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地质学论文范文1
1.理论环节较重，应用性教育不足
第一，因为理论学习较多，但专业实践性环节不足，使得部分学生出校后不能适应社会需求，空有理论知识，无动手能力，不能很快适应社会岗位的需要；第二，没有更多符合我国灾情国情、反映我国灾害防治的发展与现实的案例，以供教学参考和利用；第三，目前，西南科技大学环境与资源学院地质工程国家级特色专业正在建设中，如何提升我校地质工程专业教育的特色，又如何创建一套新的依托我校资源又能体现国家级特色专业的“灾害地质学”课程培养方案，而探究式教学模式与学生创新能力培养相结合的方案正符合教学科研型高校教学特点，既有我校特色又有研究应用价值，并能够反映社会需求的课程培养模式。
2.不注意角色转换，教学效果较差
专业课程教育，教师必须从单纯教育者的角色转化为对学生未来工作的参与者、组织者的角色。学生必须从被动接受者的角色转换为未来职业培养而接受教育者的角色。我们很多教师仍然习惯于以前的满堂灌，甚至填鸭式的课堂讲授，而学生采取全盘接受，甚至死记硬背的学习方式；课程结束时以考试成绩作为衡量学生学习效果的唯一考核方法，这样培养出来的学生到了真正的工作岗位上会感觉大学学习一无所获。因此，将探究式教学模式引入到“灾害地质学”课程教学中是非常必要的，也是非常有助于提高我校人才培养质量的方法和途径。
二、研究方法与内容
1.目标
（1）根据教学内容创设系列以实际科研项目为背景的研究案例，形成一套针对“灾害地质学”课堂教学开展探究式教学的有效方法。
（2）将探究式教学方法贯彻到“灾害地质学”的每一堂课的教学方案设计和课堂教学的各个环节中，通过探究式教学方法的实施，激发学生学习热情，养成发现问题、探究问题的习惯，开启学生心智，开发创造潜能，从而培养具有探究能力和创新精神的高素质大学生。
2.内容
（1）“灾害地质学”课程的各栏目的建设主要包括：课程介绍、教学大纲、教学日历、教学材料、课程通知、答疑讨论、课程问卷、教学笔记、研究型教学和课程作业，特别是课程资源、答疑讨论、研究性学习、问卷调查等栏目的重点建设。
（2）结合以上各栏目的建设，将具体的科研项目融入到课堂教学中，引入探究式教学模式与学生创新能力培养的教学思想，推进“灾害地质学”课程教学的改革。
3.主要特色
（1）体现“以学生为中心，促进学生发展为宗旨”的创新能力培养教学理念。
（2）结合具体的科研项目，精心设计教学过程，灵活创设问题情境，课堂教学中为学生提供探究的环境，留给学生足够的思考空间，使学生在解决实际问题中增加认识。
（3）落实课堂教学中的师生交流和学生间的合作交流。
（4）注重教学反思，教师成为专业课堂教学的研究者。
4.要解决的关键问题
（1）对学生的认知结构、认知水平和心理特征进行研究，了解学生向往、期望的课堂教学方式。
（2）针对探究式教学模式与学生创新能力培养各个环节间的特点进行课堂教学设计。
三、实例研究
1.教学基础
（1）已对“灾害地质学”教学内容进行了探究式教学方案设计，在地质工程专业高年级班的实际课堂教学中加以实施，并通过问卷调查和对学生实际问题解决能力的考核反馈教学改革尝试的效果。
（2）笔者长期从事滑坡泥石流等山地灾害评估与风险分析的教学科研工作。在教学过程中，经常会结合具体的科研项目对学生进行引导，培养学生发现问题和解决问题的能力，为学生们今后走上工作岗位打下坚实的基础。
2.教学思路
根据本研究内容的选定，通过探究式教学模式的应用解决目前教学中所存在的问题，探究式教学模式推进“灾害地质学”课程教学改革的模式流程图。通过探究式教学，本课程可以在课程介绍、教学大纲、教学日历、教学通知等栏目做得会比较全面，从而极大地方便学生对该课程的学习。在参与教师科研项目、答疑讨论和问卷调查等栏目的建设上，本课程不仅提供了全方位的教学材料，而且对于目前该课程的最新研究领域和热点问题引导学生进行了介绍和探讨。通过问卷调查，获得了学生对于该课程学习的全面了解，包括课程进度、教材选择的难易程度、对于教学在线的使用建议等。
3.教学安排
