土木水利专业学位研究生特色教学案例库构建——以河南工业大学为例

专业学位研究生教育是应用型专门人才培养的主渠道,精品教学案例库的建设是提升人才培养质量的重要抓手。文章以河南工业大学土木水利专业硕士学位研究生教学案例库的建设为例,结合学位点自身的粮油仓厂基础设施领域学科专业特色,介绍了“厚基础、强特色”的学位点特色教学案例库的构建实施途径与成效。

以学为中心的工作坊实践教学探索--以河南工业大学工程经济学课程为例

工作坊实践教学是国际上比较流行的教学模式之一。本研究根据工程经济学的学科特点,遵循以学为中心的教学理念,提出了工程经济学工作坊实践教学方法,对其教学设计、构建要点进行了分析,并以“新设法人项目的财务评价”为例阐述了工程经济学工作坊实践教学的过程。结果表明,这种教学模式能加强学生对所学内容的理解,激发学生学习的自主性,很好地实现从理论到实践的跨越。

我国大豆油脂加工业碳排放测算与减排分析——以某大豆油脂加工企业为例

为服务于碳减排国家战略,以某典型大豆油脂加工企业为研究对象,明确碳排放计算边界,梳理能耗指标变化,采用碳排放系数法确定该企业二氧化碳排放量,推算2015—2022年我国大豆油脂加工业二氧化碳排放量,并提出碳减排措施。结果表明:2020年前该企业二氧化碳排放量为0.111t/t(以大豆计),2020年后经工艺改进其二氧化碳排放量为0.097t/t(以大豆计);大豆油脂加工业二氧化碳排放量在2017年达到峰值,为1095万t;如加工能耗稳定下降,虽然2030年大豆消费量达到最大值(1.26亿t),大豆油脂加工业二氧化碳排放量仍在2017年达峰;蒸汽消耗和电耗是影响油脂加工碳排放的主要因素。为推动碳减排目标实现,大豆油脂加工业碳减排路径主要是通过持续管理和工艺改进,降低蒸汽用量和电耗。

《工程结构荷载与可靠度设计原理》教学改革措施和效果评价分析

工程结构荷载与可靠度设计理论是一门服务于土木工程专业的专业基础课,在本科教育教学过程中,培养学生具备将所学理论知识和科学研究有机的融合到实际工程应用中的能力显得尤为重要和迫切。结合本课程在以往教学过程中存在的问题,本文将心理学思政、工程实例和研究型教学等教学改革措施融入到工程荷载与可靠度设计原理课堂教学中;整体课程设计围绕人才培养方案和课程目标,通过知行合一的教学理念,使“教”与“学”交叉进行,并通过问卷调研方式对教学效果进行了评价验证,结果表明本文实施的教学改革措施在引导激励学生学习、学生将所学知识应用到科学研究和实际工程中的能力均优于常规教学方法,为该课程的课堂教学提升提供了比较可靠的借鉴意义。

河南省在役平房仓节能改造的综合效益评价

随着平房仓节能改造工作的不断推进,对平房仓节能改造的综合效益进行评价逐渐成为改造过程的重要环节。文中从经济效益、社会效益、环境效益、功能效益4个维度出发,运用属性层次模型(AHM)确定指标权重,构建在役平房仓节能改造综合效益的物元可拓评价模型,以河南省某平房仓改造项目为例进行实证分析。结果表明,该平房仓节能改造综合效益等级为良,与项目实际相符,AHM与物元可拓模型可用于在役平房仓节能改造方案的综合效益评价,有利于综合效益的提升和粮仓工业化进程的发展。

工程地质课程思政融合策略探索

基于工程地质课程教学的现状,本文通过梳理课程思政内涵,总结出思政元素挖掘不足、教师积极性不足、学生课程思政兴趣缺乏等问题,并对其原因进行了分析。在此基础上,提出结合工程典型案例,培养学生爱国主义情怀、科学辩证思维、工程伦理意识、实践与创新精神、团队合作与沟通能力的思路与方法,成果期待为加强工程地质课程思政提供参考。

