有机质论文:桂平市土壤有机质现状与改良 摘 要：该文通过研究桂平市土壤有机质现状，客观了解基本情况，分析土壤有机质含量低的主要原因，提出提高桂平市土壤有机质的主要措施。 关键词：土壤；有机质；现状；改良；措施 2007年桂平市被列为农业部测土配方施肥补贴项目县，9年来，我们对全市范围所履盖土壤进行采样并进行测试，通过测试发现，桂平市耕地土壤有机质含量低，同时由于大量使用商品化肥，复种指数高，对耕地不注意合理轮作培肥土壤，造成土壤板结，质量下降，有机质含量低下，对粮食生产造成较大的影响，导致农作物产量不高，生产成本增加，产品质量差，因此必须引起足够重视。本文主要围绕土壤有机质含量状况进行讨论，为桂平市测土配方施肥项目成果应用和今后培肥土壤提供技术支撑。 1 桂平市土壤有机质含量概况 1.1 耕地土壤有机质含量概况 通过对全市普查的6.78万hm2耕地耕层土壤分析化验结果表明，桂平市26个乡镇耕地土壤有机质含量范围在4.9～57.02g/kg，平均为20.49g/kg。根据自治区土壤肥料工作总站有关文件的养分分级标准，把全市耕地土壤有机质含量划分为五级，其中3、4级为丰富，共计面积6 380hm2，占耕地总面积的93.67%；2级为较少，面积3 587hm2，占耕地总面积的5.27%；1、5级为缺乏，面积720hm2，占耕地总面积的0.97%。可见，桂平市耕地土壤有机质含量中低水平居多。桂平市域26个乡镇和4个林场耕地耕层土壤有机质含量区域差异不大，都是以3、4级为主，白石山、厚禄乡、罗秀镇、白沙镇、西山镇耕地耕层土壤有机质平均含量稍高，其它乡镇相差不大。 1.2 不同利用类型耕地土壤有机质含量状况 1.2.1 水田土壤有机质含量 通过对全市4.99万hm2水田耕层土壤有机质测定结果统计，桂平市水田土壤有机质含量范围在4.96～56.59g/kg，平均含量为20.54g/kg。根据自治区土壤肥料工作总站有关文件的养分分级标准，把全市水田土壤有机质含量划分为5级，其中3、4级为丰富，共计面积4.66万hm2，占水田面积的93.57%；2级为少量，面积2 653hm2，占水田面积的5.32%；1、5级为缺乏，面积553hm2，占水田面积的1.11%。由此可见，桂平市域水田有机质含量总体上中低水平居多，耕地土壤总体水平低。桂平市域26个乡镇和4个林场耕地耕层水田有机质含量区域差异不大，都是以3、4级为主。 1.2.2 旱地土壤有机质含量 通过对全市1.83万hm2旱地耕层土壤有机质测定结果统计，有机质含量范围在4.49～57.02g/kg，平均含量为20.39g/kg。根据自治区土壤肥料工作总站有关文件的养分分级标准，将全市旱地土壤有机质含量划分为五级，其中3、4级为丰富，共计面积1.72万hm2，占旱地面积的93.95%；2级为少量，面积933hm2，占旱地面积的5.12%；1、5级为缺乏，面积173hm2，占旱地面积的0.93%。由此可见，桂平市域旱地土壤有机质含量中低水平居多。26个乡镇耕地耕层旱田有机质含量区域差异不大，都是以3、4级为主。 1.2.3 不同母质发育的土壤耕层土壤有机质含量 不同成土母质，土壤有机质含量不同。花岗岩、石灰岩、第四纪红土等发育的土壤耕层有机质含量较高，紫色岩、河流冲积物、沙页岩等发育的土壤耕层有机质含量相对稍低一点。 1.3 土壤有机质含量变化情况 与第二次土壤普查结果比较，水田土壤有机质相对下降，有机质含量 30g/kg的比例由第二次土壤普查时的17.31%下降到5.97%，减少了11.34%；有机质含量在20～30g/kg之间的比例由第二次土壤普查时的66.52%下降为42.04%，下降了24.48%，有机质含量≤20g/kg的水田面积在第二次土壤普查时占16.17%上升为51.99%，上升了35.82个百分点。旱地土壤有机质含量明显上升，有机质含量 30g/kg的比例由第二次土壤普查时的1.64%上升到5.48%，增加了3.84个百分点，有机质含量在20～30g/kg的比例由第二次土壤普查时的25.16%上升为41.19%，上升了16.03个百分点，有机质含量≤20g/kg的比例由第二次土壤普查的73.2%下降为53.33%，下降了19.87个百分点。 2 造成土壤有机质含量低的主要原因 全市耕地土壤有机质含量范围在4.9～57.02g/kg，平均为20.48g/kg。根据自治区土壤肥料工作总站有关文件的养分分级标准，把全市耕地土壤有机质含量划分为五级，其中3、4级为主，占耕地总面积的93.67%；2级为较少，占耕地总面积的5.27%；1、5级为缺乏，占耕地总面积的0.97%。与第二次土壤普查结果比较，水田土壤有机质相对下降，有机质含量 30g/kg的比例由第二次土壤普查时的17.31%下降到5.97%，减少了11.34个百分点；有机质含量在20～30g/kg的比例由第二次土壤普查时的66.52%下降为42.04%，下降了24.48%。有机质含量≤20g/kg的水田面积在第二次土壤普查时占16.17%上升为51.99%，上升了35.82个百分点。旱地土壤有机质含量明显上升，有机质含量 30g/kg的比例由第二次土壤普查时的1.64%上升到5.48%，增加了3.84个百分点，有机质含量在20～30g/kg的比例由第二次土壤普查时的25.16%上升为41. 19%，上升了16.03个百分点，有机质含量≤20g/kg的比例由第二次土壤普查的73.2%下降为53.33%，下降了19.87个百分点。可见，桂平市耕地土壤有机质含量属中低水平居多。综合分析造成土壤有机质含量低的主要原因有如下几点： 2.1 土壤有机质的投入量持续下降 这与长期以来有机物质的投入量持续下降有关，20世纪80年代初桂平市耕地上农家肥年使用量在167kg/hm2，进入90年代以后，有机肥使用量急剧减少。 3.2.4 根据土壤pH值选择肥料种类 土壤的酸碱度与施用肥料的选择关系很大。pH值小于5.5以下的酸性水稻土，不宜施硫酸铵、过磷酸钙等酸性肥料，因为它会增强土壤的酸性，减弱有益微生物的活动，促使还原性铁、锰、铝等物质的溶解，对水稻发生有害作用。对pH值大于7.5的碱性土壤应停施石灰、碳酸氢铵等碱性肥料。若增施碱性肥料会增大土壤碱性，土壤粘结、变硬、团聚结构遭到破坏，理化性状受影响，作物植株矮小，不分蘖或少分蘖，有效穗少，结实率低，成熟不一致。 3.2.5 加厚培肥耕作层，提高蓄水保肥能力 水、肥、气、热、光能是农作物生活的重要因素，满足作物诸因素的要求首先要从改善农作物赖以生存的土壤着手，创立良好的耕作层结构，使其深厚、肥沃、疏松、上虚下实，有利于通气、升温、保肥、保水，达到调节土壤中水、肥、气、热状况，保证作物的丰产环境条件，为水稻稳产、高产奠定基础。耕作层的深浅，土壤熟化程度的高低，土层发育程度的好坏，对作物根系生长发育纵横伸展影响很大。高产稳产的水稻土要求有20cm以上的耕作层。在肥料的配合下，适当加深耕作层，有利于高产。深耕要根据实际况情，因地制宜，土壤熟化程度高的，深耕一些，熟化程度低的浅耕一些，逐造逐年加深，不要一次耕得过深，更不要搅乱土壤层次。深耕后要施足肥料，精耕细作，使土、肥相融，加速土壤熟化，使生土变熟土，熟土变肥土，达到提高作物产量的目的。 深耕、培肥与改良土壤质地要结合起来，调整耕作层的沙、泥比例，使质地适中，达到三沙七泥或四沙六泥。如沙土田、潮沙田、潴育沙土田、紫沙田和杂沙田等可以掺入塘泥、粘土等；如果是黄泥田、腊泥田、粉结田和紫粘田等可以掺入河沙泥、潮沙泥等改粘。 3.2.6 因土种植，充分、合理利用土地资源 不同的土壤类型有不同的土壤性状，不同性状的土壤有不同的改良和利用。只有根据土壤性状的不同特点进行合理利用，才能充分发挥各种土壤的增产潜力。在土壤的利用方面还要考虑到土壤质地，把那些蓄水保肥能力强，理化性状较好的轻壤土、中壤土、重壤土或轻粘土、中粘土的水田用来种迟熟、高产粮食作物。那些沙土、沙壤土质地水田，可因地因时制宜，推广水旱轮作，种水稻、种花生、大豆、甘蔗等。利用铁子土、石砾土等可发展有固氮作用的大豆、蚕豆、豌豆、绿豆等耐早、耐瘦豆科作物。这样一方面能地尽其力，另一方面又增加作物产量。河滩、山岭脚较平缓的冲积、洪积，赤红壤土，可种植甘蔗、麻类及蚕桑，发展多种经营。低丘、中丘地带应发展荔枝、龙眼、柑桔、三华里、八角、玉桂、药材等经济林木，高丘、山地、高山应种上阔叶林、用材林、新炭林，迅速提高复盖率。合理利用土地将有利于保持水土，防止水土流失，确保生态平衡，种茶、种果、种竹、种木，养牛、养马、养羊，农、林、牧、副、渔全面发展，增加农民收入。 （责编：吴祚云） 有机质论文:张家港市土壤有机质变化趋势及提升对策 摘要 以江苏省张家港市为研究对象，对比分析1980年和2008年2次土壤普查时土壤有机质的变化趋势。结果表明：2008年的土壤有机质含量较1980年明显增加，有机质的平均含量增加2.2 g/kg。水稻土有机质含量增加的幅度较潮土快，水稻土平均增加了3.8 g/kg，潮土平均增加了1.1 g/kg。同时，对如何提高张家港市土壤有机质的含量提出了相应对策。 关键词 土壤有机质；变化趋势；秸秆综合利用；有机肥；绿肥；江苏张家港 土壤有机质是评价耕地质量的重要指标之一[1]，是指存在于土壤中的所有有机物质。它包括土壤中的各种动植物残体、微生物体及其分解和合成的各种有机物质[1]。土壤有机质的含量水平对作物的供肥能力、土壤耕性、通气性以及透水性等都有着直接的影响。国内外研究表明，自然环境的改变，肥料施用和轮作方式的不同，都会影响土壤有机质的含量。如果土壤缺乏有机质，则需要较长一段时间才可恢复[2]。因此，研究土壤有机质含量的变化趋势，对掌握当地耕地地力情况有着重要的现实意义。 本项目以江苏省张家港市为研究对象，收集并整理张家港市的相关资料，对比分析1980年和2008年2次土壤普查时土壤有机质的变化趋势，为张家港市测土配方施肥工作提供有效支撑。 1 区域概况与研究方法 1.1 区域概况 张家港市位于长江三角洲平原，江苏省东南部，地理位置为北纬31°43′～32°02′、东经120°22′～120°52′。张家港市总面积998.48 km2，其中陆地面积785.55 km2，占78.67%，长江水域面积212.93 km2，占21.33%。张家港市的土壤发育于全新统海积冲积物和全新统泻湖相沉积物。地貌类型属三角洲平原，地形南高北低。农用土地总面积4.220 3万hm2，其中，耕地3.458 8万hm2，园地0.121 1万hm2，林地0.071 7万 hm2，其他0.568 7万hm2。耕地中灌溉水田2.981 8万hm2，水浇地0.053 5万hm2，旱地0.423 5万hm2。全年平均日照时数为2 133.1 h，无霜期251 d，年平均气温15.2 ℃，年降雨量1 039.3 mm。境内地质属第四系沉积覆盖，覆盖层厚度为90～240 m，是全新统现代沉积。第四系覆盖层的可耕层为2～3 m，耕层下面是砂质黏土、黏土层，厚度为50～70 m；在地面以下70～150 m之间，有细砂层、黏质砂层、中砂层、砾石层；在地面140～240 m以下便是砂岩、灰岩、砾岩层[3]。张家港市共分为八镇两区：杨舍镇、金港镇、锦丰镇、乐余镇、凤凰镇、南丰镇、大新镇、塘桥镇、常阴沙现代农业示范园区、双山岛旅游度假区。 1.2 研究方法 张家港市耕地面积4.092 2万hm2，按照《农业部测土配方施肥技术规范》的要求共设调查采样点2 193个，样点平均代表面积18.66 hm2。共设耕地环境调查采样点557个，样点平均代表面积73.46 hm2。土样于2007年、2008年秋收前后10月中、下旬采集。采样深度为水稻土0～15 cm、潮土0～20 cm。本项目采用重铬酸钾-硫酸溶液-油浴法对样品进行分析。 2 结果与分析 2.1 土壤有机质的现状和空间分布 据2 193个耕层土样的化验分析，土壤有机质平均含量22.2 g/kg，按第2次土壤普查时的分级标准，处于较高水平的下限。其中， 25 g/kg的样品占27.2%，20.1～25.0 g/kg的样品占33.3%，15.1～20.0 g/kg的样品占31.9%，12～15 g/kg的样品占5.7%， 在不同土壤类型地区，土壤有机质的含量具有明显差异，表现为水稻土区土壤有机质的含量高于潮土地区（表1），水稻土区有机质平均含量25.9 g/kg，高于潮土区的20.4 g/kg。 土壤有机质含量在不同行政区域间也有较大差异，有机质含量最高的是塘桥镇，平均为26.75 g/kg；含量最低的是乐余镇，平均18.29 g/kg。土壤有机质由高到低在镇间的排列次序是：塘桥、凤凰、金港、杨舍、现代农业示范园区、大新、锦丰、南丰、乐余（表2、图1）。 2.2 土壤有机质的变化趋势 与1980年土壤有机质的含量相比较，土壤有机质含量呈现出逐年上升的趋势，2008年土壤有机质的平均含量较1980增加2.2 g/kg。对1980年和2008年土壤有机质采用插值法处理的结果表明，绝大部分面积土壤有机质含量上升了0～5 g/kg，约有8 000 hm2的土壤面积上升了5～10 g/kg，占土壤总面积的10%，仅较小面积的土壤有机质有轻微的降低。水稻土有机质含量增加的幅度较潮土快，水稻土平均增加了3.8 g/kg，潮土平均增加了1.1 g/kg。潮土中有机质含量在20～25 g/kg的土壤面积上升了5.78%，水稻土中有机质含量大于25 g/kg的土壤面积上升了27.15%（表3、图2、图3）。 耕作制度和土壤有机质变化对土壤有机质含量的有着重要的影响。据对153个相同采样田块1980年、1996年、2008年3个不同年份有机质含量的分析统计，平均含量分别为19.2、19.5、1.2 g/kg，表现为稳定上升的趋势。 但在不同土壤类型的年份之间具有显著差异，潮土区101个田块，3个年份土壤有机质平均含量分别为17.3、17.0、18.7 g/kg，1996年比1980年下降0.3 g/kg，其中有机质下降的57个田块，占56.4%；1996―2008年，扭转了土壤有机质下降的趋势，平均含量反比1996年增加了1.7 g/kg，有机质下降的田块数也减少到35个，占34.7%（图4）。 其原因主要是从1982年开始，该区有3个镇的耕作制度长期实行麦棉轮作，不利于土壤有机质的积累。1996年以后，种植模式发生变化，增加了水稻种植，实行水旱轮作，对提高土壤有机质的含量发挥了重要作用。 水稻土区由于长期实行稻麦轮作，加上该区农业机械较配套，多年进行麦秸秆全量机械化还田，对土壤有机质的积累更为有利，因此，土壤有机质含量的上升幅度和平均值都明显高于潮土区。52个田块平均，1980年有机质含量23.0 g/kg，1996年上升到24.2 g/kg，2008年又上升到26.2 g/kg。从土壤有机质上升的幅度比较，1996―2008年的12年间，有机质含量的平均值增加了2 g/kg，多于1980―1996的16年增加值1.2 g/kg（图4）。 其原因是前16年秸秆还田的方法以传统的人工方法为主，秸秆的还田数量和面积受到限制；后12年农业机械化水平的提高为增加秸秆还田的数量和范围提供了条件，所以土壤有机质含量上升的幅度也增大。 3 结论与对策 土壤有机质对培育土壤地力具有极其重要的作用，是土壤养分库的重要部分，提供作物生长所需的多种养分；可促进土壤团粒结构的形成，改善土壤物理性状；能提高土壤的保肥能力和缓冲性能，防止土壤养分流失和调节土壤酸碱性；具有吸附和络合作用，防止某些金属离子对作物的毒害和DDT等残留农药对农产品的污染等。在当前的新形势下，增加土壤有机质的技术措施主要有抓好秸秆还田和推广使用商品有机肥、绿肥。 3.1 结论 根据2193个耕层土样的化验分析结果表明，20世纪80年代以来，土壤有机质含量呈显著上升趋势。与1980年土壤有机质的含量相比较，2008年的土壤有机质含量明显增加，有机质的平均含量增加2.2 g/kg。水稻土有机质含量增加的幅度较潮土快，水稻土平均增加了3.8 g/kg，潮土平均增加了1.1 g/kg。 3.2 对策 3.2.1 稻麦秸秆全量连茬机械还田。麦秸秆全量机械化还田，对土壤有机质的积累是一个非常有利的过程。张家港市作为江苏省秸秆综合利用示范县，常年推广“1+X”秸秆综合利用模式，以秸秆机械化全量还田为主，同时积极探索秸秆肥料化、能源化、饲料化、基料化、工业原料化等多种利用形式。①旱耕（犁旋）水整秸秆还田作业。技术路线：联合收割机适当留茬收获小麦、麦秸秆切碎匀抛施基肥（增施氮肥）旋耕机旱作灭茬还田（犁旋一体复式机还田作业）放水泡田平田整地水稻机插秧。作业要求：要求联合收割机收割留茬≤15 cm，秸秆切碎≤10 cm，并均匀抛撒于田间，旋耕机作业深度≥15 cm（犁耕深度≥22 cm）。机具配备：联合收割机加装相应的秸秆切碎抛撒装置；一般采用51.45 kW 以上拖拉机，匹配相应幅宽的旋耕机（犁旋一体复式机）、秸秆还田机械（水田埋茬耕整机）。②水耕水整秸秆还田作业。技术路线：联合收割机适当留茬收获小麦、麦秸秆切碎匀抛施基肥（增施氮肥）放水泡田水田秸秆还田机耕整地（2遍作业）水稻机插秧。作业要求：要求联合收割机收割留茬≤15 cm，秸秆切碎≤10 cm，均匀抛撒于田里，秸秆还田机作业深度≥15 cm。机具配备：联合收割机加装相应的秸秆切碎抛撒装置；一般采用51.45 kW 以上拖拉机，匹配相应幅宽的秸秆还田机械[4-10]。 秸秆还田用机械化全程作业，有效地解决了农村季节与劳力紧缺的矛盾，确保了农村其他产业发展所需的劳力，促进农村经济的发展。同时，秸秆采用机械化还田突破了传统人工还田还草量只能达到22.50～33.75 t/hm2的范围，实现了稻麦秸秆全量就地还田，提高了还田质量，并且有效地解决了农村多余秸秆对环境带来的污染。 3.2.2 麦子（油菜）套播水稻秸秆自然还田技术。从2000年开始，在借鉴扬州地区超高茬麦套稻技术的基础上，进行了连续的应用研究，取得了较理想的效果。水稻免耕套播技术的社会效益表现在有利提高耕地的复种指数，节约水稻生产的秧田用地，使复种指数提高7%～10%；简化了水稻生产农艺，减轻了劳动强度又大大地节约了生产用工；减去了土壤机械耕作，有利于节约能源。 生态效益表现在有利于水稻前茬小麦、油菜秸秆的全量自然还田，使秸秆中的养分重新进入农田生态系统，参与再循环，提高土壤有机质，改良土壤理化性状；并有利于防止土壤水土流失，保护农田生态系统；另外，由于免耕套播的施肥量比常规移栽节约了31.2%，也同时减轻了化肥使用带来的面污染。因此，水稻免耕套播技术也是一项有利于自然生态保护的技术。 3.2.3 大力推广商品有机肥。商品有机肥是有机肥的一种，是将畜禽粪便经堆制发酵加工而成。商品有机肥含有植物所需的各种大量营养元素、微量元素和有机质，有机质中的氨基酸、酰胺和核酸可以直接被植物吸收，有机质中的糖类和脂肪是土壤微生物生命活动的能源[4]。 以青菜施用情况为例。青菜施用商品有机肥3 t/hm2，其产量较单独施用化肥有所增加，增幅在9.94%～29.2%。施用商品有机肥能够有效地降低作物中硝酸盐的含量，提高作物安全品质。 在张家港市，每年至少推广商品有机肥8 500 t，主要施用于经济作物，少量施用于水稻和小麦。其主要原因是张家港市稻麦种植面积较经济作物甚广，而施用商品有机肥的人工成本相对较高。综合比较，施用在水稻小麦方面的商品有机肥则较少，这一定程度上影响了稻麦体系的土壤有机质含量。对此，更应该大力推广商品有机肥在稻麦田块的施用，并且大力发展机械化施肥技术。 3.2.4 大力推广绿肥施用技术。绿肥是一种很好的生物肥料，翻压后可以丰富土壤有机质，改善土壤物理性状，富集土壤中养分，提高碳素营养，防止土壤侵蚀和养分流失，防止植物病害和有害的生物和化学的影响[5]。长期施用绿肥等有机肥能提高土壤松结态腐殖质、稳结态腐殖质以及紧结态腐殖质含量。而单施化肥不但不利于土壤有机质的保持，而且容易造成土壤原有有机质品质的恶化，使土壤有机质逐渐老化，不利于调节土壤中的养分供应。 自2009年，张家港市已连续7年推广绿肥项目。经过大力开展科普宣传工作以及鼓励农户种植，绿肥提升农产品品质、节肥增效等重要性性已深入人心，不少农户主动种植。为了进一步做好推广工作，助力生态农业建设，张家港市每年保持种植蚕豆、黄花苜蓿666.67 hm2以上。同时，免费发放种子至各镇，并且跟踪绿肥种植情况，确保黄花苜蓿等绿肥生长正常，为绿肥种植面积的不断扩大提供保障。 有机质论文:容量法测定土壤有机质2种加热方法比较研究 摘要 采用重铬酸钾容量法，加热方法用传统油浴法和改进沸水浴法测定土壤有机质，5个国标土样用2种方法的测定值都在国标认定值范围内，15个随机土样油浴加2种方法的SD均小于1.48，CV小于4%，无显著差异，2种加热方法精密度良好。与传统的油浴法相比，沸水浴加热法无油污，好清洗，操作方便，同时克服了稀释热法（水合热法）受室温变化影响和加热不均匀的缺点，此方法适合批量检测有机质。 关键词 容量法；土壤有机质；加热方法；标准样品；随机样品；精密度 土壤有机质是土壤中各种营养元素特别是氮磷的重要来源，能改善土壤的物理性状，使土壤具有保肥力和缓冲性，是土壤肥力高低的一个重要指标。土壤有机质的测定方法有干烧法、湿烧法、比色法和容量法等。目前，各国在土壤有机质研究中普遍使用的是重铬酸钾容量分析法[1-2]，在采用容量分析法测定时，又分为外加热法和稀释热法（水合热法）。外加热法是国标法，油浴温度为180 ℃，沸腾5 min，此法氧化完全，不受室温变化的影响，但空气污染较为严重，沸腾的时间不好掌握，操作麻烦，成本高。稀释热法（水合热法）是利用浓硫酸和重铬酸钾（2∶1）混合时产生的热（温度为120 ℃左右）来氧化有机碳，此法操作方便、成本低，但受室温变化影响较大，有机质氧化程度较低[3-5]。 本试验在水合热法的基础上，尝试用沸水浴加热法加速有机质氧化，保持温度的稳定，为土壤有机质的测定提供了科学的依据。 1 材料与方法 1.1 试验材料 1.1.1 试剂。