發(fā)布時間：2023-02-03 13:03:16
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的土木新材料論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
關(guān)鍵詞：土木工程；競賽；實踐教學(xué)；創(chuàng)新
基金項目：黑龍江省教育科學(xué)規(guī)劃課題項目 課題名稱 普通高校土木工程專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式研究。編號：GBC1211059
作者簡介：宋高嵩，男，1964年出生于山東省平度市，工學(xué)碩士，教授，從事工程：土木工程教學(xué)，研究方向：道路工程規(guī)劃設(shè)計。林莉，哈爾濱理工大學(xué) ，副教授。王曉東，哈爾濱理工大學(xué) ，講師。
1、土木工程專業(yè)實踐教學(xué)體系的內(nèi)容及存在的問題
按照土木工程（建筑、道橋）專業(yè)人才培養(yǎng)方案，制定了包括必修課、限選課、任選課三個層次的教學(xué)計劃。該計劃的特點是：文理滲透的公共基礎(chǔ)，系統(tǒng)寬厚的技術(shù)理論，靈活多樣的專業(yè)方向，多維立體的實踐體系。在教學(xué)內(nèi)容上[1] ，精選課程內(nèi)容，做到厚基礎(chǔ)，寬口徑，減少必修課門數(shù)，增加選修課門數(shù)，提高新技術(shù)、新工藝、新材料等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù)的含量。方案設(shè)計[2]如下：
公共基礎(chǔ)課（人文社會+數(shù)理化+外語+計算機(jī)文化+體育等）一公共理科平臺
專業(yè)基礎(chǔ)課（力學(xué)+地質(zhì)水文+測量+材料十結(jié)設(shè)十土木概論等）一大土木基礎(chǔ)平臺
（兩大平臺）+（道路+橋梁課程模塊）一道路與橋梁工程方向
（兩大平臺）+（結(jié)構(gòu)工程課程模塊）一建筑工程方向
從以上人才培養(yǎng)方案來看，似乎沒有什么問題，但具體到每個細(xì)節(jié)和環(huán)節(jié)來看，如何提高學(xué)生素質(zhì)，如何培養(yǎng)創(chuàng)新型人才方面，操作性不強(qiáng)，目標(biāo)不明確，難道就是增加或者減少幾門課程就做到創(chuàng)新了嗎，人才的培養(yǎng)素質(zhì)就提高了嗎？從事土木工程建設(shè)設(shè)計、施工和管理的人員必須具備吃苦耐勞的創(chuàng)業(yè)精神和精益求精的工程質(zhì)量意識。以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新、創(chuàng)造和創(chuàng)業(yè)能力為重點，以造就適應(yīng)現(xiàn)代知識經(jīng)濟(jì)時代需要的高素質(zhì)的應(yīng)用型人才為目標(biāo)，構(gòu)建素質(zhì)教育目標(biāo)體系和工作體系。經(jīng)過四年的學(xué)校生活，在濃郁的育人氛圍中，養(yǎng)成人才必備的優(yōu)良素質(zhì)。目前的三段式人才培養(yǎng)方案是沒有什么問題的，但在如何提高學(xué)生的工程實踐能力，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才方面存在許多不足，尤其實踐環(huán)節(jié)，缺乏考核標(biāo)準(zhǔn)，尤其對學(xué)生的整體評價不合理。本文從土木工程專業(yè)的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)從發(fā)，探索研究創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的新思路。土木工程實踐教學(xué)環(huán)節(jié)包括實驗、實習(xí)、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計等。
1. 培養(yǎng)創(chuàng)新型本科人才，提高實驗教學(xué)效果的新思路
1.1計算機(jī)課程的上機(jī)訓(xùn)練與考核的創(chuàng)新改革
傳統(tǒng)的上機(jī)訓(xùn)練是學(xué)生上完理論課后，組織學(xué)生到計算機(jī)室練習(xí)，由于時代的發(fā)展，以及智能手機(jī)的廣泛運用，學(xué)生對計算機(jī)基本操作和練習(xí)非常不感興趣，尤其很多學(xué)生幾乎每人一臺筆記本，結(jié)果造成上機(jī)效果非常不好，打游戲，玩手機(jī)現(xiàn)象非常普遍。基于以上情況，結(jié)合學(xué)生的特點，把學(xué)生上機(jī)訓(xùn)練的內(nèi)容，設(shè)置成游戲通關(guān)的模式，學(xué)生每過一關(guān)，相當(dāng)完成一個上機(jī)訓(xùn)練項目，由易到難，由淺入深，循序漸進(jìn)，根據(jù)學(xué)生的過關(guān)情況進(jìn)行成績評定。這種既提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力，兩者結(jié)合，達(dá)到較好的教學(xué)效果。
1.2 土力學(xué)、建筑材料試驗課的創(chuàng)新改革
土力學(xué)、建筑材料試驗課與工程實踐結(jié)合緊密，但由于學(xué)生課前準(zhǔn)備不充分，再加上目前學(xué)生普遍動手能力較差，另外，土力學(xué)、建材試驗課接觸的試驗原材料如沙土、水泥、石料等較臟，環(huán)境差，造成學(xué)生參與意識差，試驗無從下手，試驗數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，效果不理想等狀況。這類試驗課改革的思路是教師上課前先把試驗項目告訴大家，讓學(xué)生分組上網(wǎng)收集資料編寫試驗項目所需的原材料、試驗儀器和操作步驟，當(dāng)然，上試驗課程前教師可以先領(lǐng)著學(xué)生參觀試驗儀器，并檢查試驗準(zhǔn)備情況。上實驗課時，教師主要負(fù)責(zé)檢查，糾正學(xué)生試驗過程中的錯誤，讓學(xué)生獨立完成試驗項目，并且鼓勵學(xué)生在實驗時提出自己對實驗方法、試驗儀器的改進(jìn)、改良，這種方法可以提高學(xué)生的獨立思考和操作能力，由被動變?yōu)橹鲃樱缮蠈嶒炚n時不知所措，到上實驗課時自己盡快完成，既節(jié)省了時間，又提高了學(xué)生的動手能力。一舉多得。當(dāng)然，比較理想的的土力學(xué)、建筑材料試驗課程的上課方式是采用集中訓(xùn)練的方法，土力學(xué)一周，建筑材料3～4周，讓每個學(xué)生在實驗室獨立系統(tǒng)地完成每一個試驗項目，采用抽簽比賽的方式進(jìn)行考核，效果會更佳。另外，鼓勵學(xué)生積極參加全國試驗員資格考試，獲得試驗員資格證書的成績評定為優(yōu)秀。
2. 培養(yǎng)創(chuàng)新型本科人才，提高課程設(shè)計教學(xué)效果的新思路
土木工程專業(yè)的課程設(shè)計包括混凝土樓蓋設(shè)計、預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁設(shè)計、單層廠房設(shè)計、房屋建筑學(xué)、梁橋工程設(shè)計、結(jié)構(gòu)工程基礎(chǔ)設(shè)計、橋梁基礎(chǔ)設(shè)計、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計、路基路面工程設(shè)計、施工組織、道路勘測設(shè)計。這些課程設(shè)計概括起來，主要包括兩項內(nèi)容：一是設(shè)計計算分析，另一種是計算分析和結(jié)構(gòu)外形設(shè)計。
對屬于純粹計算分析的課程設(shè)計，例如，施工組織中的概預(yù)算計算分析，路面設(shè)計中的厚度計算、預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁設(shè)計、橋梁基礎(chǔ)設(shè)計等、建議鼓勵學(xué)生使用計算分析軟件來代替繁瑣的手工計算，把學(xué)生從枯燥的計算中解放出來，學(xué)生盡可能地掌握軟件使用技巧，有可能的話，讓學(xué)生參與計算程序的修改和調(diào)試，提高學(xué)生的分析問題，解決問題的能力。鼓勵學(xué)生參加造價員從業(yè)資格等考試，對獲得造價員資格證書的學(xué)生，施工組織課程設(shè)計成績直接評定優(yōu)秀。
