理论,很多很多公式都是经验公式,理论是建立在经验的基础上的,因此,积累经验是很重要的,同时,积累经验的过程也离不开理论的支持。

结语

本文阐述的岩土工程特征表现在不同的工程建设阶段,岩土工程师应抓住各阶段的工程特征,提出相应的解决方案,提出具有前瞻性的设计方案。

参考文献

岩土工程师论文篇8

一、岩土工程专业实践教学现状

岩土工程专业是一门实践性很强的专业,以培养岩土方向施工、设计、管理及研究性人才为目标。随着岩土行业人才竞争的日益激烈,

培养符合市场要求的综合性专业人才成为岩土工程专业教学的主要目的。

岩土工程专业教学主要有课堂教学和实践教学两个重要环节。传统的课堂教学主要是

知识的传授,教师占主导地位,学生被动接受。这种教学方式教师自由度比较大,讲课占据课堂大部分时间,学生思考和分析的时间较少。因此无法调动学生的学习积极性,学生的动手能力得不到锻炼,创新能力也难以提高[1]。实践教学是对课堂教学的完善和补充,是巩固理论知识和理论认识的有效途径,对培养具有创新意识的高素质岩土工程专业人员具有重要作用[2]。目前,各高校岩土工程专业开展的实践教学环节主要有:专业课程设计、毕业设计、认识实习、生产实习和毕业实习等[3]。随着就业渠道的多样化,就业形势日趋严峻,用人单位提高了对毕业生的要求,毕业生仅靠掌握扎实的专业知识已不能满足社会的需求,还必须同时具备一定的动手能力、创新能力、人际交往能力及协作能力等。

湖南科技大学土木工程学院岩土工程系结合专业特点,改革传统实践教学方法,积极探索新的实践教学模式,培养具有较高创新能力、动手能力及语言表达能力的高素质岩土工程专业人才。本文就此实践教学作一总结和归纳,供同行参考。

二、多渠道实践教学方法探索

湖南科技大学土木工程学院岩土工程系除开展传统的专业课程设计、毕业设计之外,经多年的实践探索,还创新推出具有一定特色的实践教学模式,主要有:学生参与教师的科研课题、自主申报创新课题、集中式的专业认识实习和分散型的生产+毕业实习等。

(一)参与教师的科研课题

目前,在岩土工程系,部分教师开始尝试组建由导师、硕士生、本科生组成的科学研究小组,以教师在研课题为依托,形成研究梯队,产、学、研相结合,引导本科生尽早参与科研,通过1~2年的时间,完成部分试验研究工作,旨在培养学生分析问题、解决问题的能力。以笔者主持的课题为例,在研究岩溶区桩基的问题中,有两个内容由本科生完成:一是基岩材料的模拟;二是溶洞的浇筑。在基岩材料的模拟中,学生通过与导师及硕士生交流,了解岩溶的形成和材料性质,然后自己选择、购置不同的材料,进行室内模拟基岩材料的试验。通过多次尝试和改进,最终得到了理想的基岩模拟材料(如图1)。在溶洞浇筑中,有学生首先想到利用PVC管筑模,试验后发现,PVC管模不易取出,试验失败;而后选择泡沫铸模,试验效果较好,但造价高;最后学生想到了用石膏铸模,通过多次配比调整,石膏铸模不仅经济,而且试验效果好(如图2、图3)。通过该试验,充分发挥了每一名学生的积极性、主动性和创造性,让他们真正尝到了成功的喜悦。与此同时,试验中学生把已取得的科研成果融入课堂教学,大大丰富了课堂教学内容,激发了学生的创新热情,增强了学生对科学研究的兴趣和独立解决科学问题的能力。

(二)申报创新性课题

目前学校每年资助一部分学生申报大学生科研创新计划项目(SRIP),该项目主要面向大一、大二的学生。岩土工程专业学生申报的SRIP项目,主要涉及地质、岩土、材料、环境、生活等多方面的课题,历时一个多月,主要有主题讨论、内容设计、中期核查、最终审查、答辩等几个阶段。答辩过程分为两步,首先是由答辩人阐述项目的研究内容和研究过程,其次是专业教师对其项目进行相关问题的提问。在答辩过程中,答辩人以图文并茂的形式,结合自制的PPT阐述自己所研究课题的意义和现实背景,并详细介绍采取的手段及创新点。答辩是一个增长知识、交流信息的过程,学生不仅可以从答辩教师那里获得新的知识和宝贵的建议,而且答辩教师也可以从有独特创新的学生研究项目中得到启迪。答辩给学生提供了一个实战性的平台,既训练了科研能力,同时也全面展示自己的智慧、风度和口才。通过申报SRIP项目,使学生养成了良好的查阅文献的习惯,培养了学生发现问题、解决问题的创新能力,同时也提高了学生语言表达能力、动手能力及科研写作能力,为将来继续深造打下良好的基础。

(三)集中式专业认识实习

岩土工程专业认识实习于大二期末开始,这个时间,学生刚好学完公共课及专业基础课,尚未接触专业课,对专业课教师也不熟。因此,专业认识实习有利于学生了解

专业教师及

将来从事的行业。专业认识实习由系部教师组织,一般选择在建项目多、建设类型全的城市统一实习。认识实习的流程为:实习分组,明确各小组实习时间及任务安排;召开实习动员大会,明确实习期间的纪律;选择参观代表性工地,教师和技术员现场讲学;进入施工现场项目部,观看施工视频和查阅设计图纸;与项目管理及施工人T座谈,了解行业发展动态;整理记录和总结,撰写实习报告[3]。

按岩土工程专业教师的专业研究方向分组,按教师、学生人数1∶15的比例配备教师,便于教师现场管理。在施工现场,教师应及时给学生讲解具有特色及重要的施工过程,同时对学生提出的相关问题,当场及时答疑[4]。实习的内容主要有建筑基坑支护及开挖施工、桩基施工、城市地下轨道施工、地下结构工程施工等。通过认识实习使学生深入了解自身所学专业及课程设置情况,提高学习兴趣,培养专业素质,了解今后的工作环境,增加对将来从事职业岗位的初步认识。

