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力學論文范文1
(一)教材內容狹隘
盡管土力學課程涉及多個工程領域，但是國內現行絕大多數教學大綱和相關教材仍然涇渭分明，使得建筑工程專業的學生不懂交通土建，交通土建專業的學生不懂建筑工程，難以滿足大土木背景下人才培養的需求。此外，為與國際接軌，土力學與基礎工程課程已列為中國目前正在推行的注冊工程師執業資格考試的必考科目。因此，如何結合中國注冊工程師制度，調整教材內容，提升學生的職業能力，為他們今后的工作創造條件，也是當今急需解決的問題之一。
(二)教學及教材內容滯后
隨著土木工程技術的迅猛發展，新技術和新理論不斷涌現。與其他很多課程一樣，目前國內大多數土力學與基礎工程課程教材的內容及相關教學大綱偏于陳舊，更新程度遠遠落后于學科的發展。通過網上調研，發現國外土力學與基礎工程課程的教學及教材內容緊跟學科發展，能夠反映該學科較為前沿的研究成果，如臨界狀態土力學、非飽和土力學等。而在國內，這部分內容大多作為巖土工程專業研究生高等土力學課程的教學內容，在本科教材和教學大綱中極為少見［3］。
(三)教學模式單一
由于教學內容多、課時有限，盡管許多學校已將多媒體、討論課等引入課堂，教學模式趨于多元化，但是傳統的“填鴨式”教學仍然是目前主要的教學模式，因人施教、個性化教學的開展還很不理想。
二、個性化教學模式的改革措施
(一)教學內容模塊化
在現有課程體系的基礎上，整合并及時更新土力學與基礎工程課程教學的相關內容，減少指定教材的局限性，建立模塊化課程體系，以解決教材內容狹隘、滯后以及內容多課時少等問題。模塊化教學體系主要包括:基礎理論、建筑工程應用(如淺基礎、樁基礎設計等)、交通土建應用(如沉井基礎設計、路基設計等)、石油特色(如儲罐基礎設計)、專題講座(如非飽和土、土動力學等)、注冊師考試等多個模塊。在共同學習基礎理論模塊后，學生可根據自己的興趣自主選擇相應的模塊進行學習，并且以學生自主學習、教師精點講解、專題設計、課題研究等為主，考試時將該部分的學習情況作為平時成績計入總分。與此同時，為適應大土木的要求，學校也對土木工程專業的培養方案做了相應的改革，最突出的一點是大三下學期學生可根據自己的學習興趣和未來的職業意向，自主選擇相應的學習方向(如建筑結構方向、地下工程方向、巖土工程方向、交通土建方向等)，每個方向都開設了相當數量的選修課程。
(二)構建多元化、個性化教學模式
在進一步完善多媒體教學的基礎上，通過對課后作業和實驗教學內容的分類、建立網絡互動平臺、組建大學生創新團隊等措施，滿足不同層次學生，以及社會對創新型人才和技術型人才培養的需求，實現個性化教學。
1．教學手段及方法多元化
在現有教學課件的基礎上，根據教學內容模塊化的要求，進一步完善多媒體課件;通過工程案例錄像、動態仿真等手段介紹課程研究對象及內容;建立教師與學生網絡互動平臺。互動平臺主要包括教學資源、土工試驗、課程設計、工程實例、前沿專題、解惑釋疑等模塊。其中，教學資源模塊主要包括教學課件、作業習題、參考資料等內容;工程實例模塊主要包括設計工程案例、相關規范、施工圖紙等;前沿專題模塊主要包括環境巖土、土動力學、非飽和土、科技引導等專題，主要介紹一些新的技術、新的理論、有價值的論文、該領域的熱點問題等，學生也可通過此模塊選擇與學科有關的創新課題;解惑釋疑模塊主要通過網絡解答學生提出的各類與課程、考研、就業、注冊工程師考試等有關的問題，學生也可參與解答。在教學方法方面，除了傳統的教師講解以外，逐漸改變教學觀念，將學生視為課堂主體，輔以課堂講授、小組討論、研究性實驗和課題設計等。特別是通過網絡互動平臺，實現學生課下自主學習、師生課下交流等多元化教學。
2．因人施教的個性化教學
