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水利水电工程研究生方向范文1
关键词：水工建筑物；工程等别；结构安全性；混凝土强度指标；抗震设计
作者简介：刘远（1979-），男，广东中山人，华南农业大学水利与土木工程学院博士研究生，讲师。（广东?广州?510642）
基金项目：本文系华南农业大学教育教学改革与研究项目（项目编号：JG09016）的研究成果。
中图分类号：G642?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）25-0059-02
“水工建筑物”是水利水电工程专业的一门核心课程，课程的主要任务是使学生掌握各种水工建筑物的设计理论和方法。该课程内容多、知识面广，涉及重力坝、拱坝、土石坝、水闸、水工隧洞等各种不同的结构物。它们在材料、工作原理上都不一样，所以设计方法也不一样，这是“水工建筑物”学习的难点之一。但是，各种水工建筑物的设计共同遵循着一些基本准则和方法。因此，在开始学习各种水工建筑物的设计之前，必须先学习“水工建筑物设计综述”这一章，意在探讨这些基本准则和方法。“水工建筑物设计综述”是“水工建筑物”课程的主线，对整个课程的学习起着重要的引导作用，必须予以足够的重视。
由于课内学时的压缩，教学内容的删减，很多教师只给这一章内容安排1～2个学时，有的甚至是一带而过。这将给后面课程内容的教学造成很大的困难。笔者自2007年开始讲授“水工建筑物”，积累了几年的教学经验后，越发觉得“水工建筑物设计综述”内容的重要。因此，自2010年起将这一章内容的授课学时增加至6学时，重点讲述“水利水电工程等别划分”（0.5学时）、“水工建筑物的安全性”（2学时）、“混凝土的强度指标”（0.5学时）以及“水工建筑物的抗震设计”（2学时）等内容，务必使得学生先打下良好的基础，再学习各种水工建筑物的设计。
一、水利水电工程等别划分
对于一般的水利水电工程，需先确定工程等别，然后根据工程等别确定水工建筑物的级别，最后根据水工建筑物的级别确定结构安全级别。结构安全级别是进行水工建筑物设计的安全依据，设计时相关安全系数的取值是根据结构安全级别来确定的。若结构安全级别定的低，就会使得选择的安全系数偏小，结构的安全就存在隐患；反之，结构安全级别定的高，选择的安全系数就会偏大，使得结构的安全余量过大，建筑物的材料用量增加，加大了工程的投资。因此，水利水电工程等别的划分直接影响水工建筑物设计的安全性和经济性。
关于水利水电工程等别的划分，目前有3个规范可依：国家强制性标准GB50201-94《防洪标准》、水利行业标准SL252-2000《水利水电工程等级划分及洪水标准》以及电力行业标准DL5180-2003《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》。水利水电工程等别，根据水库规模、防洪对象的重要性、治涝规模、供水对象的重要性、水电站的装机容量等，分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ五个等级；水工建筑物的级别是根据工程等别及该水工建筑物在工程中的作用和重要性确定，它反映了对不同水工建筑物的不同技术要求和安全要求。永久性水工建筑物分为1、2、3、4、5五级（其中主要建筑物分1～5级，次要建筑物分3～5级），临时性水工建筑物分为3、4、5三级。水工建筑物的结构安全级别，应根据建筑物的重要性及破坏可能产生后果的严重性确定，与水工建筑物的级别对应，分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三级（1级水工建筑物对应结构安全级别为Ⅰ级，2、3级水工建筑物对应结构安全级别为Ⅱ级，4、5级水工建筑物对应结构安全级别为Ⅲ级）。
水利水电工程等级的划分看似简单，容易被忽视，但它直接影响水工建筑物设计的安全性和经济性，是水工建筑物设计的其中一个关键步骤，应当引起足够的重视。当中涉及水利水电工程等别、水工建筑物的级别和结构安全级别三个提法相近，但含义不同的概念，容易造成混淆。教师在讲授时，可结合工程实例来阐述这三个概念的含义，有利于学生理解。
二、水工建筑物的安全性
水利水电工程研究生方向范文2
（一）专业设置历史短，社会认可度与可利用资源有限
高等农业院校设置工程类工科专业，其办学历史相对较短。湖南农业大学水利学科类专业是1999年经湖南省教育委员批准设置，同年开始招收农业水利工程本科专业，并在2003年调整为水利水电工程专业，连续招生仅11年历史。虽然用人单位对我校培养的水利水电工程专业本科生质量逐步获得了认可，但是水利行业对我校水利专业建设的直接支持仍然有限，校企合作项目不多。
（二）高校连年扩招，师生比例过大
随着我国高等教育的发展，1999年以来，高校招收人数迅速增加，高校师资队伍建设相对滞后的矛盾日益突出。一方面，专业师生比例严重失调，一个教师指导的学生过多，导致精力投入不足，指导上难免顾此失彼；另一方面，教师面临着晋升压力，在完成繁重的教学任务情况下同时还承担大量的科研任务。加上学生进行毕业设计的时间相对集中，导致老师在毕业设计环节上投入的时间、精力也有限，这直接影响毕业设计的质量。
（三）指导教师工程实践缺乏，业务素质有待提高
为应对高校师生比例增大的问题，高校大量引进高学历的硕士和博士毕业生充实教师队伍，但此类人才缺乏工程实践经验；学校对教师业务能力培训、实践锻炼与积累方面重视不够；地方院校待遇不高、人事体制僵化，很难从生产单位引进具备工程实践能力的高职称、高学历人才。诸多因素直接导致现有教师工程实践不足，科研能力有限，业务素质有待提高。
（四）学生就业压力大，毕业设计投入时间少
