基于OBE-CDIO理念的土木工程新工科人才培养

随着我国工业化进程的不断推进,土木工程领域迎来蓬勃发展,对理论研究、工程设计、施工技术和管理水平提出更高要求,实践教学是新工科背景下培养土木工程领域人才的重要方法,具有新的内容和具体要求。应对传统实践教学体系在新时代背景下暴露出的问题,需要对实践教学方法提出创新改革:将土木工程专业学生创新精神与实践能力培养同OBE教育理念实施方法论相结合,制定合理教学方案和评价指标;转变教育思想,更新教育观念,积极引导学生主动参与教学环节,激发学生的创新潜力,在教学过程中应该更加重视实训环节;更新实践教学体系,结合CDIO工程教育模式进行改革,构建以项目教学为核心的实践教学体系;顺应新时代发展趋势,积极对教育体系提出优化改革,培养创新意识强,实践能力高的新工科人才。

基于BIM的土木工程专业人才培养课程体系构建

BIM技术是建筑行业的发展方向,学生是BIM技术的后备军,因此将BIM技术引入到土木工程专业人才培养中具有重要的现实意义.本文结合西安交通工程学院土木工程专业教学改革实践,着重介绍了基于BIM的课程体系构建,阐述了BIM技术在土木工程制图、混凝土结构、房屋建筑学、土木工程施工及毕业设计等专业课程教学中的应用,希望能对同类新建本科院校BIM课程改革提供借鉴.

“土木工程制图”中手工绘图方法研究

“土木工程制图”是西安交通工程学院土木类相关专业学生的必修专业基础课,针对“土木工程制图”中手工绘制建筑图样速度慢的问题,提出了一些解决方法,如熟悉相关制图标准、熟练使用制图工具、以赛促教提高学生绘图兴趣等,用于提高学生手工绘图的速度。这些方法在西安交通工程学院土木工程学院“土木工程制图”课程实训中取得了一些成绩。

基于“互联网+”与新工科背景下的桥梁工程课程建设研究

随着新时代的发展,国际竞争趋势日益激烈,人才培养战略提升到了前所未有的高度。在“互联网+”和新工科建设的大背景下,桥梁工程课程建设得到了极大的变革。该文阐述了在“互联网+”与新工科背景下桥梁工程课程建设的改革思路。传统的课堂模式已经很难满足培养高层次复合型人才的战略需求,对于桥梁工程课程建设的信息化、智能化、全方位、多层次追求已经迫在眉睫,在新的教学模式、教学理念、教学体系下,桥梁工程课程的建设仍需不断探索,推陈创新。

基于DEFA-LSSAR的水利工程边坡力学参数预测模型

为了解决现有水利工程边坡力学参数预测模型准确率偏低的问题,利用最小二乘支持向量机LSSAR对水利工程边坡力学参数(弹性模量E)进行预测,结合改进的萤火虫算法对模型进行优化,提出一种基于DEFA-LSSAR的水利工程边坡力学参数预测模型。将本文所提模型分别与樽海鞘群算法、果蝇算法和哈里斯鹰优化算法优化的LSSAR模型进行对比。分析结果表明,所提出的模型预测准确率最高,达94%以上,且具有最小的适应度值,验证了所提模型的有效性和正确性。

工程建设管理行业中的BIM技术应用分析

近年来BIM技术在工程行业应用日益广泛,发挥了重要作用。其在工程建设管理行业的突出应用价值具体体现在工程设计、项目管理、施工管理等几方面。通过开展市场问卷调查,了解市场需求信息,进而得出结论,要进一步推广BIM技术,加强学生专业信息化技术能力培养,促进行业持续性发展。

MICP技术在工程应用中的研究进展

微生物诱导碳酸钙沉积技术(Microbial Induced Carbonate Precipitation,简称MICP技术)在土木工程,特别是岩土工程应用中具有广阔的发展潜力,其施工过程中具有良好的流动性,具有较好的可注入性。反应生成的具有胶结性的碳酸钙,结构致密,强度较高,可用来固化松散的土体、修复混凝土裂缝、抗渗建筑材料、治理重金属或放射性金属等。该技术能够克服传统施工技术带来的环境问题,是一种绿色环保新型技术。MICP技术的应用范围、存在的问题及对未来研究方向值得探讨。

