化學在土木工程中的應用范文

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化學在土木工程中的應用

篇1

建筑結構抗震分析是土木工程專業教學的重點和難點。一方面,它涵蓋地震工程、抗震工程、結構動力學等多種專業知識,內容豐富,綜合性強;另一方面,實際教學過程中,這些知識通常是在幾門獨立的專業課程中分別教授的,學生不易整體把握所學知識。在這種傳統的教學方法下,學生能較好地掌握各門課程的基礎知識和理論方法,但缺乏一個綜合平臺幫助學生融會理解、實際運用這些分散的知識。

其實,大學校園本身便是一個合適的綜合平臺,可以提供開展科學探究所需的各種基本教學資源,從這個角度來說,校園是一個鮮活的實驗室。校園實驗室(Campus As Laboratory, CAL)這個概念,最初由普林斯頓大學于2011年提出。具體到建筑結構抗震分析,特別是區域建筑抗震分析來說,大學校園建筑不僅結構類型多樣、跨越年代廣泛,提供了豐富全面的研究對象,而且數據資料容易獲取,甚至還能獲得部分建筑的設計詳圖,有利于建立結構分析模型。

清華校園建筑震害預測程序就是清華大學校園實驗室項目的成果之一。該程序以清華大學校園建筑為研究對象,以身邊的科學間題為切入點,較之相對枯燥的書本知識,貼近生活的案例更易激發學生的探索熱情。同時,學生可利用該程序直觀地理解、鞏固并綜合運用所學知識,提高實踐和創新能力,甚至以此為平臺進行更深入的研究探索。此程序可以用于《土木工程概論》、《結構動力學》、《抗震工程概論》、《防災減災工程學》等課程的輔助教學。

2清華校園建筑震害預測程序

清華校園建筑震害預測程序(以下簡稱震害預測程序),由清華大學土木工程系開發完成。通過網絡搜索以及實地調研等方法,收集了清華大學絕大部分校園建筑的坐標、層數、層高、建造及加固年代、結構類型等基本宏觀信息。利用這些信息,為各個建筑生成相應的剪切層模型,在用戶選定的地震動下,對這些校園建筑進行彈塑性時程分析,并直觀地展示整個清華校園建筑在地震作用下的響應和破壞狀況。

依據輸入文件中提供的結構層數等宏觀信息,基于美國Hazus軟件的調查統計和該程序開發者的研究工作,計算得到結構的各階周期、各層層間骨架線和滯回參數以及各個破壞狀態對應的層間位移角限值等,建立剪切層模型,從而在指定的地震動作用下,進行彈塑性時程分析,得到結構的時程響應。

該程序包含以下功能模塊:建筑結構信息的讀取與編輯、地震波的可視化選擇與反應譜的生成、清華校園建筑在地震作用下的響應分析計算、以及結構的響應時程和破壞情況的直觀展示等。由于各個模塊都具有豐富的表格、曲線甚至是動畫功能,能直觀、生動地呈現從模型建立到結果顯示等整個震害分析過程,加之所選擇的分析對象是學生所熟悉的校園建筑,因此該程序可為結構動力學、地震工程等多個土木工程專業學科的教學提供幫助:不僅能使相關專業知識更形象、易于學生接受和理解,同時還能為感興趣的學生進行諸如地震損失評估等更深入的研究提供一個基礎平臺。

3清華校園建筑震害預測程序在土木工程專業學科教學中的應用

3.1結構抗震工程

震害預測程序的建筑結構信息讀取與編輯模塊,包含剪切層模型、結構層間滯回關系、結構破壞狀態及對應的層間位移角限值等結構抗震工程專業知識,可用于輔助其教學工作。輸入或修改結構的層數、結構類型、建設年代等信息,該程序會白動計算層間滯回參數等的取值。其中,對于鋼筋混凝土框架結構,采用修正的Clough層間滯回模型進行模擬;對于鋼結構,采用理想彈塑性模型模擬;而其它以剪切變形為主的結構,則使用捏攏模型作為滯回規則。同時,也可以手動修改這些取值,程序會實時更新對應的滯回曲線的形狀。

以上功能有助于學生理解層間滯回參數的概念和意義,探討不同結構類型的層間滯回特點。結合震害預測程序的分析計算和結構破壞狀態展示,可以進一步探究不同結構類型、滯回性能等因素對結構抗震性能的影響。

3.2結構動力學

震害預測程序提供對剪切層模型的周期和振型計算功能。例如,一個四層結構的頻率和一階振型。調整阻尼比等參數,并重新計算,可以分析各個參數對結構頻率和振型的影響,加深認識多白由度體系的白振規律;選擇不同的校園建筑,可以對比不同類型建筑的結構動力學性質差異。學生還可利用程序所提供的結果與白己手算的結果進行對比,進一步鞏固課程中所學的知識。

3.3地震工程概論

地震動的主要特性可由反應譜和加速度時程曲線等加以刻畫。一般的教學通常側重于講解反應譜的概念、利用加速度時程計算反應譜的原理、以及根據規范反應譜進行結構抗震設計的方法步驟等。學生可以根據相關公式和中國《建筑抗震設計規范》(GB50011-2010)的規定掌握簡單的結構地震作用的計算,但不易直觀地認識普通反應譜與規范給出的設計反映譜的區別、基本烈度與超越概率對規范反應譜形狀的影響等。

震害預測程序中地震波可視化選擇與反應譜生成模塊所提供的功能。將其用于地震工程概論的課程教學,可以清晰地展現幾個著名地震波的時程曲線,并方便地生成指定峰值加速度(PGA)下這些加速度時程曲線對應的反應譜。將反應譜與規范反應譜繪制在同一區域,可以對比二者的區別與聯系,體現規范反應譜的特點:它是為方便工程計算而進行的簡化處理方法。此外,8度罕遇地震對應的規范反應譜與PGA為0.4g的加速度時程對應的反應譜相比,其最大反應比較接近,這類對比有利于幫助學生理解抗震設防烈度和設計基本地震加速度的對應關系。

3.4防震減災

在給定地震動和PGA的條件下,震害預測程序可進行彈塑性時程分析,并能在分析結束后,直觀地呈現校園建筑的樓層位移響應時程、詳細信息和最終破壞情況。

在防震減災教學過程中,震害預測程序可以有以下應用:

1)比較分析不同結構在地震作用下的響應。

該程序中建立了清華大學校園中600多棟建筑的模型,不僅包含鋼筋混凝土框架、鋼框架、框架剪力墻、砌體結構等多種結構類型,而且包括不同年代、不同高度的結構。在給定地震動作用下,可以比較分析這些不同類型的結構在地震作用下的響應特點,使學生加深對地震作用的認識。例如,觀察整個校園的破壞和倒塌情況可知,一般砌體結構和建筑年代較早的結構破壞較嚴重。

2)比較不同地震波對結構的作用。

一方面,學生可以選擇并觀察漢川波等幾條典型地震波對結構的作用,激發學習興趣;另一方面,還可以對比不同地震波對結構的作用,通過觀察這些地震波對應的反應譜的特點,可以體會反應譜的物理意義。例如,反應譜峰值對應的周期較短的地震波,對低層結構等周期較短的結構破壞性更大;反應譜峰值對應的周期較長的地震波,則對中高層結構等周期較長的結構破壞性更大。

3)展開更深入的探索研究。

震害預測程序還為學生展開更深入的探索提供了平臺。例如,可以通過收集校園建筑的財產、人員分布情況等信息,并添加到震害預測程序中,從而探索校園建筑地震損失評估方法;可以將校園道路抽象成無向圖等適當拓撲結構,利用圖論中的Dijkstra算法考慮人群的疏散交通需求,綜合震害預測程序計算得到的建筑破壞與倒塌情況,進行震后應急疏散的研究等。學生可以充分利用熟悉的校園環境,采集所需數據,整合至震害預測程序中,進行各種有意義的學習探索,更好地掌握和運用防震減災知識。

4結論與展望

篇2

關鍵詞:土木工程;現狀分析;趨勢展望

中圖分類號:R-1文獻標識碼: A 文章編號:

土木工程建設伴隨人類文明史發展,是人類與自然界做斗爭的產物,也是人類作用于自然環境的重要活動。隨著現代化建設的不斷深入,土木工程業已經成為我國國民經濟中的支柱性產業[1]。經過多年實踐研究,國內土木工程領域取得璀璨成果,在結構理論、力學分析、施工技術等諸多層面都有所突破。近年來,人們對土木工程要求大幅提升,趨向于高質量、大規模、大跨度、高層的建筑,。分析國內土木工程現狀,我們也看到諸多弊端,如土地資源有限、固體垃圾大量產生、生態環境破壞嚴重、生存空間不足等。針對上述諸多難題,為進一步提升人們生活質量,與社會經濟發展相適應,有必要關注土木工程建設,展望該產業的發展趨勢。

一、土木工程現狀分析

現階段,土木工程發展既存在顯著成果,又存在弊端。

(一)土木工程發展成果

近年來,土木工程理論不斷完善,與建筑行業相關的學科也取得研究成果,這為土木工程發展提供了堅實的理論支撐與技術支持。在工程設計方面,改變了原有按照固有經驗進行設計的慣例,而是采用現代化的系統工程理論方法,考慮到土木工程經濟、環境、安全等諸多因素,實現整體設計的趨利避害。在工程施工方面,建筑材料上多采用復合材料高強鋼材、環保型材料等新型建筑材料,彰顯它們的優越性能,從而為現代化土木工程提供堅實的物質基礎。除此之外,土木工程施工工藝也不斷完善,土木工程向標準化、工業化方向發展,呈現出良好的發展勢頭。