(1)增加課后作業量，對課后作業進行分類?？紤]到學生層次的差異，將課后作業分為必交作業、習題作業和不必交作業三類［3］。學生可根據自己的能力選做作業。其中，習題作業為課程各知識點的典型習題，是課堂例題的補充，一般1個例題配3－5個習題作業，由學生自己批改作業，教師給出詳細的解答過程，以供學生參考;不必交作業主要是考研和注冊工程師考試等方面的典型題目，學生可根據自己的時間、未來就業的方向以及考研方向等自主選擇。(2)實驗教學分類。土力學與基礎工程課程是理論性和實踐性很強的課程，課程的基本理論、公式等主要來源于實踐和實驗，實驗教學是該課程教學重要的組成部分。為了滿足不同層次學生的要求，將實驗教學分為常規試驗、研究試驗和觀摩試驗三類。常規試驗為教學大綱要求本科階段必須掌握的基本土工試驗，如固結實驗、直剪試驗等，以訓練學生的基本實驗技能為目的，學生必須選修，且要求按照教師的講解及規范規定的步驟進行;研究試驗為學生根據自己的興趣和前沿課題提出實驗項目及實施方案，并在教師的協助下完成，旨在強化學生綜合能力與創新能力的培養，如學生自行設計的纖維土強度試驗等;觀摩試驗是根據具體情況組織學生觀摩現場試驗或現場實驗錄像，以增加學生的感性認識和現場實施能力，由教師指導完成。(3)組建大學生創新型團隊。通過開設專題講座和網絡互動平臺，讓學生了解學科的前沿理論和熱點問題，結合石油大學大學生創新項目，組建大學生創新團隊，鼓勵學生直接參與科研，增強其創新意識。目前該課程已組建3個創新團隊，有設計纖維土、垃圾土等多個研究課題。(4)加強技能型人才培養。鑒于有相當一部分學生畢業后會直接就業，加之該學科實踐性很強，因此，教師常常通過網絡平臺，傳遞一些工程資料，與學生探討設計、施工過程中常遇到的實際問題和解決辦法，解答現行規范中的疑問，為學生獨立工作奠定基礎。3．推進考核方式的改革基于過程性原則、激勵性原則、多元化原則和能力性原則，逐步推進課程考核方式的改革，改變一次性結課考試的考核形式，注重對學習過程的考查和學生能力的評價，形成課程最終成績=過程考核成績(課堂考核成績+綜合考核成績)+期末考核成績的考核方式。其中，期末考核成績所占比例不超過50%?？己朔绞降母母镞M一步激發了學生學習的主動性和自主性，培養了學生的創新意識和實踐能力。
三、結語
力學論文范文2
電場對單分子熒光強度的操控
這里選用Suqaraine－DerivedRotaxanes（SR）染料分子［19］進行單分子光學實驗，其化學結構如圖2（a）（P257），SR分子結構中的大環能夠增強分子的化學穩定性，抑制吸收譜線的展寬．該分子的最大吸收波長為650nm，最大發射波長為678nm．由于SR分子對稱性的空間結構，它的固有電偶極矩幾乎為0，在外場的作用下不會產生偶極取向極化．圖2（b）（P257）顯示了樣品制備的示意圖，兩只平行電極的間隔通常制備到十幾個微米，更大的電極間隔需要更高的外場電壓來實現需要的電場強度．染料單分子制備到電極的間隙中，首先在電極間隙旋涂一層薄的PMMA薄膜，然后再旋涂染料分子到電極間隙中，在染料分子上再次旋涂一層PMMA薄膜．PMMA薄膜主要用于為染料分子提供電子轉移的受體，同時使得兩電極之間形成絕緣．染料分子被激光激發到激發態上電子可以通過以下幾種方式弛豫到基態：輻射或非輻射衰減到基態，或到達壽命較長的三重態，或者發生電荷分離，電子轉移到鄰近其它受體上．電場可以控制電荷分離從而可以直接調制電子轉移．在SR分子周圍的PMMA基質中存在或強或弱的電子受體，由于電場的存在可以使得電子在分子和電子受體之間轉移．根據Frenkel理論［20］，電場能夠改變兩個電性相反的電荷之間的庫侖勢壘．電場中勢壘可以用（1）式表示．