将“灾害地质学”课程教学（32课时）分为三个阶段进行第一阶段（授课前，4周）：收集整理相关资料，进行专家咨询，对“灾害地质学”课程的探究式教学模式进行全面设计。第二阶段（授课中，32课时）：按所设计的教学模式进行教学实践，并在实践中修正完善设计方案，并通过对参与科研项目的师生进行访谈、调查问卷、问题解决能力检测等方式收集实验效果反馈信息。第三阶段（授课后，2周）：在实践—分析—反思的基础上进一步改进教学过程各个环节的设计，完善探究式教学模式及实施策略。
四、教学评价与结论
通过该探究式教学模式在“灾害地质学”中的实践教学，笔者在总结授课效果的过程中发现，本次授课班级共有35名大三学生，其中有16名学生将自己今后的毕业单位设定为地质灾害相关的单位，有10名学生准备继续攻读地质灾害方面的硕士研究生，授课班级85.7%的学生表示收获很大，尤其是对我国西南地区的滑坡泥石流等地质灾害有了一个全面、直观的认识和了解，这也成为他们今后学习和工作的一个重要基础。因此，探究式教学模式在“灾害地质学”课程中的实践教学效果优良，尤其是对高年级学生的启发作用显著。
地质学论文范文2
一、建立良好的班级学习环境，培养学生热爱集体的意识
培养学生的集体主义精神是学校开展素质教育的重要任务。在课堂教学中，教师应该引导学生遵守课堂纪律，让他们注意力集中，积极参与到教学中来，无论是讨论还是回答问题，都应以极大的热情参与其中，使每一个学生都能对学习充满兴趣，这样班里的学习氛围才会变得比较和谐，违纪情况、不写作业的情况才会逐渐减少。作为集体的一员，要时刻和本集体在一起，如果脱离了班集体，那么学生在纪律方面和主动学习方面就会产生懈怠心理。另外，如果班级氛围特别差，那么学生也是不愿意学习的。一个好的学生不一定能带动大部分学生好好学习，但是一个思想意识差的、控制力差的学生，却可以影响一部分学生，使得课堂教学达不到理想效果，更不要说培养学生的素质了。教师作为班级的课堂管理者，要充分调动学生的学习积极性，要尊重学生，坚信他们能够积极主动地学习，建立良好的班级学习环境。当有学生因为克制不住自己的情绪，在课堂上出现违纪情况或者是影响到班级整体学习情况时，教师也不要以主人翁的姿态，对学生进行严厉的批评，这样反而会使学生产生逆反心理。在处理这类问题时，教师应该把学生推到班级的管理位置上去，让学生分析自己作为主人应该如何为班级做贡献、如何建立良好的班级学习氛围，这种情况下学生就会很自然地认识到自己所犯的错误或者是自己学习上存在的问题。学生只有从自身意识到班级的重要性，才能真地正热爱学习、热爱班集体。
二、开展综合实践活动，培养学生的动手能力和创新能力
素质教育把学生的各种能力培养肚皮提高到了前所未有的高度，在开展素质教育过程中，教师要重视对学生各种能力的培养。初中地理教学中，有很多内容都是与实际生活相联系的，教师可以根据教学内容设计实践活动课题，让学生分小组讨论。例如在讲解“环境与社会生活”这一节有关内容时，教师就可以结合身边的具体事例，让学生们分小组讨论，让他们自己谈一谈对当今社会环境的认识。这样的教学课堂，不仅可以促使学生独立思考，积极参与到学习中来，还可以增强学生的小组合作能力，锻炼学生的组织能力和与人交往的能力。实践课程的开展效果固然好，但也不意味着可以在任何时候开展，教师还是要以传统的课堂教学为主，选择合适的教学内容，先做好前期的准备工作，设想好问题，然后给学生足够的时间，让学生以小组合作的形式展开讨论。我们的目的是教会学生知识的同时，让学生的能力也以有所提升，只有这样，学生在步入社会后才能更好地适应社会的发展。素质教育的推进不是件简单的事情，需要广大教师同心协力，先从课堂教学入手，一步一步地培养学生的能力。在实施素质教育的过程中，传统的课堂教学方法不能完全摒弃，教师要将新的教学模式与之相结合，对学生实施素质教育。初中地理的学习离不开顽强的意志、艰苦的努力，教师不能扼杀学生的个性，摧残学生的身心健康，一定要制定合理的目标和措施，满足学生身心健康发展的需要，让学生的学习充满乐趣，打造快乐学习的素质教育课堂。
作者：董树格单位：河北省隆尧县尧山中学
地质学论文范文3
1．巧用诗词。
