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土木工程新材料论文3000字

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土木工程新材料论文3000字

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土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。它既指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养维修等技术活动;也指工程建设的对象,即建造在地上或地下、陆上或水中 ,直接或间接为人类生活、生产、军事、科研服务的各种工程设施,例如房屋、道路、铁路、运输管道、隧道、桥梁、运河、堤坝、港口、电站、飞机场、海洋平台、给水和排水以及防护工程等。 建造工程设施的物质基础是土地、建筑材料、建筑设备和施工机具。借助于这些物质条件,经济而便捷地建成既能满足人们使用要求和审美要求,又能安全承受各种荷载的工程设施,是土木工程学科的出发点和归宿。 对土木工程的发展起关键作用的,首先是作为工程物质基础的土木建筑材料,其次是随之发展起来的设计理论和施工技术。每当出现新的优良的建筑材料时,土木工程就 会有飞跃式的发展。 人们在早期只能依靠泥土、木料及其它天然材料从事营造活动,后来出现了砖和瓦这种人工建筑材料,使人类第一次冲破了天然建筑材料的束缚。中国在公元前十一世纪 的西周初期制造出瓦。最早的砖出现在公元前五世纪至公元前三世纪战国时的墓室中。砖和瓦具有比土更优越的力学性能,可以就地取材,而又易于加工制作。 砖和瓦的出现使人们开始广泛地、大量地修建房屋和城防工程等。由此土木工程技术得到了飞速的发展。直至18~19世纪,在长达两千多年时间里,砖和瓦一直是土木工程的重要建筑材料,为人类文明作出了伟大的贡献,甚至在目前还被广泛采用。 钢材的大量应用是土木工程的第二次飞跃。 十七世纪70年代开始使用生铁、十九世纪初开始使用熟铁建造桥梁和房屋,这是钢结构出现的前奏。 从十九世纪中叶开始,冶金业冶炼并轧制出抗拉和抗压强度都很高、延性好、质量均匀的建筑钢材,随后又生产出高强度钢丝、钢索 。于是适应发展需要的钢结构得到蓬勃发展。除应用原有的粱、拱结构外,新兴的桁架、框架、网架结构、悬索结构逐渐推广,出现了结构形式百花争艳的局面。 建筑物跨径从砖结构、石结构、木结构的几米、几十米发展到钢结构的百米、几百米,直到现代的千米以上。于是在大江、海峡上架起大桥,在地面上建造起摩天大楼和高耸铁塔,甚至在地面下铺设铁路,创造出前所未有的奇迹。 为适应钢结构工程发展的需要,在牛顿力学的基础上,材料力学、结构力学、工程结构设计理论等就应运而生。施工机械、施工技术和施工组织设计的理论也随之发展,土木工程从经验上升成为科学,在工程实践和基础理论方面都面貌一新,从而促成了土木工程更迅速的发展。 十九世纪20年代,波特兰水泥制成后,混凝土问世了。混凝土骨料可以就地取材,混凝土构件易于成型,但混凝土的抗拉强度很小,用途受到限制。 十九世纪中叶以后,钢铁产量激增,随之出现了钢筋混凝土这种新型的复合建筑材料,其中钢筋承担拉力,混凝土承担压力,发挥了各自的优点。 二十世纪初以来,钢筋混凝土广泛应用于土木工程的各个领域。 从三十年代开始,出现了预应力混凝土。预应力混凝土结构的抗裂性能、刚度和承载能力,大大高于钢筋混凝土结构,因而用途更为广阔。土木工程进入了钢筋混凝土和预应力混凝土占统治地位的历史时期。混凝土的出现给建筑物带来了新的经济、美观的工程结构形式,使土木工程产生了新的施工技术和工程结构设计理论。这是土木工程的又一次飞跃发展。 建造一项工程设施一般要经过勘察、设计和施工三个阶段,需要运用工程地质勘察、水文地质勘察、工程测量、土力学、工程力学、工程设计、建筑材料、建筑设备、工程机械、建筑经济等学科和施工技术、施工组织等领域的知识 ,以及电子计算机和力学测试等技术。因而土木工程是一门范围广阔的综合性学科。随着科学技术的进步和工程实践的发展,土木工程这个学科也已发展成为内涵广泛、门类众多、结构复杂的综合体系。 土木工程是伴随着人类社会的发展而发展起来的。它所建造的工程设施反映出各个历史时期社会经济、文化、科学、技术发展的面貌,因而土木工程也就成为社会历史发展的见证之一。 远古时代,人们就开始修筑简陋的房舍、道路、桥梁和沟澶,以满足简单的生活和生产需要。后来,人们为了适应战争、生产和生活以及宗教传播的需要,兴建了城池、运河、宫殿、寺庙以及其他各种建筑物。 许多著名的工程设施显示出人类在这个历史时期的创造力。例如,中国的长城、都江堰、大运河、赵州桥、应县木塔,埃及的金字塔,希腊的巴台农神庙,罗马的给水工程、科洛西姆圆形竞技场(罗马大斗兽场),以及其他许多著名的教堂、宫殿等。 产业革命以后,特别是到了20世纪,一方面社会向土木工程提出了新的需求;另一方面,社会各个领域为土木工程的前进创造了良好的条件。因而这个时期的土木工程得到突飞猛进的发展。在世界各地出现了现代化规模宏大的工业厂房、摩天大厦,核电站、高速公路和铁路、大跨桥梁、大直径运输管道长隧道、大运河、大堤坝、大飞机场、大海港以及海洋工程等等。现代土木工程不断地为人类社会创造崭新的物质环境,成为人类社会现代文明的重要组成部分。 土木工程是具有很强的实践性的学科。在早期,土木工程是通过工程实践,总结成功的经验,尤其是吸取失败的教训发展起来的。从17世纪开始,以伽利略和牛顿为先导的近代力学同土木工程实践结合起来,逐渐形成材料力学、结构力学、流体力学、岩体力学,作为土木工程的基础理论的学科。这样土木工程才逐渐从经验发展成为科学。 在土木工程的发展过程中,工程实践经验常先行于理论,工程事故常显示出未能预见的新因素,触发新理论的研究和发展。至今不少工程问题的处理,在很大程度上仍然依靠实践经验。 土木工程技术的发展之所以主要凭借工程实践而不是凭借科学试验和理论研究,有两个原因:一是有些客观情况过于复杂,难以如实地进行室内实验或现场测试和理论分析。例如,地基基础、隧道及地下工程的受力和变形的状态及其随时间的变化,至今还需要参考工程经验进行分析判断。二是只有进行新的工程实践,才能揭示新的问题。例如,建造了高层建筑、高耸塔桅和大跨桥梁等,工程的抗风和抗震问题突出了,才能发展出这方面的新理论和技术。 在土木工程的长期实践中,人们不仅对房屋建筑艺术给予很大注意,取得了卓越的成就;而且对其他工程设施,也通过选用不同的建筑材料,例如采用石料、钢材和钢筋混凝土,配合自然环境建造了许多在艺术上十分优美、功能上又十分良好的工程。古代中国的万里长城,现代世界上的许多电视塔和斜张桥,都是这方面的例子。现代土木工程的特点是:适应各类工程建设高速发展的要求,人们需要建造大规模、大跨度、高耸、轻型、大型、精密、设备现代化的建筑物。既要求高质量和快速施工,又要求高经济效益。这就向土木工程提出新的课题,并推动土木工程这门学科前进。 高强轻质的新材料不断出现。比钢轻的铝合金、镁合金和玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)已开始应用。对提高钢材和混凝土的强度和耐久性,已取得显著成果 ,而且还仍继续进展。 建设地区的工程地质和地基的构造 ,及其在天然状态下的应力情况和力学性能,不仅直接决定基础的设计和施工,还常常关系到工程设施的选址、结构体系和建筑材料的选择,对于地下工程影响就更大了。工程地质和地基的勘察技术,目前主要仍然是现场钻探取样,室内分析试验,这是有一定局限性的为适应现代化大型建筑的需要,急待利用现代科学技术来创造新的勘察方法。 以往的总体规划常是凭借工程经验提出若干方案,从中选优。由于土木工程设施的规模日益扩大,现在已有必要也有可能运用系统工程的理论和方法以提高规划水平。特大的土木工程,例如高大水坝会引起自然环境的改变,影响生态平衡和农业生产等,这类工程的社会效果是有利也有弊。在规划中,对于趋利避害要作全面的考虑。 随着土木工程规模的扩大和由此产生的施工工具、设备、机械向多品种、自动化、大型化发展,施工日益走向机械化和自动化。同时组织管理开始应用系统工程的理论和方法,日益走向科学化;有些工程设施的建设继续趋向结构和构件标准化和生产工业化。这样,不仅可以降低造价、缩短工期、提高劳动生产率,而且可以解决特殊条件下的施工作业问题,以建造过去难以施工的工程。

