新工科背景下土木工程施工组织课程教学设计创新与实践

针对“土木工程施工组织”课程学生动手能力弱、参与度低等教学痛点问题,以成果导向原则为指引,在教学内容、教学方法、教学环境、教学评价、课程育人方法等方面开展了教学设计创新与实践,提出了重构教学内容、重立教学方法、重创教学环境、重建教学评价的“四重”反向设计教学法,以及工程背景-案例复盘-学思悟道“三段联动式”课程育人方法,解决课程教学痛点问题,促进课程的提质创新,帮助学生树立“我是未来土木工程师”的价值目标。

岩体爆破裂纹扩展影响因素分析

为了改善高地应力条件下岩体爆破破碎效率较低的问题,基于理论推导和ABAQUS动力有限元计算分析了不同埋深和侧压系数条件下岩石爆破裂纹的扩展规律。计算结果表明:岩体初始应力和侧压系数对爆炸载荷作用下的最大裂纹长度和主裂纹扩展方向具有较大影响,随着初始应力的增大,裂隙扩展半径减小;随着侧压系数的增大,岩石有效破碎面积也相应减小;裂纹扩展主方向趋于最大压应力方向;裂纹扩展主方向与最大压应力方向一致。

P波作用下深埋隧道动应力集中问题参数敏感性分析

采用波函数展开法,推导了无限介质中双层衬砌圆形洞室在P波作用下衍射问题的解析解,并结合南水北调西线1期工程3#引水隧道开展了动应力集中系数参数敏感性分析。计算结果表明,围岩和内层衬砌的弹性模量对结构的动应力集中系数影响较大,而围岩泊松比对计算结果的影响几乎可以忽略不计;围岩和衬砌之间的介质层在一定程度上具有减震作用,前提条件是其弹性模量低于围岩弹性模量的1/20,否则减震效果不明显。

碱激发煤矸石矿渣结合料配合比设计优化

碱激发煤矸石矿渣结合料是一种环保型材料,近年来在工程道路上被使用。通过正交试验,进行碱激发煤矸石矿渣结合料配合比设计优化。对正交试验结果的直观分析、极差分析、方差分析,得出配合比中各主要变量对碱激发煤矸石矿渣结合料的力学性能和孔隙率影响规律。实验表明,碱激发煤矸石矿渣结合料的抗压强度影响因素依据显著性的排序为:碱当量、骨料率、水胶比。碱当量对结合料的前期抗压强度影响程度大,骨料率对结合料的后期抗压强度影响大。

水性环氧树脂改性水泥灌浆料微观与力学性能研究

为解决普通硅酸盐水泥灌浆料存在的脆性和粘结性差等问题,制备了水性环氧树脂改性水泥灌浆料。采用XRD、SEM、FTIR等测试方法,研究了不同聚灰比(0~20%)的环氧树脂对水泥灌浆材料的强度、水化产物、微观结构等方面的影响。研究结果表明:适量的环氧树脂(1~5%)会促进水泥的水化反应从而生成较多的水化产物C-S-H,而过量的环氧树脂(10~20%)则会形成聚合物薄膜包裹水泥颗粒从而抑制水泥的水化反应。当环氧树脂掺量为2.5%时,灌浆料28d的抗压强度达到最大值37.96MPa,较掺量为0%的对照组提升了42.41%;在同一应力状态下,环氧树脂含量越高灌浆料的韧性越强。

包覆型纳米零价铁去除溶液中Pb(Ⅱ)-210的研究

用羧甲基纤维素(CMC)包覆的纳米零价铁(NZVI)来去除溶液中的210Pb(II)。考察溶液的pH值、包覆型纳米零价铁投加浓度、210Pb(II)初始放射性活度以及反应时间等因素对包覆型NZVI/CMC去除溶液中210Pb(II)效果的影响。通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对反应前后包覆型NZVI/CMC进行了表征分析。结果表明,当pH值为5.5,包覆型NZVI/CMC投加浓度为0.8 g·L-1,210Pb(II)初始放射性活度为2.354×103 Bq·L-1,反应60 min后210Pb(II)去除率达到99.25%。反应前后包覆型NZVI/CMC的形态发生了较大的改变,其链球状的网状结构变为片状结构。包覆型NZVI/CMC对210Pb(II)仍有较好的去除效果。