中国自古就有许多人为自然地理环境写下了许多美好的诗篇，例如描写天气的“东边日出西边雨，道是无晴却有晴”“日出一点红，不雨便是风”;描写山峰的“会当凌绝顶，一览众山小”“横看成岭侧成峰，远近高低各不同”;描写江河的“两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山”“大江东去浪淘尽”等等。这些诗词不仅语言精练，而且融入了人类的思想情感，也是中国人智慧的结晶。把诗歌带到地理课堂中，能够培养学生的人文精神、审美观念。
2．善用对联、顺口溜进行知识总结。
地理复习课往往枯燥乏味，学生会觉得自己学过了而不愿意听，针对这种课堂现象，教师在讲述的过程中可以组织学生用地理知识编顺口溜、对联。例如，教师出上联“地球自转才有昼夜变化”，学生对下联“地球公转方具四季更迭”。大洲的面积大小顺序可以用顺口溜来记忆:“亚非北南美，南极欧大洋。”这样不仅可以让地理课堂生动有趣，也可以充分发挥学生的想象力，把知识统一起来。
3．融入情感，让语言更具感染力。
教师从某种程度上来讲就是一名演员，一名成功的演员就要用他的演技把观众带入他的剧情里，使得观众的情绪随着剧情的变化而变化。而演技的好坏与演员的情绪、情感有直接的联系。所以，教师在讲课的过程中要融入自己饱满的情感，使语言更具感染力，使课堂气氛时而神秘、时而欢快，把学生带入课堂的情境里。
二、讲述中把地理知识转化成地理故事
喜欢听故事是大多数孩子的天性，教师可以把一些地理知识用幽默诙谐、富有感染力的语言转化成一个个地理小故事，使学生在听的过程中能领悟其中的地理知识。在重点知识上添加一些浓厚的色彩去讲述，既可以吸引学生的注意力，又可以使学生对重点内容记忆深刻，同时也可以培养学生的地理思想。例如，七年级的“地球的形状与大小”一课，教师就可以用生动的语言来讲述古人观天的故事:“相传在远古时期，有两人为了争夺天下发生了争斗，这两个人分别叫共工和颛顼。由于共工兵力不足、战术不精、轻狂大意，最后失败了，于是他一气之下跑到了大地的西北角，仰天咆哮，撞倒了那里的不周山。不周山原是八根擎天柱之一，撞倒之后，西北方的天就塌了，东南方的地也陷了下去。于是，天上的日月星辰都滑向西北方，地上的流水泥沙都流向了东南方。当然，这仅仅是一个传说，但却生动地反映出当古人对自然现象的成因不能理解时，就会借助想象来推测天地的结构。天地成何形状，大小如何，与日月星辰有什么关系?从春秋战国开始，一些哲学家、天文学家甚至梁武帝、朱元璋等一些帝王也参与到这些问题的争论中。随着人们的思想越来越活跃，天文学在汉代到魏晋南北朝时期快速发展，于是就有了盖天说、浑天说等假说。”
三、把地理知识迁移到生活，把生活迁移到地理课堂
学生的学习兴趣更多地源于生活的实际感受和亲身经验，同时，他们也希望所学的知识能够应用到自己的实际生活之中。教师在讲述地理知识时应抓住学生的这一心理特点，把地理知识与日常生活相结合，充分体现地理课堂的价值。例如，在讲“降水与降水的分布”时，就可以从学生的日常生活体验出发，降水与我们的日常生活联系密切，降水随季节而变化也是学生有目共睹的。而在学习“地图”时，就可以把地理课堂迁移到生活中，让学生感受到地图对其以后的生活有极大的帮助，再也不会因为不分东南西北而找不到路，从而培养学生的知识迁移应用能力。
四、讲述法与其他教学方法优化组合
身为一名地理教师要清醒地意识到，单一使用讲述法会使学生陷入被动、机械的学习中，所以在使用讲述法的同时要配合其他教学方法。任正霖、刘子琦在《中学生在地理教学中接受不同教学方法的兴趣比较分析》中根据得分率计算统计表明:深受学生喜爱的四种教学方法分别为:“图片、视频教学”“地理演示与实验”“实地调查、观测”“采用地理模型教学”。由此可知，中学生喜欢较为直观、生动的地理教学方法。对于抽象的地理事物，教师在讲述的同时可通过图片、动画、演示、实地调查等较为直观的教学方法配合讲述法，帮助学生进行思维建构和理解，揭示地理事物的一般规律。如“大洲与大洋”一课，讲解大洲、大洋、陆地、岛屿、半岛、海峡等概念时，就可以出示图片帮助学生理解，加深记忆。
五、结语