對于屬于結(jié)構(gòu)外形設(shè)計為主，計算分析為輔的課程設(shè)計，如房屋建筑學(xué)、橋梁工程設(shè)計、路基擋土墻設(shè)計、單層廠房設(shè)計、道路勘測線形設(shè)計等，建議教師在上理論課時就把課程設(shè)計題目提前布置下去，鼓勵學(xué)生采用紙質(zhì)模型、繪圖渲染等手段表現(xiàn)設(shè)計效果，最后課程設(shè)計期間，鼓勵學(xué)生全身心投入設(shè)計中，采用競賽的方式進(jìn)行成績評定，例如房屋模型大賽、橋梁模型結(jié)構(gòu)大賽等形式，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新激情，調(diào)動學(xué)生參與的積極性，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，為培養(yǎng)創(chuàng)新人才奠定基礎(chǔ)。
3. 培養(yǎng)創(chuàng)新型本科人才，提高實習(xí)教學(xué)效果的新思路
土木工程專業(yè)的實習(xí)包括認(rèn)識實習(xí)、測量實習(xí)、地質(zhì)實習(xí)和生產(chǎn)實習(xí)
對于認(rèn)識實習(xí)，傳統(tǒng)的做法是參觀城市的著名建筑、著名橋梁和預(yù)制廠等內(nèi)容，寫實習(xí)報告的形式完成實習(xí)內(nèi)容，為了增加認(rèn)識實習(xí)的知識性、趣味性，在參觀的基礎(chǔ)上，聘請有關(guān)工程師、項目經(jīng)理實地講解和講座的形式，實習(xí)成績考核采用知識競賽的形式進(jìn)行評定。
對于測量實習(xí)，可采用與工程實踐相結(jié)合的方式，積極與學(xué)校附近的公園、小區(qū)聯(lián)系，為他們測繪地形圖，通過實踐提高學(xué)生的測繪水平，另外，開展測量競賽考核活動，例如，水準(zhǔn)高程測量大賽、導(dǎo)線閉合測量大賽，既提高學(xué)生的測量技術(shù)水平，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的參與意識、創(chuàng)新意識，又可以公平合理地評定學(xué)生成績。同樣，鼓勵學(xué)生積極參加測量員資格考試，獲得資格證書的給予獎勵。
對于地質(zhì)實習(xí)采取實地踏查與鑒別分析相結(jié)合，采用礦石鑒別大賽等手段，提高學(xué)生巖石鑒別能力，發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新能力和鑒賞水平。
對于生產(chǎn)實習(xí)，多年來一直采取與生產(chǎn)相結(jié)合的辦法，學(xué)生直接參加工程建設(shè)第一線，頂崗掛職鍛煉，實習(xí)結(jié)束后寫一份實習(xí)報告和交一份實習(xí)鑒定進(jìn)行評定成績，總體看來沒什么大問題，但在成績考核方面，應(yīng)根據(jù)學(xué)生工地實際情況，在實習(xí)期間擬定論文題目，結(jié)合工程實際撰寫科研論文，實習(xí)結(jié)束進(jìn)行論文答辯，對優(yōu)秀論文推薦雜志發(fā)表，實習(xí)產(chǎn)學(xué)研一體化同步發(fā)展。使學(xué)生的創(chuàng)新水平得到真正實質(zhì)性提高。
4. 培養(yǎng)創(chuàng)新型本科人才，提高畢業(yè)設(shè)計教學(xué)效果的新思路
學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計是學(xué)生能力的綜合培養(yǎng)的重要階段，應(yīng)該從選題開始，進(jìn)行有針對性的引導(dǎo)和培養(yǎng)，根據(jù)學(xué)生大學(xué)近三年多來的學(xué)習(xí)體會、就業(yè)情況、考研情況以及將來的自身發(fā)展情況綜合考慮。
對于已經(jīng)考上研究生的學(xué)生，著重從科研能力方面培養(yǎng)，在畢業(yè)設(shè)計階段跟著導(dǎo)師從事科研工作，撰寫切實可行的科研論文，對于能發(fā)表EI、SCI檢索的論文，畢業(yè)設(shè)計按優(yōu)秀成績評定。
對于已經(jīng)簽訂就業(yè)單位的學(xué)生，應(yīng)根據(jù)就業(yè)單位的實際情況和將來的就業(yè)要求，實行雙導(dǎo)師制，由用人單位和學(xué)校各指派一名指導(dǎo)教師，共同研究和探討畢業(yè)設(shè)計題目，學(xué)生可以在用人單位提前實習(xí)就業(yè)，在此期間完成畢業(yè)設(shè)計或者論文，但必須和工程生產(chǎn)實踐相結(jié)合，解決工程中出現(xiàn)的疑難問題，或者有所創(chuàng)新，例如改良、改進(jìn)試驗檢測方法、施工方法、施工設(shè)備等，只要有創(chuàng)新點，就可以完成畢業(yè)設(shè)計，有發(fā)明專利的成績直接評定優(yōu)秀。
對于未簽訂就業(yè)單位的學(xué)生，重點從工程基本訓(xùn)練方面選擇畢業(yè)設(shè)計題目，例如，道路線形設(shè)計、玻璃幕墻設(shè)計、超市設(shè)計等內(nèi)容，在設(shè)計過程中，讓學(xué)生提出自己的創(chuàng)新思想，另外，鼓勵學(xué)生從基礎(chǔ)做好設(shè)計，把基本知識掌握牢固，一步一個腳印的做好每個設(shè)計。在設(shè)計中讓學(xué)生體會腳踏實地，不要好高騖遠(yuǎn)，端正就業(yè)態(tài)度。最后取得設(shè)計、就業(yè)雙豐收。
5、結(jié)論
培養(yǎng)創(chuàng)新型土木工程本科人才，不是簡單的喊口號，應(yīng)該從人才培養(yǎng)方案入手，貫穿教學(xué)的每個環(huán)節(jié)，處處體現(xiàn)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才思想和方法、手段。我們從土木工程專業(yè)教學(xué)實踐的各個教學(xué)階段分析研究了培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的創(chuàng)新模式和創(chuàng)新思想，在應(yīng)用中取得了良好效果。開展實踐性教學(xué)是創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的重要方面，在教學(xué)計劃制定過程中，加大實踐性教學(xué)的比重，盡可能地將實踐性教學(xué)貫穿于高等本科教育的全過程，使教學(xué)方式從“以教為主”，逐步向“以學(xué)為主”轉(zhuǎn)變。學(xué)生只有通過實際演練才能提高學(xué)習(xí)的自主性和創(chuàng)造性，才有可能形成創(chuàng)新能力和實踐能力。在這方面，與企業(yè)的合作能夠起到有效的促進(jìn)作用。本科教育要重視培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、實踐能力和創(chuàng)業(yè)精神。當(dāng)今社會對大學(xué)生的基本要求，不僅需要有全面的知識，而且需要有更好的適應(yīng)性、開拓性，有更加靈活的創(chuàng)新意識和更加健全的創(chuàng)業(yè)心理。加強(qiáng)實踐教學(xué)為學(xué)生這些創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng)和提高創(chuàng)造了基本條件。從這個意義上講， 創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式必須從細(xì)節(jié)入手，貫穿實踐教學(xué)的每個環(huán)節(jié)是實施素質(zhì)教育、促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展的重要載體。
參考文獻(xiàn)：
[1] 宋高嵩，曲貴民，林莉.構(gòu)建土木工程（建筑、道橋）專業(yè)課程體系的研究探討[J].硅谷，2009，（7）：157.