（式略）根據Frenkel理論，當分子樣品上沒有施加電場時，電子會在外界熱能的驅動下在分子和電子的受體之間發生電荷轉移，當電場加到分子樣品上時，電場可以降低分子與電子受體之間的庫侖勢壘，導致電子被周圍電子受體的庫侖勢壘俘獲的幾率減小，而電子從勢壘中逃逸的概率增大使得熒光強度增強．圖5（b）顯示了一個SR單分子對方波電壓的響應，當方波電壓加到單分子上時，分子熒光會突然增強，當關斷電壓后，分子熒光又會突然減弱，電壓能夠將分子熒光從2K的平均光強增加到6K，當關斷電流后熒光會穩定在4K的強度上．說明該單分子周圍可能有一個很強的電子受體，電子在熱擾動下在分子和這個強受體之間發生弱的隧穿．當電場加到分子樣品上，分子與強受體之間的勢壘被降低，電子的隧穿幾率變大使得分子熒光增強．當關閉電場后，分子與強受體之間的勢壘升高但沒有上升到初始高度，使得分子熒光強度（4K）比初始熒光（2K）強．表明通過電場作用后分子與周圍的電子受體之間的勢壘會被改變．
染料單分子光動力學特性的電流操控
我們同時進行了利用電流操縱染料SR／ITO界面上的電子轉移率．10－9mol的染料SR分子溶解于1L的氯苯溶劑中，充分振蕩形成均勻穩定的溶液．將該溶液以3000r／min的轉速旋涂到蓋玻片基片上．ITO從Sigma－Aldrich公司購買，粒子尺度＜100nm，幾百納米厚度的ITO薄膜旋涂染料分子上．二根鋁導線被固定在ITO導電膜上，經真空干燥后，在樣品表面上覆蓋一層幾百納米厚度的PMMA薄膜 （Mw＝15，000，Tg＝82℃，Aldrich），以隔離氧氣．將樣品放入到溫度為350K的真空干燥箱中進行10h的淬火處理以消除殘留的溶劑、氧氣及舒緩旋涂技術對聚合物薄膜造成的影響．在調節注入ITO薄膜中的電流的同時將激光照射到焦平面上的單分子上測量瞬時的熒光強度．我們測量了數百個SR單分子，所有的單分子熒光對電流都有明顯的響應．電流作用下的單分子熒光熄滅軌跡曲線顯示在圖6中．圖6（a）顯示了一個SR分子的熒光強度軌跡，當24．1mA／mm2的電流密度周期地作用到ITO薄膜上，電流能夠有效地熄滅單分子熒光．在熒光強度軌跡上可以觀察到單分子的熒光閃爍．當24．1mA／mm2的電流應用到ITO薄膜上，單分子熒光強度展示了一個指數的衰減，通過單指數擬合獲得的時間常數為（2．24±0．23）s．關閉電流后熒光逐漸恢復到它的初始值，大約需要10s的時間．熒光對電流的響應時間和熒光恢復的時間依賴于分子鄰近的局部環境擬合獲得的時間常數分別為（5．80±1．20）s，（3．20±0．54）s和（1．38±0．09）s．可以看到施加的電流越大，單分子熒光暫態響應越快．電流關閉后熒光強度恢復到初始值需要大約7．5s．46．8mA／cm2的電流密度能夠幾乎徹底熄滅分子熒光．圖6中的這兩個單分子有不同的熒光恢復時間，這是由于不同的單分子與周邊ITO納米粒子相互作用的異構引起的．另外，我們統計了75個熒光減弱的單SR分子在不同電流作用下的熒光強度軌跡，顯示在圖6（c）中．所有的單分子都隨著電流的作用熒光出現減弱，在42mA／cm2的電流密度作用下單分子的平均電子轉移率可達到91％．我們給出一個電流驅動下的電子轉移模型用來解釋電流作用下的分子熒光減弱，如圖7所示，包括分子能級、光誘導作用下的電子轉移和電流驅動下的電子轉移，在SR／ITO半導體界面電子在光誘導的作用下發生由染料分子的激發態到ITO的導帶上的電子轉移，即向前的界面電子轉移．電子又會自發地從ITO的導帶轉移回到染料分子的基態上，即向后的界面電子轉移．在外部電流的驅動下分子也會發生由分子基態到ITO導帶的電子轉移，即基態的電子轉移．當一個外部電流應用到ITO薄膜上電勢能夠調節ITO的費米能級．正電勢能夠降低ITO的費米能級會在SR和ITO之間形成一個能級差，從而能夠驅動向前的電子轉移和基態的電子轉移同時抑制向后的電子轉移．在一個大的外電流作用下，向后的電子轉移能夠被完全抑制從而分子熒光會完全熄滅．當關閉外電流時，ITO的費米能級會逐漸恢復到它的初始值，對向前的電子轉移和基態的電子轉移的驅動力都將會減小，向后的電子轉移將會增加，因而熒光強度逐漸恢復到它的初始值．