(四)分散型生产+毕业实习

岩土工程专业生产+毕业实习一般安排在大三期末,为期15周。此时学生刚好学完部分专业课,对专业课教师也较为熟悉,能与教师有较好的专业知识交流。生产+毕业实习主要流程:为学生分组、召开实习动员大会、指导教师联系实习场地、学生外出实习并做好实习记录、教师和学生及工地责任人保持密切联系、认真准备答辩PPT、集中答辩[5]。大部分学生由指导教师安排实习单位,少部分自主性强、沟通能力好的学生自己联系实习单位。实习小组以2~3人为佳,保证教师能与学生及时联系。

实习结束后根据61份调查问卷显示:41人由教师联系实习单位,占67.21%;20人由个人联系,占32.79%。从事隧道工程实习的7人,占11.47%;从事房建工程实习的16人,占26.23%;从事道路工程实习的6人,占9.84%;从事勘察及其他土木工程实习的32人,占52.46%。

为保证实习期间学生的人身安全,给每位学生购买了实习保险。同时为了掌握学生的实习情况,教师电话抽查了30%的实习学生,总体状况良好。实习单位反映学生能吃苦耐劳,但专业技能有待提高,比如专业软件的应用能力、绘图能力和解决问题的能力等还有待加强[6]。

生产+毕业实习结束后,采用综合评定模式对学生实习成绩进行评定,其中实习报告评定成绩占70%,答辩成绩占30%。通过实习,学生对土木工程行业的运作模式、设计、施工、监理、业主各方的关系及工作内容有了初步认识,

对协调社会人际关系有了切身体会,基本学会了PPT制作和资料的收集整理,对施工安全和施工安排有了更深的体会。从实习答辩情况来看,学生基本能应用专业知识及有关基础知识解决专业技术问题,提高了社会实践能力。部分学生现场毕业实习如图4-6。

三、结语

通过上述多渠道实践教学模式的探索,培养了学生应用理论方法解决实际问题的能力,充分发挥了学生的自学能力和创新精神,有效锻炼了学生的知识应用能力、人际交往能力

、协作能力等,学生综合素质得以提高。岩土工程专业多渠道实践教学实施难度小,可操作性强,能使学生快速适应市场需求。通过几年的就业信息统计,学校

岩土工程专业学生就业率年均在95%以上,受到用人单位的好评。

参考文献:

[1]叶青, 李明.高校传统教学与翻转课堂对比的实证分析[J].现代教育技术,2015, 25(1): 61-65.

[2]李培根, 许晓东, 陈国松.我国本科工程教育实践教学问题与原因探析[J].高等工程教育研究, 2012 (3): 1-6.

[3]孙 楠, 刘 东, 汪志君.土木工程专业多样化实践教学模式的构建与实践[J].高等建筑教育, 2009,18(3):108-111.

[4]安永林,贺建清,钟新谷,阳生权,陈伟.地方高校土木工程专业岩土地下方向认识实习的实践[J].当代教育理论与实践2015,7(8):103-105.

[5]聂忆华,钟新谷.土木工程专业综合实`模式实施情况调查与效果分析[J].教育教学论坛2015(40): 74-75.

岩土工程师论文篇9

一、概述

案例教学法(case method)是由美国哈佛法学院前院长(c.c.langdell)于1870年首创,后经哈佛企业管理研究所所长(w.b.doham)推广,并从美国迅速传播到世界许多地方,被认为是代表了未来教育的一种成功教育模式。

案例教学是学生在掌握了相关专业基础知识和分析方法的基础上,在教师的指导下,根据教学目的和教学内容,结合工程中的典型案例,组织学生对案例进行分析、讨论和思考等活动,引导学生进行研究探索性学习,从而加深学生对专业理论知识的理解,提高分析和解决实际问题的能力的一种教学方法[1,2]。

采用案例教学法,可以实现专业理论和工程实践的有机结合,因此,所讲授的内容比较具体、明确,既能够活跃课堂气氛,增强学生的学习兴趣,增加学生和老师之间的双向交流机会,又能够有效地拓展学生的视野,激发学生的创新思维。是应用性较强的课程的一种有效的教学方法[3,4]。

二、岩土工程技术课程应用案例教学的意义

1.岩土工程技术是我院土建专业第六学期所开设的一门专业任选课程。本课程的教学目的是使学生掌握岩土工程勘察的基本理论和技术手段,基本掌握采用勘探、原位测试及室内试验手段获取岩土物理、力学指标的方法;了解环境岩土工程的基本知识,理解固体废弃物的工程性质和现代卫生填埋场的设计与计算;掌握深基坑工程设计的基本原理、支护结构的施工方法和监测手段。为进一步学习和处理较为复杂的岩土工程问题打下基础。

2.岩土工程技术是一门应用性和理论性都非常强的学科,其最终目的是要使学生能够处理一些基本的岩土工程问题。如果教师能够在课堂上讲解基本理论之后,结合具体的岩土工程实例,对基本理论在工程中的应用解决方案进行介绍,对工程中的热点和难点问题进行讨论,使得理论和实践有机地结合,那么,不仅可以使所讲授的内容具体而清晰,增强学生的学习兴趣,而且可以有效地拓展学生的视野,激发学生的创新研究思维。

3.由于本课程的学时有限,只有24学时,加上教学经费的缺乏,不能及时地深入相关工程现场实习,也不能邀请有关具有丰富实践经验的工程专家来校开展专题讲座,而案例教学法能够以较少的成本发挥“等同实践”的最大化效益,不失为一种实现教学目标的捷径。

4.本课程应用案例教学法,能够提高学生分析和解决具体岩土工程问题的能力,对相关岩土工程技术方法会有比较直观的理解。学生可以由被动接受专业知识为主动学习和运用知识对实际岩土工程问题进行分析、研究、讨论,充分体现了学生在学习中的主体地位。因此,可以说是培养应用型人才的一种好方法。