[關(guān)鍵詞]土木；建筑；滲漏；施工
中圖分類號：TU-0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-0278（2013）05-147-01
一、常見的屋面滲漏的原因
常見的屋面滲漏的原因有：屋面防水設(shè)計仍有套用作廢的標(biāo)準(zhǔn)圖集或產(chǎn)品圖集的現(xiàn)象，對建筑與結(jié)構(gòu)需要明確的部位、防水重點的設(shè)計深度不夠，節(jié)點做法不詳；采用新材料、新工藝時缺乏產(chǎn)品與技術(shù)認(rèn)證認(rèn)識，尤為突出的是抗老化、耐久性、技術(shù)質(zhì)量等指標(biāo)不是沒有就是含糊不清，使用不當(dāng)直接影響屋面防水工程的效果和壽命；屋面工程不能很好地結(jié)合結(jié)構(gòu)變形、溫度變形、地基沉降、土木工程施工應(yīng)力集中等部位進(jìn)行防水專項設(shè)計，尤為突出的是剛性防水屋面；屋面及天溝排水坡度、排水線路、排水管流量等設(shè)計不合理，屋面排水不暢，造成屋面嚴(yán)重積水，以致滲漏土木工程概論論文；大面積的柔性防水屋面未設(shè)排氣孔，當(dāng)保溫層含水量大于最佳含水率時，熱蒸后造成防水層凸起，嚴(yán)重時造成大面積鼓泡現(xiàn)象；保溫層含水量嚴(yán)重超標(biāo)時，嚴(yán)冬冰凍造成防水層開裂現(xiàn)象時有發(fā)生。
二、施工過程中的防水層處理
在對屋面進(jìn)行防水層處理時，需要做一些技術(shù)準(zhǔn)備工作，要對找平層進(jìn)行檢查驗收，當(dāng)出現(xiàn)局部凹凸不平、起砂起皮、裂縫以及預(yù)埋不穩(wěn)等缺陷時，按表1所述方法進(jìn)行修補(bǔ)處理：
各種防水卷材嚴(yán)禁在雨天、雪天施工，五級風(fēng)及其以上時不得施工，環(huán)境氣溫低于5～C時不宜施工。若施工中途下雨、下雪，應(yīng)做好已鋪卷材周邊的防護(hù)工作。夏季施工時，屋面如有潮濕露水，應(yīng)待其干燥后方可鋪貼卷材，并避免在高溫烈日下施工。應(yīng)采取措施保證瀝青膠結(jié)料的使用溫度和各種膠粘劑配料稱量的準(zhǔn)確性。卷材防水層的找平層應(yīng)符合質(zhì)量要求，鋪設(shè)卷材前，找平層必須干凈、干燥。卷材鋪貼時應(yīng)排除卷材與基層間的空氣，并輥壓粘貼牢固。卷材鋪貼應(yīng)平整順直，搭接尺寸準(zhǔn)確，不得扭曲、皺折。水落口、天溝、檐溝、檐口及立面卷材收頭等節(jié)點部位，必須仔細(xì)鋪平、貼緊、壓實、收頭牢靠，并加鋪附加增強(qiáng)層，應(yīng)符合設(shè)計要求和屋面工程技術(shù)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。
三、當(dāng)前新型防水材料
新型防水材料主要包括改性瀝青防水卷材、高分子防水卷材、防水涂料、密封材料、堵漏材料等，其發(fā)展對我國化學(xué)建材的發(fā)展將起到十分重要的作用。其中防水卷板是用量最大的防水材料，主要用于屋面及基礎(chǔ)防水，有施工方便、人工費用低的特點。改性瀝青防水卷材主要品種有SBS改性瀝青卷材、APP改性瀝青卷材、丁苯橡膠改性瀝青卷材等，高分子防水卷材主要有三元乙丙橡膠、聚氯乙烯、氯化聚乙烯、氯化聚乙烯橡膠共混防水卷材等，防水涂料中高檔涂料如聚氨酯涂料、橡膠和樹酯基涂料；中檔涂料如氯丁橡膠改性瀝青涂料及其他橡膠改性瀝青涂料；低檔涂料主要有再生膠改性瀝青涂料、石油瀝青基防水涂料等。主要用于建筑內(nèi)外墻面、異型結(jié)構(gòu)面地下、廁浴間等不同部位，還在建筑裝飾防水應(yīng)用中起到越來越重要的作用。防水涂料的發(fā)展前景依賴于新型聚合物的推廣和應(yīng)用。下面給出高聚物改性瀝青防水卷材外觀質(zhì)量，見表2。
水泥、混凝土依然是當(dāng)今建筑界最主要的建筑材料，而且在將來的相當(dāng)長的時間里仍然是如此。故土木工程材料實驗教學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，但內(nèi)容卻較為陳舊，致使教學(xué)實驗與時代脫節(jié)，在一定程度上影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此，在掌握土木工程材料的基礎(chǔ)性能實驗外，可適當(dāng)添加相關(guān)新材料、新理念、新技術(shù)的實驗。例如目前人們普遍關(guān)心的混凝土耐久性問題，添加劑對混凝土性質(zhì)的影響，以及建筑材料生產(chǎn)應(yīng)用帶來的生態(tài)問題等，可以考慮設(shè)計相當(dāng)?shù)木C合性實驗內(nèi)容，加入到已有的實驗教學(xué)中，使土木工程材料實驗教學(xué)內(nèi)容與時俱進(jìn)。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)內(nèi)容以驗證性實驗為主，使學(xué)生通過動手實踐。熟悉儀器操作，了解規(guī)范的實驗步驟，是學(xué)生對材料獲取感性認(rèn)識的重要途徑。同時也是綜合設(shè)計性實驗的基礎(chǔ)，但是這類實驗主要是驗證理論的正確性或達(dá)到理論的再現(xiàn)性。學(xué)生多半是根據(jù)規(guī)范按部就班完成實驗，缺乏創(chuàng)新和綜合。為了達(dá)到增強(qiáng)學(xué)生自主創(chuàng)新的教學(xué)目的。部分院校進(jìn)行了實驗教學(xué)的改革。取消驗證性實驗的教學(xué)，直接采用綜合設(shè)計性實驗的方式。由于缺少基本訓(xùn)練和實踐依托，效果并不理想。因而如何調(diào)整驗證性實驗和綜合設(shè)計性比例，使學(xué)生既能得到足夠的實驗技能和規(guī)范的訓(xùn)練，又能從驗證性實驗中獲得靈感和啟發(fā)，有創(chuàng)意的完成綜合設(shè)計性實驗任務(wù)，是土木工程材料實驗教學(xué)改革應(yīng)當(dāng)思索的重要問題。
針對土木工程材料實驗教學(xué)的現(xiàn)狀，筆者根據(jù)多年教學(xué)實踐，提出了土木工程材料實驗教學(xué)改革的幾點具體措施。
土木工程材料課是一門實用性很強(qiáng)的專業(yè)課，只有通過相當(dāng)強(qiáng)度的實驗才能使學(xué)生對土木工程材料有一個感性的認(rèn)識，并對其相關(guān)規(guī)范、檢驗方法和評價標(biāo)準(zhǔn)有初步的了解和掌握。因而，為達(dá)到此教學(xué)目的，可從以下幾個方面入手對土木工程材料實驗教學(xué)過程進(jìn)行優(yōu)化，以提高教學(xué)效果。重視實驗預(yù)習(xí)為了使學(xué)生在上課之前了解并掌握實驗的全過程，避免在親自操作過程中出現(xiàn)手忙腳亂，不按操作規(guī)程去做等現(xiàn)象，可根據(jù)教學(xué)大綱要求的實驗項目，制定一套土木工程材料實驗指導(dǎo)書。在實驗前，讓學(xué)生在預(yù)習(xí)實驗指導(dǎo)書的基礎(chǔ)上，給同學(xué)們放錄像再進(jìn)一步預(yù)習(xí)，實驗課上教師再做重點講解。這樣通過文字和影像相結(jié)合的方法使學(xué)生進(jìn)一步掌握實驗方法和實驗步驟，為動手實驗打下基礎(chǔ)。同時，通過看錄像，直觀、形象的了解實驗的全過程。改平行實驗組為交叉實驗組受實驗儀器設(shè)備、教學(xué)時間等條件限制，土木工程材料實驗都是分組進(jìn)行，即4~6名同學(xué)為一組，共同完成實驗項目。且為了保證實驗結(jié)果的精確度，實驗要求每個實驗需做2個平行組。根據(jù)這種分組實驗教學(xué)模式嚴(yán)重影響著實驗進(jìn)度和實驗效果。一方面，由于小組人員多，動手能力差的學(xué)生不敢動手，擔(dān)心自己操作不正確；依賴性強(qiáng)的學(xué)生不愿動手，只是在旁觀看。每組真正動手做實驗的一直都是那么幾個人，很多同學(xué)失去動手鍛煉的機(jī)會。一方面，大家同時完成所有實驗項目所需的學(xué)時太長。針對此類問題，可將平行實驗組改為交叉實驗組，即依然保持4~6名同學(xué)為一大組，使用相同的實驗材料。每一大組再分為2小組，每一小組單獨進(jìn)行實驗。由于每一小組只有2~3人，所以可以很好地解決學(xué)生獨立實驗的問題。而實驗完畢，兩個小組的實驗數(shù)據(jù)共享，也可以解決實驗精度的問題。加強(qiáng)實驗課后的鞏固按傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式，實驗課一結(jié)束，實驗教學(xué)任務(wù)也就完成。這樣教學(xué)模式的直接后果就是使學(xué)生過早遺忘所學(xué)知識。為了進(jìn)一步鞏固學(xué)生所學(xué)知識，可盡量創(chuàng)造條件讓學(xué)生參與一些實驗室創(chuàng)新項目或教師工程實驗任務(wù)，使他們能夠熟悉工程實驗的全過程。學(xué)校還可以與當(dāng)?shù)毓こ虇挝粚嶒炇衣?lián)系，實驗課結(jié)束后，讓學(xué)生與他們共建，既可以讓學(xué)生幫他們做一些力所能及的事情，又可以鍛煉學(xué)生的實驗技能。