随着大学生就业制度改革和扩招人数逐年增长，毕业生就业压力越来越大，因而他们在寻找未来出路时投入的精力也随之增多。我校毕业设计大都在第七学期末布置，第八学期完成。但是，这时候正是毕业生寻找就业或继续深造机会的关键时期，许多学生为寻找一份如意的工作而四处奔波，造成毕业设计精力投入不足。另外，有些与用人单位已签约的学生提前上岗，致使学生无暇顾及毕业设计。部分参加考研、考村官、考公务员的学生为了应付接二连三的笔试、复试等相关事情，毕业设计被搁置拖延。（五）毕业设计执行程序过于繁杂，过程监控制度僵化学校管理层为了应对毕业设计（论文）质量逐步下滑的局面，出台了较多管理条例和规定，尤其在高校评估期间相继出台《全日制普通本科生毕业论文（设计）工作条例》、《本科毕业设计（论文）工作手册》等一系列文件。这些文件从选题审批、选题论证、开题论证、中期检查、评阅、答辩、成绩评定等多个环节进行严格的格式规范、形式要求和时间控制，涉及填 写的表格多达7个之多，需教师和学生签字多达7处。这些规定和要求对规范和提高毕业设计（论文）质量有一定的促进作用，但因缺乏灵活性和针对性，脱离实际情况，毕业设计一味强调标准化，不但大大增加了教师的负担，还忽视了不同专业的具体情况。毕业设计缺少灵活的过程监控体系，毕业设计内涵质量上并未显著提高，反而浪费了大量的资源和精力。
二、毕业设计的改革与实践
（一）设计题目来源和管理模式
毕业设计的选题和内容是毕业设计工作的关键，好的课题是毕业设计工作成功的保障。
1.结合毕业实习和就业自主选题。为了提高学生的实践能力，选择工程实践题目，鼓励学生走出校门，借助老师、校友、亲戚朋友关系等多渠道，协助学生联系毕业实习单位；指导学生结合他们在实习实践过程中寻找题目来源，作为毕业设计选题。这种方式选题针对性强，避免重题现象，学生通过实践更容易理解题目内容，也提高了学习主动性和毕业设计质量。因学生居住在工地现场，缺少教师面授机会，我们可采用网络、电话等通讯方式指导学生收集、消化工程资料；当学生返校后，进一步集中指导和完善。
2.指导教师指定选题。对于参加研究生考试或其他公务员、选调生、村官等一系列就业类选拔考试的部分毕业生，指导教师选用一些较成熟的毕业设计题目分配给学生做，或直接要求学生参与教师的科研课题来完成其毕业设计。针对这类学生的毕业设计管理，我们通常采取间隔固定时间、集中面授指导等手段，及时解决毕业设计中的相关问题。
（二）毕业设计答辩与成绩评定
答辩是毕业设计质量把关的最后一道环节，是成绩评定的重要依据。学校和学院制定了指导教师评价意见表、评阅人评价意见表、答辩记录及评分表，并附评分细则，毕业设计（论文）成绩由指导教师、评阅教师和答辩小组按百分制分别评分，加权平均得到总分，再折算为优秀、良好、中等、及格或不及格，最后由系答辩委员会审核。这样毕业设计（论文）质量得到全方位的评价，最后成绩评定结果与学生综合能力和所付出的时间相符合。
（三）毕业设计质量与效果
1.题型与题目。题型和题目可以反映毕业设计选题来源真实性、合理性和规范性。表1显示了近12届我校水利水电工程专业毕业设计（论文）选题情况。从表1可见，毕业设计（论文）可分为设计题型和论文题型两大类；毕业生的设计题目绝大多数来源于生产实际，实践与教学结合更加紧密。虽然毕业论文数量在减少，从毕业论文内容看，论文质量逐年提高，大而空的题目逐年减少，取而代之的是来源于指导教师的国家级、省厅级科研课题的试验研究论文数目增多。根据12届毕业设计题目来看，毕业设计题目逐步规范，符合我校水利水电工程本科专业培养目标；随着专业办学历史延长，毕业生选题的渠道逐步拓宽，来自生产实际工程的设计题目逐步增多；另一方面，也显示我校水利水电工程专业是以农业水利工程设计为特色的培养模式逐步凸显，与国家水利建设行业的投入方向关系密切，也充分证明了近几年国家在农田水利基础设施、中小型水库塘坝出险加固、农村饮水安全工程等方面投入大量资金。
2.毕业设计完成效果。近年来，通过毕业设计教学过程管理措施的系统实施，毕业设计取得了以下较好的成效：（1）实现了“三年不重题”、“真题真做”，缓解了毕业学生数量多与教师资源有限的矛盾；（2）毕业设计质量有了较大程度的提升，评分科学、合理；（3）毕业生的CAD绘图和文字处理水平显著提高；（4）毕业论文题目与导师科研项目结合，解决了毕业论文经费不足问题，提高了毕业论文质量；（5）“就业与毕业”得到了较好兼顾，实现了“毕业设计质量不下降，就业不落后”的局面。
三、结论
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[关键词] 堤防 护坡预制块 施工方法 质量控制
1 工程概况
闽江下游南港南岸堤防工程位于闽江下游南港南岸的砂洲上，属福州市闽侯县上街镇辖区，工程由上街防洪堤与水闸组成，防洪标准为百年一遇，工程等级为2级。上街防洪堤起点位于上街镇厚美村，终点接南屿六十份洲防洪堤，堤线全长11.076km，其主要作用是保护福州地区大学新校区和上街镇，使该地区不受闽江百年一遇洪水的袭扰，并规整堤线，归顺河道。
本工程所在地区属亚热带海洋性季风气候，温暖潮湿，雨量充沛。年平均降雨量约1200～1600mm，降雨主要集中在4～9月，占全年总降雨量的70～77%。常风向为东南，强风向为西北西，最大风速28m/s，极大风向东北东，极大风速40.7m/s，多年平均风速2.7m/s，7月中旬至9月下旬为台风盛行期，平均风速12级，风向东北。闽江口为强潮陆相河口，潮型为规则半日潮，闽江下游河道受径流和潮流两个方面的影响，一般马尾以上高水位受径流控制，马尾以下受潮汐控制，侯官以下为感潮区。
本工程位于上街镇的闽江南港河漫滩上，地势较平坦，出露的滩地或江心洲较多。场地内的地下水以孔隙潜水为主，受大气降水及江水位的补给，其水位变化与闽江涨潮水位密切相关。
堤基以深厚的砂层为主，主要存在砂基渗漏与渗透变形问题、堤基抗冲刷稳定问题；同时局部堤段分布有淤泥质土夹薄层中细砂、淤泥夹薄层中细砂或淤泥层，堤基存在沉降变形与抗滑稳定性问题。
2 堤防工程范围
本堤段为福州市闽江下游南港南岸堤防工程，包括桩号4+980.00～7+000.00段上街防洪堤；堤防工程包括堤基清理土方开挖，堤身填砂筑堤，迎水坡铺设500g/m2无纺土工布61583 m2、铺设碎石垫层18222 m3、铺砌混凝土预制块9681 m3，堤顶铺二级配碎石垫层、水泥砂浆卧底、铺砌混凝土预制块、设防浪墙与路沿石，迎水侧护岸10m范围内铺无纺土工布、铺碎石垫层、上部抛石保护，堤身中心采取双排搅拌桩进行堤身防渗。
3 护坡的结构设计与选材
3.1 护坡结构型式
在填砂堤身按设计与规范要求完成，并经监理工程验收合格后，按设计坡度进行修坡。坡面先铺一层500g/m2的土工布，上面铺0.10m厚的瓜子片细石，再铺0.20m厚的碎石（规格D20～40mm），上砌铺混凝土预制块，护脚底部设0.70m×1.00m的齿墙，顶部设浆砌条石防浪墙封顶。护坡结构布置见图1。
3.2 护坡材料