0.8 mol/L的重铬酸钾标准溶液；0.2 mol/L硫酸亚铁溶液；邻菲啉指示剂；浓硫酸（1.84 g/L）。 1.1.2 仪器。油浴锅；铁丝笼；电热恒温水浴锅；250 mL三角瓶；弯颈小漏斗；硬质试管（25 mm×200 mm）。 1.2 试验方法 1.2.1 试验原理。在过量的硫酸存在下，用重铬酸钾氧化有机碳，剩余的重铬酸钾用硫酸亚铁来滴定，从所消耗的重铬酸钾量，计算出有机碳含量。 1.2.2 试验方法。称取过0.25 mm孔径风干土样0.05～0.50 g，分别放入到硬质试管和三角瓶中，各做4次重复。加入5 mL重铬酸钾标准溶液和5 mL浓硫酸，迅速摇匀。把加样后的三角瓶迅速封口放入水浴锅的沸水浴中，水刚过三角瓶液面即可，在沸水浴中加热30 min后取出，待测液中加入40 mL蒸馏水；加样后硬质试管插入铁丝笼，放到180 ℃油浴锅加热，沸腾5 min后取出，将试管中的待测液用蒸馏水全部洗入到三角瓶中，保持体积在50～60 mL。加热后的待测液为橙黄或黄绿色，如为绿色说明有机质没有被充分氧化，需弃去重做，减少土样称样量。 以上各待测液分别加入3～5滴邻菲啉指示剂，用硫酸亚铁滴定剩余的重铬酸钾，由橙黄―蓝绿―棕红为终点。同时做空白试验。沸水浴加热法氧化校正系数为1.16，油浴加热法氧化校正系数为1.1。 2 结果与分析 试验选取5个国标土样，分别为GBW07458、GBW07459、GBW07142a、GBW07414a和GBW07417a，并从中随机抽取15个土壤样品，分别采用2种加热方法来测定土壤有机质的含量。 由表1可以看出，用国标土样，2种方法的测定值都在国标范围内，同一国标土样，沸水浴法测定值比油浴法测定值都稍高些，可能因为沸水浴法加热时间长，反应更为充分些。 由表2可以看出，样品有机质含量在6.33～133.99 g/kg，包涵了不同等级含量。油浴加热法的标准偏差（SD）在0.24～1.44，变异系数（CV）在1.02%～3.79%；沸水浴加热法SD在0.21～1.48，CV在1.20%～3.25%；2种方法的SD均小于1.48，CV小于4%，无显著差异。沸水浴加热法除11号测定数值略低于油浴加热法，其余都比油浴加热法稍高一些。由表1（上接第206页） 和表2看出，2种加热方法精密度良好。 3 结论 对5个国标土样和随机抽取15个土壤样品进行有机质含量测定，国标土样2种方法的测定值都在国标范围内，随机样品油浴加热法的标准偏差（SD）在0.24～1.44，变异系数（CV）在1.02%～3.79%；沸水浴加热法SD在0.21～1.48，CV在1.20%～3.25%；2种方法的SD均小于1.48，CV小于4%，无显著差异，2种加热方法精密度良好。与传统的油浴法相比，沸水浴加热法无油污，好清洗，操作方便，同时克服了稀释热法（水合热法）受室温变化影响和加热不均匀的缺点。此方法适合批量检测有机质，并有待推广。 有机质论文:灵璧县砂姜黑土酸碱度和有机质变化趋势探讨 摘 要：该文通过对灵璧县黄湾、韦集2乡镇土壤普查和农业部测土配方施肥项目化验，表明土壤酸碱度呈下降趋势，其pH值已由偏碱性的8.5下降到偏酸性的6.5，个别田块已接近5.0；2个乡镇的酸碱度相差0.5个单位，说明相邻乡镇的pH值差异是由于施肥习惯、种植模式等人为农事操作造成的，次数分布呈正态分布。土壤有机质从20世纪70～80年代持续增加，以后的近20a则表现出增长缓慢或略有降低趋势。相关分析表明：pH值在6.5～7.0之间，相关系数最高，r=0.279233*，说明土壤有机质积累需要合适的酸碱度。 关键词：砂姜黑土；pH值；土壤有机质；变化趋势；探讨 全国沙姜黑土面积371.1万hm2，淮北地区占总面积1/2以上[1]。砂姜黑土粘粒含量较高、质地粘重、土壤结构和孔隙性差、土壤有效水含量和有机质含量低。受不良的土壤理化性质影响， 砂姜黑土在生产性能上表现为适耕期短，易受旱、涝（渍）灾害，作物产量年际间波动较大[2-3]。 在砂姜黑土的供肥能力、肥水配合的作物效应、对产量的影响及土壤改良等方面研究较多[5-7]，针对淮北地区沙姜黑土酸碱度和有机质随时间的变化规律及它们之间的关系研究报到尚少，本文从典型砂姜黑土区――灵璧县黄湾、韦集2个乡镇35a时间跨度的测土结果来分析研究，以期发现淮北地区砂姜黑土酸碱度和有机质变化之间的规律，为培肥土壤、增加肥力和提高农作物产量提供依据。 1 材料与方法 灵璧县的沙姜黑土主要分布在该县县南、沿北沱河到淮河之间，研究黄湾、韦集2乡镇土样理化性状和肥力水平有较强的代表性。 根据黄湾、韦集2次土壤普查结果和2007―2009年农业部测土配方施肥项目中832个土样的化验结果进行对比分析，采用次数分布、T测验和相关分析的方法。 2 结果与分析 2.1 1973年和1985年2次土壤普查结果 从表1中可以看出：1973年当时的土壤碱性较强，尽管取样深度不同，但pH值没有变化，是典型的碱性土壤。耕层土壤有机质含量在11.2g/kg，随深度增加，有机质含量有下降趋势。 1985年随着家庭承包责任制的实行，农民种田的积极性空前高涨，加之化肥的普遍使用，土壤有机质含量增加很快，已由原来的11g/kg左右提高到18g/kg；pH值已由原来的8.5下降到8.0左右，并越往下碱性越强。 2.2 2007―2009年农业部测土配方施肥项目化验结果 从表2中可以看出：土壤有机质的变幅很大，黄湾镇高低相差近5倍，有机质含量和80年代相比没有增加，基本持平；韦集虽有增加，但和前2次增加速度相比，相对较小。pH值下降速度之快，出乎意料。 2.3 酸碱度、有机质变化趋势 2.3.1 砂浆黑土的酸碱度变化趋势 结合表1、2可得出：1973年，土壤pH值为8.5，而1985年降到8.0，70cm以下仍为8.2；从2个乡镇化验结果来看耕层已经降到总体平均的6.44～6.91。在相近的时间段内，降幅越来越大，特别是后10多年，pH值下降1.0～1.5个单位。表3中不难看出，尽管2个乡镇的酸碱度有差异，但总体都在不同程度的下降，极端最低值接近5.0。相邻2乡镇出现的差异可能与化肥的选用、种植习惯、栽培技术等方面关系密切。为了更真切的反应变化趋势，采用次数分布进行进一步分析，以0.5个pH值作为区段，进行划分，可以看出黄湾土壤的酸碱度众值，主要集中在5.7～7.2，而韦集则相对集中在6.2～7.7中间，虽然都呈正态分布，但黄湾土壤的pH值要低于韦集0.5个单位。另外还体现出黄湾镇的偏碱性土壤有一定比例。 表4的T测验结果：黄湾高出95%置信区间的ph值在7.5～8.7，平均值8.16，没有低出的数值，这可能与黄湾镇本身的pH值较低有关，都涵盖在区间值范围内。韦集镇的酸碱度从统计数来看，分布相对较为集中，即使是最高值间仅相差0.6，最低值只相差0.3。 2.3.2 土壤有机质积累与变化 从表1可知：20世纪70～80年代土壤有机质含量呈增加趋势；以后的近20a则表现出增加缓慢或略有降低趋势。将土壤的有机质按递增3‰为梯度进行归类，并统计次数（见表5）。可以看出，不同的地方土壤有机质含量分布不同，黄湾镇有机质大都集中在13～19g/kg，明显低于第二次土壤普查结果，而韦集镇的有机质分布在16～22g/kg；这就是韦集有机质高于黄湾的原因。另一方面，黄湾镇还有个别土壤有机质含量低于10.0以下；韦集则出现大于31.0g/kg以上的土样。 表6的T测验结果：黄湾有机质高出95%置信区间的，分布在18.5～30.8g/kg，平均为23.6g/kg；韦集较高，分布在23.5～33.4g/kg，平均为26.51g/kg；黄湾有机质低出95%区间的，主要分布在6.2～11.9g/kg；韦集14.0～14.9g/kg。平均为14.4g/kg。 2.4 土壤有机质含量与土壤酸碱度之间的关系 2.4.1 2个土壤理化性状的次数分布 虽然有机质和酸碱度是土壤的2个独立的理化指标，但从次数分布来看，尽管度量单位不同，划分区段有异，但表3、表5向我们揭示出：都呈正态分布，黄湾镇pH值众值在5.7～6.7，而其有机质含量13～21g/kg；韦集的pH值众值6.2～7.2时，其有机质含量则在16～26.5g/kg。在5.7～7.2区间内，pH值每升高0.5个单位，有机质含量上升5g/kg左右。 2.4.2 土壤酸碱度、有机质极值之间的关系 表4中，黄湾镇17个土样，其pH值7.5～8.7，有机质含量范围8.8～23.8g/kg；韦集14个样本，其pH值7.2～7.8，有机质含量波动17.3～26.7g/kg。pH值低出的样本较少，只有韦集的3个土样，有机质区间在13.9～23.4g/kg，pH值在6.3～6.5。说明在酸性较强的土壤中，其有机质含量波动很大，且没有极端值出现，不利培肥土壤。 表6数据则反应出黄湾的15个样本中，有机质高出的pH值是7.9以上的有3个，但平均值较低；而pH值低于6.2的，出现4个样本，都在20.5以下，其中有机质30.80g/kg的土样，其pH值为6.5；韦集数据也反应出相同的变化趋势，它的有机质最大值33.4g/kg的pH值是6.8。 有机质低出范围的可以看出：黄湾的pH值大都集中在8.0以上或6.0以下，而韦集出现的土样较少，应该没有代表性。 2.4.3 划分不同的pH值取值范围 6.0以下、6.0～7.0、7.0～8.0，进行pH值与有机质含量之间的相关分析，相关系数依次为r=0.055869、0.260603、-0.01294。再细分pH值范围，按pH值8.0再进行相关分析，其相关系数以pH值取6.5～7.0，相关系数最高，r=0.279233，其余都为负值。由此看来，土壤有机质积累需要合适的酸碱度，结合以上分析，其底线应该在6.0以上，最佳范围是6.5～7.0。这就能解释黄湾偏酸性土壤较多，其有机质含量明显低于韦集的原因。 3 小结与讨论 （1）沙姜黑土的酸碱度有逐渐降低的趋势，正在由偏碱性向偏酸性逐渐过渡。因种植习惯、施肥种类、栽培技术等人为因素而差异较大，个别田块酸碱度已接近5.0。土壤有一定的修复缓冲作用，但超过一定的数值以后作物就不能正常生长或严重减产。随着土壤酸化进程加快，有必要开展这方面研究工作。 （2）20世纪80年代中后期以前土壤有机质积累逐年增加，随后增长缓慢，后发展到与第二次土壤普查持平（1985年），有的还有所降低。分析表明：土壤有机质快速积累要求一定的酸碱度范围，当土壤pH值较低时，可能加剧有机质矿化，土壤pH值在6.5～7.0范围内有利于有机质增加。 有机质论文:秸秆还田对农田土壤有机质提升的探究 摘 要：如果将整个农田生态循环当做一个整体，那么，农作物的秸秆将是构成这个整体系统中最关键的因素，也是农田生态循环过程中的重要物质基础，它在很大程度上维持了农田生态系统的平衡。 关键词：秸秆还田；农田土壤；有机质 1 分析秸秆还田对农业土壤有机质提升的意义 1.1 蓄积了土壤的水分 在实施秸秆还田以及秸秆翻压的过程中，通过同步开展还田以及机械深耕的方式，不仅使大气的降水得到有效蓄积，而且能够使地下水在此过程中充分发挥其功效与价值。在秋季深耕30cm时可以促进大气降水提升下渗深度，有效的避免了由于地表径流较多而对部分水资源的损耗问题；秸秆还田的广泛展开，对大气降水也起到了一定的拦蓄作用。因此，整个农田的土壤可以接纳到更均衡更有效的自然降水，并且也有效的抑制了农田土壤水分的蒸发。也就是说，秸秆还田技术的广泛应用，为所在的土壤形成了有利的蓄水库，在农田休整时期，积极的发挥着集水的功效，在农作物的生长时期，则有效的发挥着耗水的功效，从而使农田的土壤含水量得到了很大程度的提升。 1.2 改善了土壤的物理性状 秸秆还田的技术主要有机械翻压还田以及覆盖还田，都能显著提升土壤有机质的含量，并且使土壤内部出现许多五碳糖和六碳糖的成分，这些都会在很大程度上促进农作物更好的生长与发育，其功效甚至比直接使用化肥更显著。值得特别说明的是，通过机械翻压，可以使许多秸秆深埋在土壤内部，当土壤内部的有机质以及养分相当活跃时，会大大增加这块土壤的矿化效率，从而为农作物的生长提供了充足的养分支持。 1.3 提高了土壤有机质的含量 在实施秸秆还田的过程中，周边区域的微生物翻转规模与速度都有了显著提升，微生物加快繁殖速度会带动土壤内部的微生物的活动也加剧，使得运转速度有所提升，此时，秸秆中所含的养分便可以充分且及时的向土壤中释放，通过这种方式，土壤的结构不断被优化与改善，肥料、养分、水分与大气之间的联系相对来说更平衡，有利于形成良好的生态体系。 2 生态效益与经济效益――以明水县玉米秸秆还田为例 明水县位于黑龙江省西南部，松嫩平原东北部，耕地面积0.14万m2。明水县地处高纬度地带，属中温带亚湿润气候，平均气温3.4℃，年日照达到2560h，年平均降水量476.9mm左右。明水县的农作物种类很多，以玉米、水稻、大豆为主，近些年来玉米的播种面积不断扩大，玉米秸秆的产量也在相应增加，对秸秆的利用上也发生了明显变化，由此取得了显著的生态效益与经济效益。 2.1 玉米秸秆还田的生态效益 在多点进行试验观察后的结果表明，玉米秸秆还田几年之后，土壤的有机质以及含水量都比之前有了明显的提高。在还田3a后土壤的有机质提升了0.04%～0.08%，还田6a后提升了0.10%～0.11%，还田9a后提升了0.25%～0.29%。秸秆还田之后，微生物在分解初期，必须在土壤中吸取氮素来组成自身的细胞，从而使得土壤中的氮素生物被固定，也就暂时保存了土壤中的氮素，而当微生物死亡之后，这部分的氮素又被分解释放，再回归到土壤中来，从而达到了保墒调肥的效果。同期测定的土壤含水量在秸秆还田3a后增加了1.33%～1.86%，还田6a后增加了1.69%～1.92%，还田9a后增加了1.75%～2.16%。蚯蚓以及微生物的数量也有明显的增加，秸秆还田还使得玉米的秸秆被充分有效的利用，并且避免了在田间大肆焚烧秸秆造成环境污染。有机质以及微生物的增加对土壤的结构也起到了很好的改善作用，水稳性的团粒结构增加了，土壤容重也有显著的降低。由于土壤自身的肥力不断提升，也对化肥的使用率有了明显降低，从而对农作物的环境有了明显改善，不仅提高了作物的质量，更大力发展了绿色生态农业。 2.2 玉米秸秆还田的经济效益 除了生态效益，玉米秸秆还田还产生了显著的经济效益。根据多点的实验观测以及分析统计，把秸秆还田3a后的玉米地与未还田的玉米地相对照，产量平均增加了516kg/hm2玉米，增加率达到7.25%，增加了625元的收入；还田6a后产量平均增加了715kg/hm2，增加率达到9.34%，增加了853元的收入；还田9a后的产量平均增加了1225kg/hm2，增加率高达16.83%，增加了1486元的收入。秸秆还田之后土壤的肥力得到了提升，因而对化肥的使用量明显减少，使用的肥料费用减少了100～1925元/hm2，还田的机械投入增加了140元/hm2，而在收割秸秆的费用上省了320元/hm2，因此节约了180元/hm2，总的来说，玉米秸秆还田后增值了815～1709元，玉米的生产成本降低了0.04～0.08元/kg。 3 结 语 秸秆还田的措施不但充分利用了自然资源，而且还优化与改善了土壤的结构，对农作物的生长创造了良好的环境，创造了相当大的生态效益与社会效益，因此，要把秸秆还田技术广泛的运用到农产品的生产中。 有机质论文:太湖县耕地耕层有机质现状与提升对策 摘 要：该文根据测土配方施肥项目中获取的测土成果，8214个耕地农化样有机质含量的进行统计分析，明确了太湖县耕地耕层有机质含量分布特点和变化趋势，并提出提升其含量的对策。 关键词：耕地；有机质；提升对策 太湖县位于安徽省西南部，大别山南麓。全县总面积2 040km2，辖15个乡镇174个行政村10个居委会，人口57万。常用耕地面积25 786hm2，其中：水田20 395hm2，占79.09%；旱地5 391hm2，占20.91%。是一个以种植水稻为主的山区农业县，也是首批测土配方施肥补贴项目县之一。随着测土配方施肥项目的持续推进，我县获取了大量的测土成果，为研究耕地养分状况提供了依据。有机质含量是评价耕地肥力状况的重要指标，为此，作者选择有代表性的耕地耕层农化样有机质含量进行统计分析，全面了解全县耕地有机质含量分布特点与变化趋势，从而为精准施肥实现化肥零增长行动提供参考。 1 全县耕地耕层有机质含量统计结果 1.1 全县耕地耕层有机质状况 通过对8 214个土样的化验结果统计：全县耕地耕层有机质平均含量为22.75g/kg，最大值45.2g/kg，最小值3.96g/kg，标准差6.22，变异系数27%（表1）。 对照耕地有机质分级标准，水田耕层有机质含量：极缺的（低于10g/kg）占0.67%；缺的（10～20g/kg）占24.45%；中等的（20～30g/kg）占44.81%；较丰的（30～40g/kg）占11.29%；丰富的（高于40g/kg）占0.34%；旱地耕层有机质含量：极缺的（低于10g/kg）占0.83%；缺的（10～20g/kg）占8.5%；中等的（20～30g/kg）占7.16%；较丰的（30～40g/kg）占1.94%；丰富的（高于40g/kg）占0.02%。（表2）。 1.2 各乡镇耕层土壤有机质状况 将8 124个农化样按采样乡镇进行统计分析，从境内西北山区向东南圩坂排序，各乡镇耕层有机质含量分别是：北中镇20.93g/kg，百里镇23.98g/kg，弥陀镇21.86g/kg，牛镇镇20.83g/kg，刘坂乡21.01g/kg，汤泉乡19.74g/kg，寺前镇18.95g/kg，天华镇22.16g/kg，小池镇21.1g/kg，晋熙镇23.17g/kg，城西乡25.38g/kg，新仓镇24.18g/kg，江塘乡28.14g/kg，徐桥镇25.34g/kg，大石乡22.77g/kg（表3）。 2 分析与结论 2.1 全县耕地耕层土壤有机质含量稳中略升 从全县耕地耕层有机质含量统计结果看：全县有机质平均含量为22.75g/kg，与第二次土壤普查含量22.72g/kg（表4）相比增加了0.03g/kg，增长0.13%，耕层有机质呈稳中略升趋势。这说明全县耕地肥力水平稳中向好，没有出现地力减退迹象。 2.2 不同区域耕层土壤有机质含量差异明显 从分乡镇统计结果看：耕地耕层有机质含量总趋势是：山区乡镇低于坂区乡镇。山区北中、百里、弥陀、牛镇、刘坂、汤泉、寺前、天华等8个乡镇，有机质含量最高的是百里镇23.98g/kg，有机质含量最低的是寺前镇18.95g/kg，平均为21.28g/kg；坂区小池、晋熙、城西、新仓、江塘、徐桥、大石等7个乡镇，有机质最高的是江塘乡28.14g/kg，有机质含量最低的是小池镇21.1g/kg，平均为24.16g/kg。这是因为一是山区地理条件差，受水土流失的影响，耕层质地偏粗，耕层有机质矿化作用强烈，有机质积累减少；二是山区受光热资源的影响，复种指数低，以种植一季作物为主，施肥水平和作物产量相对较低，耕层留存的作物残茬远低于圩坂区所致；三是受交通条件的限制，近年组织实施的土壤有机质提升行动补贴项目基本没有覆盖到山区乡镇。 3 耕层有机质提升的对策 根据我县耕地耕层有机质含量不高，处于中等水平，且山区乡镇低于圩坂区乡镇，旱地低于水田的特点，提出以下提升对策。 3.1 加大投入，建设高标准农田 据不完全统计，2009年以来，全县总投资近3亿元，在圩坂区实施了土地整治项目6个，通过对项目区田、水、路、林、村统一规划，综合整治，建成“田成方、树成行、路相通、渠相连”高标准农田示范区5 333hm2。受投资规模的影响，山区未得到整治，要抓住中央一号文件“藏粮于地”的精神，争取更多的项目资金，安排山区耕地综合治理，建设高标准农田，减少水土流失，提升有机质含量。 3.2 推广商品有机肥料 在设施栽培或旱作高效栽培绿色增长模式上，要大力推广商品有机肥料，减少化肥用量，实现化肥零增长目标。 3.3 扎实实施耕地有机质提升项目 我县从2010年起，组织实施了土壤有机质提升行动补贴项目，2010―2012年，实施种植绿肥子项目，2a累计共发放110万元补贴款采购的花草种，项目区扩种绿肥3 667hm2；2012―2014年，实施农作物秸秆还田子项目，2a累计发放300万元补贴款采购的速腐剂，秸秆速腐还田面积达到2万hm2。2015年100万元补贴款采购速腐剂项目正在招标之中，建议向山区倾斜，增加山区农作物秸秆还田量，改善山区耕地有机质状况。 （责编：吴祚云） 有机质论文:耕作层堆放保护与培肥措施对土壤中有机质变化的研究 摘 要：耕作层不仅影响耕地的质量水平还是农作物生长的重要基础。目前，国内建设占用耕地时耕作层没有得到有效的保护，一部分原因是耕作层保护的技术不完善，而表土剥离是保护耕作层的一个有效措施。因此，该文针对耕作层在剥离后储存期间的土壤进行培肥技术研究，通过设置3个试验小区，进行表土培肥试验，研究培肥后剥离土壤的有机质变化情况。研究结果显示：3个试验小区的4个处理中，土壤的有机质含量总体呈下降趋势，添加培肥均是有利于土壤有机质的积累；对于长时间的堆放，猪粪培肥效果最好；其次是秸秆培肥，秸秆加菌肥效果最差。对于丘陵和山地试验小区，猪粪培肥效果最好；在平原试验小区，秸秆和猪粪均有利于有机质的积累。 关键词：表土剥离；培肥；有机质 1 引言 有机质主要储存在土壤表层中，是评价土壤肥力的一个重要指标，也是表征土壤质量的一个重要因子。建设占用地的耕作层土壤剥离后，有着十分重要的用途，如可用来毁损地的整理复耕用土、土地整治和高标准基本农田项目的土壤改良、土壤补充、开垦项目的土层增厚和土壤改良等用途。然而，目前在建设用地时，用地单位对于挖出来的耕作层土壤处理方式，要么将其浪费，随意处理，要么将其用作弃土填方工程，对资源的浪费极大。表土剥离是近年来土地整理项目中亟待开发并推广至全国的一个保护耕地资源的项目，其原理是将耕地表层土壤剥离出来，再原地和异地用于土地整治。为了减少对环境的破坏，以及减少对农业生产的威胁，在耕地资源日见匮乏、人地矛盾日渐突出、农田污染加剧的背景下，开展耕地表层土壤剥离再利用工作具有非常重要的现实意义[1]。如今，表土剥离工作得到许多国家的重视。