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根据我国土地管理的具体情况，土地管理学的内容体系由三部分组成：第一部分为土地管理的原理，包括土地概念和特点、土地管理的经济学原理、土地管理的生态经济学原理和现代管理原理。第二部分为土地管理的基本内容，包括地籍管理、土地权属管理、土地利用管理和土地市场管理四大部分。就四大内容在土地管理系统中的作用来看，地籍管理是基础，土地权属管理和土地市场管理是手段，土地利用管理是核心。它们之间相互联系、相互依赖共同构成完整的土地管理内容体系。第三部分为土地管理案例分析和操作实务［3］。
二、“土地管理学”课程教学方式
基于土地管理学课程所具有的先导作用和课程特点，在教学中应综合考虑，由浅入深、理论结合实际，多种教学手段有机融合的模式展开课程的教学活动。
（一）“图表”教学方式
“图表”教学是一种以图形、表格为材料呈现方式，展示地理事物或揭示其本质特征，以激发学生跳跃式思维，增强学生地理素质，加快教学过程的一种方法［4］。该方法虽然在地理教学中应用较广泛，但在土地管理学的教学中巧妙使用后也会达到事半功倍的效果。例如，在讲土地功能这部分内容时，针对土地不同的功能，首先给学生展现土地功能的不同图片，之后让学生指出每一种图片所表示的土地功能，从而总结出土地5大功能，并用一句话概括土地的功能即土地的有用性。这种图表教学虽然看起来简单，但通过图片的直观教学可起到让学生更直观地认识土地，了解土地的属性及土地的功能，感受到土地与人们生产活动的密切相关性，进而使学生自发地产生重视土地、保护土地资源的意识。
（二）“主题引导”教学方式
土地利用及土地管理具有鲜明的时代特性，随着社会的进步和经济的发展，我国土地管理方面的法律法规在不断完善，但在具体土地利用和土地管理实践中原有的土地利用政策、土地利用规程等都在发生变更，这样就导致教科书上的部分内容与实际土地管理活动产生不一致的问题，基于这种情况在教学中给予直接补充完善是一种教学方法，也可以巧妙地设置一个主题并围绕该主题让学生广泛的收集和整理资料。具体做法是先将全班学生分成不同的学习小组（2－4人为宜），其次教师根据教学内容设置一个主题，围绕该主题要求各学习小组通过各种学习手段搜集、整理资料并自己动手制作课件［5］，之后每一组派一位代表就所准备的内容向全班同学讲解，同时要求各小组的其他同学做记录，主要记录其他组的讲授内容与本组内容的不同之处，之后要求各小组将听课记录整理后统一提交给老师。因为面对的是刚踏入大学的一年级的学生且初次尝试讲台讲课，所以教师可根据每位学生的讲解情况给予及时的肯定与鼓励，最后就设置的问题进行统一的归纳与总结。其教学效果可达到以下几个目的：拓宽学生获取知识的途径，丰富学生的知识面；客观的肯定与鼓励可增强学生学习的自信心，从而达到由被动学习变为主动学习；增强学生的课堂参与意识，提高学生的学习兴趣；活跃课堂气氛，培养学生自主学习能力和动手能力。
（三）“案例”教学方式
案例教学最早于1870年首先在美国哈佛大学兴起。案例教学中的案例，一般是基于教学的需要和一定的教学目标，由在实践中所收集或撰写的原始材料、案例报告或案例研究等组成的教学案例［4］。在土地管理学的教学中可根据本门课程的理论知识，将土地领域中发生的案例或从全国公共管理专业学位研究生教育指导委员会案例中心案例库中选取典型案例引入课堂。具体做法是，把课程中的理论知识和选取的案例事先布置给学生，让学生提前预习理论，熟悉案例。在课堂上，教师把学生已经了解的案例故事情节，通过简明扼要的方式重现给学生，从而尽快引导学生进入案例的情境之中。其次以将要讲授的理论为基础，围绕提前布置的问题，鼓励学生积极思考，发表自己的观点、再进行讨论和辩论。在讨论的过程中教师始终要把握不偏离设置的主题。讨论之后，教师对学生的观点进行提炼，对达成的共识给予肯定；对讨论中遗漏和模糊不清的问题，进行及时的讲解、梳理，使学生通过案例掌握理论，对理论形成正确的认识。在此需要进一步指出的是，案例教学重在原理，重在举一反三，案例本身不是学习内容。
（四）“框图”教学方式
