岩土及地下工程教育部重点实验室(同济大学)2014年度开放课题申请指南

本重点实验室自2007年2月由教育部正式批准在同济大学立项建设以来,按照教育部重点实验室的开放要求,自2008年起面向国内外征集开放基金项目,连续五年批准了约35项国内外访问学者的申请,取得了持续对外开放、合作与交流的良好效果。经研究,本年度继续设立专项开放研究基金,资助国内外学者和科技工作者来实验室开展科研工作。

岩土及地下工程教育部重点实验室(同济大学)2019年度开放课题申请指南

重点实验室自2007年2月由教育部正式批准在同济大学立项建设以来,按照教育部重点实验室的开放要求,自2008年起面向国内外公开征集开放基金项目,连续十年批准了50余项国内外访问学者的申请,取得了持续对外开放、合作与交流的良好效果。经研究,本年度继续设立专项开放研究基金,资助国内外学者和科技工作者来实验室开展科研工作。

土木工程专业学位教育异地授课模式浅谈

土木工程异地专业学位教育模式是培养工程高层次技术和管理人才的一种途径，这种教育模式有独特的教育培养模式，在人才培养教育、职业能力提升上面具有显著的优势和鲜明的特点。与此同时，这种教育模式处于发展初期，尚未形成成熟的体系，带有一定的局限性及缺陷，需要不断完善改进，本文从论述了该教育模式的优缺点，在此基础上提出对该教育模式需要实施的改进建议，为完善土木工程异地专业学位教育模式做指导工作。

基于模糊综合评判的土木工程专业教学调优研究

借鉴欧盟在调优高等教育教学方面的经验和方法,综合考虑土木工程专业设置及地域分布,开展我国土木工程专业教学调优研究。从通用能力和专业能力两个方面,对同济大学、重庆大学、哈尔滨工业大学、清华大学、西安建筑科技大学等5所传统土木工程优势学科高校的教授、雇主、学生和毕业生展开问卷调查。在此基础上,采用模糊综合评判方法分析数据,获得土木工程专业教学现状评价,为进一步深化教学改革提供参考。

基于OBE教学模式的本科专业培养目标探讨——以同济大学地质工程专业为例

结合同济大学地质工程专业工程教育认证工作,对本科专业培养目标的制定、评价、持续改进等进行系统分析与探讨。其核心思想如下:以国家及社会需求为导向确定专业培养目标的具体内容,包括本科生毕业约5年后的社会成就;以培养目标具体内容为基础确定学生应达到的毕业要求,从而建立相应的课程体系;同时,结合毕业要求达成度评价、毕业生问卷调查、社会及用人单位反馈意见,对现有培养目标进行持续改进,继而完善毕业要求和课程体系。旨在提高同济大学地质工程专业本科生的教育质量,也为其他院校相关专业培养目标的制定提供借鉴。

土木工程专业工程地质学双语教学改革探讨

论述了土木工程专业工程地质学双语教学的背景,探讨了土木工程专业工程地质学的双语教学实施方案,包括中英文教材的选择、英语教案的编辑和撰写、双语教学的教学实践等,分析了双语教学的成果,指出了其优点和存在的问题以及采取的措施。

土木工程风险可视化的监测预警方法

土木工程在施工和运营中时常发生事故。传统的监测和预警方法反馈不及时不直接,往往错失事故防范的最佳时期。针对传统监测和预警方法的局限性,研究了风险可视化的监测预警方法。该方法通过传感器获取量测信息,通过微处理器对量测信息进行处理分析,综合评判工程的风险等级,控制LED(Light-Emitting Diode,发光二极管)显示不同颜色,实现及时预警以保证工程安全。介绍了土木工程风险可视化监测预警方法的概念、基本原理以及其在土木工程各领域内的应用,同时开发了风险可视化监测预警系统原型,并进行了室内试验。

中美土木工程硕士培养体系比较及分析

通过比较中美两国四所典型高校土木工程专业硕士培养体系,从学制、培养目标、培养环节、课程设置、学位论文要求等方面深入分析两国培养体系的差异,结合当前社会发展的现状,总结两国培养体系的优势与不足,从而为推动中国高校土木工程硕士研究生培养体系改革、探索中外联合培养模式提供参考。

地下工程检测与测试技术发展趋势及本科课程改革研究

为推动学科发展及技术进步在本科生教学中延伸,提高学生原始创新及服务工程的能力,文章在总结地下工程特点,分析技术现状及发展趋势的基础上,结合思政教育及技术需求出发,以原理方法―测试技术与装备―典型应用为主线,以弹性波、电磁波、光学等测试原理为基础,体系性地讲述弹性波测试、探地雷达、激光扫描及光纤测试等相关技术与装备,及其在桩基工程、基坑工程、盾构隧道工程等领域的应用,构建形成地下工程监测与测试技术课程体系。为国家培养复合型人才,满足未来行业发展需求。