该段堤防采用福州市闽侯县水泥制品公司生产的正六角形混凝土预制块厚度0.20m，从堤脚至护坡顶之间，采用预制块护砌；堤线长每15.75m设一道0.02m沉降伸缩缝，内设沥青杉板；堤脚与堤顶不足预制块的采用同标号现浇混凝土浇灌补齐。
预制块制品质量要求正六角边必须不变形，无边角破损和蜂窝；混凝土质量符合设计和规范要求。
4 施工方法
本工程为闽江下游南港堤岸工程，时间紧、任务重，质量要求严格。在施工时，根据实际情况，除合理调配各种资源外，还积极开展研究、实践新的施工工艺，科学地调整施工方案以满足预制块护坡的施工要求。为切实正确地贯彻执行施工方案，克服了施工过程中的各种技术难题，确保了工程质量和按期完工。
4.1 施工程序及施工工艺流程
4.1.1 测量
在工程开工伊始，以监理提供的测量基准点（线）为基础控制网，按国家测绘标准和本工程施工精度要求，测设用于工程施工的控制网，并由专人保护，保证了在整个施工过程中无缺失或损坏。并将测量成果及时报监理工程师批准备案。
4.1.2 清基修坡、放样
清基与修坡直接影响到工程总体质量。在进行清基时，将施工范围内的堤基表层不合格土、杂物等清除干净，堤基范围内的坑、槽、沟等按碾压筑堤法进行填筑，分层辗压使其相对密度符合规定要求。修坡以铲坡为主，尽量不回填，保证工程完成时总体外观平顺、美观；施工时，将坡面上一切可能损伤土工布的带尖棱硬物等清除。修坡时根据设计图要求测定施工范围，放好修坡样架，将坡铲修平整，夯打结实。整个堤段分几段进行，在坡面接头处力求平顺，保证砌坡后无波浪状起伏。护砌迎水面坡度要求为1：3.5。混凝土预制块护坡坡面平整度要求为2m靠尺检测，凹凸不超过1cm。混凝土砌块护坡坡面平整度检测沿堤线每10～20m多于一个点次检测，合格率大于70%。
在堤身根据设计图纸和规范要求填筑完成，并在抽样送检满足验收规范要求，报监理工程师验收合格后，在堤坡堤顶，每隔50～100m设置临时水准桩一根，作为施工放样的依据。在堤身横断面方向，每隔20～30m根据护坡设计高度及坡度定出顶桩、坡脚桩和坡面桩一排，并根据坡面情况每排打样桩5个，再按照护坡设计厚度在样桩定出碎石垫层和混凝土预制块厚度。根据样桩的分层记号，拴上纵向和横向的塑料丝，逐层铺筑土工布、瓜子片细石、碎石、预制块。
4.1.3 护脚齿墙施工
⑴护脚齿墙基槽开挖采用机械开挖人工配合的方法进行，开挖边坡根据设计图纸要求控制为1:1.5，开挖土料用于基槽回填外，其余弃土于外滩地就地摊平。
⑵根据规范要求清基完成，及时报监理工程师验收合格后进行齿墙底部土工布的铺设，土工布铺设宽度及压枕按设计要求进行施工。
⑶齿墙底回填土分层回填压实，在满足设计、规范要求，并报监理工程师验收批准后进行齿墙模板安装；模板安装必须符合规范要求，报监理工程师验收备案。
⑷齿墙混凝土施工：
混凝土所用水泥品质应符合国家标准，并按设计要求和使用条件选用适宜的品种。粗骨料宜用质地坚硬，粒形、级配良好的碎石。细骨料宜采用质地坚硬、颗粒洁净、级配良好的天然砂。拌制用水用适宜饮用的水均，未经处理的工业废水不得使用，pH值不小于4。水泥、砂、石子、混合材料均以重量计；称量偏差不得超过允许偏差：水泥、混合材料为±2%；骨料为±3%。
混凝土拌制、混凝土运输、砼浇筑、砼养护必须符合规范规定和设计要求。
混凝土浇筑质量控制：砼各种材料的配合量，每班至少检验3次，衡器随时抽查，定期校正。抗压试件的组数应按不同标号、不同配合比的砼分别取试件；每100m3成型试件1组；每一工作班至少成型试件1组。抽样和检验要求必须符合相关规范规定。
4.1.4 土工布与垫层铺设方法
选择符合保土性、透水性、防堵性设计要求的500g/m2土工布；铺设前进行复检，选择无扯裂、蠕变、老化的土工布。铺设自下而上进行，与砂土面密贴，不留空隙；铺设力求平顺，松紧适度，无张拉受力、折叠、打皱等情况发生。
土工布按工程要求裁剪、拼幅，无损伤，无脏物污染，相邻土工布拼接采用缝接或搭接，缝接采用手提缝纫机间隔0.10cm缝三道，搭接宽度为1.00m。铺设时工人全部穿软底鞋，避免损伤土工布。按到货土工布卷数的5%以上取样次数送有资质的检测中心进行检验，确保合格材料用于本工程。
4.1.5 基层检验
土工布铺设完毕后，经现场监理检验合格，立刻铺筑0.10m厚的瓜子片细石垫层，上铺0.20m厚碎石（规格：D20～40mm），铺设要求平整、密实、厚度均匀。要求分层厚度符合设计要求，每层厚度均不得小于设计要求的85%。
4.1.6 混凝土预制块护坡铺设程序及方法
垫层铺筑经检验合格后，开始铺设护坡混凝土预制块。护坡预制块的强度、形状、平面尺寸和厚度等经检验及送检均符合设计要求。
护坡混凝土预制块在坡面平整、垫层铺设完成，并经监理人检验合格后进行。护坡预制块铺设时，自下而上进行，表面平整、砌缝紧密、整齐有序，无通缝。砌块底部垫平填实，无架空，块间紧密连结，缝隙宽符合规范要求，确保了护坡的整体性及稳定性。对周边不能被护坡块覆盖的坡面，采用现浇混凝土封堵。
4.2 施工注意事项
⑴所有样桩、样线均是施工依据，在每天施工开始与结束时加以校核，严格要求施工工人妥善保护，不得任意松动，保证施工标准；
⑵护坡两边（砌坡开始、终了处）沉降伸缩缝，根据设计要求设置沥青杉板。坡面与封顶、坡面与齿墙等接头处及时用现浇混凝土浇灌；
⑶施工中严格控制混凝土护坡预制块砌筑平整、稳定，缝线规则紧密；
⑷铺砌时严格控制，不允许直接用铁锤找混凝土块，应在混凝土块上垫木块或废轮胎敲击密实；
⑸施工材料根据计划需要量、使用次序分别按种类在工地分段堆放，便利取用，避免往返搬运。
4.3 施工质量管理措施
⑴施工质量检查实行自检、复检、抽检的分级质量管理，按每个单元工程“三检制”（初检、复检、终检）的程序进行自检；自检合格后，填写单元工程质量评定表并报请监理复检；
⑵质检人员和施工人员按施工技术要求的有关项目和内容，在施工现场进行经常性的检查和取样试验检测；
⑶单元工程质量检测的数量按规范要求，严格做到：厚度及平整度沿轴线方向每20m应不少于两个点次；
⑷质量检测取样位置，选在有代表性部位，并力求分布均匀，在质量可疑处和作业面接头处抽查取样，每个接头处每层抽查取样不小于2个；
⑸混凝土护坡预制块生产企业的质检人员坚守施工现场，检查、督促施工质量，及时发现和解决施工中存在的问题。对一般性质量问题及其处理经过、遗留问题如实记录，并拍摄照片。
参考文献：
[1] 水利部淮河水利委员会. 堤防工程施工规范, SL260-98[M]. 北京: 中国水利水电出版社, 1998.