(二)土木工程存在弊端

當今社會,存在人口劇增、環境破壞嚴重、交通擁擠等諸多不利因素,土木工程建設資源日益緊張。當下高層、大跨度、復雜結構的土木工程建設趨勢需要建設的物資基礎,但工程建材方面仍存在缺陷,如建材彈性模量偏低、建材應用成本高、應用范圍有待拓寬等。

二、土木工程未來趨勢展望

對土木工程領域做深入研究,總體上呈現出如下發展趨勢:

(一)理論的日益精密化

土木工程行業理論的完善不是單向的、獨立進行的,而是與數學、化學、物理、微機技術等有著緊密的聯系,相關人員已然認識到土木工程與上述元素間的緊密聯系,促進土木工程行業理論的完善,并呈現日益精密化的發展趨勢,如采用信息化技術模擬復雜施工條件,探索土木工程施工中的復雜結構,采用專業化數學知識解決工程數值難題等。

(二)所用材料實現優化

土木工程所用施工材料對安全性能、材料質量、使用壽命等都有嚴格要求。在當下生態型建筑理念深入人心的大背景下,如何有效解決土木工程施工材料所造成的環境污染、資源浪費、資源配置等問題,是土木工程相關人員所應深入思索的問題[2]。土木工程施工所需要的建筑材料是新型的、高新技術的,并符合生態型建筑理念,由此更適應當下可持續發展的總體要求。土木工程材料的優化主要有如下幾層:

1.應用智能化混凝土

近年來,混凝土因為其具有不可取代的優勢而被廣泛應用于土木工程建設中,這種工程材料不但穩定性好、強度高、耐久性好,且具有高抗凍性、抗腐蝕性和抗滲性優勢,正因如此,混凝土有著長遠的應用前景。新型的混凝土有100年,甚至是200年的使用壽命,未來的發展趨勢是,隨著科技水平的不斷提升,土木工程領域將應用智能化混凝土。這種智能化混凝土,能夠接收到使用環境信息,并自覺做出邏輯判斷,做出智能化的反應。如為滿足特定土木工程需要,此種混凝土能實現保水性、流動性和粘聚性等性質的調整,從而降低建筑所受侵害,實現對受破壞部位的修補,甚至能在危險狀況時發出警報。智能化混凝土是未來土木工程建設領域的關鍵性技術,但受材料價格昂貴的影響,其研究及使用范圍較窄,土木工程市場有待進一步拓寬。

2.應用新型生態建材

隨著綠色生態理念的深入,在保障土木工程質量的前提下,應用新型生態建材已是實現生態建筑和綠色建筑的重要途徑。新型生態建材的發明與應用,能減少材料浪費現象,減少建筑垃圾,降低環境破壞程度,大大提升人們的居住品質。不但如此,新型生態建材也具有節能減耗的功效,能推動人類和自然間的和諧與可持續發展。土木工程發展趨勢表明,可再生材料、環保材料、循環應用型材料、凈化材料等將得到更為廣泛的應用。

3.應用抗震性好的鋼材

因為土木工程的高層、大跨度結構發展趨勢,現代化土木工程建設中多采用抗震性能好的鋼材,具有極厚化、高強度、低屈服比和低屈服點的優勢。通過改善熱處理工藝、調整材料化學成分等舉措,可以生產出抗震性能良好的鋼材。因為這種鋼材能節約資源,提供抗震安全保障,在土木工程鋼材方面具有應用趨勢。

(三)信息化程度的加深

隨著現代信息化技術的普及與發展,我國工業逐漸實現信息化,而這也對土木工程領域形成重要影響,隨著信息化技術的不斷滲透,信息化技術逐漸涵蓋土木工程的全過程,既存在于土木工程的設計和施工階段,也存在于建筑交付使用后的物業管理、安全監控、設備維護等諸多方面。利用形式多樣的信息技術,如微機技術、網絡技術、自動化控制技術、信息智能化處理技術等,能夠實現土木工程的信息化[3]。利用信息化技術,土木工程得以不斷完善,如可以實現管道空間布線優化、大型設備整體吊裝、高溫高壓焊接控制等。隨著信息化技術實踐性研究的深入,展望未來土木工程的發展,信息化技術將被得到更為全面的利用。

(四)實現向多空間發展

人均建筑面積在不斷縮小,因此現代化的土木工程更注重對各類資源的有效利用,并呈現出向多空間發展之勢,即向高空發展,向地下發展,向沙漠、海洋和太空發展。

1.實現向高空發展

土木工程向高空發展能實現土地資源的最大化利用,世界諸多國家的城市中不斷涌現摩天大樓,如迪拜塔、上海環球金融中心、金茂大廈、國家石油公司雙塔大樓等。而向高空發展也成為現代化土木工程的發展趨勢。

2.實現向地下發展

除卻地上高空外,地下空間也可以成為土木工程的可開發建筑資源,如大中城市地鐵的建設與開通就是利用地下空間的良好例子,既充分利用了地下的土地資源,又大力緩解了地上交通堵塞現象。除了地鐵外,還有地下隧道、地下停車場、地下商街等諸多地下空間利用形式,甚至實現了多種利用形式的綜合應用。在地下空間開發與應用過程中,衛星全球定位系統、遙感系統和地理信息系統等先進技術得到廣泛應用,這更大地擴大了地下空間利用的幅度。但地下空間應用中所存在的問題也不容小視,如生態環境破壞、地層應力變化、地震荷載變化等。

3.實現向沙漠、海洋和太空發展

現代化土木工程覺不會將建筑空間僅局限于陸地,而是開始向沙漠、海洋和太空拓展。(1)利用沙漠資源

近年來,地球沙漠化趨勢明顯,對于世界各國而言,開發與利用沙漠資源已經成為一種必然的趨勢。通過人工河、植樹造林、輸水管道等諸多措施,能夠實現沙漠工程改造,從而順應在土木工程中有效利用沙漠資源的有益趨勢。

(2)利用海洋空間

土木工程行業領域已經存在很多利用海洋空間的成功例子,如位于阿拉伯聯合酋長國首都迪拜的迪拜大廈,這座建筑建造于海上,是一座七星級的大酒店,工程宏偉而奢華,而參觀迪拜大廈也成為來迪拜的游客所必做的事情。再如中國上海外灘,拓岸工程也得到了深入運作和實施。

(3)利用太空空間

為了解決人類居住資源日益減少的難題,很多國家致力于向太空發展,發射衛星或宇宙飛船,建立太空試驗站,獲取外太空的資料,期望未來能開發利用太空空間。

三、結論

分析土木工程發展現狀,有顯著成果同時也存在不容忽視的弊端,展望土木工程發展趨勢,將規避自身及社會環境弊端,實現工程建設的整體優化。土木工程的發展是人類智慧的結晶,我們必須堅信,在科學進步的推動下,在全體同仁的共同努力之下,土木工程建設將實現更新高度,真正步入可持續發展的道路。

參考文獻:

[1] 陸曉雷. 如何加強土木工程施工中質量的控制[J];中國科技投資;2012年 第18期

篇3

關鍵詞:土木工程材料,發展趨勢

 

0引言

隨著人類文明及科學技術的發展,土木工程材料的不斷進步與改善。現代土木工程中,盡管傳統的土、石等材料的主導地位已逐漸被新型材料所取代。目前,水泥混凝土、鋼材、鋼筋混凝土已是不可替代的結構材料;新型合金、陶瓷、玻璃、有機材料及其他人工合成材料各種復合材料等在土木工程折中占有愈來愈重要的位置。

1 土木工程材料現狀及要求

與以往相比,當代土木工程材料的物理力學性能也已獲得明顯改善,隨著現代陶瓷與玻璃的性能改進,其應用范圍也有明顯的變化。例如水泥和混凝土的強度、耐久性及其他功能均有所改善。隨著現代陶瓷與玻璃的性能改進,其應用范圍與使用功能已經大大拓寬。此外,隨著技術的進步,傳統的應用方式也發生了較大變化現代施工技術與設備的應用也使得材料在工程中的性能表現比以往好為現代土木工程的發展奠定了良好的物質基礎。盡管目前土木工程材料在品種與性能上已有很大的進步,但與人們對于其性能要求的期望值還有較大差距。首先工程中的性能表現比以往好為現代土木工程的發展奠定了良好的物質基礎。盡管目前土木工程材料在品種與性能上已有很大的進步,但與人們對于其性能要求的期望值還有較大差距。

1.1 從土木工程材料的來源來看

鑒于土木工程材料的用量巨大,尤其在應用方面,經過長期使用的不斷累積,單一品種或數個品種的原材料來源已不能滿足其持續不斷的發展的需求。尤其是歷史發展到今天,以往大量采用的粘土磚瓦和木材等已經給社會的可持續發展帶來了沉重的負擔。論文參考網。從另一方面來看,由于人們對于各種建筑物性能的要求不斷提高,傳統建筑材料的性能也越來越不能滿足社會發展的需求。為此,以天然材料為主要材料的時代即將結束,取而代之的將是各種人工材料,這些人工材料將會向著再生化、利廢化、節能化和綠色化等方向發展。

1.2 從土木工程對材料技術性能要求的方面來看

技術性能的要求也越來越多,各種物理性能指標的要求也越來越高,從而表現為未來建筑材料的發展具有多功能和高性能的特點。具體來說就是材料向著輕質高強、多功能、良好的工藝性和優良耐久性的方向發展。

1.3 從土木工程材料應用的發展趨勢來看

為滿足現代土木工程結構性能和施工技術的要求,材料應用也向著工業化的方向發展。例如,水泥混凝土等結構性能向著預制化和商品化的方向發展,材料向著半成品或成品的方向延伸,材料的加工、貯存、使用、運輸及其他施工技術的機械化、自動化水平不斷提高,勞動強度逐漸下降。這不僅改變著材料在使用過程中的性能表現,也逐漸改變著人們對于土木工程使用的手段和觀念。