随着现代社会的不断地发展进步,我国土木工程建设的发展步伐也不断加快, 为改善人们生活做出了极大的贡献。下面是由我整理的土木工程最新技术论文,谢谢你的阅读。

土木工程中的虚拟现实技术

摘 要:虚拟现实技术是一项集成性极高的高新信息技术,本文通过对VR技术的讨论 分析 了VR技术土木工程中的 应用 ,指出VR技术必将在土木工程中发挥越来越重要的作用。

关键词:虚拟现实技术 土木工程 可视化 计算

一、引言

随着我国 经济 的稳步增长和基础建设规模的加入,建设项目的规模越来越大、结构形式日益复杂,对土木工程学科 管理的 科学 性、精确性要求越来越高。实现土木工程的信息化、智能化、可视化和集成化成为土木 建筑工程项目管理 现代 化的要求和本领域的 研究 热点。虚拟现实技术(Virtual Reality, VR)是综合性与集成性极强的高新技术,在军事、 医学、设计、 艺术 、娱乐等多个领域都得到了广泛的应用。涉及土木工程领域的各个学科,已显示出一定的实用性,技术潜力十分巨大,应用前景非常广阔[1]。

二、虚拟现实技术及其特点

虚拟现实技术,又称灵境技术,是20世纪末兴起的一门崭新的综合性信息技术。它融合了数字图像处理、 计算机图形学、多媒体技术、传感器技术等多个信息技术分支,大大推进了计算机技术的 发展 。VR技术是把抽象、复杂的计算机数据空间转化为直观的、用户熟悉的事物。它的技术实质在于提供一种高级的人机接口。利用VR技术所产生的局部世界是人造和虚构的,并非是真实的,但当用户进入这一局部世界时,在感觉上与现实世界却是基本相同的。因此,虚拟现实技术改变了人与计算机之间枯燥、生硬和被动的现状,给用户提供了一个趋于人性化的虚拟信息空间。它以模拟方式为使用者创造了一个实时反映实体对象变化与相互作用的三维图像世界,在视、听、触、嗅等感知行为的逼真体验中,使参与者可直接参与和探索虚拟对象所处 环境的作用和变化,仿佛置身于现实世界中。一个身临其境的虚拟环境系统是由包括计算机图形学、图象处理与模式识别、智能接口技术、人工智能技术、多传感器技术、语音处理与音像技术、 网络 技术、并行处理技术和高性能计算机系统等不同功能、不同层次的具有相当规模的子系统所构成的大型综合集成环境。所以,虚拟现实技术是综合性极强的高新信息技术。虚拟现实技术具备以下三个方面的特性。

1.沉浸性

虚拟现实技术是根据人类的视觉、听觉的生理 心理特点,由计算机产生逼真的三维立体图像,使用者戴上头盔显示器和数据手套等交互设备,便可将自己置身于虚拟环境中,成为虚拟环境中的一员。使用者与虚拟环境中的各种对象的相互作用,就如同在现实世界中的一样,一切感觉都是那么逼真,有一种身临其境的感觉。

2.交互性

虚拟现实系统中的人机交互是一种近乎 自然 的交互,使用者不仅可以利用电脑键盘、鼠标进行交互,而且能够通过特殊头盔、数据手套等传感设备进行交互。使用者通过自身的 语言、身体运动或动作等自然技能,就能对虚拟环境中的对象进行考察或操作。

3.多感知性

由于虚拟现实系统中装有视、听、触、动觉的传感及反应装置,因此,使用者在虚拟环境中可获得视觉、听觉、触觉、动觉等多种感知,从而达到身临其境的感受。

三、虚拟现实技术在土木工程中的应用

1.虚拟现实技术在土木工程中的应用前景

在土木工程中,长期以来人们不得不用抽象的概念表示非常丰富的 内容 ,如用平面图、剖面图、立面图等平面图形成一些规定的符号来表示三维的立体建筑,用比较抽象的图形和精练的语言来描述复杂的场景,以传递大量的信息。但这一种信息处理与传递方式受到信息接受者所从事的 职业、知识结构及理解能力的 影响 ,交流起来非常困难。

VR技术的发展为我们克服这一困难提供了极其有效的手段。用虚拟现实既能表示真实的世界,也可以表示虚拟的世界。表示真实世界时,可以突破物理空间和时间的约束,做到能“超越现实”;在表示虚拟世界时,又能使其中的虚拟物体表示出三维逼真感,以达到身临其境的感受,最后形成一种“人能沉浸其中、超越其上、进出自如、交互作用的三维信息空间”。VR技术为用户提供了一种新型的人机接口,它利用计算机生成交互式三维环境,不仅使参与者能够感受到景物或模型的逼真存在,并且对参与者的运动和操作做出实时准确的响应。

2.虚拟现实技术在土木工程中的 应用 领域

由于具有上述的优势特征,虚拟现实技术在土木工程中得到了广泛的应用,并且具有广阔的应用前景。现阶段,虚拟现实技术在土木工程中的应用主要有以下几个方面[2]。

(1)在虚拟施工过程和施工结构 计算 中的应用[3]

在实际工程施工中,复杂结构施工方案设计和施工结构计算是一个难度较大的 问题 ,前者难点关键就在于施工现场的结构构件及 机械设备间的空间关系的表达;后者在于施工结构在施工状态和荷载下的变形大于就位以后或结构成型以后。

基于虚拟现实的复杂结构施工方案设计是指利用虚拟现实技术,在虚拟的 环境中,建立周围场景、结构构件及机械设备等的三维CAD模型(虚拟模型),形成基于 计算机的具有一定功能的仿真系统,让系统中的模型具有动态性能,并对系统中的模型进行虚拟装配,根据虚拟装配的结果,在人机交互的可视化环境中对施工方案进行修改。复杂结构施工涉及的因素较多,起重机的布置位置、高度,缆风绳着力点的选择,构件堆场的位置,起重机的开行路线,构件起吊路线等,都是施工方案设计必须考虑的问题。若对这些问题考虑得不够,则工程施工的进度、成本等都会受到 影响 ,甚至导致安全事故的发生。