测绘新工科建设下“工程测量学”教学思路探讨

新工科建设是在“卓越计划”的基础之上提出的,持续性推进学科建设和工程教育改革。鉴于新工科建设的要求和培养目标,以及“工程测量学”在国家地理信息测绘中占据重要的基础地位,本文以西安交通工程学院测量专业学生为研究对象,从课程特点和应用领域出发,对该课程的培养现状进行分析,最后,对该课程的教学思路和教学模式进行探讨,提出在教学过程中应注重工程思维的培养、解决工程问题能力的提高,进一步促进交叉学科人才培养,提高测量专业的学生质量,满足行业发展与社会需求。

固化轻质吹填土配合比优化及工程特性研究

连云港吹填土固化再利用具有较高的经济价值,通过分析其粒度成分、矿物成分、物理性质,得出其是具有强亲水性、压缩性高、抗剪强度低的粉质轻黏土。采用水泥和粉煤灰A为主要固化剂,配以合适的发泡剂B,调整各掺量的比例,研究最佳配合比为粉煤灰A∶发泡剂B=3∶0.1,并对优化后的固化轻质吹填土进行无侧限抗压强度、压缩性、渗透性研究,与未固化轻质吹填土作对比,工程性质得到较大改善,其中龄期对固化体的性质影响较大。

基于OBE理念的《工程项目管理》课程线上线下混合式翻转课堂教学改革

将OBE理念应用于《工程项目管理》课程的教学改革中,构建线上线下混合式翻转课堂教学模型。针对传统教学中存在的教学评价标准单一、教学目标不明确、教学模式和教学方法陈旧等问题,通过融入OBE理念对其进行教学改革,把课程的学习产出定义为学生平时成绩、考试成绩和实验成绩的综合评定。强调在教学过程中以学生为中心,合理利用线上线下混合式翻转课堂教学,以期提高学生的知识性、技术性、能力性产出,为其后续课程学习和走上工作岗位奠定基础。

融合车站分类和数据降噪的城市轨道交通短时客流预测

准确掌握城市轨道交通客流的短时变化规律是制定应急措施和提高运营效率的关键依据。从影响客流预测精度因素的视角探索车站分类,建立小波变换-自回归移动平均(Wavelet transform-Auto regressive moving average,WT-ARMA)的短期客流预测方法。基于轨道交通客流属性和车站建筑属性9个聚类因子,运用K-means聚类方法将轨道车站分为4类。针对不同类别车站,研究客流数据降噪技术减少外部环境对原始客流数据的影响。构建基于小波变换的客流数据降噪技术和基于ARMA的客流预测方法组成的WT-ARMA组合预测模型对各类车站进行客流预测,并与单一ARMA模型、支持向量回归(SVR)模型和BP神经网络模型的预测结果进行对比。西安地铁2号线运营数据的分析结果表明,可将轨道车站有效分为商业、办公车站,密集型居住车站,轻型居住车站和旅游文化车站。通过构建组合模型揭示了4类车站的预测误差,相比于单一ARMA模型、SVR模型和BP神经网络模型,车站预测拟合优度提升了6.45%~9.45%,2.72%~5.69%,1.91%~3.48%,平均相对误差降低了17.00%~30.15%,14.64%~28.35%,4.49%~22.75%,均方根误差降低了8.79%~16.93%,7.16%~13.76%,4.77%~7.90%,运算时间降低了13.74%~29.20%,34.06%~45.39%,53.70%~58.79%。所建立的模型可精确、快速地对客流进行预测,可对各类型轨道车站建立相匹配的客流管控措施提供基础建议。

时间序列聚类下的城市轨道交通客流预测研究

掌握不同城市轨道交通车站的客流短时变化规律是应急措施制定、常规客流组织和列车开行的关键依据,研究主要探索预测方法对城市轨道交通短时客流预测精度的影响,以西安地铁2号线为例进行实例分析。基于车站的进出站客流属性,运用时间序列聚类方法将城市轨道交通车站划分为4类;运用极端梯度推进决策树(XGBoost)、BP神经网络和自回归滑动平均模型(ARMA)分别对各类车站的短时客流进行预测,并对比各类车站的客流预测结果。结果表明,西安地铁2号线的车站可以分为商业办公车站、密集型居住车站、轻型居住车站和旅游文化车站4类;4类车站客流预测精度最高的方法分别为XGBoost、ARMA、ARMA和BP神经网络;在预测时效方面,XGBoost展示了更大的优越性。研究结果可以对各类车站建立相适应的客流管控措施提供基础建议。