[2] 华北水利水电学院北京研究生部. 水利水电工程土工合成材料应用技术规范, SL/T225-98[M]. 北京: 中国水利水电出版社, 1998.
水利水电工程研究生方向范文4
云南农业大学是以农学为优势、多学科并存的综合类高校,水利水电与建筑学院又是云南农业大学为数不多的几个理工院系之一。教学没有固定的模式,但任何教学模式的采纳和整合都要有一定的理论依托。云南农业大学水利水电与建筑学院人才培养遵循以下原则:
(1)德育渗透、全程育人,增强各学科间的渗透性;
(2)加强基础、拓宽专业,增强学科的社会适应性;
(3)压缩课时、强调自学,增强学科的教育载体性;
(4)注重实践、突出工程、加强学科的工程系统性。学院经过长期、广泛的调研,积极探索,实事求是,构建了“按专业招生、大类培养、中期分流、分层次培养”的人才培养模式。并已于2009年实现了“按专业招生、大类培养”的计划。我院学生来自全国多个省市,学生的入学水平参差不齐。再经过二年的“大类培养”及一年的“专业分流”教学,学生各方面素质必然会有所差异。从教师的角度看,教师对教学难度和深度的把握、教学方法的采纳、教学活动的选择和开展都变得非常困难。从学生的角度看,学生间个体差异造成了学生专业水平很难有质的飞跃。与我校传统的专业教学相比,“分层次培养”教学模式改革力争在教学思想、教学理念、教学手段及教学方法等诸方面做出重大突破。“分层次培养”是在“中期分流”的基础上进一步提高,三年级结束以后,在水利土木大类4个专业内选拔优秀学生,组建“水利土木工程研究型教学试点班”,配套学院最优的教学资源,加强其力学和数学基础,提高专业教学的深度,重点培养方向为结构工程师和高层次研究型人才。“水利土木工程研究型教学试点班”作为学院提升培养层次的一个试点,打破原有培养模式,加大核心课程学分,鼓励报考硕士研究生,并在培养方案上弱化专业背景、夯实基础、拓宽口径、一专多能,培养在水利土木工程领域具有很强力学基础和分析计算能力的专业型研究型人才。为了使“分层次培养”这种教学模式更好的融入我院的教学系统,更有益于我院学生的发展,为此,我们提出了相应的策略,来提高“分层次培养”的效果。
(1)全面“摸底”,科学分层。分层教学之前全面“摸底”,内容包括学生的智能、心理、学科成绩、在校表现等,并对所获数据、资料进行综合分析,分类建档。要让学生建立起对学习的乐观态度和学习信心,正确对待分层方式。
(2)动态管理,环环相扣。动态管理贯穿教学活动的始终,做到环环相扣,步步为营。教学开始时,分层提出目标。要对不同层次的学生提出不同的要求,学生可以根据自己的情况,选择适合自己实际的目标。这样,学生既明白自己所处的阶段,又能明确自己的努力目标。在教学过程中,教师可以恰如其分地处理好面向全体学生和因材施教之间的关系。并且对课堂教学内容的安排,更有阶梯性。
(3)层层兼顾,整体提升。分层教学实施后,结合各层以后发展方向,针对基础较好、;云南省水利水电工程卓越工程师项目(云教高降012}119号)。[文章编号]2095一3089(2023)07一0009一02学习能力较强的“水利土木工程研究型教学试点班”,配备我院最优教学资源,加深授课难度,加强理论学习,重点向学术研究型人才方向培养;而理论基础相对薄弱的其他专业层次,则重点考虑其就业需求,注重专业教学,增加实习次数以强化其工程实践能力,为毕业就业打好基础。
2.己女革的优点分析
4年的教学改革实践表明:分层次培养模式与传统教学模式相比具有明显的优势,因材施教、尊重差异、注重个性培养和能力开发。在学生综合素质的提高,教师队伍质量的提高,就业适应性的改善等方面具有无以比拟的优势。
(1)有利于就业适应性的改善“分层次培养”是进一步优化高校专业设置,提升专业建设的整体水平,提高人才培养的质量、竞争力的重要手段。其建设目标包括教学、科研和社会服务三个方面。我院实施的分层次培养方向与社会背景、产业背景、职业岗位背景及其发展趋势密切相关。目前,我国结构性失业问题比较严重。高校在专业设置上未与社会岗位的需求建立很好的街接,造成某些岗位人才稀缺,而其他岗位又人满为患。特别是本科毕业生,在校所学专业与所从事的工作不对口现象较普遍,严重限制了学生自身发展。“分层次培养”的专业设置及结构调整可以根据社会需求情况及时调整,有利于毕业生就业工作。高校唯有把握住社会的需求特点和变化趋势,有针对性地培养人才,才能实现学校和社会的双赢。
(2)有利于学生综合素质的提高分层次培养即变相的给学生的学习氛围和学习环境进行有条理的规划。让学生在适合自己的学习平台上进行学习,有助于学生形成正确、稳定的专业思想,对培养学生兴趣、掌握终身专业技能,对自主学习、自我锻炼、独立思考和培养创造能力具有积极的促进作用;学生分层后自主选择专业的竞争,能够激发学生的学习积极性,增强学生的自信心,有效构建学生的学习动力机制,建立正确的学习意识,形成良好的学习氛围,有利于学生思想素质、学风建设;同时,学生在分层学习过程中,既了解自己的长处,又知道自己的不足,使学生可以做到扬长避短、全面发展,有利于学生成长成才。
(3)有利于教师素质、教学质量的提高实施分层次培养以后,学生对学院、专业、任课教师的选择也会激发学院专业建设和教师教学的积极性,能够有效构建学院的专业建设动力机制和教师的教学动力机制,有利于整合学院甚至学校的教学资源,提高学校专业建设水平和教育教学质量,因此,在分层教学过程中,学生反馈的信息可以让教师发现自己的优点与缺点,可有针对性的改进教学,对教师素质、教学质量起到促进作用。另外,教师可根据在各专业层次授课情况,充分了解到自己所授课程的相对位置,向更高的目标努力。那些在学生评教中获得较高评价的教师,可以在教师中起示范作用,激励那些教学效果相对较差的教师重视教学、研究教学,从而提高教师队伍整体教学水平。