5.在本课程中,应用案例教学法可以促进课堂上教师和学生之间的互动关系。教师和学生的关系是“师生互补,教学相辅”。这样的教学方法能够使得学生积极参与到教学活动中,在分析和讨论具体岩土工程案例等环节中发挥主动性。而教师则要扮演着“导演”的角色,选择合适恰当的岩土工程案例,在课堂讨论中因势利导,尽量引导每一个同学参与其中,充分发挥学生的主观能动性,以达到最佳的教学效果。

三、案例教学的特点

1.目的性明确。在课堂上通过对岩土工程案例的介绍、分析和讨论,可以培养学生分析和解决简单岩土工程问题的能力。

2.案例的真实性。所选用的有关岩土工程技术案例,都是在实际工程中的典型事例。能够将理论知识和实际工程很好地结合。

3.案例的综合性。案例教学的综合性表现在案例和一般的课堂举例有较大的区别。案例的内容更加丰富,涉及的面也要广泛的多。因此,对案例的分析、解决的过程也要复杂很多。学生不仅仅需要具备基本的理论知识,还要具备一定的运用各种知识和技巧来处理问题的能力。

4.深刻的启发性。从某种程度来说,在案例教学中,并不存在绝对正确的答案。同一个问题,解决的方法可能有多种。因此,需要培养同学一定的发散性思维方式。引导同学去对具体的案例进行思考、深入、探索,从中找出各种可能的解决方法并进行比较分析。在此过程中,逐步培养学生严密的逻辑分析能力。

5.案例的实践性。学生在课堂上所接触到的案例,是已经存在的真实的工程案例,通过对案例的分析、解决,学生提前进入到如何解决参加工作后所接触的实际工程问题,实现了从理论到实践的转化过程,这对激发学生的学习兴趣,提高学生的学习主动性很有帮助。

6.教学过程的动态性。在案例教学中,同学之间,师生之间都可以对案例的解决方案进行讨论和争辩,每个人都可以有自己的思考和结论。在分析和辩论的过程中,对理论知识和案例解决方法会有更加深刻的认识。

四、案例的选择

案例教学的效果如何在很大程度上取决于课堂所选用的案例。一个好的案例必须既能够反映相关理论,符合课程教学目标,又要有一定的典型性和代表性。一般来说,应该具备以下几个特点:(1)真实的工程案例。(2)契合教学内容。(3)学生感兴趣。(4)能够充分体现解决工程问题所需的理论知识的实用价值[5]。

岩土工程技术是一门实践性很强的课程,在岩土工程勘察部分,课堂上所介绍的各种现场测试技术,比如静力触探、十字板剪切试验,在实际工程中都有大量的应用实例,因此,可以有选择性地选取若干有代表性的案例在课堂上进行分析。在深基坑工程部分,实际工程中,各类基坑支护结构实例有很多,因为学时所限,在课堂上对基坑工程的设计、施工技术无法进行较详细的介绍,因此,可以选择一定数量较简单的基坑支护案例,在课堂上与同学一起进行讨论分析。

从上面的分析不难看出,在岩土工程技术课程的案例教学过程中,建立一个丰富的案例库是非常必要的。

五、在案例教学过程中应该注意的问题

1.首先应该明确,案例教学不是举例教学。虽然案例教学和举例教学都是要通过一定的事例来为教学内容服务,但是这二者之间是有很多区别的。第一,在教学中的地位不一样。案例教学在教学中是占主导地位的,而举例教学则只是处于教学中的次要地位。第二,教学的目的性不一样。案例教学是要让学生处于一个实际的工程环境中,提高对工程案例的分析和讨论,掌握工程理论知识,做出正确的判断,提高分析和解决问题的能力。而举例教学只是为了能够使一个较难理解的概念容易懂而已。第三,教学主体不同。在案例教学中,学生处于一个重要地位,教学过程是学生进行自我学习和锻炼的一种手段。而举例则只是教师用来说明问题的一种辅助手段,教师处于主体。

2.案例教学应该和其他教学方法共同使用。在岩土工程技术课程中,案例教学中所采用的若干实际工程,并不能代替课程系统的理论知识学习。案例教学方法也不能够排除其他教学方法,比如讨论式教学、合作式教学等。每一种教学方法都有它的优缺点和适用条件,教师在选择具体的教学方式的时候,应该结合课程特点和教学内容,恰当地选择合适的教学方式,以达到提高教学质量的根本目的。

3.案例教学中应注意充分调动学生的积极性。在案例教学中一个关键问题是以学生的行为转变为前提的。如果学生依然像以前那样,满足于被动听教师的讲授,把自己置身于教学活动之外,只是作为一个旁观者,那样,案例教学也就失去了意义[6]。

案例教学是一种现代开放式教学方法,注重学生的参与和启发性,在岩土工程技术课程中采用案例教学法,有利于提高学生掌握课程知识,有利于同学提高解决简单岩土工程技术问题的能力,是值得推广的较好的教学方法之一。

参考文献:

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[4]张友志,顾红春.工程管理专业案例教学法实践研究[J].高等建筑教育,2012,21(1):122-126.

岩土工程师论文篇10

一、对大学生创新能力的认识

创新思维不同于常规的模仿思维,具有跳跃性、发散性、独创性等特征。它主要利用已有认识和知识为基本素材,采用非常规思维来认识未知世界。新的科学原理的发现、市场欢迎的产品的研发、优秀艺术作品的创作、有效的企业管理模式都是创新思维的结果。所以,从学校教学教育入手,培养学生创新思维,对学生走向社会后的发展会产生重要影响[4]。创新的关键在一个“新”字,从工程学科角度看,所谓新,既包括基本原理和基本理论的创新,也包括工程方法、手段的创新。所以,应该针对学生学习成绩、兴趣等,有不同的要求,更要允许学生大胆突破传统,在已有基本概念基础上开拓思维、发展新理论,创新新方法。而对于绝大部分学生来说,他们未来主要从事实际工程问题,应以解决工程问题为目的,在解决问题的过程中从工艺、设备等角度进行改进、创新,这样日积月累,也可以产生大的理论创新。以岩土工程为例,由于岩土体的特性,虽然主要理论体系已形成,但其中许多理论和工程实践仍带有很大的经验性,在工程实践中需要综合判断。这种现状为该学科理论创新提供了很大空间,比如非饱和土的有效应力及有效应力原理、土的本构理论等,远没有达到理论完善,工程应用中往往将计算结果做为参考,而经验判断仍然十分重要。在目前岩土工程中常见的基坑支护及基坑稳定性、高填方工程工后沉降及稳定性等方面,不管是理论基础还是工程方法都有许多问题需要解决。这些说明,创新的空间存在于学科任何知识点,关键是在平时课堂教学和实践教学中如何提高学生对学科和未知世界的兴趣,继而培养学生创新意识和创新能力。