国外的表土剥离工作开展较早，且已形成了较为成熟的方法和制度[2]，国内除少数省份开展表土剥离工作较早而得到比较完备的成果外，其他省份都或多或少的正在开启这项工作，但并未形成一套完整的技术方案及制度。其中，培肥是表土剥离长期工作中一个非常重要的环节。土壤有机质是表征土壤质量的重要因子，也是陆地生态系统中碳循环的重要“源”与“汇”[3-4]。在培肥方面，经过先辈们的长期研究，实践结果表明合理培肥可以改善土壤的基本理化性状[5-7]。刘允芬等研究[8]认为气温、地温与土壤碳排放有明显的正相关性。温度和水分在短期内对土壤有机碳和易氧化有机碳的影响差异不显著，但土壤温度和水分变化能影响土壤有机碳的含量，低温度低水分条件有利于土壤有机碳的存在[9]。但迄今为止，在开展的表土剥离工作中，剥离的表土大多都是直接覆土后进行培肥，在储存期间也只是简单的播种无污染草籽而对具体的培肥未做过多描述。本文通过在安徽省巢湖和宿州设置试验小区，对试验小区的耕地表土进行剥离，对剥离后储存的表土进行自然培肥、秸秆培肥、秸秆加菌肥培肥以及猪粪培肥，在分析了土壤有机质与地形、土壤容重、成土母质、质地等之间的相关关系，得到剥离土壤的有机质养分变化情况，并为农业土壤提供剥离后的土壤是否需要培肥提供依据。 2 材料与方法 2.1 研究区概况 安徽省地形有平原、丘陵和山地，平原与丘陵、低山相间排列，地形呈现多样性。长江和淮河自西向东横贯全境，巢湖位于安徽中部，全省大致可分为5个自然区域：淮北平原、江淮丘陵、皖西大别山区、沿江平原和皖南山区。安徽地处暖温带与亚热带过渡地区，气候温暖湿润，四季分明，光热水资源丰富且雨热同季。 2.2 试验设计 2014年9月，腾空试验区，让其自然变干；2014年10月18～19日，在巢湖市栏杆镇石门村的2个试验小区（一个代表丘陵区；一个模拟山地区：山地是在在巢湖栏杆镇石门村寻找的一个与山地环境相似的低山丘陵区的耕地，用于模拟山地培肥特性。）进行堆土培肥实验；2014年10月27日，在宿州市桥区朱仙庄镇镇西村的试验小区（代表平原区）进行堆土培肥实验。 2.2.1 试验小区设置 试验小区设置为100m2的剥土区，储存之土壤堆成底宽3.0m、高1.5m、顶宽1.5m的长条梯形型土堆，土堆长共计9.5m（其中试验小区总共8m，分为4个部分每个部分长2.0m长，包含两头各0.75m、共1.5m的斜坡长度），土堆按顺序安排关培肥措施，小区之间用防渗漏塑料薄膜隔离，四周修建排水沟。 2.2.2 培肥设计 每个试验小区分对照试验和培肥试验。整个培肥实验周期为6个月，每隔2个月进行取样一次（表1）。 2.2.3 样品采集 每隔2个月用取土工具从上到下均匀采集土样，四分法后约取1 000g土壤样品，以及初期未培肥的土样1 000g，将土样带回实验室风干、研磨、待化验；未剥离前，原土采集方法――采用多点混合取农化样，多余的用四分法舍弃；培养期采样――分别在每个试验小区，采集全断面样品，混合、四分法获得化验样约1 000g。备注：第一次采样时已对为开始培肥的土壤容重进行了测定，丘陵、山地、平原3个试验小区平均值分别为：1.376g/cm3、1.334 g/cm3、1.258 g/cm3。 2.2.4 样品测定 猪粪和土壤有机质测定方法：重铬酸钾容量法-外加热法[10]。 3 结果与分析 3.1 丘陵试验小区不同培肥方式，有机质含量随着时间的变化规律 从图1中可以看出：随着时间的增加，丘陵试验区的有机质的含量总体是下降的。有机质含量的变化趋势是：除猪粪培肥外其他3种培肥方式的土堆有机质含量变化情况为大致为减少―增加―减少，10月到12月土堆有机质含量大量减少，12月到2月有机质含量略微增加，2月到4月有机质含量略微减少；而猪粪培肥的土堆有机质含量在10月到12月略有增加，12月到4月一直在逐渐降低。从培肥开始到培肥结束4种培肥方式的土堆有机质含量全部降低，分别减少了4.091、2.750、5.751、4.319，所占百分比为15.76%、10.59%、22.15%、16.63%，秸秆+菌肥这种处理方式的有机质减少最多，减少比例为22.15%，添加秸秆的处理方式有机质减少最少，减少比例为10.59%。 对于丘陵试验小区，在有机质变化曲线上看出，有机质含量是添加秸秆 自然培肥 秸秆加菌肥，添加秸秆增加了土壤碳库的输入，而自然培肥因没有额外的有机质输入所以总量上较加秸秆少。在有机质消耗方面，自然培肥和添加秸秆中，添加秸秆会增加微生物的活动量，进而将秸秆转化为土壤有机质，同时也会消耗一部分有机质作为自身能源，因总量较自然状况下高，所以在变化过程中，有机质含量一直高于自然培肥。在添加秸秆和菌肥的情况下，菌肥会大大增加土壤微生物的总量，虽然添加了秸秆，提高了土壤有机质库的总量，但是因微生物量的增加，土壤有机质的消耗量也大大增加，致使有机质含量比自然状况下低。添加猪粪的处理中，因猪粪是经过动物消化分解的残渣，加入到土壤中很容易就转化为土壤有机质，所以在加入猪粪的短期内有机质含量迅速上升。在后期菌肥的作用下微生物量增加，消耗大量的有机质，使总量降低。 3.2 山地试验小区不同培肥方式，有机质含量随着时间的变化规律 从图2中可以看出：在变化趋势中，随着时间的增加，山地地区4种培肥方式的土堆有机质含量变化情况各不相同。10月到12月，除猪粪培肥外，其他3种培肥方式土堆有机质含量大量减少，猪粪培肥土堆有机质含量上升；12月到次年2月，自然培肥、秸秆+菌肥土堆有机质含量略微增加，猪粪培肥与秸秆培肥有机质含量降低；2月到4月，猪粪培肥有机质含量趋于稳定，其他3种培肥方式土堆有机质的含量略微减少。从培肥开始到培肥结束四种培肥方式的土堆有机质含量全部降低，分别减少了3.593、3.533、4.304、1.434，所占百分比为18.76%、18.44%、22.47%、7.49%，秸秆+菌肥这种处理方式的有机质减少最多，减少比例为22.47%，添加猪粪的处理方式有机质减少最少，减少比例为7.49%。 对于山地试验小区，从有机质变化曲线上看出，有机质含量是添加猪粪 添加秸秆 秸秆加菌肥 自然培肥。添加猪粪的处理中，因猪粪是经过动物消化分解的残渣，加入到土壤中很容易就转化为土壤有机质，所以在加入猪粪的短期内有机质含量迅速上升。在后期菌肥的作用下微生物量增加，消耗大量的有机质，使总量降低，但山地地区的猪粪中有机质含量较高，随着时间的增长，有机质的含量也在缓慢上升。在初期添加秸秆的处理下降速率小于添加秸秆和菌肥的处理。因为添加秸秆加菌肥会大大增加土壤微生物的总量，会使有机碳分解速率加快，但是随着时间的增长，微生物的量是一定的，有机质含量在缓慢上升，但是到达一定的时间，秸秆和菌肥分解的有机碳小于微生物分解的量，土堆中的有机质含量快速下降。而添加秸秆的处理，初期秸秆分解有机碳的速率较慢，土堆有机质含量在下降；随着时间的增长，秸秆在分解，但小于微生物分解的量，所以土堆中的有机质含量一直缓慢下降。自然培肥因没有额外的有机质输入所以总量上较其他培肥少。 3.3 平原试验小区不同培肥方式，有机质含量随着时间的变化规律 从图3中可看出，在变化趋势中，随着时间的增加，平原地区4种培肥方式的土堆有机质含量变化情况为缓慢减少，自然培肥土堆中2月到4月有机质含量大量减少，添加猪粪培肥土堆中有机质在2月后增加，但仍低于背景值。从培肥开始到培肥结束4种培肥方式的土堆有机质含量全部降低，分别减少了5.891、4.484、5.320、3.655，所占百分比为31.57%、24.03%、28.51%、19.58%，自然培肥这种处理方式的有机质减少最多，减少比例为31.57%，添加猪粪的处理方式有机质减少最少，减少比例为19.58%。 对于平原试验小区，在有机质变化曲线上看出，有机质含量是自然培肥 添加秸秆 秸秆加菌肥，添加秸秆增加了土壤碳库的输入，而自然培肥因没有额外的有机质输入所以总量上较加秸秆少。平原地区土壤较山地和丘陵肥沃，土壤微生物总量高，添加秸秆提高了土壤的碳氮比，促进微生物的繁殖。在有机质消耗方面上，自然培肥和添加秸秆中，添加秸秆会增加微生物的活动量，进而将秸秆转化为土壤有机质，同时微生物量增加也会增加有机质的消耗，因总量较自然状况下略低。添加秸秆和菌肥的情况下，菌肥会大大增加土壤微生物的总量，虽然添加了秸秆，提高的土壤有机质库的总量，但是因微生物量的增加，土壤有机质的消耗量也大大增加，致使有机质含量比自然状况下低。在添加猪粪的处理中，因猪粪经过动物消化分解的残渣，加入到土壤中很容易就转化为土壤有机质，所以随加入猪粪的时间的增长有机质含量逐渐上升。在后期菌肥的作用下微生物量增加，消耗大量的有机质，使总量降低。 3.4 不同的培肥方式，3个试验小区有机质含量随着时间的变化规律 从图4、图5、图6、图7中可以看出：对于不同的培肥方式，3个试验小区的有机质含量均是呈下降趋势。从培肥开始到培肥结束：自然培肥的有机质含量丘陵、山地、平原3个试验小区分别减少了4.091、3.593、5.891，所占百分比为15.76%、18.76%、31.57%，平原地区土壤有机质减少比例最多，为31.57%，丘陵土壤有机质减少比例最少，为15.76%；秸秆培肥分别减少了2.750、3.533、4.484，所占百分比为10.59%、18.44%、24.03%，平原地区土壤有机质减少比例最多，为24.03%，丘陵土壤有机质减少比例最少，为10.59%；秸秆加菌肥培肥分别减少了5.751、4.304、5.320，所占百分比为22.15%、22.47%、28.51%，平原地区土壤有机质减少比例最多，为28.51%；猪粪培肥分别减少了4.319、1.434、3.655，所占百分比为16.63%、7.49%、19.58%。 有机质含量总体上是丘陵试验小区 山地试验小区 平原试验小区。对于同一种培肥，不同试验小区的土堆有机质含量整体是呈下降趋势的，但下降的速率不同，由于表土层的剥离，会使得原有土壤变松，类似于旱地耕作，会使得原有有机质因为激发效应而降低。丘陵试验小区是由下面黄土母质发育而来的黄褐土，山地试验小区是由岩石风化物发育而来的粗骨土，平原试验小区是由第四纪河湖相沉积物发育而来的砂姜黑土。丘陵、山地试验小区都是在长期耕种后形成的水稻土，而平原试验小区是在长期种植小麦形成的旱作土。据沈阳农业大学观测，旱作土壤施新新鲜猪粪，其腐殖系数为27.5%，而水稻土为38.4%。武婕[11]也研究得到灌溉水田土壤有机质平均含量最高，旱地最低。这说明水稻土有机质含量总体上是高于旱作土的。丘陵试验小区处于地势较为平缓的地区，排灌条件好；而山地试验小区处于地势较高地段，不受地下水影响，水源不足，且容易造成水土流失。因此尽管添加不同培肥，有机质含量总体上依然是丘陵试验小区 山地试验小区 平原试验小区。 4 结论与讨论 （1）综上所述：土壤类型、土壤成土母质、质地以及温度都对土壤中有机质的含量有很大影响。对于3个试验小区，4个处理土堆的有机质含量是总体是呈下降趋势，添加培肥均是有利于土壤有机质的积累；对于长时间的堆土，猪粪培肥效果最好，其次是秸秆培肥，秸秆加菌肥效果最差。对于丘陵和山地试验小区，猪粪培肥效果最好；在平原试验小区，秸秆和猪粪均有利于有机质的积累。通过以上研究可以为耕作层堆放保护与培肥措施提供参考建议，为表土剥离工作的进展提供技术参考。 （2）讨论3个试验小区土壤的有机质含量整体呈下降趋势，这与土壤碳库的输出大于输入有关。孔宏敏[12]研究得出土壤有机质增加或减少归结于农田的碳素的平衡。而土壤有机碳的变化可能是因为表土层的剥离，会使得原有土壤变松，类似于旱地耕作，会使得原有有机质因为“激发效应”而降低。黄文昭等学者[13-14]研究，土壤中新添加的有机碳能影响土壤有机碳的矿化，引发正的或负的激发效应。王志明[15]等通过研究，发现秸秆加入量的增多会使土壤原有碳的分解速率提高。这就可能导致添加培肥处理后基本都是下降的其中一个原因。 由于地形影响土壤水热条件和成土物质的再分配，不同的地形位置土壤特性有很大的差异，并且影响土壤中养分的含量。宁茂岐[16]研究得到不同地形条件下土壤肥力性质有很大的差异，在丘陵山地区对土壤养分管理是可行的。丘陵、山地、平原这3种地形的在同一种培肥方式下有机质含量各不相同，这与其自身的有机质含量有关；而在添加了不同的培肥方式的情况下，这3种地形的有机质含量也变化颇大，这可能与其本身存在的微生物量有关，微生物量不同，对有机质的分解有很大影响。这与臧逸飞[17]的研究相符。武婕[11]研究得到土壤类型、耕层质地等都对土壤有机质有明显的影响。丘陵、山地的试验小区都是在长期耕种后形成的水稻土，水稻土有利于有机质的积累，并且腐殖系数要高于旱作土壤。而平原试验小区是由第四纪河湖相沉积物发育而来的砂姜黑土，在长期种植小麦等作物而形成了旱作土。这就可能导致丘陵、山地试验小区的有机质含量从总体上高于平原试验小区。 在处理中也发现有机质的含量受温度的影响较大。除猪粪处理外，3种地形的曲线基本上都是在10～12月份，有机质下降速率最高，在12月至次年2月或略微上升或下降速率降慢，2～4月缓慢下降。因10～12月份气温较12月至次年2月高，微生物活动频繁，消耗的有机质大于自身降解产生的有机质量，使总量降低，微生物在低温下降低了代谢速度，消耗量下降，有机质呈积累状态，2～4月亦是积累小于消耗状态，有机质总量降低。所以可能在相对低温状态下降低微生物的代谢速率，有利于土壤有机质的总量积累，这与国秀丽[9]的研究也相符。 有机质论文:石墨消化炉加热法测定土壤有机质含量研究 摘要 应用石墨消化炉加热法测定土壤有机质含量，结果表明：该方法精密度高、温度均匀、工作效率高，适合大批量土壤样品的测定，值得大力推广。 关键词 石墨消化炉加热法；有机质含量；土壤 土壤有机物质包括各种动植物残体及其生命活动的各种有机产物。其中相对稳定的是经过复杂的生物化学转化过程，主要是微生物的生命活动形成的土壤腐殖质[1]。测定土壤中有机质含量的方法有很多，其中多采用农业标准NY/T 85-1988中的砂浴加热法。除此之外，还有微波加热法、砂浴加热法、烧失量法、水合热重铬酸钾氧化-比色法、TOC分析仪法、甘油浴法、磷酸浴法等。但是各种方法都各有缺点，如微波加热法步骤繁琐，不简便快捷，不能进行大批量样品的测定[2]；砂浴加热法表面温度不均匀，温度难以控制；烧失量法精密度较低，往往与真值有较大的偏差；水合热重铬酸钾氧化-比色法测得结果比真值偏低；TOC分析仪法方法不成熟，土壤基质较为复杂，较多用于植株或有机肥料有机质含量的测定[3]；甘油浴法温度难以控制；磷酸浴法气味难闻且容量瓶外壁难以清洗[4-5]。本文主要研究石墨消化炉加热消解法在土壤有机质含量测定上的应用效果，以提供更加科学与易于操作的方法。 1 材料与方法 1.1 试验材料 供试土壤：取自国家系列标准物质土样，土样1：GWB07413a，土样2：GWB07417，土样3：GWB07412，土样4：GWB07413，土样5：GWB07415，土样6：GWB07416。 供试仪器设备：ZEROM-ProD40型智能石墨消化炉、北京光明医疗厂DK-3电砂浴。 供试试剂：0.200 0 mol/L重铬酸钾标准溶液、0.2xxx mol/L硫酸亚铁滴定溶液、0.4 mol/L重铬酸钾-硫酸溶液、邻菲罗啉指示剂[6-7]。 1.2 试验方法 准确称取国家标准系列物质土样0.300 0 g，倒入150 mL三角瓶中，加入10 mL 0.4 mol/L重铬酸钾-硫酸溶液，小心摇匀，盖上弯头漏斗于石墨炉上加热，至瓶内开始有大量气泡翻滚开始计时，沸腾4 min[8-9]。 2 结果与分析 2.1 消解时间的选择 以砂浴加热法消解时间为对照，加热温度为220 ℃，改变石墨消化炉加热的时间，分别选择加热沸腾时间为2、3、4、5 min，测得有机质含量，选择最佳的消解时间。 如图1所示，消解时间小于4 min时，消解不完全，测定结果较低，在4～5 min之间测定值没有多大的变化。如图2所示，消解时间小于4 min时，氧化率小于100%，氧化不完全，而大于4 min时氧化率超过了100%，测定结果偏高。消解时间过长，结果不稳定，因此，最佳的消解时间是4 min。 2.2 消解温度的选择 以砂浴加热法消解温度为对照，加热时间为4 min，改变石墨消化炉加热的温度，分别选择加热沸腾温度为210、220、230 ℃，测得有机质含量，选择最佳的消解温度。 如图3所示，消解温度小于210 ℃时，消解不完全，测定结果较低，在220～230 ℃之间测定值没有多大的变化。如图4可知，消解温度小于210 ℃时，氧化率小于100%，氧化不完全，而大于220 ℃时氧化率超过了100%，测定结果偏高。消解温度过高，结果不稳定，因此，最佳的消解温度是220 ℃。 2.3 方法的精密度考查 按照石墨消化炉加热法测定土壤中有机质含量的最佳条件为消解时间4 min，消解温度220 ℃。取土壤样品6份，按照取得的测定条件，与砂浴加热法同时测定，得到方法的精密度，结果如表1所示。另取4个不同性质的土壤样品进行测定，2种方法同时测定，按照各自的测定条件进行加热，结果测定值与标准值相比较，结果如表2所示。可以看出，石墨加热法方法的精密度为3.49%～3.55%，而砂浴法的精密度为3.44%～3.69%，2种方法的精密度相差不大，符合精密度小于5%的标准要求。且2种方法的测定值都在不确定度范围内，没有偏离标准值。 2.4 方法的可行性分析 一是精密度高。石墨消化炉加热法方法精密度符合标准要求。二是温度均匀。石墨消化炉温度稳定，均匀且易于控制，炉内石墨板具有传热快、温度均匀的特点，用温度计探测炉面板各个方位的温度，几乎能达到一致，无死角。而砂浴加热法面板温度难于控制且极不均匀，用温度计探测表面温度，中心温度能达到设定值，而周边温度远没有达到设定值，相差温度可达20 ℃左右。三是工作效率高。石墨消化炉由于温度均匀，一次性可放入32个单样，样品放入炉内开始计时，共计耗时7 min可完成一批样品加热，而砂浴法一次性只可放入9个单样，由样品放入砂浴上开始计时，共计耗时13 min，耗时较长。可见用石墨消化炉实验，过程简便快捷，稳定性好，能有效提高工作效率，适合大批量土壤样品的测定[10-12]。 3 结论与讨论 石墨消化炉加热法与各种加热法相比，具有快速、简便和稳定等优点。应用石墨消化炉加热测定的结果与砂浴法加热测定结果相一致。因此，利用石墨消化炉测定土壤中的有机质是最佳选择，值得大力推广。 有机质论文:基于富有机质页岩的矿物组分分析 摘要：我国页岩气资源丰富，主要分布在我国南方的志留系马溪组、寒武系筇竹寺组以及奥陶系五峰组的富有机质页岩中。富有机质页岩是页岩气的主要富集储层，因此明确富有机质页岩的组分对于页岩气的形成机理以及勘探页岩气都具有一定的指导意义。文章对此进行了研究。 关键词：页岩气；有机质；矿物组分；压裂技术；形成机理；地质勘探 到目前为止美国开采的非常天然气产量约占天然气总量的一半左右，据专家估测，这一数目预计到2020年将达到54%～55%，而到2030年更将达到65%，可见随着人们对能源需求的不断攀升，非常规天然气在美国天然气总量中占据的位置已经不再是冰山一角，这其中非常规天然气主要依赖于页岩气，致密砂岩气以及煤层气，从全球范围来看，目前全球非常规天然气产量大约为3242亿m3/年，大概为常规天然气资源量的4.56倍。这其中，页岩气资源量大约占据456万亿m3，致密砂岩气资源量大约为209.72万亿m3，煤层气资源量大约为256.3万亿m3。从这一数据我们也可以看出，不久的将来，页岩气或许会替代石油以及其他常规能源而登上舞台，进而也许影响着全球经济，政治甚至军事格局。 根据页岩气聚集机理和中美页岩气地质条件相似性对比，中国页岩气富集地质条件优越，具有与美国大致相同的页岩气资源前景及开发潜力。据相关学者估计我国页岩气资源总量约为26×1012m3，其中南方、北方、西北及青藏地区各自占页岩气可采资源总量的46.8%、8.9%、43%和1.3%，其中南方地区以志留系龙马溪组、寒武系筇竹寺组以及奥陶系五峰组最为发育。然而泥页岩作为页岩气的有利储存区，对其进行岩石矿物组分分析是我们进行页岩气地球物理勘探和评价之前的首要任务。 1 X射线衍射定量分析原理 X射线衍射分析（X-Ray Diffraction，简称XRD），是利用晶体形成的X射线衍射，对物质进行内部原子在空间分布状况的结构分析方法。X射线衍射方法具有不损伤样品、无污染、快捷、测量精度高、能得到有关晶体完整性的大量信息等优点。X射线衍射定量分析技术已被广泛地应用于材料科学与工程的研究中。X射线衍射物相定量分析有外标法、内标法、绝热法、K值法等常规分析方法。其目的是在物相鉴定基础上，测定物质中各相含量。根据衍射强度与该物质参与衍射的体积或重量的增加而增加关系（非线性），表示为n相混合物中，j相某衍射线的强度与参与衍射的该相的体积Vj或重量分数Wj的关系式： 为定量分析普适公式（Alexander定量分析公式），其中： 常数 强度因子 结构因子（i为晶胞中原子） 注意：公式中，因各相μm不同，每相Vj或Wj的变化引起μm总体变化，导致Ij-Vj或Wj的非线性。由处理Kj与总体μm的不同引伸出多种定量分析方法，以满足实际需求。 其中外标法要纯标样，它不加到待测样中，该法实用于大批量试样中某相定量测量。要在相同的实验条件，测选定的同一衍射线强度；内标法待测试样为n相，μmj不同，加恒量Ws的标样到混合样中的定量方法。标样可选α-Al2O3、ZnO、KCl、LiF、CaF2、MgO、SiO2、CaCO3、NaCl或NiO之一，优选吸收系数与颗粒大小相近，衍射线不重叠的作标样；K值法是1974年由F.H.Chang创立，它是内标法的发展，K值与加入标样含量无关，无需作定标曲线，且K值易求，称K值法也称基本冲洗法。其中K值法的优点是：（1）与内标法相比无需求它标曲线，K值易求；（2）只要内标物质，待测相与实验条件相同K值恒定，故有普适性；（3）只作一次扫测即可得所有强度数据；（4）可以对感兴趣的j相进行测量，试样中可有非晶。