基于BOPPPS的土木工程课程混合式差异化教学模式探究

为解决“以教师为中心”的传统课堂教学枯燥乏味,学生不爱听课,抬头率低,不同程度学生的学习效果差异大等问题,探索并实践基于BOPPPS结构的“混合式”与“差异化”有机结合的实施路径,构建兼顾不同程度学生的差异化教学设计与组织方法,并将此种教学模式应用于学校土木工程施工组织等几门校级一流专业课程教学中,取得了较好的教学效果,以期为其他院校采用混合式差异化教学提供参考。

土木工程专业课程混合式教学设计与组织方法的探索与实践——以河北建筑工程学院为例

为了迎合社会主义现代化发展与建设对高校人才培养的新要求,探索并实践土木工程专业课程混合式教学设计与组织的实施方法,分别提出了混合式教学模式下课程目标、课程资源、课程活动、课程评价的构建思路,并以河北建筑工程学院开设的部分土木工程专业课程为例,分享了混合式教学模式下的课程建设经验以供借鉴。

《土木工程施工技术》混合式教学课程目标与评价设计研究——以河北建筑工程学院为例

为了迎合社会主义现代化发展与建设对高校人才培养的新要求,探索混合式教学模式课程目标与评价设计的思路与方法。以河北建筑工程学院开设的《土木工程施工技术》课程为例,提出了课程知识双维度解构思路与学习效果全过程评价设计思路,并分享了该课程目标设计与评价设计的具体实施经验。

《土木工程施工技术》混合式教学课程活动与资源设计研究——以河北建筑工程学院为例

为了迎合社会主义现代化发展与建设对高校人才培养的新要求,探索混合式教学模式课程活动与资源设计的思路与方法。以河北建筑工程学院开设的《土木工程施工技术》课程为例,提出了“讲授为干、多元为枝”的课程活动设计思路与课程资源双渠道构建思路,并分享了该课程活动设计与资源设计的具体实施经验。

斜拉桥损伤诊断有限元建模与数据提取方法研究

为便于斜拉桥损伤诊断的快速建模和分析,在已有研究方法基础上,基于ABAQUS有限元软件提供的PYTHON语言接口和GUI程序,提出了一种斜拉桥有限元建模与数据提取的方法。利用RSG构造器和调用Mdb对象中Part与Assembly对象编写程序,提出批量和点选相结合交互生成空间三维钢筋、预应力钢筋和斜拉索的方法;利用RSG构造器和调用Odb数据库中模型数据与结果数据的对象编写程序,提出点选、节点或单元集及编号3种形式相结合提取Odb数据库静力与动力瞬态响应数据到Excel表格的方法。通过算例展示了所提出方法的应用过程,表明了所提出方法的实用与高效。

基于KmeansSMOTE的损伤诊断模型性能提升及在斜拉桥中的应用

为解决损伤诊断数据集中损伤与未损伤类数据样本不平衡导致诊断模型预测结果不理想的问题,提出了一种诊断模型性能提升的新方法(V-KmeansSMOTE)。该方法在改进合成少数类过采样技术(KmeansSMOTE)方法的基础上结合方差过滤(variance filtering,VF)特征选择技术筛除位移、加速度等数据中的零方差特征并对筛选后的特征所对应的损伤类数据样本进行过采样处理,将该方法应用于一座H型斜拉桥作为数值算例。结果表明,支持向量机分类模型分类准确率、精确度和F1评分在数据集上平均提升分别为6.19%、7.93%和20.07%,K最近邻模型平均提升6.18%、7.23%和7.26%,验证了提出方法的有效性。