考虑步行影响范围的城市轨道交通客流需求预测

新建轨道交通车站无法根据历史数据进行客流预测,为了对新建车站的客流进行准确预测,研究从社会经济属性的角度探索城市轨道交通的客流需求。根据实际调查获得车站客流生成影响范围,并基于泰森多边形对影响范围的重叠区域进行重新划分。以路网距离为约束,建立考虑车站影响范围的地理加权回归模型,获取社会经济属性和接驳交通对于轨道交通客流生成的具体贡献度。西安市轨道交通数据的研究结果表明,步行、公交和公共自行车产生接驳客流的主要路网距离为800 m,230 m和300 m;平均每条公交线路数和每个公共自行车桩数分别产生16.368次和2.371次客流;人口密度、就业岗位密度和人均GDP与客流关系表现为三者每增加1%,客流量分别增加0.47%,0.53%和−0.21%。研究成果可用于确定西安市新建轨道交通车站位置和规模,并预测其相应的客流。

新冠疫情爆发与反弹时期居民交通出行意愿研究

“居家隔离,减少不必要出行”是有效控制新冠病毒肺炎(COVID-19)蔓延的措施.对计划行为理论(TPB)模型进行改进,通过问卷调查的形式采集实证数据,对新冠疫情爆发时期以及二次反弹时期居民的出行意愿展开研究.运用K-Means聚类分析进行出行异质性分析,结果表明:相比于爆发时期,二次反弹时期居民对“居家隔离,减少不必要出行”的态度、主观规范、感知行为控制以及对“感染新冠肺炎”的侥幸心理均有显著性提高.疫情爆发时期,严格的管控措施使感知行为控制对行为意图产生显著影响;而在疫情二次反弹时期,即使居民的侥幸心理有所提高,居民对待“居家隔离,减少不必要出行”的态度使其更主动地选择“减少不必要的出行需求”.爆发时期,可将居民分为极谨慎出行型、极冒险出行型等4类;反弹时期,可将居民分为主动谨慎出行型、机会出行型等5类.

城市幼儿园空间分布特点及优化策略研究——以西安市雁塔区为例

近年来随着"全面二孩"政策的开放,以及我国学前教育事业快速发展。学前教育被越来越重视,教育资源短缺、教育资源不公的问题也越来越受重视。然而相关研究目前还存在研究范围过大、缺少人口匹配等问题。文章利用GIS中的空间分析功能,以西安市雁塔区为例,结合区域内164所幼儿园空间分布和3~6岁适龄儿童数量进行空间分析,结果发现雁塔区内各街道幼儿园覆盖适龄儿童数量差异较大,小寨路和丈八沟幼儿园压力最大。服务半径重叠现象明显,同时中部幼儿园密度过高,东西部较低。应从科学配置幼儿园、适度增加服务半径等角度对幼儿园布局进行优化。

神府烟煤及其煤岩组分制备氧化石墨烯的组成、结构演变

以煤为原料制备石墨烯是一种非常有前景的煤炭材料化、高值化利用途径。针对煤岩组分的组成、结构差异,探明煤岩组分在制备氧化石墨烯过程中的演变规律,是开发煤基石墨烯制备技术的理论基础。利用重选法富集低变质神府煤中镜质组和惰质组,并将富集煤岩组分通过高温石墨化得到石墨化碳,以石墨化碳为前驱体通过改良的Hummers氧化法制备煤基氧化石墨烯。利用元素分析、红外光谱、X射线衍射、拉曼光谱、扫描电镜、透射电镜以及原子力显微镜等研究煤及其煤岩组分在制备氧化石墨烯过程中的组成和结构演变规律。结果表明炭化处理使煤有机大分子结构向无定形碳结构转变,高温石墨化使煤有机大分子结构向石墨碳结构转变;惰质组呈片状结构且分子结构中芳香结构单元较多导致石墨化碳微晶尺寸较大,高温石墨化处理后其拉曼光谱的(A_(D1)/A_(G))值为0.382,镜质组高温石墨化处理后的(A_(D1)/A_(G))值为0.686,原煤高温石墨化处理后的(A_(D1)/A_(G))值为0.864;利用富惰质组得到的石墨化碳制备氧化石墨烯厚度尺寸约5 nm;而镜质组的石墨化碳中石墨微晶结构较小,得到的氧化石墨烯尺寸较小,且氧化石墨烯平均厚度超过10 nm;原煤中由于石墨化过程形成棒状结构,较难形成有序片层结构,氧化剥离也难以得到氧化石墨烯。