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學前創新教育不單單是以提高受教育者的創造力為目的的教育理念，它應該讓受教育者在接受創新理念教育的同時，還要具備一定的創新能力和創新精神以及創新意識。因此，這也就要求教育者在優化人生觀和人倫環境的基礎上進行創新教育，從學前階段就培養出具備高水平的理想和高層次追求的人才來，這也是學前教育者進行創新教育的首要任務和首要教學目標，也只有這樣，在教師的指引下，孩子們才會在未來的創新實踐活動中，能夠擁有一個正確的方向，孩子們會沿著這個方向為之奮斗和努力。這也要求學前教育工作者要認識到創新教育在學前教育中的重要性，以及對每位孩子的健康教育所產生的積極影響。
二、在活動中對孩子進行創新性思維的培養
在學前創新教育中，兒童的創新性發展還表現在幼兒的動作當中，因為孩子們的動作活動是開展其他一切活動的基礎表現，兒童的健康發展離不開運動，兒童的活潑好動，正是培養他們創新能力發展的最大時機，因此，在開展健康教育活動的時候，對孩子們進行創新理念的培養是很有必要的，比如，在組織教學中，教師可以深入地去了解兒童的興趣和愛好以及他們思維的靈活性，讓他們根據自己的實際能力和興趣來選擇適合自己的活動，在幼兒自己選擇的活動中，他們的創新思維會很容易被激發出來。此外，教師還要善于從孩子們在活動中的呼吸、臉色以及出汗程度等方面進行仔細的觀察，對兒童的活動量和運動的時間進行有效的調控，因為只有科學地安排他們的運動過程，才能達到健體強力的效果，進而也才能促進他們個體創作性思維發展的作用。
三、要重視創新教育與基礎教育的有效整合
在我國的教育活動中，創新教育也是近幾年來新興起的一種教育理念，創新教育主要是以“創新”為主要的教學目標，針對兒童在學習中遇到的困難制定出一些創新的教學方法來，在提高孩子們的學習效果的同時，還能夠促進他們創新能力和創新精神以及創新意識的形成，他們的這些能力也會隨之得到提高。此外，在構建學前教育的創新體系過程當中，還需要注重創新教育與基礎教育的有效整合，將創新教育的理念融合到基礎的教育當中，在創新教育中去完成基礎教育，在這個整合的過程當中，還要充分地尊重兒童的主體性與個體的差異性，從而為提高他們的基礎知識與基本技能打好基礎，進而有效地促進他們的個性發展，為促使兒童的全面發展奠定好堅實的基礎。
四、學前教育思維上的創新轉變目標
在過去比較傳統的學前教育教學中，很多教師容易忽略幼兒在學習中的主體地位，教師經常會認為兒童還不能分辨出事物之間的好與壞，很多教師還認為兒童的日常生活和學習等都需要教師給予引導，這樣的教學結果就會導致幼兒在平時的學習過程當中經常會按照教師的方法去完成，教師讓他們怎么做，他們就照著樣子去學、去做，這樣的教學觀念長久下去，就會在孩子們幼小的心靈上灌輸這樣一種想法，每次的學習都需要教師的幫助和引導學習，這樣的教學后果就是讓幼兒在學習的過程中容易失去學習的主動性。因此，為了促使教師在學前教育思維上的創新轉變，就要求教師在教授知識的過程中，不要事事親力親為，要讓孩子們主動地去追求學習的本質，讓他們在探索知識的過程中獨立地解決一些問題額困難。在這種思維創新的學前教育的理念引導下，還需要教師對教學的本質有個特殊的認識和理解，在整個的教育活動當中不斷地突出孩子們的主體地位，并且尊重幼兒的個性發展，以此來培養他們積極主動學習知識的思想和觀念。
五、創新教學有利于幼兒園課程的設置