融合虚拟仿真与信息技术的施工技术课程创新教学研究

施工技术课程创新教学研究的目的在于更新课程教学资源,培养学生创新思维,实现虚拟仿真技术对课程教学过程的优化,激发学生的学习兴趣,提升学生解决工程问题的能力。在信息化教学背景下,“云端”教学平台可以对课程全过程进行评价,形成完整的学习链条,激发学生学习的积极性和专注度,从而实现对学生更全面、更公正的评价。为保证课程的教学效果,培养适应课程创新教学的高质量教师队伍非常重要。融合虚拟仿真与信息技术的施工技术课程创新教学研究有利于培养新时代高等工程人才,为新课程体系的建立提供借鉴。

基于小波包变换及互相关的古建木材声发射源定位研究

为研究古建筑木构件在承载过程中产生损伤定位问题,利用铅芯折断在木材表面模拟损伤源结合声发射技术对产生的损伤源进行检测。对采集的声发射信号首先采用小波包分解重构对信号进行去噪处理,利用互相关技术对重构信号进行互相关分析进而确定信号到达各传感器时差,最后结合时差定位法对声发射源进行定位。试验结果表明:该方法可以有效提高损伤源的定位精度,理论值与实际位置相差很小,从而为准确地反演出声发射源提供有效途径。

高速铁路箱式路基加腋对结构静力特性的影响

为研究高速铁路箱式路基加腋方式对结构静力特性的影响,找到更加合理的箱式路基加腋方式。将箱式路基拆为独立构件,通过静力分析计算出各独立构件的配筋方式。使用ABAQUS软件进行数值模拟,针对箱式路基结构顶板和竖板连接节点处的应力集中现象,采用控制变量法,分别研究三角形腋不同的加腋高度和加腋角度对节点处应力集中的影响,提出最优加腋方式,优化箱式路基结构的静力特性。分析结果表明:固定腋高度为400 mm,当腋角度在15°~60°之间时,随着腋角度增大,应力突变量降低比S_(r)值不断减小;当腋角度在60°~75°之间时,随着腋角度增大,S_(r)值不断增大;最优腋角度在45°~60°之间。当腋角度固定为60°时,随着加腋长度增大,S_(r)值整体呈减小趋势,最优腋长度在300~400 mm之间。箱式路基配筋方式和最优加腋方式的确定,具有一定创新性,为我国高速铁路箱式路基结构优化研究提供了宝贵的技术经验。

地基中混凝土排桩主动隔振研究

为了探究地基中设置混凝土排桩后,排桩的各参数变化对近场主动隔振的影响规律,在有限元软件中建立与试验场地一致的三维有限元模型,通过计算与分析验证了有限元计算结果的有效性;参考TB 10621—2014《高速铁路设计规范》建立了足尺寸的有限元模型,分析在列车荷载作用下排桩的各参数变化对隔振效果的具体影响规律。研究结果表明:桩长参数对隔振效果影响较为明显,随着参数增大,隔振效果越理想,当桩长参数为10.5以后,继续增加比值,隔振效果提升不显著;随着桩间距参数越大,隔振效果越不理想,较小的桩间距可获得理想的隔振效果;埋深参数对隔振效果影响显著,参数越大,隔振效果越不理想,当参数为3.5时,隔振效果已很不理想,较浅埋深能获得较理想的隔振效果。

偏高岭土强化废弃砖粗骨料再生混凝土的性能研究

随着我国基建的大力发展,大量的老旧建筑因承载能力不足而被拆除,废弃材料也急剧增多,同时,天然灾害也是建筑物被破坏的重要因素,它会影响建筑材料的使用寿命。废砖占建筑垃圾很大部分,废弃砖的抗压、抗拉性能差,极易破碎被废弃。废弃砖骨料经过破碎、清洗、筛分后被用作再生粗骨料。为研究废弃砖骨料替代率、偏高岭土替代水泥的量、废弃砖再生混凝土的力学及耐久性能,通过SEM电镜等方式,对废弃砖再生骨料混凝土的微观结构进行研究,根据试验发现废弃粘土砖替代率为30%,偏高岭土的掺量为6%时抗压强度最高,再生混凝土的抗氯离子性能较好。