建筑结构施工前往往要对施工方案进行受力状态复核。如在大跨空间结构施工中,不仅要考虑施工过程的安全性、可行性,还要考虑结构本身在施工过程中安全性、可靠性。某展览中心,钢结构屋盖支承在钢桅杆上,桅杆两端为锥形,与下部混凝土结构铰结。为了减小钢桁架的变形,更为了维持结构的稳定,在钢屋盖桅杆和混凝土之间,采用了一系列的斜拉索(前索、背索、稳定索)和撑杆,形成一个稳定的结构体系。在钢结构的施工中,不同的支撑方案、不同的拼接方案,在结构的不同部位会引起不同的效应,而随着连接杆件的安装,这些施工阶段的应力将残余在结构部位上,并影响到最终的结构受力安全性;并在结构就位过程中,有可能失稳和变形。这就需要进行施工过程的精确 分析 。用虚拟现实技术可以对不同的方案,在短时间内做大量的分析,从而保证施工方案最优化。

(2)在工程项目招标投标中的应用

建筑业是我国的支柱产业,建筑市场的过度竞争已是长期的事实。 现代 建筑工程项目的运作,业主处于绝对有利的地位。在有限的时间内,如何使业主和评标的专家很好地了解招投标文件的编制和被认可的程度直接关系到承包商有没有中标的机会。因此,承包商在注重投标文件的技术可行、报价合理的同时,也非常注重投标文件的包装。尤其是大型工程、国家重点工程和国际工程的招标投标,往往在项目企划阶段就已经开始这方面的运作[4]。

借助虚拟仿真系统,把不能预演的施工过程和 方法 表现出来,不仅节省了时间和建设投资,而且不用项目经理的现场答辩,方案的优劣就一目了然。这无疑大大增加了承包商中标的几率。

(3)在可视化计算领域的应用

可视化计算将是今后一个重要的 发展 方向。在科研中,人们会遇到大量数据,为从中得出有价值的 规律 和结论,需要对庞大的数据量进行认真分析。对 科学 计算取得的数据进行可视化加工或三维图形显示,可通过交互改变参数来观察计算结果的全貌及其变化,实现参数化及可视化计算,虚拟现实技术产生了飞跃式的发展。

在运用有限元法进行结构分析时,利用虚拟现实技术则可以通过颜色的深浅给出三维物体中各点力的大小,用不同颜色表示出不同的等力面;也可以任意变换角度,从任何点去观察。还可以利用VR的交互性能,实时修改各种数据,以便对各种方案及结果进行比较。这样就使工程师的思维更加形象化,概念更易于理解。把可视化计算技术应用于超大型复杂结构的设计、工程控制和结构分析中,将增强计算 软件的前后置处理能力。例如,在桥梁工程控制和结构分析的可视化计算中,倒退(拆)分析结构倒拆动态演示、结构理想施工线型显示、施工阶段主梁形心线的设计曲线和实测拟合曲线的显示、前进分桥结构拼装动态演示、施工预告图形显示、主梁内力图显示、危险截面应力分布图显示等等。更重要的是能借助图形或图像来进行实时动态地控制结构的重分析和获取施工控制数据,同时能实时动态演示和控制设计和施工的过程。

四、结语

虚拟现实技术在不断发展,专用于计算机图形和多媒体信息处理的高性能DSP芯片可使处理能力提高上百倍,三维图形算法和参数化建模算法等可使虚拟现实技术更加成熟。 目前 ,虚拟现实技术还有很多不完善的地方,尤其在土木工程的 研究 方面,我们应努力建设虚拟现实技术实验室,开发有价值的虚拟现实工程系统,使其在工程设计、施工、 管理和可视化计算等方面得到更广泛的应用。

参考 文献

[1] 张跃.[N]. 科技 日报.1997年6月23日.

[2] 沈金良.虚拟现实技术在工程设计中的应用[J].科技交流,2004,(3).

[3] 谢行浩.建筑工程系统仿真[M].北京:科学出版社,2001. 25- 37.

[4] 张金序.施工技术[J].多媒体技术在建筑工程投标中的应用.Vol. 31 No. 12. 24

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土木工程材料500字论文

写作思路:做到条理清楚、自然、明白,不杂乱,要倾注自己的思想感情,或探索人生真谛,或谈论思想问题、治学精神,使读者受到启迪和教育。这样的文章有了哲理,给予读者的感受也就更加丰富了。

正文内容:

时光荏苒,如白驹过隙般匆匆而去,眼看的一年实习生活马上就要成为美好的回忆。在这短短一年的时间里我感觉自己成长了许多,从象牙塔迈出的第一步走的特别的稳重,感谢学校给我提供了一个努力拼搏的舞台,让我学会了如何面对这个真实的社会,实现了从在校学子向职场人士的转变。

实习是继中考后又一个人生的十字路口,它意味着人生一个新时期的到来——告别学校走入社会。社会是个大的集合,不管是以前的学校还是现在的实习单位都同属这个集合。这几个月来,给我感觉学校纯一点,单位复杂一点。

不过我知道不论学校还是单位其实都是社会的缩影。实习的真正目的就是让我们这些在校的学生走入社会。社会是形形色色、方方面面的,你要学会的是适应这个社会而不是让这个社会适应你。

刚刚走进社会不适应是正常的。人有的时候很奇怪:心情或者更准确地说是热情往往会因时间、环境、所经历的事而起伏。就像我对境界一词的理解:人与他所受教育、所处环境、所经历对事物的理解、判断、预知的程度就是这个人的境界。

作为一名中专生,专业需求的建筑认识实训开始了,我们全专业的同学在__的各大建筑工地认识实习,对于我当初选择土木工程这样的专业,说真的我并不知道什么是土木工程。现在我对土木工程有了基本的感性认识了,我想任何事的认识都是通过感性认识上升到理性认识的,这次认识实习应该是一个锻炼的好机会!

土木工程是建造各类工程设施的学科、技术和工程的总称。它既指与与人类生活、生产活动有关的各类工程设施,如建筑公程、公路与城市道路工程、铁路工程、桥梁工程、隧道工程等,也指应用材料、设备在土地上所进行的勘测、设计、施工等工程技术活动。

我应该知道现在的我还不够成熟,如果说人生是一片海洋,那么我应该在这片海洋里劈波斩浪,扬帆远航而不是躲在避风港里。只要经历多了,我就会成熟;我就会变强。我相信。那时的成功是领导、师傅们给我鼓励,是实习的经历给我力量,所以我感谢领导师傅还有我的好朋友们,也感谢学校给我这次实习的机会。

一年的实习生活中,紧张过,努力过,醒悟过,开心过。这些从为有过的经历让我进步了,成长了。学会了一些在学校从未学过以后也学不到的东西,也有很多的感悟。

短短一年时间,我收获了诚挚的友情,结识了和我一同来的实习生;我收获了宝贵的经验,收获了真正的成熟

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

土木工程实践,通过工程实践把自己锻炼成合格的工程师。 3.提升教育理念 土木工程案例教学是有利于培养土木工程应用型人才的教育教学方式,是对土木工程行业应用型人才需求的响应,最终有利于提高土木工程专业毕业生的就业竞争力。 ...www.wsdxs.cn/html/gaodeng/20090206/28323_2.html

土木工程材料杂志

建筑科学的核心期刊有:1.岩土工程学报 2.建筑结构学报 3.土木工程学报 4.岩石力学与工程学报 5.建筑结构 6.工业建筑 7.哈尔滨建筑大学学报 8.中国给水排水 9.岩土力学 10.给水排水 11.施工技术 12.建筑技术 13.世界建筑 14.建筑科学 15.世界地震工程 16.建筑学报 17.混凝土 18.工程勘察 19.城市规划 20.暖通空调 21.西安建筑科技大学学报.自然科学版 22.水文地质工程地质 23.建筑机械 24.四川建筑科学研究 25.重庆建筑大学学报 26.新型建筑材料 27.空间结构 28.城市规划汇刊看来你是学建筑学的,从里面挑不难吧。书不好介绍,一般说来,中国建筑工业出版社的建筑类专著还可以的,还有大连理工大学出版社、华中科技大学出版社、天津大学出版社、同济大学出版社等等。可能用处最大的就是各种设计手册。