二、毕业设计方式创新

毕业设计是本科教学最后一个环节,也是对整个教学效果的检验和综合应用。毕业方式创新包括选题环节、设计过程环节、评价环节等的创新。从选题环节看,目前工科专业本科毕业设计大都采用指导教师指定设计题目、学生按照毕业设计指导书进行设计、指导教师定期或不定期进行辅导或检查,最后进行毕业答辩的过程。目前存在的主要问题是,没有注重启发学生发现问题这个环节,而是直接给学生某一问题让他去解决,而这个问题本身可能并没有多少科学价值,毕业设计方式也显得单一[5]。要创新,首先要能发现问题,不能发现问题也就不可能有发明创造。目前,学生选题都流于形式,由指导教师直接指定,这是由于目前大学教育评价方式决定的。重科研轻教学,老师没有时间、也不愿意在这方面耗费精力。毕业设计阶段应留有一定时间让学生自己通过调研、查阅资料、和老师交流等方式,发现需要解决的科学问题,形成解决问题的科学思路和方法。这个时间段甚至可以更早些,可提前数周就让学生准备。当然,这个过程需要教师细心指导,多沟通,最终也不是每个学生都能通过这个方式进行选题的,但这个过程毫无疑问对学生是个锻炼和培养。有些虽形不成科学问题或没有形成解决的具体方法,但可能成为以后发现或解决科学问题的基础。创新的基础是思维创新,需要轻松的环境,也需要有一定的压力。所谓环境轻松,主要是要给学生思考的自由,敢于挑战现有理论和权威,要有和老师进行自由讨论、辩论的环境,而这是我们的教育最缺乏的。对于敢于提出问题的学生要给予鼓励和奖励,对通过自己思考发现了重要科学问题并选择毕业设计题目或方向的学生,其结果不一定是圆满的,或者有可能在有限的时间中没有得到预期的结果。对于这种情况,应该在教学规定上给予指导教师一定灵活度,比如延长毕业设计时间,或者达到某一程度也可认为达到毕业要求等。给学生压力也是必要的,由于社会大环境的影响,部分学生学习兴趣不大,不专注于毕业设计。因此,指导教师应严要求、勤检查,对学生和社会负责,没达到毕业要求的学生严格按照规定处理。在毕业设计过程中培养创新。创新首先是思维创新,要从基本概念上下功夫。在某一学科的创新是一个逐渐形成、完善的过程。在毕业设计阶段,学生可以在具体、细节的某一点进行改进、创新,如计算方法、应用原理、设备或工艺、程序方法等的改进。为此,指导教师要让学生首先理解毕业设计中遇到的现有规范、手册、教材中各种规定或方法的原理、机理。在此基础上,鼓励学生发现其中不完善、甚至错误的东西,通过小组讨论提高对问题的认识,把年轻人的活跃思维充分调动起来,让学生敢于思考、敢于提出问题和解决问题的办法。对学生的不同观点和认识,老师要以科学的态度对待,通过分析、讨论达到共识,若达不到统一认识,可留待以后继续研究。此外,我们强调培养学生创新思维,并不是要求每个学生在毕业生设计中一定要有创新性成果。每个学生基础知识水平不同、长期形成的思维模式不同、个性不同,毕业设计水平自然不同。对大部分学生,首先是培养一种创新意识,对以后工作和人生起到良好作用。毕业设计中能满足正常任务要求,达到工程设计等目的就是合格的。