2新型土木工程材料——綠色建材

土木工程材料行業對資源的利用和對環境的影響都占據著重要的位置,在產值、能耗、環保等方面都是國民經濟中的大戶,為了保證源源不斷地為工程建設提供質量可靠的材料,避免新型材料的生產和發展對環境造成危害,因此“綠色建材”應運而生。目前正在開發的和已經開發的綠色建材和準綠色建材主要以下幾種:

第一、利用廢渣類物質為原料生產的建材,這類建材以廢渣為原料生產磚、砌塊、材板及膠凝材料,其優點是節能利廢,但仍需依靠科技進步,繼續研究和開發更為成熟的生產技術,使這類產品無論是成本上,還是性能方面真正能達到綠色建材標準。

第二、利用化學石膏生產的建材產品,用工業廢石膏代替天然石膏,利用先進的生產工藝和技術可生產各種土木建筑材料產品。這些產品具有石膏的許多優良性能,開辟石膏建材的新來源,并且消除了化工廢石膏對環境的危害,符合可持續發展戰略。

第三、利用廢棄的有機物生產的建材產品,以廢塑料、廢橡膠及廢瀝青等可生產多種土木工程材料,如防水材料、保溫材料、道路工程材料及其他室外工程材料。這些材料消除了有機物對環境的污染,還節約了石油等資源,符合在資源可持續發展方面的基本要求。

第四、利用各種代木材料,用其他廢料制造的代木材料在生產使用中不會有害人的身體健康,利用高興技術使其成本和能耗降低,將是未來綠色建材的主要發展方向。

第五、利用來源廣泛的地方材料為原料,利用高科技生產的低成本健康建材,不同的地區都可能有來源豐富、不同種類的地方材料,根據這些地方的性質和特點,利用現代技術,可生產各種性能的健康材料。如某些人造石材、水性涂料、某些復合性材料也是綠色建材的發展方向。

3 土木工程材料的發展趨向

眾多現象表明進入21世紀以后,在我國甚至是全世界范圍內,土木工程材料的發展應具有以下的一些趨向:

研制高性能材料,例如研制輕質、高強、高耐久性、優異裝飾性和多功能的材料,以及充分利用和發揮各種材料的特性,采用復合技術,制造出具有特殊功能的復合材料。

充分利用地方材料,盡量減少天然資源,大量使用尾礦、廢渣、垃圾等廢棄物作為生產土木工程材料的資源,以及保護自然資源和維護生態環境的平衡。論文參考網。

節約能源,采用低能耗、無環境污染的生產技術,優先開發、生產低能耗的材料以及能降低建筑物使用能耗的節能型材料。論文參考網。

材料生產中不得使用有損人體健康的添加劑和顏料,如甲醛、鉛、鎘、鉻及其化合物等,同時要開發對人體有益的材料,如抗菌、滅菌、除臭、除霉、防火、調溫、消磁、防輻射、抗靜電等。

產品可循環在再生和回收利用,無污染廢棄物,以防止二次污染。

總結:總而言之,土木工程材料往往標志一個時代的特點。土木工程材料的發展的過程是隨著社會生產力一起進行的,它和工程技術的進步有著不可分割的聯系。工程中選材料時通過對環境的影響對后來人的影響來決定土木工程材料的好換,在未來,基于材料原有的性質的基礎上,“可持續發展”將是衡量建筑工程的一把尺子。

參考文獻:

[1]《土木工程材料》中國建材工業出版社 王福川著

[2]《土木工程材料》重慶大學出版社 彭小芹主編

[3]《土木工程材料》武漢理工大學出版社 陳志源、李啟令主編

[4]《土木工程概論》武漢理工大學出版社 羅福午著

[5]《土木工程材料》天津大學出版社 閻西康、趙方冉、伉景富、韓龍軍

篇4

關鍵詞:土木工程;施工裂縫;處理措施

當前土木工程,在建設工程中的占比越來越多,人們對于土木建筑的依賴也越來越大,鋼筋混凝土已成為施工過程中的主要材料。它有著一定的強度,并且提高了建筑施工過程中的荷載能力,減少了意外事故的發生,增強了結構上的穩定性。但是土木工程無論是在施工中還是應用中都有可能發生裂縫現象,這已成為一種常見的工程病害,需要有關人員進行具體的分析,明確裂縫的成因,對這些裂縫的類型進行詳細的研究。

1土木工程施工裂縫的類型

1.1結構性裂縫

對于結構性裂縫來說,它是由于結構應力達到一定的極限,引發承載力不足,造成工程部分結構上的破壞,降低建筑物的強度,這種情況下產生的裂縫具有一定的安全隱患,需要進行具體的分析。首先,結構性裂縫主要分為兩種形式,包括脆性破壞以及塑性破壞。對于脆性破壞來說,在裂縫形成的過程中具有一定的潛伏期,在開始階段并沒有明顯的預兆,都是突然發生的現象,而且一旦發生裂縫,對于結構的影響就是非常大的,必須加以重視。對于塑性裂縫來說,它是指裂縫由小變大的過程。在這個階段,有關人員可以采取相應的補救措施,相對來說,塑性裂縫的危險性較小。

1.2伸縮性裂縫

對于土木工程來說,伸縮性裂縫是非常常見的一種現象。在施工過程中,常用的建筑材料包括混凝土、水泥等由于自身的特點,有著一定的熱脹冷縮性能,在這個過程中,就可能會產生一定的裂縫現象。現澆板裂縫就屬于伸縮性裂縫的一種,它可能會對工程的功能造成一定的損害,降低結構上的剛度,甚至還會影響鋼筋腐蝕,造成嚴重的后果。實際上,對于伸縮性裂縫來說,它還根據不同的裂縫原因有著不同的表現形式。

1.2.1塑性收縮裂縫塑性收縮裂縫一般會出現在比較干燥或者風力比較大的環境中,裂縫的形狀中間寬,兩邊細,并且沒有固定的長度,在分布上也沒有明顯的規律,表現為混凝土的塑性狀態,表面水分蒸發過快,對于混凝土的樓板結構來說影響較大。

1.2.2沉降收縮裂縫在混凝土澆筑的一段時間后,原材料骨料中的顆粒產生脫落的情況,由于受到鋼筋或者混凝土的阻擋,使得顆粒與混凝土產生分離,并且造成不均勻的沉降,尤其是對于粗骨料來說,在攪拌和澆筑的過程中非常容易發生這種現象。沉降型的收縮裂縫大多表現為縱向裂縫以及表面龜裂的形式,并且裂縫深度不一。

1.2.3干燥收縮裂縫干燥收縮裂縫大多都是由于內部混凝土的約束,由于養護步驟,或者水泥水化熱速度過快,導致內部濕度變小,表面快速凝結造成的干裂現象,在土木工程中是非常常見的一種裂縫形式,大多體現在樓板的施工過程中。

1.3墻體裂縫

對于一些土木建筑結構來說,墻體裂縫的類型也屬于常見的一種。墻體裂縫有著不同的表現形式,在建筑的應用過程中也造成了不同程度的危害,例如雨水滲漏等,需要及時采取補救措施。

2土木工程施工裂縫的成因

2.1環境原因

對于土木工程的施工過程來說,在裂縫的原因構成上,環境是比較重要的因素,包括溫度、濕度等,如果在施工過程中,晝夜溫差較大,并且濕度可能在一天之內進行多次的變化,工作人員沒有做好這方面的處理工作,都會對施工材料造成一定的影響,從而出現伸縮性裂縫的可能。另外一方面,長期的風吹日曬也會增大裂縫出現的可能。

2.2施工原因

施工過程中,沒有做好相應的設計工作,導致工程結構在荷載能力上的不均衡,會導致壓力有不同的效果,從而致使裂縫的發生,一般這種原因下形成的裂縫對于工程的整體強度來說會有一定影響。在施工的過程中,如果設計人員對施工的方案圖紙沒有進行具體的審核,在施工過程中存在受力不均等現象,例如模板支撐剛度達不到施工的需求,造成模板支撐下沉變形;或者在施工過程中,由于施工技術等原因導致模板出現多次位移的現象都會導致裂縫現象的發生。在模板拆除過程中,混凝土沒有有效凝結和養護,就對其進行拆卸,導致混凝土過早的承受相應的荷載,或者模板出現漏漿的情況,都會導致此類問題的發生。

2.3混凝土制備和養護的問題

對于土木工程來說,鋼筋、混凝土是其中的主要材料,它們本身就具有一定的收縮特點,受外界環境影響過大,尤其是混凝土,如果在混合的過程中沒有對原材料的比例進行具體的設計,出現水泥水化熱的現象,或者添加劑的含量過多等,都會增加裂縫出現的可能性。對于混凝土來說,如果在養護過程中沒有到達規定的養護時間,或者養護操作中存在一定的誤差,都會出現不同程度的裂縫問題。

2.4材料原因

在土木工程的施工過程中,不同材料應用也是導致裂縫出現的主要原因。水泥是施工中的常見原料,不同型號的水泥有著不同的收縮值,它取決于石膏、碳酸鈣等元素的含量以及水泥的細度,在選型的過程中,需要從強度等多個方面來進行考慮。外加劑的選擇和含量也會使墻板、樓板在施工過程中產生不同程度的收縮,包括防水劑、減水劑等材料。另外一方面,在土木工程的施工中,存在大量的混合品種,它們在配置的過程中可能會出現不同的性能,例如粉煤灰,它對于收縮性有著一定的控制能力,這是需要注意的。