智慧教学背景下基础工程课程教学模式探索

基于杜威的思维五步法及OBE理念,提出五步思维法智慧教学模式,即提出问题、总结问题、罗列方案、解决问题和优化方案,并在基础工程课程中进行智慧化教学实践。基础工程课程运用现代化的教学理念,借助智慧教学平台,根据学生特点落实个性化的五步思维法教学方式,在理论框架、教学实践、过程考核等方面进行智慧教学模式的探索。

基于工程伦理视角的某高架工程问题研究

以某高架工程为背景,针对工程事故发生及工期延长的问题,从工程伦理学的视角,探讨工程技术集成创新的突破性与风险性的伦理抗衡及相关利益主体的责任伦理。分析建设工程项目中涉及的工程技术伦理,并从宏观、微观两个不同层面解析工程师个体、各参与主体的责任伦理。提出基于工程伦理视角的事故防范措施,即在专注创新技术突破性价值分析的同时,应有伦理道德标准的渗入、强化对技术风险的综合评估;提倡注重工程师的伦理意识;提高参与主体的伦理责任担当,从而为类似事件的决策及事故防范提供参考。

公路扩建工程管桩贯入过程桩土位移特征

PHC管桩被广泛应用于软基处理中。近年来高速公路改扩建项目较多,基于中-江高速公路改扩建项目,开展了PHC管桩挤土效应现场试验研究,实时监测沉桩时桩周土与既有管桩桩身不同深度及不同水平距离处的水平位移,分析管桩的沉桩挤土位移。试验结果表明:管桩沉桩引起的土体位移随距离增大而减小,群桩引起的挤土位移呈现顶部大、底部小的分布形式,X、Y方向位移量差值大;既有桩体桩身位移分布在桩身的1/3~2/3处,影响范围为4倍桩距;既有路基对管桩挤土位移有明显的约束作用。

不同推进比下螺旋桩在砂土中安装力的离散元研究

螺旋桩作为一种颇具潜力的海上风电基础形式,其安装问题是螺旋桩能否成功应用在海上风电工程中的关键。基于离散元方法,采用PFC^(3D)模拟分析了螺旋桩在不同推进比下安装时的桩身受力情况以及对周围土体的影响。宏观上,研究了螺旋桩在不同推进比下安装时螺旋桩连杆侧壁、连杆端部、螺旋叶片上下表面的受力变化规律;微观上,分析了螺旋桩安装过程中桩周土体孔隙率、配位数及应力变化规律。研究表明:随着推进比的减小,螺旋桩安装时受到的竖向力与扭矩也随之降低,对桩周土体的扰动也更小;螺旋桩在推进比为1时安装与在推进比小于1时安装存在两种不同的安装机制。研究结果对进一步确定螺旋桩在不同推进比下的安装条件具有一定意义。

“工程项目管理”课程思政设计与实践

课程思政作为高校思想政治教育的重要载体,是高校提升课程育人质量的有效途径。专业课程教学是高校人才培养以及课程思政建设的核心环节,授课教师应该认真履职尽责,在不断深化教学改革的同时,全面推进课程思政建设。以“工程项目管理”课程为例,阐述了课程思政元素融入的教学方案设计,构建了“工程项目管理”课程思政体系,深入挖掘了教学案例中潜在的思想政治育人因素,探析了社会主义核心价值观融入“工程项目管理”课程教学的实践路径。

支盘桩加固既有填砂路基深层软土的模型试验研究

高速公路改扩建中既有填砂路基深层软土加固时存在路面结构层和施工场地空间限制的问题。首先,提出使用单盘挤扩支盘桩方案进行地基处理,通过挤扩法成盘于桩顶,以期实现不破除路面结构层的情况下达到设置桩顶承台或托板的效果。其次,利用群桩地基物理模型试验模拟一个桩土单元体研究加固方案的承载过程,通过分析桩体、盘体和土体的力学及变形指标研究支盘桩加固既有填砂路堤的承载表现和土体变形特征,最后,考虑土体参数和桩体尺寸推导了既有填砂路基深层软土支盘桩加固方法的二维简化模型。研究结果表明,软土在恒载下桩体轴力和土压力随时间变化调整,原因在于软土的压缩性和砂土的散粒体属性;桩顶轴力总和与恒载大小近似线性正相关,同时支盘直径越大桩顶轴力总和越大、桩承荷载占比越高,试验发现支盘桩加固法的桩承荷载占比约70%。另外,利用所建二维简化模型进行参数分析发现填砂路基中的最小盘间净距与上覆荷载、填砂内摩擦角、深层软土强度指标和支盘桩几何参数相关。