结构保温一体化墙体加厚免拆模板连接性能分析

增加结构保温一体化墙体免拆模板的保温层厚度可实现更高的节能目标,然而增加保温层厚度后,现有连接件不能很好满足锚固要求。本文提出适用于较厚保温层免拆模板的连接件,对其连接性能进行分析,以实际工程为研究案例,通过ANSYS将增厚墙体中的连接件替换成改良连接件,对一体化墙体、加厚免拆模板的整体性和改良连接件自身受力及变形情况进行分析。经计算结果分析,一体化墙体整体锚固与改良前相比效果明显,免拆模板与现浇墙体协调变形,改良连接件改进部位符合受力规律,穿出免拆模板背面产生的应力集中不会对模板造成破坏,风压增高的情况下锚固效果优于普通连接件。结构保温一体化墙体加厚免拆模板连接性能较好。

混掺垃圾飞灰和二次铝灰活性粉末混凝土性能研究

将二次铝灰(SAD)与焚烧垃圾飞灰(WFA)混掺制备成活性粉末混凝土(RPC),研究二次铝灰在两种混合料中的掺量对RPC流变性能参数(扩展度和塑性黏度)、抗折强度、抗压强度以及干燥收缩率的影响,并测定RPC在水中的重金属元素(Cr和Zn)渗出量;观察RPC的微观形貌,揭示RPC性能的机理。结果表明:当二次铝灰的掺量为60%时,RPC的扩展度、抗折强度与抗压强度以及干燥收缩率达到最高,此时RPC的塑性黏度值最小;RPC中Cr与Zn的渗出量与其渗出时间成正相关,与RPC中二次铝灰的掺量成反相关;当二次铝灰掺入60%时,RPC的微观结构最密实。

轨道交通下层状地基中混凝土排桩隔振效果研究

为了研究在轨道交通荷载作用下混凝土排桩的隔振效果,特建立“车轮-轨道-地基”耦合模型,通过轨道竖向不平顺功率谱建立不平顺轨道并模拟列车在其表面行驶过程,根据控制变量法研究在混凝土排桩几何参数变化的情况下对混凝土排桩隔振效果的影响,通过本文的研究结果表明:混凝土排桩具有一定的隔振效果,随着各个参数的变化其隔振效果也会发生改变;桩长的增加,地基表面和地基深处隔振效果增强;随着埋置深度和桩间距的增加,混凝土排桩的隔振效果均下降,布置混凝土排桩埋深越浅隔振效果越好,布置混凝土排桩越紧密隔振效果越好。在土层的分界面上会出现振动加强的效果,在实际施工中应注意土体分层面带来的影响。

基于混合物法则根土复合体本构模型的研究

为探究根土复合体的应力-应变关系,将其视为两相体,根系采用线弹性模型,土体采用邓肯-张模型,并考虑根系与土体之间的相对滑移关系,基于混合物法则建立根土复合体本构模型。通过素土与不同含根量的根土复合体三轴压缩试验,得到其应力-应变关系,通过单根拉伸试验得到根系的弹性模量。结果发现,(1)根土复合体的极限主应力差随含根量的增加先增加后减小,含根量0.3%为最优含根量。(2)单根的直径与抗拉力、抗拉强度符合幂函数关系,与弹性模量符合多项式关系。(3)通过反分析的方法,建立滑移关系,得到模型计算值的应力-应变关系,发现模型计算值与试验值的拟合度(R^(2))为0.96。该研究为根土复合体本构模型的建立提供新思路,并为根土复合体的数值分析提供参数。