3土木工程施工中裂縫處理的措施

3.1加強混凝土材料的配比工作

對于土木工程來說,如果想降低施工裂縫出現的可能,應該加強在混凝土材料的配比工作,加強質量上的有效控制。首先,在水泥的選擇上,應該根據水泥的特點進行配比,選用一些低熱并且干縮差值比較小的水泥,并且對粗細骨料中的含水量進行嚴格的控制,選用一些結構密度較強的骨料結構,避免增加在這個過程中的吸水率。另外一方面,在攪拌的過程中,要選擇合適的減水劑,從它的吸水性能出發,可以選擇一些顆粒比較細的粉煤灰,和膨脹系數較小的添加劑,同時對完成攪拌的混凝土進行性能方面的測試,保證在施工過程中的穩定性,避免裂縫的出現。

3.2灌漿法

對于一些已經成型的裂縫結構來說,應該及時采取有效的措施,保證在處理過程中不會對工程的其他結構造成影響。灌漿法就是裂縫處理中比較常見的一種方法,尤其是針對一些厚混凝土墻上的比較大型的裂縫,它主要是通過原材料灌漿的方法,采用和墻體原材料的材質進行裂縫的處理工作。施工時注意灌漿的時間,而且還要對它的表面進行一定的養護工作,做好原材料在裂縫上的有效融合。另外,對于灌漿法來說,還可以采用一些聚合物的灌注方法,它可以應用到潮濕的環境中,與水反應后就可以形成強度比較高的固態沉淀物,例如氨基甲酸乙酯等。

3.3電化學防護法

對于電化學防護法來說,它是一種先進的裂縫處理技術,通過在電場的施加下對其進行電化學反應,改變混凝土或者鋼筋混凝土所處的環境,對鋼筋的性能進行一定的鈍化,從而達到相應的目的。對于電化學防護法來說,主要包括陰極防護法、氯鹽提取法等。它們比較適應用于鋼筋混凝土結構的裂縫中,還可以形成一定的防腐層。適應性比較強,質量效果較高。但是對于電化學防護法來說,它的操作方式比較復雜,而且成本造價較高,在一般的土木工程中,應用并不是很廣泛。

3.4開槽法

開槽法是目前裂縫修補過程中的主要施工方法,比較適合寬度裂縫比較大的裂縫。通常來說,都是采用人工配比的方法進行材料的配置,在施工過程中,將裂縫進行一定程度的開槽,保證施工的基本需求。開槽工作結束后,要對槽口進行仔細的處理,保證裂縫之中的整潔度,并且確定干燥后,再進行相關的施工工作。開槽方法的主要目的就是要保證前期混凝土和后期混凝土的有效融合,在非受力的施工裂縫中應用比較廣泛。但是需要注意的是,在承重墻的施工過程中,盡量避免使用開槽法,以免對土木工程的整體質量造成影響。

3.5結構加固法

在土木工程中,對裂縫進行處理是為了防止裂縫對混凝土的受力結構造成影響,因此,在這個過程中,需要有關人員從力學的角度對工程的結構采取一定的加固措施,對于結構加固法來說,它對施工有著一定的影響,在施工過程中,有關人員需要做好前期的勘察工作,并且加強與其他部門的有效溝通,保證裂縫處理過程中的穩定性。

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纖維增強塑料筋是增強高性能纖維和基體材料合成樹脂構成的復合型材料,受高性能纖維品種多樣影響,纖維增強塑料筋種類也較多,例如玻璃纖維增強復合材料、芳綸纖維增強復合材料、鋼纖維增強復合材料等,其自身物理性能決定,廣泛應用于土木工程中,對工程的質量和耐久性的提升具有重要的意義。

一、纖維增強塑料筋的物理性能

纖維增強塑料筋的密度只有鋼材的1/7至1/5,所以在設定直徑相同的情況下,纖維增強塑料筋質量會明顯小于鋼筋,而纖維增強塑料筋自身強度在鋼筋的10至15倍以上,對纖維增強塑料筋的施工荷載,勞動強度等都會大幅度少于鋼筋作業,將其應用于混凝土結構不僅可以減輕自重,降低地震災害對土木工程的影響,而且有效降低極限跨徑作業難度;除此之外,纖維增強塑料筋和混凝土的熱膨脹系數極為接近,分別為6-6至10-6攝氏度和7.2-6至10-6攝氏度,由此可見當應用纖維增強塑料筋混凝土結構的土木工程所處地域環境發生變化時,所產生的溫度應力并不足以破壞兩者的粘結,使其協同作業持續進行,延長其耐久性;而且纖維增強塑料筋屬于脆性材料,其應力與應變符合虎克定律,在達到極限抗拉強度前不會發生變形,所以土木工程的質量能夠得到保證[1]。

二、纖維增強塑料筋在土木工程中的應用

(一)纖維增強塑料筋在橋梁工程中的應用

橋梁工程建設作為土木工程的重要分支,隨著經濟的發展和橋梁作用的變化,其使用的材料和工藝也發生著明顯的改變,古代由于橋梁的作用限于簡單通行,所以多以石料建材為主,坡面的陡度、形式和載重不受嚴格限制;而近年來隨著經濟的發展橋梁的作用逐漸擴大,其不僅對載重有了更高水平的要求,而且對跨度、坡面的陡度、形式等也有了明確的要求,鋼筋混凝土結構雖在一定程度上提升了橋梁的質量,但隨著跨度的逐漸加大和對橋梁使用壽命的要求逐漸提升,其自重過大等缺點逐漸暴露,而纖維增強塑料筋具有普通鋼筋所無法比擬的優點,將其應用于橋梁工程中不僅可以滿足大跨度橋梁建設的需要,而且對水體腐蝕也有了更強的抵抗,有效的延長了橋梁的使用壽命,提升了橋梁的整體質量,特別是在橋梁主體框架和橋面建設中的應用效果更是明顯,在保證橋梁實用性的同時大幅度的縮減了施工成本,目前發達國家都認識到纖維增強塑料筋在橋梁工程中應用的優點,并積極探索推廣,例如美國DEL351大橋,其主體只由兩塊復合材料橋面板組成,不僅質量輕,而且耐久性和實用性都相比過去橋梁更有保障,所以將其應用于橋梁工程對解決鋼筋自重問題有重大作用[2]。

(二)纖維增強塑料筋在海洋工程中的應用

地球上海洋面積占總面積的71%左右,隨著人們對資源的需求量的增多,對國防鞏固的重視,海洋開發已經成為社會發展的必然趨勢,所以為實現海洋資源開發和海洋環境修復為目的的土木工程建設數量和規模逐漸增加,如人工島、碼頭、海上油田基地、堤壩等,海洋工程已經成為土木工程的重要組成部分,但受到海水侵蝕作用強的影響,即使海洋工程結構不斷進行調整,但其防腐問題仍是工程建設的重點和難點,現階段普遍應用的鋼筋混凝土結構工程不僅受到海風中含有的鹽粒子的侵蝕,而且受到海水和空氣中的氯離子的腐蝕,使其耐久性大幅度縮減,據調查顯示我國海洋工程中大部分處于港口、水道位置的鋼筋混凝土護岸樁、承載樁、板樁等在海水侵蝕中使用壽命都大幅度低于其標準使用年限,造成較大的經濟損失,而將纖維增強塑料筋應用于海洋工程中,憑借其抗腐蝕性能,其使用效果明顯優于鋼筋混凝土,例如日本Smitomo化工有限公司修建的由大量纖維增強塑料筋建設的碼頭,其建成后荷載試驗顯示其使用性能優等,而且預計使用壽命要明顯優于在鋼筋混凝土外加設混凝土防護墻,滿足國際對海洋工程耐久度的要求,由此可見將纖維增強塑料筋應用于海洋工程,對海洋工程的發展具有明顯的推動作用,符合社會發展要求[3]。

(三)纖維增強塑料筋在巖土工程中的應用

巖土工程屬于土木工程的新興領域,在近年來工程數量增多、規模擴大的過程中,巖土工程得到了較快的發展,已經成為土木工程的分支種類,而且發展空間廣闊,西方發達國家認為巖土工程就是在進行各種建設工程中涉及到巖土、石土方等技術問題的學科,由此可見巖土工程不僅屬于土木工程而且對土木工程產生重要的影響,例如土木工程中的巖土工程為盡可能避免工程受到地震、滑坡、泥石流等地質災害的破壞,需要抗拉強度較高的鋼材錨桿固定于巖土錨固之上,但鋼材錨桿在外部環境的變化過程中必然會受到腐蝕,而且固定錨桿的水泥也會發生化學反應轉化成Ca(OH)2,使用錨桿的最初目的難以實現,不僅加大了工程量,而且工程面臨的隱患仍然存在,而將纖維增強塑料筋應用于巖土工程,可以使其對外界的腐蝕抵抗能力增強,使錨桿的使用壽命延長,不僅達到理想的效果,提升了工程對地質災害的抵抗能力,而且有效的提升了工程整體質量,現階段纖維增強塑料筋已經憑借其物理性能優勢被廣泛的應用與巖土工程,效果非常明顯[4]。

(四)纖維增強塑料筋在特殊工程中的應用

由于鋼材的絕緣和抗磁性能較低,將其應用于非導電和非磁性結構工程中需要經過復雜的設計,其實現的難度非常大,而將具有高絕緣性和非磁性的纖維增強塑料筋應用于這種環境卻簡單直接,例如軍事工程方面應用纖維增強塑料筋作為機場、軍用設施防雷達干擾或敏感軍用設備測試設施的混凝土墻內,醫療方面應用于醫療保健單位磁共振成像設備工程中;另外,在高寒地區土木工程中應用鋼筋混凝土結構不僅維護難度大,而且建設周期長,此時應用纖維增強塑料筋可以有效地提升其耐久性,減少維修費用;除此之外,在溫度較高、易發生火災等地區進行土木工程建設,也可以利用纖維增強塑料筋取代普通鋼筋,充分發揮纖維增強塑料筋抗火性和熱塑性,使相關土木工程的質量和耐久性得到提升。

