关于传统优势学科培养新工科人才路径的探索与实践——以北京科技大学土木与资源工程学院为例

当前,世界范围内新一轮科技革命和产业变革正加速进行,综合国力竞争愈加激烈,产业发展与工科院校的教育紧密相关。具有优势工科、学科门类齐全的相关院校,在新工科建设和人才培养方面具有较为独特的优势。以北京科技大学土木与资源工程学院为例,从学科定位与目标、教师队伍建设、教学资源、培养过程、质量监督保障五个方面入手,探索传统优势工科院校新工科建设和人才培养的路径。

基于能源保供的黄河流域煤炭资源开发与产量预测分析

黄河流域地区煤炭资源储量丰富,但存在植被覆盖率低、水资源利用水平差、受洪涝灾害威胁、省际发展不均衡、经济社会发展相对滞后、高质量发展局面尚未完全形成等问题。为系统认识黄河流域煤炭资源开发现状,服务能源保障安全,在充分调研黄河流域煤炭资源分布情况的基础上,围绕资源赋存、生产现状、开发强度、产销供需等主要方面分析了区域煤炭资源开发现状,综合发展潜力、社会需求和水资源利用等因素对相关区域的煤炭产量进行预测,探寻煤炭生产量的规律。结果表明:煤炭资源现状主产区煤炭产量增速总体放缓,在能源保供的基础上从严控制煤炭产能和产量、坚持高质量发展、淘汰落后产能、持续推动产业升级是煤炭产业的发展方向。

突发渗流作用下地铁冻结工程的温度场演化特性

冻结法施工中,已成型的均匀冻结壁在突发渗流作用下会逐步演变为类稳态的偏心冻结壁,难以满足设计要求。为了掌握类稳态阶段土体冻结特性、形成原因并提出应对策略,对于突发渗流条件下的温度场进行仿真分析,从温度、温度梯度和热通量3个方面展开系统性研究。研究结果表明:冻结壁各位置进入类稳态阶段的时间并不相同,上游进入类稳态阶段速度快于下游,界面快于主面,距离冻结区越远,进入类稳态所需时间越短。渗流发生后上下游温度梯度将呈现明显区分,下游温度梯度极值约为上游温度梯度极值的2.0~2.5倍。土体进入类稳态阶段主要原因是该区域热通量梯度基本为零,在渗流发生后,未冻土区的对流热通量和传导热通量梯度均迅速趋于稳定,因此土体快速进入类稳态阶段。为了确定类稳态阶段冻结壁形态和性能,采用多元非线性回归方法求解出了类稳态阶段的温度场和冻结锋面,解决了实际工程中突发渗流温度场求解困难的问题。

硅酸盐细菌在资源工程中的应用研究现状

对硅酸盐细菌的特性及在矿物加工领域中的应用现状作了较全面的综述;重点概括了硅酸盐细菌用于分解矿物、提取有价金属、矿石除杂、浮选、水处理等矿物加工方面的最新进展;同时,对硅酸盐细菌的解矿机理及在溶矿方面应用存在的问题进行了分析。

大学生科技创新

为了响应建设创新型国家的号召，展示高校学生的科技创新成果，进一步鼓励高校学生的科技创新热情，并为高校的大学生科技成果转化与企业的项目投资之间搭建一个信息平台，特开辟本栏目，刊载“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛、Intel杯大学生电子设计竞赛以及其他全国性科技竞赛的获奖作品。这些竞赛影响大、范围广、水平高，许多获奖作品设计思路独特。使用功能先进，是企业进行投资的理想选择。

模糊数学在土木工程中的应用

提出了一种利用模糊数学理论评判碎石土密实度的新方法,列举了一些应用实例。

北京市呼家楼商务区工程中超流态混凝土灌注桩的应用

长螺旋钻孔压灌超流态混凝土施工技术是一种值得推广的新技术,它克服了原有复杂的钻孔护壁灌注桩的弱点,并且具有工效高,造价低的优点。

土木工程建筑中混凝土结构的施工技术分析

在科学技术不断发展的今天,建筑施工技术日新月异,对建筑行业起到了重要的推动作用.土木工程建筑施工中,混凝土是使用最多的材料,而为了提升土木工程建筑标准,人们对混凝土结构施工提出了更高要求.本文首先对混凝土结构进行分析,然后对影响土木工程混凝土结构的要素进行探讨,并提出有效的施工技术.