K值法的缺点是要加入S相稀释样品，只适用粉末试样；绝热法的原理是：在n相待测样中，均为结晶相（不可有非晶相），各相的K值已知，可不加标样（由待测样中j相充当标样，只要实测各相的Ii，hkl，I=1.2…j…n，且对应K值为已知）即可求所有结晶相含量。其中绝热法的优点是：（1）不加内标，不作定标曲线，不稀释基体，不增加额外谱线；（2）可用块状和粉末状试样；（3）用一个试样可测全部物相含量。绝热法的缺点是不能有非晶相和含未鉴定的相，各相K值均需已知。 2 页岩矿物组分分析及其应用 本次试验的富有机质页岩来源于我国南方地区志留系龙马溪组，对20块页岩岩芯样品进行全岩X-射线衍射定量分析，结果显示该类页岩矿物组分中除常见的粘土矿物外，还含有方解石、石英、黄铁矿、长石及少量硬石膏等矿物成分。 从分析中我们可以知道富有机质页岩的石英含量较高，这对于后期进行压裂具有促进作用，因为压裂方法的选择以及如何压裂对于页岩气的采集起到至关重要的作用，这是因为从现实看来压裂增产技术的进步也显著提高了页岩气的产量，含气页岩一般属于低孔，特低渗，因此一般页岩均需要人工压裂改造之后才具有商业价值，美国在压裂技术方面主要采用：（1）水力压裂技术；（2）水平井分段压裂技术；（3）重复压裂；（4）同步分裂。其中水平钻井与分段压裂技术的综合运用，使页岩气开发在纵向和横向领域得到延伸，这使单井产量上了一个新台阶，重复压裂与同步压裂可延长页岩气井的高产时期。 3 结语 从以上实验可以得知：富有机质页岩矿物组分复杂多样，其中包括方解石、石英、黄铁矿等多类矿物，其中石英含量是页岩脆性的标志性矿物，可以大概知道该区域页岩的脆性程度，这对于后期页岩气压裂开采具有很大帮助；黄铁矿含量是页岩复电阻率实验引起激发极化效应的主导者，且黄铁矿含量高，激发极化（IP）效应越明显，因此对页岩进行矿物组分分析对于页岩气的形成机理以及勘探页岩气都具有一定的指导意义。 有机质论文:水稻秸秆腐解产生溶解性有机质的生物降解特性 本研究采用培养法，通过DOC、pH、280nm吸光度指标研究水稻秸秆腐解不同阶段产生DOM的生物降解特性与结构变化，阐明秸秆还田对土壤CO2排放与碳固定的影响，为选择秸秆还田的正确方法提供科学依据，为可持续发展战略提供科学资料。 通过培养不同天数的水稻腐解液来控制变量，以研究不同腐解天数的DOM溶液中DOC降解特性及pH、280nm吸光度变化。DOC采用比色法；pH值采用电极法；280nm吸光度值采用分光光度法。 基于DOM是不同降解速率和不同降解程度的成分的混合物的假定，我们使用双倍指数模型（Double Exponential Model）来描述DOC的矿化动力学，模型公式表达式为： 残留C%=（100-b）+be （1） 式中：t为时间/天， b为稳定DOC所占最初DOC的百分含量（%），100-b为易矿化DOC所占最初DOC的百分含量（%），k1为易矿化DOC矿化速率常数（天），k2为稳定DOC矿化速率常数（天）。 同时计算半衰期： 1.不同腐解阶段产生DOM的生物降解性 水稻秸秆不同腐解阶段DOM液的DOC随时间变化如图1所示。 图1 不同腐解阶段DOM残留DOC随时间的变化 不同腐解阶段DOM整个降解过程都可分为残留DOC的迅速减少和缓慢减少两个阶段。在14天前DOC的浓度迅速降低，14天后降解速率明显减慢，DOC浓度趋于稳定。但不同腐解阶段DOM降解特性表现出较大差异。双指数模型方程拟合结果（见表1）表明，矿化率表现为7天DOM矿化率达46.79%，而180dDOM矿化率仅为11.23%，矿化率总体表现为随腐解时间延长而减小。DOM可以分为易矿化性C库和稳定性C库两个组分，易矿化性C库的半衰期为1～3天，而稳定性C库的半衰期为173～693天。稳定性C库的比例则表现为随腐解时间延长而增加。由此可见，随腐解时间延长，DOM生物有效性降低，DOM越稳定。 表1不同腐解阶段DOM降解过程使用双指数模型拟合参数比较 注：拟合方程为：残留C%=（100-b）e-k1t+be-k2t； ①易矿化C半衰期=ln2/k1。 ②稳定性C半衰期=ln2/k2。 ③r2为拟合方程的相关系数之平方。 2.不同腐解阶段产生DOM的pH的变化 DOM 是一类组分非常复杂的混合物，它既含低分子量物质（如游离的氨基酸、糖类），又含各类大分子成分（如酶、氨基糖、多酚和腐殖酸等）。pH值不同，反映DOM化学组成上的差异，与酸性基团、碱性基团的相对含量有关。本试验分别选取了腐解初期7d与腐解末期180d两个阶段DOM，研究其降解过程中pH值的变化，结果见图2。从图中我们可以看出，7dDOM溶液与180dDOM溶液初始pH值有较大差异，7dDOMpH值为7.9，而180dDOM pH仅为7.1，虽均为弱碱性，但两者化学组成不同。在整个降解过程中，7dDOM表现为先下降后上升，并逐渐趋于稳定，180dDOM则表现为先上升后趋于稳定。两者都表现为在降解0-7天之内pH值迅速发生变化，原因是这段时间内DOC的迅速降解，化学组成发生较大变化。与DOC含量变化相一致。图2还表明，最后两者pH值相近，表明两者在化学组成上趋于相似。 图2 DOM降解过程中pH的变化 3.不同腐解阶段产生DOM的280nm下吸光度的变化 E280值主要反映有机质组成中芳香化合物的含量，两者成正相关关系。7d与180dDOM溶液降解过程中280nm吸光度随时间变化如图3所示。两者变化趋势明显不同，7dDOM在降解初期E280值较小，随着降解进行，7天后E280值迅速升高，14天后趋于稳定，并与180dDOME280值接近。而180dDOM在整个降解过程中变化不大。KalbitzK等指出，DOM由碳水化合物、脂肪、羧基化合物、芳环物质等组成[12]。不同组分物质被微生物利用的难易程度有显著不同，碳水化合物最先被微生物利用，芳环物质结构复杂表现为相对稳定[13]。由此可见，180dDOM生物有效性低且较稳定，与其化学组成中芳香化合物含量较高有密切关系。7dDOM芳香化合物含量相对较少，生物有效性较高，在降解初期碳水化合物、脂肪等易利用组分迅速减少，芳香化合物不易矿化而相对富集，从而导致E280值迅速增加；14天后DOC含量变化不大，E280值也趋于稳定。 3.讨论 微生物对DOM的利用包括两个交替或连续的过程：①微生物对DOM 的同化吸收；②为获取能量和无机养分而完全分解DOM 成CO2或CH4。微生物对DOM的降解改变DOM的性质，而微生物能否利用DOM也决定于DOM本身的性质：即化学组成和结构特征。因此，不同来源DOM生物可降性不同。本试验研究了水稻秸秆腐解不同阶段DOM的生物降解性，结果表明不同阶段DOM的生物降解性表现出较大差异，矿化率在11.23%～46.79%，随腐解时间延长，矿化率依次降低，DOM越稳定。7dDOM与180dDOM pH值和E280值随降解过程的变化表明，化学组成和结构特征的差异是导致其可降解性不同的主要因素。 本研究秸秆腐解初期DOM主要来源于秸秆中水溶性物质，其主要成分为单糖、氨基酸、氨基糖等，这些物质极具生物有效性，是微生物最易利用的碳源，将诱导秸秆腐解所需微生物大量繁殖。随着微生物活性增强，微生物代谢产物、微生物死亡残骸、秸秆中纤维素和木质素等的降解都成为DOM的组成来源，从而使DOM的组成结构发生变化。秸秆旺盛分解期DOM主要来源于纤维素和木质素等的降解产物以及微生物代谢产物，此时DOM含丰富的羧酸类物质、强氧化木质多酚类物质以及芳香族和脂肪族物质，碳水化合物和氨基糖减少，糖醛酸和半乳糖增多，疏水性较强。在秸秆腐解后期阶段，DOM中木质素多酚类物质降解产物大大增加。因此，随腐解时间延长，表现为DOM的生物可降解性逐渐降低，DOM趋于稳定。 4.结论 （1）DOM生物降解过程残留DOC随时间变化符合双指数模型方程。生物降解大致可分为快速矿化期和缓慢矿化期两个阶段。不同腐解阶段DOM的生物降解特性有较大差异。随着水稻秸秆腐解进行，DOM生物降解越弱，DOC越稳定，41天DOC矿化率表现为180天DOM7天DOM。 （2）DOM生物降解过程中pH的变化随着DOM成分的改变而改变。7dDOM溶液与180dDOM溶液初始pH值虽都呈偏弱碱性，但仍有较大差异，表明两者化学组成不同。另外，在整个降解过程中，7dDOM表现为先下降后上升并逐渐趋于稳定，180dDOM则表现为先上升后趋于稳定。 （3）DOM生物降解过程中E280值的变化表明，7dDOM在降解初期E280值较小，随着降解迅速升高，14天后趋于稳定，并与180dDOM E280值接近。而180dDOM在整个降解过程中变化不大。芳香性化合物含量的不同是导致DOM生物可降解性不同的重要原因。 有机质论文:土壤有机质测定中油浴温度和时间的优化研究 摘要 利用自动控温的恒温油浴锅，采用油浴加热重铬酸钾氧化-容量法测定土壤有机质，对最适油浴温度和时间进行研究，结果表明，油浴前油浴锅温度选定180 ℃，油浴时间选定4.5 min或5.0 min，得出的结果相对最为精确、误差最小。其他的温度与时间处理，其有机质测定结果均偏大或者谝小，而且超出允许误差范围，结果不准确。 关键词 土壤有机质；测定；油浴；温度；时间；条件优化 土壤有机质测定是采用油浴加热重铬酸钾氧化-容量法，将装有待测土样锅的试管插入铁丝笼中，再将铁丝笼沉入已在电炉上加热至185～190 ℃的油浴内，要求放入试管后温度下降至170～180 ℃，待试管中的溶液沸腾开始计时，并控制电炉温度，不使溶液剧烈沸腾，同时维持在170～180 ℃，5 min±0.5 min后将铁丝笼油浴锅中提出。2007―2009年间，霍山县农技推广中心土肥站实施测土配方项目，笔者参与了其中的化验工作，对所有样品的有机质的含量进行化验。此次化验与以往相比，设备上有较大的变化，以自动控制温度的恒温油浴锅代替电炉加热、用温度计观测温度变化的油浴锅，因此温度变化通过油浴锅上面的温度表自动显示[1-2]。由于设备发生变化，需要对上述方法中铁丝笼沉入油浴锅前油浴锅内的温度是否合适、能否在试管中溶液沸腾之前降至170～180 ℃，以及油浴过程维持的最合适时间等问题进行研究。因此，找出最佳温度和时间是有机质测定过程中最重要的环节，直接影响到最后结果的精确性和准确性[3-4]。 1 材料与方法 1.1 试验材料 供试土样：标准控制土样，有机质测试值为（12.3±0.6） g/kg。主要试验设备：恒温油浴锅，（18～25） mm×200 mm的硬质试管、铁丝笼、滴定管、三角瓶、烧杯。试验试剂：0.4 mol/L重铬酸钾-硫酸溶液，0.2 mol/L重铬酸钾标准溶液，0.2 mol/L硫酸亚铁溶液，邻菲啉指示剂。 1.2 试验设计 采用油浴加热重铬酸钾氧化-容量法测定土样的有机质含量。油浴前油锅最高温度分别选定3个起始温度处理，分别为185、180、175 ℃；维持油浴时间分别选定4个处理，分别为4.5、5.0、5.5 min，每个温度点对应1个时间点作为1个试验设计，每个处理设5个平行，3次重复。 2 结果与分析 不同油浴前油锅温度和油浴维持时间处理下，土壤样本的有机质含量测试结果如表1所示。通过测试结果可以看出，当油浴前油浴锅温度选定为185 ℃时，油浴时间4.5～5.5 min的各处理其土壤有机质测定结果普遍偏高，而且超出允许误差范围，结果不准确。当油浴前油浴锅温度选定为180°，油浴时间选定为4.5、5.0 min时，测试结果最接近标准值，在允许误差范围内，结果最可信；油浴时间选定为5.5 min时，其结果也偏高，而且超出允许误差范围。当油浴前油浴锅温度选定175 ℃，其结果则普遍偏低，接近允许误差临界值，结果不可靠。 3 结论与讨论 试验结果表明，用自动控温的恒温油浴锅进行有机质的测定时，当油浴前油浴锅温度选定180 ℃，油浴时间选定4.5 min或5.0 min，得出的结果相对最为精确、误差最小。其他的温度与时间处理，其有机质测定结果均偏大或者偏小，而且超出允许误差范围，结果不准确。因此，控制好油浴的时间和温度十分重要[5-6]。此外，在175～185 ℃、4.5～5.5 min范围内是否有更加合适的温度和时间点，有待进一步试验论证。 有机质论文:重庆市简易生活垃圾场生活垃圾有机质与填埋年限关系研究 摘 要：生活垃圾主要成分决定了污染性质，垃圾中有机质的分解将产生硫化氢及氨等臭气，分解形成的高浓度有机废水对水环境影响巨大，因此垃圾中有机质含量决定了生活垃圾污染程度。文章通过对重庆市简易生活垃圾场的监测报告分析，研究重庆市简易填埋场有机质含量与填埋年限的大致对应关系。 关键词：简易填埋场；有机质；填埋年限 1 总述 本次研究主要选取重庆地区3座大型生活垃圾简易堆放场（沙坪坝区凉风垭垃圾场（170万m3，现目前已封场）、九龙坡区兴隆垃圾场（80万m3，已采取封场措施）、巴南区祺龙垃圾场（220万m3，已采取封场措施）垃圾有机质监测数据对重庆市生活垃圾堆放场降解规律进行分析，最终得到各堆放场填埋时间与有机质含量等相关特征值。 1.1 影响垃圾有机质降解速率因素 影响垃圾有机质降解速率因素包括：（1）气候条件；（2）垃圾含水；（3）温度。 1.2 研究地区选择 由于全国各地区降水、温度、垃圾组分存在一定的差异，生活垃圾有机质降解的外部条件不一，使得各地生活垃圾降解速率存在差异，本研究利用监测数据来自重庆地区，因此，研究结论可从一定程度上反映重庆地区以及与重庆地区气候条件类似地区的生活垃圾降解规律。 2 监测数据分析 2.1 凉风垭垃圾堆放场 2.1.1 堆放场概况 凉风垭垃圾堆放场占地面积约45000m2，总堆放量约170万m3。垃圾场于1988年4月投入使用，2002年停用。 2.1.2 监测结果 监测时间：2010年9月。 有机质监测：共设两个采样点，取样点均位于垃圾表层，属于距现在时间较近的垃圾，垃圾中有机质含量分别为24.7%与20.3%，按平均有机质表示垃圾体有机质含量为22.5%。 2.1.3 有机质含量衰减分析 凉风垭垃圾场从1988年开始使用，到采样监测时最短填埋时间为8年（即2002年停用后到2010年监测），由于监测采样为表层较新垃圾，降解时间在8年左右，重庆市新鲜垃圾有机质含量通常在40%左右，通过8年降解后，有机质降至约22.5%左右；按照有机物随时间降解公式①，可推算出从2002年封场后到2024年垃圾中有机质随着时间变化与垃圾降解关系。见表1所示。 2.3 祺龙垃圾堆放场 2.3.1 堆放场概况 重庆市祺龙村垃圾堆放场地处巴南区七公里半。该场于1986年开始使用，2000年停用，由开始300吨/日的入场量增至2000年的1200吨/日，占地面积约33000m2，总填埋量220万t。 2.3.2 监测结果 监测时间：2010年2月。 监测点：共设置21个监测井。 采样深度：表层8m以下。 2.4 垃圾填埋时间与有机质降解分析 凉风垭垃圾堆放场采样深度在3m以内，为表层垃圾样品，降解速率可大致反应表层垃圾的降解规律。典型规律见表4。 兴隆垃圾场采样深度主要为3m、6m、9m、12m、15m、20m几个层位，反应了兴隆垃圾场垃圾填埋不同深度上的一个有机质衰减规律，ZK1、ZK2、ZK3、ZK5几个钻孔3m处有机质（分别为13.0%、18.1%、15.4%、17.5%）属于一个数值区间，填埋年限差异也不大（分别为12年、10年、8年、16年），有机质的变化规律基本跟凉风垭垃圾场表层垃圾有机质变化规律（表4）一致。 祺龙垃圾堆放场监测点位于1990年前填埋区域，样品填埋年限推测20年，监测结果显示有机质含量为3.08～11.1%，平均有机质约7.11%，仅14.2%的样品有机质低于5%，可以推测出祺龙垃圾堆放场垃圾有机质要降解至5%以下还需经过3～5年时间，填埋深度超过8m时垃圾有机质变化规律也适合表4所示规律，即填埋年限大于25年时，垃圾有机质可能降至5%以下，垃圾填埋年限在20～25年时，垃圾有机质可能在5～10%之间。 兴隆垃圾堆放场采有深层垃圾有机样（8m深以上），推测填埋年限在10～20年的钻孔分别为ZK1（填埋12年，9m处有机质监测值为2.9%）、ZK2（填埋10年，9m处有机质监测值为11.5%）、ZK6（填埋11年，9m处有机质监测值为40.7%）、ZK8（填埋20年，9m处有机质监测值为4.43%），典型生活垃圾经过25～30年降解，通常有机质含量约5%左右，再继续降解难得很大，ZK1孔有机质含量2.9%，局部有机质偏低，该数据无法反应有机质变化规律。ZK6垃圾经过11年降解，有机质含量约40.7%，接近新鲜垃圾有机质含量，偏差过大，不作为有机质变化规律分析数据；ZK8监测孔在3m、6m、9m深度有机质监测数据非常接近，与大部分监测孔埋深不同降解程度不同的典型规律有一定的出入，因此不作为有机质变化规律分析数据；因此，仅ZK2监测数据较符合垃圾降解典型规律，在9m处有机质监测值为11.5%，降解时间为10年，与表4中“填埋年限10～19年，垃圾有机质含量为10～20%基本吻合”。 综上所述，重庆地区简易生活垃圾堆放场垃圾降解时间与有机质变化规律基本符合表4所示。 2.5 建议 根据上述对垃圾有机质降解与填埋时间关系的分析，提出如下建议：（1）重庆地区简易生活垃圾堆放场有机质含量可参照本规律研究结论进行推算。（2）与重庆地区气候条件及垃圾组分类似的地区可参照本研究结论选取参数。（3）由于尚未建立垃圾有机质降解与气候条件之间的模型关系，因此，研究结论不适用与重庆地区气候条件差异较大的区域。 3 结束语 重庆市简易生活垃圾堆放场的分布广泛，影响范围大，堆放场的治理迫切且必要；生活垃圾有机质降解与填埋年限规律研究对简易生活垃圾堆放场治理措施初步判断提供了依据，提高了工作效率，为重庆市简易生活垃圾堆放场的治理的实施提供了有力保障。 有机质论文:提高风沙地土壤有机质的措施 阜新市地处辽西风沙带，土层薄、有机质含量低、结构松散，孔隙度大、保水保肥能力差，作物单产较低，严重制约了农业现代化的发展。调查表明，土壤有机质的含量与土壤肥力水平成正相关的关系，土壤有机质的含量越高，土壤肥力越高。土壤的固体物质中，除土壤矿物质以外，最重的组成部分就是有机质，是土壤肥力主要的物质基础之一。因此，在农业生产过程中，因地制宜采取多种措施提高土壤有机质含量，是实现作物高产、优质、高效的前提。 一、土壤有机质对土壤肥力的作用 1.土壤有机质是土壤养分的主要来源 有机质中含有作物生长所需的各种养分，可以直接或间接地为作物生长提供氮、磷、钾、钙、镁、硫和各种微量元素。特别是土壤中的氮素95%以上是以有机状态存在。土壤矿物质一般不含氮素，除施入的氮肥外，土壤氮素的主要来源就是有机质分解后提供的。土壤有机质分解所产生的二氧化碳，可以供给绿色植物进行光合作用。此外，有机质也是土壤中磷、硫、钙、镁以及微量元素的重要来源。 2.促进作物的生长发育 土壤有机质中的胡敏酸，具有芳香族的多元酚官能团，可以加强植物呼吸过程，提高细胞膜的渗透性，促进养分迅速进入植物体。胡敏酸的钠盐对植物根系生长具有促进作用。土壤有机质中还含有维生素B1、B2、吡醇酸和烟碱酸、激素、异生长素（β-吲哚乙酸）、抗生素（链霉素、青霉素）等对植物的生长起促进作用，并能增强植物抗性。 3.改善土壤物理性质和土壤结构 有机质中的腐殖质是土壤团聚体的主要胶结剂，土壤有机胶体是形成水稳性团粒结构不可缺少的胶结物质，所以有助于黏性土形成良好的结构，从而改变了土壤孔隙状况和水、气比例，创造适宜的土壤松紧度。土壤有机质的黏性远远小于黏粒的黏性，它既能降低黏性土壤的黏性，减少耕作阻力，提高耕作质量，又可提高砂土的团聚性，改善其过分松散的状态。 4.提高土壤的保肥能力和缓冲性能 土壤有机质中的有机胶体，带有大量负电荷，具有强大的吸附能力，能吸附大量的阳离子和水分，其阳离子交换量和吸水率比黏粒要大几倍、甚至几十倍，所以它能提高土壤保肥蓄水的能力，同时也能提高土壤对酸碱的缓冲性。 5.促进土壤微生物的活动 土壤有机质供应土壤微生物所需的能量和养分，有利于微生物活动。 6.提高土壤温度 有机质颜色较暗，一般是棕色到黑褐色，吸热能力强，可以提高地温，满足作物根系生长发育的需要。 7.提高土壤养分性 有机质中腐殖质具有络合作用，有助于消除土壤的污染。对低产田来说，通过增加有机质含量可以培肥土壤，提高地力水平。对高产田来说，由于有机质不断分解，也需要不断补充有机质。腐殖质能和磷、铁、铝离子形成络合物或螯合物，避免难溶性磷酸盐的沉淀，提高有效养分的数量。 二、增加土壤有机质的五项措施 1.增施有机肥 有机肥是很好的土壤改良剂，它既能熟化土壤，保持土壤的良好结构，又能增强土壤的保肥供肥能力，不断供给作物生长需要的养分，为作物生长创造良好的土壤条件。有机肥料来源广泛，种类包括堆肥、沤肥、饼肥、人畜粪肥、河泥等，其中常见的羊粪中有机质含量为2.5%～4.0%。每年亩施羊粪5000公斤，连施3年土壤有机质含量可由0.6%～0.7%增加至1.0%～1.1%，效果显著。风沙土连年施用有机肥并合理经济施用化肥，不仅可以改善土壤物理性质，而且还能培肥土壤，提升土壤有机质含量。 2.实施秸秆还田 推广以小麦、玉米等秸秆还田以及喷施腐化剂技术，既能有效地利用资源，又能改善土壤结构，增强土壤保肥供肥性能，节约化肥投入，降低生产成本。作物秸秆主要成分是纤维素、半纤维素、蛋白质和糖等，这些物质经过发酵、分解，转化为土壤有机质。如将玉米秸秆的1/2还田后，土壤有机质含量由0.6%增加至1.0%，效果显著。作物从土壤中吸收大量营养元素、氮、磷、钾等矿物质元素，可通过施肥得到补充，而有机质很难通过化学方法速补，因此秸秆还田是提升有机质的重要举措。 3.实行轮作养地 近年来，农作物复种指数越来越高，致使许多土壤有机质含量降低，肥力下降。实行轮、间作制度，调整种植结构，做到用地与养地相结合，不仅保持和提高土壤有机质含量，而且改善农产品品质，促进农业可持续发展。如选用适宜阜新风沙地区的草木犀绿肥进行粮――草――粮3年轮作，绿肥当年秋天进行翻压，可为土壤提供丰富的有机质和氮素，土壤有机质含量由0.6%增加至1.1%，作物产量增加15%。 4.铺施草炭 辽西风沙地区草炭资源极为丰富，草炭是半腐熟的植物残体，含有大量的腐殖质，蓄水保肥能力很强，是改良风沙土的极好肥料。试验证明，风沙地每亩铺施草炭10000公斤，1～2年后土壤理化性质有明显改善，土壤含砂量下降，有机质含量由0.6%增加至1.1%，效果显著。 5.开展测土配方施肥 测土配方施肥是以土壤养分测试和肥料田间试验为基础，根据作物需肥规律、土壤供肥性能和肥料效应，在合理施用有机肥的基础上，提出氮、磷、钾及中、微量元素的施用数量、施肥时期和施肥方法。它能满足作物均衡吸收各种养分，达到有机与无机养分平衡，减少养分流失和环境污染，大幅度提高作物产量。 作者简介 李艳武（1975.11-），女，农艺师，从事农业技术推广工作。