三、結論

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【關鍵詞】土木工程結構;性能檢測;識別技術

0.引言

隨著我國土木工程技術的不斷創新與發展,土木工程結構的性能檢測系統也在不斷的完善與提升,更逐漸產生了人工智能、信息處理及傳感器處理等新型技術應用模式。土木工程的結構檢測評估分析工作是提升工程施工質量的有效手段,通過有效的結構檢測分析,工程人員可以更加準確的了解工程結構的安全性與實際質量,為土木工程的施工建設提供確切的安全保障。

1.土木工程結構的性能檢測情況

1.1土木工程結構檢測工作的內容

(1)強度檢測是提高土木工程結構強度及施工質量的有效手段之一,通過對土木工程的材料強度、鋼筋配置情況以及構建的承受能力等情況進行檢測,有效判定土木工程的施工安全性與有效性,進一步提升建筑物的使用性能。強度檢測如果出現紕漏或者疏忽情況,往往就會造成嚴重的質量事故,因此,需要認真對待[1]。

(2)土木工程的結構檢測評估分析工作還包括對工程結構內部的缺陷問題進行檢測,例如,在實踐工作中對混凝土內部的裂縫與孔洞進行檢測,對鋼材結構上存在的裂縫及腐蝕情況進行檢驗與分析等,通過對工程結構內部存在的缺陷問題進行檢測,充分發揮了土木工程結構檢測的積極效用,有效提高了工程結構的質量。部分結構檢測需要對已經破損的工程結構進行分析與調查,因此,在事故現場一般不允許破壞原構件。

(3)土木工程的結構檢測工作在實踐工作中首先應對工程材料成分進行化學分析與檢測,例如,對混凝土、鋼材等進行集料分析與成分分析。通過必要的檢測手段,準確判定土木工程使用材料的安全性與適用性。

(4)常規的外觀檢測是土木工程結構檢測工作的核心內容,在實施過程中主要對建筑物施工的平整度、尺寸偏差、傾斜度等因素進行檢測,通過對土木工程的外觀施工情況進行檢測,有效提高建筑物的外觀特性。常規外觀檢測大多都自愛現場進行,受施工現場綜合環境的影響較大[2]。

1.2土木工程結構檢測方法

(1)遺傳算法是土木工程結構檢測工作中的一項創新計算方法,具體指的是從一組隨機初始解當中進行搜索,以檢驗與搜索的方式準確計算出整體損失的一種應用方法。

(2)神經網絡法是利用人體自然神經系統及人腦來進行抽象運算的一種檢驗方式,主要是通過人體感受器官模擬計算的方式,按照一定的連接方式獲取所需信息[3]。

(3)模型修正法是一種利用模型進行運算的檢驗方法,具體指的是在土木工程結構性能的檢測過程中,利用動力試驗數據進行條件化的約束與計算,在計算過程中不斷修正模型的剛度情況,進一步得到結構剛度發生變化后的信息,以此準確判斷出現實結構與預期結構之間的損傷差異。

(4)動力指紋法具體指的是從動力測試當中來獲取包含結構特征的信息數據,主要是通過分析結構動力特性相關的指紋變化,以此來判斷土木工程結構性能的真實狀況。

2.土木工程結構損傷識別工作中存在的問題情況及解決措施

2.1采用人工神經網絡評估法來解決常見的土木工程結構評估問題

人工神經網絡評估方法具體指的是將工程結構的影響因素作為評判指標,通過對指標信息進行深度優化與選擇,將這些信息作為人工神經網絡的輸入向量,促使不同工程結構當中的輸入向量能夠組成各不相同的輸出量值,以此實現完善化、綜合化的土木工程結構分析,充分實現了土木工程結構的系統化評估與分析,為土木工程的施工建設奠定了良好的基礎條件。土木工程結構監測評估人員可以采用多層前向BP神經網絡技術來對土木工程結構當中的輸入向量進行測算與統計,通過將這種先進的評估與測算模式實踐應用于施工現場,應用BP神經網絡對土木工程結構進行系統化、準確化的評估與測算,在比對函數值與指標信息的過程中進一步確定土木工程結構的實際性能特點。

2.2制定評估等級來準確界定工程結構的檢驗分析數值

通常意義上來說,土木工程結構的檢測方法可以分為兩種類型,即動態檢測法與靜態檢測法。動態檢測法主要對土木工程結構的實際尺寸、強度因素以及材料彈性模量等數據進行系統性的檢測,通過力學性能分析及可靠性分析,準確判定土木工程結構檢測的結構,進一步提升土木工程結構的整體質量,降低土木工程出現問題情況的幾率。

針對我國現階段存在的土木工程結構分析問題,相關政府部門及工程管理人員應積極關注這些問題情況,并予以相應的防治和完善措施,通過采用人工神經網絡評估法來進行工程結構分析,使人工神經網絡評估技術在實踐環節發揮出更加顯著的應用優勢。

工程結構評估分析人員在實踐工作中,應制定評估等級來確定工程結構的分析的準確性。為切實保證結構檢測評估分析的有效性與安全性,檢測人員應將土木工程結構的檢測狀態具體分為以下五個等級:

一級:土木工程結構的最高安全等級,工程結構能夠完全滿足住戶的使用要求,工程內部結構能夠切實有效地發揮自身的效用,次要構件功能性與外觀性優良,在檢測過程中僅僅允許存在較小的輕度缺損與誤差,在日常維護過程中只需要正常的小幅度維護即可。

二級:安全等級、工程結構性能、外觀性能等因素基本滿足住戶的要求,在檢測過程中存在局部的缺損情況。

三級:土木工程結構的安全等級、工程結構性能以及外觀性能無法滿足住戶的要求,在檢測過程中發現部分功能性的缺損,功能降低、次要部位缺損嚴重的情況較多,影響住戶的正常生活。

四級:土木工程結構的安全等級、工程結構性能以及外觀性能無法滿足住戶的要求,并又繼續惡化、拓展的趨勢,在檢測過程中發現工程結構關鍵部分存在功能性缺損,次要部位缺損非常嚴重,土木工程結構應立即停止施工設計,避免釀成嚴重的安全事故

2.3提升土木工程的結構檢測方法與檢測手段

土木工程結構監測具體指的是利用結構系統特征的檢驗技術和現場無損傳感技術對土木工程結構進行長期運行情況的監測,具體是從設計、施工、竣工以及投入使用等時期進行精確監測,通過在整個施工階段進行全方位的系統化監測,有效提高土木工程結構的長期使用質量。近年來,我國部分區域逐步出現了嚴重的土木工程結構施工問題,這些問題情況多于建筑結構的運行因素有關,嚴重影響我國土木行業今后的發展與壯大,致使工程建設在具體操作過程中存在嚴重的健康安全問題。

工程檢測人員應積極加強檢測方法與檢測手段的學習,在安全檢測系統的過程中積極完善建筑結構的內部傳感器安裝方法,避免傳感器遭受人為因素及其他因素的干擾與損壞,確保實施無損檢測。檢測人員通過原位檢測某個物理量的過程中,更應積極采用先進的數字化手段,利用先進儀器對振動頻率、紅外線輻射、回彈值、超聲波速等物理量進行檢測,提高檢測精度,避免人為因素誤差的出現。

3.結語

綜上所述,現階段,我國的土木工程結構性能檢測和識別技術仍需進一步的完善與提升,相關部門與工程管理人員應注重高精尖監測系統的研究與應用,通過對土木工程結構檢測系統進行不斷地升級與改進,促進我國土木工程行業在市場領域獲得更加長足的發展與進步。

參考文獻:

[1]彭細榮,李濤,路新瀛.通用土木工程結構健康監測系統平臺[J].工程抗震與加固改造,2010,12(09):23-24.

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【關鍵詞】土木工程;智能結構;應用

較土木工程傳統結構而言,智能化結構主要是將智能化材料、信息技術及自動化控制等交叉融合到了傳統結構中,使其不僅擁有傳統結構的舒適性、安全性及其耐久性,還具有自控性、自感知性、自修復性及自適應性等特性。雖然,目前想要將上述所有功能集成于一身仍存在一定的難度,但是具有其中某幾項智能化特性的土木工程智能化結構已經得到了較為深入的研究。

1.土木工程智能化結構的理論體系構成

1.1 土木工程智能化結構層次的發展

對于土木工程傳統結構而言,其結構較為被動,一經設計及制造后將很難對其性能及其使用狀態進行控制和預知,因而為土木工程傳統結構的使用及其維護帶來了諸多不便。為了有效解決此問題,研發出了一種在線監測結構,其使得傳統土木工程結構具有了在線監測的功能,為進一步探知土木工程的內部結構性能帶來了曙光,并為人們方便有效地了解土木工程結構的內部物理力學場的演變提供了技術支持,此即土木工程智能化結構發展的第一個層次;以在線監測結構為基礎,在結構中進一步引入了監測數據的智能化處理機制,這使得傳統結構擁有了自動化診斷、推理及感知的功能,使得土木工程智能化結構實現了第二種層次的發展;在智能化結構的第二層次基礎上進一步引入了自動化控制及自適應機制,使得結構能夠對耦合的動作系統進行必要的反應,因而實現了對土木工程結構的智能化控制,這即第三層次的智能化發展,例如,可對土木工程結構的開裂、變形、銹蝕、老化、損傷及動力振動等多種行為進行有效的抑制性控制,并在更高層次方面對土木工程的結構進行了保護和維修。