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大規模的水壩建設使得水庫對河川徑流的調節能力日益加大，有些流域的水庫調節庫容接近或超過河川的多年平均徑流量，以至造成水壩下游河流水量的減少，甚至干枯。這將造成下游河床的萎縮，對河流生態系統造成毀滅性的災害。同時，水壩的建設造成水流連續性、河床連續性、生態連續性的破壞，并在上游造成大面積的淹沒，大量移民又要造成許多新的環境問題。
河流的防洪標準不斷提高，河流兩岸的堤防越來越高，使得河流兩岸的洪泛區域與河流的水循環分離，河流兩岸的濕地消失，地下水得不到河流的補充，使得兩岸廣闊洪泛平原的生態狀況日益惡化。
大量興建的水資源開發工程造成流域水資源的過度開發利用，結果是流域地下水位下降、地表河流和湖泊萎縮、植枯，生態環境惡化。在近海地區由于地下水的降低，海水入侵地下水，造成地下水的污染。
概括來說，大量水利工程的建設對流域水循環的影響最大，主要表現是：
流域水循環的短路化，流域水循環的速度加快，降雨產匯流的速度加快，流域降雨很快匯入河道，泄入大海。
流域水循環的絕緣化，洪水只在大堤的范圍內流動，不再泛濫。河流兩岸的廣大洪泛區不再受到洪水的侵擾，但是也失去了洪水對地下水的補充和清洗。流域的水循環與河流的水循環絕緣化。
流域生態系統的孤立化，流域的水綠生態網絡被切斷、阻隔，流域內的生物群落被局限在某一固定區域，不能自由移動，捕食和不能正常進行，造成生物群落的退化和滅絕。
近年來，對于保護生物多樣性和流域社會可持續發展的認識不斷被接受，提出了對遭受破壞的生態系統進行修復的新課題，許多國家提出恢復流域的自然特征，恢復多自然特征的河流，我國的一些流域也先后提出了生態修復的目標，在這樣的大潮流的推動下，出現了許多生態水力學的研究課題，比較引人注目的成果有：
湖泊水生態系統的修復。目前我國人口密集區的大多數湖泊出現了由于污染造成的湖泊富營養化現象，即由于磷、氮類營養鹽大量進入湖泊造成湖泊內藻類的異常增殖，水體生產力提高，水質惡化。對湖泊的治理除了控制污染源之外，最有效而可行的措施就是修復湖泊的生態系統。在我國的洱海、滇池、太湖都在開展生態修復的試點工程。如湖濱帶的生態修復、湖周濕地的生態修復等。湖流對營養鹽的輸送、湖流對湖泊內泥沙的輸移、湖流對底泥污染物釋放量的影響、以及綜合各類研究成果建立的水域富營養化模型等都成為生態水力學中的熱門課題。中國水利水電科學研究院、中國環境科學研究院率先開展了這一領域的研究，目前類似的課題已經有很多。已有三維的富營養化模型，包括流場、溫度、太陽輻射、光合作用、營養鹽、浮游植物、浮游動物、大型水生動植物在內的諸多物理、化學和生態參數。
恢復河流自然特征的研究。傳統水力學的研究，比較注重河流輸水的經濟性，結果造成河流斷面的均一化、河流渠道化，河流自然特征逐漸消失，河流生物多樣性減少。目前，在恢復河流自然特征的研究中，創造河床的灘——潭交互結構、近岸的洄流結構、創造適合特種生物生存和繁殖的流場等方面的研究也方興未艾。
以河流生態系統優化為目標的水利工程調度研究。以往的水利工程調度大多只考慮水資源優化、水能經濟優化等目標，沒有將下游的水環境和生態環境優化作為調度目標，結果往往是達到了經濟優化的目標，損壞了下游的生態環境。近年來結合下游河流環境、生態需水量的研究，提出了以下游生態環境優化為目標的水庫調度研究，增加了水庫的生態環境調度功能，有條件的地方將水庫的改善生態環境放在首位，被稱為生態型水庫。
洪水資源化的研究。傳統水利認為洪水只是一種災害，近來逐漸認識到洪水不僅是災害，還是一個生態過程，通過洪水泛濫補充地下水、恢復濕地、清洗河流、改良土壤等，因此不能完全消滅洪水。這方面的研究有，有控制的人工洪水調度、與溢流堰結合的堤防設計、利用洪水的地下水回灌等。
