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土木工程的起源范文1
從本質上來看，可持續發展其實是以后總從長遠計的發展理念，通俗一點來講，就是不要鼠目寸光，只顧眼前利益而因小失大。可持續發展理念起源于20世紀70年代，可持續發展理念的提出還在當時引起了不小轟動。眾所周知，土木工程能耗大，容易對環境造成嚴重污染，然而，它卻是推動我國國民經濟增長的中堅力量[1]。土木工程走可持續發展道路，是實現國民經濟可持續發展的重要保障。在可持續發展的過程中，工程建設事業將不再與環境保護事業發生沖突，能耗量得以減少，項目建設的整體效益將獲得提升。
2土木工程事業可持續發展存在的問題
在工民建筑向來對采暖與避暑方面有著較高要求，投入使用后，采暖避暑的這一過程均易產生大量溫室氣體與硫化物，直接排放會導致大氣受到嚴重污染。所以，在修建過程中，要采取有效措施，盡量降低工程建筑污染氣體的排放。對此筆者認為，其實可以在建造過程中，使用節能型建筑材料，既能滿足建筑需求，又能減少能耗[2]。交通工程施工期間會給道路以及工程周邊的自然生態環境帶來不利影響，地表植被遭到破壞，水土流失問題日益加劇。車輛通行加劇了汽車尾氣的排放，不但會引起空氣污染，噪聲污染同樣會讓人頭痛不已。因此，若希望實現可持續發展，解決環境污染的題是關鍵。土木工程施工期間，會產生大量固體廢棄物。目前，處理廢棄物的主要方法是掩埋與焚燒。然而，這兩種處理方法均會給環境帶來嚴重損害。掩埋物在分解過程中，容易產生有害物質污染土壤與水域。通過焚燒處理固體廢棄物，容易生成大量有毒氣體，使空氣污染越來越嚴重。所以筆者認為，在修建土木工程項目期間，應提高資源有效利用率，盡量減少廢棄物，修建材料以節能環保材料為主，盡量減少對環境的不利影響。
3施工材料的選擇與土木工程事業可持續
發展的聯系土木工程建筑的質量與應用性，主要取決于建筑材料的選擇。就目前情況來看，生態型建筑理念被提出，要求既要為工程項目的質量與應用性能達到標準，又要降低對環境造成的污染，實現人與自然環境和諧發展的局面[3]。生態建設是實現綠色建筑的重要前提，在選擇修建材料使，盡量以再生、環保型材料為主，才能減少建筑對生態環境的影響。建筑才來的選擇關系重大，使用生態建材修建綠色建筑，既能提升建筑的使用性能，延長建筑使用周期，又能減少能耗與環境污染，有效提高了社會效益與自然環境效益，實現了社會資產可持續增長。
4實現土木工程施工階段可持續發展的基本舉措
4.1減少水資源浪費
施工期間，嚴格控制水資源的使用量，可通過設置小流量設備的方式，避免水資源浪費現象的發生。盡量重新利用廢水或循環利用生產用水，節約水資源，降低水資源的耗損。
4.2節省電力資源
使用節能設備，要求施工人員養成節約用電的意識，做到隨手關燈，杜絕浪費。合理安排施工時間，盡量降低電力資源的耗損[4]。
4.3對資源進行回收再利用
對資源進行回收再利用是降低資源耗損的有效手段，在施工期間，可以使用可再生或含有可再生成分的材料，如此一來，施工形成的廢氣材料還可被回收經加工再利用，有效提高了原材料的利用率，降低了能源損耗。這樣不但能減少施工對材料的耗損，還能節約企業運輸或處理廢材的成本，提高了企業的生產效益。
5結語
土木工程的起源范文2
【關鍵詞】土木工程 智能結構 迅速
引言
在土木工程領域應用最廣泛的材料包括光導纖維、磁流變液和壓電晶體。光導纖維主要作為傳感材料，可以監測溫度和應變，分為光纖光柵傳感器和 BOTDA 分布式傳感器兩類，前者精度較高，后者精度可以達到20 微應變，但可以實現分布式測量；磁流變液主要作用驅動材料，而壓電晶體既可以作為驅動材料，也可以作為感知材料。
土木工程智能結構概念的形成
智能土木結構（Intelligent Civil Structure）概念的形成?，F代材料技術的發展進步促使了人類社會進入了信息時代，信息材料的生產業已實現設計制造一體化。各種具有信息采集及傳輸功能的材料及元器件正逐漸地進入土木工程師的視野。人們開始嘗試將傳感器、驅動材料緊密地融合于結構中，同時將各種控制電路、邏輯電路、信號放大器、功率放大器以及現代計算機集成于結構大系統中。通過力、熱、光、化學、電磁等激勵和控制，使結構不僅有承受建筑荷載的能力，還具有自感知、自分析計算、自推理及自我控制的能力。具體說來，結構將能進行參數（如應變、損傷、溫度、壓力、聲音、化學反應）的檢測及檢測數據的傳輸，具有一定的數據實時計算處理能力，包括人工智能診斷推理，以及初步改變結構應力分布、強度、剛度、形狀位置等能力，簡言之，即使結構具有自診斷、自學習、自適應、自修復的能力。這就是智能土木結構概念的形成過程。文獻將智能結構定義為：“將具有仿生命功能的材料融合于基體材料中，使制成的構件（結構）具有人們期望的智能功能，這種結構稱之為智能材料結構”?？梢?，智能結構是傳統結構的功能的升華。智能結構在土木結構中的應用便稱之為土木工程智能結構。二、土木工程智能結構的研究現狀