(4)有利于教学管理体制的优化学院可以根据具体的分层教学情况针对性的制定相应教学计划,做到专才培养与通才培养相统一,兼顾精英教育与大众教育相结合;协调学院教学与科研的关系,形成学与研并进的教学理念;发挥院内优异的教学资源优势,保证学院硬件及软件等教学资源在各专业层次中得到充分利用;完善学院各教学部门的设置,形成学院的组织构架、运行机制、条件保障,质量监控等一套完整的教学管理体制。
3.小结
水利水电工程研究生方向范文5
关键词：库水温度；垂向水温结构；水温分层；预测方法
引言
水电站拦河大坝由于其自身特性，对外界温度变化敏感，因此大坝建设到运行期控制外界温度变化对大坝整个寿命周期安全性和稳定性至关重要，而在运行期，库水温度是坝体接触时间较长，影响也较为深远的外界温度之一。在水工建筑物设计阶段，需要对坝前库水温度在不同蓄水深度下的温度表现以及不同时段下的变化规律进行预测，以便作为水工建筑物设计的初始温度边界条件进行大坝在各个运行阶段状态分析和评估。如在计算混凝土坝内部稳定温度场和温度应力场时，需要坝前库水多年平均水温，年变化幅度等作为基础资料进行研究分析；为了确定拱坝在运行期的温度荷载，还必须知道库水温度的相位差；对于大坝基础温度和温度控制标准，计算中都不可避免将坝前库水温度考虑其中等等。可见研究水库水温对大坝从设计阶段到运营阶段的整个生命周期都有着很重要的意义。
随着大体混凝土各项技术的成熟与应用，世界各地建造大型水利工程突破以往各种技术瓶颈，在建坝高度和建坝类型上都有了长足的进步。早在20世纪30年代起，库水温度作为大坝内部温度应力分析重要外界边界条件逐渐被人们所重视。许多国家都开始对坝前库水温度进行长期监测和研究分析。
大多数水库因为拦河大坝的存在，水流速度变得很小，基本不存在水的紊流，由于水体的密度和水温有着非常密切的关系，深层水库水体从库底到水库表面形成的温度梯度会抑制对流，因此一般来说，水库水体在水平面上有着相差不大的温度表现，也就是说大部分水库从水体垂向结构来说，具有水体水温分层现象，水库越深，表现越明显，这是大部分水库具备的重要特征之一。水库水体因为水库上游来水温度、水库水体表面温度、太阳辐射、风浪剪切、垂直环流、垂向对流、河床基岩温度影响等环境因素进行与外界边界条件之间的热交换，这种热交换导致坝前库水温度在垂向上有着不同的温度表现，坝前库水温度可以根据其垂向温度表现的不同，大致分成三种类型：（1）水温混合型；（2）水温稳定分层型；（3）介于两者之间的水温过渡型。水温过渡型集合两者的特点，但又有区别。混合型一般出现在小型水库，这种类型在水体垂向没有出现明显分层水温结构。稳定分层型水温分层现象最为明显，为一般水库所具备的特征，因此文章以稳定分层型水库为主要研究对象进行水库水温分层判别方法介绍和水库水温预测方法的分析。
1 水库温度分层的判别方法
水库温度分层判别通常采用经验公式方法[1]：径流――库容比指标法和密度佛汝德数法。
1.1 径流-库容比指标法：
径流――库容比指标法又称为？琢，？茁指标法及库水替换次数法。其判别指标为：
式中：w-年平均径流量（m3）；v-水库总库容（m3）；w-一次入库洪量（m3）；？琢，？茁-判别指标。
当？琢？燮10时，水库为水温稳定分层型；？琢？叟10时，水库为水温混合型；10
对于分层型水库，？茁表示洪水对水库水温结构影响程度，当？茁？叟1时，洪水影响显著，为临时混合型；当？茁？燮0.5时，洪水无影响；当0.5
1.2 密度佛汝德数法
密度佛汝德数法是美国Norton学者等在1968年提出用密度佛汝德数判断水库分层特性的方法。密度佛汝德数法是水体断面平均流速代表的惯性力与水体因不同密度引起水体浮力的比值结果作为指标来判别水体水温分层情况，即
（3）
其中u为断面平均流速，H为平均水深，？驻？籽为水深H上的最大密度差，？籽0为参考密度（kg/m3），g为重力加速度（m/s2）。当Fr
当水库为水温混合型时，水库水体在垂向结构上水温分布比较均匀，而且一年当中有明显的季节性，水库底层的水温年变化幅度可达到15～24℃，水温混合型水库水温梯度不大，而且混合型水库水主要热源是太阳辐射，水体温度随库水表面温度变化而变化，水体之间有比较明显的循环流动，热量交换也是这几种类型中最多的。水库为水温稳定分层型时。在夏季中，库水表面温度受太阳辐射影响，温度将大大超过深层水体温度，水库水温梯度增大，库水温度在垂向上出现水温分层现象，特征最为明显，而深层水体特别是距离水库表面60～80m以下的水体，由于受季节气温变化的影响较小，加之密度较大的低温水体下沉，将会形成一个比较稳定的低温水层，温度年变化幅度不超过15℃。稳定分层型水库按照垂向结构的水温变化规律不同，分为表温层、掺混变温层、稳定低温水层。当水库较深而且有异重流时，底层还有异重流高温水层。表温层受上游来水、风浪剪切、垂直环流、垂向对流和太阳辐射影响并且和空气直接接触，容易吸收能量，导致水体温度上升，并和相邻水层进行热量交换，将热量逐渐传递到下一层；掺混变温层内处在表温层与稳定低温水层之间，水温在靠近表温层较高，靠近稳定低温水层较低，因此掺混变温层水温度梯度大；稳定低温水层水体水温比较稳定均匀，温度也最低。水库为水温过渡型时，水库的水温结构将部分带有水温混合型和水温分层型的特点。
2 坝前库水温度预测主要方法
坝前库水温度预测方法可分为三类：经验公式法、数学模型法和工程类比法。
2.1 经验公式法