框图是用框型符号如流程图、结构图等图式，将抽象事物具体化，描述系统中部分之间联系的一种手段。“框图”教学方式可以将相对分散的知识单元进行有机融合与衔接，使学生既可以看到一个整体、全局的知识体系，又能明确各知识单元的位置与联系［6］。在内容的讲授中可使一个章节的内容，在整体框架下，沿着层次结构逐层深入细化。例如，土地管理学中土地利用管理这一章内容，共包括了5个小节，而且第一小节中包括了土地利用及土地利用管理的基本概念和土地利用管理理论依据，使得教学内容的涵盖面过大和层次不突出，基于此在讲授这一章内容时通过拆分和归并，首先把全部内容整合成3大模块构成框图的第一层，其次根据知识结构的从属性和关联性构筑框图的第二层，第三层，逐层细化知识点，在讲授的过程中强化重点内容，第四层，根据需要进一步细化个别知识点。这样既从整体框架结构上做了全部内容的概括，又把分散为各小节的知识块，通过框图有机联系在一起，从而达到层次分明，重点突出的教学效果，教学框图见图1。
三、结束语
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德国哲学家斯宾格勒曾说，每一种文化都植根于她自己的土壤，各有自己的家乡和故土的观念，有自己的“风景”和“图像”[1]。每种文化的存在都是为了把自己的特性表现在她自己生命发展的每个细节之中，沂蒙文化就是要把我们鲜明浓厚的红色文化彰显在沂蒙大地的每一寸土地上，并且通过临沂大学这所地方院校实现沂蒙文化的传承与创新。我们从文化分层上分析，沂蒙文化与临沂大学文化，作为中观文化和微观文化组织形态，随时随处都在发生着相互密切的联系，具有互相影响，互相促进，协调共生的互动关系。
1 地方大学文化能够引领地域文化发展
大学作为一个地域的独特组成部分，其文化置身于特定地域的文化环境氛围中。依据大学的第四功能――文化的传承与创新功能，由此我们可以逻辑的认为地方大学文化要担负起引领和推动地域文化发展的内在责任。正如伯顿・克拉克所言，“大学是人类社会的动力站”[2]。临沂大学作为沂蒙老区历史悠久的地方综合性大学，不可推卸的承担着引领沂蒙文化发展的重任。
地方大学文化对地域文化的引领功能主要体现在：（1）地方大学文化在发展方向上指导地域文化发展。伴随着高等教育市场化的发展浪潮，临沂大学文化与沂蒙文化的互动联系越来越紧密，大学通过知识产出和人才输出不断的向沂蒙老区提供高科技的、先进的文化要素，在潜移默化中引领沂蒙文化的创新发展。（2）地方大学文化在发展内容上引领地域文化创新。临沂大学作为沂蒙地域最具有影响力的知识和人才资源的集聚地，其自身文化的创新发展无时无刻不影响着大学所在的地方社会，成为沂蒙地域文化发展的中坚力量。（3）地方大学文化在发展动力上为地域文化建设提供后备人才。临沂大学在人才培养、科技研究和社会服务等方面所表现出与生俱来的代际相传的优势使大学文化的创新发展具有源源不断的动力，这种持久的动力又直接传递给沂蒙地域文化建设，为沂蒙地域持续输送高尖端的技术和优秀的人力资源，增强了沂蒙文化的核心竞争力，促进地域文化与地方大学文化二者互动发展的可持续进程。[3]
2 地域文化能够浸润地方大学文化发展
地方大学文化根植于地域文化的深厚土壤中，成长于所在地域环境的熏染下，潜移默化的表现出鲜明的地域性，它的生长发展也同样受到地域文化的影响，主要突出表现在地域文化对地方大学文化的浸润。
地域文化对地方大学文化发展的浸润作用主要表现在：（1）地域文化为地方大学文化提供鲜明的地域性。地域文化自身具有鲜明地域性，大学作为成长在特定地域的一种教育机构，其自身的校园环境设计、校训校标设计、办学理念和人才培养目标等都与特定地域的文化特色形成了紧密的联系，突出地方大学和地域文化的特色建设和文化创新。正如哈佛地方大学前校长陆登庭说：“一所地方大学如果不能在各个重要的学科领域都竭尽全力， 包括对于探究人文价值、社会结构及其历史发展等多种社会形态以及人类传统、文化和世界观起核心作用的人文学科领域， 它就不可能真正成为一所杰出的地方大学。[4]”沂蒙文化作为中国历史悠久的红色文化，以其鲜明的文化特色影响着临沂大学文化的发展和定位，并以积极的社会主义核心价值观丰富临沂大学文化发展内涵。（2）地域文化为地方大学文化提供丰富的土壤环境。