土木工程智能結構概念是為了解決評估結構強度、完整性、安全性及耐久性問題而提出的。對土木建筑結構的性能進行監測及預報，不僅會大大減小維修費用，而且能增強預測的能力。近來出現的無損檢測技術均不能對結構進行實時監測，也不能很好地預報結構的破損情況和進行完整性的評估。這些方法的致命缺點是預報方式是自外而內的，從信息傳播角度看，難免會夾雜進種種干擾信息，從而使檢測結果失真、低效率，甚至會導致完全錯誤的檢測結果。在結構內部埋入傳感器，組成網絡，就可實時監測結構的性能，這就是智能土木結構的自內而外的預報方式。智能土木結構在這些方面有很好的應用前景，目前主要應用于高層建筑、橋梁、大壩等工程領域。美國80年代中后期開始在多座橋梁上布設監測傳感器，用驗證設計中的一些假定，監視施工質量和服役安全狀態，如在佛羅里達州的SunshineSkywayBridge橋上就安裝了數百個傳感器，英國80年代后期開始研究和安裝大型橋梁的監測儀器和設備。在我國，香港的Lantan Fixed Crossing Bridge、青馬大橋，以及大陸的虎門橋、江陰長江大橋也都在施工期間裝設了傳感系統，用以于監測建成后大橋的服役安全狀態[3].1993年加拿大在Calgary建造的Bedding Trail大橋上首次成功地布置了光纖布拉格光柵傳感器，用以監測橋梁內部的應變狀態。在其它土木工程領域，如在采油平臺、大壩、船閘等大體積混凝土結構中也曾嘗試布置傳感器來構建智能結構。同樣，近年來發展起來的高性能、大規模分布式智能傳感元器件也為民用建筑及結構的智能監測系統的發展提供了基礎，智能大廈在我國已如雨后春筍般地涌現。在民用建筑結構的應用方面，對結構的智能振動控制方面的研究已有近30年的歷史了三、土木工程智能結構的應用
3.1應用形狀記憶合金
一般地形狀記憶合金被動耗能器大都安裝在結構的層間或底部，其目的是為了能夠使耗能器明顯地感受到結構的層間變形，從而達到消耗地震能量。試驗結果表明，形狀記憶合金的相變回復力也很高，其值可達近400Mpa，根據這一特性就可研制具有相變偽彈性性能的形狀記憶合金被動耗能器或被動耗能控制系統，60％左右的地震能量都能被耗能器吸收，結構的位移可得到明顯的抑制和減小。目前，國外也有用于古建筑抗震加固的應用實例，還有將形狀記憶合金制成主動阻尼控制系統的研究。
3.2應用愈合材料
混凝土及其結構能夠自動適應環境，在受到損傷后自行修復，是解決結構中的混凝土材料損傷的最佳途徑。但是如何適時地快速地修復混凝土材料的損傷，以及對混凝土的自修復機理的研究，直到近年來，隨著機敏混凝土和仿生混凝土研究熱的興起，才引起人們的葦視。所有的研究大致集中在三個方面：內置纖維膠液管自修復混凝土、內置膠囊自修復混凝上、形狀記憶合金智能自修復混凝土，目前研究現狀仍處于嘗試階段，理論還有待進一步的完善。
3.3應用電(磁)流變體
利用電(磁)流變體進行結構振動控制，開展了大量的研究，已研制了多種減振控制器，同時對結構控制方法也作了一系列的探索研究。Lord公司生產了驅動力可達20t的雙推桿式MR流體阻尼器；在大跨度結構振動控制中，進行橋梁應用MR阻尼器的振動性能試驗研究，MR流體阻尼器能夠明顯減小橋面與橋墩間的相對位移。國內瞿偉廉教授也設計制作了ER驅動器對3層框架結構進行振動控制，顯著減小結構的層問位移與扭轉。
3.4應用光導纖維
在傳統的混凝上結構中埋入光纖作為傳感元件，進行結構強度、裂縫、損傷、變形、振動、鋼筋銹蝕和施工質量等方而的自動診斷、監測、預報、控制和評價，同時再埋人驅動元件(如形狀記憶合金等)，并將控制元件和信息處理系統與之結合，形成具有智能功能的混凝上結構從而實現混凝土結構的自檢測、自診斷、自適應和自修復等。國內外在這方而己經有許多成功的應用實例，早在20世紀80年代的時候美國就己經將光纖維材料應用于橋梁的振動監測，我國也己經將光纖材料用于三峽大壩健康監測和安全評定系統中。
3.5應用壓電材料