经验公式法是前人在基于大量实测资料的基础上研究分析得出的比较符合实际工程的公式方法，它在实际使用工程中比较简便，所以采用较多。在大坝设计阶段，需要确定大坝重要边界条件之一的坝前库水温度，为了克服这一难关，我国学者提出了许多经验公式法模拟确定库水温度分布情况，常用的有三种方法：一是朱伯芳提出的水库深度和时间的余弦函数经验公式法[2]；二是东北勘测设计院张大发提出的方法[3]；三是中南勘测设计院《水工建筑物荷载设计规范》编制组提出的统计法[4]。
朱伯芳提出的方法推行最为广泛，已编入混凝土拱坝设计规范，是这类方法的代表。库水温度T（y，？子）是关于水库水深和时间的余弦函数多项式，可按下列方法计算：
T（y，？子）=Tm（y）+A（y）cos？棕（？子-？子0-？着） （4）
Tm（y）=c+（b-c）e-ay（5）
A（y）=A0e-？茁y （6）
？着=d-fe-ry （7）
C=■ （8）
式中，T（y，？子）-水库深度为y、时间为t月的水温；Tm（y）-水库深度为y的年平均水温；A（y）-水库深度为y的水温变幅；A0-水库表面水温年变幅；A0=（T7-T1）/2；T7、T1分别为当地7月、1月的平均水温。？着-水温相位差；Td-库底水温；b-库表年平均水温；b=T气+？驻b，T气-当地年平均气温；？驻b-温度增量，主要由于日照影响。H-水库深度。
2.2 数学模型法
美国Orlob和Selna在20世纪60年代建立深层垂向一维水库水温WRE模型；Huber和Harleman进一步用数学、流体理论优化垂向一维水温模型，提出了MIT模型[5]。我国学者在20世纪50～60年代开始对库水温度进行观测和研究，徐汉兴对梅山水库水温特性进行研究和分析，提出了库水温度资料关系曲线法等提取与整理方法并简要阐述坝前库水温度预测方法[6]；80年代我国开始重视水库水温一维计算模型，并在其基础上进行改进和扩充，水科院丁宝瑛等针对水库水温一维数学模型编制了计算程序，其后综合水库众多要素开发了《水库水温数值分析软件》，被广泛应用[7]。
2.3 综合类比方法
我国修建了众多高坝大库，而且由于我国的地理位置原因，在西南地区修建的水利建筑物明显多于其他地区，在如此集中区域内，如果两个或者多个水库的地理和环境因素相类似，就可以通过其中一个或多个水库数据分析另一个水库的库水温度结构情况，综合类比法就是在此原理基础上利用数值计算方法来确定拟建水库库水温度分布情况。
3 结束语
（1）在天然河道修建拦河大坝，改变了原始河道的水体运动状态，水流从紊流到相对不流动，只有取水建筑物等才有水体较大变动，这样形成的水库，分层现象一般比较明显，水库分层一般分成表温层、掺混变温层、稳定低温水层三层。三层水体中，表温层温度最高，且一般高于气温，稳定低温水层温度最低。当水库较深而且有异重流时，还可有异重流高温水层，这层一般在夏季汛期形成，水体温度将比稳定低温水层温度要高。（2）在坝前库水温度预测方法当中，经验公式法以其简便性和快捷性被广泛使用，而数值模拟方法和综合类比法从原理上入手，加上采用的初始边界条件和各种运行条件的辅助计算，在结果上肯定更加精确，在大型水利工程多才用此方法。
参考文献
[1]中华人民共和国水利部.水利水电工程环境影响评价规范SLD278-
2002[S].北京：中国水利出版社，2002.
[2]张大发.水库水温分析及估算[J].水文，1982.
[3]朱伯芳.库水温度估算[J].水利学报，1985.
[4]岳耀真.水库坝前水温统计分析[J].水利水电技术，1997.
[5]Petts Geoffrey.蓄水河流对环境的影响[M].黄金池，王兆印，曾庆华，等译.中国环境科学出版社，1988.
[6]徐汉兴.梅山水库水温特性的研究[J].海洋与湖沼，1964，6（2）.
水利水电工程研究生方向范文6
岩石力学是一门研究岩石在外界因素，如荷载、水流、温度、化学、生物过程变化等作用下的应力、应变、稳定性及工程加固的学科。清华大学水利系副教授刘晓丽通过物理模型试验、理论分析以及数值模拟相结合的途径，针对岩土力学与岩土工程问题，特别是地下工程的开挖，开展了深入细致的研究，取得了创新性研究成果。
从“地上水库”到“地下水库”
坐在记者面前的刘晓丽前一天刚出差回来，“跑现场”对于他来说是家常便饭，但身体上的疲惫从来不会影响他投入工作的热情。
位于内蒙古省的鄂尔多斯是个干旱缺水的地区，据刘晓丽调查，在当地每使用1立方水需要花去9元，而在北京只需要5元，水资源对鄂尔多斯来说是极其宝贵的。然而，缺水的鄂尔多斯却拥有着丰富的煤矿资源，开采业的繁荣支撑了代代人在这里繁衍生息。
但不容忽视的问题是，在煤矿开采过程中会破坏煤层及上下岩樱贮存于其间的地下水系统便会遭到破坏，水资源不断渗流到开采空间，轻则影响开采过程，重则发生重大突水事故，威胁煤矿工人安全。传统做法是用水泵把地下水从工作面排到地表，自然蒸发而散。鄂尔多斯所在的西北地区水蒸发量是降水量的6倍以上，上述做法无疑是对宝贵的地下水资源极大的浪费，水资源的短缺不但威胁着人的生活，也严重影响了地区的生态环境。
为了保水，传统的办法是把开采的厚度大大减少，尽量防止煤层上下层岩石的破坏，这样便可把水继续保存在地下，但这样做是以大量煤炭资源为代价。一方面是作为国家重要经济支柱之一的煤炭资源；一方面是关系国计民生的水资源。二者如何协调开采成为一大难题。
在水利工程方面经验丰富的刘晓丽及其研究团队见状后决定逆其道而行之。“大禹治水，疏而导之”，刘晓丽规划保持原有的开采厚度，“这样做水必定会大量涌进采空区，但如果在地下建立大坝和水库，就可以把水截住并存留在地下”。想法刚一提出，刘晓丽便遭到了老专家和施工方的强烈反对，他们大多认为，水是煤矿的重大威胁，以前的做法都是“排水治灾”，现在却要“储水致灾”。