小半径隧道盾构施工对铁路桥梁的影响

随着城市轨道交通线网的完善,单一的直线型隧道已不能满足需求,而新建隧道也不可避免地近接建构筑物,势必危及建构筑物,甚至引发严重的安全问题。基于郑州地区某工程,运用有限元软件Midas GTS NX进行数值模拟,研究小半径隧道盾构施工期间隔离桩防护措施的作用效果,并结合监测数据验证数值计算的准确性。研究结果表明:1)在无隔离桩防护措施下,小半径盾构隧道施工会引起地表横向沉降变形,危及铁路线路运营安全;2)在隔离桩防护措施下,小半径盾构隧道施工对铁路桥梁的影响在可控范围内,能有效降低盾构隧道施工引起的铁路桥梁变形及其附加内力,有利于铁路线路的运营安全;3)监测数据与数值计算的对比表明,隔离桩防护措施对于保障铁路线路的运营安全是有效的。本文研究结果可为盾构隧道安全穿越铁路桥梁施工提供重要的工程实用价值。

地震作用下散粮楼房仓仓壁动态侧压力分析

地震作用下贮料对仓壁产生的动态侧压力是影响散粮楼房仓结构安全的一个重要因素。为此,该研究设计制作了缩尺比例为1:25的三层楼房仓试验模型,进行了3条地震波下不同加载等级的振动台试验,分析获得了贮料地震反应特性、仓壁动态侧压力变化规律及超压系数,提出了仓壁动态侧压力计算方法。研究表明:不同楼层同一高度处仓壁动态侧压力达到峰值的时间不同步,沿楼房仓高度方向逐步滞后,且其均滞后于对应楼层仓壁加速度峰值时刻;各楼层仓壁动态侧压力逐层增大,每升高一层,增大约29%,且同一楼层的仓壁动态侧压力沿高度逐渐增大,仓壁上部、中部动态侧压力分别是下部的2.5倍、1.4倍;一、二、三层的超压系数最大值依次为2.9、3.4、4.1,且均位于每层仓壁上部位置;通过试验结果验证了所提出的仓壁动态侧压力计算方法的有效性;散粮楼房仓结构抗震设计,应考虑仓壁动态侧压力的影响与不同楼层的差异性。研究成果可为散粮楼房仓的抗震设计提供参考。

基于优化极限学习机模型的边坡稳定性预测研究

边坡稳定性预测对工程安全及地质灾害防治极其重要,目前机器学习在边坡稳定性预测较广泛,例如BP神经网络、支持向量机(SVM)、极限学习机(ELM)等。但传统的ELM模型在预测边坡稳定性时存在易陷入局部最小值、难以选择合适学习率的问题,针对此问题,提出了一种基于主成分分析法(PCA)和爬行动物搜索法(RSA)并行优化极限学习机(ELM)的边坡稳定性预测模型。此模型利用PCA算法对数据进行降维,减少数据的冗余性,并利用RSA算法优化ELM模型的输入层权值和隐含层偏置,极大地提高了模型的预测精度和预测效率。将传统的ELM模型、RSA-ELM模型、PCA-SVM模型及PCA-RSA-ELM 4种模型进行对比,从而得到PCA-RSA-ELM模型在边坡稳定性预测这类问题上的精确性更高,为边坡稳定性预测分析提供新的思路,对防灾减灾及保护国民经济安全具有重大意义。