大学时刻与所在的整个地域文化环境发生密切的联系，地域文化对其的浸润作用不仅体现在对大学静态文化的熏陶和感染过程中，还体现在对大学动态文化的吸收和整合过程中，地域文化不断推动地方大学文化对地域社会的聚焦和关注，为地方大学文化的创新提供充实的地域文化资源，吸引地方大学文化在传统文化发展的基础上进一步完善和创新。沂蒙文化不仅传承着红色革命文化，还传承着具有本土特色的书法文化、陶瓷文化和酒文化等。这些独特的地域文化类型为临沂大学的学科专业设置提供了基础和原动力，同时也引领着新文化风尚的来袭。（3）地域文化为地方大学文化提供了多样性的发展舞台。沂蒙地区在自身的建设发展过程中，逐渐形成本土化的图书馆、电影院，文化广场等文化基础设施，换角度分析这些物质资源大部分都和地方大学文化有着某种程度的关系。因此，地域文化为地方大学文化的多元性提供了发展舞台，促进了地方大学文化的创新发展，呈现出地方大学文化繁荣的景象。[5]
3 地方大学文化与地域文化协同创新发展
基于地方大学文化引领地域文化发展和地域文化涵养地方大学文化创新的分析，我们认为二者应该秉承文化协同创新发展的关系。临沂大学作为地方综合性大学，一方面，在引领沂蒙文化发展的过程中，应该进一步明晰地方大学文化发展理念，丰富沂蒙文化发展内涵，彰显沂蒙文化的人文精神，提升沂蒙文化发展层次。另一方面，沂蒙文化在涵养临沂大学文化创新发展的过程中，要进一步丰富临沂大学文化发展理念，给养临沂大学文化发展层次，充实临沂大学文化发展内涵，评价临沂大学文化发展效能。只有文化互动主体相互促进，相互合作，地方大学文化和地域文化才能走向协调创新的互动发展过程。
总之，任何一种文化在其发展过程中总是不断吸纳其他文化的优秀成果，将其他文化的精华融合到自己的文化中，不断滋养和壮大自身文化成果。沂蒙文化和临沂大学文化也是在相互吸纳各自文化中的精华，并加以融合、凝练和创新并形成自身独特的文化品格。因此，对于临沂大学而言，在地域文化传承与交流中更应彰显对地域文化的引领价值。
【参考文献】
[1]伯顿・克拉克.高等教育新论：多学科的研究[M].杭州：浙江教育出版社，1988：22.
[2]田建国.文化建设：大学魂兮所系[N].中国教育报，2005-1-14（4）.
地质学论文范文6
1工程简介
溪洛渡水电站位于四川和云南视壤的金沙江峡谷中[13]。电站总装机容量12600MW，共计18台700MW的水轮发电机组。该工程地质条件复杂，地下洞室群布置复杂、纵横交错，尤其是左岸地下厂房轴线与最大主应力呈较大角度相交，对厂房洞室稳定不利，而且厂房又位于高地震烈度区(高达Ⅷ度)，如此超大规模的地下洞室群在施工期和运行过程长期安全稳定问题，都是前所未遇的。电站厂房采用全地下式，分左、右岸地下厂房，各布置9台机组。左岸地下厂房布置在大坝上游山体内，总装机容量为6300MW.厂房轴线为N24°W，三大洞室平行。
图1左岸地下厂房洞室群布置方案
主厂房尺寸为318.03m×31.9/28.40m×75.10m(长×宽×高)，厂房总长度426.0m.主变室长325.52m，宽19.8m，高26.5m.尾水调压室长300.0m，宽26.5/25.0m，高95m，中间设两条岩柱隔墙，厚18.0m。如图1所示。
左岸厂房顶拱围岩由P2β4、P2β5、P2β6层玄武岩组成。岩体新鲜较完整，无大的断层切割，层间错动带一般不发育。层内错动带以P2β6下部及P2β4、P2β5层内相对较发育，错动带一般宽5～10cm，挤压紧密，为岩块岩屑型。裂隙以陡裂和缓裂为主，中倾角裂隙一般不发育。
2模型相似条件设计
经过与设计单位协商，确定模型的几何比尺为1/100，材料容重比尺为1.之所以这样确定，主要是考虑到开挖模拟的可操作性，以及相似物理量之间换算关系的简化。根据试验相似理论和上述几何比尺，进行了如下的模型相似条件设计：用下标p代表原型，下标m代表模型，K代表相似比尺，L为长度，u为位称，E为弹性模量，G为剪切模量，γ为容重，σ为应力，σo为初始地应力，ε为应变，ν为泊松比，φ为摩擦角，C为粘聚力，Rc为抗压强度，Rt为抗拉强度。如设实际岩体的容重为γp，模型材料的容重为γm，则容重相似比尺为：
与应力有相同量纲的物理量均有与应力相同的相似比尺，即材料弹性模量、剪切模量、抗压强度、抗拉强度、粘聚力，初始地应力和面力荷载的相似比尺均为100.
