思政元素隐性融入专业课教学模式的探索与实践——以“地下工程施工”为例

城市地下空间工程专业面向地下空间开发利用全产业链,培养兼具扎实专业知识和实践能力以及高尚道德情操和良好职业道德的未来工程师,而专业课程思政建设是落实高校立德树人根本任务的重要手段。以“地下工程施工”课程为例,在分析本专业课程思政建设现状的基础上,围绕课程目标、教学模式、教学方法、教学设计、评价体系等方面重建和优化,探索思政元素隐性融入专业课教学体系的有效路径,实现知识传授、能力培养和价值引领的相互融合,提高专业课程的育人成效。

基于Weibull分布的土-结构接触面统计损伤软化本构模型

以法向应力为0.8-1.0 MPa条件下的土-结构接触面剪切力学特性及变形性态为依据,从土-结构接触面抗剪强度的随机性出发,将接触面上的整体剪切破坏视为有限个微元的剪切破坏的组合,提出了基于平面应变条件下Mohr-Coulomb屈服准则的土-结构接触面微元强度表达式,在假定微元强度或微元破坏服从双参数Weibull分布的基础上,建立了土-结构接触面统计损伤软化本构模型.结果表明,模型能够较好地反映土-结构接触面变形破坏的全过程,尤其是剪切过程中所表现出的应变软化特性,其模拟与试验结果曲线的相关系数达0.99以上.

远程覆岩卸压变形及其渗透性研究

运用数值模拟和现场试验相结合的方法,对下保护层开采所引起远程覆岩的卸压变形及其渗透性变化进行了分析与研究。结果表明:下保护层开采将使覆岩产生不同程度的卸压,卸压煤(岩)体产生膨胀变形,生成大量的次生裂隙;同时也导致了水平位移的产生,形成了丰富的竖向裂隙,从而使煤(岩)体的渗透性得到极大的提高。因此,在高瓦斯煤层群条件下,利用下保护层开采所引起的“卸压增透增流”效应,同时结合合理有效的瓦斯抽放方法,可以实现煤与瓦斯两种资源的安全高效共采。

利用覆岩移动特性实现煤与瓦斯安全高效共采

为了实现高瓦斯煤层群条件下煤与瓦斯的安全高效共采,运用数值模拟和现场试验相结合的方法,对远距离下保护层开采的采动效应进行了分析与研究。结果表明:下保护层开采使覆岩产生不同程度的卸压,煤体产生膨胀变形,生成大量的次生裂隙,从而导致煤体的透气性增加,为远程卸压瓦斯的抽放创造了有利条件;同时,覆岩的水平应力分布也发生了改变,由原始的水平压应力变为拉应力,从而导致了水平位移的产生,在该位置形成丰富的竖向裂隙,为瓦斯的运移提供了通道。在高瓦斯煤层群条件下,可以通过合理的开采顺序和有效的瓦斯抽放方法,实现煤与瓦斯两种资源的安全高效共采。

表土层注浆加固法防治井壁破裂的机理及应用

基于煤矿井壁破裂事故频发的现状,介绍了利用表土层注浆加固法的“缓释”和“抑制”双重效应治理井壁破裂的机理,并对该方法的工程应用情况进行了分析与探讨.研究表明,表土层注浆加固井筒周围的含水层能够有效改善井壁的受力状态,缓释和抑制井壁的竖直附加力,深部的应力缓释效果最明显,向浅部依次递减.注浆过程中,地面变形与井壁受力实测趋势基本吻合.加固后,土的黏聚力及内摩擦角提高了1倍,压缩系数仅为注浆前的1/3～1/4,整个井筒竖向附加压应变减少的平均值达332.71με,作用在井壁上的垂直荷载显著减少.因此,通过地面注浆加固井壁周围的表土层,可以推迟井壁破坏的时间,达到防治井壁破裂的目的,有利于确保井壁的安全.

地面注浆加固地层法在治理井壁破裂中的应用

介绍了井壁的破裂机制及其常用治理方法,阐述了注浆加固地层法治理井壁破裂的机制,并对该方法在治理某矿副井井壁破裂的应用情况进行了分析与探讨。结果表明,地面注浆加固井筒周围的含水层能够有效地改善井壁的受力状态,加固后,作用在井壁上的垂直荷载减少,井壁的竖直附加力得到了有效的缓释和抑制,地面变形与井壁受力实测趋势基本吻合,达到了防治井壁破裂的目的,有利于确保井壁的安全。

覆岩移动特性的数值模拟及其在煤矿安全中的应用

煤与瓦斯突出是煤矿生产中的主要事故之一,特别是在高瓦斯煤层群条件下,如何消除煤与瓦斯突出危险性对实现煤与瓦斯的安全高效共采是非常重要的。文中根据某矿具体地质条件,利用数值模拟方法,模拟了首采煤层的开采对远程卸压煤层的卸压作用,结合大量现场实测数据,论证了对远程卸压瓦斯进行抽放从而实现在高瓦斯煤层群开采条件下煤与瓦斯安全高效共采的可行性。

