全员覆盖的大学生创新能力培养模式构建探索——以南京航空航天大学土木工程专业为例

大学生创新能力培养是新时代大学人才培养的一项重要任务,文章基于南京航空航天大学土木工程专业近几届毕业生能力评价调研结果的分析,发现学生对自身的设计(开发)能力、研究能力等创新能力评价偏低,根据学校人才培养目标的定位,提出构建全员覆盖的大学生创新能力培养模式:通过修订培养目标和课程体系,面向全专业学生增设科研素养训练等课程,发挥本科生导师的引导和考核作用;通过实践训练及学科竞赛提升学生创新实践能力,强化学生个性化创新的意愿和能力;通过课程思政建设激发学生创新的意识和使命感。

土木工程专业毕业设计过程质量管理的改革与实践

毕业设计是土木工程专业最重要的综合性实践环节,但学生在就业与考研压力的影响下对毕业设计的投入时间、精力不足,在缺乏合适监管制度的情况下,指导教师持续投入的精力难以得到保证,毕业设计各阶段的质量管理亦有所欠缺,以上问题均会影响毕业设计的完成质量。土木工程专业结合工程教育认证工作,提出明确的毕业设计的课程目标及毕业要求;在毕业设计中贯彻工程教育的理念,强化学生解决复杂工程问题能力的培养;围绕毕业设计全过程,强化教师指导,针对出题、任务布置、中期检查、答辩、评分等环节的过程质量管理制订一些具体改革举措,力争提升毕业设计的完成质量。

考虑海水-海床-斜拉桥相互作用下纵桥向设置BRB的减震作用与优化设计

由于海洋场地存在深厚的海水层,其对海底地震动特性以及海洋结构物的地震反应存在较大影响,在跨海桥梁等海洋结构物抗震分析时不容忽视。因此,研究基于地震波动理论建立海水-海床-斜拉桥耦合的地震波动分析模型,确定海水层对结构地震反应的影响。考虑海洋环境可能对减震构件的耐久性造成威胁,提出一种应用耐久性能优良的防屈曲支撑(Bulking Restrained Brace,BRB)作为纵桥向减震构件的斜拉桥减震体系,并且以青州航道桥为工程背景,通过其与漂浮体系斜拉桥模型的地震反应对比,验证了考虑海洋环境影响下该减震体系的可行性。研究对BRB的布设位置与设备参数等进行优化分析,进一步确定BRB作为斜拉桥纵桥向减震构件的设计方法。研究发现地震作用下海水产生的动水效应会放大斜拉桥上部结构的地震反应。通过对比不同工况下结构的地震反应,发现在桥墩与桥塔位置同时设置BRB时,桥梁整体减震效果最佳。另外,BRB的屈服承载力等参数对斜拉桥的抗震性能亦产生较大影响。

基础工程线上教学的实践与思考

基础工程是土木工程专业的核心课程之一,但在课程内容与课时匹配、教学模式、考核方式等方面存在不少问题,亟须改革。疫情期间,课程组依据基础工程课程目标及能力要求,进行线上课程建设,分类建设了线上课程资源;利用线上平台进行线上教学的组织和实施,录制并上传授课视频,设计并安排好作业、答疑等环节,针对解决复杂工程问题能力的培养,增设了基础方案比选大作业。文章总结分析了线上教学的优势,并展望了今后开展线上线下混合教学的改革方向。

坡形场地对海底地震动的影响

为了填补地形对海底地震动影响认识上的空白,本文通过数值模拟,分析了海底常见坡形场地的地震动特性。结合自编地震波动程序与有限元动力分析软件ADINA,建立不同坡度海底场地模型,分析了地形、入射角度等对海底场地响应的影响。通过比较不同坡度模型的场地响应与响应谱特征,确定地形对海底地震动的影响。结果表明:P波入射时,坡形场地对海底地震动的场地放大效应与场地坡度有关,且场地放大效应随着场地坡度的增大而增强,与陆上坡形场地地震响应规律区别较大。SV波入射时,坡形场地对海底场地地震响应无明显影响。

竹皮及竹皮杆件的力学性能研究

结构设计竞赛是培养土木工程专业大学生创新意识、创新能力和动手实践能力的一项重大科技竞赛活动,对土木工程专业卓越工程师的培养发挥着重要作用[1]。大学生结构设计大赛等其他竞赛及一些科研创新活动都采用竹皮竹材料进行模型制作,如何用最少的材料加工出最大承载力的构件是竞赛及科创活动的重要指标。由于购买的竹皮竹材料本身参数非常有限,加工成构件后的性能更是差异很大,因此,总共加工了400余根竹皮构件,设置不同长细比、宽厚比以及隔片等,采用艾德堡HLD数显推拉力计对试件的抗压强度进行测试,用以研究隔片、长细比以及宽厚比对试件屈曲应力的影响。研究表明,隔片具有一定提高试件屈曲应力的能力,长细比增大时屈曲应力减小,宽厚比增大时屈曲应力减小。研究成果对于竹皮加工构件及模型制作具有一定指导作用。

下击暴流作用下超大型冷却塔风场驱动机理与风荷载极值模型

风荷载是超大型冷却塔结构设计的控制荷载,现行规范风压分布模型均针对良态风气候,缺乏下击暴流等特异风作用下的风场作用机理与风荷载分布模型。首先,采用冲击射流模型和大涡模拟(large eddy simulation,LES)技术模拟下击暴流三维非定常风场,分析了涡环运动、风速变化等风场特性;然后,以内蒙金山电厂228m世界最高冷却塔为例,揭示了处于风场不同径向位置处超大型冷却塔流场特性、风压系数瞬态分布,以及升/阻力系数分布特征;最后,与规范良态风作用下的考虑极值风效应的包络风压进行对比分析。研究表明:下击暴流发生过程中会产生一系列径向移动、反向旋转的气流涡环,各径向位置处风速随之呈现波动变化趋势;涡环撞击塔筒在迎风区外表面和背风区内表面形成高压区,在塔筒内部和背风面尾流区形成漩涡;塔筒内、外表面时程风压系数脉动趋势明显,底部区域受涡环影响震荡显著;冷却塔升力系数基本为0,层平均阻力系数自塔顶沿塔高方向逐渐增大,在塔底达到最大值;涡环对冷却塔的冲击作用极有可能引起瞬时极值风荷载超出规范良态风限值,进而易引起结构的破坏。

碱式硫酸镁水泥珊瑚混凝土的抗压强度及其影响因素

本研究探究了水泥总量、珊瑚砂率、减水剂掺量对C30强度等级的碱式硫酸镁水泥珊瑚混凝土(BMSC-CAC)立方体抗压强度(f_(cu))的影响。研究结果表明:BMSC-CAC的f_(cu)值与水泥总量、萘系减水剂掺量和珊瑚砂率有关,水泥总量的影响最大,f_(cu)的变化幅度达到14.4%,当水泥总量为600kg/m^(3)、萘系减水剂掺量为3%、珊瑚砂率为40%时,其f_(cu)值能够达到35MPa。

民用运输机场智慧飞行区建设与运维技术

智慧飞行区是通过数字技术、物联网、传感器、人工智能等技术手段对机场内外环境、飞行器、跑道信息等要素进行实时感知、分析和管理,即飞行区实现智能化的监测和管理模式。