由此可見,在土木工程智能化結構的發展及演變過程中,根據其智能化程度的高低可將其分為如下三個層次:1)自感知土木工程結構,此為智能化結構中最為低級的形式;2)自診斷土木工程結構,對第一層次的智能化結果進行了進一步加工和處理,可對土木工程結構的內部力學物理場進行自動化計算,對結構定的目標參數進行自我診斷,并以結構自身行為的對策為目標進行自我推理等;3)智能化控制土木工程結構,其為智能化結構中的最高形式。此三種層次的關系見圖1。

1.2 土木工程智能化結構的主要類型

根據材料的不同,可將土木工程智能化結構分為如下兩種類型:1)嵌入式智能化結構。即在諸如鋼結構、鋼筋混凝土結構等基體材料中嵌入具有動作、傳感及控制處理等功能的儀器或材料,并集計算機軟、硬件技術于其中,通過傳感器對結構內部信息進行采集和檢測,經計算機的加工和處理后,將分析結果傳送至控制處理器中,控制處理器根據結果對各驅動元件進行指揮和激勵,使其執行相應的動作。通常而言,此類智能化結構僅需對傳統結構進行改進即可,無須對結構內部的力學性能進行額外研究,因此,容易實現傳統結構到智能化結構的平穩過渡,因此,也是該領域的研究熱點;2)基體及智能化材料耦合結構,這些結構材料自身即具有智能化功能,可根據自身物理及力學狀態的改變來對自身性能進行改變。例如,碳纖維混凝土材料可根據受力情況對其導電性能進行改變。因此,只要探測到這些改變即可獲得土木工程結構的內部物理及力學信息。

2.土木工程智能化結構的應用情況分析

根據上述理論體系可知,土木工程智能化結構主要是為了解決傳統土木工程結構在完整性、安全性、耐久性及結構強度等方面存在的問題。通過對土木工程建筑結構的相關性能進行預報及監測,不僅可以大幅度降低維修費用,還能夠有效增強其結構預測能力,通過在結構內部設置傳感器,即可對其性能進行實時性監測。由此可見,土木工程智能化結構的應用前景十分樂觀,并已經在高層建筑、大壩及橋梁等土木工程領域得到了較為廣泛的應用。例如不少橋梁工程已經進行了監測傳感器的布設,以便對施工質量及其安全狀態進行檢測,我國香港青馬大橋及國內的虎門大橋等也紛紛裝設了傳感系統,以監測大橋使用過程中的服役安全狀態。

2.1 土木工程結構損傷及其健康方面的檢測

諸如人工目測法等傳統檢測手段及無損檢測技術均為局部結構損傷檢測方法,很難對土木工程整體結構性能的退化情況進行預報,也無法對結構的損傷及健康情況進行診斷和監測。現代化檢測可采用具有自感知、自診斷新型的智能傳感元件,例如光導纖維、壓電材料、碳纖維以及半導體材料等構成的檢測設備,這樣不僅克服了傳統傳感器在監測方面的不足,還能對結構損傷進行靈敏性檢測,并對損傷及程度進行定位和表征。以結構失效的發生過程進行判斷:首先,是裂紋及損傷的發生;而后裂紋及損傷在應力的作用下進一步擴展;最后,當所累積的損傷超過某值后,裂紋以聲速進行擴展,并可能引發災難性的事故。因此,必須對重要結構的危險截面進行實時性監測,以及時探測到結構中所存在的細微損傷。其損傷診斷過程如下:1)信號的測量;2)特征信號的提取;3)進行典型損傷特征庫的構建;4)對損傷位置、程度及類型進行識別。

2.2 智能化材料的應用

根據應用情況可將智能化材料分為如下兩種:一種是傳感元件類的制作材料,其特點是對于內、外刺激強度具有感知功能,例如,應力、光、熱、化學、物理、磁輻射及電等刺激。此類材料即所謂的感知材料,其主要包括了壓電高分子、壓電陶瓷、應變合金及光導纖維等傳感器材料。感知材料可能經電、磁場和溫度的變化而對其尺寸、形狀、剛度、內耗、振動頻率、阻尼及其他特性進行智能化改變,因此,可根據需求的不同對材料進行選擇,并加工出合適的驅動或執行元件。另一種即驅動器制作材料,包括磁流變體材料、電流變體材料、電致磁致伸縮材料、形狀記憶材料及功能凝膠等等,其特點是可以電場、磁場及溫度等的變化為依據對自身尺寸、形狀、剛性、位置、阻尼、頻率、結構或內耗等進行改變,從而使其具有環境自適應等功能。

3.結語

智能化結構是一項知識跨度大、開發難度高的一項新型學科,其研究意義重大、發展空間廣闊。隨著科學技術的發展,智能化結構已經在土木工程領域得到廣泛的應用,并且大大推動了土木工程的發展。在土木工程的交叉學科應用和結構設計理念中,智能化結構在很大程度上影響了它們的發展。因此,只有對智能化結構進行更為深入的研究和開發,才能使其在土木工程中發揮更大的優勢。此外,還應在傳統的智能化技術方面,引入集成化技術,以便對土木工程的智能化結構進行不斷創新和完善,從而進一步推動土木工程的發展。

參考文獻:

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【關鍵字】高職院校;土木工程;力學;教學模式;實踐性

一、土木工程教學模式的研究背景

全球經濟發展進入一體化的趨勢日益加快,工程建設的規模越來越大,導致我國對工程建設人才的需求與工程建設材料的需求日益提高。高等職業化學院對土木工程專業人才的培養越來越重視,現代土木工程教學的發展呈現出了多樣化與多功能化的趨勢,專業化的土木工程發展對學校培養土木工程人才提出了新的要求與標準,對職業化教育提出了高層次的要求。高職院校實踐性的教學是改善專業化教學內容,提升土木工程職業化培養能力的一種綜合發展能力,高職院校的土木工程力學教學模式的創新對提升學生的學習能力與土木工程的實際應用能力有著重要作用。

教學模式指的是一種教學方式的集合體,它是集合了教育思想與教學理論為一體的學習模式,教學模式是學習理論的教學實踐過程,是開展教學活動的一種方案。基于現代化高職院校的教學模式,土木工程的力學教學模式仍然保持著較為傳統的教學思路與觀念。土木工程力學教學模式的創新是提升土木工程專業化培養能力與提升人才培養模式的關鍵環節。教學模式本身是教學手段與教學理論知識的具體化,也是直接面向與指導學生學習與實踐的關鍵內容,具有一定的可操作性特點。在土木工程力學的教學理論與土木工程實踐工作探索過程中,必須要掌握好具體的細節與關鍵部分,教師要均衡分析土木工程力學教學理論與教學思想,轉變土木工程力學的教學意識,教師要控制與組織課程教學內容,遵循學生的學習主動性與主體價值性。

二、土木工程力學教學模式存在的基本問題及改革的基本思路

作為理論性比較強的學科,力學的講授主要還停留在教師講、學生聽的層面上。盡管在力學教學中引入了新的教學手段——多媒體,也僅僅是將板書轉換到大屏幕上。這樣的教學方式,教師處于主導地位,有利于課堂的控制;然而學生在學習中,沒有發揮主觀能動性,一直處于被動狀態。學生在學習過知識點后不能將力學知識與工程實踐很好地聯系在一起。這樣的教學方式不符合我國高職高專教育重在培養應用型高端技能人才的目標。

隨著我國信息化技術在工程項目建設中的應用,土木工程建設與土木工程的職業化教學必須要遵循這個規律,深化信息化的教學轉型,提升信息化技術的應用能力。土木工程的力學教學過程中一般都會采用多媒體教學方式與信息化技術教學方式,以此來提升土木工程力學課程的實際應用能力,改善了土木工程多媒體的應用能力,幫助學生盡快的掌握了土木工程力學教學的相關內容與技巧,加強了學習組合與學習思想的傳播。計算機輔助教學模式與計算機信息化土木工程建設方式幫助這些學習者提升了自我的土木工程實際應用能力,這就是現階段的主要教學思想。

三、土木工程力學教學模式的改革方法

(一)以實用為目標、選擇合理的教學內容

教學模式的改革是以人才培養目標的設定和教材內容體系的改革為前提的。高職高專的力學教材不應只是本科教材的壓縮和淺化。對于高職高專的學生而言,學習力學的目的主要不是為了開展設計工作,而是將力學與工程實踐相結合,解決工程實踐中一些具體問題。這就需要一本以實用為主的教材。教材中重應用,抓基礎,滿足高職教學的理念,突出施工企業所需要的技能型人才所具備的職業能力。為了更好的開展力學教學,我院正在編寫一本適用于土木工程方向高職高專的力學教學——《土木工程實用力學》。

(二)改革課堂教學方法、提高學生學習興趣

傳統的講授法已經不再適用于現在的高職高專教學。在教學中,應以學生為中心,借以提高學生學習的積極性,培育學生分析問題和解決問題的能力,提高學生的創新意識。

其一,教師要巧妙的設計課堂。初學者很難理解力學知識,如果僅僅是按照邏輯順序講解,學生會認為課堂很枯燥,出現厭學的情緒。教師首先從生活中尋找相關的力學知識,讓學生在周圍的事物中體會到工程力學,從生活中的事物轉變成力學圖示,讓學生意識到力學就在身邊,激發學生的興趣,培育學生對于工程力學的概念。同時,教師也可搜集與力學相關的故事,在課堂上與學生分享,增強課堂的趣味性。

其二,注重培養工程意識,做好案例分析。在教學中,將實際工程的力學案例引入,讓學生在學習知識的同時清楚的知道該知識點的工程作用,并且將工程中的算例引入到課堂教學,如便橋簡算、腳手架強度校核等等。同時,大量收集古今內外與力學相關的工程事故,與學生共同分析出現事故的原因,讓學生在分析中大膽發言,并且討論避免事故的方法。通過事故中的慘痛教訓讓學生銘記力學在工程中的重要性,同時讓學生認識到工程質量是工程的生命。