實驗室是高校人材培養(yǎng)的重要基地，也是培養(yǎng)教師掌握新知識、新技術(shù)，提高實驗技能的場所。為了有利于學(xué)生素質(zhì)教育的提高，充分調(diào)動學(xué)生的積極性，為學(xué)生順利融入社會創(chuàng)造必要的條件，應(yīng)對實驗室教學(xué)資源進(jìn)行合理配置與優(yōu)化：（1）優(yōu)化實驗室教學(xué)環(huán)境，為合理開設(shè)土木工程材料實驗課提供基礎(chǔ)保證；（2）發(fā)揮實驗室的規(guī)模效應(yīng)，構(gòu)建跨學(xué)科、跨專業(yè)的實驗中心，實現(xiàn)資源共享，充分利用實驗室直接的、有效的資源，積極發(fā)揮其功能；（3）在經(jīng)費投入不足的情況下，做到修舊利廢，對于損壞的儀器設(shè)備，管理人員親自動手維修，并經(jīng)常對儀器進(jìn)行檢查和測試，做好使用、檢查和維修紀(jì)錄，對于落后的實驗設(shè)備進(jìn)行更新；（4）充分利用學(xué)院網(wǎng)絡(luò)、電氣化教學(xué)資源，建立土木工程材料實驗課課件，使教學(xué)手段變得豐富多樣；（5）開放實驗室充分利用實驗室資源。
盧文倩，（1992.07-），女，河南洛陽人，鄭州大學(xué)土木工程學(xué)院2010級本科生，建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)
摘 要：零能耗太陽能房是實現(xiàn)節(jié)能減排的重要途徑，作為夏熱冬冷地區(qū)的河南省中南部有其獨特的優(yōu)勢與發(fā)展需求，在這一地區(qū)應(yīng)用零能耗太陽能房的節(jié)能及經(jīng)濟(jì)效益將不可估量。
關(guān)鍵詞：零能耗太陽能房；節(jié)能減排
1.前言
目前，我國建筑能耗約占全社會總能耗的1/3，其中使用最大的能耗是采暖和制冷，在建筑的生命周期內(nèi)有一半民用建筑的運行能耗約占70%～80%，而零能耗太陽能房（Zero Energy Solar House，簡稱ZESH）可以實現(xiàn)運行無外加能耗，具有明顯節(jié)能優(yōu)勢。河南作為中部崛起的中堅力量，其未來的建筑能源消耗將會非常巨大，在該地區(qū)應(yīng)用零能耗太陽能生態(tài)房將會有非常樂觀的成效。
2.ZESH
ZESH是利用太陽能光熱、光電技術(shù)達(dá)成全年零運行能耗的建筑。它按照全年均衡弱季最大輻射量優(yōu)化原則，將太陽能光伏發(fā)電技術(shù)、光熱利用技術(shù)與建筑巧妙地結(jié)合在一起，為建筑提供能量，并配合其它太陽能產(chǎn)品創(chuàng)造出舒適的居住環(huán)境（下圖為一種構(gòu)造）。
它能夠不消耗任何外來能源為住宅提供電能、熱能及冷氣等現(xiàn)代生活必需的能量。在長期陰雨時期，由風(fēng)能、地?zé)崮堋⑸镔|(zhì)能（沼氣）等補(bǔ)充，其能耗標(biāo)志為零。
ZESH在國外已經(jīng)有了一定規(guī)模的應(yīng)用，尤其是在德國、美國等地深受歡迎。該技術(shù)已經(jīng)引進(jìn)，便受到國內(nèi)廣大房地產(chǎn)商的追捧。
3.應(yīng)用分析
3.1應(yīng)用優(yōu)勢
（1）太陽能資源豐富。該地區(qū)屬于太陽能資源中等類型地區(qū)，全年日照時數(shù)為2200～3000h，年太陽能輻射總量為5000～5850MJ/m2，相當(dāng)于日輻射量3.8～4.5KWh/ m2 ，和170～200Kg標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒所發(fā)出的熱量，具有利用太陽能的良好條件。該地房屋結(jié)構(gòu)大部分為中低層，采光較好。
（2）節(jié)能優(yōu)勢明顯。在黃河以南地區(qū)按原規(guī)定不集中供暖，然而該地區(qū)屬于夏熱冬冷地區(qū)，冬季十分寒冷。目前該地區(qū)多采用烤火取暖、空調(diào)采暖，不經(jīng)濟(jì)也不安全。應(yīng)用ZESH將直接解決幾千萬人口的取暖問題并降低養(yǎng)房成本。
隨著技術(shù)的的進(jìn)步和成本降低、秸稈屋頂?shù)壬鷳B(tài)建材的使用，ZESH的成本返還時間有望控制在20～30年。
（3）在一定水平的太陽能市場基礎(chǔ)上，ZESH成為必然趨勢。河南省太陽能市場以50%以上的速度增長，太陽能熱水器的使用普遍，被動式太陽能房在農(nóng)村應(yīng)用也很廣泛。
另一方面，根據(jù)2013年河南省太陽能市場調(diào)查結(jié)果顯示，在黃河南部的信陽、周口、南陽、平頂山等地太陽能熱水器市場均有較大規(guī)模的占有量，然而，在近兩年來卻都遇到了發(fā)展瓶頸。產(chǎn)品性價比較低、售后服務(wù)不完善是其主要原因。從深層次分析，建筑是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，一個完整的統(tǒng)一體，而后置于建筑之上的太陽能必然會對這個整體的外觀形象、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、設(shè)備材料等造成損害。另外，太陽能熱水器的使用壽命一般偽15年，而建筑壽命至少為50年，這就意味著一個建筑要經(jīng)歷幾代熱水器的安裝拆卸。大量的水線、電線、智能系統(tǒng)嵌入到房屋承重墻體中勢必會降低建筑的安全性。要解決這個問題，就必須要將建筑與太陽能設(shè)備組為一體進(jìn)行設(shè)計，發(fā)展ZESH。
（4）方便與生態(tài)建材相結(jié)合。河南作為農(nóng)業(yè)大省，擁有大量生物質(zhì)資源。沼氣等可再生能源不僅能與太陽能配合，提升ZESH的可靠性，還受到國家補(bǔ)貼。秸稈等季節(jié)性農(nóng)村生物質(zhì)廢棄物在當(dāng)?shù)鼐涂芍苯邮占?，不需長途運輸，節(jié)約成本。
尤其是秸稈增強(qiáng)水泥發(fā)泡屋頂總重量遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)屋頂，減輕建筑承重荷載，隔熱性能也由于傳統(tǒng)材料，結(jié)構(gòu)簡單，維修方便且便于與各種集熱器、太陽能電池系統(tǒng)相結(jié)合。
表3-1 農(nóng)作物秸稈增強(qiáng)水泥發(fā)泡屋頂與傳統(tǒng)屋頂板有關(guān)性能對比
材料的有關(guān)性能100mm混凝土圓孔板+20mm水泥焦渣+100mm加氣混凝土+20mm水泥砂漿+油氈5層150mm加氣混凝土+50mm架空空氣層+常規(guī)屋頂面結(jié)構(gòu)200mm加氣混凝土+50mm架空空氣層+常規(guī)屋頂面結(jié)構(gòu)100mm混凝土圓孔板+20mm水泥焦渣+50mm再生聚苯板+20mm水泥砂漿+油氈5層農(nóng)作物秸稈增強(qiáng)水泥發(fā)泡屋頂板+20mm水泥砂漿（或防水卷材）
屋頂板厚度/mm250250300240120
屋頂板質(zhì)量/（kg/m2）330190225310100
傳熱系數(shù)[W/（m2 ?k）]1.010.90.870.840.625