纳米零价铁去除溶液中Pb^(2+)的研究

应用硼氢化钾(KBH4)还原Fe3+来制备的纳米级零价铁,去除溶液中的Pb2+,考察了溶液pH值、纳米零价铁的投加浓度、初始Pb2+质量浓度及反应时间对Pb2+去除效果的影响。实验结果表明:纳米零价铁对溶液中Pb2+具有很好的去除效果,当pH值为5.5、投加质量浓度为0.045 g/L、初始Pb2+质量浓度为40 mg/L、反应时间为60 min时,去除率为99.8%,吸附量为58.89 mg/g。并应用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对制备的纳米零价铁进行了表征分析。

冻土爆破块度的分形维数与爆破特性的关系

对冻土进行了一次起爆、孔内微差爆破漏斗试验,收集爆破块度进行筛分统计,根据分形理论,计算了冻土爆破块度的分形维数。通过分析计算分布函数的特征参数,分析了分形维数与分布函数特征参数的关系。结果表明,分形维数定量表征了冻土爆破块度的分布情况,分形维数可定量表示冻土爆破的最小块度率、爆破漏斗体积和装药深度,分形维数与冻土破碎的最小块度率有很好的相关性,最小块度的百分率愈大,分形维数愈大,反之愈小,较小的分形维数基本上对应于最佳装药深度和最大爆破漏斗体积。

精品线下开放课程在高校课程建设中的应用

课程建设是高校人才培养的核心要素,也是高校教学改革的重点。文章简要回顾和分析了精品线下开放课程提出的背景,结合高校课程建设的内容,从高校师资队伍建设,教学方法、手段的改进,教学资源建设,教学设备、设施建设以及教学评价机制改革等方面详细阐述了精品线下开放课程在高校课程建设中的作用和意义。文章以安徽理工大学《土木工程施工技术与管理》课程建设为背景,介绍了该课程的基本情况及建设环境,分析了课程建设所面临的困难,提出了有针对性的解决方案,为高校精品线下开放课程的建设提供了重要参考。

混凝土结构加固用低温固化树脂体系实验研究

本文在试验基础上,研究了适用于低温条件下碳纤维布加固混凝土结构的环氧树脂体系。试验结果表明,所合成的环氧树脂体系在加固修复混凝土结构方面的工艺性、适用期和粘结强度均能满足设计要求。

新工科背景下基于OBE理念的教学大纲反向设计

文章基于OBE理念,分析了新工科人才培养需求特征,提出了土建类课程大纲反向设计思路,并以“土木工程施工技术与组织”为例,制订了课程目标,明确了课程目标与毕业要求之间的支撑关系,优化了课程内容,改进了课程教学方法以及课程考核与课程评价等。研究成果对新工科和工程认证背景下土建类课程教学大纲的编制和设计具有一定的参考价值。

路基路面工程课堂教学方法探讨

针对《路基路面工程》课程特点,结合教学实践,分析了目前课堂教学存在的主要问题,并在教学内容组织、课件制作和合理化运用多种教学方法等方面提出了相应的建议与对策,以期指导实践,有效提高《路基路面工程》课堂教学效率及教学质量。

节理几何特征对预裂爆破效果影响的数值模拟

运用有限元软件AUTODYN 2D计算爆炸荷载与离散元软件UDEC模拟节理岩体相结合的方法研究了节理几何特征对预裂爆破的影响。通过计算可知,预裂爆破时炮孔间的节理组对预裂成缝的影响明显,当节理法线与炮孔连线夹角在一定范围内时,预裂缝沿炮孔连线方向的平直程度随节理与炮孔连线夹角的增大而逐渐趋于平直,其中当节理组与炮孔连线夹角为90°时成缝效果最好,裂缝与炮孔连线基本重合,与理论分析较一致;节理间距对预裂爆破有较大影响,相同条件下节理间距越小,越难形成连通裂缝,减小炮孔间距有利于小节理间距情况下的预裂缝贯通。

楔刀作用下岩石微观劣化的试验研究

通过改装RMT-150C系统,使用不同刃角的楔形刀具对花岗岩进行贯切试验,利用DISP声发射测试系统进行声发射的定位特征分析,研究岩石在楔形刀具作用下损伤劣化破坏的全过程。试验结果表明:声发射试验是一种研究TBM滚刀破岩微观机制的有效方法,脆性岩石材料的破坏过程是内部微裂纹的萌生和扩展过程的宏观反映;在楔刃刀具匀速贯入时,声发射信号随着荷载的变化呈一定对应趋势的变化,荷载-贯入度曲线能反映试件内的损伤历程;声发射2D定位结果显示,在岩石破碎区的密实核下方存在"损伤核",它由微震裂源增生丛聚分布形成,核内劣化程度高,是孕育密实核的场所,为TBM滚刀作用下岩石的宏观破裂现象提供了解释和依据;楔刀跃进式的挤压贯切岩板试件,钝刃刀具产生"球状"损伤核,尖刃刀具产生"水滴状"损伤核,钝刃刀具贯切试件产生更深的贯入度和更宽的损伤核,致使试件中不仅破碎深度大,而且破损范围广,破岩效果优于尖刃刀具。