其三,運用啟發式教學展開課堂討論。教師要善于向學生引出問題,啟發學生發現問題。被動型的人才已經不能滿足我國目前對于高技能型人才的要求。為了培養具有創新能力,在課堂中應當適時的進行課堂討論。這里要求教師對教學內容要有深刻的認識,像抖包袱一樣,將課堂內容精彩呈現,教師起到引導與總結的作用,鼓勵學生大膽發言,各抒己見。甚至可以將力學知識與其他學科,比如哲學,進行結合,激發學生的創造性思維,打破思維定式,在學習知識的同時能夠開拓思想的領域。

其四,在教學中運用多種教學手段。如今的力學教學已經引入多媒體,在運用多媒體教學時,應將力學中抽象的圖示如支座、節點、桁架等的原型展示出來。還可以運用動畫,讓學生理解構件的變形、破壞等等過程,還可以讓學生觀看與力學有關的視頻,讓學生將晦澀的力學知識與多彩的現實世界結合在一起,并且可以讓學生看到實際工程中力學的應用,這樣更有利于教師引導學生課堂討論。

(三)完善考核方法

力學教學的考核方法主要是以期末卷面為主。這樣的考核方法過于片面。應將考核方式從兩方面改革。其一,將期末考試改為階段性考核,以對學生起到督促的作用;其二,將卷面為主的方式改為以實踐創新能力考查的方式,以課題發言、討論為依據,可組織課堂演講、論文等等方式對學生進行評分。

(四)逐步建立開放性教學模式

開放性的教學方式指的是利用土木工程理論與實踐教學的有效結合進行教學分析,要保證學生可以充分體會到實踐性實驗室教學與實踐性可操作性教學的結合,要實現學生綜合素質與技巧學習的可持續發展,學生要樹立職業化的土木工程學習理念,要培養學生的工程建設意識,從土木工程的力學角度出發考慮現實問題,利用參觀訪問工程項目與實際工程交流的方法展開交流與學習,提升開放性學習的動力,保證高職院校學員的實際學習能力定位在一定的穩定狀態。

篇9

1.1校企密切合作,共商人才培養方案

為滿足區域經濟發展對土木工程專業人才的需求,校企聯合,優化教學計劃的方向模塊必將成為地方高校土木工程專業發展的必由之路。地方高校土木工程專業應該始終以服務地方經濟建設為辦學宗旨,以培養高素質“應用型”工程技術人才為辦學目標,深入用人單位廣泛開展調查研究,深入分析研究本行業人才需求狀況,準確把握用人單位對人才素質、能力和知識結構的要求,進一步密切與用人企業的聯系,與企業合作共同確定人才培養方案。根據上述指導思想,鹽城工學院土木工程學院2011年的教學計劃中,吸收和借鑒國內外工程教育的先進經驗,緊密結合當前國內“卓越工程師教育培養計劃”的要求,在廣泛征求用人單位意見的基礎上,設計了“2.75+1.25”的土木工程專業培養計劃,把4年的培養過程分成兩個部分:“2.75”指在校進行理論課程和部分實踐課程的學習時間,“1.25”指在校內實驗實訓和在企業學習的時間,以實踐訓練為主,包含部分專業技能課程,使學生在提高工程實踐能力的同時,盡早與用人單位接觸,適應用人單位的要求,縮短企業對人才培養的周期。事實證明“校企密切合作,共商人才培養方案”的實施,密切了校企關系,提高了辦學質量,為高素質“應用型”人才的培養奠定了堅實的基礎。

1.2力學材料并重,構筑課程教學體系

力學是構建土木工程學科重要的理論工具,材料是土木工程技術創新的動力和源泉,力學和材料是培養學生建造能力的基礎。設置以力學為中心的課程群,既聯系到數學和物理,又聯系到結構和巖土工程,強化力學課程群的教學,即強化專業基礎中主干課的教學。當代新型建筑材料不斷涌現,種類豐富的建筑材料應用于結構,將產生新型結構體系,種類豐富的建筑材料應用于施工,將產生新構造、新工藝、新技術,材料類課程對于土木工程來說十分重要。為此,改革“土木工程材料”和“土木工程施工”等課程,增加“新材料性能測試”設計性、開放性試驗課程,增加“趣味結構力學實驗”和“新材料結構模型創新實踐”的選修課程十分必要。基于此,地方高校必將培養出基礎扎實、富有創新精神和創新能力的“應用型”人才。

1.3遵循“卓越計劃”,鍛造學生建造能力

以實施“卓越工程師教育培養計劃”為導向,構建“建造能力”的培養模式。為了適應地方經濟發展對人才的需求,建立和完善產學研合作關系,校企共建穩定的校外課堂,建設校外課堂教學的師資隊伍和基礎設施,那么建立一套公正、合理、準確、全面的學生成績評價制度則更為重要。在人才培養過程中,注重以實際工程項目為載體,圍繞項目的策劃、設計、實施和運行等環節,開展以小組為單位的學習、研究工作,解決工程實際問題,完成工程建設任務。同時,在此過程中培養學生的團隊精神,提高學生的學習能力,讓學生領會從事工程師崗位的工作方法。因而以“土木工程施工”、“工程項目管理”和“建造技術與管理”等課程教學模式為試點,努力鍛造學生的建造能力。

1.4培養引進并舉,優化師資隊伍

以高水平、工程型教師隊伍建設為保障,提高師資隊伍的科研水平和解決工程實際問題的能力。地方高校應該積極采取培養和引進相結合的措施,努力加強師資隊伍建設。教師隊伍建設是地方高校土木工程專業“應用型”人才培養的核心之一,在一批國家和省市級科研項目的基礎上,采取多種方式鼓勵教師承擔科研項目,促進教師專業水平的提高。同時,聘請企業中高水平的技術人員到學校擔任兼職教師,派送專任教師隊伍中年輕博士去企業鍛煉,解決工程技術難題,提高實踐創新能力。通過科學研究和參與工程實踐攻關相結合,地方高校一定能夠建設一支高水平“工程型”的教師隊伍。

1.5完善評價體系,保障人才培養質量

地方高校應以教學管理制度為依據,努力完善教學管理與監控機制。在認真執行學校各項教學管理制度的基礎上,根據土木工程的特點,積極改進并完善教學質量保證體系,該體系分為教學質量管理系統和教學質量信息系統兩部分。鹽城工學院土木工程教學質量管理系統由兩個亞系統組成:一是分管本科教學工作的副院長→學院教務科→系(中心)→教師(實驗技術人員);另一個是分管學生工作的書記→學生科→輔導員、班主任→學生班干部→學生。這是一個逐層向下監控,逐層向上負責的質量管理系統。而教學質量信息系統包括質量信息的采集、處理與反饋等,正是由于鹽城工學院土木工程專業持續完善了質量評價體系,因而其人才培養質量顯著提高,其成功經驗可為地方高校土木工程專業的教學改革提供借鑒和啟迪。

二、突出特色,理論與實踐并重,造就高素質人才

由于地方高校土木工程專業以培養“基礎實、技能強、素質高”的“應用型”高級土木工程專業人才為目標,因而地方高校更應“重基礎理論、重創新精神、強實踐技能、強綜合素質”的人才培養模式,優化課程結構體系,貼近地方建筑實際,夯實專業理論基礎,突出建造能力的培養。每個地方高校都有其自身發展歷史,具有一定的特點、特色,因而突出特色,理論與實踐并重必將成為土木工程專業建設的必由之路。鹽城工學院2005年土木工程專業成為學校“小范圍、大幅度”四個試點改革專業之一,2009年通過江蘇省特色專業建設點驗收,成為省級特色專業,2010年成為國家特色專業建設點,形成了比較完善并具有一定特色的教學計劃和課程體系,為學校土木工程專業建設奠定了良性循環基礎。

2.1理論教學夯實專業基礎

地方高校土木工程學院應該在院長領導下,由學院分管教學的副院長、專業系主任與企業專家共同制訂各專業教學計劃。力學和材料科學作為從事土木工程工作的重要理論基礎,在教學計劃中處于十分重要的位置。土木工程專業通過搭建“五大力學”(理論力學、材料力學、結構力學、土力學和水力學)與土木工程材料并重的教學平臺,來體現“力學材料并重”的理論教學特征。同時將“彈性力學”和“新型建筑材料”列為選修課,以適應行業發展需求,拓寬學生知識面,為學生未來發展打下一定基礎,并且突出特色,努力編寫適合自身土木工程專業發展的精品課程。如《工程力學》、《結構力學》和《土木工程材料》等。

2.2實踐教學突出建造能力

地方高校土木工程專業大多數學生畢業后將在施工一線工作,具有出眾的建造能力是該專業畢業生受用人單位歡迎的重要原因。一方面,地方高校要注重加強內涵建設,不斷完善實驗條件,強化學生建造能力的培養;在實踐教學中,讓學生深入生產一線,與建筑工人打成一片,學在工地、吃在工地、住在工地,強化設計能力,積累施工經驗,由工地對學生進行考核,由工人對學生作出評價,在工地工程師與學校教師共同指導下完成實踐教學任務。另一方面,地方高校應該對照行業標準和注冊建造師的培養標準,努力創造條件在校內搭建施工實訓現場,通過學生自主設計、自行搭設模板和腳手架等,培養學生的實踐動手能力。