北京地铁联络通道冻结热固耦合与实测分析

在水平冻结施工过程中,冻胀引起的土体变形对既有隧道、地下管线、周围建筑物等都将产生不利影响。以北京地铁27号线二期(昌平线南延)学院桥站~西土城站区间联络通道冻结法施工为背景,采用COMSOL进行数值模拟,通过热力耦合计算对地铁联络通道施工过程中的冻结温度场发展变化、冻胀引起侧向地层位移变化等进行数值分析,并与现场实测数据对比得到侧向冻胀变形规律的得出联络通道冻胀位移分布的关键区域为通道中部,位移曲线显示中央突起量最大。垂直方向与水平方向冻胀位移变化相似,但水平冻胀位移峰值比垂直方向位移略小,侧向冻胀侧压力不明显,但在联络通道施工时,仍需要注意侧向地层的变化。联络通道关键位置的冻胀特性及验证冻胀模型有一定价值,可为今后联络通道水平冻结施工侧向冻胀变形提供参考。

北京高校少数民族大学生群体教育培养研究

我国是一个幅员辽阔、多民族融合的社会主义国家,少数民族学生在高校所占比例逐年增加。强化少数民族群体培养可以发挥朋辈教育的重要作用,高效地管理和培养少数民族学生,为构建和谐校园打下坚实基础。本文结合北京高校建设的实际情况,重在研究少数民族大学生群体培养过程中所存在的问题及其影响因素,并提出解决少数民族群体培养的具体路径,以期提高人才培养质量,促进区域和谐稳定。

厚煤层沿空留巷变形漏风机制及多元协同防治技术

为解决厚煤层沿空留巷墙体变形机理及采空区漏风流场不清、瓦斯防治效果不佳的问题,以山西沁城煤矿20107工作面为工程背景,采用力学建模、理论分析研究了沿空留巷顶板断裂位置对应力集中及传播路径的控制作用,并指出断裂线位于留巷外侧时,可有效转移支撑应力并卸压,并提出了分段压裂切顶关键位置的计算方法。采用单元法实测,从采空区漏风量分布及留巷漏风通道两方面,揭示了沿空留巷采空区漏风流场及瓦斯浓度分布规律,进而提出了沿空留巷采空区瓦斯多元防治技术,即采用定向钻孔分段压裂切顶卸压-强化瓦斯抽采超前协同共治为主,弱化转移顶板来压避免墙体变形产生裂隙漏风的同时提高采空区瓦斯抽采效率;采用硅酸盐复合材料对已有墙体裂隙发育区(顶板交界处、插管外壁周围)进行喷涂堵漏,封堵留巷漏风通道;辅以留巷插管参数优化及控风降压,进一步减小采空区漏风及瓦斯涌出,并通过现场考察验证。研究结果表明:①20107采空区漏风以运输巷进风流正压漏入为主、回风侧以高浓瓦斯漏入沿空留巷为主,工作面倾向0~36 m区段正压漏风量332.84 m^(3)/min,占工作面总体漏入采空区风量(572.15 m^(3)/min)58.17%;留巷走向54~108 m区段留巷漏入风量408.45 m^(3)/min,占采空区总体漏入沿空留巷风量(469.01 m^(3)/min)87.09%;②优化后,裂隙带定向钻孔(压裂孔+抽采孔)平均瓦斯抽采纯量为7.46 m^(3)/min,压裂切顶后留巷墙体变形、裂隙控制大幅改善,沿空留巷平均瓦斯体积分数由原0.59%逐渐降至0.34%,实现工作面高效达产。