土木工程专业的顶刊有建筑结构学报、建筑结构、土木建筑与环境工程、工程地质学报。国内高质量期刊有土木工程与管理学报、土木建筑与环境工程北大核心、中国高等学校学术文摘·建筑与土木工程等。

《土木工程与管理学报》是中华人民共和国教育部主管,华中科技大学主办的土木工程与工程管理类学术期刊。1983年,《华中科技大学学报(城市科学版)》创刊,2011年,更名为《土木工程与管理学报》。

据2018年5月23日中国知网显示,《土木工程与管理学报》共出版文献2757篇、总被下载501751次、总被引21250次,(2017版)复合影响因子为0.887、(2017版)综合影响因子为0.430。

据2018年5月《土木工程与管理学报》编辑部官网显示,《土木工程与管理学报》编辑委员会拥有顾问委员13人,编委45人。

土木工程专业定义:

土木工程主要研究各类土地工程设施的勘测、设计、建造、保养、维修等方面的基本知识和技术,进行各类工程建筑物的新建、改建或扩建,以及相关配套设施的勘察、规划、设计、施工等。主要工程设施包含房屋、道路、铁路、管道、隧道、桥梁、堤坝、矿井等。

画法几何 土木工程概论 工程化学 工程制图及计算机绘图 理论力学 普通物理 土木工程地质 材料力学 荷载与结构设计 钢结构设计原理 侧量学 结构力学 土木工程材料 工程流体力学 ··· ···

这些都是检索系统,一个收录很多论文的数据库。 SCI主要偏重理论性研究。 SSCI是社会科学期刊数据库。 EI偏工程应用。 CSCD和核心期刊都是中国的数据库。 ISTP是会议论文数据库,以上都是期刊论文。

土木工程3000字论文

土木工程大学本科毕业论文篇2 浅析土木工程施工质量管理 摘要:土木工程项目实施过程中重点加强对于施工质量的管控是必不可少的,尤其是随着当前土木工程项目实施构建中复杂性越来越突出的发展趋势,这种质量方面的影响因素同样也越来越多,进而也就更加需要从质量管理方面入手进行严格把关和控制。本文就重点针对土木工程项目施工质量管理工作的落实,从现阶段存在的各类问题以及相应的解决优化措施入手进行了简要的分析和论述。 关键词:土木工程施工项目;质量管理;影响因素;对策 1引言 在当前我国现阶段社会发展过程中,相应的土木工程项目越来越多,这些土木工程项目的具体施工建设确实也在较大程度上有效促进了我国社会的快速发展,并且在很多方面都发挥出了较为理想的积极作用价值,需要引起高度重视。当然,相应土木工程项目作用效果的呈现还需要以其具备较高的质量为基本前提,这也就需要在土木工程项目施工过程中,切实做好对于质量方面的管控,促使其能够形成较为理想的施工质量效果,有效规避以往施工操作过程中可能最为常见的一些缺陷影响。 2土木工程施工项目质量影响因素分析 结合现阶段土木工程项目施工建设工作的实施操作过程来看,为了较好提升其质量管理效果,尽可能确保相应土木工程项目施工建设能够具备理想的质量水平,必须要促使相应质量管理工作具备理想的方向性,这种方向性方面的明确也就需要针对相应的各个影响因素进行分析,当前比较突出的土木工程施工质量影响因素有以下几点: (1)设计方面的影响。 对于土木工程项目实施操作工作的具体落实而言,其施工操作的执行主要就是参考设计方案进行处理,由此可见,如果设计方案中存在着较为明显的缺陷问题的话,势必会影响到最终土木工程项目的施工效果,产生一些质量问题,这一方面的影响是比较常见的。围绕着设计方面存在的问题和影响因素来看,其一方面和设计单位存在着密切的联系,如果设计单位的能力不理想,导致其设计方案中存在着较多的缺陷问题,错漏百出,最终也就必然会带来施工质量方面的不利干扰;另外一方面,施工人员对于设计方案的了解不准确同样也是比较重要的一个影响问题表现,尤其是不注意设计图纸中的相应标注内容,仅仅依据自身的经验进行施工处理,进而也就容易产生理解偏差。 (2)施工材料方面的影响。 从土木工程项目施工质量的影响因素方面进行分析,其施工材料方面的干扰和影响同样也是必不可少的一个突出问题,尤其是随着当前土木工程项目对于施工质量要求的不断提升,相应的施工材料方面需求也正在不断加强,如果随意选择和应用施工材料的话,很可能会导致其施工质量受损。另外,从当前我国施工材料市场的发展中来看,随着相应施工材料种类的不断增加,以及施工材料售卖方的增加,其中必然也会导致其充斥着较多的劣质产品,这些劣质产品的存在也就很可能会导致其在施工过程中表现出一定的质量问题,施工效果不佳。 (3)施工现场方面的影响。 对于土木工程项目施工质量问题的产生来看,其在施工现场方面同样也存在着较多的影响因素和问题,并且该方面的表现同样也是比较复杂的,土木工程项目自身规模的提升,更是会导致其相应的施工现场环境方面出现较多的隐患问题,对于最终施工质量产生较大影响。结合这种施工现场存在的影响因素来看,其主要表现在施工现场内以及外界环境两个方面,施工现场内部的影响主要就是指其在施工材料的堆放以及施工技术的操作落实中存在着一些不合理之处,进而带来较为直接的施工质量问题;而对于施工现场外界环境因素的干扰和影响来看,其则主要就是指一些天气变化或者是不可抗力的产生而对于土木工程项目施工质量产生较大干扰。 (4)施工管理方面的影响。 对于土木工程项目施工过程中质量问题的产生和遗漏来看,其必然也会和管理不全面和不严格存在较为直接的联系,这种施工管理方面的影响在当前同样也存在着较为突出的表现。从现阶段土木工程项目施工管理的执行中来看,其虽然可供选择和应用的管理手段越来越先进,但是其落实效果却并不是特别理想,依然存在着较多的不恰当之处。这种施工管理方面的问题主要表现在施工质量管理制度不完善以及施工质量管理人员能力不佳,施工质量管理制度的不完善也就很可能导致一些施工对象得不到有效监管,最终形成质量缺陷问题,而施工质量管理人员自身的能力和素质不佳,则会导致其相应的管理任务落实不理想,最终同样也会形成一定的干扰和影响。 3土木工程施工项目质量管理对策 围绕着上述土木工程项目在施工建设过程中能够影响其质量效果的各个因素来看,为了较好提升其施工质量水平,必须要从管理方面予以控制,其中比较有效地管理对策可以从以下几个方面入手: (1)加强设计方案的审查分析。 为了确保后续土木工程项目在实施过程中具备较为理想的操作效果,降低因为施工操作偏差而带来的一些质量问题,必须要首先明确如何进行施工处理,尤其是对于施工操作过程中如何落实相应的施工技术手段进行分析,这也就需要从设计方案入手进行审查,促使施工人员能够按照设计图纸的具体指导和约束进行落实。这种设计方案方面的审查工作需要协同设计人员进行共同处理,如此才能够保障相应设计方案能够在实际的施工操作中得到有效应用。 (2)加强对于施工材料的严格管理。 为了较好规避施工材料方面带来的不良威胁和影响,还需要在整个土木工程项目施工过程中加强对于施工材料的严格管理和控制。这种施工材料的管理需要首先把好源头关,尤其是要重点针对施工材料的采购进行严格审查,对于所采购施工材料的质量进行抽查和试验检测,进而也就能够规避可能出现的一些劣质材料以次充好问题;此外,还需要在各类施工材料的实际应用过程中进行全方位管控,确保其在类型以及数量方面均能够具备理想的作用效果,避免使用出现偏差的问题。 (3)加强对于施工现场的全面管控。 土木工程项目施工现场的严格把关和控制同样也是较好提升其施工质量效果的重要前提条件,这种施工现场的管控同样也需要从施工操作基本环境以及外界环境两个方面进行分析控制。首先从施工现场入手进行规范,促使其材料的摆放、施工现场电力线路的铺设、机械设备的运行以及施工人员的操作平台,都能够得到较好的设置,如此也就能够保障施工现场各项操作有序开展的前提下,确保施工质量效果;而对于外界环境方面存在的威胁和影响而言,则需要重点加强全面监控,相应的监控操作也就可以为具体的预防提供较强参考价值,降低其不利威胁和影响。 (4)提升自身管理水平。 从土木工程项目施工质量管理水平提升方面进行优化也是比较重要的一个方面,这种自身管理水平的提升优化需要首先把握好对于施工质量管理制度的完善和健全,尤其是对于土木工程项目施工操作过程中涉及到的各个管理任务,必须要进行细化,将细化后的施工质量管理任务进行有效分配,构建较为合理的施工质量管理责任制度,进而也就能够依托这一责任制度进行有序管控,提升质量管理的实效性;另外,为了较好提升其施工质量管理水平,还需要重点从施工质量管理人员入手进行培训和教育,促使其能够具备较为理想的施工质量管理意识,并且能够学会如何运用各类先进的管理技术手段进行现场操作管控,将各个方面的质量干扰和影响降到最低。 4结束语 综上所述,对于土木工程施工项目的施工质量管理工作而言,其必要性是比较突出的,并且随着当前土木工程项目的发展,其复杂性也正在不断提升,需要具体施工质量管理人员不断提升自身管理能力和综合素质,在此基础上,针对整个土木工程项目全过程进行有效管控和约束,尽可能降低质量问题出现几率。 参考文献: [1]许长江.谈土木工程施工项目质量管理的加强[J].四川水泥,2016(7):218+57. [2]徐明晶.提升土木工程施工项目质量管理的对策[J].住宅与房地产,2016(6):142. [3]廖翔.如何加强土木工程的施工项目质量管理[J].科技经济导刊,2016(5):198. [4]张晓玲.加强土木工程施工项目质量管理的措施[J].企业科技与发展,2015(17):97~98. [5]胡春锦.论加强土木工程施工项目质量管理的对策[J].赤峰学院学报(自然科学版),2015(4):24~26. [6]王明,邓冬冬.探讨提升土木工程施工项目质量管理的对策[J].门窗,2013(1):227+229. 猜你喜欢: 1. 土木工程本科毕业论文 2. 土木工程毕业论文范文 3. 土木工程毕业论文范本 4. 浅谈土木工程毕业论文 5. 关于土木工程毕业论文范文