公路工程沥青施工篇1 1引言 在公路工程沥青路面施工中，其原材料不仅包含基础沥青，还包含碎石材料，通过摊铺、碾压及其他施工方式形成路面结构体系。为保障该路面结构的高温稳定性、低温抗裂性、水稳性以及耐疲劳性，需要对施工全过程开展试验检测工作。在此过程中，要选择科学合理的检测技术，以便掌握公路工程沥青路面的施工情况，及时发现问题，采取针对性的措施解决问题，为公路工程后期的运行奠定基础。 2公路工程沥青路面质量要求 2.1水稳性 在沥青路面运行过程中，水侵害问题一直以来都是其常见病害之一，导致沥青路面出现坑槽、剥离以及松散等问题，进而促使沥青材料间的黏结力降低，使路面剥离速度加快，出现水毁。基于此，水稳性是决定沥青路面是否能稳定运行的重要标准，决定路面的耐用性[1]。 2.2耐疲劳性 沥青路面在受到车辆荷载的持续作用后，自身应力会始终处于变化状态，路面在受到持续作用后的抗破坏能力便是耐疲劳性。当荷载作用次数到达一定程度后，沥青路面受到的应力会超出自身抗破坏力，进而导致开裂现象，影响行车舒适性及安全性。 2.3高温稳定性 高温稳定性指代的是沥青路面抗流动变形的特性。因为沥青面层在使用过程中的强度与刚度会随着温度的升高而弱化，受到行车荷载后容易发生病害，如波浪、车辙以及推移等，从而影响工程运行质量，因此，提高沥青路面的高温稳定性十分必要[2]。 2.4低温抗裂性 沥青面层在低温环境下的抗裂能力被称为低温抗裂性。环境温度的降低会导致沥青劲度不断增加，再加上外界车辆的载荷作用，一旦沥青面层内部应力无法释放，最终会导致应力超过沥青路面材料的抗拉强度，使沥青路面出现裂缝，直接破坏路面，为公路工程的可靠性与安全性埋下隐患。 3公路工程沥青路面现场试验检测内容与技术 3.1施工前及施工中检测 3.1.1集料检测技术 有关集料的检测内容有粗集料试验、细集料试验以及矿粉试验等。不同检测内容应用的技术有所不同，具体内容包括：1）粗集料试验，常见的试验有：筛分试验、含水率试验、针片状颗粒含量试验、压碎值试验等。2）细集料试验，常见的试验有：含泥量试验、砂当量试验、压碎指标试验等[3]。3）矿粉试验，常见的试验有密度试验、亲水系数试验、塑性指数试验等。 3.1.2沥青性能检测 为提高沥青性能，保障沥青与石料之间的高黏结关系，延长沥青路面使用寿命。需要对沥青开展试验检测，从其密度、黏附性入手。本文主要从沥青延度入手进行探究。在探究沥青延度时需应用延度仪设备，制作的试件在室温中冷却1.5h，刮刀处理后将试模连同底板放入规定试验温度的水槽中保温1.5h，再放入延度仪的水槽中，水面距试件表面应不小于25mm，在检测过程中需要对水温进行控制，并且保障水面无任何晃动情况，设备保持高稳定性。试验结果要多次测量与收集，单次检测结果不具有代表性，更不能为相关决策提供依据[4]。 3.1.3混合料检测技术 混合料检测指代的是对沥青路面原材料混合处理之后的状态检测。在沥青路面施工活动中，材料普遍为混合料，并且对混合料的抗剥落能力、抗车辙能力都有明确要求。1）马歇尔试验马歇尔试验作为沥青混合料的常见检测技术，能够辅助工作人员有序开展混合料配合比设计，严格把控沥青路面的施工质量。在试验准备阶段，首先，工作人员要结合沥青路面的施工实况制备混合料试件，常见的制备方法有击实法、轮碾法。需注意的是，混合料试件的成型指标会影响马歇尔性能检测结果，尤其是对孔隙率的影响相对较大。因此，在试件制备完成后，需对其高度进行测定，不满足高度要求的试件一律废弃处理[5]。若试件还未完全冷却就直接脱模，也会影响试件质量。完成试件制备工作后，需要将其放置在恒温水槽中保温，然后置于马歇尔试验仪上进行试验。2）车辙试验法车辙试验法有横断面尺法、基准尺测试方法、激光车辙仪测试方法。以激光车辙仪测试方法为例，该方法是在车辙横向位置设置红外线传感器，对车辙的坑洼程度进行连续监测。目前已广泛应用于道路工程车辙检验中。工作人员进行检测时，需要对压轮轴的压强进行测定，确保相关数值处于正常范围。之后，在高温环境下要保障压轮轴始终处于固定线路，以此明确沥青面层的稳定性[6]。此方法适用于测定沥青混合料的高温抗车辙能力，供沥青混合料配合比设计时的高温稳定性检验使用，也可用于现场沥青混合料的高温稳定性检验。 3.1.4沥青路面厚度检测 常见的沥青路面厚度检测方法有挖坑法、钻芯法、雷达法。公路工程沥青面层厚度通常为8~30cm，基层厚度范围为20~40cm。以雷达检测为例，该方法具有分辨率高、中心频率大的特点，但是探测深度较浅，属于浅部施工技术。在检测过程中，以脉冲形式为主向沥青面层发射电磁波，电磁波在同一介质中传播时会按照相应速度进行传播，但遇到不同介质将会发生折射现象[7]。以此对沥青厚度进行准确探测。 3.2施工后检测 3.2.1路面平整度检测 有关沥青面层平整度检测手段较多，如三米直尺法、连续式平整度仪法、激光平整度仪以及车载式颠簸累积仪法。1）三米直尺法在应用直尺法对路面平整度进行检测时，需明确测量方向，目测直尺底面与沥青面层之间距离，确定最大间隙位置。随后运用塞尺测量最大间隙距离，准确至0.5mm，以三米直尺与路面的最大间隙为测试结果。2）连续式平整度仪一般情况下，连续式平整度仪的标准长度为3m，测定间距为10cm，计算区间为100m，每隔100m输出一次结果。在测量过程中，要明确测量区间，将该设备置于路面起点，牵引设备后部沿着测量区间纵向行驶，横向位置要始终保持稳定。保障连续式平整度仪工作正常。需注意的是，该设备应匀速前进，速度以5km/h最佳，最大不超过12km/h。在测量过程中，需要每隔10cm测记位移值，每100m测量区间内的平整度标准差，区间平整度用式（1）计算:式中，σi为区间平整度计算值，mm；di为以100m作为一个区间，每隔一定距离采集的路面凹凸偏差位移值，mm；N为计算区间中用于计算标准差的测试数据个数，个。3）激光平整度仪激光平整度仪通常应用于无泥浆、无冰雪以及无严重车辙坑槽的沥青路面平整度测试上。激光平整度仪采集的数据是路面相对高程值，应以100m为计算区间长度用国际平整度指数（IRI）的标准计算程序计算IRI值，以m/km计，保留2位小数。 3.2.2抗滑性能检测 针对沥青路面抗滑性能检测工作，检测内容主要是车胎在制动情况下与面层产生的摩擦力度。抗滑性能的好坏直接影响着车辆能否安全行驶。1）横向力系数测试法因公路工程中横坡与路拱的存在，车辆在运行过程中不同轮胎的制动力有所不同。车轮在运行过程中极有可能存在横向侧倾现象，若要对车辆实际行驶状态进行测量，需测定其横向侧移阻力，进而得出沥青路面摩擦系数。根据实际应用情况来看，该方法不仅能测量路面横向力系数，还能反映其侧向摩擦系数，并且测试点位多，具有测量效率高的特点。2）制动距离法制动距离法，是指在已知车辆质量的情况下，测量其在湿润路面的制动距离，以此计算路面摩擦系数。但是根据实际应用情况来看，由于难以保障车辆完全制动，并且受环境影响因素较大，因此，该方法的应用具有一定的局限性。并且在高速状态下紧急制动安全性不高，因此，该方法并未被广泛推广。3）能量损失法该测量方法是一种基于能量守恒定律的抗滑性能测试方法，主要代表有摆式面层系数测定仪，通过明确摆锤末端橡胶皮克服摩擦力所做的功，反映沥青路面的抗滑性能。相较于其他方法，能量损失法具有成本低、操作简单的特点，但该方法受主观因素影响较大，因此，在测量精度方面还有待提高。 3.2.3路面弯沉检测 1）贝克曼梁弯沉试验此方法适用于测试路基及沥青路面的回弹弯沉，以便评价其承载能力。其原理是路基或路面在荷载作用下会产生垂直变形，卸载后能够恢复的变形数值便是路面的回弹弯沉结果。在试验过程中，当沥青面层厚度大于50mm时，回弹弯沉值应根据沥青面层平均温度进行温度修正，如果路面平均温度为（20±2）℃时，可以不进行修正。在试验过程中，要检查标准车制动性能以及轮胎气压是否符合要求，查看其是否符合规定轴重，车辆在行驶过程中要注意轴重不能发生任何变化。随后做好标记，将弯沉仪插入汽车后轮之间的缝隙，与汽车行驶方向一致，梁臂不能碰到轮胎。安放百分表于弯沉仪测定杆顶面上，随着车辆缓缓前进，百分表数值会发生变化。当表针转动到最大后，表针将会回转。读取最大数值与回转后的数值，而后进行计算，掌握路面弯沉值[8]。2）落锤式弯沉仪与贝克曼梁弯沉试验有所不同的是，贝克曼梁弯沉试验属于静态弯沉，但落锤式弯沉仪测量，能够模拟汽车行车荷载，对道路弯沉情况进行测量，由计算机完成弯沉数据采集工作，具有速度快与精度高的特点。因此，经常使用落锤式弯沉仪开展动态弯沉测定工作，同时也将其用于回弹模量的测量。结合当前弯沉测量情况来看，落锤式弯沉仪通常情况下有内置式与拖车式两种类型，内置式具有灵活轻便的特点，拖车式具有便于维修存放的特点。施工单位需结合实况选择合适的测量仪器，以便有效掌握动态荷载下的弯沉现象，为提高测量结果奠定基础。 4结语 综上所述，公路工程沥青路面要具有水稳性、耐疲劳性，高温稳定性以及低温抗裂性等特性。基于此，开展试验检测工作十分必要，从施工前、施工中、施工后入手，采取科学合理的检测手段，明确沥青面层抗滑性能、路面平整度，为保障公路工程施工质量奠定坚实基础。 作者:张冬梅 单位:商丘市智能交通建设监理有限公司 公路工程沥青施工篇2 如今，沥青路面凭借其良好的性能和施工便捷性已经得到广泛应用。而为了保证其施工质量，有必要结合工程实际情况，探究其施工技术与质量控制要点及策略。 1工程概况 某公路工程的总施工长度约1292m，其路面采用沥青路面，总摊铺长度约1156m，公路的横断面组成为:人行道宽6．5m+绿化带宽4．0m+车行道，宽15m+绿化带，宽4．0m+人行道，宽6．5m。路面结构层次为:AC－13I细粒式沥青混凝土，层厚4cm+AC－25I粗粒式沥青混凝土，层厚7cm+沥青下封层，层厚1cm+二灰碎石层，层厚30cm+石灰土层(10%)，层厚20cm。 2下封层施工 (1)按照验收规范严格验收路面基层，当发现与设计要求不符的地段，应立即按照要求处理，然后将基层表面清理干净，为之后的下封层施工奠定良好基础。(2)下封层作业前召开技术交底专题会，明确人员岗位职责，使责任真正落到个人身上，并帮助作业人员明确自己承担的责任及负责的具体工作。(3)在汽车式洒布机的支持下逐步完成下封层的施工。 3拌和料拌和与质量控制 拌和料要用间歇式的拌和机来搅拌，开拌前，使集料预热，温度要维持在175～190℃，之后由热料提升斗把热料放到振动筛内，由振动筛各类筛网来筛分，再储存到相应热料仓内，这些筛网有以下几种规格:33．5、19、13．2和5mm。沥青掺加前也要预热，温度要维持在160～170℃［1］。预热后的集料与沥青以及矿料具体用多少主要和生产配合比有关，拌和期间最后再掺加矿粉，经搅拌促使拌和料完全均匀，沥青均匀的裹覆于粒料表面。搅拌持续时间要采用试验的方法进行确定，在拌和料出厂后，它的温度要维持在155～170℃［2］。 4混合料运输与质量控制 (1)将拌和完成的混合料从拌和楼中装载到运料车的过程中，每次卸完一斗料都要对运料车进行一次小幅的移动，这样做的目的是避免混合料中的粗细集料发生离析。(2)运料车的具体运量应比混合料生产及现场的摊铺能力均有一定富余，运料车进入现场后，将其停在与摊铺机相距30cm的前方，注意整个过程都不能和摊铺机之间发生碰撞。准备开始卸料时，运料车的驾驶员需将车辆档位挂在空挡，由摊铺机顶推作用持续前进。(3)拌和料要以最快速度运达，但期间要确保安全，进场后拌和料的温度要维持在145～165℃［3］。现场的质检人员或监理工程师还需要对混合料实施质量检查，倘若拌和料的料温或者是质量不能和要求相符，则一律禁止摊铺。 5混合料摊铺与质量控制 (1)拌和料摊铺需安排2台摊铺机执行，运行速度维持在2～4km/h。在摊铺下面层的过程中，需通过拉钢丝绳实现标高与平整度的控制，而摊铺下面层拌和料期间，需借助平衡梁使摊铺层厚及平整度达到要求。摊铺操作中，速度必须恒定，松铺系数采用试验方法选定。正常状况下开展摊铺作业时，料温需维持在140～160℃［4］。(2)摊铺时，运料车的驾驶员和摊铺机工人要加强配合，严防碰撞的发生，否则将引起偏位，而且还会导致大量拌和料撒到路面。拌和料供应要连续，如果混合料断供，则注意不可将摊铺机中的混合料全部用完，使料斗中仍然有一定数量的存料，避免送料板直接外露。若由于机械故障导致料斗中混合料结块，则要重新摊铺开始后将其铲除干净。摊铺机的操作人员应对摊铺边线进行严格控制，并做好熨平板的调整。现场检测人员要对混合料松铺厚度进行经常性的检查，每5m设置一个断面，并在每个断面上随机抽取3点进行检查，做好记录，并及时将信息反馈给摊铺机的操作人员。另外，还要按照50m的间距进行横坡检查，以确定摊铺后的平整度能否达到要求。(3)摊铺施工中施工人员应密切关注摊铺动向，如果发现横断面不满足要求或构造物的接头处存在缺料等情况，都应采用人工进行找补，由现场的工人来修补时，不能踩踏热料表面执行各类操作。当天施工完成后，都要做好成品保护，不可使用以柴油为燃料的清洗机械，以免漏油给路面造成污染。在摊铺机正式开始收料之前，需在料斗中均匀涂抹一层隔离剂，以此防止料斗的内壁和混合料发生粘结，同时还要在摊铺机的下方垫上一层塑料布，用于避免对路面造成污染。 6混合料碾压与质量控制 (1)混合料的碾压需选择适宜的压路机类型并通过适当组合来进行，使碾压达到理想成果。压路机配备数量要根据场地等情况选定。(2)混合料碾压主要分为三个阶段，第一阶段为初压，第二阶段为复压，第三阶段为终压。(3)初压需在摊铺完成后拌和料温度尚高时开始，期间严防推移及拉裂状况，碾压温度取决于拌和料内添加的沥青的稠度与所用压路机种类，需在之前的试验性摊铺与碾压施工中确定具体参数;碾压方向为以外侧为起点循序向内，为防止漏压，需采取叠压措施，重叠宽度一般为压路机轮宽度的30%，最后再路中心部位实施碾压，将这个路幅碾压完成后视为碾压完1遍［5］。如果路边缘处存在支档结构，如挡板或路缘石，则要紧挨着支档结构进行碾压。而如果没有支档结构，则可使用耙子先堆高混合料，再用压路机外侧轮进行碾压。碾压操作中，驱动轮要和摊铺机对准，行驶路线在开始碾压前就应该确定，施工中不能随意改动，一切不规范的操作都有可能引起推移等异常现象。(4)初压达到终止条件后即刻复压，复压的机具在没有特殊要求时为轮胎式压路机，碾压重复的遍数采用试验的方法来选定，一般不少于4～6遍，以混合料达到密实状态且没有显著轮迹为合格标准。(5)复压达到终止条件后即刻终压，终压的机具在没有特殊要求时为双钢轮压路机，碾压重复的遍数采用试验的方法来选定，一般不少于2遍，直到将路面上由于之前碾压留下的轮迹完全消除掉。(6)为防止碾压时混合料和压路机轮发生粘结，可以在施工开始前向压路机轮均匀洒水，但要注意洒水量不可过大，以免影响混合料的正常成型。压路机不可在还没有碾压完成的路段进行转向、调头与停车。若振动压路机必须在成型的路面上通过，则要提前将振动装置关闭。在压路机难以到达的部位，可由人工借助振动夯板将摊铺完成的混合料压实。 7结语 综上所述，沥青路面作为当前最常用的公路路面形式，其施工技术已经十分成熟。当前该工程的沥青路面施工已经完成，包含平整度、宽度、厚度、压实度等在内的各项指标都可以达到要求，验证了上述施工方法及质量控制的可行性、合理性及有效性，值得其它公路工程的沥青路面施工参考应用。 作者:马晋奎 单位:山西长晋高速公路有限责任公司 公路工程沥青施工篇3 1公路工程沥青路面施工现场试验检测目的 在公路项目施工作业中，沥青路面的质量十分关键，只有对现场实行试验检测，方可及时发现施工环节中潜在的问题，同时采取有效措施加以补救。另外，对沥青路面进行试验检测，还可以显著提升公路工程的总体安全性，减少因为质量缺陷而引起的意外事故，让人们的交通出行安全更有保障，因此必须做好沥青路面施工试验检测工作。 2热拌沥青混合料施工温度测试要点 2.1在运料卡车上测试施工温度 （1）混合料出厂温度或运送到施工现场的温度需要在运料卡车上进行测试，而且应每辆车辆进行一次测试。若运料卡车侧部有专门的温度测试孔（和底板之间的高度差值在300mm左右），则将插入式温度计直接放入测试孔中进行温度测量[1]。若运料卡车没有专门的温度测试孔，则可在运料车的混合料堆上方的侧向使用插入式温度计进行测量。其中，在拌和厂中测得的温度值即为混合料的出厂温度，而在将其运送到现场以后，测得的便是现场温度[2]。（2）在进行温度测试时，温度计的插入深度不得低于150mm，而且要直至温度计上的数值不再持续上升方可进行温度值的读取与记录，注意要将精度控制在1℃。 2.2在摊铺现场测试施工温度 （1）混合料摊铺温度需要在摊铺机的一侧拨料器前方混合料堆中进行测试。将温度计插入测试部位至料堆表面以下至少150mm，并且要跟着往前移动，若料堆向前滚动，则要将温度计拔出后再次插入，观察温度值的变化，直到其不再上升，便可进行温度值的读取和记录，将精度控制在1℃[3]。（2）在摊铺作业中，运输车辆向摊铺机进行卸料时，可使用红外摄像仪来检测整个料车内的温度场，通过温度场图片进行数据的记录，并且要将最高、最低温度登记下来，计算出最大温度差值，精确至1℃。 2.3在碾压现场测试压实温度 结合实际需求，随机选取初压开始、复压或终压成形等阶段的测点，对碾压施工中的混合料温度进行准确测量。（1）插入式温度计法。把插入式温度计插进公路路面沥青混合料压实层一半的深度位置，再将温度计周边受到扰动的混合料压实整平，观察温度计测量值的变化，到不再持续上升为止，将温度值读取记录下来，精度为1℃。在温度计读数结束之后，需要立刻将其拔出，然后插入下一测点的混合料内[4]。（2）非插入式温度计红外温度计法。使用非插入式温度计红外温度计对沥青路面的表面温度进行测试，这时测得的温度通常作为施工单位自行检查或施工作业的质量控制参考依据。在进行温度测量时，应直接对混合料表面连续进行至少3次测量，直到最后3次测得的温度差值不超过1℃时，将最后一次测得的温度记录下来，而且需要精确至1℃。（3）红外摄像仪法。使用红外摄像仪测量整个施工区域的表面温度，这时测得的温度主要是作为施工过程控制参考依据。在进行测试时，将红外摄影仪对准测试区域，通过摄像加以保存，通过温度场图片的形式将测量结果保存下来，并且要将最高、最低温度记录下来，并分析计算出最高温度差，精确度要控制在1℃[5]。 3沥青路面施工检测技术 3.1平整性检测技术 在沥青路面施工建设过程中，为了充分保证路面质量，应对路面平整性进行准确、全面的检测，较为常用的有下述几种检测技术。（1）3m直尺测试。①确定测试方法。需要采取单尺方法进行检测，并且检测部位需要设置在接缝部位。②选取测试位置。除了特别要求，需要将行车道一侧车轮痕迹（距离车道线0.8～1m）作为连续测试位置。若待测路面已经形成车辙，则要选取车辙中间部位作为检测位置。③清理路面检测而部位的碎石、杂物等。④把3m直尺沿着公路纵向放置在检测位置的路面上。⑤以目测的方式观察3m直尺底部和公路路面之间的间隙状况，以此得出最大间隙部位[6]。⑥把具有高度表现的塞尺放入间隙内，对最大间隙高度进行测量，或者使用深度尺在最大间隙部位测量直尺中顶端和地面之间相隔的深度，将此深度减掉尺高，便得到测试点的最大间隙高度。（2）连续式平整度仪测试。①把连续式平整度仪放置在待测公路路面的起点位置，确保测定轮处于轮迹带范围内。②在牵引车辆的后方，把连续式平整度仪和牵引车辆进行稳固连接，根据相关规范要求进行各项操作。③启动牵引汽车，沿着公路纵向行进，横向位置需始终维持稳定。④检查确定连续式平整度仪处于正常运作状态。对于连续式平整度仪的牵引速率，需要控制在匀速状态，而且需要沿着车道方向行进，速度保持在5km/h左右最佳，最高不可大于20km/h。（3）车载式颠簸累积仪。①在进行正式测试之前，需要使测试车以预先确定好的测试速度前进5～10km，根据设定的预热时间对测试系统进行预热处理。②将测试车停止在测试起点前方300～500m的位置，然后开启平整度测试系统程序，根据待测公路的现场技术特征设置相关参数。③驾驶人员在进入测试路段之前，需要维持标定时的车辆行驶速度，沿着正常的行车轨迹进入测试路段。④当进入至测试路段后，测试人员需要开启系统的收集与记录程序，在测试期间，必须及时、正确地把被测路面的起始点、终止点，以及其他要求进行特殊标记的测点位置输入系统中。⑤在测试车辆驶离测试路段之后，测试人员需要立即停止数据收集与记录的工作，并将仪器各部分恢复到初始状态。⑥测试人员需要仔细核查数据文件，保证文件内容的完整性与合理性，否则要求进行二次测试。⑦断开测试系统电源，此时测试工作已全部结束[7]。 3.2渗水性检测技术 （1）把塑料圈放置在公路路面的测点之上，然后用粉笔分别沿着塑料圈的外围与内侧进画圈，其中内外环中间的部分便是需要使用密封材料加以封闭处理的区域。（2）使用密封材料对环状密封部位加以封闭处理，在此过程中不得让密封材料进入内圈，若密封材料不慎进入内圈，则必须使用刮刀将其完全刮掉。然后把其搓揉成直径约为拇指大小的条状密封材料堆积在环状密封区的中间位置，而且要堆码成一圈。（3）把套环放置在道路表面的测点上，套环中心要尽可能与圆环中心重叠，再稍微施加压力，把套环压在条状密封材料表面。采取相同的方式把渗水仪放入套环中，并将其对准，再用力把渗水仪压在套环上，然后放上配件，以免压力水从底座和路面中间渗出。