新工科背景下岩土工程本研协同的实践型教学:以微型三轴仪的研发为例

技术的飞速发展和产业的不断变革为工程教育的改革提出了新的要求和挑战,也促进了新工科建设理念的生成。在土木工程领域人才的全过程培养进程中,教学与实践的有机结合可以实现激发学生创新思维、提升工程实践能力和培养专业综合素养。针对土力学课程教学中关于土工测试环节存在的问题,组织相关科研方向的研究生和正在学习该知识点的本科生,自主研发了一套微型三轴仪作为随堂教具并运用于教学实践,旨在优化教学模式、加强课堂互动。微型三轴仪体积小、重量轻、便于携带,可模拟实际三轴仪的固结、剪切和控制排水条件等功能,有助于学生掌握不同类型常规三轴压缩试验的关键操作步骤,直观地体会有效应力决定土的强度和变形特性,激发学生学习热情,培养综合实践能力,提升课堂教学效果。基于理论知识掌握与实践能力提升的导向,对岩土工程教育过程中的理论和实验教学改革进行了探索与实践。以教学促进实践,以开发促进研究,打通了不同阶段的专业知识衔接,通过仪器研制和课堂反馈夯实专业理论知识,构建了本研学生协同联动的实践型教学模式,探讨了微型设备类教具在研发过程中的难点,实现了专业能力高、创新思维强的人才培养。

软土地下工程与深基坑研究进展

针对当前国内外软土地下工程研究现状进行系统概括和评述,重点探讨深基坑和盾构隧道两种典型地下工程涉及的关键土工问题。其一是复杂地质及环境条件下软土基坑工程的分析方法与新技术,包括基坑围护结构受力分析、基坑抗隆起稳定性分析、渗流对基坑稳定性的影响、深基坑工程中的冗余度问题、软土基坑工程的新技术;其二是软土隧道工程的稳定与变形问题,包括隧道开挖面稳定性分析、渗流对隧道开挖面稳定性的影响、隧道纵向不均匀沉降与长期沉降、隧道地震响应分析与动力模型试验;最后是软土地下工程施工的环境土工效应,包括基坑开挖引起的土体变形、隧道开挖引起的土体变形、地下工程开挖对周围环境的影响。

基于三维地质模型的岩土工程有限元自动建模方法

在岩土工程有限元数值模拟中,复杂的地质环境使得建模困难,模型一般都被简化处理。其结果直接影响计算的准确性。借助地质模型能最大程度地表达地质实际的特点,将地质模型和数值模型相结合,提出一种新的岩土工程有限元建模方法——CRM地质模型转化法。其核心思想是将三维地质模型经过特定方式转化为符合有限元网格要求的数值计算模型。具体转化过程为:①根据计算范围对地质模型进行区域切割;②从切割模型提取控制数据进行网格重构;③对重构模型按地层属性自动剖分有限元网格;④将网格数据导入数值分析系统完成建模。通过编程实现与实例验证,这种方法能准确生成复杂模型网格,整体建模速度快,自动化程度高,且能方便地模拟开挖过程,并可为不同的数值分析系统使用,极大地提高了前处理工作的效率。

能源地下工程的概念、应用与前景展望

将地源热泵系统的热交换环路管埋入地下结构基坑围护结构内、基础底板下、桩基内、地铁隧道内以及新奥法施工的隧道内,形成能源地下工程。提出了能源地下工程的概念,综合分析了各种地源热泵系统开发地热能技术的优缺点,介绍了能源地下工程技术在奥地利维也纳地铁二号线延伸段的实际应用情况,并简单总结了能源地下工程应用前景和理论研究进展情况。能源地下工程是传统地源热泵技术的继承和发展,它克服了传统地源热泵系统占地和初始成本高的缺点,在我国人口密集的城市地区具有巨大的发展潜力和广泛的应用前景。

数字地下空间与工程

从当今信息化技术在岩土及地下工程的研究现状与趋势出发,系统完整地提出了数字地下空间与工程的概念,即为地下空间与工程提供开放的信息组织方法和信息发布框架,建立完整的数据标准及数据处理方法,并提供可视化手段及相关软件。首先对地下空间与工程的基本理论框架体系进行了研究,分别从工程、信息、服务和软件架构四个角度对体系进行描述和定义,给出了地下空间与工程的数据分类体系与数据标准化方法,将地下空间与工程中的对象建模分为地质体建模、地下管线建模和地下构筑物建模三大类,并对建模方法分别进行详细阐述。然后对空间查询与空间分析方法进行了探讨,在三维可视化与虚拟现实技术方面,提出了应用时应当遵循的一些基本准则。最后结合上海长江隧道的实际工程,进行了尝试和应用。研究结果表明,数字地下空间与工程是一个信息的发布与共享平台,也是一个地下空间与工程的数字化博物馆,通过它能使复杂的地下空间与工程透明化,真正实现对庞杂的工程资料综合动态管理,提高数据可视化程度,充分体现出工程信息的价值,提高工程效率,实现工程智能决策。还阐述下一步应重点开展的一些研究工作。