对土木工程的发展起关键作用的,首先是作为工程物质基础的土木建筑材料,其次是随之发展起来的设计理论和施工技术。每当出现新的优良的建筑材料时,土木工程就 会有飞跃式的发展。人们在早期只能依靠泥土、木料及其它天然材料从事营造活动,后来出现了砖和瓦这种人工建筑材料,使人类第一次冲破了天然建筑材料的束缚。中国在公元前十一世纪 的西周初期制造出瓦。最早的砖出现在公元前五世纪至公元前三世纪战国时的墓室中。砖和瓦具有比土更优越的力学性能,可以就地取材,而又易于加工制作。砖和瓦的出现使人们开始广泛地、大量地修建房屋和城防工程等。由此土木工程技术得到了飞速的发展。直至18~19世纪,在长达两千多年时间里,砖和瓦一直是土木工程的重要建筑材料,为人类文明作出了伟大的贡献,甚至在目前还被广泛采用。钢材的大量应用是土木工程的第二次飞跃。 十七世纪70年代开始使用生铁、十九世纪初开始使用熟铁建造桥梁和房屋,这是钢结构出现的前奏。从十九世纪中叶开始,冶金业冶炼并轧制出抗拉和抗压强度都很高、延性好、质量均匀的建筑钢材,随后又生产出高强度钢丝、钢索 。于是适应发展需要的钢结构得到蓬勃发展。除应用原有的粱、拱结构外,新兴的桁架、框架、网架结构、悬索结构逐渐推广,出现了结构形式百花争艳的局面。建筑物跨径从砖结构、石结构、木结构的几米、几十米发展到钢结构的百米、几百米,直到现代的千米以上。于是在大江、海峡上架起大桥,在地面上建造起摩天大楼和高耸铁塔,甚至在地面下铺设铁路,创造出前所未有的奇迹。为适应钢结构工程发展的需要,在牛顿力学的基础上,材料力学、结构力学、工程结构设计理论等就应运而生。施工机械、施工技术和施工组织设计的理论也随之发展,土木工程从经验上升成为科学,在工程实践和基础理论方面都面貌一新,从而促成了土木工程更迅速的发展。十九世纪20年代,波特兰水泥制成后,混凝土问世了。混凝土骨料可以就地取材,混凝土构件易于成型,但混凝土的抗拉强度很小,用途受到限制。 十九世纪中叶以后,钢铁产量激增,随之出现了钢筋混凝土这种新型的复合建筑材料,其中钢筋承担拉力,混凝土承担压力,发挥了各自的优点。 二十世纪初以来,钢筋混凝土广泛应用于土木工程的各个领域。从三十年代开始,出现了预应力混凝土。预应力混凝土结构的抗裂性能、刚度和承载能力,大大高于钢筋混凝土结构,因而用途更为广阔。土木工程进入了钢筋混凝土和预应力混凝土占统治地位的历史时期。混凝土的出现给建筑物带来了新的经济、美观的工程结构形式,使土木工程产生了新的施工技术和工程结构设计理论。这是土木工程的又一次飞跃发展。土木工程的特点建造一项工程设施一般要经过勘察、设计和施工三个阶段,需要运用工程地质勘察、水文地质勘察、工程测量、土力学、工程力学、工程设计、建筑材料、建筑设备、工程机械、建筑经济等学科和施工技术、施工组织等领域的知识 ,以及电子计算机和力学测试等技术。因而土木工程是一门范围广阔的综合性学科。随着科学技术的进步和工程实践的发展,土木工程这个学科也已发展成为内涵广泛、门类众多、结构复杂的综合体系。土木工程是伴随着人类社会的发展而发展起来的。它所建造的工程设施反映出各个历史时期社会经济、文化、科学、技术发展的面貌,因而土木工程也就成为社会历史发展的见证之一。远古时代,人们就开始修筑简陋的房舍、道路、桥梁和沟澶,以满足简单的生活和生产需要。后来,人们为了适应战争、生产和生活以及宗教传播的需要,兴建了城池、运河、宫殿、寺庙以及其他各种建筑物。许多著名的工程设施显示出人类在这个历史时期的创造力。例如,中国的长城、都江堰、大运河、赵州桥、应县木塔,埃及的金字塔,希腊的巴台农神庙,罗马的给水工程、科洛西姆圆形竞技场(罗马大斗兽场),以及其他许多著名的教堂、宫殿等。产业革命以后,特别是到了20世纪,一方面社会向土木工程提出了新的需求;另一方面,社会各个领域为土木工程的前进创造了良好的条件。因而这个时期的土木工程得到突飞猛进的发展。在世界各地出现了现代化规模宏大的工业厂房、摩天大厦,核电站、高速公路和铁路、大跨桥梁、大直径运输管道长隧道、大运河、大堤坝、大飞机场、大海港以及海洋工程等等。现代土木工程不断地为人类社会创造崭新的物质环境,成为人类社会现代文明的重要组成部分。土木工程是具有很强的实践性的学科。在早期,土木工程是通过工程实践,总结成功的经验,尤其是吸取失败的教训发展起来的。从17世纪开始,以伽利略和牛顿为先导的近代力学同土木工程实践结合起来,逐渐形成材料力学、结构力学、流体力学、岩体力学,作为土木工程的基础理论的学科。这样土木工程才逐渐从经验发展成为科学。在土木工程的发展过程中,工程实践经验常先行于理论,工程事故常显示出未能预见的新因素,触发新理论的研究和发展。至今不少工程问题的处理,在很大程度上仍然依靠实践经验。土木工程技术的发展之所以主要凭借工程实践而不是凭借科学试验和理论研究,有两个原因:一是有些客观情况过于复杂,难以如实地进行室内实验或现场测试和理论分析。例如,地基基础、隧道及地下工程的受力和变形的状态及其随时间的变化,至今还需要参考工程经验进行分析判断。二是只有进行新的工程实践,才能揭示新的问题。例如,建造了高层建筑、高耸塔桅和大跨桥梁等,工程的抗风和抗震问题突出了,才能发展出这方面的新理论和技术。在土木工程的长期实践中,人们不仅对房屋建筑艺术给予很大注意,取得了卓越的成就;而且对其他工程设施,也通过选用不同的建筑材料,例如采用石料、钢材和钢筋混凝土,配合自然环境建造了许多在艺术上十分优美、功能上又十分良好的工程。古代中国的万里长城,现代世界上的许多电视塔和斜张桥,都是这方面的例子。