BFRP筋与超高性能纤维混凝土黏结性能试验研究

为探究玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)筋与超高性能纤维混凝土(UHPFRC)之间的黏结性能,通过中心拉拔试验,对BFRP-UHPFRC试件破坏模式、黏结-滑移曲线进行分析,且探讨了筋材直径、单一纤维及钢-PVA混杂纤维对黏结强度的影响。结果表明,试件破坏模式包括BFRP筋拔出破坏与拉断破坏。BFRP筋直径的增大将导致黏结强度降低。随着单一纤维掺量增加,黏结强度呈先增大后减小的趋势。而相较于单一纤维,钢-PVA混杂纤维显著提高了试件的黏结强度,当掺入1%钢纤维和0.5%PVA纤维时,黏结强度最高(25.35 MPa)。此外,通过灰狼算法优化的支持向量回归模型实现对黏结强度的预测,预测值与实际值拟合较好。

地下仓粮堆局部发热温度场数值模拟研究

为了解地下仓粮堆局部发热对粮堆温度场变化的影响,以高水分玉米为研究对象,采用数值模拟的方法,通过在地下仓粮堆内加入内置热源模拟粮堆局部发热,研究了地下仓粮堆在内置热源数量与表面温度不同情况下的粮堆内部温度场变化。结果表明:当地下仓粮堆中心测点发热时,热源周围相同半径内上方温度明显高于下方,在粮堆上部容易产生次热源;当地下仓粮堆右侧临近仓壁和装粮线处以及装粮线中心处同时发热时,粮堆左下部容易产生次热源;当地下仓粮堆右侧临近仓壁和装粮线处、左侧紧贴仓壁和装粮线处以及装粮线中心处同时发热时,粮堆下部容易产生次热源,并且热源温度为45℃时的粮堆内部温度明显高于热源温度为35℃时的粮堆内部温度。

不同储粮工况下柱承式立筒仓结构动力特性

柱承式立筒仓广泛应用于国家粮食储备,不同储粮工况对其结构动力特性影响显著。为揭示粮食散体对柱承式立筒仓动力特性的影响规律,结合某实际柱承式立筒仓设计制作了缩尺比例为1/25的有机玻璃筒仓模型,在空仓、半仓、3/4仓和满仓4种储粮状态下,进行了振动台模态试验、有限元数值分析和自振频率理论计算。结果表明:不同储粮工况对柱承式立筒仓试验模型的固有频率影响显著,随储粮状态变化,固有频率减小幅度较大,应在结构设计中加以考虑;空仓状态下阻尼比最小,满仓状态比空仓增大42.65%,仓内原有储粮越多,阻尼比增值越大,减震耗能效果越明显;有限元模型一阶固有频率与试验值平均误差为5.1%,所建有限元模型较为合理,为结构动力响应分析及结构设计提供一种合理的数值模拟方法;简化的三质点串联多自由度的弹性动力模型较为准确计算柱承式立筒仓在4种储粮工况下的固有频率,试验值与理论值平均误差为5.6%。研究结果可为柱承式立筒仓结构动力特性计算提供参考,为其抗震性能设计提供理论基础和试验依据。

下穿通道施工全过程对既有地铁隧道变形的影响

为研究下穿通道施工全过程对邻近既有地铁隧道的变形影响,以郑州市金水路(西三环至东四环)项目东明路行人非机动车下穿通道工程为背景,采用有限元软件Midas GTS建立三维数值模型,分析顶管及基坑施工过程对既有地铁隧道的变形影响;总结了新建下穿通道施工全过程对邻近既有地铁隧道的水平位移和沉降变化特征,并将模拟值与工程监测数据进行对比分析,验证数值模型的可靠性。结果表明:下穿通道工程施工全过程中诱发地铁1号线隧道的最大水平位移为0.52 mm,最大竖向位移为2.12 mm,既有地铁隧道的水平位移及竖向位移最大值均满足控制标准。本文研究成果可为类似工程的设计、施工和监测提供一定的参考和借鉴。

建筑施工数字孪生模型智能预警技术研究

智能建造技术通过将建筑信息模型(BIM)、数字孪生、物联网等信息技术相互融合,在建筑施工中实现目标的信息集成与综合物联。而在目前建筑业的智能化发展过程中,还存在着信息化水平低、管理决策不科学、过于依赖施工经验等问题。因此,首先建立建筑施工数字孪生模型框架,然后搭建智能监控预警系统,通过将现场监测数据与理论模型的信息进行对比,对实际工程施工进行修正,对建筑施工项目智能信息化发展是有指导作用。