岩土工程可靠度分析的神经网络四阶矩法

针对岩土工程的功能函数强非线性且难以显式表达的特点,提出了基于人工神经网络的四阶矩法,充分利用了基本随机变量的统计信息。首先利用神经网络对结构的隐式功能函数进行拟合,求得基本随机变量在均值点处的功能函数值及其偏导数,然后利用泰勒级数展开的方法由基本随机变量的前四阶矩求得功能函数的前四阶矩,并借助于Pearson系统获得功能函数的更高阶矩。在此基础上,通过最大熵原理确定以功能函数各阶矩为约束的功能函数的概率密度函数,最后由一次积分得到结构的失效概率。通过数值算例和工程实例不同方法的对比分析,表明基于神经网络的结构可靠度分析四阶矩方法是可行的,有效的,能够满足岩土工程可靠度分析的要求。

地下工程施工模型数字与数值一体化自动建模方法

借助数字模型能最大程度地表达实际物体,考虑地下工程施工过程的特点,将地质模型与构筑物模型和数值模型相结合,提出一种新的地下工程施工过程有限元建模方法——CDIM模型转化法。其核心思想是将三维数字模型经过特定方式转化为符合有限元网格要求的数值计算模型。具体转化过程:①根据计算范围对数字模型进行区域切割;②从切割模型提取控制数据完成包括带有多岛、多连通域模型的面网格加密;③利用剖分好的面网格按模型属性自动剖分有限元体网格;④将体网格数据导入数值分析系统完成数值建模。通过编程实现与实例验证,这种方法能准确生成复杂模型网格,整体建模速度快,自动化程度高,并可为不同的数值分析系统使用,极大地提高了前处理工作的效率,为模拟地下工程施工过程提供了有效的技术保障。

隧道及地下工程光面爆破技术研究现状与展望

在收集整理国内外相关资料的基础上,从光面爆破机制、光面爆破参数、光面爆破控制管理等方面分析了隧道及地下工程光面爆破技术研究现状,提出了隧道及地下工程光面爆破技术存在的问题,对隧道及地下工程光面爆破技术的发展趋势进行了探讨,指出发展智能优化控制决策管理技术,制定光爆质量评定指标体系与技术标准,定量分析光爆开挖进尺与安全步距,开发基于无线网络技术的光面爆破智能优化控制管理决策系统,实现光面爆破的标准化、定量化、数字化、智能化与自动化是未来发展的方向。

能源地下工程在上海地区的适用性研究

能源地下工程是一种将地源热泵的热交换管布设在地下工程的基坑围护结构中、基础底板下和桩基内的利用地球地温能的新型建筑节能技术。它既继承了地源热泵技术的优点,又弥补了其初期投资高、占用额外地下空间等不足。利用工程类比方法,可判定能源地下工程在我国具有一定适用性。通过进一步分析上海地区土层温度分布特点以及地下工程发展现状与发展前景,研究了能源地下工程在上海地区的适用性。通过研究发现,上海地区完全满足能源地下工程应用的气候条件与工程条件,可大力发展该项前景光明的新型节能技术。

SPH方法在岩土工程中的研究应用进展

光滑质点流体动力学(简称SPH)是一种纯Lagrangian、无网格的流体动力学计算方法,已经广泛应用于与工程相关的许多学科的计算分析研究中。鉴于岩土工程中的SPH方法的研究应用是一个比较新的研究方向,首先简述了SPH方法在岩土工程应用的基础,重点讲述了目前SPH方法在岩土工程相关学科中的应用,最后针对地震液化问题,提出未来可以将SPH方法运用到地震液化前后变形特征的统一分析中,以及借鉴爆炸和冲击科学中SPH-FEM耦合方法进行地震液化中结构物破坏机理的研究。

基于浅层地下水回灌的基坑工程沉降防治分析与计算

采用下负荷面剑桥模型,联合渗流方程,建立土-水完全耦合平衡方程计算模型,探讨浅层地下水人工回灌在基坑工程降水过程中抑制基坑周边地面沉降的作用,并以邻近上海地铁一号线的淮海中路3号地块基坑降水为例,对基坑工程实测沉降和回弹数据进行数值拟合,理论结果与实际数据吻合。本方法对基坑工程地下水回灌防止地面沉降有一定参考指导作用。