許多研究人員先后利用壓電陶瓷作為加速度傳感器和驅動體，研究了任意復雜激勵下壓電層和結構的主動阻尼和被動阻尼以及主動振動控制等問題，還有的學者根據經典復合板理論，采用加速度反饋控制方法討論了利用壓電傳感元件實現復合材料層合梁的主動阻尼控制并進行了試驗研究。目前壓電材料和壓電堆技術廣泛應用于土木工程結構的靜變形控制能、噪聲主動控制、健康監測、安傘評定和自適應修復以及抗震抗風等多個領域，其中把壓電堆技術用于建筑結構的主動抗震控制，取得了很好的控制效果，造價也較低廉。
3.6應用磁致伸縮材料
應用磁致伸縮材料，制成驅動器用于主動隔振的有效性進行了試驗驗證，可使6自由度平臺的振動減小了30dB。文獻指出，Anjappa．M等進行了微位移執行器及其在懸臂梁減振方而的研究，藤田隆史等則用磁致伸縮執行器進行了主動微振動控制系統的基礎理論研究。在國內。近年來許多研究者利用超磁致伸縮材料設計制作了主動振動控制器，并對其進行了試驗與分析，有的達到了40dB的主動控制效果。但目前這些研究僅限于微制造、機械、軍事及航空等領域，研制的控制器還只能控制小型結構或器械，對于大型土木工程結構的控制還有待進一步的研究開發。
結論
智能結構在土木工程領域的應用研究已取得了顯著的成績，極大的影響了結構設計理念和多學科交叉應用的發展。隨著智能材料和技術的發展，土木工程智能結構已展現出其優越性能和廣闊的應用前景，但這也是一個多學科交義的前沿研究課題，還有許多問題尚待進一步研究和探討。智能結構系統是減災防災的研究前沿。隨著智能結構的進一步研究，結構中智能元件的小型化、高功率化和多功能化，人們有希望把傳感系統、控制系統和驅動系統以及耦合連接元件都復合在建筑結構中，建筑結構將成為主動式智能建筑結構，能有效地抵抗地震、風振、沖擊等損害的破壞。重大工程結構的使用期長達幾十年、甚至上百年，環境侵蝕、材料老化和荷載的長期效應、疲勞效應與突變效應等災害因素的耦合作用將不可避免地導致結構和系統的損傷積累和抗力衰減，從而抵抗自然災害、甚至正常環境作用的能力下降，極端情況下引發災難性的突發事故。因此，為了保障結構的安全性、完整性、適用性與耐久性，已建成使用的許多重大工程結構和基礎設施急需采用有效的手段監測和評定其安全狀況、修復和控制損傷。新建的大型結構和基礎設施總結以往的經驗和教訓，也在工程建設的同時增設長期的健康監測系統和損傷控制系統，以監測結構的服役安全狀況，并為研究結構服役期間的損傷演化規律提供有效的、直接的方法。
參考文獻：
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土木工程的起源范文3
Abstract： Massive open online courses provide a mutual learning and exchange platform for learners， sharing of curriculum resources， enable learners to become a leader in learning and improve the learning effect. This paper introduces ideas， significance and main contents of the open online course construction of Bridge Engineering Test and Detection. This open online course is built to improve the teaching level of civil engineering testing technology professional courses and learning effect in a practical way.
關鍵詞：橋梁工程試驗與檢測；在線開放課程；教學設計
Key words： Bridge Engineering Test and Detection；open online course；teaching design
中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）09-0187-02
0 引言
大規模在線開放課程（Massive Open Online Course，簡稱MOOC）起源于美國，2012年以美國一批頂尖高校建設的網絡課程為代表，為學習者提供免費優質的學習資源[1]。國內于2015年出臺了《關于加強高等學校在線開放課程建設應用與管理的意見（教高[2015]3號）》，鼓勵高校建設一批優質在線開放課程，掀起了國內建設在線開放課程的熱潮。