基于最小二乘法的矿井深部区域瓦斯涌出量预测

运用最小二乘法建立了工作面开采深度与相对瓦斯涌出量之间的一元线性回归方程,求出了用于预测一定开采深度的相对瓦斯涌出量的置信区间,并通过实例对此方法的适用范围进行了分析。

混凝土结构设计原理课程教学改革与实践

混凝土结构设计原理是土木工程专业必修课程中重要的一门专业课,该课程的教学质量直接影响学生部分后续课程的学习。基于课程特点和实际教学情况,对课程的教学方法进行了改革。主要包括充分利用多媒体技术、深入剖析公式内涵、加强实践教学、注重创新能力培养、完善网络平台建设以及改革考核方式等。实施结果表明,所提出的的教学改革措施合理有效。

面向不同力学基础学生的土力学教学改革与实践

改变传统土力学教学统一大纲、统一教学内容、统一教学模式的现状,将课程内容分为三大模块。对不同工程力学基础的学生,制定不同模块的教学大纲,按照"因人施教、分类培养"的原则,有选择地讲授不同模块的内容,最大限度地调动学生学习土力学的积极性,培养学生的学习兴趣,切实掌握土力学的核心内容,增强学生的独立思考能力与工程实践能力。实施结果表明,所提出的教学改革措施合理有效。

矿物成分对土力学特性影响的试验研究

利用TSZ-2型三轴仪对不同含水率及不同百分比含量的膨润土、高岭土以及石英粉等所制成的人工土样进行了三轴剪切试验,获得了矿物成分及其含量、围压、含水率等因素对土力学性质的影响。结果表明:当膨润土的含量≤25%时,土的抗剪强度随膨润土含量的增加而提高,含量>25%时,土的抗剪强度随膨润土含量的增加而降低;当试样中高岭土含量≤37.5%时,土的抗剪强度随高岭土含量的增加而降低,含量>37.5%时,情况则相反;在其他条件相同的情况下,随着试样中石英粉含量的增加,土的抗剪强度明显降低。矿物成分的含量对土抗剪强度的影响规律与土的含水率及围压均无关。土中粘性矿物成分增加,土的抗剪强度提高;对于矿物成分含量相同的试样,土的抗剪强度随含水率的增加而降低。

张小楼井深部区域瓦斯涌出规律分析

利用大量实测资料 ,研究了徐州矿务集团有限公司庞庄煤矿张小楼井深部区域的瓦斯涌出规律 ,分析了导致该矿井深部区域的瓦斯涌出量增大的主要因素。

中、高压下粗粒土-结构接触面特性受结构面形貌尺度影响的试验研究

采用改进的DRS-I型高压直剪仪进行了砂砾与不同形貌尺度的粗糙钢板结构面接触剪切试验,获得不同压力、形貌尺度条件下的剪切试验结果,分析了中、高压下的不同结构面形貌尺度与砂土颗粒平均粒径比值R(50R?H/d,相对形貌尺度)对接触面剪切特性的影响。结构面相对形貌尺度R直接影响接触面剪切过程中的力学与体变特性,中压与高压下分别呈现不同的影响规律且存在各自的峰值相对形貌尺度max R与稳定相对形貌尺度st R。达到峰值相对形貌尺度之前,R的增大使得接触面剪切耗能随之增加,而剪切体变在中压、高压下分别随之增加和降低;稳定相对形貌尺度之后,接触面剪切耗能与剪切体变达到稳定状态,随R的增大呈微小变化,变化幅值较小。上述规律与接触面附近一定区域的颗粒变位及破碎等机制密切相关,获得成果将为研究不同法向压力下受形貌尺度影响的结构面相对粗糙度问题提供新思路,对于研究不同法向压力下粗粒土与粗糙结构面的接触面力学与变形机制有一定借鉴意义。

