综上所述,智能材料在土木工程中的应用弥补了传统建筑结构适应环境能力弱的缺点,将建筑结构需要人为检测转向建筑结构带自我检测、调整和适应功能。下面是我为大家整理的土木工程材料论文,供大家参考。
摘要:
通过学习“土木工程材料”课程,应该使学生既学到了知识,又锻炼了能力、开阔了视野;既掌握了本课程的知识,又为其他专业课的学习打下了良好的基础。因此,搞好“土木工程材料”的教学,意义十分重大。
关键词:土木工程;材料
一、课堂教学
(一)突出重点
“土木工程材料”较多的课程内容,在有限的学时内不可能全部讲解,应根据专业性质,分清主次,突出重点。以程云虹等主编的《土木工程材料》[1]为例,课堂重点讲解的内容是:绪论,第一章(土木工程材料的基本性质),第二章(无机胶凝材料),第三章(水泥混凝土),第四章(砂浆),第六章(土木工程用钢),第七章(沥青及沥青混合料)。通过绪论的学习,学生对土木工程材料有一个梗概的认识,对“土木工程材料”这门课程有一个大致的了解;第一章让学生了解土木工程材料基本性质,包括物理性质、力学性质及耐久性能等,同时了解材料科学的基本理论,即材料的组成、结构和构造及其与材料性质之间的关系;第二章、第三章、第四章、第六章及第七章分别讲解工程中最常用的几种土木工程材料的性质及应用。而第五章(砌筑材料)、第八章(木材)、第九章(合成高分子材料)及第十章(建筑功能材料)作为学生自主学习的内容,但教师应适时引导和鼓励学生在自主学习过程中积极思考并勇于提出问题。课堂教学中,把重点讲解的内容讲深讲透,让学生扎扎实实地掌握,做到学有所获;避免面面俱到,不求甚解。而且,有了重点讲解的内容作为基础,学生自主学习其他章节才不会感到困难。突出重点的课堂讲解与学生的自主学习有机结合,既有利于学生掌握系统的理论知识,又给予了学生自主学习的空间,有益于培养学生的质疑精神和解决实际问题的能力,发展学生的想象力和探索意识。
(二)科学讲解
“土木工程材料”课程的内容比较松散,讲解时容易产生平铺直叙的感觉,甚至索然无味;如能精心安排、科学讲解,效果会大不一样。比如,通用硅酸盐水泥包括硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥及复合硅酸盐水泥,如果按照教材一种水泥接着一种水泥地讲,学生学起来会感到重复、堆砌、凌乱,甚至不知所云。因此,对于这部分内容要进行科学整合,重点把硅酸盐水泥的矿物组成、水化及凝结硬化过程、技术性质等等讲解透彻;而在介绍掺混合材料的硅酸盐水泥时,抓住活性混合材料的潜在活性及掺活性混合材料水泥的二次水化反应,然后用对比的方法给出各种水泥的共性和个性,这样内容紧凑了,脉络清楚了,学生掌握起来也就轻松了。了解了技术性质的异同点,进一步掌握各种水泥的工程应用就会很容易。再比如,在现代水泥混凝土技术中,外加剂已经成为水泥混凝土的一个重要组成成分,因此,为了内容的系统和完整,一般教材(如文献)都将“外加剂”放在“普通混凝土的组成材料”中来介绍。但外加剂是用来改善混凝土性能的,如果不了解混凝土的性能,很难深入理解外加剂的作用,因此,在讲授时,应作适当调整,把“外加剂”放到“混凝土拌和物的主要性能”和“硬化混凝土主要性能”的后面来讲,这样会更加方便学生对相关课程内容的理解和记忆。总之,科学地组织和讲解课程内容,对于做好“土木工程材料”课堂教学起到事半功倍的作用。
(三)理论联系实际
首先,从最熟悉的生活实际出发。土木工程材料与实际生活密切相关,其实,每个人在实际生活中都积累了很多相关经验,只是由于不具备专业知识,而不知道其中的道理。比如,某一水泥砂浆地面破损了,用水泥砂浆修补以后,需要浇水覆盖一段时间。相信很多人都见过这种做法,但不一定每个人都知道这是为什么。在讲解水泥的水化、凝结及硬化过程时,提到这一现象,学生一定会恍然大悟,原来这就是养护,并及时让学生了解养护需要一定的温度、湿度及时间。这样,把学生来自于生活的直接经验与书本上的理论知识结合起来,消除学生对课程的陌生感,激发了学生的学习兴趣。其次,大量列举工程实例。典型的工程实例是理解和消化理论知识的最有效方法,注重材料的工程应用背景,避免脱离工程孤立地讲解材料。