《橋梁工程試驗與檢測》是土木工程檢測技術專業的一門專業核心課程，總學時96個，5.5學分。先修課程主要有材料力學應用、工程識圖、工程測量、土木工程材料試驗與檢測、高性能混凝土試驗與檢測等，后續課程主要有試驗室組建與管理等。為了使學生掌握橋梁工程的檢測任務、內容和檢測項目，合理選擇檢測儀器及了解儀器的使用性能；具備查閱相關技術規范規程，掌握常用技術規范規程的能力；能夠正確填寫試驗記錄，正確處理試驗數據，并最終給出科學合理的工程質量評價結果。結合學院智慧職教課程資源平臺，本著“建以致用”的原則[2]，建設在線開放課程，為將來開展線上和線下教學提供保障。
1 建設思路
本n程依據土木工程檢測技術專業核心能力培養目標，按照職業行動領域與職業能力中的橋梁工程試驗與檢測工作項目設置。其總體設計理念與思路是以橋梁工程施工前準備階段、施工階段、施工驗收階段的檢測項目組織教學內容。利用檢測項目內容采用任務驅動的方法使得學生掌握相關的理論知識和職業能力。檢測項目以橋梁工程建設順序為引導，理論知識圍繞指導工作任務需要，充分發揮校企合作關系，共同開發教學資源，實現學生培養過程共管，培養質量共評。采用工學結合的形式，使得學生在真實檢測工作條件下最終掌握職業能力。同時結合高職教育及職業資格證書獲取對理論知識、職業能力和職業素養的要求，融入相關內容，并由此形成過程性考核、項目考核和終結性考核相結合的課程考核方式。
1.1 合理設置學習情境，構建“崗位能力+職業目標”的課程標準
按照土木工程檢測技術專業“雙融共育三結合”人才培養模式要求，依據土木工程檢測技術專業人才培養方案，開發“橋梁工程試驗與檢測”課程標準，以橋梁工程為載體劃分學習情境，以檢測員真實、完整的工作內容構建學習情境內容，由橋梁工程施工前準備階段、施工階段、施工驗收階段為主線安排學習情境順序。
1.2 緊密結合檢測員崗位需求，構建理實一體化的“項目化”教學模式
參照檢測員崗位工作流程，采用工學結合“任務驅動”方式培養學生綜合能力，建立了理實一體化教學流程，如圖1所示，實現了理論教學與實踐環節的有效結合。
2 建設內容
2.1 構建基于工作過程的課程體系（圖2）
2.2 構建情境化的學習項目
按照工作任務流程，從橋梁工程整體評價方法、檢測試驗儀器介紹著手，以橋梁工程施工前準備階段、施工階段、施工驗收階段的檢測項目為設計思路，將課程劃分為兩個模塊七個教學情境，基礎模塊包括橋梁工程試驗與檢測概述和橋梁工程結構試驗檢測儀器設備連個學習情境，核心模塊包括橋梁工程原材料試驗檢測、橋梁工程制品試驗檢測、橋梁工程地基與基礎試驗檢測、橋梁構件狀況及耐久性檢測、橋梁荷載試驗與承載力評定五個學習情境，每個情境采用任務驅動的方式，引導學生學習。
2.3 建設流程
在線開放課程具有知識“碎片化學習”特點[3]，側重于網絡平臺的在線交互學習交流[4]，鑒于此制定相應的建設流程。
2.3.1 網絡平臺建設
由學院提供的職業院校數字化學習中心為網絡平臺，將課程分為課程公告、課程內容、作業、考試、討論區、答疑、筆記、學習檔案八個網絡模塊。
2.3.2 知識點設計
按照在線開放課程知識“碎片化學習”的特點，需要將《橋梁工程試驗與檢測》課程所有知識點進行梳理，再進行教學設計并將他們串接起來，每個知識點時間控制在10分鐘左右，并設置相應的測試。
2.3.3 課程設計
《橋梁工程試驗與檢測》課程設計主要包括課程簡況、教學簡況、課程設計思路、成果、考核評價、教學條件、參考資料、教學組織這八個方面。
2.3.4 課程錄制
建設團隊根據課程內容確定錄制的知識單元、錄制場景和風格，將每個知識點做好腳本后進行錄制。
2.3.5 課程上線
將制作好的課程資源上傳至網絡平臺，課程網址，課程正式上線。
3 數字資源規范要求
為了提高在線開放課程維護效率和學習者的學習效率，數字資源的規范要求很重要，主要體現在結構的規范性和格式的規范性。
3.1 結構的規范性
在線開放課程結構的規范見表1。
3.2 格式的規范性
在線開放課程格式的規范見表2。
4 結語
《橋梁工程試驗與檢測》在線開放課程的建設，使專業教學形式更加靈活，學生通過網絡學習，開放性更好，可以與老師隨時進行網絡交互式探討，提高了學習效率，提升了學生試驗檢測技能，提升了學生的就業競爭力。
參考文獻：
[1]袁莉，斯蒂芬?鮑威爾，馬紅亮.大規模開放在線課程的國際現狀分析[J].開放教育研究，2013，19（3）：56-62.
[2]于歆杰.在線開放課程需要建以致用[J].中國高等教育， 2015（24）：9-10.