三、毕业设计选题创新

除了前述让学生参与或自主选题的要求外,毕业设计题目本身对毕业设计的效果十分重要[6]。毕业设计所包含内容可以覆盖较多知识体系,也可以集中在某一点。在岩土工程专业或方向毕业设计中,可以完成建筑工程的结构设计,包括上部结构和岩土工程部分,后者可以是地基基础、基坑支护、边坡支护等;也可以全部进行岩土工程的内容。具体选择可根据学生兴趣、特长,对已确定工作单位的学生,还可以依据可能的工作性质等确定。从毕业设计内容上看,我们在近几年实践中,岩土工程方向毕业设计主要包括以下内容:1.岩土工程勘察。岩土工程勘察是岩土工程的基础,通过该内容毕业设计,可使学生具体掌握岩土工程勘察的方法、步骤、内容,增强对岩土体的认识,让学生充分理解土的物理性质和力学性质指标的获取方法、用途和相互关系,学会从勘察的角度对建筑场地和地基进行评价,认识工程勘察与工程设计、施工之间的关系。进行岩土工程勘察毕业设计对学生以后工作和学生在岩土工程学科进行创新有非常重要的作用。由于岩土体性质的不确定性非常突出,因此,对其认识方法、手段和评价显得非常重要,而目前的工程和科研实际存在许多不足之处。正确认识这些问题,有利于学科创新。岩土工程勘察是一个系统的过程,但由于条件和时间限制,完成整个过程的勘察是不现实的。为此,我们将毕业实习和毕业设计相结合,比如,现场描述和土类命名主要通过正在进行的工程的实习完成,由现场技术人员讲解。毕业设计任务中提供的现场描述和室内试验、原位测试数据都是实际工程原始数据。学生根据原现场描述和土工试验对土进行分层,然后进行各分层土性指标的统计和评价等工作。2.地基基础设计。根据我校地处西部特点,主要进行黄土场地地基基础设计,包括湿陷性黄土地基处理、CFG地基处理、桩基础等。上部结构的结构形式、传至基础顶面的荷载等都是由设计院提供的实际工程案例。学生根据自己完成的岩土工程勘察数据或者指导教师提供的土层工程特性指标和相应的规范进行相关设计。进行地基基础设计时,地基基础选型是很重要一环,既要满足安全要求,还要经济可行。比如高层建筑的CFG桩复合地基、桩基础和与筏板基础之间的选择,要通过承载力、变形和经济指标的比较才能确定,既涉及到岩土工程特性指标的合理选择、地基基础基本概念的正确理解,也与工程实践中施工、造价等有关。通过多环节分析、设计,既可提高学生对本专业的兴趣和认识水平,也有利于学生发现问题,为学科提高和创新发展创造条件。3.基坑工程设计。在岩土工程方向课程设计中已进行过基坑支护设计,但其基坑深度较浅,通过土钉墙或单排锚索+排桩即可达到支护目的。毕业设计中完成的基坑工程深度较深,设计计算明显复杂。学生可完成基坑支护或基坑降水设计。前者通常为3~4排锚索+排桩支护,后者为井点降水。4.边坡治理。设计任务书中,建筑场地位于边坡底或顶部,要求学生完成边坡的安全性评价和加固处理设计。以上几部分内容之间可组合为一个完整的毕业设计。而以下内容可分别单独为一个毕业设计。5.地下结构设计。一般为地下车库、商场、地铁车站等,因为此部分设计包括功能要求,所以需配备建筑学专业的指导教师。该设计内容包括了建筑学、结构工程和岩土工程。6.动力机器基础设计。对于大型机器设备,如发电机组等,其不同于一般建筑物地基基础,基础设计有其特殊性。设计题目取自于设计院的实际工程,通常设计内容包括动力荷载计算、动力基础框架结构设计和桩基础设计等。7.隧道设计。对取自实际隧道工程的题目,让学生完成隧道围岩分级、围岩压力、围岩支护设计与施工等。8.其他。除了以上内容外,根据实际情况,我们还有学生依托老师的科研或生产项目进行试验、计算、理论分析等,完成毕业论文。结语在毕业设计中培养创新思维,是一项需要长期探索的系统工程。通过这些年的实践,我们初步建立了一套既能满足正常专业培养要求,又能在一定程度上有所提高、有所创新的毕业设计模式,以针对具体情况,适应不同学生的要求。但为了适应未来形势的要求,还必须与时俱进,继续探索,以使工科学生毕业设计不断创新,使学生创新能力不断提高。

参考文献:

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[4]蒋太岩.培养创造性人才应具备的基本条件与对策[J].中国高教研究,2000(4):40—41.

岩土工程师论文篇11

岩土工程勘察是指在综合考虑工程建设实际要求的基础上,运用工程地质学的理论和方法对工程拟建场地的环境特征、地质、岩土工程条件等级进行勘察分析与评价,进而将勘察结果以勘察报告的形式提供给相关企业的活动。岩土工程勘察是工程建设中必不可少的重要环节,它为规划设计及施工提供准确的依据及指导,促使工程建设能够充分利用有利条件,避免不利条件,为工程施工的顺利进行提供有力的保障。而工程的质量保证主要取决于基础的稳定性。因此岩土工程勘察非常重要,它将为设计部门提供真实可靠的设计参数和指标,

一、学习岩土工程设计安全度的重要性1、岩土工程设计专业的需要

岩土工程师论文篇12

摘要:工程地质学在土木工程专业中具有至关重要的学科地位。针对目前工程地质学课程存在的主要问题,对工程地质学课程建设及教学方法提出切实可行的改革措施。全方位培养学生理论联系实际能力、分析问题和解决问题的能力、创新能力和工程意识,培养具有较高素质的高级技术人才。

关键词:工程地质学;土木工程专业; 教学改革

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1005-2909(2013)03-0091-04 一、 工程地质学的学科地位

土木工程专业人才培养方案提出的培养目标是:毕业生能在房屋建筑、工程勘察、地基基础、地下建筑、道路、桥梁等设计、研究、施工、教育、管理、投资开发部门从事技术或管理工作。工程地质学是土木工程专业一门必修的专业基础课,一方面为土力学与基础工程学等专业课程的学习奠定基础,另一方面担负着与工程地质勘察有关的应用地质学基础理论知识学习及实践实习的重要任务,培养学生的实践能力及创新精神。工程地质学通过岩土工程勘察为工程建设服务。在工程建设中首先要查明建设地区或建筑场地的工程地质条件,分析、预测和评价可能存在和发生的工程地质问题,及其对建筑物和地质环境的影响和危害,提出防治不良地质作用的措施。可见必须要有扎实的工程地质学知识才能在实际工程建设中完成工程地质勘察任务。

工程地质问题,是涉及生命和财产安全的大问题,稍有疏忽即可酿成大祸。西安建筑科技大学旧图书馆、铁一局幼儿园教学楼以及西安化工六院某家属楼等,都是由于建筑场地地质条件没勘察清楚,刚好建在地裂缝上而遭到破坏。1976年7月28日唐山7.8级大地震,造成65万多间房屋坍塌,24万多人死亡,主要是建筑结构防震措施缺失及地基液化造成的房屋倒塌,原唐山矿冶学院的图书馆楼因地基液化下陷了一层半。委内瑞拉曾发生6.4级地震,致使楼房地基土液化下陷(图1),也属于地基处理方案不合理造成的工程地质问题。2009年6月27日上海“倒楼”工程事故, 13层楼房(7号楼)整体倒覆(图2),事故原因是施工方将楼房南侧开挖4.6 m深的地下室挖出的土方堆置在楼北侧,高度达10 m左右,加上雨水渗入诱发土体失稳,致使基础桩折断楼房失去支撑而倒覆。该工程事故属人工改变地质环境及雨水渗入诱发土体失稳的工程地质问题。从以上工程事故案例可以看出,天灾固然不可抗拒,但人祸可以避免,这就要求土木工程师熟练掌握工程地质学知识。可见工程地质学课程设置,在土木工程建设中具有举足轻重的学科地位。