3试验要点及关键技术
本试验研究对象为左岸地下厂房洞室群，包括主厂房、主变室、尾水调压室、母线道和尾水管。
3.1模拟范围地下厂房顺水流方向的上下游各取三大洞室最大开挖跨度的1～1.5倍长度，实际各约为1.27倍，总长度为620m；沿高程方向的下方取到洞室高度的1～1.5倍，实际取为1.45倍～1.85倍，达到海拔200m；上方取到地面，实际模型作到海拔670m，其上部作为荷载加在模型顶面；沿主厂房的纵轴线方向取3个机组段长度(自5号机组中心线至8号机组中心线)，为102m.因为模型几何比尺为1/100，所以岩体模型尺寸为长×高×宽＝6.20m×4.70m×1.02m.
3.2地形及地质条件模拟对模型试验范围内的地形、地貌、地质材料和三维地质构造如层间和层内错动带进行了模拟，模型基本满足几何、物理、力学相似条件。
3.3初始地应力场模拟三维原始地应力的模拟是本试验的关键和难点。经过研究、论证和试验，本试验中首次提出并研制了“离散化多主应力面加载及控制系统”，成功地模拟了三维地应力场，保证了试验的初始条件。离散型三维多主应力面加载系统，是在地质力学模型仿真试验中，首次提出使用的一种能近似模拟复杂三维空间地应力场的加载系统。
它的基本思路来源于有限元、边界元、离散元等将研究域离散化进行数值分析的原理，把需要模拟的复杂变化地应力分布场，离散为有限多个微小的单元应力场，并认为此单元应力场为一个等效的均匀应力场。用一组垂直于该单元应力场主应力矢量的微小主应力面，代替原来的斜截面，并在这一组主应力面上按照等效主应力的大小施加法向力，就达到了模拟这一单元应力场的目的(如图2).对各个离散的单元应力场均进行这样的操作，就可以完成整个试验域复杂变化的应力场的模拟。
图2离散化多主应力面加载原理示意
这一加载系统由高压气囊、反推力板、限位千斤顶、垂直立柱、封闭式钢结构环梁、支撑钢架和空气压缩机组成。此外还有压力监测和报警辅助系统，以保证试验期间的压力稳定。
3.4开挖过程模拟按照数值计算优选的开挖步序(如图3所示)，对试验范围内地下洞室群的隐蔽开挖进行了模拟。本试验中隐蔽性开挖的洞室包括尾水管和母线廊道，尾水管的隐蔽开挖长度为125m，而且为渐变的城门洞形断面，母线道断面也为城门洞形，但是靠近主变室一侧13m一段断面加大，造成母线道断面突变。这些都给开挖模拟带来极大困难。隐蔽开挖无法采用一般的手工钻进方法，需要设计专门的钻凿机具。经过反复研究试验，开发出隐蔽开挖机器臂和微型步进式掘进机，以及与之配合使用的隐蔽洞室内窥系统，成功解决了这一技术难题。如图4所示。
图3地下厂房洞室群开挖分期设计
3.5支护方案模拟按照数值计算优选的支护方案，对锚固支护(包括三大洞室的喷混凝土、锚索)进行了模拟。按照设计支护方案，锚索按实际位置模拟并施加预应力。系统锚杆与喷混凝土联合模拟为挂金属丝网涂浆。锚索模拟材料采用金属铝线或细铜丝束，用建筑胶浆固结，以螺旋加载方式施加预应力。
3.6施工模拟过程中的多种方式洞室内部收敛变形及破坏形态量测在主厂房、主变室、尾调室三个主要洞室中，采用预埋多点位移计方式进行了内部收敛以及洞周围岩深度变形量测；采用光导纤维进行了内部变形的量测；采用超声波测量方法进行了洞周围岩屈服松动区的量测；采用内部摄影方式进行了内部破坏形态的观测。
3.7内部应力场分布量测在主厂房、主变室、尾调室围岩中的适当位置，预埋三向应变计、应变花，进行了应力场分布量测。在重要位置，预埋光纤传感器，与应变片测量相比较，测量应力场分布。