489米超高层建筑抗倒塌分析案例研究

超高层建筑的抗倒塌设计是其安全设计中的重要一环,保障超高层建筑的抗倒塌性能对于保护人民生命财产安全具有重要意义。现阶段系统考虑超高层建筑抗地震倒塌和抗连续倒塌研究的工程案例还比较有限。该文对一489 m超高层结构的抗地震倒塌能力、抗爆能力和关键竖向构件拆除后的抗连续倒塌能力进行了分析,结果表明:该超高层结构在所选取的8组地震动记录下的抗倒塌安全储备系数为3.59,抗地震倒塌性能良好;在爆炸距离为5 m的情况下箱包炸弹的TNT当量达到约3.2 t时可以造成结构倒塌,在爆炸距离为10 m的情况下,面包车炸弹的TNT当量达到约10.0 t时可以造成结构倒塌;在巨柱、塔冠钢柱、次级钢框架吊柱和承重柱等关键竖向构件中的一根构件被拆除后,结构备用传递路径能够发挥作用,整体结构抗连续倒塌性能良好;在拆除两根底部巨柱的情况下结构未发生倒塌,而在拆除三根底部巨柱的情况下,若拆除的巨柱不是建筑相邻角四根巨柱的三根,则结构依然可以不发生倒塌,反之则发生倒塌。该文分析方法和结果可以为类似超高层建筑的防倒塌设计提供参考和借鉴。

海南某选矿厂跳汰选矿工艺优化研究

以海南某选矿厂跳汰系统为研究对象,针对入选矿石品位变化造成的跳汰产品指标下降问题,通过物相分析、取样调查等方法,从入选矿石粒度及品位、电子皮带秤量程系数、各粒级产品品位等方面展开研究,提出针对性的跳汰选矿工艺优化措施。通过控制入选矿石粒度、调整跳汰系统参数及选用0~75 mm粒级矿石取样等方法优化了工艺流程;各样品实测质量与电子皮带秤读数误差较大,粉矿样品质量误差约16%,优化电子皮带秤量程系数后满足生产要求;试验样与生产样取样结果表明,实际跳汰原矿、中矿及粉矿品位比生产样品位低,实际跳汰尾矿品位比生产样品位高,说明生产取样样品代表性不足,应调整为断面取样方法。研究结果对跳汰选矿工艺优化具有重要参考价值。

某铜矿全尾砂膏体充填配比优化初步研究

湖北某铜矿为达到高质量膏体充填的目标,针对料浆浓度低、井下排水量大、充填成本高等问题,进行了全尾砂膏体充填配比优化研究。试验结果表明:用胶固粉作为膏体充填胶结材料,满足该矿山生产要求的充填体灰砂比为1∶7,料浆浓度大于68%;用P.O42.5普通硅酸盐水泥作为膏体充填胶结材料,满足该矿山生产要求的充填体灰砂比为1∶3,料浆浓度大于71%;相较于P.O42.5普通硅酸盐水泥,使用胶固粉可节约充填材料成本1 368.7万元/a,经济效益显著;该研究结果可为后期膏体充填工艺中胶结剂的选择提供理论依据。

液体表面张力对超声雾化特性的影响分析

为进一步提升超声雾化技术的效果,利用自主研发的喷雾雾化效果测试装置,系统研究了液体表面张力对喷雾粒径与雾滴数密度的影响规律。研究结果表明:随着表面活性剂溶液质量分数增加,液体表面张力先降低、后趋于稳定,其中,非离子型表面活性剂3对溶液表面张力的降低效果最显著;随着表面活性剂3溶液质量分数的增大,液体雾化粒径先减小,在表面活性剂3质量分数增至0.015%后雾化粒径呈上升趋势;随着表面活性剂3溶液质量分数的增大,雾滴数密度呈先增大后减小的变化规律。该研究对提升超声雾化效果,增强其在粉尘控制、防灭火等领域的应用具有重要意义。