比如,在讲到混凝土耐久性问题时,实例之一:北京三元立交桥桥墩,建成后不到两年,个别地方发生“人字形”裂纹,经分析认为主要原因是发生了碱-骨料反应;实例之二:乌克兰境内的切尔诺贝利核电站,由于钢筋混凝土结构的泄漏,造成大面积放射性污染,生态环境遭到严重破坏等。另外,还可以用数字来说明,“在工业发达国家,建筑工业总投资的40%以上用于现存结构的修理和维护,60%以下用于新的设施”。通过大量实例,使学生认识到混凝土耐久性的重要性,了解到很多混凝土结构的过早破坏不是由于强度不足,而是由于耐久性不足。最后,重视实验教学。实验课是“土木工程材料”课程的一个十分重要的教学环节,实验教学是课堂教学的一个很好的补充。实验课上,学生对从书本上学到的材料有了直观的认识,对材料的性能进一步了解,在自己动手做实验过程中,提高应用材料的能力。同时,通过实验验证基本理论,学习实验方法,培养科学研究的能力和严谨的科学态度。
(四)关注学科新进展
教材是教学的依据和根本,但教材的更新需要时间,而土木工程材料的发展非常迅速,因此,在教学过程中,应密切关注土木工程材料研究和工程应用的最新进展,并适时补充到教学中。同时,随着新材料及新技术的不断问世,有关材料的质量标准及相关设计和施工的规范也会随之更新,亦应将这部分内容及时补充到教学中。这样,有利于学生及时了解学科发展动态,拓宽专业视野,培养创新意识,激发探索精神,提高学生的工程素质及工程意识
二、课后作业
课后作业对课堂教学起到很好的巩固和补充作用。通过课后作业,学生能够更好地消化和理解课堂上学到的内容,并能对所学内容活学活用。本课程中,一部分课后作业来自于教材每章后面的复习思考题,需要教师紧扣课堂教学的重点和难点,从中精选,比如,混凝土骨料颗粒级配,普通混凝土配合比设计等。教师要对作业认真批改,并总结,使学生不是为了做作业而做作业,而是做到真正掌握。另一部分课后作业是综合性、讨论性的。比如,程云虹等主编的《土木工程材料》中的“开放讨论”部分,这部分内容具有一定的前瞻性,可以引导和启发学生做一些探索性的工作。即让学生从中选择自己感兴趣的内容,并围绕这一内容查阅文献,深度思考,自由讨论。拓宽了学生的视野,培养了学生科学研究的意识。
三、结束语
通过学习“土木工程材料”课程,应该使学生既学到了知识,又锻炼了能力、开阔了视野;既掌握了本课程的知识,又为其他专业课的学习打下了良好的基础。因此,搞好“土木工程材料”的教学,意义十分重大。
参考文献
1、国际大型土木工程承包项目投标风险定量评估刘睿天津大学2003-06-0155
2、土木工程中锚杆支护机理研究现状与展望贾颖绚,宋宏伟岩土工程界2003-08-3053
摘要:
关键词:
1智能材料在土木工程中的应用
1.1光导纤维在混泥土材料的监控
光导纤维材料,是一种光通信介质,其最大优点是传输速度快、信号衰减低和并行处理能力较强,经常被用于高要求的通信传输中。光导纤维和光纤传感器在土木工程中,主要用于对混泥土固化的监控。混泥土结构最大的缺点是抗拉强度弱、内部钢筋容易被腐蚀等,在大面积浇筑过程中由于混泥土结构内部和外部温度差异而导致混泥土块体出现裂缝。这种情况下,将光纤作为传感元件埋入混泥土结构中,对结构的强度、温度、变形、裂缝、振动等可能引起混泥土结构损伤的危险因素进行检测、诊断、预报。更进一步,如果控制元件能接入信息处理系统,并引入形状记忆类金属等智能材料,形成完整的控制系统,将能实现混泥土材料的自适应功能———这正是目前智能材料结构系统在土木工程中应用的前沿课题。
1.2压电材料
压电材料一般是指在收到压力后,材料两端会出现电压的晶体材料。压电材料在土木工程中的应用主要包括对于结构的静变形控制、噪声控制和抗震抗风等领域。传统的压电材料使用方法是通过压电传感元件对结构的震动进行感知,利用传感器输出结果,从而实现对于震动的感知和预警。在此基础上,采取合适的控制算法对压电体的输入进行控制和定量,从而实现对于结构震动的控制,这是目前压电类智能材料的研究前沿。随着研究的深入和技术的进步,压电类的智能结构土木工程中的应该越来越广泛。
1.3压磁材料