土木工程材料课程论文

土木工程是一项综合性很高的课程,其中,土木工程材料的教学有着很强的实践性。下文是我为大家搜集整理的关于土木工程材料论文的内容,欢迎大家阅读参考!

浅论土木工程中关于智能材料的应用

【摘要】随着人们对土木工程质量和使用功能的要求不断提高,包括光纤、压磁、压电、记忆合金等各种智能材料在土木工程领域得到了广泛的应用。文章介绍了智能材料的概念、特点及其在土木工程中的应用情况,并展望了其在未来的应用趋势。

【关键词】智能材料;土木工程;特点;发展趋势

引言

目前,随着光钎、压磁、压电和形状记忆合金等材料的发展,智能材料已经被广泛应用于土木工程的各个领域。最基本的智能材料一般被称为感知材料,其可以感知内外部刺激的材料。通过感知内外部条件变化,并做出适应环境调整的材料被称作驱动材料。现在的智能材料,一般需要多种材料复合组装来实现环境变化情况下材料结构的诊断、修复、调整。

一、智能材料类型及特点

智能材料概念在20世纪80年代初被系统地提出,并于80年代末得到前所未有发展空间。随着光纤、压磁、形状记忆合金等智能材料的发展,使其在土木工程领域得到较为广泛地应用。智能材料以其具有的不同功能特点通常可分为两大类,一类为可感知外界或内部刺激强度作用的材料,称为感知材料。另一类为可响应或驱动因外界环境条件或内部状态发生变化的材料,也称为智能驱动材料。智能材料结构具有控制、传感与驱动三个要素,可利用自身感知处理信息,发出指令并执行动作,进而实现结构自我监控、诊断、检测、修复、校正与适应等各种功能。一般情况下,单一功能材料难以具有上述多种功能,这需要组元复合或组装多种材料而构成新的智能材料才能实现。

二、土木工程中智能材料的应用

1.形状记忆合金的应用

形状记忆合金是具有形状记忆效应的一种智能合金材料,作为新型功能性材料,最主要的优点就是在激发材料的形状记忆效应过程中,材料可以产生高于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。该特性的应用能够将材料置于各种结构中,实现结构的自我诊断、增韧、增强与适应控制的应用研究,而且还可以将材料研制为智能型驱动器,在结构变形、损伤、裂缝及振动等方面开展应用研究工作。相变伪弹性与相变滞后性能是形状记忆合金的另一个优点,在加卸载过程中其应力-应变曲线构成环状,表明材料在此过程中能够吸收耗散较多的能量。形状记忆合金具有高达400兆帕的相变回复力,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。通常在结构层间或底部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。有关研究结果显示,耗能器安装形状记忆合金结构后,耗能器可吸收约为三分之二的地震能量,并显著抑制结构的位移。

2.压电材料的应用

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。

3.光导纤维的应用

光导纤维由外包层与内芯构成,是一种纤维状光通信介质材料,该材料采用先进的信息传输技术起初用于通信传输系统,由于作为信息载体的光子在速度与容量上高于电子,因此得到较为迅速的发展。光子所具有的高并行处理能力与高信息率,潜力在信息容量与处理速度得到充分发挥。光纤材料在监测、传感及信息远距离传输等方面得到应用,将光纤作为传感元件埋入传统混凝土结构中针对结构方面各项指标实现自动监测、诊断、控制、预报及评价等功能,而且将形状记忆合金等驱动元件埋入,有机结合信息处理系统与控制元件,使混凝土结构具有智能功能,进而实现混凝土结构自我诊断与修复。在土木工程结构诊断及主动控制地震响应中,光纤材料一直作为设计传感器的一种比较理想的材料,我国目前也已将其用于检测评定三峡大坝。

4.压磁材料的应用

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。

三、智能材料的发展趋势

在土木工程领域,智能材料的发展趋势集中体现在以下三方面。一是实时监控检测结构状态,在土木结构中集成传感与驱动元件,利用其网络实时监控结构状态,以保证土木工程结构与基础设施的安全,有效降低维修成本。二是形状自适应材料与结构,该结构不仅可承载传递运动,还能检测并改变结构特性,具有较为广阔的应用前景。三是自适应控制减振抗震抗风降噪的结构,在土木工程设计中结构动力响应一直是比较重要的一个问题,尤其是针对桥梁与高层建筑等土木工程结构的抗震抗风问题,研发应用智能材料能够为其提供重要的途径,实现结构的自适应控制。尽管当前的智能材料还存在不同程度的不足之处,但随着有关研究的不断深入,智能材料的性能将得到明显改善。在众多领域中,智能材料都将发挥其潜力,体现出广阔的应用前景,开展的研究包括力学、计算机控制、材料、微电子、人工智能等多个学科技术。

四、结语

综上所述,随着智能材料的广泛应用,同时元件逐渐向小型化、多功能化及高功率化方向发展,在建筑结构中复合控制、传感、驱动系统及耦合/连接元件,建筑结构将发展成为主动式智能建筑结构,对于有效利用太阳能、抵御地震、风振等严重自然灾害影响具有重要作用, 为人们工作生活提供更为舒适安全的环境,对于提高土木工程结构建设质量具有十分重要的意义。

参考文献:

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[3]汪洋.智能建筑材料在绿色生态节能建筑中的应用[J].国外建材科技,2008,29(2):123-126.

[4]郑智能,张永兴,董强.智能材料及其在土木工程中的应用[J].重庆交通学院学报,2005,24(6):91-94.