濕地修復技術研究。濕地的恢復需要適當的水流條件，不同的濕地植物群落，需要相應的水深、流速、水溫等。在濕地恢復過程中要注意流場的控制，以滿足濕地生態修復的要求。
植物群落對水中營養鹽降解的機理研究。水中的營養鹽在進入水生植物系統后，經過沉降、微生物分解、根系吸收等環節，使水體內營養鹽的濃度降低，達到凈化目的。上述過程，與流場關系密切，如水深、流速、水體滯留時間等。目前多是通過現場的實地實驗確定各種參數，試圖建立數學模型。
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對于不同的測試內容，計量人員需要采取不同的力學計量測試裝置。在力學計量中，包含各種各樣的靜力學原理、杠桿原理、干涉原理、液壓原理、彈性原理、電壓形式以及多普效應等構成了各種各樣的力學計量裝置。
1.1傳感式力學計量標準裝置
這種形式的力學計量標準裝置，主要是通過一定形式的感應元器件以及相應的附件所組成的一個力學測試系統，并且根據接收測試的物體或者使用標準砝碼的質量對測試物體的彈性變形量來判斷元器件的變化程度，之后再采集信號輸出的大小，進而對測量物體的質量進行衡量或者對比。
1.2杠桿式力學計量標準裝置
這種力學計量標準裝置其基本原理為杠桿原理，主要是通過作用力的作用效果來實現計量標準裝置的轉動，當標準裝置平衡時，計量人員就可以根據力矩之和為零的原理來完成對測試物體的力值測量。在現實情況中，較為常見的力值測試方式主要是利用天平原理進行測試。
1.3液壓式力學計量標準裝置
這種力學計量標注裝置依據的主要原理為，帕斯卡對一個密閉液體的壓強比進行的判斷，之后采用標準砝碼為標準，采用顯示儀器來標定質量值。這種測量標準裝置的應用值大小較杠桿式及傳感式的標準裝置來說，其具有更大的規定范圍，其可以達到20MN，且這種裝置還具有2MN以及5MN等。
1.4彈簧式力學計量標準裝置
這種力學計量標準裝置根據彈性敏感元件在相應的壓力作用之下所產生的變形，并且通過傳動放大機構顯示出測試壓力的大小。這種裝置的測量壓力范圍具有明顯的不確定性，其主要受到大小與彈性元件的形式等影響。例如：對平波鏡片的測定，其不確定的大小約為10kN，波紋管式的測量范圍在1kN。
1.5疊加式力學計量標準裝置
這種力學測量標準裝置，其主要的機理為：通過設定出一個較高的測力儀器，采用相應的液壓或者機械方式進行力值的測量，并且分析與對比出測試儀器的性能和指標。此外，計量標準裝置的指標大小以及測量裝置的質量不對該力學計量裝置產生影響。
2力學計量標準裝置的發展趨勢
隨著新技術與新材料的進步與發展與應用，在實際的力值計量過程中，電子信息技術與數字信息處理技術也被運用到當中，其主要有以下幾種發展方向。
2.1量限逐漸向兩端進行延伸
計量裝置測量范圍的大小，主要受到測試環境以及測試要求的限制。且對力學計量標準裝置超大力值以及微小力值的設計與研究，也成為了目前對力值計量的一項比較重要的研究與發展內容。
2.2由靜態方向發展為動態方向
對于力學計量標準裝置的測量，其一個重要的發展方向主要是以動態的力校準進行對信號的測定，并且提高其測量的準確度。測量技術人員要將信息處理技術良好的融入到力學計量標準裝置中，并且對動態信號進行相應的數據采集，根據動態數據來進一步的跟蹤信號的大小變化，這也是日后力學計量標準裝置的測量發展方向之一。
2.3傳感技術和激光基礎的廣泛應用
傳感技術以及激光技術在力學測量標準裝置中也得到了較為廣泛的應用。利用計算機信息技術，根據其相應的電效應、多普勒效應以及壓阻等原理，結合先進的傳感元件和傳感技術，以進一步提高力學計量裝置的測試精確度。利用激光技術，并且通過正弦逼近的技術方法，對采取的信號進行處理與改進工作，這樣可以使得校準比確定程度得到有效的提高。將力學標準裝置與先進的計算機技術進行良好、有效的結合，能夠為測試人員帶來一個簡單明了的視窗風格，能夠在很大程度上降低測量過程中出現的認為失誤。