（4）闭合开关与排气孔，往量筒内注入水，直至超过100mL的刻度值，再将开关与排气孔打开，让量筒内的水下流，使渗水仪底端空气排出。在量筒内水面降低速度放缓之后，用手轻轻按压渗水仪，让其底端气泡完全排出。当水从排气孔内顺畅排出时，需要将排气孔与开关闭合，再一次往量筒内注水，直至水面达到100mL的刻度位置。（5）开启开关，当水面降低到100mL刻度位置时，需要立刻使用秒表进行计时，在计时3min之后，记录水量，从而结束测试。若计时未到3min，水面已经降低到500mL，则需要立刻记录水面降低到500mL时所耗时间，从而结束测试。若开关开启后，3min内水面不能降低到500mL的刻度值，则要求使用秒表记录测试3min内的渗水量，从而结束测试[8]。（6）在测试期间，若水从底座和密封材料内渗出，则代表底座和路面之间的密封性较差，这时的试验结果不具有参考价值。闭合开关，使用密封材料进行封堵，再次按照上述（4）、（5）的步骤进行测试。若依旧有水渗漏出来，则需要在相同纵向位置沿着宽度方向就近选取位置，并在此依照（1）～（5）的步骤进行测试。（7）测试期间，若水从外环圈外部路面渗出，则可采取人工方式，利用密封材料对外环圈外侧5cm范围进行密封处理，并按照（4）、（5）的步骤进行测试。若密封范围内不再有水渗出，则可判定该测试结果具有参考价值。（8）根据（1）～（7）的步骤，对3处测点渗水系统进行仔细测试。 3.3压实度检测技术 （1）钻取芯样。①钻取沥青路面的芯样直径不得低于100mm，而且若一次钻孔得到的芯样含有各个层位的沥青混合料，则需要按照结构组合状况，使用切割机把芯样沿着每层结合面锯开，然后进行分层检测。②钻孔取样需要在沥青路面充分冷却之后开展。对于普通的沥青路面，一般是在第2天进行取样，而对于改性沥青或SMA路面，则需要在第3天之后再进行取样[9]。（2）测试试件密度。①在水内使用毛刷将钻取的试件轻柔地刷洗干净，洗净表面附着的粉尘。若试件的边角处存在浮松颗粒，则需要细致地将其清理干净。②晾干洗净后的试件，或者使用吹风将其吹干，直到重量恒定。③根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTGE20—2011）中的沥青混合料试件密度试验方法，测得试件密度。一般而言，可使用表干法测得试件毛体积相对密度。对于吸水率超过2%的试件，则需要采取蜡封法测得试件毛体积相对密度；对于吸水率不超过0.5%的特殊致密型沥青混合料，在进行检验检测时，可以使用水中重法对试件表观相对密度进行测试。④按照《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40—2004）中的有关规定，确定好标准密度。对于部分特别的路段，在进行压实度检测时，可采取核子密度检测仪对公路路面压实度进行检测，在使用该设备进行路面压实度检测工作前，应确保路面压实度质量和施工温度。只有当沥青施工温度小于检测标准时，才能使用核子密度仪测量路面的压实度，进而明确沥青路面压实度的具体参数值。 4结束语 总之，公路工程沥青路面施工现场试验检测属于一项十分关键的工作。由于沥青路面施工质量会直接影响公路路面质量，在具体施工作业中，应综合考虑沥青路面施工建设的实际状况，并根据路面施工的详细要求，选取适宜的试验检测技术，提升沥青路面施工水平，为人们提供更好的交通出行体验，促进公路事业的蓬勃发展。 参考文献 [1]黄新颜,沙爱民,邹晓龙,等.高模量沥青混合料的性能及适用场合[J].公路交通科技,2016,33(12):35-41. [2]关秀萍.公路工程沥青路面施工现场试验检测技术研究[J].青海交通科技,2020,32(3):116-118. [3]何永泰,李炜,雷俊安,等.不同温拌剂对沥青及混合料性能的影响研究[J].公路,2020,65(9):59-64. [4]马登成,马尉倘,吕春芬.沥青路面就地热再生施工工艺及质量控制[J].中外公路,2015,35(6):61-66. [5]董刚,刘义彬,郑南翔.沥青路面施工过程质量信息实时监控系统研究[J].公路交通科技,2015,32(11):27-32,40. [6]曹海宏.林拉公路沥青路面施工与质量控制研究[D].成都:西南交通大学,2017. [7]孙昌泉.缓释防冰沥青混合料制备及施工技术研究[D].西安:长安大学,2014. [8]武钰.公路工程沥青路面施工现场试验检测技术探析[J].公路交通科技(应用技术版),2019,15(9):52-53. [9]李世平.振动压路机压实度检测系统的应用研究[D].武汉:湖北工业大学,2018. 作者:刘小霞 单位:陕西交建公路工程试验检测有限公司

断裂力学论文:承压热冲击下压力容器断裂力学探索 摘要：按照有限元分析研究及热工水利系统程度，对承压热冲击下压力容器断裂力学进行分析研究，并且探索在不同瞬态下所具有的危险性能，了解压力容器脆性的改变。研究结果表明，压力容器表面裂纹及内壁裂纹深度较深的情况下，压力容器在实际应用过程中更容易出现裂纹问题。在相同条件之下，压力容器具有轴向裂纹时，出现裂纹的可能性要远远高于环向裂纹，严重情况下轴向裂纹甚至会贯穿整个压力容器内壁。 关键词：反应堆压力容器；承压热冲击；断裂力 学美国核管会所颁布的承压热冲击法规要求，主要内容分为两个方面，分别是10CFR50.61与R.GI.154技术，其中包含了保守因素，这样也就表示压水堆机组经济效益下的运行时间及延长寿命受到了一定限制。美国核管会在1999年之后，就以保守技术作为基础，对于承压热冲击进行了分析，在流程及模型等处理方法上进行了一定的调整。研究之后发现，承压热冲击主要承受的风险来自于回路管道及一回路阀卡上。在材料层面上，轴向裂纹是造成压力容器出现贯穿裂纹的主要原因，并且建议使用无延性转变温度作为鉴别主要方法。美国核管会在2010年颁布了新的承压热冲击法规。 1新承压热冲击法规的要求和压力容器贯穿概率分析方法 1.1新承压热冲击法规的要求 美国核管会在对承压热冲击评估的时候，应用的是美国现阶段还在应用的压水堆，因此美国核管会所推出的承压热冲击法规仅仅能够在2012年之后所生产的压水堆内应用。反应堆压力容器在设计制造过程中，是按照美国核管会在1998年或者是更早之前所制定的压力容器规划。这种设计并且制造的压水堆在评价过程中，也可以应用新承压热冲击法规。压水堆要是在2010年之后开始施工建设，并且是按照美国核管会所颁布的《ASME锅炉与压力容器规范》作为建设标准，对于压水堆进行设计制造，在对于这种压水堆评价过程中，只可以应用新承压热冲击法规进行评价。要是对压力容器评价所得到的时间超过鉴别原则，但是还是希望压力容器能够在电厂生产中应用，首先就应该将带区内所具有的中子注量进行降低，要是压力容器评价所得到的使用时间并没有超过鉴别原则，就需要在对压力容器安全分析过程中，进行全面详细分析，进而保证压力容器能够应用到规定的时间之内。在承压热冲击状态之下，压力容器出现贯穿概率大约为1×10-6。 1.2压力容器贯穿概率分析方法 压力容器贯穿概率计算流程与美国核管会所推荐的R.GI.154基本相同：首先，对压力容器贯穿热工序列进行划分，然后在使用拉丁超立方抽样方法将每一组内的频率进行统计出来，每一个小组内所包含的热工序列可能有几十个，也有可能高达上百个，在众多序列中只需要选择一个典型序列；其次，计算出通道在每一个时间段下的压力与温度等系数；再次，应用概率断裂力学进行分析研究，通过先进科学技术形成虚拟状态下的PVR，PVR之间使用不同参数标准进行随机组合，主要包含的内容为中子注量、裂纹尺寸等参数；最后，将之前所计算出来的热工参数导入到断裂力学内，这样就能够计算出某一组压力容器在瞬时状态下的贯穿概率。在对压力容器贯穿概率统计过程中，应用矩阵乘法将每一个小组瞬态贯穿概率相乘，选择每一个小组内压力容器贯穿概率的最大值，每一个小组贯穿概率最大值相加之后所得到的数值，也就是压水堆机组承压热冲击风险数值。小组对压水堆机组承压热冲击风险数值影响程度较低，并不需要进行详细的分析研究，但是承压热冲击数值还是会受到一组数值的影响，只需要对该组数值进行详细分析即可，从多种小组内选择出具有代表性的数据重新进行评价，最后保证承压热冲击数值不会在受到小组的改变。 2模型与载荷 2.1热工水力系统程度与有限元的模拟分析功能 热工水力系统程序在实际应用过程中，能够将压水堆核电厂内热工水力在某一个时间上面的瞬时状态模拟出来，所以热工水力系统程序能够应用到对于承压热冲击瞬时状态下热工响应研究上面，进而对于下降通道内部的压力及温度等等参数进行收集，了解到这个参数伴随着时间变化的规律。有限元模型在实际应用过程中主要是使用有限元分析软件，能够对于断裂力学进行详细的分析，同时还能够将断裂力学在线性及非线性状态下进行分析研究。有限元模拟在对断裂力学进行分析中，主要是通过弹性材料在裂纹上面所具有的奇异场应力强度因子判断依据，主要是通过三种开裂模式进行计算，分别是张开型、滑移型与撕裂性。 2.2压力容器模型 伴随着电厂运行时间与实际寿命较为接近，核反应堆芯带区材料所具有的断裂韧性会伴随着快中子的辐照逐渐下降，因此在过冷瞬时状态之下，核反应堆芯带区是受到影响最为严重的地区。所以，需要创建压力容器带区筒体的有限元模型。在回路压水堆压力容器内具有代表性的就是不锈钢，压力容器内部直径应该为4000mm，厚度大约在4mm。压力容器模型所具有的缺陷主要有六种，分别是半椭圆轴向表面裂纹、半椭圆环向表面裂纹、堆焊层下半椭圆轴向埋藏裂纹、堆焊层下半椭圆环向埋藏裂纹、椭圆面轴向深埋裂纹与椭圆面环向深埋裂纹，在这六种裂纹中，前四种裂纹深度大约为20mm，长度大约为80mm，后两种裂纹主要都位于压力容器基体低碳钢层内，裂纹的长度大约为40mm，裂纹的深度大约为20mm。在裂纹前缘的结构单元内，应用到的单元为SOLIDI186单元，裂纹前缘第一个单元与奇异单元之间通过节点连接，并且连接在奇异单元1/4的处，剩余的裂纹单元全部应用SOLID95单元。图1压力容器内节点图 2.3载荷 应用美国核管会最新颁布的承压热冲击法规，对某核电厂内的一回路建模，该核电厂在压力容器堆芯带区所使用的下降通道如图1所示，节点上面所应用的规划方法为二维划分法。核电厂在出现事故之前反应堆是在满功率状态之下运行，进入都系统内的信号全部都能够正常打开，压力容器的水纹为29.4℃，用大破口事故的方法，对冷管段及复压进行破口事故处理，然后再使用稳压器处理该事故。 3不同裂纹形式计算结果比较 在对承压热冲击风险重新进行评估时，美国核管会将热预应力效应归纳到了研究模型之中，表示压力容器在以下五种情况容易产生裂纹：开放性应力强度因子、材料静态断裂韧性最小值、断裂前端问题、K值与时间。将下降通道内的温度及压力有关参数全部都应用到有限元模型内，并且输入压力容器在边界上面的条件。有限元断裂力学模型在实际分析过程中，主要计算的是压力容器所具有的应力强度因子。对于压力容器内部应力及线弹性材料等原理进行叠加之后，在一个真实的应力情况下创建辅助性应力场，根据这两个应力场之间的重叠就能够计算机压力容器强度因子。有限元模型要是在尺寸及材料等方面的条件相同，压力容器表面裂纹应力强度因子所形成的裂纹深度越大，压力容器也就越容易出现裂纹。在承压热冲击损失状态之下，压力容器内部要是被注水进行冷却，所具有的裂纹深度也将更深，裂纹前缘在温度上面的梯度也就较大，所受到的热应力数值也就较高。要是模型尺寸及裂纹形式相同，埋藏较深的裂纹所具有的应力强度因子要远远小于埋藏较浅的裂纹所具有的应力强度因子，同时也小于在静态下断裂系数的最小值。主要是由于埋藏较深的裂纹所能够感受到的热应力数值较小，作用在裂纹上面的应力无法促使裂纹出现。 4结语 本文在对于承压热冲击下压力容器断裂力学分析研究中发现，裂纹离表面越近，就非常容易出现开裂的情况，但是埋藏较深的裂纹，在应力的作用之下，出现开裂可能性较低。模型尺寸及载荷数值相同的情况之下，环向裂纹要比轴向裂纹更加难以开裂。与此同时，压力容器出现大破口事故的危险要远远小于小破口事故的危险。 作者：陈思宇 张文华 单位：新疆维吾尔自治区特种设备检验研究院 断裂力学论文:断裂力学理论的压力容器分析 1断裂力学理论及判据 1.1线弹性断裂力学理论及判据线弹性断裂力学是用弹性力学中的线弹性理论对裂纹体进行力学分析，并采用由此求得的应力强度因子、能量释放率等特征参量作为判断裂纹扩展规律的准则。这种理论可以用来解决大型构件和脆性材料的平面应变断裂问题，如果裂纹尖端附近的塑性变形区比较小时，也可以采用断裂力学进行分析。当材料的中心出现穿透裂纹，在远场拉应力作用下裂纹张开，若板状样品很薄时可以将其考虑为平面应力问题，若板状样品很厚时则考虑为平面应变问题。图1表示的是一张“无限大”平板，壁厚可以忽略不计，考虑为平面的应力问题。在材料中心处有一长为2a的裂纹，受与裂纹面相垂直的拉应力σ作用，按线弹性断裂力学进行分析，可以得到裂纹尖端的应力分量。上式表明，裂纹前沿应力场都和KI有关，裂纹前端任意一点的应力分量完全由KI决定。也就是说KI控制了应力场的“强度”，所以通常称KI为“应力强度因子”。应力强度因子控制着裂纹尖端应力场强度，两者之间为正相关，因此应力强度因子可以用来描述裂纹尖端附近应力场强度。Irwin通过一系列实验的结果，统计得到了KI的临界值，在平面应变条件下，这种临界值被记为KIC，它代表材料阻滞裂纹扩展的一种特性，被称作“断裂韧性”。大量实验表明，当KI＞KIC时，裂纹开始发生初始的扩展，此为线弹性断裂力学的判据。 1.2弹塑性断裂力学理论基础不同于线弹性断裂力学理论，弹塑性断裂力学适用于裂纹尖端的塑性区尺寸已接近甚至超过裂纹尺寸的情况[3]，根据研究对象不同，主要分为J积分理论和COD理论。 1.2.1COD理论COD（CrackOpeningDisplacement）就是裂纹尖端的张开位移量，通常用δ表示，其基本思路是把材料受到载荷时的裂纹尖端的张开位移δI作为一个参量，建立这个参量和外加应力与裂纹长度的关系，计算出弹塑性加载荷时裂纹尖端的张开位移δI。然后把材料起裂时的δIC值作为材料的弹塑性断裂韧度指标，最后利用δI与δIC的关系判定结构是否起裂。裂纹顶端张开位移值（COD）是表征裂纹顶端塑性应变的一种度量[4]，COD理论主要是从裂纹周围的应力、应变出发，参考裂纹顶端张开位移，进行大范围屈服问题处理的理论，在中、低强度钢的焊接结构和压力容器的的断裂的安全分析中得到了广泛的应用。狭义上讲，COD基本理论有两种，一种建立在D-B模型的基础上，用于描述部分屈服条件下的COD。D-B模型主要用于中低强度钢制造而成的压力容器或者管道，但是在具体应用当中还需要进行鼓胀效应、等效贯穿裂纹换算以及材料硬化的修正。另一种理论是由Wells提出，主要是用经验公式进行描述完全屈服条件下的COD。 1.2.2J积分理论COD理论是一种经验方法，并不是一个直接且严密的参量，对裂纹尖端张开位移的分析计算的都是很困难的，所以美国一位教授Rice从系统的能量守恒的角度提出了一个既能用于描述裂纹尖端应力应变场的强度，又方便进行理论计算的参量J积分。J积分概念明确、理论严密，对线弹性与弹塑性条件下的断裂分析都适用，所以在压力容器缺陷安全评定中得到广泛的运用。J积分理论裂纹失稳扩展判据是通过含缺陷压力容器由于外载荷作用产生的断裂推动力和压力容器材料的抗断裂阻力比较得到的。式中，c表示裂纹下表面某点到裂纹上表面某点的简单积分，W表示弹性应变能密度；T为积分回路的张力分量；u为回路的位移分量。在弹塑性断裂分析中，我们可以使用J积分作为参量，建立起相应的断裂判据：。此判据适用于弹性、弹塑性和全塑性的情况。 2压力容器失效评定图 对于压力容器的缺陷验证，我国多采用COD方法，即断裂产生的应力和应变值的组合达到临界值。由于含缺陷构件的失效必须满足含缺陷构件的塑性失稳载荷大于外加载荷，断裂韧度大于应力强度因子两种判据，从而导出了基于塑性失稳与线弹性断裂两种判据的不同机理的曲线图。失效评定图技术（FAD）最早是英国CEGB的Harrison提出来的，并编制出了R6评定规范第1版，这种曲线图就是以COD理论为基础的失效评定图，由英国中央电力局提出，被称为旧版本R6评定图技术，如图3-1所示。J积分是力学、工程研究界内公认的科学的判定弹塑性断裂参量，在实践中得到了广泛的应用。它可用于评定裂纹体起裂、分析裂纹体撕裂过程、撕裂失稳的评定。虽然R6评定图是由英国专家提出，但是J积分的失效评定曲线是美国学者提出来的，从而引起R6第3次修订版的出现[5]，即目前使用的通用失效评定图，如图3-2所示。 3结语 近年来，我国的工业水平得到了很大的提升，各种先进的技术和方法不断的在工业生产制造中得到应用。但是在工业生产中，加工的材料不可避免地会出现各种裂纹、缺陷，断裂力学理论在常规的设计中的普遍使用具有很好的意义。通过不同理论方式的计算，得到的相应的评价指标，再通过相应的判据或者失效评定图进行比较，就能够在设计初期得到一个有参考价值的数据，避免了后期因为缺陷的产生而使得产品提前失效，造成不必要的人力财力的浪费。 作者：彭博 单位：成都市工业职业技术学校 断裂力学论文:断裂力学在桥梁工程中的应用 【摘要】 叙述了断裂力学形成过程和发展，简要介绍了计算断裂力学理论，并通过与桥梁工程实践相结合，介绍断裂力学在桥梁工程中的应用。 【关键词】 断裂力学；桥梁工程；应用；裂纹 断裂力学是近几十年发展起来的新的力学分支，它主要是利用连续体力学的原理，从这个角度出发，研究含缺陷或裂纹的物体在外界条件（荷载、温度、介质腐蚀、中子辐射等）作用下宏观裂纹的发展、失稳、开裂、传播和止裂规律，断裂力学应用力学成就研究含缺陷材料和结构的破坏问题，由于它与材料或结构的安全问题直接相关，它虽然起步晚，但实验与理论均发展迅速，并在工程上得以广泛应用。 1 断裂力学的形成和发展 断裂力学是一门现在仍在不断发展和完善的科学，因此，它是具有前沿性和挑战性的研究成果。20世纪20年代起到50年代末期，在工业发达国家逐渐形成断裂力学这样一门新兴的强度科学。大量断裂事故分析表明，断裂起源于构件有缺陷。传统的设计思想存在一个严重问题，就是把材料作为无缺陷的均匀连续体。在传统的强度理论中，均假定材料是连续固体，为保证构件安全的工作，要控制构件应力不超过该材料的对应的限定值，即σ≤[σ]。其中为构件的应力；[σ]为构件的限定应力，该限定值是根据材料试验后考虑一点的安全度确定下来的。而实际上构件总存在不同形式的缺陷，因此实际材料的强度要大大低于理论模型的强度。断裂力学就是研究有裂缝的构件在各种环境条件下（荷载、温度变化、化学腐蚀）裂缝的平衡、扩展和失稳的规律，并且研究构件强度条件的一门学科。显然它要研究裂纹尖端区的应力状态、应变状态和位移状态，研究裂缝本身抵抗裂缝扩展的能力，还要研究测定这种抵抗能力的方法和标准。通过对构件的分析，运气断裂力学的观点、判据能把构件内部裂纹的大小和构件工作应力，以及材料抵抗断裂的能力定量联系起来，从而可对含裂纹构件的安全性和寿命给出定量或半定量的估计，这就为工程构件的安全设计、制定合理的验收标准和原材原则提供了新的理论基础。 2 浅谈断裂力学理论 简单说来，断裂力学就是研究裂纹的力学。它研究裂纹扩展的规律，研究材料的强度与韧性的关系，研究带有裂纹的物体在外力作用下应力应变的规律及其判据，其主要分为线弹性断裂力学和弹塑性断裂力学。 线弹性断裂力学的研究对象是带有裂纹的线弹性体，其断裂类型主要有三种，各种复杂的断裂形式都可以分解为这三种。这三种断裂类型分别为Ⅰ型裂纹、Ⅱ型裂纹和Ⅲ型裂纹（如图1所示）。其中Ⅰ型断纹属于张开型断裂，Ⅱ型裂纹属于滑移型裂纹，Ⅲ型裂纹属于撕裂型断裂，前两种都属于平面问题，第三种属于反平面问题，其中以第一种裂纹形式为最常见、最基本也最危险，通常对其研究得也最多。 目前，对于裂纹的研究，主要是以Trwin的应力强度因子理论。应力强度因子K1是度量裂纹端部应力场强弱程度的一个参量。裂纹尖端是一个奇点，它随着荷载σ增加而增加，当荷载增大到某一临界值时，构件就发生破坏，此时，应力强度因子K1也达到了某一临界值Kcro，这样，对于带裂纹的构件来说，其强度准则就应该是K1 对于那些裂纹端部已有很大塑性区的大范围屈服断裂问题和全面屈服断裂问题，线弹性断裂理论已不再适用，而必须采用弹塑性断裂理论来进行分析。当前，用于弹塑性断裂的方法主要有COD和J积分法。当裂纹受到垂直于裂纹线方向的拉伸时，原先贴和在一起的上、下两个裂纹面就将分离，从而使裂纹张开，裂纹面在裂纹顶端的张开位移量就是所谓的COD，可以用来间接地度量裂纹端部的应力、应变场强度。J积分法是采用一种与积分路径无关的积分来分析缺陷周围的应力和应变场，它可以作为裂纹端部应力、应变场强度的度量。当此J积分值达到某一临界值时，裂纹就开始扩展。此临界值就是材料的断裂韧性。 3 断裂力学在桥梁工程中的应用浅述 断裂力学的应用从60年代起就显示了它巨大的作用，从而推动了断裂力学本身理论和实验技术的发展。近年来，断裂力学的应用得到很大的重视，它的应用范围极其广泛。 在桥梁工程中，混凝土作为一种常见的非均匀的结构材料，其中含有微裂纹，甚至有宏观的缺陷如裂纹、夹碴、孔穴等。混凝土的强度、变形和破坏性能都与裂纹的扩展有关。基于断裂力学理论，混凝土的破坏是由于对象体系中潜在的各种缺陷引起的，其破坏过程实际上就是微裂缝萌生、扩展、贯通，直到产生宏观裂缝，导致混凝土失稳破坏的过程。因此，运用断裂力学理论可以建立带有裂纹的有限元模型，进而对其进行桥梁结构的极限承载力。 目前分析蛄航峁辜限承载力的方法很多，但基本上都是利用有限元方法对结构进行分析，对于钢筋，在混凝土发生断裂破坏时，钢筋还处于线弹性阶段。对于混凝土材料来说，由于混凝土本身性能的复杂性，基本上是通过试验数据回归拟合而得。断裂力学为我们提供了一个很好的衡量混凝土抗裂性的指标――断裂韧性。它揭示了材料的裂纹和强度的内在规律，反映了材料的一项新的力学性能。一项新指标的确立，必然会带来一批具有更优越性能的新型材料。