價格（估計）傳統(tǒng)屋頂價格適中新材料屋頂價格較高新材料屋頂價格較高新材料屋頂價格很高生態(tài)建材屋頂價格適中或稍低
（5）時代機(jī)遇。十二五期間的新農(nóng)村建設(shè)為河南帶來了了新的機(jī)遇，各種鼓勵政策的出臺為農(nóng)村建設(shè)提供資金、政策、技術(shù)支持。河南農(nóng)村建筑多為坐北朝南型，方便進(jìn)行ZESH的改造。
中部崛起戰(zhàn)略在政策上為ZESH提供可能。2008年1月1日起全省所有市縣開始全面執(zhí)行《河南省居住建筑節(jié)能實際標(biāo)準(zhǔn)》DBJ41/062-2005，提出的建筑節(jié)能的新標(biāo)準(zhǔn)，要求提高太陽能、水能、風(fēng)能等可再生能源在整個能源利用結(jié)構(gòu)中的比重，加大太陽能光熱、光電技術(shù)、地源和水源熱泵技術(shù)研究，推進(jìn)可再生能源與建筑一體化的應(yīng)用。
3.2待解決的問題
設(shè)備的使用壽命與建筑難以統(tǒng)一，一旦設(shè)備損壞，由誰來維修，采用怎樣的技術(shù)，費用等都待商榷。
其投資成本較大，只有在長期運行的情況下才能顯示出經(jīng)濟(jì)節(jié)能優(yōu)勢。面對房價貴、住房難的殘酷現(xiàn)實，多數(shù)人不會選擇成本太高的住房。該技術(shù)在我國還很年輕，仍有很大提高完善空間。
3.3發(fā)展策略
首先建筑人員需要深入到該地區(qū)，考察原有建筑情況、能源利用方式、水文地理條件等，結(jié)合實際將ZESH應(yīng)用于實踐。其次，太陽能概念產(chǎn)品仍需政府的支持對太陽能清潔能源的倡導(dǎo)將會引領(lǐng)群眾和商家的選擇；另外，補(bǔ)助的力度應(yīng)該隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平逐步提升，一旦減少了產(chǎn)品的成本，選擇ZESH的人便會增多。最后，太陽能需要擁有一個穩(wěn)中求進(jìn)的商品市場。
實際應(yīng)用時，推薦先選擇信陽、南陽東部等地，這里交通便利、能源豐富、發(fā)展底子好。先從市郊小別墅區(qū)起步，這里的居民一般都負(fù)擔(dān)得起ZESH的成本，由于地處城市農(nóng)村交界，各種原材料、勞動力都易低價獲得。然后再逐步向城市以及農(nóng)村擴(kuò)展。
4.結(jié)論
ZESH在中國剛起步不久，充滿著活力，適宜的條件決定了它在河南中南部的發(fā)展優(yōu)勢。在此發(fā)展ZESH前景廣闊，這也將為節(jié)能減排事業(yè)做出重大貢獻(xiàn)。（作者單位：鄭州大學(xué)土木工程學(xué)院）
參考文獻(xiàn)
[1] 徐偉，鄭瑞澄，路賓，太陽能建筑應(yīng)用發(fā)展見就報告，北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009.7
[2] 龍惟定，武涌，建筑節(jié)能技術(shù)，北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009.8
在各式“彩虹”橋佇立的背后，飽含著一批專門從事相關(guān)研究科學(xué)工作者的艱辛汗水，華南理工大學(xué)土木與交通學(xué)院橋梁教研室單成林教授是其中一員。
30多年前，單成林考取重慶交通交通大學(xué)橋梁專業(yè)，在此之前他沒想過自己有朝一日能夠用妙筆繪就“彩虹橋”。然而當(dāng)他選擇沉浸下去，逐漸發(fā)現(xiàn)了其中的奧妙和樂趣，這一干就是30余年。
30年披荊斬棘，30年風(fēng)雨兼程。30年時光里，單成林走過祖國南部的許多地方，先后從事過橋梁施工、設(shè)計、監(jiān)理、科研及教學(xué)工作。主持和參與了國家自然基金、省部級等多個項目，多年來共負(fù)責(zé)和參加過55座大、中橋梁的設(shè)計及加固設(shè)計工作。
“積跬步至千里，積小流成江海。”通過實踐不斷磨礪，單成林逐漸從一名普通的科教人員成長為專業(yè)領(lǐng)域的知名專家。在時光的雕琢中，他累積了豐富的經(jīng)驗，形成了一套自己“特有”的科研思路和方法，而善于在實踐中發(fā)現(xiàn)問題，解決問題成為其致力創(chuàng)新“開花結(jié)果”的重要“秘訣”之一。
自開展科研以來，單成林將主要的精力放在新結(jié)構(gòu)、新材料在橋梁上的應(yīng)用及橋梁加固設(shè)計理論領(lǐng)域，其專著、論文、專利、評獎及推廣應(yīng)用大多是該領(lǐng)域的內(nèi)容，其復(fù)合材料正交異性橋面板及橋梁加固設(shè)計理論研究都走在國內(nèi)最前沿，有些研究成果國內(nèi)至今未見他人有類似的成果報道。尤其在橋梁加固設(shè)計理論方面，其成果在學(xué)術(shù)性、實用性及數(shù)量上都是國內(nèi)極少數(shù)貢獻(xiàn)比較多的學(xué)者之一。
8年前，單成林在橋梁加固領(lǐng)域的研究設(shè)計中，注意到一個普遍現(xiàn)象：當(dāng)時國內(nèi)加固設(shè)計無章可依，大多做些加固前的復(fù)核性計算，對于真正的加固設(shè)計計算，或不做，或僅做承載力計算，且呈現(xiàn)出五花八門的亂象。當(dāng)時國內(nèi)對橋梁加固后的設(shè)計計算只有一些零散的、局部的研究，有些方面只有概念，更無相關(guān)橋梁加固設(shè)計方面的規(guī)范。
能不能將這些較為散亂的橋梁加固設(shè)計研究形成一套系統(tǒng)的、深入的、具有可操作性的依據(jù)呢？單成林在工作中強(qiáng)烈感到這一工作的重要性。憑借過去在這方面累積的深厚的研究基礎(chǔ)和功底，2004年，開始獨自撰寫《舊橋加固設(shè)計原理及計算示例》專著。全書52.5萬字，融入了單成林自己的一些加固設(shè)計理念，2007年年初由人民交通出版社出版。值得一提的是，該書不僅成為從事橋梁加固研究人員、設(shè)計人員的重要參考用書，還成為后來國內(nèi)橋梁加固規(guī)范編寫的重要參考書，他本人還參與了交通運輸部的“公路橋梁加固設(shè)計規(guī)范”評審。至今，該書也是橋梁加固設(shè)計方面寫得最深入、最全面、最具實用性的著作，已被發(fā)表的期刊論文和學(xué)位論文引用150次。隨后2011年由科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社出版了單成林撰寫的另一部16.7萬字的《混凝土梁式橋加固設(shè)計理論及試驗》專著，現(xiàn)今成為參與住建部“城市橋梁結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)程”編寫工作的基礎(chǔ)，負(fù)責(zé)內(nèi)容最多、最復(fù)雜的預(yù)應(yīng)力加固設(shè)計一章，目前已形成征求意見稿。
【論文關(guān)鍵詞】：結(jié)構(gòu)振動控制 ；預(yù)測控制 ；模型算法控制
【論文摘要】：結(jié)構(gòu)振動控制雖然在理論上己經(jīng)解決了很多復(fù)雜的控制問題，但在實際應(yīng)用中仍然存在許多問題和困難，如測量和時滯的影響。而預(yù)測控制采用最優(yōu)估計理論，對對象未來的動態(tài)特性進(jìn)行優(yōu)化。預(yù)測控制應(yīng)用于結(jié)構(gòu)振動中具有顯著的優(yōu)勢，逐漸發(fā)展成為一種新型的控制方法，如今已在許多行業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域取得不小的成功。
目前，土木工程結(jié)構(gòu)控制通常采用經(jīng)典控制理論，使用基于傳遞函數(shù)模式的頻域分析法，或者采用現(xiàn)代控制理論，使用基于狀態(tài)方程模式的時域分析法[1]。無論采用哪種方法，其特點都是基于模型的控制，通常認(rèn)為模型是已知的。傳統(tǒng)控制方法對解決高度非線性問題、強(qiáng)禍合問題等系統(tǒng)，缺乏實用有效的分析方法，其控制對象比較單一，輸入和輸出量比較簡單。當(dāng)控制對象比較復(fù)雜時，就很難有效發(fā)揮作用，甚至是無能為力。因此，研究不依賴于精確模型、調(diào)節(jié)簡單的控制算法對有效的減輕結(jié)構(gòu)在風(fēng)和地震等作用下的反應(yīng)和損傷，有效提高結(jié)構(gòu)的抗振能力具有十分重要的意義。預(yù)測控制的發(fā)展為解決這一問題提供了理論基礎(chǔ)。