2.4力學計量裝置測量的自動化
力學測量裝置的自動化操作與自動收取數據，也是今后其發展的主要方向之一。工作人員可以利用計算機技術，使用各類性能良好，功能齊全的力學信息校準軟件，提高校準的速度，并且大大減少了人工操作的時間，基本上能夠消除人為失誤而引起的誤差。目前，我國的力學計量裝置已經實現了良好的自動化。
3結論
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關鍵詞：礦渣微粉混凝土簡支梁力學性能
引言
大力發展“綠色高性能混凝土”，就是大量利用優質的工業副產品和廢棄物,盡可能減少自然資源和能源的消耗,減少環境污染。而摻有大量活性礦物摻合料的少熟料水泥混凝土的應用便是其中之一。在混凝土中摻加礦渣微粉,不僅是減輕礦渣廢料污染、緩解礦物能源危機的有效途徑,更是提高混凝土綜合性能的有效方法。但是目前,工程混凝土對礦渣摻量的要求很大程度上限制了礦渣的充分利用和在結構領域的廣泛應用。事實上,通過合理的配合比設計,礦渣微粉可以配制出較高性能的混凝土,存在將礦渣微粉混凝土廣泛應用于工程結構的可能性;只是在一般的配筋結構構件中,礦渣微粉混凝土能否與鋼筋很好地共同工作、保證結構構件的整體性能,還有待試驗檢驗。本研究在已有的材料試驗的基礎上,選取典型的配筋受彎構件,比較不同礦渣微粉混凝土摻量和不摻礦渣微粉的普通混凝土對構件受力性能的影響。
2、試驗情況
2.1、試驗材料
徐州興隆牌32.5號普通硅酸鹽水泥,各性能指標達國家標準;普通礦渣微粉;普通碎石,粒徑≤40mm;細沙;普通自來水。
我們制作了同一混凝土強度等級，不同礦渣微粉參量的三種混凝土梁，如下:C40SL0（礦渣微粉摻量為0）；C40SL20（礦渣微粉摻量為20%）；C40SL30（礦渣微粉摻量為30%）。
2.2、實驗設計
1.試驗裝置及方法
全部試驗采用千斤頂反力架兩點集中對稱的同步分級加載方式。在梁的純彎段混凝土表面設置電阻應變片測點，在其中一側和梁底共設五點：梁受壓外邊沿附近一點；梁受拉外邊沿附近一點；中間按外密內疏布置兩點；梁底正中央一點。另外在梁內部受拉主筋上布置兩點（靠內側布置）。相應在電阻應變測點對應處設應變儀測點。撓度測點五處：跨中一點，分配梁加載點各一點；支座沉降處各一點。全部數據采用IMP數據采集系統直接由計算機自動采集。
在試驗過程當中重點測量以下內容:<1>觀察裂縫出現及展開過程和形態,特別注意開裂荷載和破壞荷載的大小,測量在使用荷載下的裂縫間距及裂縫寬度。<2>了解加載過程中縱筋的受力變化情況。<3>在純彎段內(梁正中央)側面貼應變片記錄各級荷載下梁的應變值.<4>在梁支座及跨中布置位移計,量測跨中撓度。
按照試驗方法標準的要求,結構試驗時先進行預加載0.2噸,然后卸載至0。每級加載值不大于使用狀態短期荷載值的20%。在接近試件的估計開裂荷載時,為了使實際開裂荷載較準確,將原定的一級分為兩級來加載。裂縫出現后,恢復到原來一級來加載。在裂縫出現以前,每級加載后停5分鐘左右以便裂縫發展穩定下來，并及時記錄裂縫發展情況。當到達極限承載力的90%左右后,每級加載不大于使用狀態荷載值的5%。
2.試件設計與制作
所有梁的截面尺寸都是100mm×160mm,配筋率都為1.2%。梁的有效跨度為1750mm,其中中間純彎段跨度為400mm,兩邊剪彎段跨度都為600mm,純彎段內不布置箍筋,剪彎段內布置箍筋為φ6@150。梁的詳細尺寸及配筋見表1。
表1構件設計參數
試件
配筋率ρ（%）
梁底縱筋
純彎段箍筋
剪彎段箍筋
剪跨a（mm）
一
1.2
2Ф10
Ф6@150
600
二
1.2
2Ф10
Ф6@150
600
三
1.2
2Ф10
Ф6@150
600
四
1.2