交通荷载作用下公路路基工作区深度研究

根据路面不平整实测资料,获得了汽车动荷载的计算模型和参数,并利用此荷载模式来分析公路结构的动力响应。考虑到公路结构的三维分层性状,利用Fourier变换技术和求解层状结构的精确刚度矩阵法,研究了公路结构在移动汽车荷载作用下的动力响应问题。为了方便工程应用,利用Odemark厚度和模量的当量转换公式,将公路结构简化为由路面、路基及地基组成的3层体系,并以此为基础分析了路基动应力的衰减规律,同时重点研究了汽车轴载大小、当量路面厚度及路基模量对路基工作区深度的影响,最后建议了路基工作区深度的定量表达式,研究结果可为公路路基设计提供参考。

基于传递-反射矩阵法的层状公路结构动力响应研究

利用传递-反射矩阵方法和叠加原理推导了双轮胎振动荷载作用下弹性层状公路结构的动力响应解,并利用Hankel数值逆变换技术进行了数值求解。弹性层状结构的传递-反射矩阵同时具有单个矩阵尺寸小、矩阵元素只含有负指数项2个优点,计算结果不受土层单元厚度与荷载频率大小的影响,可以大幅提高计算效率和精度。通过将数值计算与室内模型试验结果进行比较,验证了方法的正确性。在此基础上,分析了面层厚度及模量对层状公路结构动应力、动位移的影响程度和规律,得出了一些有意义的结论。研究结果可为公路路面、路基结构设计提供参考。

纳米零价铁/玉米淀粉的制备及其对Pb^(2+)的吸附

以玉米淀粉为载体,采用液相还原法制备纳米零价铁/玉米淀粉,并用于溶液中Pb2+的去除。采用SEM技术对吸附材料进行了表征。考察了溶液pH、纳米零价铁/玉米淀粉加入量、初始Pb2+质量浓度、反应时间等因素对Pb2+吸附效果的影响。表征结果显示,纳米零价铁/玉米淀粉球体间主要呈链状连接,不仅保持了纳米零价铁的特性,且颗粒的团聚现象明显减少。实验结果表明,在溶液pH 7.0、纳米零价铁/玉米淀粉加入量0.8 g/L、初始Pb2+质量浓度50 mg/L、反应时间60 min的条件下,纳米零价铁/玉米淀粉对Pb2+具有较好的吸附效果,Pb2+去除率为93.17%、吸附量为47.27 mg/g。

立井人工冻结巨厚砾岩层爆破快速掘进技术

许楼煤矿在主井人工冻结巨厚砾岩段施工中,采用了控制爆破技术。根据冻结砾岩的力学特性设计出合理的爆破参数,在保证冻结管安全条件下提高了施工速度,月成井109 m,且达到了光面爆破的标准,节省了表土段施工与基岩段施工的转换工序。总结出了立井冻结巨厚砾岩段钻眼爆破法掘进的技术要点。

锆铜与镍基高温合金扩散钎焊界面微观组织及性能研究

主要研究了锆铜与镍基高温合金扩散钎焊界面微观组织及性能,通过试验研究表明锆铜侧电镀银后能与镍基高温合金形成良好的扩散钎焊焊缝。经微观组织分析表明焊缝处形成铜银相,力学性能研究表明接头强度可达200 MPa以上,断裂位置主要在锆铜侧,部分试件断裂发生在焊缝处,经扫描电子显微镜观察表明断裂在焊缝处的断裂方式也为韧性断裂。

地层加固对盾构隧道下穿城际铁路影响的三维数值模拟

以无锡轨道交通二号线东林广场站-上马墩站盾构隧道工程穿越沪宁城际铁路交叉段为对象,采用FLAC3D数值方法分析有无地层加固措施时,地铁盾构隧道的修建对上覆城际高铁路基隆沉的影响,以及对盾构隧道管片受力的影响,论证钢筋混凝土承台、钻孔灌注桩和CFG桩联合加固地层的效果。计算表明:地层加固措施能有效控制路基的最大沉降量和最大不均匀沉降量,保证城际铁路的正常运行;地基加固措施能显著减小盾构管片的轴力和弯矩,提高盾构隧道的安全性和耐久性。