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土木工程概论论文--材料 摘要:土木工程是个庞大的学科,但最主要的是建筑,建筑无论是在中国还是在国外,都有着悠久的历史,长期的发展历程。整个世界每天都在改变,而建筑也随科学的进步而发展。力学的发现,材料的更新,不断有更多的科学技术引入建筑中。以前只求一间有瓦盖顶的房屋,现在追求舒适,不同的思想,不同的科学,推动了土木工程的发展,使其更加完美。[关键词]:土木工程;建筑;力学;材料。土木工程的英文是Civil Engineering ,直译是“民用工程”,它是建造各种工程的统称。它的原意是与“军事工程”相对应的。在英语中,历史上土木工程、机械工程、电气工程、化工工程都属于Civil Engineering,因为它们都具有民用性。后来,随着工程科学技术的发展,机械、电气、化工都已逐渐形成独立的科学,Civil Engineering就成为土木工程的专门名词。至今,在英语中,Civil Engineering还包括水利工程、港口工程;而在我国,水利工程和港口工程也成为与土木工程十分密切的相对独立分支。土木工程既指建设的对象,即建造在地上,地下,水中的工程设施,也指应用的材料设备和进行的勘测,设计施工,保养,维修等专业技术。 土木工程是一种与人们的衣、食、住、行有着密切关系的工程。其中与“住”的关系是直接的。因为,要解决“住”的问题必须建造各种类型的建筑物。而解决“行、食衣”的问题既有直接的一面,也有间接的一面。要“行”,必须建造铁路、道路、桥梁;要“食”,必须打井取水、兴修水利、进行农田灌溉、城市供水排水等,这是直接关系。而间接关系则不论做什么,制造汽车、轮船也好,纺纱、织布、制衣也好,乃至生产钢铁、发射卫星、开展科学研究活动都离不开建造各种建筑物、构筑物和修建各种工程设施。 土木工程随着人类社会的进步而发展,至今已经演变成为大型综合性的学科,它已经出许多分支,如:建筑工程,铁路工程,道路工程,桥梁工程,特种工程结构,给水排水工程,港口工程,水利工程,环境工程等学科。[1]1.1 土木工程历史悠久早在上古时代,人类就野处穴居,新石器时代后期仰韶文化遗址中已发现用木骨泥墙构成的居室,到公元前20世纪,已发现有夯土的城墙,商代时已逐渐采用粘土做成的版筑墙,西周时期已有烧制的瓦,战国墓葬中发现有烧制的大尺寸空心砖,这些都是土木工程的雏形。随着文明的不断进步,土木工程也在不断的发展,各种桥梁,水利工程建筑应运而生。我国著名的万里长城,都江堰,故宫建筑群等都是我国珍贵的土木文化遗产,还有世界的众多土木建筑,也都别巨匠心,充分体现了土木工程的魅力。其中埃及金字塔,修建过程仍是土木工程中的一个不解之迷。1.2 土木工程的现状和展望从18世纪中叶钢材及混凝土在土木工程中的开始应用,以及19世纪20年代后期预应力混凝土的制造成功,实现了两个飞跃,使建造摩天大楼和跨海峡1000m以上大桥成为可能。目前最高的钢结构高层建筑高度为443m,是1974年建成的美国芝加哥Sears塔楼,而1996年在马来西亚吉隆坡建成的石油双塔楼,为混凝土结构,高450 m,是最高的混凝土高层建筑。现在最大跨度的悬索桥跨长为1410m(英国恒伯尔桥),斜拉桥为856m法国诺曼第桥,世界高速公路最长的为美国,总长81105km,其次为德国约12000km。大坝最高的为瑞士大狄克桑斯坝,高285m。电视塔最高的为加拿大多伦多预应力混凝土塔,高549m,其次为莫斯科预应力混凝土塔,高537m。我国改革开放后建设了很多高层建筑,上海金茂大厦高420 m现居世界第三。1993年10月1日通车的上海杨浦斜拉桥,主跨602 m,位居世界第二,其余拱桥,悬索桥,铁路桥,高速公路,电视塔,大坝等也都位居世界前列。这些都是土木工程不断发展的结果,当然,土木工程的发展是永无止境的,未来的土木工程将有许多更新的科技,土木工程将向高空延伸,向底下发展,向海洋拓宽,向沙漠进军,向太空迈进,土木工程也将变换新的方式,就如当年的手工绘图,现在已用计算机绘图一样。科技的不断发展,必将带动土木工程的不断发展。1.3土木工程相关材料机器在建筑中的作用 任何土木工程建筑物与构筑物都是用相应的材料按一定的要求建造的,土木工程中所使用的各种材料统称为土木工程材料。从古至今,土木工程的发展要求与材料的数量、质量之间存在着相互依赖和相互矛盾的关系。土木工程材料的生产和使用就是不断解决这个矛盾的过程中不断的发展和完善的。早在原始社会时期,人们为了抵御雨雪风寒和野兽袭击,居于天然山穴和树巢中,即所谓“穴居巢处”,进入石器、铁器时代人们开始使用简单的工具砍伐树木和茅草,搭建简单的房屋,开凿石材建造简易的房屋以及纪念性构筑物。进入青铜器时代出现了木结构及“版筑建筑”即墙体用木板或木棍做边框,然后在框内浇注黏土,用木杵夯实之后将木板拆除的建筑物。此时已经能够建造出舒适性较好的建筑物,所使用的主要是天然石材,木材,黏土,茅草等天然材料。到了人类能够用黏土烧制砖、瓦,用石灰岩烧制石灰之后,土木工程材料由天然材料进入了人工材料阶段,使用的结构材料主要是砖,石和木材。1.砖砖是一种常用的砌筑材料。砖瓦的生产和使用在我国历史悠久,有“秦砖汉瓦”之称。制砖的原料容易取得,生产工艺比较简单,价格低、体积小便于组合,粘土砖还有防火、隔热、隔声、吸潮等优点。所以至今仍然广泛地用于墙体、基础、柱等砌筑工程中。由于屈才方便简单,廉价,所以这种材料在土木工程建筑中占有举足轻重的地位,随着社会的发展,新材料和新技术的应用,更多环保型,节约性材料的相机诞生,以为着土木工程材料新的发展方向,但基于砖石材料必是主流!2.石天然石是最古老的土木工程材料之一,由于天然石有很高的抗压强度,良好的耐磨性和耐久性;资源分布广泛,蕴藏量富,便于就地取材,生产成本低等优点。是土木工程中修筑城垣,桥梁,房屋,道路和水利工程的主要材料。例如古埃及的金字塔和中国的赵洲桥以及古长城等。纵观世界乃至我国建筑历史及其成就,几乎无不基于石而立的建筑,石在土木工程材料中可以算是基本的材料但是却详单的重要,不管是在抗洪抗震等方面还是在美观美学等方面都相当的重要!3.木材木材是人类使用最早的土木工程材料之一,具有轻质高强、耐冲击、弹性和韧性好,导热性低,纹理羌观、装饰性好等特点。但存在各向异性,可能受含水率和天然疵病的影响较大,易燃、易虫蛀等缺点。木材易于加工,并且通过加工处理.远可以克服或减轻各向异性、含水率和天然疵病等对性能的不良影响。因此,木材在古建筑及现代建筑中都得到了极为广泛的应用。木材是由树木加工:而成,树木种类繁多,按树种木材分为针叶树和阔叶树两大类。 针叶树的树叶呈鳞片状或针状,多为常绿树,树干高大而通直,纹理平顺,材质均匀,易得大材。其木质较软,易于加工,故又称为软木材。针叶树木材的表观密度和胀缩变形较小,强度较高,树脂含量高,耐腐蚀性强。