新工科背景下岩土工程勘察课程思政元素挖掘与融入路径探讨

“新工科”和“课程思政”教育理念的提出及融合给高校人才培养提出了全新挑战和改革动力,如何在“新工科”背景下推行课程思政教学改革,培养具有优秀思想政治素养的“新工科”人才是高校面临的重要任务。以中国地质大学（武汉）岩土工程勘察课程为着力点,结合学科专业特点和学生认知需求,设计课程思政目标,挖掘了四个维度的思政元素,构建了课程思政全阶段闭环融合路径,完善了课程教学目标需求,丰富了课程教学内容及资源素材,创新了教学方法和手段,拓展了岩土工程勘察课程的深度、广度和温度,实现了专业学习和价值引领相结合的育人目标,形成了工程类专业课课程思政教学模式新探索。     

BIM在地下空间领域的研究热点与发展趋势

随着城市地下空间的迅速发展,地下空间信息化的要求越来越高,建筑信息模型(BIM)作为一种信息化手段被引入地下空间领域。基于Web of Science数据库和中国知网CNKI数据库,采用CiteSpace软件对国内外有关BIM在地下空间领域的文献进行了分析。研究表明,国内外的研究热点各有侧重,国外BIM在地下空间领域的研究集中在跨学科设计与仿真、应用阻碍、多源模型融合、绩效管理、风险识别等方面,国内的研究集中在BIM技术对地下工程在各阶段的应用、以IFC标准扩展为主的信息技术、全生命周期和集成管理等;国内外研究的发展趋势基本保持步调一致,国外研究率先由扩张阶段进入缓慢成熟阶段,国内研究紧随其后。当前对于三维地质建模、仿真模拟、绩效评估、数字孪生,以及与三维激光扫描、物联网和虚拟仿真等新兴技术的集成研究等是BIM在地下空间领域的重点研究方向。     

土石混合体力学特性的颗粒离散元双轴试验模拟研究

土石混合体作为土体和碎石的混合体,其宏观力学特性与碎石特性密切相关。采用试验研究和数值模拟相结合的方法,对土石混合体的力学特性进行研究。基于FISH语言开发颗粒流的多边形碎石生成模块,通过室内试验校核颗粒流模型的细观参数,建立土石混合体双轴试验模型。提出以形状因子m作为衡量碎石磨圆度的指标,对碎石形状进行了量化。研究了碎石含量、强度、形状对土石混合体力学特性影响,探讨碎石对土体强度提高的细观原因,揭示土石混合料的强度指标随各主要影响因素的变化趋势。结果表明:碎石含量和强度越高,混合体的强度也越高,当含石量小于40%时,土石混合体的力学特性受土体主导;内摩擦角随着碎石含量增加而增大,而黏聚力却在减小;随着形状因子的增大,强度降低,黏聚力和内摩擦角均减小;土石混合体中应力分布不均,在碎石含量较高时,碎石形成骨架效应,承担了主要荷载。     

同轴地埋管换热器岩土热响应试验研究

岩土热物理性质是影响地源热泵系统设计和运营的关键因素,对位于武汉市洪山区的2口不同深度的同轴地埋管换热孔分别进行48 h的热响应试验,并对同轴地埋管换热器内外管之间环形空间中的平均流体温度进行测试.根据同轴地埋管换热器的几何特性,以简便实用的方式测量同轴地埋管换热器环状空间传热流体的平均温度,结合同轴地埋管换热器钻孔热...     

三维离散元法中地下水及锚杆的模拟

基于采用动态松弛法求解的三维离散单元法,提出了地下水、锚杆的三维分析方法,给出了相应的算法和公式,并通过算例进行了验证。     

3D—SSRDEM中的总刚装配技术

不管是静力松驰还是动力松驰,离散单元法逐块求解位移的方法往往使结果带有路径相关性,同步松驰则可以避免这个问题,由于同时求解块体位移,癖刚矩阵的装配就成为问题的关键,着重探讨三维静态同步松驰离散单元法（3D－SSRDEM）的总刚装配方法,导出理论公式,为程序编写提供依据。     

三维离散元法地下水及锚杆的模拟

基于采用动态松驰法求解的三维离散单元法,提出了地下水、锚杆的三维分析方法,给出了相应的算法和公式,并通过算例进行了验证。     

深部煤矿强矿震震源参数分析及震源机制研究

我国煤炭资源开采逐渐走向深部,山东、内蒙等多个矿井大能量矿震频发,严重制约了煤矿的安全高效生产。对强震震源机制的解析是强矿震预警及防控的前提。通过深度剖析东滩煤矿63上06工作面回采过程中发生的27次强矿震事件,利用现场监测和理论分析手段对强矿震地震波形进行快速傅里叶变换(FFT)处理,采用Savage震源谱模型拟合获取拐角频率及低频位移幅值,分析强矿震震源参数间的关联性,揭示震源破裂尺度及破裂面产状特征。基于矩张量反演和破裂面产状计算,获取东滩煤矿强矿震震源机制解及破裂面产状,结果表明强矿震事件震源机制以剪切破坏为主、混合剪切破坏次之。煤层上覆厚硬岩层分别沿工作面推进方向及邻近采空区横向方向发生断裂错动,2种矿震诱发机制相互交叉、相互促进。煤层开采引起的上覆厚硬岩层剧烈运动及瞬时断裂从而释放大量应变能是导致强矿震事件频发的主要原因。     

非连续变形分析(DDA)方法中的预应力锚杆模拟

建立了预应力锚杆在DDA程序中的表达形式,并加入到DDA程序中.作为验证,计算了两个算例,用以模拟无锚杆、有锚杆(不同预应力值)条件下节理岩体的稳定情况,模拟结果体现了预应力锚杆对节理岩体的加固作用,而且随着预应力值的增大,这种加固作用也越明显,表明作者对预应力锚杆的模拟是正确的.     

三维离散单元法及其应用

 博士学位论文摘要　系统深入地研究了三维离散单元法的基本原理和数值解算方法, 在改进和推广了现有算法的基础上, 自行编制了相应的C 语言程序。采用投影方法求解接触力的作用点和作用面积, 提高了接触计算的精度和速度。用矢量方法推导了三维动态松弛离散元法的理论公式, 为程序编写提供了方便; 同时, 对阻尼和时步采取自动调节技术, 较好地解决了块体间的侵入问题。首次研究了三维静态松弛的离散单元法, 给出了详细的理论推导, 并与动态松弛法相耦合, 克服了两者的缺点; 通过算例的比较, 发现静态方法比动态方法具有更高的效率。提出了三维离散元法中地下水和锚杆的模拟方法, 认为地下水可能诱发滑坡, 锚杆通过悬吊和销接作用对块体产生锚固力。探讨了三维离散元法的数据结构, 提出了地下水、锚杆、边界力等数据的组织方法。论述了三维离散元法的程序编制方法和特点, 分别开发了动态和静态松弛法的C 语言程序。对海冰撞击钻井平台、杨家槽滑坡和长壁工作面覆岩运动规律进行了计算, 从计算后的块体系统变形形态来看, 模拟结果与实际情况大致吻合。