本文以升船機(jī)結(jié)構(gòu)為主要研究對象。垂直升船機(jī)結(jié)構(gòu)一般由二個或四個巨大的鋼筋混凝土筒體加頂部設(shè)置的一個超高和超大跨度的單層廠房所組成，它是一種高柔結(jié)構(gòu)，升船機(jī)結(jié)構(gòu)下部筒體結(jié)構(gòu)的側(cè)移剛度很大，而頂部單層廠房柱的側(cè)移剛度很小，當(dāng)受到地震作用時，這種巨大的剛度突變引起升船機(jī)頂部廠房強(qiáng)烈的鞭梢效應(yīng)，引起嚴(yán)重破壞。由于使用功能上的要求，升船機(jī)頂部廠房排架方向無法設(shè)置任何的耗能系統(tǒng)，無法采用常規(guī)的抗震設(shè)計方法來減小升船機(jī)頂部廠房的地震反應(yīng)。目前，這己經(jīng)成為制約大型垂直升船結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的一個瓶頸，解決這一問題只能應(yīng)用結(jié)構(gòu)振動控制的方法。
結(jié)構(gòu)振動控制是近二十年發(fā)展起來的新興科學(xué)。它是指通過采取一定的控制措施以減輕或抑制結(jié)構(gòu)由于動力荷載所引起的反應(yīng)。其目的是要采取一定的控制措施，減輕和抑制結(jié)構(gòu)在地震、強(qiáng)風(fēng)及其它動力荷載作用下的動力反應(yīng)，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的動力穩(wěn)定性，提高結(jié)構(gòu)抵抗外界振動的能力，以滿足結(jié)構(gòu)安全性、使用性、舒適性、經(jīng)濟(jì)性等要求。
目前，結(jié)構(gòu)振動控制己成為一門獨立的學(xué)科，主要研究對結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)進(jìn)行控制的理論、方法和技術(shù)。它綜合控制論、計算機(jī)科學(xué)、結(jié)構(gòu)振動理論與新材料等前沿學(xué)科的最新研究成果和技術(shù)，是土木結(jié)構(gòu)振動工程的高科技領(lǐng)域，成為土木結(jié)構(gòu)工程發(fā)展方向之一[2]。
盡管現(xiàn)代控制理論經(jīng)過幾十年的發(fā)展，理論上己經(jīng)解決了很多復(fù)雜的控制問題，但在實際應(yīng)用中仍然存在許多問題和困難。就結(jié)構(gòu)對象而言，傳統(tǒng)控制方法的不足主要表現(xiàn)在如下方面[3]:數(shù)學(xué)建模和建筑結(jié)構(gòu)存在很大差異；外荷載具有不確定性，導(dǎo)致實際控制性和設(shè)計目標(biāo)之間的差異；測量和時滯的影響等等。在實際控制中，傳感器采集到的信號不可避免的存在噪聲污染，而結(jié)構(gòu)振動控制一般采用實時控制方式，這就可能因測量過程中的未知因素的影響而造成觀測溢出和控制溢出，從而使得控制性能下降甚至可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，形成激勵，加速結(jié)構(gòu)破壞，導(dǎo)致災(zāi)難性后果。一般控制算法是假定在理想狀態(tài)下，即不存在時滯，但實際在測量轉(zhuǎn)化、信號處理、計算控制信號、施加控制力都需要一定時間，從而造成控制的時滯。如果未考慮這個因素，就會造成控制效率下降，更嚴(yán)重的會造成控制結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)。
而預(yù)測控制采用最優(yōu)估計理論，由所測得的結(jié)構(gòu)反應(yīng)預(yù)測將要發(fā)生的結(jié)構(gòu)反應(yīng)或外部激勵，不斷修正預(yù)測律，針對預(yù)測的結(jié)構(gòu)反應(yīng)或外部激勵，計算施加的控制力序列，對對象未來的動態(tài)特性進(jìn)行優(yōu)化。利用預(yù)測模型可以預(yù)測系統(tǒng)從當(dāng)前狀態(tài)開始，經(jīng)過有限時域后的未來開環(huán)特性;根據(jù)該動態(tài)特性可以得到最優(yōu)的
控制序列，它使得預(yù)先指定的目標(biāo)函數(shù)有最小值。因此，預(yù)測控制應(yīng)用于結(jié)構(gòu)振動中具有顯著的優(yōu)勢。目前國內(nèi)對預(yù)測控制在結(jié)構(gòu)振動控制領(lǐng)域方面的研究還較少，隨著科學(xué)理論研究的深入和計算機(jī)控制技術(shù)水平的提高，預(yù)測控制逐漸成熟并發(fā)展成為一種新型的控制方法，如今已在許多行業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域取得不小的成功[4]。
與其它預(yù)測控制算法相比，模型算法控制的優(yōu)點主要表現(xiàn)在以下方面：由于采用的是脈沖響應(yīng)模型，無需降低其模型階數(shù)；對于過程輸入的大小和變化率的約束，可正確地直接進(jìn)行處理;控制率是時變的，閉環(huán)響應(yīng)對于受控對象的變化具有魯棒性；依靠內(nèi)部模型的在線更新，可以實現(xiàn)增益預(yù)調(diào)整；脈沖響應(yīng)模型的設(shè)定和控制量的計算使用相同的算法，可以簡化硬件條件；對于不同的受控對象，可以采用不同的采樣周期；對于傳感器故障或系統(tǒng)控制特性的惡化，可以在線修改控制規(guī)則。動態(tài)矩陣控制(DMC)和模型算法控制(MAC)是以非參數(shù)模型為基礎(chǔ)的預(yù)測控制算法。
當(dāng)前人們對預(yù)測控制的研究和應(yīng)用，無論是從廣度上還是深度上都有很大的發(fā)展。隨著計算機(jī)的普及和計算機(jī)控制技術(shù)水平的提高，預(yù)測控制必然會向更高層次進(jìn)一步發(fā)展。但是目前國內(nèi)對預(yù)測控制在結(jié)構(gòu)振動控制領(lǐng)域中的研究和應(yīng)用還很少，存在很多迫切需要解決的理論和實際問題，但其基本原理的適應(yīng)性無疑是富有吸引力的。
參考文獻(xiàn)
[1]閻維明，周福霖，譚平. 土木工程結(jié)構(gòu)振動控制的研究進(jìn)展.世界地震工程，1997，13(2):8-20
[2] 李敏霞，劉季.主動結(jié)構(gòu)振動控制算法綜述.世界地震工程，1998， 14(4):6169
關(guān)鍵詞：獨立學(xué)院土木工程實驗教學(xué)
為“培養(yǎng)適應(yīng)社會主義現(xiàn)代化建設(shè)需要，德智體全面發(fā)展，掌握土木工程學(xué)科的基本理論和基本知識，獲得工程師基本訓(xùn)練并具有創(chuàng)新精神的高級專門人才” [1]；為培養(yǎng)具有實踐能力、創(chuàng)新能力和科學(xué)素養(yǎng)的優(yōu)等生。實驗教學(xué)是其重要實踐性環(huán)節(jié)，具有理論教學(xué)不可替代的作用。
獨立學(xué)院是我國適應(yīng)我高等教育發(fā)展的新興辦學(xué)模式，其土木工程專業(yè)在人才培養(yǎng)層次上的定位應(yīng)是能夠面向基層，下得去、留得住、用得上的高等工程技術(shù)人才和管理人才，面對獨立學(xué)院生源的特殊性、專業(yè)建設(shè)的市場性及就業(yè)區(qū)域的局限性，從理論教學(xué)向?qū)嵺`能力培養(yǎng)的實驗教學(xué)是轉(zhuǎn)變的必然趨勢。
1、 目前高校土木工程實驗教學(xué)的基本現(xiàn)狀
（1） 實驗教學(xué)隸屬于理論教學(xué)