大胆创新，但不是无稽之谈。刘晓丽及其团队用数据一步一步反复推导，尝试无数次实验，最终将想法变成现实。建大坝把水截留在地下后，再建数个水库，将他们一一连通，通过水库间的调水，保证了煤炭开采的安全。并且“流水不腐”，水会随着自身在水库间的流动得到净化，在水库中经过多次循环流动后的地下水甚至可以直接饮用，既充分开采了煤炭资源又保护了水资源。这是世界首座示范工程，和神华集团合作建成，2014年开始运行。目前，还有十多个煤矿、岩盐矿等待刘晓丽及其团队去实践这项技术和工程。在这项工程设计、建设和运行过程中，刘晓丽及其团队研究分析了采动影响下渗流场演化、水岩耦合岩体破坏机理、分布式水库储水机理、地下挡水建筑稳定性、物理模型试验研究等关键科学问题。
美国工程院院士、宾夕法尼亚州立大学教授Derek Elsworth这样评论煤矿地下水库技术：“创新地将大量稀缺水资源储存于煤矿地下水库的技术，真正实现了煤炭资源和水资源的协调、安全和高效开发，为煤炭工业可持续发展提供了很好的范例。”
近8年来，刘晓丽及其团队在“废弃矿山再利用”和“煤矿地下水处置及高效利用”方面一直在不断创新和突破，上述煤矿地下水库工程只是其工程研究中的一部分。2010？2011年，他们依托辽宁阜新露天煤矿设计了国内首座废弃煤矿抽水蓄能工程；2013？2014年，他们设计并搭建了国内外首个库水岩耦合大型三维物理模型试验平台（长8米，宽2米，高4米）。自2015年起，他们提出了“煤矿地下水原位净化及分质储用技术”，既在煤矿地下水库建设技术的基础上，对于水质差的煤矿地下水，研发小型模块化净水装备，在地下实现水质净化，并供给生产和生活应用。目前这项技术也正在示范工程实践过程中。
从独辟蹊径的设想到切实可行的实践，刘晓丽及其团队用科技创新解决了生活中的大问题。
“上天容易入地难”
20年前，还在读高中的刘晓丽就对与力学、结构有关的物体有浓厚的兴趣，因为老师的一句话――“世界上一切东西都和力学相关”更坚定了他与力学的缘分。从那以后，刘晓丽对物理和力学的痴迷便一发不可收拾。
1997年，刘晓丽被辽宁工程技术大学理论与应用力学专业录取。“力学本身偏理论，必须和具体的学科结合，时任中国空间技术研究院副院长的马兴瑞（现为广东省委副书记，省长）学长是我们学习的楷模，受他的影响，我立志也要搞航空航天。”
人生就像巧克力，你永远不知道下一颗是什么味道。刚刚立志的刘晓丽就突然决定放弃航空，转做地下工程。这次，同样因为老师的一句话。“上天容易，入地难”，一位在流体力学领域非常著名的老教授对他说。距飞机诞生那天已经过去了100多年，人类早已揭开了外太空的神秘面纱，“再做研究就是在此基础上修改”，但要想进入地下似乎就没那么简单了。地下的地质情况异常复杂，受其固体状态的影响更加阻碍了人类的探索。这一切对于刘晓丽来说却更具吸引，也更具挑战。“后来我就对地下的东西感兴趣，和地质相关，做地下工程”。
2001年，刘晓丽考取辽宁工程技术大学工程力学研究生，研究方向就此转向土木和地下工程。“力学理论性很强，推导公式、研究数学，一旦和工程结合，就落地了，需要把工程做出来。”最典型的例子就是三峡工程。
3年后，刘晓丽又以优异成绩考入清华大学土木水利学院，师从工程地质界德高望重的王思敬院士开始攻读水利工程博士学位。求学过程中，王院士告诫刘晓丽做工程以外还要兼顾一些基础研究，因为工程以技术为主，在技术中碰到的很多问题是无法解释的，这时候就需要发展新的理论。刘晓丽便开始在工程现场和实验室间两头跑，虽然辛苦，但收获颇多。
随后，在导师的建议下刘晓丽又出国深造，远赴瑞士洛桑联邦理工大学（EPFL）从事隧道及地下工程研究。在瑞士，刘晓丽接触了机械破岩的相关研究。他的导师Jian Zhao是TBM（Tunnel Boring Machine）高效破岩领域的国际知名专家。TBM即隧道掘进机是利用机械刀具开挖岩石进行掘进，形成整个隧道断面的一种新型、先进的隧道施工机械。TBM代替了人力，消除了人工地下施工的危险，而且集钻、掘进、支护于一体，使用电子、信息、遥测、遥控等高新技术对全部作业进行制导和监控，使掘进过程始终处于最佳状态，因此得到广泛应用，现在很多地铁及隧道工程都使用TBM来开挖。对TBM高效破岩方面的学习对刘晓丽的水利工程工作无疑是锦上添花。
1年后，刘晓丽回清华大学进行博士答辩。随后，他得到了两个工作机会：中石油勘探开发研究院和清华大学水利系。去哪儿？他面临抉择。中石油勘探开发研究院，“既要挖地下工程，还要把油气资源拿上来，是和我专业特别相关”，一直在高校接受理论化知识的刘晓丽深感自己真正接触工程的经验少之又少。他想脚踏实地做点实际的事情，但企业始终有它的局限性――需要服从领导分配，没有自。再三考虑，刘晓丽最终选择研究氛围好，同样有机会做工程的清华大学，成为了一名讲师。
收获岩土力学的科研硕果
4年后，在岗位上兢兢业业的刘晓丽升为副教授，博士生导师，他教师从业的职业生涯又迈上了一个台阶。期间，获包括国家科技进步奖二等奖（第8）等奖项4项；发表学术论文80余篇，其中国际期刊论文20余篇，应邀出版专著1部。2015年，刘晓丽还得到国家优秀青年科学基金项目――“岩土力学与岩土工程”。在他看来，优青项目是一次“对前期工作的总结，对日后工作的展望”。
日前，我国国家战略提出需建立支撑可持续发展的能源资源环境技术体系，加强南水北调、三峡等重大水利工程建设与安全保障技术研发，这些重大工程则需要工程安全控制及评价技术、非常规水资源利用关键技术、煤矿地下水库技术等的发展。基于此，刘晓丽及其团队提炼出“水岩作用及其多尺度效应的研究”这一方向，他认为开展这项基础理论研究十分必要，也十分紧要。
针对岩石材料的连续和非连续状态、多尺度特性，现有的理论并不完善，计算分析误差也很大，刘晓丽希望围绕“复杂条件下多尺度水岩系统模型”和“水岩系统的过程演化与耦合机制”这两个关键科学问题，提出“水岩作用系统”概念。在此基础上，他已开展了三个层面的研究-多尺度水岩耦合系统的过程演化研究、开挖扰动条件水岩耦合作用机制研究和水岩耦合作用岩土介质破坏过程研究。