图1 地基土液化楼房下陷

图2 上海倒楼事故现场

二、工程地质学课程存在的主要问题

据调查了解及结合学院的实际情况,目前土木工程专业工程地质学教学在师资、实践教学方面存在许多问题[1],而最突出的问题主要有以下两方面。

首先是课程授课学时少。土木工程专业工程地质学为30学时,实际授课课时为26学时。其他多数院校的课时设置为36学时[2]。而按新专业设置,工程地质学教学内容多,在教学内容安排上除了满足主要的工业与民用建筑专业方向外,还要兼顾道路与桥梁工程、岩土工程、地下工程等专业方向。地质基础知识是学科基础,必须牢固掌握,而工程岩土学、水文地质学基础、工程地质分析及岩土工程勘察是分析和解决工程地质问题的专业应用部分,这些知识更加重要。课时设置太少,教学深度难以达到人才培养方案中的培养目标。

其次,室内实验及野外实习少,个别院校没有开设实验实习。 因课时少,在课程设计中往往是首先减少实验实习,致使实践教学环节薄弱或缺失。同时,非地质院校开设的土木工程专业,基本上都没有地质基础方面的实验室,如矿物岩石实验室、地质构造模型室,以及野外地质实习基地。野外地质实习的师资力量也不足,一般非地质院校仅有1~2位工程地质学任课教师,不具备带领野外实习的条件,所以基本上都没有开设野外实习。学生在学习中缺少感性认识,纸上谈兵使这门实践性很强的课程教学大打折扣。

三、教学改革措施

基于工程地质学课程目前存在的主要问题及课程设置的重要性,在适当增加教学课时及工程地质实验实习资金投入的同时,依据多年教学经验,应从以下两方面着手改革。

(一)课程建设方面的改革

(1)相关课程的任课教师组成教学科研团队,开展相关的教学科研活动。由于工程地质学课程教学课时少,所以从事工程地质学教学的教师相对较少,不能形成强大的师资队伍。但工程地质学、土力学及基础工程学课程知识相关性较大,可以组成一个教学科研团队,开展相关的教学科研活动及设计性、综合性实验研究。对这些课程中相互交叉、重复的部分内容进行协商调整。如工程地质学中土的工程地质特性,包括土的物质组成、土的物理力学性质、土的分类与分级,以及地下水的径流状态等,在土力学中属于重点内容。房屋建筑工程地质问题及深基坑开挖工程地质问题,在基础工程学中有较详细讲授。这些内容在工程地质学中不宜重复授课。

(2) 充分利用实验室教学资源。 据调查了解,许多理工科院校在开办土木工程专业的同时,也开设有地理科学类专业,广东石油化工学院也开设了这两个专业。地理科学类专业开设的地质学也都需要进行地质基础实验。为充分利用实验室教学资源,节约实验室重复建设的资金投入,建议两个专业共同建设使用矿物岩石实验室、地质构造模型室,完善地质基础实验教学。开展常见造岩矿物及三大类岩石的认识、鉴定实验,增强学生对矿物、岩石的感性认识,开展地质构造模型实验,使学生理解并掌握地质构造的立体空间展布。

(3)开设岩土工程勘察综合性实验。在土木工程专业人才培养目标中可见,毕业生应能在工程勘察部门从事技术及管理工作。因此,在加强岩土工程勘察理论知识讲授的同时,有必要开设岩土工程勘察综合性实验。把工程地质学、土力学、基础工程学与工程测量等课程中简单、分散、独立的相关实验统一起来,组合成为岩土工程勘察综合性实验。实验内容包括对某一建筑场地测量定位、钻探、原位测试、采取岩土试样、鉴定描述、室内土工试验,综合分析评价,确定土岩层承载力特征值,建议建筑物的基础持力层及基础类型,提出与建筑场地、环境相关的岩土工程综合治理建议。综合性实验旨在把实验项目与生产实际联系起来,培养学生的动手能力、综合运用能力、创新能力。岩土工程勘察综合性实验应连续进行,独立设置课程,时间具有连续性,可以培养学生连续工作的毅力和能力,利于学生提前熟悉就业环境,增强工程意识,形成严谨的科学态度。岩土工程勘察综合性实验更贴近土木工程专业实际,体现大工程观的教育思想。

(4) 开设工程地质相关的专题讲座。 定期开设工程地质相关专题讲座,介绍工程地质与工程建设的依附关系,介绍工程建设、岩土工程治理等方面有关工程地质的典型案例和最新研究成果,提高学生对工程地质学的学习兴趣和日后工程建设设计施工时对工程地质条件的重视。介绍工程地质的新理论、新技术和新方法,拓宽学生的知识面,开阔视野,使学生更多地了解、接受最新的前沿科技成果,使学生能站在更高、更广的角度分析问题,为学生将来成为优秀的土木工程师打下扎实的基础。

(二) 教学方法改革

(1)首先要教会学生获取知识及创新的能力。 大学本科教学的核心并不是让学生去掌握某一种实验方法或某一个专业知识,而是让学生学会发现问题、解决问题的思路及方法,培养学生获取知识及创新的能力[3],实现青出于蓝而胜于蓝。根据专业特点,掌握地质学“将今论古、以古证今”的思维方式和研究方法,养成从地质演化角度分析工程地质条件的思维习惯。地球的内外力地质作用是永不停息的,无时无刻都在按地质演化规律发生着变化,特定的建筑工程与场地地质环境之间是有条件的、动态的平衡,一旦某一因素的变化超越了平衡极限,平衡被打破,工程地质条件就要发生变化,甚至危害建设工程,引发建设工程事故。学会分类、总结、归纳及演绎的逻辑思维方法,将复杂的地质现象(问题)简单化,将特殊的地质现象(问题)典型化,将一般的地质现象(问题)规律化[4]。提高学生自主获取知识的能力,拓展思维,使学生能在课堂授课时间以外,通过自学获得更多有关工程地质的知识,为日后的拓展学习奠定基础,增强创新意识,提升创新能力。

