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。

低强度再生混凝土微观形态与力学性能的相关性研究

建筑垃圾来源复杂,为提高再生混凝土的资源利用,并满足基本工程应用要求,在仅考虑再生骨料密度、吸水和含水率、压碎指标的条件下,采用再生粗骨料混凝土配合比设计法配置低强度再生混凝土,结合切片法和SEM扫描电镜对再生混凝土的孔隙结构变化与微观形貌进行观察,分析水胶比、减水剂、粉煤灰对低强度再生混凝土内部结构的影响,发现当水胶比降低时,再生混凝土内部结构的密实度提升,絮状C-S-H之间更为密实,多害孔的比例降低,抗压和劈裂强度提高;当减水剂掺量提升时,钙钒石(AFt)的含量增加,内部结构更为致密;粉煤灰对再生混凝土的抗压和劈裂强度呈负面影响,降低C-S-H与再生骨料之间的粘结性,内部孔隙率变大,坍落度升高,可降低经济成本。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

铁尾矿砂浮石混凝土多孔砖砌体力学性能试验研究

为寻求铁尾矿堆积问题解决方案,以材料再利用为基础,结合实际,提出用铁尾矿砂、浮石分别代替部分细、粗骨料制备砌块,并对该砌块砌筑成的砌体进行力学性能试验研究,主要进行抗压、抗剪及沿通缝和齿缝抗弯试验,分析其破坏过程及破坏形态。试验结果表明,铁尾矿砂浮石混凝土多孔砖砌体表现出更大的脆性,抗压、剪、弯强度试验值均比现行规范计算值大,尤其是抗剪及抗弯强度,主要原因是出现了类似结构加固中销键的构件。最后,对试验数据采用最小二乘法进行回归分析,建立了该砌体对应的强度平均值计算公式。

水泥粉煤灰改良盐渍土最优配比研究

【目的】在传统水泥改良土的基础上加入粉煤灰复合改良盐渍土,粉煤灰固化盐渍土与“双碳”目标契合,具有积极的意义。【方法】设计三因素四水平正交试验分析改良剂掺量、养护条件、含水率对试样抗压强度及弹性模量的影响。控制水泥粉煤灰固定比例为1∶2,掺量及含水率水平为12%、14%、16%、18%,养护方式分别为清水、盐水、高温养护及标准养护。【结果】通过击实试验可得试验范围内水泥粉煤灰掺量对最大干密度的影响不大,最大干密度约为1.8 g/cm^(3),最优含水率介于14%~16%之间。改良土呈应变软化型,7 d及14 d龄期不同组别抗压强度最高为1.69 MPa、1.99 MPa,最小为0.34 MPa、0.55 MPa。【结论】试样随着掺量增大及火山灰反应、水化程度的加深应变软化特征明显;改良剂掺量为18%、含水率为16%、养护方式为高温养护时强度最大,三个因素对盐渍土强度的影响排序依次为养护条件>改良剂掺量>含水率,因素影响权重分别为养护条件57%、改良剂掺量24%、含水率19%;将抗压强度与回弹模量进行拟合,发现二者具有良好的线性关系。

大风天气下装配式阳台吊装稳定性研究

随着装配式建筑兴起,预制装配式阳台作为装配式建筑中重要的组成部分,其吊装过程的安全性能受到广泛关注。针对常年处于大风天气下的张家口坝上地区,通过研究风荷载对PC封闭式阳台提升时的影响,进行了9种不同风攻角、7种不同风向角下PC封闭式阳台模型的风压对比;将0°、30°、60°风向角下的风压与-6°、3°、12°风攻角下的风压转换为均布面荷载,使用有限元软件对比分析了迎风面受风向角度的改变对PC封闭式阳台2种吊装方式下提升时的稳定性;考虑平均风与脉动风的影响,将阳台在不同受风状态下的稳定性进行对比分析,得出脉动风与风向角度均对PC封闭式阳台提升时的稳定性具有不可忽视的影响,建议阳台提升时优先采用桁架式吊装方式,并应考虑施工现场实时的风速与风向。

粉煤灰再生混凝土损伤模型与试验对比研究

建筑垃圾和工业废料粉煤灰在工程中的利用率较低,为将建筑垃圾和粉煤灰利用率最大化提升,分别以再生骨料20%、40%、60%、80%、100%和粉煤灰0、10%、15%、20%的替代率取代天然骨料和水泥制作粉煤灰再生混凝土,对不同取代率下粉煤灰再生混凝土的力学性能探究。为更好的分析再生混凝土力学性能的影响因素,建立理想再生混凝土损伤模型并与试验数据进行对比分析,发现试块的强度与本身再生骨料的性能相关性极大,并绘制应力-应变曲线,将再生骨料替代率和粉煤灰替代率结合分析,最终得出结论:再生混凝土中粉煤灰替代率与承载能力大小呈负相关关系,与峰值应变变化和坍落度呈正相关关系。经微观分析后,证实了对试块坍落度、抗压强度的宏观实测数据及原因分析。