据统计，90%以上的岩体边坡破坏、60%矿井事故、30%？40%的水利水电工程大坝失事都与水岩耦合作用有关，即地质体系统（应力场）与地下流体系统（渗流场）相互联系、相互作用。刘晓丽自2001年攻读硕士学位以来就开始了水岩耦合机理及分析方法的研究工作，但由于地下岩土中各种过程的任意性和不确定性，使得水岩耦合问题的研究得复杂和极具挑战性。通过物理模型试验、理论分析以及数值模拟相结合等途径，他针对岩土介质的非均质和各向异性等特点，围绕水岩耦合及其多尺度特性开展了深入而细致的研究，并取得了一系列创新性研究成果。
在多尺度水岩耦合系统的过程演化研究中，他提出“多尺度岩体结构数字化描述方法”，解决了地质体结构多尺度间的内在联系（即尺度关联）难题，发表相关论文被SCI检索收录5篇，EI检索8篇，获1项软件著作权、岩石力学与工程学会优秀博士学位论文奖和水力学会大禹奖，并多次收到学术大会的特邀报告邀请；他提出的“数字岩体模型构建方法及数值模拟技术”，解决了数据不完备的地质系统与理论严密的精细力学模型和数值计算方法之间的相互脱节问题。其次，他发展了宏细观多尺度数字岩体模型及其工程特性评价方法，基于数字岩体模型，他首次提出了水岩作用分析的表征单元体概念，并应用水岩作用模型，采用水岩表征单元体分析了大坝上抬现象。此外，他建立的多尺度水岩耦合系统的过程演化理论与数学模型完善了有效应力原理，使物理意义更明晰，耦合机制更全面。
在开挖扰动条件下水岩耦合作用机制研究中，他根据围岩渐进破坏过程与渗透空间结构变异的关系建立了大型水岩耦合试验平台。美国宾夕法尼亚州立立大学教授、美国工程院院士Derek Elsworth访问清华期间参观了这个试验平台，交流中他说：“这简直是一项不可能完成的任务，新平台、新材料、新工艺、新开挖方式，我期待它表现卓越”。另外，刘晓丽还发现了裂隙岩体多流态地下水渗流变化特征，围绕此研究发表的论文被SCI检索收录6篇，EI检索5篇，申请专利4项，软件著作权1项，并获国家科技进步奖二等奖；不仅如此，他还揭示了水岩作用系统中裂隙自愈合的作用机制，实验结果证明水岩系统具有自愈合能力，这一点对于理解开挖扰动引起的损伤发展具有重要意义。
在水岩耦合作用下岩土介质破坏过程研究中，他提出了水力驱动裂纹萌生和扩展的模式，获中国地质学会工程地质专业委员会谷德振青年科技奖；此外，他建立了水力劈裂过程的连续-非连续数值模型，提出的MCZM（Multiscal Conhesive Zone Model）和IPFEM（Immersed Particle FEM）方法有效地解决了强渗压作用下强固结和弱固结介质水力破坏过程难以表征的难题。
目前，刘晓丽的研究成果已在多个重大水利工程中得到应用，为水库蓄水过程大坝工程及库区边坡稳定性分析提供了理论依据和技术支撑。
未来，他计划围绕“动静组合载荷下水岩系统超孔隙水压力响应及致裂机制”和“水力多尺度裂纹扩展和多流态渗流评价与控制原理”这两个岩土力学与岩土工程中的关键科学问题开展研究。
刘晓丽的研究涉及到水利水电工程建设、资源和能源的开采与开发、核废料地质处置的环境风险评价等方面，一直以来也都是国际岩石力学领域研究的热点和难点。在传统水岩耦合问题研究中，通常考虑静力作用或拟静力作用下应力与渗流的相互作用，但在实际工程中，静力载荷（岩石赋存环境，如地应力等）和动力载荷（外部扰动载荷，如地震或爆破等）是共存的，只有研究动静组合载荷作用下水岩耦合作用机制才能真实反映实际工程中水岩耦合系统的工程行为。但是，相关研究工作还很匮乏。
刘晓丽希望，从动静组合载荷下水岩系统超孔隙水压力响应、超孔隙水压力致裂机制研究、动静组合载荷下水力致裂控制理论3个方面开展动静组合载荷作用下水岩系统超孔隙水压力响应及致裂机制研究。他致力于揭示动静组合载荷下岩体超孔隙水压力的产生机制，建立动静组合载荷下渗流流态识别和水力致裂分析方法，形成一套动静组合载荷下工程水岩耦合稳定性分析测试手段和安全控制技术，拓展和丰富水岩作用过程演化的理论和内容。这无疑对于丰富水岩多物理场理论、研发新型水岩系统试验平台和设备、评价水岩系统相关的岩石或岩土工程稳定性产生重要科学意义和工程应用价值。
寻求科研的世致用
采访过程中，不断有人敲响刘晓丽办公室的门，他的确很忙。采访之际，正值台湾成功大学来京与清华大学开展学术交流，刘晓丽十分看重类似的交流机会，“只有通过学术交流才能知道别人在做什么，与别人的差距”。
交流总能碰撞出新的火花。在一次莫纳什大学教授来华交流会上，与会的20位专家被分为4组进行小组讨论，讨论的问题是“岩石力学未来研究方向”，刘晓丽也在其中。会议结束时，大家达成了共识――深部地下工程、地热、核废料处置3个问题将是岩石力学未来研究的主流问题，也是日后共同合作的方向。这个经历只是刘晓丽众多交流中的一次，他热衷于与同行们分享交流，已和澳大利亚莫纳什大学、西澳大学、香港理工大学、美国宾夕法尼亚大学等高校建立了长期合作关系。
身为老师，刘晓丽常常鼓励学生创新，“奇思妙想，不是天方夜谭”。他从不会给学生规定题目，而是让他们自己想，他所做的就是评估方案的可行性和尽可能地为他们提供平台和经费。
如今建树颇多的刘晓丽在工作中游刃有余，殊不知，在刚入行的时候他也曾打过退堂鼓。地下的很多东西对于人类来说都是未知的，即使能探测但也受深度和精度的限制，“千里之提，溃于蚁穴”，即使是个很小的蚂蚁洞，如果探测不到，就很有可能对工程造成巨大影响。他说：“很多东西提前很难知道，很随机，这次成功不能保证下一次也成功，可能这次恰巧没有不良地质体，可能下次就会遇到”，这或许是每个刚入行人的无奈。