土木工程的起源范文4
關鍵詞：隧道工程；模塊化教學；學習遷移理論；教學研究
中圖分類號：G6420；U45文獻標志碼：A文章編號：10052909（2016）03007204近年來，隨著高速公路、鐵路建設及城市地下空間開發的蓬勃發展，出現了越來越多的隧道工程，交通、市政建設領域對隧道工程專業技術人才的需求量不斷增大。培養創新能力、應用能力及解決能力實際問題較強的應用型專業人才是地方本科院校的主要辦學目標之一[1-2]。筆者在隧道工程教學過程中發現，該課程內容覆蓋面廣，且較為零散，采用按教材章節順序進行授課的傳統教學模式難以達到良好效果，亟需探索新的教學模式。
起源于德國的“模塊化教學”[3]方法，可以較好解決上述問題。該方法是基于學習遷移理論基本原理，把課程內容分解成若干個部分，再將具有相同或相近主題的內容進行整合，形成具有內在聯系的單元模塊并進行教學[4-6]，可以提高學生學習的靈活度，激發學生學習的積極性和主動性，進而提高教學質量。文章以武漢工程大學土木工程專業、道路橋梁與渡河工程專業為例，探索模塊化教學方法在隧道工程課程中的應用。
一、隧道工程課程特點及教學現狀
（一）內容覆蓋面廣
目前我校采用的教材是彭立敏、劉小兵主編的《隧道工程》[7]，同時參考了丁文其[8]、覃仁輝[9]、朱永全[10]等主編的教材。這些教材的主要內容大體上包括：緒論、隧道勘測設計、隧道主體結構與附屬結構、圍巖分級與圍巖壓力、隧道支護結構的設計計算、隧道施工方法、隧道施工工藝及技術、高速鐵路隧道、隧道常見病害及處治方法、隧道施工組織與管理、運營管理與維護等?？梢?，隧道工程課程內容涵蓋面廣，包含了規劃、設計、施工、運營管理等過程的各個方面，既有基本概念和理論，又有施工工藝和方法；既包含技術層面問題，又包含管理層面問題。
（二）主要內容之間獨立性強
隧道工程課程不僅知識點多，而且其主要內容之間具有較強的獨立性。如隧道勘測設計、圍巖分級、圍巖壓力等，主要涉及工程地質、巖土工程勘察、巖體力學等知識；隧道主體結構與附屬結構，主要涉及建筑結構等知識；隧道施工，主要涉及工程爆破、工程機械等知識；隧道支護，主要涉及巖土工程、建筑材料等知識。
（三） 與先行課程關系密切
隧道工程課程一般在第七或第八個學期開設，在此之前，學生應修完所有專業基礎課和大部分專業方向課，掌握相應的專業基礎知識。該課程的主要內容和先行課程之間存在密切聯系，具體見表1。表1隧道工程課程主要內容與先行課程關系課程內容相關先行課程隧道工程勘測設計工程地質、工程測量、道路勘測設計隧道主體、附屬結構建筑結構、鋼筋混凝土結構圍巖分級、圍巖壓力、支護結構計算工程地質、巖體力學、材料力學、彈性力學、鋼筋混凝土結構隧道施工土木工程施工、施工組織與管理隧道支護巖土工程、建筑材料、地下結構防水隧道通風及高速鐵路隧道空氣動力學問題流體力學、施工組織與管理（四）教學困境
綜上，隧道工程課程內容龐雜，涉及土木工程專業大部分基礎知識，導致學生在學習該課程時存在理解不透徹、記憶不深刻等問題，學習積極性普遍不高。如何激發學生學習興趣，是授課教師面臨的一大挑戰。
另一方面，隧道工程課程內容具有較強的綜合性，如將這些零散的內容按照某種屬性或規律進行適當歸納、分類，使之成為若干個相互聯系的有機整體，則不僅能夠提升學生的學習興趣，還可以幫助學生構建專業知識體系，使學生對專業知識的認知和理解上升到新的高度。
二、模塊化教學設計
針對上述問題，采用模塊化基本理論和方法，并根據涉及科學、工程問題的不同，將隧道工程課程主要內容歸為基本概念、地質及力學問題、施工方法、新技術新方法、運營管理與維護等5個模塊（表2），具體分述如下：
（一） 基本概念模塊
主要包括隧道的定義、分類、發展歷史、隧道主體結構與附屬建筑等。隧道工程是地下工程的一種，有別于一般建筑工程，該模塊主要介紹隧道工程中的名詞、定義及相關基本知識。
（二）地質、力學及支護結構模塊
主要包括隧道工程勘測設計、圍巖分類、圍巖壓力、隧道支護結構的計算等。隧道修建在巖土體中，其支護結構的形式主要取決于圍巖的工程特性，隧道開挖與支護的核心問題是圍巖力學特性及圍巖與支護結構的相互作用，即圍巖的地質力學問題。
（三）傳統施工方法模塊
主要包括鉆爆法施工、掘進機法施工、隧道輔助施工作業、新奧法等。根據隧道工程所在巖土體性質的不同，可以分為巖質隧道和土質隧道。巖質隧道多采用鉆爆法或掘進機法施工，土質隧道多采用盾構法（掘進機法的一種）。新奧法不是具體的施工方法，但目前幾乎所有隧道的施工都采用新奧法的基本理念和原理。
（四）非傳統施工方法模塊
主要包括高速鐵路隧道工程、城市地鐵隧道工程、海底隧道工程等。近年來出現了上述特殊環境和技術條件下的隧道工程，與之配套的新技術、新方法也日趨成熟，其占有重要地位。
（五） 施工管理與運營維護模塊