残留煤柱工作面巷道布置及卸压控制研究

针对历史遗留保护煤柱和边角煤等遗煤资源复采时,应力环境复杂、围岩条件恶劣,回采巷道受地压影响显著、布置困难、安全性差等难题,以山西潞安王庄煤矿52采区残留煤柱工作面回收为研究背景,基于残采工作面周围采空区分布形态差异,将残采工作面边界分为规则采空区边界、混合采空区组合边界和不规则采空区边界等3类。采用数值模拟方法揭示了残采工作面应力分布特征:(1)对于规则采空区边界,应力呈对称马鞍形分布;(2)对于混合采空区组合边界,区段煤柱边缘应力卸载,应力向混合采空区组合边界中部转移,导致该区域应力集中程度高,影响范围扩大;(3)对于不规则采空区边界,采空区拐角区域叠加应力使得煤体破坏,集中应力向拐角深部区域转移,该区域垂直于残采工作面走向方向上,应力集中系数2.2,平行于残采工作面走向方向上,拐角两侧均存在应力集中区,应力集中系数均为2.0。在此基础上,提出了残采工作面巷道布置原则:巷道必须避开采空区边界的应力叠加区和采空区拐角的拉剪破坏区,确定了残采工作面巷道布置方式,得到了5个典型的煤柱宽度:d_(1)=5 m,d_(2)=20 m,d_(3)=30 m,d_(4)=20 m和d_(5)=5 m;据此,将残采工作面巷道分成3个区段:原岩应力掘巷、沿空掘巷和高应力掘巷,建立了残采工作面巷道"3-5-3"分区控制体系,并重点针对高应力掘巷开发了钻孔卸压技术,设计了巷道围岩分区控制参数,开展了工业性试验。监测数据表明回采巷道能够满足残采工作面回收要求。

深部土-结构接触面与界面层力学特性的直接剪切试验

介绍了研究深部土与结构接触面及界面层力学特性的试验系统及研究方法,重点阐述了模拟不同粗糙面的"旋转结构面法"及研究界面层中力学特性的"下移结构面法".通过该设备及方法,研究了在不同法向应力、不同结构面粗糙度等条件下,土-结构接触面以及周围不同位置处(界面层内)土体的剪切力学特性.大量试验结果表明,该设备及方法能够较好地再现和研究土与结构物接触面与界面层内土体的主要力学特性及其与相关因素之间的关系.

管桩静压施工的终压力研究

合适的管桩静压施工的终压力条件是保证桩基所需的竖向极限承载力的关键,通过管桩自身的承载能力及具有多点式夹桩机构的桩机抱压施工时对桩所产生的作用力分析,结合聊城地区几例预应力高强混凝土管桩静压施工的终压力值与静荷载试桩结果,讨论终压力满足单桩竖向极限承载力的条件,获得了在粉土粘土做持力层条件下的终压力与单桩竖向极限承载力之间的关系系数。

旋转径向射流排放积聚瓦斯热成像实验分析

根据传热、传质和动量传递的相似理论分析,提出在紊流流场中当传热传质相似当量比满足一定要求并恒定为某一值时,可利用热成像仪测定紊流流场中的热量运移规律及温度场分布规律,模拟瓦斯浓度场中的瓦斯运移规律及其瓦斯浓度场分布的变化规律.根据热相似模拟实验,旋转射流风机不仅可以有效地驱散上隅角的积聚瓦斯,而且可以使瓦斯浓度分布更均匀.实验结果表明:旋转射流的旋转频率必须根据瓦斯涌出量和每个旋转周期排放瓦斯量确定;射流速度越大,驱散上隅角积聚瓦斯的效果越好;旋转径向射流对局部积聚瓦斯的运移是一个不断稀释、驱散并排向巷道主风流的过程.风机每旋转一圈完成一次对上隅角部分高浓度瓦斯的稀释和排出过程.如此周而复始,形成一种柔性排放瓦斯效应.当射流速度达3～5 m/s时,可提高风流的扩散系数2～4倍,有效射程可达10 m以上,有效地驱散了工作面上隅角的积聚瓦斯.

土木工程专业应用型人才教学培养模式的目标定位

对土木工程专业应用型人才培养模式建构的必要性进行了分析,提出了本专业应用型人才培养目标、知识结构、能力结构、素质结构的具体定位,并以课程教学体系和实践教学体系为支撑点,对构建本学科专业应用型人才的培养模式及具体方案进行了理论探索与展望.

缓倾斜破碎薄矿体采矿方法选择与采场参数优化

针对矿体倾角缓,厚度薄,矿体及顶板破碎,采场容易冒顶的特点,充分利用单体水压支柱主动支护与快速让压的特性,采用水压支柱护顶连续采矿法。为了确定合理的单体水压支柱支护网度,通过三维数值模拟,优化采场结构参数,结果表明,当矿体平均厚度为3.5m、水压支柱的网度为4.0m×1.5m时,可以保证采场的稳定。

甲状腺良性肿瘤行腹腔镜手术治疗25例临床观察

目的:观察经乳晕入路腹腔镜甲状腺良性肿瘤手术的临床疗效,探析其临床应用价值。方法:随机抽取甲状腺良性肿瘤患者47例为研究对象,随机数字表法分成实验组25例,对照组22例,对照组行传统甲状腺切除术,实验组行改良甲状腺切除术,比较两组手术效果。结果:①临床观察指标:实验组手术时间短于对照组,术中出血量及术后引流量均少于对照组(P<0.01,P<0.05);②并发症发生率:实验组高于对照组,但差异无统计学意义(P>0.05)。结论:经乳晕入路腹腔镜甲状腺良性肿瘤手术效果优于传统手术,具有一定的临床推广意义。