我们可以根据此指标指导材料的配方、工艺、生产，设计具有要求性能的新材料、新品种。国外对纤维混凝土等新品种混凝土的研究，就是用断裂韧性为指标的。 断裂力学理论研究和裂纹测试技术的发展，引入混凝土领域中，必将对混凝土的破坏理论的研究、发展起促进作用，应用断裂力学的理论结合有限元模型可以判断桥梁极限承载力，避免桥梁事故的发生。 4 结束语 断裂力学理论是在现实生活中重多的灾难断裂事故中形成，并在不断发展和完善起来的。断裂力学涉及面很广，有金属物理学、冶金学、材料科学、计算数学等多学科内容，现在乃至将来一段时间内仍将处于发展研究阶段。断裂力学在桥梁工程中的应用一方面促进和丰富了桥梁理论的发展，另一方面，断裂力学在桥梁工程中的应用，反过来也会对断裂力学的内容，给予极大的提升和发展。 断裂力学论文:断裂力学在压力容器分析中的应用 摘 要：伴随社会经济的快速发展及科学技术的不断进步，我国机械设备行业也得到了极大的发展。压力容器是一种需要承载压力的密闭设备，在我国工业经济发展的过程中发挥着重要的作用。随着工业发展规模的不断扩大，压力容器也逐渐向大型化方面发展，但在其快速发展的今天，仍存有大量质量问题，如裂纹现象。为更好地提升压力容器的质量，本文基于断裂力学理论，对压力容器的各项内容进行了探讨。 关键词：断裂力学；压力容器；应用分析 1 断裂力学理论分析 一般情r下，可由超声探测方式检测裂纹，但仪器无法检测到裂纹扩展早期的情况，长此以往，小裂缝呈现出稳步增长的现象，最后达到许用临界值，产生脆性断裂。工作应力在许用应力以下是计算传统结构强度安全的依据，但具体操作中，往往会出现应力破坏问题，这是情况下与传统强度计算依据存有差异，即存有结构内部缺陷问题。为防止出现此类问题，在分析压力容器缺陷时可依据断裂力学理论进行研究。以研究对象进行划分，线弹性断裂力学、弹塑性断裂学为构成断裂力学理论的主要内容。线弹性断裂力学主要是对大型构件、脆性材料平面应变断裂问题进行处理。其通过弹性力学内的线弹性理论分析裂纹体力学性能，且通过分析获取确定断裂纹扩展规律的相关因素，如应力强度因子等。在裂纹尖端周围具有较小塑性变形区的情况下，通常也会选取断裂力学进行探讨。而弹塑性断裂力学理论与前者存有极大的不同，其主要用于裂缝尖端塑性区尺寸与裂纹尺寸相近或在其之上，因研究对象存有差异性，可具体划分为2类：J积分理论、COD理论。在验证压力容器缺陷时，选用最多的断裂力学理论为COD理论，也就是断裂出现的应力、应变值组合与临界值相符。因构件存有缺陷，只有在其外加载荷低于塑性失稳载荷、或应力强度因子在断裂认读以下时，才能断定其为失效状，进而可将基于塑性失稳和线弹性断裂的2种依据的曲线图导出。在断裂力学理论内，COD理论只能被看做是一个经验方式，如作为一个参量，其不具备直接性、严密性，特别是在计算、分析裂纹尖端张开位移时难度较大，因此，由系统能量守恒方面出发，美国Rice教授提出了参量J积分。其不仅能够对裂纹尖端应力变场强度进行全面描述，还能够便于理论分析、计算。J积分具备清晰的理念、严密的理论，并适用于线弹性、弹塑性等环境下的断裂分析，尤其是在弹塑性断裂参量判定中J积分得到了人们的认可，且被广泛应用于实践中。其可对裂纹体起裂现象进行评定，并能够对裂纹体撕裂过程进行分析，是评定撕裂失稳的科学依据。 2 断裂力学在压力容器分析中的应用 在压力容器运行使用过程中，往往会产生大量质量问题，为此，必须按照现行规程开展在役压力容器安全技术检验，将安全隐患彻底扼杀。针对超标等缺陷问题，如采取传统方式予以消除，呈现出效果不佳、成本高等问题。为此，在安全评定时更多人倾向于采取断裂力学理论，其不仅能够确保设备运行安全，还节省时间，增加经济效益。为更好地了解断裂力学在压力容器分析中的应用，可以某压力容器缺陷为例进行探讨。 2.1 设备技术参数 某压力容器属于II类容器，设定1.5Mpa为其设计压力，CH3CI为介质，16MnR为材质，1Mpa为工作压力，要求在60℃以下控制其设计温度。 2.2 计算缺陷 通过X射线进行该压力容器缺陷探测，得出其环焊缝底片存有超标缺陷，共两处分别为102、106。随后选取超声波再次进行检测，结果如图1所示。由此得出，埋藏裂纹为其缺陷。 其中，埋藏裂纹到2自由表面的最小距离可通过P1（8mm）、P2（10mm）表示；板厚方向平面缺陷的尺寸最大值则由H（2mm）表示； 板宽方向平面缺陷长度最大值可由实际L1（20mm）、L2（15mm）表示。因H小于L1、L2；且0.4H小于P1、P2，可将该缺陷转化为椭圆形埋藏裂纹，由此计算其等效裂纹尺寸，分别为0.99mm、0.97mm。 2.3 缺陷的断裂分析 （1）计算应力及应变。通过以上论述，计算应力时可在水压试验最危险的情况下进行。因，可依据弹性情况进行计算分析，则对应于的应变公式为： 其中，弹性模量可由E表示，其选取2x105Mpa。 这种情况下，可得出应变。 （2）确定材料性能数据。按照相关规范规定，应以实测数据为主，但本压力容器试样难以获取，无法进行实测。此时可参考16MnR系国内类似压力容器用钢数据，可获取实测数据。安全技术分析过程中，选取0.06mm作为最低值，为确保压力容器运行安全，应选取0.06mm的50%进行分析，即选取0.03mm作为裂纹张开位移COD临界值。此时，可通过下式表示材料平面应变断裂韧度。 其中泊松比由v表示，且v=0.24，最终获取。 （3）脆断评定。第一，根据相关规范要求，进行应力强度因子计算，公式为=311N/mm3/2 由此可见，Kl/Klc=0.177，0.6 0.177，此时属于安全状态。 第二，根据相关规范要求，进行允许裂纹尺寸计算，公式为 因等效裂纹尺寸最大为0.99mm 3 结束语 综上所述，压力容器在日常运作的过程中需要承载一定的压力，容易出现裂纹等问题。因此要定期对压力容器进行质量检测，及时发现压力容器存在的质量问题，减少安全隐患，保证人民群众的生命财产安全。但是由于压力容器的特殊性能，在检测过程中应严格遵循断裂力学相关理论，要求在不损害压力容器使用性能的情况下，对压力容器的质量进行检测。且根据压力容器的具体情况选取合适的方法进行检测。 断裂力学论文:基于断裂力学的GFRP加固梁有限元分析 [摘 要]传统钢筋混凝土结构抗裂性能差，使用阶段常常带裂缝工作。基于断裂力学理论解释了GFRP加固梁的阻裂机理，同时，运用ABAQUS有限元软件计算并对比了不同加固形式的GFRP梁的加固效果。结果表明：各种形式加固梁的开裂荷载、屈服荷载和极限荷载均有不同幅度的提高；各种加固形式中以U型加固效果最好。 [关键词]断裂力学；钢筋混凝土梁；GFRP；有限元分析 目前，钢筋混凝土结构在建筑结构中应用广泛，但由于混凝土的抗裂性能较差，结构常常带裂缝工作，而在混凝土表面粘贴GFRP是一种有效的阻裂加固方法。本文首先利用断裂力学理论解释GFRP加固中的阻裂机理，然后通过大型通用有限元软件ABAQUS对不同加固形式GFRP梁的加固效果进行对比分析。 1 基于断裂力学的GFRP加固梁阻裂机理[1] 断裂力学以裂纹的应力强度因子作为裂纹是否扩展的依据。当裂纹的应力强度因子小于混凝土的断裂韧性时，裂纹将处于稳定状态；等于混凝土的断裂韧性时，裂纹将扩展。 阻裂机理一：变边裂纹为内部裂纹 钢筋混凝土梁抗裂性能差，在很小的荷载作用下裂纹就会在混凝土的受拉侧产生，且是以边裂纹的形式出现。当我们在混凝土梁受拉侧粘贴断裂韧性较大的GFRP后，将边裂纹变为内部偏心裂纹，使裂纹的应力强度因子介于和之间[2]，降低了裂纹的应力强度因子。 阻裂机理二：起裂点集中拉拢力阻裂 GFRP通过在裂纹出现但未扩展时于起裂点处施加一集中拉拢力，产生一较大的负应力强度因子抵消一部分裂纹的应力强度因子，从而使裂纹尖端的应力强度因子减小，推迟了裂纹的扩展，提高了结构的承载能力。 2 GFRP加固梁有限元分析 2.1 结构简介及有限元模型的建立 结构采用4000mm×180mm×450mm的简支矩形梁，净跨径3600mm，截面高宽比为2.5；材料采用C40混凝土；加载方式采用三分点的两点加载，荷载间距1200mm。钢筋构造：受拉主筋为6Φ10，设计配筋率为0.58%，箍筋为Φ8@50mm，架立钢筋为2Φ10，斜筋为Φ8@100mm。 本文利用ABAQUS有限元软件对上述钢筋混凝土结构进行建模分析。混凝土、钢筋与GFRP分别采用C3D8R、T3D2与S4R单元，材料属性分别为混凝土塑性损伤、理想弹塑性与线弹性。在相互作用模块中，采用Embeded Region和Tie[3]来分别定义钢筋与混凝土和GFRP与混凝土、GFRP之间的相互作用。 为了对比不同加固形式的GFRP梁的加固效果，建立三种计算模型见表1。 钢筋混凝土梁配图及有限元模型见图1。 2.2 结果与分析 对有限元计算结果进行归纳，得到三种形式的GFRP加固梁荷载与跨中挠度的关系曲线见图2。 2.2.1 荷载-跨中挠度曲线形状 从图2中可以看出，GFRP加固梁与普通钢筋混凝土适筋梁一样，荷载-跨中挠度曲线均具有明显的三个阶段，分别为：混凝土开裂前阶段、混凝土带裂纹工作阶段、钢筋屈服后阶段。在钢筋屈服以后，普通钢筋混凝土梁已不能继续承载，而对于GFRP加固梁，由于GFRP的阻裂增强作用，仍能继续承载，荷载-跨中挠度曲线在这一阶段表现为有一定的倾角。 2.2.2 开裂荷载、屈服荷载与极限荷载对比 根据图2荷载-跨中挠度关系曲线并结合有限元计算结果，将三种形式梁的开裂荷载、屈服荷载和极限荷载列于表2。 从表2可以看出，由于GFRP的阻裂增强作用，加固梁相较于普通梁在开裂荷载、屈服荷载和极限荷载方面均有一定幅度的提高，且越到后期，GFRP的作用越大，荷载提高的幅度也越大。对于水平粘贴加固梁，三种荷载分别提高了6.90%、26.95%和30.61%；对于U型粘贴加固梁，三种荷载分别提高了12.07%、39.72%和75.51%。 2.2.3 加固形式选取 从上面的叙述中可以得出，U型加固要好于水平加固。因此，在今后的实验研究和工程实践中推荐优先选用U型加固方式。 3 结论 本文基于断裂力学理论解释了GFRP加固梁的阻裂机理，同时运用ABAQUS有限元软件对比分析了不同加固形式梁的加固效果，得到以下结论： ①加固梁的开裂荷载、屈服荷载和极限荷载要高于普通梁，且U型加固高于水平加固； ②在以后的实验研究和工程实践中推荐优先选用U型加固形式。 断裂力学论文:边坡稳定的断裂力学分析 摘要：如今边坡工程越来越多，然而现今对边坡进行分析的方法还不够完善。常规的分析方法假设坡体整体滑落，假设了一个滑动面，但是坡体的受力在微观的角度是复杂的，其中由于土体受外界因素产生的张拉收缩作用会在坡顶产生裂缝，裂缝的发展将会破坏土体的整体性，因此其受力不能简单的用平衡法进行分析，而一般的屈服判断条件又不适用于土坡等边坡，但断裂力学的相关知识适合于解决此类问题，本文正是基于断裂力学进行边坡稳定性分析 关键词：断裂力学；边坡稳定；失稳分析 引言 边坡的稳定性是工程中要考虑的重要问题，然而常规的屈服破坏准则并不适用于坚固土和超固结土这样的脆性材料，此外岩土工程的受力复杂，更加重了边坡稳定性分析的复杂程度。对于边坡稳定性分析通常采用的是极限平衡法，比如：圆弧滑动面稳定性分析、条分法稳定性分析、Bishop条分法稳定性分析、非圆弧滑动面的杨布法等[1]。其基本思路是假定一个滑动面，将边坡分为两个整体，然后进行宏观的受力分析。这类方法的参数容易获得，计算简便，是经典的分析方法，但其中有明显的不足之处：由于土的收缩和张力作用，土的坡顶一般会产生裂缝，边坡的破坏往往是从细小的裂缝开始的，因此对边坡进行整体分析会不精确。本文介绍的是基于断裂力学的边坡稳定性分析。 1基于断裂力学的边坡稳定性研究现状 滑坡是在一定地形、地质条件下，由于岩体或土体内部裂隙的损伤、扩展、断裂以及扩展断裂过程中的相互作用，导致边坡产生滑移、崩塌或失稳破坏的现象。因此研究裂隙扩展断裂及扩展断裂相互作用对岩体或土体强度特性的影响，对于边坡工程的加固、设计和施工具有十分重要的意义。关于裂隙对岩石强度的影响，目前国内外已在这方面有所成果，如赵平劳[2][3]针对层状岩体的抗压和抗剪强度作了大量的实验研究，得出了比较有意义的结果，范景伟[4]对含定向闭合断续节理岩体的强度特征也作了较详细的探讨，并从理论上推导出了含节理岩体的强度公式。王桂尧[5]利用实验观测到的结果、对节理裂隙岩体而言，其软弱结构面的方向和长度对岩体的强度会产生重要的影响。所以对于带裂缝的岩质边坡的稳定性分析已形成了一定的理论基础，有关这方面的文献也较多。 2一般边坡失稳分析 常规的边坡稳定性分析是假设一个滑动面，考虑滑体的自重以及抵抗滑动的摩擦力，通过他们的受力平衡来进行分析，下面以粘性土的土坡进行稳定性分析。 粘性土的颗粒之间存在着粘结力，产生滑坡时，土体整块向下滑动，土体受到自身重力以及摩擦力[6]，这里采用土坡圆弧滑动整体分析法。对于简单均质的粘性土坡的稳定性， 在不考虑裂缝的影响时， 采用圆弧滑动面的整体稳定来分析. 设土坡可能沿着圆弧面AC滑动， 滑动面半径为R， 使土体产生滑动的力为滑动土体。 重量为W， 抗滑力是沿圆弧面上分布的土体的抗剪强度。将抗剪力与重力对圆心O 取力矩， 得到抗滑力矩Mr 和滑动力矩Ms分别为： Mr =τfLR ， Ms =Wx .` 其中τf为土体抗剪强度； L 为滑动的圆弧长度； R为滑动的圆弧半径； W 为滑动的土体的重量； x 为W 对滑动面圆心O 的力臂， 如图1 所示. 图1 整体圆弧滑动受力分析 取抗滑力矩与滑动力矩的比值作为土坡的稳定性分析的安全系数K， 即 K= Mr / Ms =τfLR / Wx 3边坡失稳的断裂力学分析 本文用断裂力学理论进行边坡稳定性分析，而断裂力学能否用于土体中裂缝的产生和拓展，是本文研究的首要前提。根据相关文献资料可知，断裂力学在土体中尤其是坚硬或脆性土体中的应用已经得到广泛认可[1]。 3.1基于断裂力学的边坡稳定性分析的理论依据 土坡在使用期间， 会遇到土体干缩硬化固结、坡体不均匀沉降、水分蒸发、冻结融化以及气候变化等多种情况， 土粒之间的结构联系在薄弱环节破损， 土体原本存在的微小缺陷相互融合， 逐渐形成可见的宏观裂缝， 在外界因素地持续作用下， 这些宏观裂缝进一步发育生长， 直至坡体发生失稳破坏. 边坡由于结构和荷载的复杂，裂缝受到张拉和剪切共同作用，属于Ⅲ型复合型裂缝。 在边坡中，裂缝稳定性与坡体的稳定性密切相关，应力强度因子是缝端应力强弱的表征，裂纹的生长拓展由端部应力控制，因此应力强度因子K的大小反应了裂缝的稳定性。当缝端应力强度因子K等于材料的临界值时，裂缝会扩展并失稳，进而导致边坡的损坏。此时的裂缝长度为裂缝拓展的临界缝长lc。当裂缝长度小于lc时，坡体是稳定的；当裂缝长度大于lc时，坡体就破坏了。 3.2基于断裂力学的边坡稳定性分析过程 采用断裂力学对边坡进行分析的过程是这样的，首先确定边坡的最易开裂位置，由于边坡坡顶存在张拉区，因而很容易产生张拉型裂缝，而张拉型裂缝又往往是产生滑坡的诱因。首先对研究的边坡进行应力分析，根据应力分布规律，确定滑动面起裂的大致位置，然后在此位置周围开始搜索，找到其确切的最易开裂位置。具体做法为：先在大致开裂位置周围设置长度相等的铅直裂缝，然后进行断裂力学分析，得到其相当应力强度因子，相当应力强度因子最大的地方即为边坡最易开裂的位置。 然后确定边坡的临界缝长，在最易开裂位置设置从小到大的铅直裂缝，得到它们的应力强度因子，代入断裂判据。随着缝长的增加，裂缝会经历一个从不开裂到开裂的过程，最先达到开裂条件的缝长即为边坡的临界缝长。 最后寻找边坡的最危险滑动面，由于己经得到了边坡的开裂位置和临界缝长，在坡顶开裂位置设置一条铅直裂缝，此裂缝的长度应等于或略大于临界缝长，第四章基于断裂力学的粘土边坡稳定性分析再在这条裂缝的基础上进行搜索。 4 结论 （1）常规的采用极限平衡法分析的边坡稳定性问题存在一定的不足，其产生的安全系数不可靠，在采用极限平衡法进行边坡稳定性分析时应适当的调高安全系数以防止事故的发生； （2）临界缝长用来作为裂缝失稳的判据相比较于应力强度因子K更方便，其作用等同于应力强度因子K，可通过缝端应力强度因子K达到临界应力强度因子时对应的缝长间接得到。 断裂力学论文:半刚性基层沥青路面温度应力断裂力学分析 【摘 要】进行路面裂缝开裂扩展评估工作时，需要应用J积分与路面裂缝尖端应力强度因子两个关键指标。本文采用ABAQUS软件，创建有限元模型，结合断裂力学与奇异单元理论，从温度应力与荷载两个方面分析广西几条半刚性基层沥青路面裂缝的情况。 【关键词】半刚性基层；沥青路面；温度应力；断裂力学 横向裂缝是高速路半刚性基层沥青路面早期主要破坏形式。它的形成往往是由于沥青路面半刚性基层反射性开裂、温度疲劳裂缝、低温收缩裂缝等多方面原因综合影响之下的结果。单单依靠试验，是没办法有效评估上述多方面因素与高速路沥青路面温度应力之间存在的联系大小的。所以通过数学模型，结合断裂力学与奇异单元理论评估因素与高速路沥青路面温度应力之间存在的联系，有着十分重要的现实意义。 1 断裂力学理论概述 1.1 判断应力强度因子的基本准则 所谓的断裂力学指的是研究在（湿度、温度、荷载等）环境之下构件上裂缝的失稳、扩展、平衡规律的一种学科门类。在荷载影响之下，根据裂缝不同的扩展方式，可以分成撕开型裂缝、剪切型裂缝、张开型裂缝三种基本类型。一般在高速公路施工项目中会涉及到剪切型裂缝与张开型裂缝两种。 根据线弹性断裂理论，张开型裂缝裂纹尖端区域的位移场可表示为： 式中，G为含裂纹弹性体的剪切模量；r、θ是以裂纹尖端为坐标原点的极坐标；K1为常数。从式（1）、式（2）可以看出，随着r的减小（tg就是越接近裂缝尖端的地方），所有的应力分量都增大，并且当r趋向无穷大时，这些应力分量均趋向无限大，亦即裂缝尖端处的应力场具有奇异性。只用应力大小来判断结构强度的方法不再适用，由于裂缝尖端附近的应力场与K1成正比，K1可以用来反映裂缝尖端附近的应力场强度，称为应力强度因子，其量纲为[FL-3/2]。 1.2 J积分 J积分是为了避开直接计算裂纹尖端附近的弹塑性应力应变场，提出的一个围绕裂纹尖端的围线积分，与积分路径无关，为一常数，即J积分的守恒性。J积分被公认为在其主导区能正确反映HRR奇异性，其守恒性使得可以在分析中避开裂纹尖端这个难以直接严密分析的区域。 如下图所示，围绕裂纹尖端作一回路，并沿此回路积分得： 式中，ω是在弹塑性条件下，在单调加载过程中裂纹体的应变能密度；τ为自裂纹下表面的任意一点起，沿逆时针方向绕过裂纹尖端而止于裂纹上表面任意一点的任意一条曲线；Τi是作用在回路上弧线ds对应的面元素ds、dz上的表面力矢量；ui是该处的位移矢量；n是线元素ds的外法线单位矢量。 2 等参有限元分析 奇异性是裂缝尖端应力应变的重要特点，通过SNGULAR命令在裂缝尖端设置奇异单元，如下图，能将裂缝尖端奇异性特点十分好地模拟出来。 3 高速公路层状路面结构的数值计算模型 为分析在温度变化影响之下，路面不同结构层裂缝的扩展规律，首先假设有一个贯穿基层底部的裂缝。与此同时，为了讨论裂缝的扩展规律，研究沥青面层受到裂缝反射的状况，假设沥青面层底部也有一个完全贯穿的裂缝。 在本文计算过程中均作下面几项假设： ①高速路层与层之间是连续的，地基、沥青混凝土、基层材料都是均匀的、各向同性的线弹性材料；②路面所有裂缝面都是自由面，横向裂缝之间的距离是均匀的，且贯穿整个沥青路面的宽度；③路表层有温度荷载，热传导定律所有条件路面体内温度都满足，与此同时，我们假定路面最下层与水平向无限远处位移与应力为零；④当应用温度应力进行研究时，设定沥青路面表层温度从六十摄氏度降低到二十摄氏度，计算路面温度场时，路面温度场不是出于瞬态传播的状态，而是以稳态传导的形式进行传播。 在计算路面受到温度变化影响而出现的变化时，参考的是2005年北京科学出版社出版的吴赣昌《半刚性路面的温度应力分析》这本书。 4 温度应力断裂力学计算 为了让计算数据对比性更强，在进行多个结构层的温度应力强度因子计算的时候，设置全部计算模型的精度与单元分布都是一样的，仅仅变更沥青路面裂缝自由边的长度大小，本文K1（应力强度因子）计算量纲为[N・m-3/2]。 4.1 厚度不同的基层裂缝所造成的影响 因为受到温度应力的影响，在沥青路面会出现张拉型水平裂缝，所以剪切型应力强度因子KⅡ等于0。从下面两张图我们可以知道，当增加基层裂缝开裂的厚度时，基层裂缝尖端的应力强度因子也随着增加，进而裂缝裂开程度及裂开速度均明显增快。 4.2 当路面基层开裂完全时，厚度不同的路面面层裂缝所造成的影响 从下面两张图我们可以得知，如果沥青路面基层出现开裂的时候，随着路面面层底部裂缝的长度慢慢加大时，裂缝的扩展速度也逐渐加快，直到面层底部完全破坏。比对基层开裂应力强度因子K1变化图我们可以知道，基层应力强度因子明显比面层应力强度因子K1值，表明面层比基层更容易受到温度应力的影响。而我们国家建设的半刚性基层沥青路面往往在当初进行面层铺设之时裂缝就已经出现，在温度应力影响之下，路面裂缝出现的速度及扩展的速度都大大提高了。怎样有效降低沥青面层铺筑施工阶段之前裂缝出现的概率有着十分重要的现实意义。 4.3 基层模量应力强度对裂缝所造成的影响 如果裂缝出现在基层时，当基层模量的加大时，应力强度因子也会随之加大。而一般来说我们国家高速公路沥青路面的基层有着较高的强度，也就是说沥青路面水泥剂量都可以达到百分之五至百分之六，因此在高速公路沥青路面施工的阶段，我们可以结合实际情况，适当降低路面水泥稳定碎石半刚性基层的水泥剂量。 4.4 基层开裂在面层模量作用下所出现的变化 从下面两图中可以知道，当沥青路面基层出现裂缝的时候，基层温度开裂进展不会因为面层模量的增大而变化。 4.5 当路面面层出现裂缝时，面层模量对裂缝进展的影响 从下面两图可以知道，当路面面层模量出现变化时，应力强度因子也随之变化，因为沥青路面的温度收缩一般出现在周边环境温度下降的时期，而道路周边环境温度下降原本就会加大路面面层的劲度，进而加快路面裂缝的进展。 