主要包括隧道施工組織管理、運營階段的養護與維修等。隧道工程是隱蔽工程，在施工過程中作業空間有限，作業環境危險性高，且各工序之間相互干擾大。在正常運營階段，車輛沖擊、廢氣排放、地下水、圍巖等因素對襯砌耐久性造成不利影響，隧道交通事故、火災等更是會造成嚴重后果。這兩個方面的問題均需要通過實施管理來解決。表2隧道工程教學內容模塊化設計（Ⅰ）編號模塊名稱主要內容學時分配1基本概念隧道分類及發展歷史1隧道主體結構2隧道附屬結構12地質、力學及支護結構隧道工程勘測設計2隧道圍巖分類1隧道圍巖壓力1隧道支護結構的計算13傳統施工方法鉆爆法施工2掘進機法施工1隧道輔助施工作業2新奧法24非傳統施工方法高速鐵路隧道工程2城市地鐵隧道工程1海底隧道工程15施工管理與運營維護隧道施工組織管理2隧道運營階段養護與維修2上述方法是將隧道工程作為土木工程的一個分支學科來進行探討，包括理論、方法和工程技術等多個方面。此外，和橋梁工程、道路工程、房屋建筑工程一樣，也可以將隧道工程作為工程項目的一種，相應的課程主要內容圍繞隧道工程從規劃到設計、施工，再到后期管理等。按照該思路，可以將隧道工程課程的內容劃分為：隧道工程基本理論與基本概念、隧道工程規劃選址與設計、隧道工程施工、隧道運營管理4個模塊，這4個模塊則直觀反映了隧道工程項目建設的大體流程（圖1）。
三、模塊化教學實施及效果評價
武漢工程大學土木工程專業創辦于1992年，是學校“十二五”重點建設學科之一，為一級學科碩士學位授權點、湖北省楚天學者設崗學科、省級品牌專業。該學科現設有建筑工程方向、交通土建方向，以及道路橋梁與渡河工程。隧道工程是我校土木工程專業（交通土建方向）及道路橋梁與渡河工程專業學生的專業方向課。2014年開始，將上述模塊化教學方法應用于我校土木工程專業（中英班）、土木工程專業（交通土建方向）及道路橋梁與渡河工程專業的隧道工程課程。
首先，按照表2中的方法，從內容屬性的角度出發進行模塊劃分，在講授每一個模塊之前，提醒學生復習與之相關的課程內容；在講授課程的過程中，提醒學生講授的內容涉及哪些專業基礎知識，從而讓學生認識到專業基礎知識對于后續專業課學習的重要性。其次，在每一個模塊內容講授完畢時，歸納總結該模塊的主要內容，詳細分析將這些內容作為一個模塊的原因，讓學生理解同一模塊中各部分內容之間的內在聯系。再次，在全部課程內容講授完畢時，引導學生回顧課程內容，分析各部分內容之間的邏輯關系，幫助學生建立專業思維，構建專業知識體系。最后，采用上述工程項目建設階段模塊（圖1），引導學生再次回顧教學內容，可以有效促進學生的開放性思維，并全面提升學生運用專業知識分析和解決工程問題的能力。
經過一年多的模塊化教學探索和實踐，該課程教學取得了一定成效，學生的學習積極性得到普遍提升。學生反映，在學習隧道工程課程過程中，較全面地回顧了先行課程涉及到的知識，對專業知識體系的認識上升到了新的高度。
四、結語
基于學習遷移理論基本原理，按照涉及科學、工程問題的不同，將隧道工程課程內容分為基本概念模塊以及地質、力學及支護結構模塊、傳統施工方法模塊、非傳統施工方法模塊、管理與維護模塊等。此外，按照工程項目建設的階段，將該課程內容劃分為：基本理論與基本概念、規劃選址與設計、施工、運營管理4個模塊。二者聯系緊密，互為補充。實施該模塊化教學方法，提高了學生的學習積極性，促進學生深入理解課程內容，培養學生運用專業基礎知識分析、解決專業問題的能力，幫助學生構建專業知識體系，收到了良好效果。
需要指出的是，模塊化教學方法絕不是簡單地將課程內容劃分模塊分別講解。在實際操作過程中，需要引導學生去分析、思考劃分模塊的依據以及各模塊之間的內在聯系，并站在教材編者的角度去分析課程的內容構成，從而幫助學生構建專業知識體系，培養學生善于運用專業知識分析和解決實際工程問題的習慣和能力。課堂上應適當組織學生進行研究性學習，并布置課程作業，充分發揮學生自主性，實現師生之間互動。
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土木工程的起源范文5
關鍵詞：地基處理；強夯法；案例教學法
中圖分類號：G6432文獻標志碼：A文章編號：
10052909（2015）02004403
我國地域遼闊，地理、地質條件差別較大，各類軟土地基、特殊土地基分布廣泛。隨著經濟的高速發展以及城市化進程的日益加快，各種基礎工程建設日新月異，相應地對地基處理技術
也提出了新的要求。尤其近些年來，地基處理的新方法、新技術、新理念不斷被提出，地基處理既在原有方法上繼續創新，又不斷將多種地基處理方法綜合，形成復合地基處理技術[1]。地基處理是一門面向水利工程、土木工程以及交通工程等專業供本科以及研究生學習的一門專業課。其主要通過各類地基處理方法對地基土進行加固，用以提高地基土的抗剪強度，降低地基的壓縮性，改善地基的透水特性、動力特性等。地基處理方法多樣，主要包括置換、排水固結、灌入固化物以及振密擠密等。