2.3通識課程體現素質培養

地方高校還應高度重視教書育人理念的確立,高度重視優良學風的形成,高度重視學生自主學習能力和綜合素養的培養。只有通過通識課程、公共課程的開設以及學生課外活動的安排,才可培養學生良好的綜合素質。例如,通過國家法律法規以及與環境保護等方面課程的學習,培養學生的法律意識、質量意識、環保意識、節能意識;通過參與企業項目和現場教學,培養學生的工程意識,提高學生的實踐能力;通過實施全方位、多層次的藝術素質教育,拓展學生的人文藝術修養等。

三、落實畢業設計目標,切實踐行“應用型”人才培養

畢業設計是工科專業教學質量的集中體現,是指導學生綜合運用所學的基礎理論、專業知識和基本技能,分析解決實際問題,使學生得到從事實際工作所必需的基本訓練和進行科學研究工作的初步能力。與一般教學實踐環節相比,有其顯著的特點,它是畢業前最后的綜合訓練階段,是學生學習、研究和實踐成果的全面總結。土木工程專業的畢業設計應注重工程實踐性、適用性,特別是以培養“應用型”人才為主旨的地方本科院校,更應根據學生的特點和條件,選擇合理的畢業設計題目,鼓勵學生到設計、施工或監理單位實習,以提高其實踐能力。

3.1精心組織,嚴格遴選畢業設計指導教師

地方高校土木工程專業應該嚴格遴選畢業設計指導教師,畢業設計(論文)指導教師應由具有實際設計(科研)工作背景和有指導經驗的中級職稱以上相關專業的教師、工程技術人員擔任,為了進一步落實“應用型”人才培養方案,應該適當增加校外指導教師的比例,特別是聘請理論和實際工作經驗豐富的高級工程技術人員。基于此,培養學生嚴謹求實的科學態度和一絲不茍的工作作風。

3.2把握關鍵程序,提升畢業設計質量

畢業設計開題、中期檢查和畢業設計答辯為畢業設計的關鍵步驟,決定著地方高校土木工程專業畢業設計的總體質量。通過畢業設計開題報告,學生查閱文獻資料,了解選題的研究背景和已有成果;通過中期檢查則可督促教師的指導進度,檢查學生畢業設計內容的正確性,考核教師和學生在畢業設計中的總體表現,提出整改意見,為畢業設計順利展開提供保證;通過畢業答辯,完成對學生整個畢業設計的全面評價,也是對指導教師的最終考核。總之,通過以上關鍵程序,可以切實把握地方高校土木工程專業“應用型”人才培養的最后一關,為社會輸送合格的土木工程建設者。

四、結語

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關鍵詞:土木工程;施工技術;存在問題

Abstract: the civil engineering construction of all kinds of engineering facilities is the floorboard of the science and technology to the type of work of construction of the project technology as the research object, the main type of engineering construction technology and construction method, in order to assure to choose to suit specific construction object of construction project and guarantee the quality and safety for technical organization measures. This paper mainly expounds the technical characteristics of civil construction, and construction technology research, etc. Make construction technical level will continue to mature, and will constantly applied to the construction of projects for the construction of engineering services.

Keywords: civil engineering; Construction technology; problems

中圖分類號:TU74文獻標識碼:A 文章編號:

1、前言

土木工程是建造各類工程設施的科學技術的總稱,它既指工程建設的對象,即建在地上、地下、水中的各種工程設施,也指所應用的材料、設備和所進行的勘測設計、施工、保養、維修等技術,土木工程對對國民經濟建設和人民生活具有重要影響,人類的一切活動都離不開土木工程。工業、農業、交通、通訊、教育等各項事業,都離不開土木工程。諸如工廠、礦井、鐵路、公路、橋梁、商店、住宅、醫院、學校、農田水利等工程建設,統稱基本建設,都是土木工程的“用武之地”。是一門不斷發展的學科,土木工程的進步不僅為人類生產、生活提供了最基本的物質保障,而且大大地推進了相關科學和技術的進步。而土木工程施工是以各工種工程(如基礎工程、砌筑工程、鋼筋工程、模板工程、混凝土工程、結構安裝工程、防水工程、裝飾工程等)的施工技術為研究對象,研究主要工種工程的施工工藝和施工方法,以保證能夠選擇適合具體施工對象的施工方案和制定保證質量、安全的技術組織措施。

2、土木工程施工技術的特點

隨著經濟和科學技術的發展,新材料、新結構不斷出現,大規模、技術復雜的土木工程結構也越來越多,施工技術也相應隨之不斷發展。我國正處在經濟高速發展時期,工程建設數量多,規模大。促進了我國施工技術的發展。由于土木工程的特點,決定了其生產組織與一般的工廠生產組織不同,每項工程都需要根據工程性質和特點,單獨進行施工組織,施工組織是否科學合理直接影響到工程項目的成敗,一般來說,土木工程施工具有如下特點:固定性和流動性:流動性包括施工隊伍的流動和在同一工程上工人在作業空間上的流動;多樣性和單件性:工程各不相同,完全一樣的工程幾乎沒有龐大性和協作性、綜合性:需要建設、設計、施工、監理、材料供應商等多家不同單位配合協作完成;復雜性和易受干擾性:技術、管理復雜,易受氣候、周圍環境等外界因素干擾;投資大、生產周期長。

3、土木工程施工技術研究

3.1軟土地基施工與石方爆破施工

軟土地基施工特點:往往不能滿足承載力和變形能力的要求,施工時如果采取措旅不當,往往會發生路基或建筑物地基失穩或嚴重下沉,造成建筑物破壞或不能正常使用,需要進行加固,加固方法:換土墊層法,強夯法、振沖法、砂樁擠密法、深層攪拌法、堆載預壓法、化學法等;土石方爆破施工:適用環境:開挖時遇到巖石。施工現場地下障礙物的除、舊建筑物和構筑物的拆除,旖工的工序:打孔放藥、引爆、排渣;特點:施工費用低、效率高、有震動和粉塵危害,對舊建筑物、構筑物的拆除,還可以采用靜力破碎等配合施工藝,是拆除在低震動、低粉塵、無公害的情況下進行.

3.2灌注樁施工與墩式基礎施工

1)灌注樁施工是在施工現場的樁位處用機械或人工成孔,然后在孔內放入鋼筋籠、澆筑混凝土(或者直接澆筑混凝土)而成的一種施工方法,主要工藝過程如圖1所示:a成孔一b放入鋼筋籠一c澆筑混凝土。成孔工藝:干作業成孔、泥漿護壁成孔、套管成孔、人工成孔、爆擴成孔等。其特點:能適應地層的變化、施工時振動小、噪聲低、工藝要求較高、施工后混凝土需要養護且不能立即承受荷載。

2)墩式基礎是在人工或機械成孔的大直徑孔中澆筑混凝土(或者放鋼筋籠、澆筑混凝土)而成的大直徑基礎。目前,我國多用人工挖孔,故又稱為大直徑人工挖孔樁。墩式基礎特點:端部直接支撐在巖石或堅硬土層上,樁的強度和剛度都很大,有較大的承載能力。墩式基礎施工如下圖2所示:

3.3 沉井基礎施工

沉井是由刃腳、井筒、內隔墻等組成的呈圓形或矩形的筒狀鋼筋混凝土結構,多用于重型設備基礎、橋墩、水泵站、取水結構、超高層建筑物的基礎等,施工過程:施工時首先制作井筒,然后在井簡內挖土,使井筒靠其自重沉入土中。井筒的最下端為刃腳,形狀如刀刃,在沉井下沉過程中使沉井切入土中。沉井的外壁為井筒,在下沉過程中起擋土作用,同時靠其自重可以克服筒壁與土之間的摩阻力和刃腳底部的土阻力,使沉井能在自重作用下逐步下沉。

3.4預應力混凝土工程施工

預應力混凝土結構的截面小、剛度大、抗裂性和耐久性好,能充分發揮鋼材和混凝土各自的性能,在土木工程中得到了廣泛的應用。其施工具體方法主要分為以下三種:1)先張法施工:先張拉預應力鋼筋,然后再澆筑混凝土構件的一種施工方法主要施工過程是在澆筑混凝土構件之前,張拉預應力鋼筋并將其臨時錨固在臺座或鋼模上,然后澆筑混凝土構件,待混凝土到達一定強度、混凝土與鋼筋之間有足夠的粘結力后,放松預應力鋼筋,借助混凝土與預應力鋼筋之間的粘結,使混凝土產生預壓應力。2)后張法施工:是先制作混凝土構件后張拉預應力鋼筋的一種施工方法,要施工過程:先制作混凝土構件并預留孔道,待混凝土達到一定強度后,將預應力鋼筋傳入孔道,利用張拉機具張拉預應力鋼筋,然后用錨具將預應力鋼筋錨固在構件端部,最后進行孔道灌漿。3)粘結預應力施工:是在后張法基礎上發展起來,要施工過程:采用表面有涂料、外面包有塑料套管的預應力筋,鋪設在模板內,然后澆筑混凝土,待混凝土到達設計要求的強度后,再進行預應力筋的張拉、錨固。

圖1工藝過程

(a)在保護圈下開挖土方;(b)支模板澆筑混凝土護圈;(c)澆筑墩身混凝土

圖2 墩式基礎施工

4、結語

總之,土木工程施工技術在近幾十年雖然有了飛速發展,但是土木工程施工至今仍以手工操作、半機械作業為主,勞動效率大大低于其他產業部門,還屬于勞動力密集型的產業,現代土木工程施工技術的發展方向,除了要有滿足當前土木工程建設需要而與之配套的施工技術,還要向高效率、無公害、高質量、機械化、智能化、高技術含量、信息化的方向發展。

參考文獻:

[1]段樹金主編,土木工程概論.北京:中國鐵道出版社,2005

[2]湖南大學等四院校合編.土木工程施工.北京:中國建筑工業出版社,2002