2Ф10
Ф6@150
600
五
1.2
2Ф10
Ф6@150
600
六
1.2
2Ф10
Ф6@150
600
3、試驗結果與分析
3.1、簡支梁純彎段力學性能的試驗結果與比較分析
1.破壞形態
各根梁的開裂荷載、破壞荷載及其破壞形態見表2
表2各梁的破壞形態
試件編號
開裂荷載（t）
破壞荷載(t)
簡要描述
C40SL0-1
1.2
5.8
由于剪彎區斜裂縫過大而破壞
C40SL0-2
0.8
6.0
純彎區混凝土裂縫寬度較大，混凝土被壓碎
C40SL20-1
1.0
5.2
由于剪彎區斜裂縫過大而破壞
C40SL20-2
1.2
6.4
出現輕微爆裂，混凝土被壓碎
C40SL30-1
1.4
6.0
純彎區混凝土裂縫寬度較大，混凝土被壓碎
C40SL30-2
1.2
6.1
純彎區混凝土裂縫寬度較大，混凝土被壓碎
2.裂縫開展情況
梁在試驗過程中,加載至1.2噸左右時在純彎段梁底出現第一條可見裂縫,隨著荷載的逐步增加,出現新的垂直裂縫,裂縫高度隨荷載增大而逐步升高。加載至2.0噸左右時,在剪彎段靠近梁底加載的地方出現斜裂縫,裂縫條數不多,一般單面條數在5條左右,其裂縫寬度一般不超過純彎段的裂縫寬度,且裂縫沒有延伸至加載點。最后,由于純彎段內的混凝土被壓碎而喪失承載力,純彎段混凝土被壓碎時,臨界荷載很大。
3.梁的跨中荷載—撓度曲線
梁的跨中荷載—撓度曲線可以看出:簡支梁從加載到發生彎曲破壞經歷了彈性階段,帶裂縫工作階段和破壞階段。垂直裂縫出現前,荷載—撓度曲線基本呈直線變化,當荷載增加至極限荷載的25%-35%左右時,出現第一條垂直裂縫,荷載—撓度曲線出現第一個轉折點；隨著荷載的繼續增加，出現斜裂縫，當加載至極限荷載的85%-95%時,荷載—撓度曲線出現第二個轉折點，撓度迅速增大，直至破壞。還可以明顯的看出：粉煤灰的摻量越大，荷載—撓度曲線轉折點的出現越滯后；但是梁的破壞荷載的大小順序是：摻量為20%的最大，其次為摻量為30%的，最小的是普通混凝土梁。由此可見，混凝土內摻入礦渣微粉可以提高強度，但是摻量要適當，否則效果不明顯。
4.鋼筋應變的發展
在相同的縱筋配筋率下,開裂前不同礦渣微粉摻量的梁縱向鋼筋應變發展幾乎相同,開裂后,縱向鋼筋應變發展的情況為：礦渣微粉摻量為20%的滯后于配比為30%的，摻量為30%的滯后于普通混凝土的?？梢?，縱向受力鋼筋的應變發展受到礦渣微粉摻量的影響，在一定范圍內，隨著礦渣微粉摻量的提高，鋼筋應變發展將減慢，但如果礦渣微粉摻量超過一定范圍，鋼筋的應變發展又將加快。
5.混凝土應變的發展
可見部分梁H1和H2處的混凝土應變有先增大后減小的趨勢，分析其原因：H1和H2處的混凝土在加載初期是受壓的，隨著實驗的進行，中和軸上移，受壓區變小，這兩處由受壓區變為受拉區，所以出現以上變化趨勢。
分析礦渣微粉摻量對荷載—混凝土應變曲線的影響：在梁的受壓區即H1和H2處，混凝土的應變隨礦渣微粉參合量增大有先增大后減小的現象；在梁的受拉區即H3、H4和H5處，混凝土的應變量隨著礦渣微粉參合量的增大而增大。由此可以推斷：摻入一定比例的礦渣微粉，可以提高混凝土的抗壓強度，但是對混凝土的抗拉強度反倒起削弱作用。
3.2、簡支梁剪彎段力學性能的試驗結果與分析比較
這里主要分析剪彎段的裂縫情況,荷載為極限荷載的35%-40%時,各梁均在剪彎段靠近加載點處產生斜裂縫,隨著荷載的增加,梁在剪彎段距支座200mm-500mm梁二分之一高處,均出現腹剪裂縫,此裂縫向梁頂和梁底延伸,發展成臨界斜裂縫?？梢姡V渣微粉的摻入對簡支梁的抗剪沒有什么影響。
4、結論
從以上分析我們可以得出下列幾點結論：
混凝土內摻入20%-30%礦渣微粉取代水泥可以提高其力學性能。且僅從構件抗彎、抗剪的性能方面考慮，C40混凝土中礦渣微粉最佳摻量在20%左右。