(2)重视学生对实物标本的接触观摩鉴定,实施全开放实验。为学生认识、鉴定常见造岩矿物及常见岩石创造条件,实施全开放实验。也就是在相应的内容讲授及实物标本鉴定演示后,把多套常见矿物岩石标本分组留给学生长时间保管。如图3所示,学生在宿舍利用课余时间做常见矿物岩石鉴定实验,学生在做鉴定实验时允许其刻划、敲打标本,让学生有较多机会接触、认识、鉴定实物标本,并相互交流讨论鉴定体会,反复识记常见造岩矿物及岩石的主要特征。填补部分院校没有地质基础实验室的缺陷,可以收到在实验室实验异曲同工的效果。在实际工作中常见的矿物主要有石英、长石、云母、方解石等,常见的岩石主要有花岗岩、闪长岩、玄武岩、砾岩、砂岩、泥岩、页岩、石灰岩、片麻岩、千枚岩等,这些矿物岩石标本比较容易采集。可利用野外实量采集这些常见的矿物岩石标本,或到地质勘察及地质矿产生产单位收集这些标本,个别难采集的标本应投入资金购买。正由于这些标本容易采集,可当作易耗品借给学生保管,课程结束后才回收标本,提高实验标本的利用率。

图3 学生利用课余时间鉴定矿物岩石标本

(3)重视地质理论与工程实践的密切联系。 地质是工程地质,不能脱离工程建设而单纯讲授地质理论。如讲授三大类岩石时,应结合工程实例分析其工程性质,介绍其作为建筑材料、地基、边坡与周围环境的工程性质。在讲授地下水对工程建设的影响、常见不良地质作用及其防治、不同工程类型常见工程地质问题等内容时,紧密结合较典型的实际工程案例讲授。如茂名市某单位办公楼建筑基础工程案例,建筑物设计有一层地下室,设计采用天然地基箱型基础,由于设计人员对地下水设防水位不重视,没有抗浮设计,在楼房建到地面时回填了基坑边坡,平整了室外地面。当建到第二层时,一场暴雨使整栋建筑物上浮,升高了38 cm,造成工程事故。通过具体工程案例,与学生共同分析、讨论,找出工程事故的工程地质原因,提出有关工程地质问题的防治措施,培养学生理论联系实际的能力,及分析问题、解决问题的能力。

(4)充分利用多媒体技术教学。 多媒体教学不仅可以扩大课堂教学的信息量,而更主要的是增强教学直观性,提高教学质量。如将各种地质现象、工程地质问题、不良地质作用及其防治措施,特别是由于地质原因造成的工程事故及处理措施,以图片的形式给学生演示,辅助教学。把地质构造、地层接触关系等地质演化形成过程制作成动画,使学生更容易理解并增强记忆。如背斜、向斜构造的形成过程及在地面出露的岩层新老关系特征,以动画展示各阶段的过程:地壳下降的同时沉积一套从下至上、由老到新的地层层序地层受水平运动挤压形成背斜、向斜褶皱构造显示背斜核部为老岩层,两翼为新岩层,向斜核部为新岩层,两翼为老岩层地壳上升的同时背斜、向斜上部地层被风化剥蚀削平或背斜成谷向斜成山从地表面显示中间为老岩层,两侧新岩层对称重复出现的为背斜;中间为新岩层,两侧老岩层对称重复出现的为向斜。利用录像设备将野外地质实习、岩土工程勘察施工(包括各种测试、钻探等)制作成电视录像片,在讲授相应的内容时播放,或放在网络教学平台,让学生随时下载观看。增强感性认识,为实践实习打好基础,也可以节省实践实习时间,或代替部分实践实习,填补部分院校没有开设实践实习教学的不足。生动、形象、直观的教学使学生更容易理解。

四、结语

工程地质学是土木工程专业必修的专业基础课,是一门学时不多、内容丰富、教学难度较大、富有挑战性的课程。要培养基础理论知识充实,具有较强的实践能力和创新精神,综合素质高的优秀土木工程师,学校必须要加大对专业建设的投入:完善基础地质实验室并定期补充足够数量的实验标本,建立野外地质实习基地,确保相应的实践实习,包括工程地质勘察实习。任课教师更要加强学习,不断总结、改革教学方法,更新工程地质新技术、新方法,收集积累工程实践案例,从工程建设实际出发培养具有综合素质的高级工程技术人才。

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Teaching reform on engineering geology

WANG Yanqiang

岩土工程师论文篇13

双语教学是双语教育的核心组成部分。本校《岩土工程监测》课程是为本科生而开设的一门双语教学的专业选修课,采用的是英文教材、双语教学的形式,向学生传授岩土工程监测的主要原理、方法、仪器和监测数据的分析,以及主要岩土工程问题的监测方法和仪器布置原则。通过本课程的学习,使学生具备解决岩土监测工程实际问题的初步能力,为将来从事本专业的科学技术工作打下良好的基础。

一、教学内容设置

《岩土工程监测》主要是介绍岩土工程监测基本原理、监测内容和主要监测仪器设备,以及在岩土工程中的应用,如边坡工程和基坑工程等,具体内容如下:

1.岩土工程监测原理的介绍:通过白水河滑坡、文家沟泥石流、Selborne cut slope三个实例分析来讲授岩土工程监测的目的、监测项目的组织、使用监测仪器的目的和影响选择监测仪器的因素,以及土力学的基础知识。

2.岩土工程监测仪器:主要讲授岩土工程主要监测内容、主要仪器、使用方法与应用范围。岩土工程监测的内容:地表位移(相对位移和绝对位移)、深部位移、环境因素(地下水位、降雨、库水位、孔隙水压力和土体含水量等)、应力和应变、地震信号(声参数和地震波);主要的监测仪器:简易监测设备、GPS、钻孔倾斜仪、伸长计、水压力计、土压力盒、裂缝计和应力、应变计,介绍仪器原理、类型、操作及优缺点。

3.滑坡预报模型:从监测数据处理的角度,详细地介绍了经验预报模型、统计预报模型、非线性预报模型、物理预报模型、综合预报模型。重点介绍了灰色系统模型的原理、系统参数的确定与蠕变模型原理及公式,并分别对实例进行了分析。

4.边坡工程监测:首先简要介绍了滑坡要素、滑坡失稳的类别,获取高质量监测数据条件,以及滑坡监测中常见的监测内容,并通过重庆重钢滑坡和陕西岩质滑坡两个实例来分析滑坡监测的内容、仪器选择及步骤、滑坡监测数据的综合分析等。