大部分實驗課隸屬于理論課，實驗內(nèi)容各自獨立，為強(qiáng)調(diào)其實驗課的系統(tǒng)、完整性，片面追求小而全，又往往與相關(guān)實驗教學(xué)發(fā)生內(nèi)容上的重復(fù)，綜合運用能力差也造成了專業(yè)知識能力的不足。比如材料力學(xué)與土木工程材料中的鋼筋的拉伸實驗就基本完全一致，造成實驗室設(shè)備及師資的極大浪費。另外，理論教學(xué)順序的安排欠妥，導(dǎo)致學(xué)生實驗課積極性不高，理解困難，影響教學(xué)效果[2]。
[收稿日期]：2011-6-28
[作者簡介]：張勝利，男，漢族，山東兗州人，廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院教師，碩士，研究方向：新材料在土木工程中的應(yīng)用， 。
（2） 實驗教學(xué)內(nèi)容及方式陳舊，缺乏創(chuàng)新性
與土木工程材料加速更新?lián)Q代相比，實驗教學(xué)中的，仍以普通水泥、砂漿及普通混凝土等常規(guī)土木工程材料就略顯陳舊，另外在教學(xué)方式，老師為了按照教學(xué)要求完成實驗內(nèi)容，過多的參與學(xué)生指導(dǎo)，使其學(xué)生在嚴(yán)格的方框之內(nèi)被動達(dá)到實驗的統(tǒng)一要求，這種實驗只是對學(xué)生操作能力的訓(xùn)練，并沒有鍛煉學(xué)生的獨立性和創(chuàng)新性，同時缺乏探索性和挑戰(zhàn)性，必然導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高。
（3） 實驗教學(xué)考核方式缺乏科學(xué)性
實驗教學(xué)目前在大多數(shù)范圍內(nèi)定位與輔助教學(xué)，隸屬于理論課，教學(xué)考核成績自然只是理論課程中的一部分，未能單獨考核；實驗內(nèi)容缺乏創(chuàng)新，實驗過程和結(jié)果常年不變，決定了考核方式的單一，實驗教學(xué)設(shè)計、過程、分析中缺乏整體性和研究性，不利于學(xué)生綜合專業(yè)能力和創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)，一種模式的考核方式，也不利于學(xué)生的個性發(fā)展。
2、獨立學(xué)院土木專業(yè)實驗教學(xué)的目標(biāo)
土木工程人才培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)以社會需求為導(dǎo)向，考慮社會近期需求與長遠(yuǎn)需求的協(xié)調(diào)發(fā)展，應(yīng)對各層次、各類型工程人才提出明確的培養(yǎng)目標(biāo)，轉(zhuǎn)變觀念，調(diào)整重心，科學(xué)定位，端正辦學(xué)指導(dǎo)思想，擺脫目前重視理論教學(xué)，輕視實驗教學(xué)的格局，培養(yǎng)具備良好專業(yè)技能和實踐動手能力的應(yīng)用型人才，確立創(chuàng)新能力為核心的工程人才質(zhì)量目標(biāo)。
3、 實驗教學(xué)改革
（1） 實驗教學(xué)與時俱進(jìn)，脫離理論教學(xué)，獨立開課
全面修訂和完善實驗教學(xué)大綱，實驗內(nèi)容與時俱進(jìn)，在保留經(jīng)典實驗的基礎(chǔ)上，更新實驗材料和實驗方法，以社會應(yīng)用性為基礎(chǔ)，增加實驗內(nèi)容的設(shè)計性、綜合性，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性；實驗過程由“被動驗證”向“主動研究”轉(zhuǎn)變，實驗老師不要過多的參與學(xué)生實驗的具體操作中，實驗方案和驗算方法由學(xué)生自行制定，實驗儀器獨立調(diào)試，學(xué)生在實驗教學(xué)中的角色需要翻天覆地的轉(zhuǎn)變；對實驗課程進(jìn)行優(yōu)化組合，實驗科目分門別類，單一、獨立的實驗轉(zhuǎn)化為綜合性應(yīng)用型實驗，實驗教學(xué)脫離理論教學(xué)，獨立開課；同時為幫助學(xué)生獨立思考、分析，綜合運用已學(xué)知識，保護(hù)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新思維，積極組織學(xué)生參加力學(xué)、材料、結(jié)構(gòu)及測量比賽，以賽提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果。近年來，從上自下，我校各個層面對實驗教學(xué)要求極為嚴(yán)格，不但不惜巨資把多位老師送去工程單位鍛煉，而且從校外請來工程專家為學(xué)生授課和指導(dǎo)，現(xiàn)在學(xué)校又在緊鑼密鼓的對實驗室進(jìn)行基礎(chǔ)性建設(shè)。
（2） 考核模式科學(xué)性
考核的目的是檢驗學(xué)生的掌握效果，不僅僅局限與實驗操作，更多是考察學(xué)生實驗技能和理論聯(lián)系實際的能力，通過考核使學(xué)生在綜合能力上有個提高，而不是學(xué)分的及格。在追求這種先進(jìn)的教學(xué)考核模式時，要特別注意學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，體現(xiàn)“以人為本”，注重個性發(fā)展。為了使考核成績具有系統(tǒng)性、準(zhǔn)確性和全局性，必須建立實驗考核測評體系。實驗測評體系不僅能更好的促進(jìn)學(xué)生實踐能力、綜合能力和創(chuàng)新能力的提高，而且避免在評定成績時出現(xiàn)的主觀印象分。長期以來，由于實驗內(nèi)容和實驗方法的單一造成考核方式的單一局面，考核模式的創(chuàng)新必須增加考核內(nèi)容的層次性及考核方式的多樣性，考試內(nèi)容可從驗證、設(shè)計、綜合、研究出發(fā)，考核方式的多樣性可體現(xiàn)在筆試、口試、操作、報告、答辯、論文等形式上來，要在學(xué)生的動手能力、設(shè)計能力、知識運用能力、創(chuàng)新能力及個人素質(zhì)等方面上重點培養(yǎng)和提高。總之，考核模式的科學(xué)性就是要要對原來的改革，實現(xiàn)學(xué)生能力和綜合素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展[3]。
（3） 實驗室走開放之路
為了培養(yǎng)學(xué)生在實驗教學(xué)中的綜合能力，互相滲透學(xué)科間的交叉內(nèi)容并增加其相互聯(lián)系，充分利用實驗設(shè)備及師資，彌補(bǔ)實驗教學(xué)中學(xué)時及內(nèi)容上的不足，提高工程實踐能力，實驗室開放是必由之路。在教師有限的指導(dǎo)下，讓學(xué)生自己獨立去設(shè)計實驗內(nèi)容，有步驟、有計劃的去學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容，同時也能夠培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作意識。實驗室開放也有利于整合資源，讓實驗室直接參與社會建設(shè)，為實驗室設(shè)備的更新?lián)Q代擴(kuò)大經(jīng)費來源。 當(dāng)然對初入實驗室的大學(xué)生來說，主要以實踐教學(xué)為主，確保新生掌握實驗的基本理論、實驗方法及儀器的基本操作技能，為將來進(jìn)入開放實驗室打下良好基礎(chǔ)。由此可見，實驗室的開放不僅有利于培養(yǎng)學(xué)生實踐能力，提高實踐教學(xué)成果，更有利于緩解經(jīng)費短缺，促進(jìn)實驗設(shè)備的更新?lián)Q代[4]。
（4） 構(gòu)建合理的實驗教學(xué)隊伍
建設(shè)高素質(zhì)的實驗教學(xué)師資隊伍，滿足人才培養(yǎng)方案，是搞好實驗教學(xué)的基礎(chǔ)，師資本身的綜合素質(zhì)、知識結(jié)構(gòu)及能力結(jié)構(gòu)很大層面上影響土木工程人才培養(yǎng)的目標(biāo)。實驗教學(xué)課程的教師更是如此，其自身應(yīng)保證處于開放狀態(tài)，及時吸收教學(xué)研究中的新成果，鼓勵教師到施工、設(shè)計、監(jiān)理等單位鍛煉，制定優(yōu)惠政策吸引專業(yè)教師向“雙師型”轉(zhuǎn)化，積極參加工程實踐，勇于接受實踐中的新知識，抵消自己陳舊的思維方法和教學(xué)方法，創(chuàng)新教學(xué)方式。為進(jìn)一步加快師資隊伍建設(shè)，我們可以采取“培養(yǎng)、引進(jìn)和聘用”相結(jié)合的措施，加大教師在職培養(yǎng)力度，提高教師學(xué)歷、學(xué)位和專業(yè)水平，加強(qiáng)對全體教師特別是青年教師教育教學(xué)基本理論、基本技能和師德師風(fēng)的培訓(xùn)。
