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摘要:
《岩土工程测试与监测技术》课程是高校岩土及地下工程方向一门必须专业课。通过对该课程的特点进行分析,提出开设该课程应该满足的一些要求,结合笔者的教学实践经验,从教师、学生及学校三个方面提出了改进岩土工程测试与监测技术教学质量的几点建议。
关键词:
岩土工程;监测;教学分析
随着现代化事业的飞速发展,关于岩土工程一系列新的理论和新的设计方法被提出,这些新的理论要变成工程实践,如果没有相应的测试手段则是不可能的。岩土工程检测不仅能控制施工质量,确保施工安全和保护周边环境,还能检验及修正岩土工程理论,在岩土工程中乃至土木工程中占有重要的地位。目前,很多高校岩土工程、地下建筑工程本科生都开设了《岩土工程测试与监测技术》课程[1-2]。笔者在分析这门课程的特点基础上,根据自己的教学经验,提出改进教学的几点建议。
一、岩土工程测试与监测技术课程特点分析
本研究以高校土木工程专业指导委员会规划推荐教材《岩土工程测试与监测技术》(宰金珉主编)教材为分析对象。根据笔者的深入研读和梳理,这门课程的特点归纳如下:
1.课程内容极大丰富性。
课程内容主要涵盖以下几个方面:绪论部分,主要讲解岩土工程测试与监测在岩土工程中的地位、作用、目的、发展现状,以及对相关技术的简介;测试技术基础知识,主要讲解测试系统核心传感器的原理、特性、监测仪器的选择和标定。岩土的原位测试技术,详细介绍静力载荷试验、静力触探、十字板剪切、动力触探。岩土体现场剪切试验等的原理、仪器设备、试验步骤、试验数据整理与应用等。基础课程涉及土力学、基础工程、岩体力学、工程地质学、地基处理、建筑抗震、钻探工程、基坑工程等。如静载试验资料应用中涉及确定地基土的承载力特征值,地基承载力确定与应用是土力学与基础工程重要内容。第四章到第八章分别介绍地基加固、桩基础、基坑工程、地下工程、边坡工程的检测。每一章都涉及一门专业课程,如地基加固检验与监测,地基加固包括多种加固方法,针对每一种加固措施,则采取相应的检测手段。如砂垫层质量检测方法主要有环刀法,贯入测定法,而干渣垫层的质量检验又分为分层质量检测与工程质量验收检测,每个阶段的检测方法又有所差异。
2.实践性极强。
岩土工程的实践性很强,岩土工程测试本身是生产实践,也是科学试验,应用于实践性学科,因此其实践性极强。以边坡监测设计为例,理论上监测线的布置形式有十字形和放射形布设,但是如果没有到过边坡现场进行原地踏勘,仅仅依靠室内设计的监测方案是满足不了工程需要,而且可实施性不强,如受现场地形地貌及施工的影响,理论设置的监测点在现场可能难以实现。
3.经验性强。
岩土工程测试中的很多测试方法机理尚难搞清,监测成果的解释主要是经验性的,如静力触探试验,贯入机理不清晰,没有数理模型,不能直接识别土层,应用中需要其他勘察或测试方法配合使用。
二、岩土工程测试与监测技术教学要求
通过分析岩土工程测试与监测技术课程特点,该课程的教学应满足以下要求:
1.授课教师的专业素质要求。
这门课程涉及专业较多,如果授课老师仅仅是从测试的角度讲解,课堂内容显得单调,不容易引起学生的兴趣,很难达到预期的教学效果。以笔者所在的单位为例,这门课程安排在大三学年下半年,同时开设有《地基处理》、《基础工程》专业课程,如果不从地基处理的基本方法开始讲解,学生很难将地基处理各种方法及相应的监测方法梳理清楚,甚至很多学生在学完地基加固后,不知道还要进行加固效果检测。对于边坡工程监测,如果不讲解滑坡各要素及其对工程实践的意义,如滑坡勘察时为何要确定滑动面的位置和滑坡周界,那么布置表面变形监测点时,就很难确定基准点的位置,深部位移监测时,不知道测斜孔孔深应该打多少等。可见,授课老师不仅要测试技术本身很熟悉,还要熟知地基处理、桩基础、基坑工程、地下工程、边坡工程,只有这样才能将测试技术的具体应用讲解的清晰、突出检测技术的重要性,引起学生的重视。
2.学生的专业基础及学习能力要求。
对于这门课程,如果学生具有相关课程学习基础,那么在学习过程中压力相对较小。如不了解地基加固的各种方法原理,如不了解堆载预压、真空预压加固效果的原理,就很理解为什么通过地基变形、孔隙水压力及真空度的检测结果来评价加固效果等。所以,学生在学习这门课之前,应该学习相应的基础课程。
3.学校仪器设备资源的要求。
岩土工程监测的实物构成是各种监测仪器设备,所以学生有必要认识和了解常用的监测仪器。这门课程既要求学生学习各类测试及监测的原理,又要掌握熟悉常用监测设备的操作技能,这就需要安排适当的实践教学环节,这就要求学校必须配备相应的仪器设备。
三、关于岩土工程测试与监测技术教学几点建议
通过《岩土工程测试与监测技术》课程特点,提出对开设课程应满足一些基本要求,最后结合笔者的教学经验,对提高《岩土工程测试与监测技术》教学质量提出几点建议。
1.提高教师的综合素质。
作为授课老师,专业能力需要日积月累,短时期很难达,但是作为专业教师要有提升自己的意识,努力拓宽自己的知识,在教学过程中发现问题并积极解决问题,引导并与学生共同进步;另外,要综合多种方法,将自己所掌握的知识以学生便于接受的方式传达给学生,在教师水平相当的情况下,教学方法的作用更为突出。
2.培养学生的自学能力。
该课程涉及面广,仅仅靠老师上课讲解是完全不够的,授课老师应该在选择性授课基础上,引导学生通过课外自学吸收课堂讲解内容,对自学过程中的问题进行辅导和答疑。
3.提高资源投入。
学校应该在课时安排、设备等方面加大投入,这是提高教学质量的基本条件。
作者:刘永莉 单位:湖北工业大学土木工程与建筑学院路面与岩土系
参考文献:
[1]宰金珉.岩土工程测试与监测技术[M].中国建筑工业出版社,2008.
[2]沈超,蔡晓光,王伟.关于高校岩土工程测试与监测技术课程教学的思考[J].科技视野,2014.