矸石基混凝土轴心受压声发射特性与损伤本构模型

为研究不同水泥取代率、不同水胶比下矸石基混凝土轴心受压时的力学性能,及推广应用矸石基混凝土这一绿色建筑材料,通过轴心受压试验和声发射试验,研究了轴心受压时不同煤矸石粉掺量、不同水胶比下矸石基混凝土的应力-应变曲线、声发射振铃计数和声发射累积能量随煤矸石粉掺量和水胶比的变化规律,提出了矸石基混凝土轴心受压时的本构关系。结果表明:相比普通混凝土,矸石基混凝土的力学性能有一定程度的改善,主要表现为其峰值应力和峰值应变增加;矸石基混凝土轴心受压应力-应变全曲线与普通混凝土基本一致,煤矸石粉掺量为20%时峰值应力达到最大值;声发射振铃计数可以有效描述矸石基混凝土的损伤演化规律,随着煤矸石粉取代率的增大,振铃计数先减少后增加。考虑煤矸石粉和水胶比对矸石基混凝土轴心受压时的影响,提出了具有较高精度的矸石基混凝土轴心受压本构关系,这为矸石基混凝土力学性能的进一步研究提供了参考,也对推广应用的结构计算有一定参考价值。

西安市城区雨水资源化利用研究

随着城市化的不断发展,水资源短缺、水污染严重、地下水超量开采、城市内涝频发等问题出现,给城市发展带来新的挑战。雨水污染程度较轻,作为一种重要的水资源,可缓解城市用水压力,对雨水进行资源化利用为解决涉水问题提供了一种新思路。对雨水进行资源化利用可减缓城市洪涝灾害,减少地面径流,削减洪峰流量,延滞汇流时间,减小地表径流,减缓城市“热岛效应”,改善城市微气候。文章结合西安市雨水资源化利用的必要性,从制定雨水资源化利用相关法律法规及技术规范、加强雨水资源化利用的宣传、有效利用雨水资源化技术三个方面对雨水资源化利用提出建议。针对我国现阶段雨水资源化利用,提出从道路雨水利用、雨水花园、屋面雨水利用等建议,为类似地区雨水资源化利用提供借鉴。

上软下硬地层大直径盾构施工Peck沉降公式修正

为合理预测大直径泥水盾构隧道施工引起的地表沉降,本文对现场实测数据进行回归分析,深入探讨了Peck公式在预测大直径泥水盾构施工引起的地表沉降方面的适应性,并在此基础上引入地表最大沉降修正系数α与沉降槽宽度修正系数β,对Peck公式进行了必要的调整与修正。结果表明:线性回归后大直径泥水盾构在上软下硬复合地层中掘进沉降实测值与Peck公式沉降预测值之间有较大差异;α取值分布在0.1~0.5范围内,β取值分布在0.5~1.0范围内时可以较好反映大直径泥水盾构在上软下硬地层中施工引起的地表沉降变形;对比分析小直径和大直径盾构隧道沉降槽修正系数可知,沉降槽修正系数的变化范围随开挖横截面面积的增大、开挖面土层性质差异的增大而增加。研究成果可扩大Peck公式的应用范围,为大直径盾构隧道设计和施工提供参考。

工程力学课程线上线下混合式教学改革与实践

轨道交通土建类专业课程的知识往往建立在力学基础上,且专业知识与技术联系紧密,工程力学作为一门重要的专业基础课程,在人才培养中所处的地位非常重要。该文分析了工程力学课程教学存在的问题,构建了工程力学课程线上线下混合式教学模式,开展了模块化教学、专题项目式教学、工程案例式教学等多样化的教学改革实践,探讨了线上线下相互融合的课程资源建设方案及课程考核评价方式,课程建设与改革取得了一定的成效,可为类似课程提供借鉴。