5.基坑工程监测:通过基坑失稳实例讲述基坑监测的重要性;介绍了基坑工程监测的目的,影响基坑变形的因素(应力、地下水条件、开挖的尺度、支撑结构的强度和卸荷条件等),基坑开挖变形的三个不同主要阶段的特征,数据的获取,基坑工程监测的项目和方法,基坑监测工程的组织实施(监测点的建立,数据读取的频率,预警阀值,监测数据的分析)。

二、《岩土工程监测》教学实践

讲授该课程不仅需要优秀的教师,还需要合适的教学方法。教学方法包括教师教的方法和学生学的方法,是教与学的统一。《岩土工程监测》课程有其自身的特点,学生的背景也存在差异,所以寻找适合《岩土工程监测》课程的教学方法是作者一直摸索和实践的重要内容。根据这些年的教学实践,谈谈自己在教学过程的一些体会:

1.师资的配备:《岩土工程监测》双语教学课程关键的教学资源是师资,师资是决定教学成败的关键因素。该课程不仅需要讲授者专业知识精深和实践经验丰富,还要求要具备非常好的英语水平(包括听说读写能力)。这就需要讲授者有国外进修和学习的经历,并有扎实的语言功底,足以在任何时候用英语授课,这是密切关系到学生能否学到英语和学到多少英语的关键之一[1]。

2.课堂讲授:《岩土工程监测》课程讲授之初,花一节课的时间给学生讲授岩土工程专业词汇,以便更好地了解该课程的内容。首先要对选课学生的英语水平有全面的了解,有的放矢地展开双语教学。主要了解学生的专业术语词汇量以及运用这些词汇进行专业表达,可以通过问卷调查、口头交流的方式来进行。该课程除了用英语讲授课程设置的内容外,还根据学生的反映情况用汉语翻译一些较难懂的内容,汉语在课程讲授中也不可忽视[2]。用汉语的讲授可以弥补一部分英语水平相对弱的学生理解课程教学内容,使每个选修者都对专业有所收获。《岩土工程监测》是一门实践性非常强的课程,课程涉及很多岩土工程监测仪器,为了增加学生的感性认知,课程安排了2个学时仪器观摩,了解岩土工程常规仪器的功能、原理、安装和测量方法。为了加强实践环节的教学,安排2个学时的实例教学,选择典型工程监测实例,以讨论加讲解的形式使学生了解实际工程问题的分析研究过程和岩土工程监测仪器选择的原则和布置方案等。双语教学使用的教材选择也非常关键,现行双语教学使用的教材来源主要有三方面:国外原版教材、国内出版翻译教材和教师自编教材。针对这些不同类型的教材,首先要选择合适的教学以及适合学生学习、能够达到较好的双语教学效果的教材。

3.课堂互动:双语课堂的教学氛围应该是轻松的,在介绍基本的专业知识和术语词汇后,通过案例教学既能使学生加深对专业术语的印象也能熟悉专业词汇在学术上的表达,也能启发学生对岩土工程问题的深入思考。互动式的教学课堂为老师与学生的交流提供了良好的平台,通过师生之间的问与答,能够鼓励学生主动思考,大胆用外语表达。课堂互动是一种非常重要的教学形式,可以把学生从被动的学习者转变为主动的学习者,可以极大地增加学生的学习热情和对专业的探索精神。在课程的学习中,根据学生的多少划分为5~6组,学生首先小组讨论形成共同意见,并派一名学生代表发言,最后老师根据学生形成的方案进行点评和分析,并计入平时成绩。该课程共设置了两个内容的课程讨论:汶川地震诱发次生灾害的讨论,如何避免次生灾害的发生,提出可行性的措施。白水河滑坡监测方案的讨论,针对滑坡变形特征和地质结构特征,要求学生提出监测方案。这样可以锻炼学生团队合作的精神以及用英语表达专业知识的技能。

4.勤于考核:如何评价和衡量岩土工程课程的教学效果也是一直困惑笔者的一个重要问题。在教学过程中,教师要从严要求,让学生养成良好的思考习惯,如勤于思考、敢于提问、勇于作答。可以采取多种形式加以监督和管理,如讲课过程中的随机抽查和作业问题等形式。在课程教学中,采用问卷的形式调查课程的教学内容、教学方法等来了解课程教学效果;也采用课程中随机问答和课后布置作业的形式,针对教学中的内容对学生进行考查,根据学生作答情况了解学生对重点和难点的掌握程度,并让每个学生对其所犯的错误进行讲解,并适度调整教学方法和教学内容的难点和重点。

5.课程评价:听取课程评价应该分两个阶段进行,首先在课程进行的过程中可以与学生口头交流,了解学生对课程的想法以及需求,吸收他们对课程的建议。其次,在所有课程结束之后,以问卷调查或者在考试试卷中设置评价环节收集课程评价,作为以后改进教学方法、改善课程质量的依据。

6.鼓励学生课外学习。课堂上的时间是有限的,对语言的熟悉要经过反复使用的过程,通过课外学习的训练,能使同学们巩固课堂知识,并将理论与实际结合。准备岩土工程监测实例,让学生以小组为单位完成作业案例,并制作PPT在课堂上双语展示。针对第二课堂的教学活动设立奖励办法,以提高学生参与活动的积极性。推荐优秀的岩土工程外文书籍、文献给学生阅读,学习对学生专业思维的启发也是非常重要的。通过网络将这些优秀的学习资源上传到一处,供同学们下载阅读,为同学们的自主学习提供材料支持。也可以将同学们优秀的案例作品上传到网络,供下届学生研习。

《岩土工程监测》课程应用性很强,要求学生尽可能紧密联系某些具体监测工程实际进行学习,同时要求学生具备必修的专业基础知识和英语知识,以便更好地掌握该门课程的内容。还要求教师灵活地处理教学内容和讲授方法之间的关系,使学生通过该课程的学习提高用英语表达专业的能力,并能熟练地掌握教学课程的内容。

参考文献:

[1]王敏.旅游高等教育的双语教学探析[J].浙江师范大学学报(社会科学版),2005,30(5):75-77.

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