掺粉煤灰和矿粉对粗骨料全替代混凝土力学性能的影响

为研究粉煤灰和矿粉对C30粗骨料全替代再生混凝土力学性能的影响,制备了单掺粉煤灰和矿粉取代率均为0、5%、10%、15%、20%以及双掺粉煤灰加矿粉5%+5%、5%+10%、10%+5%、10%+10%、15%+15%共14组试件,测其坍落度、抗压强度、劈裂抗拉强度、抗压变形并用扫描电镜进行微观分析。结果表明单掺粉煤灰不超过20%,单掺矿粉不超过10%,可有效提高再生混凝土和易性;双掺时其坍落度先增加后减小,在粉煤灰掺量10%、矿粉掺量5%时,坍落度190 mm达到最大;单掺和双掺条件下均能满足C30混凝土强度要求,单掺时可考虑20%掺量,双掺时结合和易性和强度可考虑粉煤灰10%、矿粉5%取代水泥;单掺粉煤灰时其变形较基础组变化不大,单掺矿粉时其变形近基础组变形两倍,双掺时其变形均远大于基础组变形;再生混凝土的微观结构观察证实了对试块抗压强度的宏观实测数据及原因分析。

层状地基分界面及土体参数变化对土体振动响应影响研究

为研究空沟在层状地基上时,土体参数和土体分界面对土体振动响应的影响,采用Comsol仿真物理场建立了二维有限元分析模型。在研究中,分析了层状地基不同土体参数时的土体振动响应表现差异,结果表明:空沟在深度达到层状地基的土体分界面附近时会出现振动加强现象,该现象受到分层土体的泊松比和密度以及弹性模量的影响。土体参数的变化同样会导致土体振动响应的变化,具体表现为密度越大则土体振动响应就越大;而弹性模量和泊松比则需考虑分层情况。其中下层弹性模量越大则土体振动响应越大,上层则与之相反;下层泊松比越小则土体振动响应越大,而上层在空沟深度小于一定范围内时时表现为泊松比越小土体振动响应越大,在当达到一定深度后,上层土体不同泊松比的加速度大小曲线呈现交错状态。

考虑断层破碎带影响的隧道结构地震反应研究

为研究跨断层隧道在渗流-地震耦合作用下的动力响应,以宣绩铁路周湾村隧道穿越富水断层为背景,基于Biot固结动力方程,采用有限差分软件FLAC 3D进行多场耦合数值计算。本文主要分析了断层破碎带宽度对隧道衬砌特征点加速度、孔压、位移及应力响应规律的影响。研究结果表明,对隧道结构不同位置而言,加速度响应规律一致,均为正常段加速度<破碎带加速度<交界面加速度。耦合场作用下,地层与破碎带交界处围岩位移及应力均发生突变。随着断层宽度的增加,应力及位移突变范围有所增大,孔隙水压力峰值也进一步扩大。此时隧道受压区增大,衬砌结构易发生局部破坏。通过加设注浆层的方式,可有效减少耦合场作用引起的拱圈应力分布不均现象。

掺磷尾矿配制C40混凝土的力学性能试验研究

针对经济快速发展所带来的胶凝材料和河砂等资源短缺问题,研究磷尾矿作为胶凝材料和细骨料对混凝土的影响。结果表明:当掺入5%的磷尾矿粉作为胶凝材料替代水泥时混凝土的力学性能的改善效果最好,当掺入40%的磷尾矿矿砂作为细骨料替代河砂时混凝土的力学性能提高最明显,作为固体废弃物的磷尾矿可以加入到混凝土中使用。

基于IDA方法的高层剪力墙结构地震易损性研究

以一既有高层剪力墙建筑结构为例,通过删减一部分剪力墙作为变量来模拟私拆剪力墙的现象,通过数据对比来判别拆除剪力墙对结构整体抗震性能的影响。在增量动力分析基础上,结合易损性研究,通过调整地震波PGA,分别对四个结构模型进行IDA分析,得到不同强度下的最大层间位移角,划分结构抗震性能水平以及破坏等级,确定各性能水平下的超越概率模型。研究表明:拆除部分剪力墙影响结构的整体抗震性能,提高了结构超越极限状态的概率。其中拆除10层位置剪力墙的结构抗震性能最差,拆除1层位置剪力墙的结构的抗震性能与拆除19层位置剪力墙的结构的抗震性能相当,基准结构的抗震性能最优。