［論文摘要］地基處理的研究一直是土木工程的一個熱點，常用的軟弱地基處理方法分四大類，應(yīng)綜合考慮選擇合理經(jīng)濟(jì)的方法。
我國《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB 50007—2002）中規(guī)定，軟弱地基系指主要由淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土、雜填土或其它高壓縮性土層構(gòu)成的地基。它是指基本上未受過地形及地質(zhì)變動，未受過荷載及地震動力等物理作用或土顆粒間的化學(xué)作用的軟粘土、有機(jī)質(zhì)土、飽和松砂和淤泥質(zhì)土等地層構(gòu)成的地基。
1.軟弱地基加固處理方法
軟弱地基的加固處理[1]，按其原理和作法的不同，可分為以下四類：
1.1排水固結(jié)法
排水固結(jié)法又稱預(yù)壓法，其包括堆載預(yù)壓法、超載預(yù)壓法、真空預(yù)壓法、真空與堆載聯(lián)合作用法、降低地下水位法和電滲法等多種方法；通過在預(yù)壓荷載作用下使軟粘土地基土體中孔隙水排出，土體發(fā)生固結(jié) ，土中孔隙體積減小，土體強(qiáng)度提高，達(dá)到減少地基施工后沉降和提高地基承載力的目的。
1.2振密、擠密法
振密、擠密法有表層原位壓實法、強(qiáng)夯法、振沖密實法、擠密密實法、爆破擠密法和土樁、灰土樁等多種方法；采用一定措施，通過振動和擠密使深層土密實，使地基土孔隙比減小，強(qiáng)度提高。
1.3置換及拌入法
置換及拌入法有換填墊層法、振沖置換法、高壓噴射漿法、深層攪拌法、褥墊法等多種方法；采用砂、碎石等材料置換軟弱土地基中部分軟弱土體或在部分軟弱土地基中摻入水泥、石灰或砂漿等形成加固體，與未被加固部分的土體一起形成復(fù)合地基，從而達(dá)到提高地基承載力減少沉降量的目的。
1.4加筋法
加筋法有加筋土法、錨固法、樹根樁法、低強(qiáng)度砼樁復(fù)合地基法、鋼筋砼樁復(fù)合地基法等多種方法。通過在土層埋設(shè)強(qiáng)度較大的土工聚合物、拉筋、受力桿件等達(dá)到提高地基承載力，減小沉降，維持建筑物穩(wěn)定。
以上方法的原理、適用范圍及工程實例可參考殷宗澤、龔曉南主編的《地基處理工程實例》[2]一書。
2.軟弱地基處理方法的選擇
在地基處理中，我們要遵循的原則是：技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用、確保質(zhì)量[3]。可根據(jù)以下條件進(jìn)行選擇：
2.1地質(zhì)條件
不同的方法適用于不同的地質(zhì)條件，可參看規(guī)范。
2.2設(shè)計施工條件
設(shè)計時應(yīng)考慮工期及用料情況：工期不宜安排得太緊；時間充分，施工時地基穩(wěn)定性好，遺留問題少。工程用料要求就地取材。施工時應(yīng)采用科學(xué)的管理方法。
2.3場地環(huán)境條件
要考慮施工時對周圍環(huán)境的影響。如：新填土?xí)D壓原有道路、房屋，產(chǎn)生側(cè)向位移或附加沉降；用砂樁、砂井時，施工有噪聲，靠近居民點會擾民；采用降低水位法時，要考慮引起周圍地基的下沉和對周圍居民用水的影響故應(yīng)預(yù)先調(diào)查或做隔水墻，并考慮施工后注水復(fù)原的問題；采用填土堆載時要有大量的土料運進(jìn)運出工地，會影響交通和環(huán)境衛(wèi)生；打石灰樁、灌注藥物或采用電滲排水時，會污染周圍地下水，應(yīng)慎重對待。
2.4結(jié)構(gòu)物條件
要考慮結(jié)構(gòu)物的等級、結(jié)構(gòu)體系、斷面形狀、位置、埋深、使用要求和建筑材料等因素對所選擇加固方法的影響，特別是有地下結(jié)構(gòu)物（地下室、涵洞、地鐵等），或者結(jié)構(gòu)物高低不同、沉降不均時，應(yīng)當(dāng)特別注意。
3.地基處理技術(shù)的創(chuàng)新
近幾年來，世界各地因地制宜的發(fā)展了許多新的地基處理方法。
3.1。 添摻外加劑方面[4]
以前的地基處理方法大多從機(jī)械設(shè)備著手，從而建立某種工法，而從材料入手提高地基處理質(zhì)量和效果的較少。高性能土壤固化劑土壤混合后，特別是與高含水量和富含有機(jī)質(zhì)的淤泥發(fā)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)，形成相互連接的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而提高固化土的強(qiáng)度，減少地基變形。通過室內(nèi)實驗和現(xiàn)場試驗證明，用高性能土壤固化劑作地基處理特別是對軟弱地基的處理很有效，比普通水泥加固效果好的多，此項技術(shù)在國外應(yīng)用已相當(dāng)普遍已有很成熟的研究機(jī)構(gòu)和公司，但在國內(nèi)尚屬起步階段。
3.2 綜合應(yīng)用水平方面
重視多種地基處理方法的綜合應(yīng)用可取得較好的社會經(jīng)濟(jì)效益。
真空預(yù)壓法與高壓噴射注漿法結(jié)合可使真空預(yù)壓應(yīng)用于水平滲透性較大的土層，而高壓噴射注漿法與灌漿相結(jié)合使糾偏加固技術(shù)提高到一個新的水平[5]。
單用動力固結(jié)法(俗稱強(qiáng)夯法)處理飽和軟粘土地基時卻極易產(chǎn)生“橡皮土”現(xiàn)象，難以達(dá)到預(yù)期效果。為此，巖土工程界將強(qiáng)夯法和排水固結(jié)法結(jié)合起來，開創(chuàng)了“動力排水固結(jié)法”這項新技術(shù)[6]。
3.3.可持續(xù)發(fā)展方面
我國《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ79—2002已經(jīng)將粉煤灰正式列為換填墊層法可采用的一種墊層材料。
渣土樁又稱“孔內(nèi)深層夯擴(kuò)擠密樁”，是一種新型地基處理方法，其充分利用建筑垃圾，變廢為寶，施工現(xiàn)場干凈無污染。
地基處理技術(shù)還被用于防止有害物滲出液污染地下水以及防止其他已被污染區(qū)域地下水的流動造成污染擴(kuò)散。近期出現(xiàn)的處理新技術(shù)是讓被污染的地下水通過含有將地下水中有害物變性、吸收及降解的鐵屑或碳顆粒的活性截水墻PRB使地下水得到凈化[7]。
4．結(jié)語
我國地基處理技術(shù)發(fā)展很快，但還有許多方面需進(jìn)一步研究：
（1）發(fā)展現(xiàn)場監(jiān)測技術(shù)的研究。
（2）發(fā)展測試技術(shù)的研究
（3）促進(jìn)地基處理理論方面的進(jìn)一步發(fā)展。
（4）完善工法的質(zhì)量檢驗手段。
（5）發(fā)展地基處理新技術(shù)，提高地基處理技術(shù)的綜合應(yīng)用水平的研究。。
（6）要因地制宜合理選用處理方法。正確評價各種地基處理方法的適用性。
（7）研制新機(jī)械新材料，提高施工工藝，實現(xiàn)信息化施工的研究。
（8）深化施工管理體制改革，重視專業(yè)施工隊伍建設(shè)。
參考文獻(xiàn)
[1] 顧曉魯，錢鴻縉，劉惠珊，汪時敏.地基與基礎(chǔ)[M] 北京:中國建筑工業(yè)出版社，2003，(15):576
[2] 殷宗澤，龔曉南 地基處理工程實例[M] 北京:中國水利水電出版社，2000(1):14~17
[3] 陳莞爾 軟弱地基加固方法的合理選擇[J] 地基基礎(chǔ)，2004
[4] 於春強(qiáng)，鄭爾康 高性能土壤固化劑及在地基處理中的應(yīng)用[J] 第九屆土力學(xué)及巖土工程學(xué)術(shù)會議論文集2003
[5] 朱祖梁， 黃光明 軟土地基處理方法的實例分析[J] 中國煤田地質(zhì)，2005，6