當前，大學教學目的不僅僅在于學科基本理論和知識的傳授，更在于培養學生應用所學知識解決實際問題的能力。要做到突破傳統的教學重點，由知識傳授轉變為培養學生的終身學習能力以及實際問題處理能力，必須對傳統教學模式進行改革，改變依賴大綱、依賴教科書的教學模式。文章以研究生地基處理新技術[2]課程中強夯法為例，提出教學方法新思路。
一、教學現狀
（一）教學對象
地基處理是土木工程、水利工程學生必修的專業課程，學習該課程需要一定的力學基礎。其授課對象一般是高年級本科生以及部分專業研究生，此時，學生已經掌握較為系統的理論知識，其學習主動性、探索性也要高于低年級
學生，同時該階段的學生大部分已經參加過現場實習，對施工有一定的了解，為新教學方法的實施奠定了基礎。
（二）教學中存在問題
地基處理作為一門專業課，與其他學科相比，有著更強的實踐性，一定程度上而言，其具有“實踐領先于理論”的特點[3]。然而，結合已有教學經驗和學生對該課程的反映，這門課程的教學存在以下幾個問題。
（1）目前，教材中往往重理論而輕實踐，教材大篇幅介紹機理、設計計算方法以及適用條件等。學生由于缺少工程經驗，對教學內容不求甚解，對不同地基的處理方法，只能靠記憶，沒有直觀認識。
（2）查閱目前國內關于地基處理的教材，大部分在每章節后均設置有一定的案例分析，而這些案例往往一直沿用10多年。地基處理作為一門實踐性較強的學科，其技術更替速度較快，這就需要教師能自主選定較新、當前較常用案例，而不僅局限于課本。
（3）傳統的教學內容隨著教學硬件設施的完善，往往只需要根據大綱內容編制PPT，常出現一節課教師讀PPT，學生聽PPT的情況，師生間缺乏互動，學生缺乏思考。
（4）大部分學科成績評價以最終的考試成績為標準，學生對課程學習往往缺少興趣和主動性，習慣于考前強行記憶，依照標準答案答題。
二、教學方法新思路
顯然，當前教學中存在的問題，與素質教育的理念是不相符的，這種填鴨式教學有必要也亟需改善，故此提出教師引導、學生自主學習、案例教學三者相結合的新教學模式。新教學模式以強夯法教學內容為例進行介紹。
（一）強夯法教學內容
強夯法由法國Menard技術公司于1969年首次提出，其一般通過將10～40 t的重錘提升至10～20 m高處使其自由下落，對地基土施加強大的沖擊能，以提高地基土的強度，降低土的壓縮性，改善砂土的抗液化條件，消除濕陷性黃土的濕陷性等。強夯法主要用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土和黏性土、濕陷性黃土、素填土以及雜填土等地基[4]。強夯法教學主要內容如表1。
（二）教師引導
教學不只在于教師輸出多少知識，更在于學生能接受多少。所謂教師引導，即“以導為主”的教學思想，其“導”包括引導、啟發，給學生一個正確的學習方向。地基處理中強夯法主要包括六部分內容，根據所提出的教學模式，選取概述、加固機理兩節內容為教師引導環節。
針對概述部分內容，首先在課堂上進行實際強夯法地基處理視頻播放以及強夯法施工過程中圖片展示，讓學生能快速了解強夯法到底是什么，一般有哪些過程等。其次與當地工程項目部聯系，由教師帶隊，對實際的地基強夯施工進行現場參觀、學習，加深對強夯法的直觀認識，并適當對強夯過程以及強夯原理進行講解。通過課內、課外雙重教學，給學生留下深刻印象，為后面的強夯機理分析打下基礎。
機理內容一般是課程的難點，同時也是學生最頭疼的內容。在本節中，以動畫的形式簡單還原土體強夯過程，從三個方面總結闡述土層強夯處理機理：第一，動力密實。多孔隙、粗顆粒、非飽和土強夯處理產生沖擊型動力荷載，使土體中的孔隙減小，土體變得密實，從而提高地基土強度。非飽和土的夯實過程是土中的氣相（空氣）被擠出的過程，其夯實變形主要由土顆粒的相對位移引起。第二，動力固結。對細顆粒飽和土體進行強夯處理時，巨大的沖擊能量在土中產生很大的應力波，破壞土體的原有結構，使土體局部發生液化并產生許多裂隙，增大了排水通道，使孔隙水順利逸出，待超孔隙水壓力消散后，土體固結。第三，動力置換。動力置換可分整式置換和樁式置換。整式置換是采用強夯將碎石整體擠入淤泥中，其作用機理類似于換土墊層。樁式置換是通過強夯將碎石填入土中，部分碎石樁（或墩）間隔地夯入軟土中，形成樁式（墩式）的碎石樁（墩），其作用機理類似于振沖法形成的碎石樁，整體形成復合地基。
（三）學生自主學習
地基處理作為土木工程、水利工程學生必修的專業課程，其學習需要一定的力學基礎。其授課對象一般是高年級本科生以及部分專業研究生，此時的學生已經掌握較為系統的理論知識，其學習的主動性、探索性也要高于低年級學生，同時該階段的學 生大部分已經參加過現場實習，對施工有一定的了解。