主要用作承重构件和家具用材。针叶树常用品种有红松、落叶松、云杉、冷杉、柏木等。 阔叶树的树叶宽大,叶脉成网状.大多为落叶树,树干的通直部分较短,材质较硬,较难加工,故又称为硬木材。阔叶树木材的强度高,纹理显著,图案美观;但胀缩变形较大,易翘曲和干裂。常用作尺寸较小的构件及室内装饰。阔叶树常用品种有榆木、桦木、柞木、山杨、青杨等。到18、19世纪资本主义的兴起,大跨度场房,高层建筑和桥梁等土木工程建设的需要旧有材料在性能上满足不了新的设计要求,土木工程材料在其他相关科学技术的配合下,进入了一个新的发展阶段。相应出现了钢材,水泥,混凝土,钢筋混凝土和预应力混凝土及其他材料。中国有相当悠久的木材建筑历史和木材生产基地,中国的东北是木材繁盛的沃土,那里有建筑里优秀的木材,木材在土木工程建筑中同样不可缺少,以其轻巧便利著称!钢材现代优秀建筑,高达宏伟的建筑,没有可以离开 钢材而独立存在,芥菜有独特的韧性和抗腐蚀抗击打抗挤压的能力,所以也是现在建筑中工程家比较信赖的材料!钢材广泛的运用于铁路,桥梁,建筑工程等各种结构工程中,是在严格的技术控制条件下生产的品质均匀致密,抗拉、抗压、抗弯、抗剪切,强度都很高。常温下能承受较大的冲击和震动荷载,有一定的塑性和很好的韧性。良好的加工性能,可以铸造、锻压、焊接、铆接和切割,便于装备,同时为钢结构高层建筑创造条件。4.水泥水泥是水硬性胶凝材料,既加水拌合成塑性浆体,能够在空气中和水中凝结硬化,其他材料凝结成整体,并形成坚硬的石材。常见的硅酸盐水泥也叫做波特兰水泥,经过加水、拌合、初凝、终凝和硬化后形成坚硬的水泥石。除此之外还有适应于紧急抢修工程、低温工程和高标号混凝土预制件的快硬硅胶盐水泥;用于军事工程、机场跑道、桥梁、隧道和涵洞等紧急抢修工程的快凝快硬硅酸盐水泥;用于内外装修的白水泥;快硬,高强,耐热和耐腐蚀的高铝水泥;用于制作大口径运输水管的和各种输油输气管的,在硬化过程中不但不收缩而且有一定程度膨胀的膨胀水泥等。同样水泥有其独特的粘合性和速硬性而文明,它可以将独立的砖石结合在一起成一个稳定而坚固的整体!5.混凝土混凝土是当代最主要的土木工程材料之一,它是有胶结材料,骨料和水按一定的比例配制,经搅拌振捣成型,在一定情况下养护成型的人造石材。混凝土具有原料丰富,价格低廉,生产工艺简单等特点,因而使用量越来越大。同时混凝土还具有抗压强度高耐久性好,强度等级范围宽等优点。按材料可分为水泥混凝土,沥青混凝土,石膏混凝土及聚合物混凝土等。为了克服混凝土抗压强度低的缺陷,将混凝土与其他材料复合出现了钢筋混凝土,预应力混凝土,各种纤维增强混凝土等。钢筋混凝土是指配制钢筋的混凝土,克服了混凝土抗拉强度低的弱点,同时保护钢筋不被腐蚀,在其中合理的配置钢筋可充分发挥混凝土抗压强度高和钢筋抗拉强度高的特点,同时承受荷载并满足工程结构的需要。预应力混凝土一般指预应力钢筋混凝土,通过张拉钢筋产生预应力。采用预应力钢筋混凝土可以提高制品或构件的抗拉能力,减少或推迟裂缝的出现,充分利用高强材料,因而制品或构件的抗裂度,刚度耐久性都大大提高,减轻自重,节约材料等。6.沥青沥青石油是由一些极其复杂的高分子碳氢化合物和这些碳氢化合物的非金属衍生物所组成的混合物。沥青除用于道路工程外,还可以作为防水材料用于房屋建筑,及用作一般土木工程的防腐材料等。在道路与桥梁工程中,沥青起着不可替代的作用,它不仅可以保持路面的干净整洁美观,还可以防摩擦,防腐蚀,好的路面可以减少交通意外的发生,减少不必要的损失和伤亡,在国民啊暖建设和社会基础建设中有重要的应用!7.彩钢夹芯板材分为彩钢聚氨酯夹芯板材和彩钢聚苯乙烯夹芯板材两种。 用彩色涂层钢板做面层,芯材分为聚氨酯和聚苯乙烯泡沫塑料两种,通过特定的生产工艺(干法复合工艺)复合而成的隔热夹芯板。无论是那种夹芯板都具有“三合一”共同工作的特点。彩钢板有强度高、防水、防腐蚀好、色泽鲜艳等优点,而泡沫塑料重量轻、保温性能极佳,又可承受一定的剪力。是非常理想的保温隔热材料。产品广泛用于快速建设的轻钢结构房屋、保温隔层、保温冷藏车厢以及普通工业与民用建筑等。这种材料在现代建筑中有极其重要的作用,在房屋建筑保温保冷,调节室内空气温度中起着重要的作用,这无疑让该材料登上重要的台阶!8.绿色建材绿色建材,指健康型、环保型、安全型的建筑材料,在国际上也称为“健康建材”或“环保建材”,绿色建材不是指单独的建材产品,而是对建材“健康、环保、安全”品性的评价。在国内它只作为一个概念刚开始为大众所认识。绿色建材是采用清洁生产技术,使用工业或城市固态废弃物生产的建筑材料,它具有消磁、消声、调光、调温、隔热、防火、抗静电的性能,并具有调节人体机能的特种新型功能建筑材料。 随着社会的发展,世界开始迈向崭新的一步,创建节约环保型社会是我们每个公民的职责,作为新一代的工程师,在工程建设中要时刻把握建筑的核心思想,在能源利用和环境保护方面需要有和谐的统一和规划!绿色建材的发展必然是社会建筑学和工程建筑学的主流,作为一种新的思想和目标,必将带动世界材料开发发展和研究新的格局!绿色建材的利用,必将是建筑学和土木工程材料学中发展的主题方向!它将为社会可持续发展和人性化发展做出应有的贡献! 1.3结语 土木工程发展到今天已经深入到社会的各个方面,发挥着重要的作用,并且必然会随着社会的发展而继续进步。我们作为未来的土木工程师,不但要继承和发扬老一辈工程师的严谨求是,正直诚信,创新进取的优良品质,也要用现代的科学理论武装自己,不单包括专业知识,也包括的其他方面的知识。而且我们更应该在实践中锻炼,总结,提高。土木工程既是一门科学,同时也是一门应用技术,是为人服务的的职业,它建设了整个文明的物质基础。土木工程的根本工作目的是不断的提高生活的质量。所以我们不仅仅是一个工程技术人员,也是社会的建设者,积极的投身社会建设是我们应尽的责任 作为土木工程学院的本科学生,我会在大学四年的学习过程中,努力掌握好计算机语言与程序设计技能,珍惜每一个上机实习的机会,并在大学物理实验、材料实验和结构实验中掌握一般结构实验的基本方法,初步具备结构检验的技能,做好技术实习、课程设计,争取在结构设计大赛中获奖。 此外,工程师与科学家的不同在于不仅受到自然规律的制约,还会受到社会规律的约束。工程技术人员的的每个工程方案的完成都是某种“社会活动”,绝不可能靠一个人在房间里单独完成。因此要有足够的能力与社会打交道,遵循好社会规律。

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

  • 索引序列
  • 土木工程新材料论文3000字
  • 土木工程材料500字论文
  • 土木工程材料杂志
  • 土木工程3000字论文
  • 土木工程材料课程论文
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