压磁材料在土木工程中的应用主要包括磁流变材料和磁致伸缩材料。基于磁流变材料的原理,当磁场的强度高于临界强度时,磁流变在极短时间内从液态向固态转化。在介于固液体之间可根据磁流变液特点具有的快速、可控及可逆性质,控制流体特性实施时需要较低的能量,因此在智能结构中通常将磁流变液作为动器件的主要材料。基于这点,磁流变材料可用于高层建筑的结构中,实现对地震的半主动控制。因为潜在应用前景的广阔,使得磁致伸缩材料近年来得到很大关注。磁致伸缩材料具有强烈的磁致伸缩效应,这种材料可以在电磁和机械之间进行可逆转换,这种特性使其可以用于大功率超声器件、声纳系统、精密定位控制等很多领域。
1.4形状记忆合金
形状记忆合金是一种具有形状记忆效应的智能材料。形状记忆合金的形状被改变后,在一定条件下能激发其形状记忆效应,这一过程中,材料产生高于700兆帕的回复应力及8%左右的回复应变,同时具有较强的能量传输储存能力。基于这一特性,形状记忆合金在土木工程中最大的用处是用于各种结构中来实现结构的自我诊断、增加材料的韧性和强度等、增强材料的适应控制。形状记忆合金还可以被研制成智能驱动器,用于对结构变形、裂缝和振动方面的控制。形状记忆合金具有较高相变回复力,结合该特性能够研制开展形状记忆合金被动耗能控制系统,该系统可实现相变伪弹性性能,可在土木工程结构中用于耗能抗震的被动控制。目前的土木工程实践中,通常在结构层间或底部等受地震作用较大的位置安置形状记忆合金被动耗能控制系统,用于实现耗能系统对结构的层间变形的感知,进而起到消耗地震能量的作用。
2智能材料的优点局限性
土木工程中应用的智能材料具有反馈信息、自我诊断、自我修复、自适应能能力,实践也表明,智能材料在实际土木工程中的应用使得工程结构具有高强度和耐久性等特点,同时能智能化地执行指令,能较好的适应外部环境的变化。但上述的光纤、形状记忆合金、压电和压磁等材料,本质上属于高智能复合材料,其最大的局限性在于使用成本很高,造价太贵。这一缺点,使得目前对于智能材料的应用智能局限于档次较高、标准较高的建筑工程,智能材料在普通民居建筑中的应用还遥遥无期。另外,智能材料的应用需要相应的技术和配套材料设备的配合支撑,在施工中对于施工技术和工艺的要求较高。因此,但就目前看,对智能材料的应用还不可能实现全方位的广泛普及,但是,智能材料可能是未来土木工程材料的研究和发展方向。
3结束语
综上所述,智能材料在土木工程中的应用弥补了传统建筑结构适应环境能力弱的缺点,将建筑结构需要人为检测转向建筑结构带自我检测、调整和适应功能。目前智能材料的应用还局限在少部分高要求和高标准的建筑项目,科学界对于智能材料以及相关技术和配套设备的研究,是未来智能材料能广泛应用与土木工程结构的前提和基础。
参考文献
1、土木工程专业实践性教学环节改革的思考胡秀兰;祝明桥;刘锡军;程火焰;高等建筑教育2006-03-2556
土木工程论文的写作要求、流程与写作技巧
广义来说,凡属论述科学技术内容的作品,都称作科学著述,如原始论著(论文)、简报、综合报告、进展报告、文献综述、述评、专著、汇编、教科书和科普读物等。但其中只有原始论著及其简报是原始的、主要的、第一性的、涉及到创造发明等知识产权的。其它的当然也很重要,但都是加工的、发展的、为特定应用目的和对象而撰写的。下面仅就论文的撰写谈一些体会。在讨论论文写作时也不准备谈有关稿件撰写的各种规定及细则。主要谈的是论文写作中容易发生的问题和经验,是论文写作道德和书写内容的规范问题。
论文写作的要求
下面按论文的结构顺序依次叙述。
(一)论文——题目科学论文都有题目,不能“无题”。论文题目一般20字左右。题目大小应与内容符合,尽量不设副题,不用第1报、第2报之类。论文题目都用直叙口气,不用惊叹号或问号,也不能将科学论文题目写成广告语或新闻报道用语。
(二)论文——署名科学论文应该署真名和真实的工作单位。主要体现责任、成果归属并便于后人追踪研究。严格意义上的论文作者是指对选题、论证、查阅文献、方案设计、建立方法、实验操作、整理资料、归纳总结、撰写成文等全过程负责的人,应该是能解答论文的有关问题者。现在往往把参加工作的人全部列上,那就应该以贡献大小依次排列。论文署名应征得本人同意。学术指导人根据实际情况既可以列为论文作者,也可以一般致谢。行政领导人一般不署名。