教學新模式中，自主學習是指教師將學生分組，以小組為單位，分派自主學習任務。以強夯法內容為例，將學生分為三組，分別自學設計計算方法、施工工藝與質量檢測，以及工程案例三部分內容。然后將每部分內容細化，如強夯設計計算方法主要包括強夯法設計要點、強夯置換法設計要點，以及降水聯合低能級強夯法設計要點，施工工藝與檢測包括施工機具和設備、施工要點，以及現場觀測與質量檢測，工程案例包括強夯法地基處理工程實例和強夯置換法地基處理工程實例。
各組學生根據分派任務內容分工協作，內容基于書本但不局限于書本，采用PPT以文字、圖片、視頻等方式，將學習的內容以演講的形式進行匯報，其具體實施方案如圖1。
（四）案例教學法
所謂案例教學[5]，是以案例為基礎的一種新的教學方法，通過引導學生案例分析，掌握學科知識并應用于實際工程。案例教學法起源于20世紀20年代，由美國哈佛商學院[6]倡導，現已廣泛用于高中、大學教學中，并取得良好效果。
在經過教師引導、學生自主學習環節后，學生對于強夯法的原理、適用條件有了一定的認識，通過引入案例加深學生對強夯法的主觀認識。教師結合國內外最新的強夯地基處理工程實例，向學生展示強夯的設計過程、施工過程及檢測過程。通過介紹高能強夯法、高真空井點降水+強夯法、其他降水法+強夯法等不同的強夯案例，讓學習了解國內外最新的研究進展，同時鼓勵學生之間、師生之間相互討論，分析最新案例的適用條件，以及各自存在的優缺點，同時預測強夯法發展方向。
三、 結語
授人以魚不如授人以漁，教學目的不僅僅在于傳授知識，更在于引導學生掌握學習知識的方法，如何將所學知識融會貫通，應用于實際工程中。文章針對現有教學中存在的問題，提出教師引導、學生自主學習和案例教學三者相結合的新教學方法，該方法現已應用于教學，并取得良好成效。參考文獻：
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土木工程的起源范文6
隨后，耗散結構理論、協同學、突變論、超循環論、生命系統論等非平衡自組織理論，也逐步產生和發展起來。[2]這些理論，為科學技術的發展提供了新思想、新觀點、新方法，同時，也給科學技術方法論的研究帶來了革命性的變化。因此，作為科學和技術研究工具的方法論，不能不注重系統科學方法的研究。系統科學是探索系統的存在方式和運動變化規律的學問，是對系統本質的正確反映和真理性認識，是一個知識體系。系統工程是利用系統科學的理論和方法研究和解決各種工程問題的技術。他也包括在系統科學這一學科群中，屬于其中應用技術的層次。系統工程的重點在于探索工程規劃、設計、管理的要素和過程，以創造最好效益。系統科學的理論和方法，本身就是認識世界和改造世界的手段。系統科學方法，即按照系統科學的觀點和理論，把研究對象視為系統來解決認識和實踐中的各種問題的方法總稱。
系統思想的產生和發展來源于社會實踐。系統科學方法起源于通訊工程以及運籌學等學科，它在使用模擬方法、進行復雜計算以及大量數據處理時，借助于電子計算機，并和人、財、物的管理相結合，能出色地處理規劃、計劃、預算技術、預測技術等復雜問題。系統工程作為一門綜合性的科學技術而誕生，是在第二次世界大戰期間及其以后才開始逐漸形成的?，F在它已成為現代科學技術發展史上的一顆明珠。系統工程作為一門工程技術，與一般工程技術的主要區別在于系統工程是從系統角度去考察研究工程問題，具有高度的綜合性。這種綜合性主要表現在以下幾個方面：①研究對象的綜合性；②應用學科知識的綜合性；③考核效益的綜合性；④具有程序化、信息化、精確化、專業化和集約化的特點。系統工程原理和方法目前在建筑工程領域內的應用尚不夠普及，但其在建筑工程中的應用有著廣闊的前景。因為，建筑與國民經濟各部門有著密切的聯系，國民經濟各部門的興旺發達必然會促使建筑業的發展。無論何種形式的建筑工程，按其發展的全過程可以劃分為資金籌集與工程投資階段；工程規劃和設計階段；工程施工階段；工程竣工驗收階段；工程投入使用及其維修更新階段。在建筑工程發展的任一階段中，都存在著若干系統問題需要加以研究，為系統工程在建筑工程中的應用提供了廣泛的研究對象。對大型現代建筑工程項目規劃、設計、施工和管理，以及對大型施工企業生產經營活動都離不開系統思想和系統方法。
此外，建筑企業正面臨著建筑市場競爭的挑戰，企業要生存要發展，必須加強自身的素質建設，其中包括人材素質、技術素質、裝備素質、管理素質建設等。由于企業經營環境的錯綜復雜，要提高這些素質，其中仍存在著若干需要加以研究的系統工程問題。無論從建筑工程投資、規劃、設計和施工，到建筑施工企業生產經營的全過程，都存在著大量的系統問題需要研究，需要解決。因此，系統工程作為建筑工程投資、規劃、設計、施工和管理研究的一門綜合技術是十分必要的。