图4隐蔽洞室开挖微型步进TBM示意
4试验过程和结果
试验自2000年5月开始各项前期工作，包括场地准备、试验台设计和施工、模型材料设计和试验、模型制作和传感器埋设、地应力场生成和监控系统研制、隐蔽洞室开挖系统研制和试运行、测量仪器的研制和准备等。2001年7月15日正式实施洞室开挖模拟，量测系统进行同步量测，采集数据，至2001年8月18日完成洞室群开挖。试验得出的洞群围岩变形、应力应变、屈服区分布等情况如下。
4.1位移主厂房顶拱最大下沉为37.5mm，主变室顶拱下沉为23mm，尾水调压室顶拱为34mm.各个洞室顶拱的变形随开挖量的增加均以下沉为主，开挖后期伴随有少量的上抬。这与同时进行的数值计算相比顶拱位移偏大一些，这是由于模型试验中准确地模拟了层内错动带的影响，而计算中则有所简化。尾水调压室边墙比主厂房边墙高20多米，初估最大水平位移应该更大些，但尾水调压室中间隔墙起到了限制变形的作用，从而减少了水平位移值。主变室与尾水调压室之间岩柱的上下游方向水平尺寸有所增大。
图5地下厂房洞周围岩位移分布
而主厂房与主变室之间的岩柱在上下游方向则有所压缩，是由于母线道对这部分岩柱削弱较多引起的。试验中所揭示的各个方向的位移量均不大，分布合理。除三大洞室顶拱位移比计算值略大之外，其它与计算值都很接近，洞周没有发现明显的开裂或位移突变。图5给出了洞周围岩位移分布。
4.2应力主厂房上游拱肩和拱脚处、尾水调压室上游拱肩和拱脚处均有拉应力出现。尾水调压室下游边墙5m范围内的岩体大部分存在拉应力，10m之外则呈现为压应力。随开挖的进行，洞室交叉部位产生应力集中，凡是压应力的则压应变值为原来的1.5～2.2倍。产生拉应力的部位则给出了很大的拉应变值，明显不大合理，可能是粘贴应变片的块体发生破裂造成的。但是可以从中判断是出现了拉应力。拉、压应力分布范围与计算结果接近。光纤传感器量测的结果比较有规律，随尾水调压室高边墙的逐渐形成，边墙表面岩体应力松驰，压应力降低甚至产生拉应力，而压应力分布有向深部岩体传递的趋势。
4.3超声波测量试验中采用超声波测速与位移沿岩体深度分布规律相结合的方法判断屈服松动区。洞周岩体波速最低处为尾水调压室的底部和顶拱，波速比未开挖前降低了40%～50%.三大洞室顶拱的岩体波速，主变室顶拱最高，达900～1000m/s，主厂房顶拱次之，为800～900m/s，尾调室顶拱最低，为400～500m/s.与地质剖面相比较可以看出，这一结果恰恰和这些洞室所在地层及地质构造相吻合。根据声波测量和位移测量结果的综合比较和分析，得到各洞室周围屈服区的范围(图6).
图6地下厂房洞周屈服区分布
4.4锚固支护系统根据地下工程围岩稳定性分析的经验，洞室围岩越稳定，围岩的整体性越好(早期喷锚支护可以增加这种整体性)，则在后期开挖过程中，洞室上抬的趋势越明显。XA-22支护方案在主厂房顶拱埋设的两排锚索，穿过了层内错动带，增加了顶拱的整体性，是很必要的。虽然本试验中尚不能定量地比较这种锚固的作用，但定性上已经可以说明模拟的锚固系统对增加洞室围岩的完整性和整体性，起了明显的作用，这是数值计算中没有反映出来的。通过对模型锚索应力的测量，反映出对目前的开挖方案，锚索应力有明显增加。因为尾调室是上下先开挖然后中间再挖通，高边墙有一个突然形成的过程。虽然这一情况因为中间隔墙的存在而减弱，但对离隔墙远一些的部位仍有一定的冲击作用。考虑到这一点，尾调室上下游边墙锚索的预应力施加应有所控制，而隔墙的加固应适当提前。