(三)论文——引言 是论文引人入胜之言,很重要,要写好。一段好的论文引言常能使读者明白你这份工作的发展历程和在这一研究方向中的位置。要写出论文立题依据、基础、背景、研究目的。要复习必要的文献、写明问题的发展。文字要简练。
(四)论文——材料和方法 按规定如实写出实验对象、器材、动物和试剂及其规格,写出实验方法、指标、判断标准等,写出实验设计、分组、统计方法等。这些按杂志 对论文投稿规定办即可。
(五)论文——实验结果 应高度归纳,精心分析,合乎逻辑地铺述。应该去粗取精,去伪存真,但不能因不符合自己的意图而主观取舍,更不能弄虚作假。只有在技术不熟练或仪器不稳定时期所得的数据、在技术故障或操作错误时所得的数据和不符合实验条件时所得的数据才能废弃不用。而且必须在发现问题当时就在原始记录上注明原因,不能在总结处理时因不合常态而任意剔除。废弃这类数据时应将在同样条件下、同一时期的实验数据一并废弃,不能只废弃不合己意者。
实验结果的整理应紧扣主题,删繁就简,有些数据不一定适合于这一篇论文,可留作它用,不要硬行拼凑到一篇论文中。论文行文应尽量采用专业术语。能用表的不要用图,可以不用图表的最好不要用图表,以免多占篇幅,增加排版困难。文、表、图互不重复。实验中的偶然现象和意外变故等特殊情况应作必要的交代,不要随意丢弃。
(六)论文——讨论 是论文中比较重要,也是比较难写的一部分。应统观全局,抓住主要的有争议问题,从感性认识提高到理性认识进行论说。要对实验结果作出分析、推理,而不要重复叙述实验结果。应着重对国内外相关文献中的结果与观点作出讨论,表明自己的观点,尤其不应回避相对立的观点。 论文的讨论中可以提出假设,提出本题的发展设想,但分寸应该恰当,不能写成“科幻”或“畅想”。
(七)论文——结语或结论 论文的结语应写出明确可靠的结果,写出确凿的结论。论文的文字应简洁,可逐条写出。不要用“小结”之类含糊其辞的词。
(八)论文——参考义献 这是论文中很重要、也是存在问题较多的一部分。列出论文参考文献的目的是让读者了解论文研究命题的来龙去脉,便于查找,同时也是尊重前人劳动,对自己的工作有准确的定位。因此这里既有技术问题,也有科学道德问题。
一篇论文中几乎自始至终都有需要引用参考文献之处。如论文引言中应引上对本题最重要、最直接有关的文献;在方法中应引上所采用或借鉴的方法;在结果中有时要引上与文献对比的资料;在讨论中更应引上与 论文有关的各种支持的或有矛盾的结果或观点等。
一切粗心大意,不查文献;故意不引,自鸣创新;贬低别人,抬高自己;避重就轻,故作姿态的做法都是错误的。而这种现象现在在很多论文中还是时有所见的,这应该看成是利研工作者的大忌。其中,不查文献、漏掉重要文献、故意不引别人文献或有意贬损别人工作等错误是比较明显、容易发现的。有些做法则比较隐蔽,如将该引在引言中的,把它引到讨论中。这就将原本是你论文的基础或先导,放到和你论文平起平坐的位置。又如 科研工作总是逐渐深人发展的,你的工作总是在前人工作基石出上发展起来做成的。正确的写法应是,某年某人对本题做出了什么结果,某年某人在这基础上又做出了什么结果,现在我在他们基础上完成了这一研究。这是实事求是的态度,这样表述丝毫无损于你的贡献。有些论文作者却不这样表述,而是说,某年某人做过本题没有做成,某年某人又做过本题仍没有做成,现在我做成了。这就不是实事求是的态度。这样有时可以糊弄一些不明真相的外行人,但只需内行人一戳,纸老虎就破,结果弄巧成拙,丧失信誉。这种现象在现实生活中还是不少见的。
(九)论文——致谢 论文的指导者、技术协助者、提供特殊试剂或器材者、经费资助者和提出过重要建议者都属于致谢对象。论文致谢应该是真诚的、实在的,不要庸俗化。不要泛泛地致谢、不要只谢教授不谢旁人。写论文致谢前应征得被致谢者的同意,不能拉大旗作虎皮。
(十)论文——摘要或提要:以200字左右简要地概括论文全文。常放篇首。论文摘要需精心撰写,有吸引力。要让读者看了论文摘要就像看到了论文的缩影,或者看了论文摘要就想继续看论文的有关部分。此外,还应给出几个关键词,关键词应写出真正关键的学术词汇,不要硬凑一般性用词。