浅谈新时代背景下土木专业本科生创新能力培养——以能源岩土方向为例

二十届三中全会提出统筹推进教育科技人才体制机制一体改革,健全新型举国体制,提升国家创新体系整体效能。高校作为创新人才培养的重要基地,是提高我国创新体系整体效能的关键环节。以能源岩土新方向为切入点,针对目前高校土木专业本科生创新能力的现状分析,提出了以学生为中心,增强其专业认同感和国家战略使命感的教学理念,打造具有专业方向特色的创新课程体系,以高校老师承担科研项目为平台,建设创新能力考核与激励机制,辅助高质量师资队伍和深化校企合作等方面入手的创新型本科生培养对策与建议,有的放矢地培养具有创新精神和实践能力的高素质人才。The Third Plenary Session of the 20th CPC Central Committee proposed to coordinate and promote the reform of the system and mechanism of education, science, and technology talents, improve the new national system, and enhance the overall efficiency of the national innovation system. As an important base for cultivating innovative talents, colleges and universities are the key link in improving the overall efficiency of China’s innovation system. Taking the new direction of energy geotechnical engineering as the starting point, this paper analyzes the current status of the innovative ability of undergraduate students majoring in civil engineering in colleges and universities, proposes a teaching concept that is student-centered and enhances their professional identity and national strategic mission, create an innovative curriculum system with professional characteristics, build an innovative ability assessment and incentive mechanism based on the platform of scientific research projects undertaken by college teachers, assist with strategies and suggestions for cultivating innovative undergraduate students by focusing on high-quality teaching staff and deepen school-enterprise cooperation to cultivate high-quality talents with innovative spirit and practical ability.

考虑地基刚度分区的能源支护桩有限元模拟

能源支护桩在工程实践中已有应用,但国内外相关研究甚少。以雄安城市计算(超算云)中心能源支护桩的应用为背景,使用COMSOL Multiphysics软件对深基坑桩锚支护结构进行了基坑开挖和变温过程的有限元模拟。在开挖模拟中通过对比模拟结果和现场实测数据,优化了模型参数设置,提出了同时考虑回弹区土体的卸载状态、剪切区土体的小应变刚度以及土体刚度随深度增加而增大的“地基刚度分区”建模思路;在基坑开挖模拟的基础上,研究了不同温度荷载对支护桩变形和内力的影响,并对如何在工程设计计算中考虑温度荷载对支护桩的影响提出建议。结果表明,考虑地基刚度分区的建模方法能有效优化基坑开挖线弹性模型的模拟结果,温度荷载对支护桩的变形和内力影响较小,工程设计时可以忽略。

含水率及温度影响非饱和土导热系数的试验研究

土体的导热系数是能源岩土工程设计与研究中重要的热物理参数。工程中土体常处于非饱和状态。非饱和土体的导热系数会影响地下结构物的力学性能、热交换效率以及整个热工结构的工作效率。为给能源岩土工程设计与研究提供可靠的热物理参数,通过室内单元试验测量了不同含水率和温度下砾砂、粉土和黏土的导热系数,研究这三种非饱和土体的导热系数与含水率、基质吸力和温度的关系。研究结果表明,三种非饱和土体的导热系数都随含水率的增加而增加,最后趋于稳定。砾砂导热系数增加的速率最快,粉土次之,黏土最小。相同含水率下,砾砂导热系数最大,粉土次之,黏土最小。粉土的导热系数与基质吸力密切相关,其关系曲线趋势近似土-水特征曲线。三种土体的导热系数均随温度的增加近似线性增加,但增加幅度仅为10-3级别,可忽略其影响。

Trend setting research in “blue” and “green” directions

中国自然科学基金委员在2016年6月14日正式发布的《国家自然科学基金"十三五"发展规划》中明确指出,未来5年,基金委将重点支持与"绿色"(以环保为代表)和"蓝色"(以海洋、能源能为代表)相关的交叉学科研究。由于岩土地基是大多数环保和能源相关活动(如城市废弃物的填埋和覆盖、液岩气和海底天然气水合物的安全开采)的最终承载者,岩土工程师和环保、能源相关领域的学者在过去的30年里紧密合作,以应对人类在这两大领域所面对的严峻挑战,同时也催生了两个重要的交叉学科,即环境岩土和能源岩土。可以预见,随着环境污染和能源短缺等问题的日益凸显,针对环境岩土和能源岩土的深入研究显得愈发重要。以此为背景,香港科技大学主办了"第一届环境岩土和能源岩土国际会议(Ge Ge2015)",旨在提供一个交流平台,分享探讨以岩土工程科学问题为载体的环境、能源相关领域的最新研究进展和发展趋势。此次会议由浙江大学、河海大学、重庆大学和瑞士洛桑联邦理工大学(EPFL)协办,并得到了香港岩土工程学会、香港工程师协会岩土分会以及国际土力学与岩土工程协会下属两大技术委员会(TC215环境岩土和TC308能源岩土)的联合支持。参会人员包括多位外籍院士、"朗肯"讲座人、"太沙基"讲座人以及环境岩土和能源岩土领域的国内外优秀学者。为了分享此次国际会议的成果,会务组筛选了部分优秀的会议论文摘要,并邀请相关作者撰写成全文。经过国际同行专家的评审,最终8篇文章入选本期特刊。第二届和第三届环境岩土和能源岩土国际会议(Ge Ge2017和Ge Ge2019)将分别在浙江大学和瑞士洛桑联邦理工大学举行,继续探讨相关领域的突破性进展,为世界的可持续发展提供科技支撑。