4.6 当沥青路面出现裂缝时，基层模量对裂缝进展的影响 当沥青路面出现裂缝的时候，即便基层模量慢慢加大，面层裂缝尖端的应力强度因子也出现相对应的加大趋势，然而通过对照相关数据发现，面层裂缝尖端应力强度加大幅度十分小，甚至可以忽略这个加大幅度。从另个角度来说也证明了基层强度太大对防止温度型裂缝并没有明显的好处。 4.7 面层开裂时厚度变化对开裂的影响 随着面层厚度的增加，温度变化对沥青层底裂缝尖端的应力强度因子有下降趋势，但是，对比其数值可以发现，影响非常小。具体如下面两图所示。 5 结束语 综上，对半刚性基层沥青路面温度应力开裂进行断裂力学分析，结果能真实反映层状路面结构基层裂缝扩展现象和规律，可以为沥青路面早期开裂破坏机理分析提供依据。 断裂力学论文:浅析岩石的断裂力学 摘要：论述了国内外断裂力学及损伤力学的学科发展历程，总结了岩体断裂力学损伤力学的研究内容、研究特点以及岩石力学专家们一些年来所取得的主要成果，并简单介绍了断裂力学损伤力学在岩土工程中的实际应用。最后，通过对岩石破坏的断裂-损伤理论的阐述，指出了综合考虑损伤与断裂的破坏理论是能更好地反映岩石实际破坏过程的一种新的理论, 可在以后的理论研究和实际工程中得以更为广泛的应用。 关键词：岩石 断裂力学 损伤力学 岩石的破坏过程总是伴随着损伤(分布缺陷)和裂纹(集中缺陷)的交互扩展,这种耦合效应使得裂纹尖端附近区域材料必然具有更严重的分布缺陷。岩石的破坏, 如脆性断裂和塑性失稳, 虽然有突然发生的表面现象, 但是, 从材料损伤的发生、发展和演化直到出现宏观的裂纹型缺陷, 伴随着裂纹的稳定扩展或失稳扩展, 是作为过程而展开的。事实上, 物体中往往同时存在着奇异缺陷和分布缺陷。在裂纹(奇异缺陷)附近区域中的材料必然具有更严重的分布缺陷, 它的力学性质必然不同于距离裂纹尖端远处的材料。因此, 为了更切合实际, 就必须把损伤力学和断裂力学结合起来, 用于研究物体更真实的破坏过程。 一、岩石I型断裂韧度测试方法研究现状 岩石的断裂韧度是用来表征岩石材料抵抗因裂纹扩展引起断裂的能力，是材料的固有属性，应该与测试试件的形状、尺寸和加载方式无关。对岩石进行断裂韧度室内测试是将断裂力学引入岩石力学的基础。然而，由于研究的不足和问题的复杂性，目前只有国际岩石力学学会在1988 年和1995 年给出了两个测定岩石静态断裂韧度的推荐方法，更重要的是，试件构形和尺寸大小对岩石断裂韧度测试值的影响，即尺寸效应（或尺度律），也越来越受到了岩土工程研究者的关注。 1.岩石I型断裂韧度测试方法 由于岩石材料的特殊性和断裂韧度（KIC）测试比一般的强度测试更加复杂和困难，至今国际上还没有岩石断裂韧度测试的统一标准，自从20世纪60，70年代以来，许多学者在借鉴金属断裂韧度测试方法的基础上，针对岩石材料的特殊性，在岩石断裂韧度测试方法研究方面进行了很多有益的探索。通常用于测定岩石断裂韧度的方法有以下几大类：短圆棒试件、扭转试验、梁的弯曲试验和圆盘试验。其中，梁的三点弯曲试验常被采用。具体来讲，曾被用来测试岩石I型断裂韧度的方法及试样类型有：中心直裂纹试样(CSCBD)、单边切槽裂纹试样(SECBD)、不预制裂纹的巴西圆盘测试(BDT)、修正岩石I型断裂韧度测试方法以及圆盘测试 (MRT)、压痕试验(IT)、径向裂纹环状试验(RCRT)、修正环状试验(MRT)、单边切槽半圆盘三点弯试样(HDB)、环形盘紧凑拉伸试样、轴向切槽圆棒压缩开裂试验(ACRBC)、单边切槽圆棒弯曲试验 (SENRBB)、环向切槽圆棒弯曲试验(CNRBB)、环向切槽圆棒离心加载试验(NRBEL)、环向切槽圆棒拉伸试验(CNRBT)、预制裂纹空心筒内压测试或爆破测试、单边直裂纹三点弯曲梁测试(SC3PB)、单边直裂纹4点弯曲梁测试(SC4PB)、双扭测试(DT)、双悬臂梁撕裂试验(DCB)、紧凑拉伸试验(CT)、边切槽圆盘劈裂试验(END)、厚壁圆筒试验(TWC)、点荷载试验等。迄今为止，岩石I 型断裂韧度测试较为常用的试样类型主要有：单边直裂纹三点弯曲梁试样(SC3PB)、“V”形切槽三点弯曲圆梁试样(CB)、“V”形切槽短棒试样(SR)、“V”形切槽巴西圆盘试样(CCNBD)。此外，紧凑拉伸试验(CT)、单边切槽圆棒弯曲试验(SENRBB)及双扭测试(DT)、厚壁圆筒试验(TWC)等方法也被广泛采用。 二、岩石断裂力学的研究特点 岩石断裂力学是岩石力学的新的分支学科，是研究岩石断裂韧性和断裂力学在岩体中应用的科学。它也包括两个内容：分析裂缝端部的应力场和位移场； 确定岩石断裂韧度。由于断裂力学逐渐被许多岩石力学工作者所接受，近年来这方面的研究成果显著增加。当前岩石断裂力学的主要问题也是合理地确定岩石断裂韧度。 近几年来，在金属断裂研究与应用方面，开展了许多工作。对于裂纹岩石断裂的研究和应用，国外也已引起高度重视，但国内尚处于初始阶段。许多采矿工程中的实际问题，如矿山地压，井巷破坏，采场顶板的下沉与管理，岩层移动，露天矿边坡的稳定性，岩石断裂机理等等，都将提到岩石断裂力学研究的日程上来。可以预料，断裂力学将在矿山工程实际应用方面表现出强大的生命力。 三、岩石断裂力学的工程应用 1.岩石断裂力学在地震研究中的应用 由于浅源地震过程，本质上是地壳岩石大规模的断裂过程，所以引用断裂力学来研究地震，便成为人们所注意的向题。在这方面，国内已经做过不少工作。例如把断裂力学中的应变能释放率公式和位移公式与震级一能量公式用来求得震源参数与地壳岩石应力状态之间的关系，以服务于地震预报的目的；又如采用流变一断裂模型，来解释余震序列的时间滞后特性；再如用断裂力学理论分析圆盘裂纹稳态扩展条件，进而讨论断层参数、应力场参数和岩石物理力学特性参数与膨胀现象间的关系，以解释有的地区震前没有膨胀现象而有的地区震前却有强烈的膨胀现象；目前金属断裂力学多注意拉应力的作用，但用到多裂隙介质的岩石中来时，则多是断裂面处在压应力下的断裂力学问题，会具有自己的特点。 2.断裂力学对改进重力坝剖面的设计和稳定分析方法极有前途 现行重力坝设计规范规定，在正常荷载作用下，上游面不应出现拉应力。空腹坝坝踵应力状态更为复杂，又无明确规定。因此国内一些空腹坝不得不把距坝基以上3 米高处上游面拉应力为零作为设计基准。实际坝踵是应力奇点，用连续介质力学分析其应力是困难的。视坝踵为V 型切口，用断裂力学方法分析其开裂条件是可行的，对于较完整岩基上的重力坝，坝与基岩胶结面显然是大坝的薄弱环节。试验已证实，在胶结面上存在一定的凝聚力。同时，由于施工缺陷、应力集中等原因，胶结面上可能存在裂缝。因此坝踵开裂后至大坝失稳前，裂缝沿胶结面有一个发展过程。用断裂力学方法分析坝的稳定性，研究裂缝的止裂条件和剩余韧带区的强度条件，可能比目前采用的剪摩或纯摩公式更为接近实际。 3. 岩石断裂力学中存在的主要问题 目前，岩石断裂力学的研究与应用存在问题不少，难度较大，尚待作出巨大的努力。今后应该着重探讨下列问题：a在受压下，岩体内裂纹闭合，边界条件发生变化，因此，必须发展脆断模拟与弹塑性断裂模拟，进行闭合裂纹尖端应力场与位移场的解析研究以及分支裂纹端应力强度因子的计算研究；b岩石材料的本构关系；c岩石在各向受压条件下的断裂机理；d岩石在单轴或多轴压缩下的复合型断裂判据；e 建立岩石静、动态断裂韧性测定的标准方法，探讨各类岩石断裂韧性与传统力学性能的关系；f现场岩体内裂纹的监测手段与防断措施，；g非均质、各向异性与加载速率等因素对岩石断裂的影响。 四、小结 岩石的断裂韧度是一个用来表示材料抵抗裂纹和扩展能力的参数，其断裂韧度的准确测定是岩石断裂力学中一项非常重要的基础性工作。断裂力学是50 年代开始发展起来的固体力学的新分支. 主要按断裂力学发展的成熟度, 重点是线弹性断裂力学、弹塑性断裂力学、断裂动力学这三种经典断裂力学的基本理论与断裂准则，断裂力学是一门工程学科，目的是给出完整的工程结构构件由于裂纹扩展而破损的定量描述。 断裂力学论文:情系断裂力学教研相长结硕果 断裂力学起源于20世纪中期，发展于20世纪后期，并且仍在不断发展和完善。因此，它是具有前沿性和挑战性的研究领域。 在这项极具挑战性的研究领域里，柳春图见证并亲身参与了我国断裂力学从发展起步到不断成长的整个历程。作为一位重要的参与者，柳春图在断裂力学及其工程应用、海洋工程力学、夹层结构等方面都有着深入的研究和探索，他多次主持重大的科研项目，获得无数赞誉。 缘结断裂力学勤耕耘 我国断裂力学起步于20世纪70年代初，从这个时候开始，柳春图就有幸成为这一学科的首批科研学者。当时，对于这门新的学科，年轻的柳春图甫一接触，就有了继续探索和研究的兴趣，他开始着手去研究并做一些工作，并不断学习相关理论，随时关注国际上断裂力学学科的发展和走向。 1972年，河南平顶山大型国有发电厂安装了一台中国自行生产的30万千瓦的汽轮机转子，经检测发现有裂纹，按国家标准不允许运转。在那特殊的年代，转子能否运转上升到了政治高度。柳春图凭着“初生牛犊不怕虎”气概揽下了这个活，团结课题组全体成员努力工作，获得了可以监控运行的结论。 柳春图还负责承担了航空工业部某部门委托的某型飞机国内首次在主要受力结构部件采用夹层结构的研究任务。地面结构试验表明，夹层结构应用于飞机的主要受力结构部件是优越的、可行的。 再接再厉勇攀登 在这个领域不断积淀成长的柳春图，眼界和思维越来越开阔。他定性定量论证了经典理论应用于板壳断裂分析的重大理论缺陷，获得考虑剪切变形理论板、球壳、圆柱壳Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型裂纹尖端局部解，这就给出了解决各种结构断裂问题的理论基础。这些研究在国际上都是首次得到，并获得实验证明。 在分析和计算方法的研究，柳春图提出了一个具体断裂力学特点的计算方法――局部整体法。他指出，这与已有计算结果比较该方法体现出显著的优越性，如表面裂纹问题；局部整体法的结果与光弹试验结果符合良好；与国际上公认的Newman有限元结果精确度相当，而计算自由度数仅为其1/10；在国际上首次给出有限尺寸板壳Ⅱ、Ⅲ复合型的分析结果。由于上述成绩，柳春图受到第七届国际断裂会议的大会邀请并作了报告。 柳春图还主持了十几项较大海洋工程研究项目，其中突出的是中国海洋石油总公司“八五”攻关，“涠11-4导管架平台结构强度全尺度原位监测”研究项目。这是国内首次进行的大规模原位综合监测，是一个技术难度较大、组织协调复杂的系统工程。这个项目被鉴定为总体研究水平达到了国际先进水平。在监测的范围和规模上优于国际上同类工作，获得1998年中国科学院科技进步二等奖，1999年国家科技进步三等奖。 由于多年奋斗在科研第一线，柳春图获得了许多经过实践检验的科研结论。经过地面结构的试验，柳春图得到了夹层结构应用于飞机的主要受力结构部件是优越的、可行的结论。并发表专著《夹层板壳的变形、振动和稳定性》，这是国际上发表在此领域的第一部专著，获1978年全国科学大会重大成果奖。由于柳春图在断裂力学领域的声望和取得的成绩，他干1974年组织和主持了全国首届断裂力学会议，以后多次主持断裂会议、组织断裂讲座等，为促进了我国断裂力学及工程应用的发展作出了重大贡献。 断裂力学论文:混凝土断裂力学的发展简介 [摘 要]混凝土断裂力学研究含裂缝体的混凝土材料和混凝土结构的破坏过程以及裂缝传播规律，建立断裂准则，探讨如何控制和防止混凝土结构断裂破坏的措施。本文通过分析混凝土断裂的几个模型，简述混凝土断裂力学的发展过程。 [关键词]断裂力学 模型 1 前言 混凝土断裂力学是固体力学的一个分支，主要是研究带裂缝固体的强度及裂缝扩展规律的科学。最早的概念来源于上个世纪二十年代初英国物理学家Griffith对脆性材料，如玻璃的断裂研究。他指出材料内部的微观缺陷或不连续现象如裂缝的存在将影响材料的强度，并使用Inglis的椭圆孔无限平面介质的弹性解提出了脆性断裂力学的基本理论框架。 2 混凝土断裂力学的发展 2.1 混凝土断裂力学的理论基础 1961年Kaplan首先发表了线弹性断裂力学应用于混凝土的试验成果，该研究引起了学术界的注意和重视。此后三十多年，很多学者进行了大量的混凝土断裂试验研究。随着研究工作的不断深入，发现原先适用于金属的一些基本假定、理论和试验方法并不能适用于混凝土，并采用了能反映混凝土本身特点的新假定、新理论及新的试验方法。 早期混凝土断裂力学方面的研究成果大都以线弹性断裂力学为基础。由于不能将线弹性断裂力学直接应用于混凝土材料，人们把研究的重点转向了非线性断裂力学。 2.2 混凝土断裂力学模型的建立 2.2.1 Hillerborg的虚拟裂缝模型 Hillerborg的虚拟裂缝模型认为裂缝的扩展以缝前形成的微裂区为先导，将微裂区视为一条虚拟裂缝，随外荷载的增加，此区域内材料的刚度降低，使缝前端部分传递应力的能力降低，但由于骨料和基体的桥联作用在虚拟裂缝面上作用有使裂缝闭合趋势的粘聚力，使缝前仍有传递应力的能力。此外，粘聚力与虚拟裂缝宽度存在一定的反比关系，即粘聚力随虚拟裂缝宽度的增加而降低。当虚拟裂缝的宽度达到某一极限值时，粘聚力变为零，此时宏观裂缝出现（见图1）。虚拟裂缝上传递应力和虚拟裂缝宽度（张开位移）之间的关系为材料的软化本构关系，它反映材料上一点的应力状态，不论采用何种测试方法，其值均应相同。 虚拟裂缝模型将裂缝分为两部分： （l）不传递应力的物理裂缝。此区域内位移和应力不连续。 （2）虚拟裂缝。即在裂缝端有一断裂过程区，它具有以下特性：①在缝尖的峰值应力等于混凝土的抗拉强度关；②从虚拟裂缝尖端的应力关递减分布到物理裂缝尖端处，沿断裂过程区位移不连续但应力连续。 2.2.2 Bazent裂缝带模型 1985年RLEM根据虚拟裂缝模型推荐了用三点弯曲切口梁法测定混凝土断裂能的规范方法。在此之后，RLEM委员会组织进行了大量系统的试验，结果发现断裂能存在着显著的尺寸效应。 Bazent的裂缝带模型将裂缝的断裂过程看作一密集平行的微裂缝组成的裂缝带，这条带具有一定的宽度，对混凝土材料，裂缝带的宽度磷取为最大骨料粒径的3倍。由于裂缝带有一定的宽度，因此缝端也有一定的宽度，即缝端并非尖状的，而是钝状的。将裂缝带看作是正交各向异性介质，可以很方便地确定裂缝带及结构的应力和变形。在进行有限元分析时，为消除网格敏感性，应调整软化本构关系，以保证网格宽度为h和WC的裂缝带吸收的能量相等，即扩展单位长的裂缝吸收的能量唯一。 2.2.3 双参数断裂模型 Jenq和Shall的双参数断裂模型是修正的线弹性断裂模型，以线弹性断裂力学为基础，并引入一些符合混凝土非线性特性的假设。Jenq和shah提出了两个断裂控制参数即临界失稳韧度和临界裂缝尖端张开口位移CTODC。，并使用它们建立了断裂准则。文献提出了临界等效裂缝长度的概念，即初始裂缝长度a0与裂缝的亚临界扩展aC之和。若直接由线弹性断裂力学公式计算KIC，又不考虑裂缝的亚临界扩展长度aC，从而使断裂韧度具有明显的尺寸效应。而根据临界等效裂缝长度和试验测得的极限荷载，利用线弹性断裂力学方法得到的断裂韧度无尺寸效应，这才是混凝土实际的断裂韧度。该模型以线弹性断裂力学中的应力强度因子的解析表达为目的，没有考虑分布在断裂过程区内的粘聚力作用。 2.2.4 其他模型 除以上模型外，另外两个经典的模型就是Karilialoo和Nallathambi的等效裂缝模型以及Swartz和Refai的等效裂缝模型。对Karilialoo和Nallathambi的等效裂缝模型来讲，它研究的对象是三点弯曲梁，基本的思想与双参数断裂模型相似。 我国学者徐世娘教授于1992年基于线弹性断裂力学并考虑断裂过程区内粘聚力的作用，以应力强度因子为参量提出了描述混凝土断裂的双K断裂模型。在这个模型中，除了使用失稳断裂韧度这一参数来控制裂缝的临界失稳外，还引入了一个新的概念即起裂断裂韧度来作为裂缝起裂的控制参数，并创立了双K断裂判据。 3混凝土断裂力学的未来发展 随着混凝土技术的发展，混凝土的性能也在不断改进和提高，逐渐向着高强、高韧性的方向推进。Navailurkar和Hsu，试验结果表明：混凝土软化曲线形状对混凝土抗折强度、断裂过程区的大小、峰值后的荷载变形曲线影响非常显著。 Raghu Prasad等试验结果发现在混凝土中掺入了粉煤灰、矿渣等矿物质材料后，因而会存在一些未水化的粉煤灰或矿渣大颗粒，而这些大颗粒的存在使混凝土中产生了一些裂隙，导致混凝土断裂过程区尺寸增加。通常情况下，高强混凝土的脆性增加，而在高性能混凝土中掺入粉煤灰、矿渣等矿物质材料会使混凝土的脆性减小。 断裂力学论文:基于断裂力学的钢筋混凝土保护层锈胀开裂探讨 摘要：本文基于钢筋均匀锈蚀时混凝土的开裂实验现象建立了混凝土保护层开裂的计算模型，考虑了混凝土和钢筋的实际变形情况以及混凝土界面中的原始裂纹与缺陷，裂纹在钢筋锈蚀膨胀作用下的起裂、扩展情况，利用断裂力学和弹性力学得到了混凝土保护层开裂时钢筋膨胀力和均匀锈蚀率的理论预测模型。分析了影响钢筋锈胀开裂的诸多因素，认为混凝土保护层厚度的增加、混凝土材料界面相的加强、混凝土断裂韧度的提高和钢筋直径的变小都有利于钢筋混凝土耐久性的提升。 关键词：混凝土保护层；钢筋锈蚀率；断裂力学；弹性力学；锈胀开裂 1 研究背景 钢筋混凝土结构的耐久性失效最主要的表现形式为钢筋锈蚀引起的结构破坏。在美国，因各种锈蚀造成的损失为700多亿美元，其中混凝土中钢筋锈蚀造成的损失约占40%。钢筋锈蚀后其锈蚀产物的体积是原有体积的2-4倍，对钢筋周围的混凝土产生挤压，随着钢筋锈蚀程度的加剧，混凝土保护层受拉开裂。保护层一旦开裂将会加速钢筋的锈蚀，进一步加剧裂缝的扩展导致结构破坏，严重影响混凝土结构的耐久性，因此研究钢筋锈蚀引起的混凝土保护层开裂具有重要的工程实际意义。 现有的模型多以混凝土抗拉强度作为保护层开裂判断条件，很少考虑混凝土保护层中存在的初始裂纹和初始缺陷。实际上，受干缩、温度等因素的影响，在承受荷载之前混凝土内部，特别是骨料和水泥砂浆界面上就存在着初始裂纹。对于混凝土的开裂，断裂力学是一种有效工具。国内曾尝试利用无限介质中的孔边双裂纹模型来预测钢筋锈蚀的膨胀力,但其裂纹构型和混凝土基体无限介质假设与实际保护层尺寸和锈胀开裂试验现象之间还存有差别。本文以均匀锈胀开裂试验现象为依据根据保护层有限体中的应力分布和最终裂缝状态利用断裂力学和弹性理论建立混凝土保护层锈胀开裂时刻的锈胀力和临界锈蚀率预测模型。 2 模型的建立 2.1 混凝土锈胀开裂的断裂模型 研究海洋环境下混凝土中钢筋锈蚀的物理模型时指出:当钢筋间距较大时,混凝土保护层沿顺钢筋方向胀裂；当保护层厚度较大时，混凝土保护层沿着平行于钢筋层面方向开裂。根据均匀锈胀开裂的试验现象，假设内部混凝土界面上有钢筋锈胀力作用,保护层中有裂纹出现,初始裂纹与径向的夹角为,具体特征如图1所示。现利用断裂力学来建立混凝土保护层的锈胀开裂分析模型。 图1所示裂纹的起裂准则为 式中：KⅠC为混凝土的Ⅰ型断裂韧度；KⅠC为混凝土的Ⅱ型断裂韧度。 裂纹的Ⅰ、Ⅱ型应力强度因子为 式中：为作用在裂纹面上的等效正应力，是和函数；为关于倾斜角度和裂纹长度、钢筋中心到锈胀后混凝土与锈胀物之间界面距离、钢筋中心到混凝土保护层外缘距离的函数，；为等效剪切应力，是和函数；为与、、和有关的函数。 由式（1）及式（2）可得：给定值，当时，取得最小值，即此时的方位角为最易开裂的裂纹方位角，即在此方位角下裂纹扩展需要的膨胀力最小。因此对于混凝土开裂时钢筋锈胀力的讨论宜采用如图2所示的裂纹构型。 对于普通混凝土，骨料和水泥砂浆之间的界面为混凝土中的薄弱环节，现有研究认为可假设混凝土开裂先沿界面发展，当界面裂纹发展到一定长度后受水泥砂浆的束缚而停止扩展，随着荷载增加，满足一定的开裂扩展准则后，裂纹失稳扩展、串接而形成宏观裂缝。对于图2所示结构界面裂纹开始发生扩展的条件为 式中：由权函数法可得裂纹的应力强度因子，为混凝土界面相的断裂韧度。 此时所得的膨胀力认为是混凝土开始发生开裂的初始临界力， 当界面裂纹发展到一定长度后，受水泥砂浆的束缚裂纹停止扩展，此时可得到其应力强度因子。 随着荷载的增加,当满足如下的开裂准则时混凝土中的裂纹发生失稳扩展: 式中：为混凝土的断裂韧度。 3 影响因素分析 3.1 混凝土保护层厚度的影响 图5为钢筋临界锈蚀率与混凝土保护层厚度之间的关系图。由图可以看出，随着保护层厚度的增加，混凝土保护层胀裂时刻所需的钢筋锈蚀率增大，这与现有的试验结果一致。说明适当增加混凝土保护层厚度有利于钢筋混凝土结构的耐久性。 3.2界面裂纹长度的影响 由图6可以看出，随着界面裂纹长度的增加，混凝土保护层胀裂时刻所需的钢筋锈蚀率减小，说明良好的混凝土界面有利于钢筋混凝土结构耐久性的提升。 3.3界面裂纹长度的影响 由图7可以看出，随着锈蚀产物膨胀率的增加，混凝土保护层胀裂时刻所需的钢筋锈蚀率减小。 3.4 钢筋直径的影响 由图8可以看出，随着钢筋直径的增加，混凝土保护层胀裂时刻所需的钢筋锈蚀率减小，说明在一定的保护层厚度条件下选择小直径的钢筋有利于钢筋混凝土结构的耐久性。 3.5 混凝土断裂韧度的影响 由图9可以看出，随着混凝土材料断裂韧度的增加，混凝土保护层胀裂时刻所需的钢筋锈蚀率增加，说明选择高性能高强混凝土材料有利于钢筋混凝土结构耐久性的提升。 4 结论 混凝土材料的开裂总和裂纹的扩展有关，以均匀锈胀开裂现象为依据，利用断裂力学和弹性理论得到了混凝土保护层开裂时钢筋的膨胀力和均匀锈蚀率预测模型，其不仅考虑了混凝土和钢筋的实际变形情况，还考虑了混凝土界面中的原始裂纹和缺陷，及其在锈蚀膨胀作用下的起裂、扩展情况更为符合工程实际。对影响因素的计算分析表明，混凝土强度的提高、界面相的合理加强及混凝土保护层厚度的增大都有利于钢筋混凝土结构耐久性的提升。在一定的保护层厚度条件下，钢筋直径的变小对提升钢筋混凝土结构的耐久性有利。

建筑工程材料试验检测技术研究:浅议建筑工程材料试验检测技术 摘要：工程项目中使用的材料是施工过程中最为重要的部分，是影响整个建筑工程质量状况的最直接的因素，因而对建筑工程中的材料必须进行严格的质量检测，本文论述了建筑材料试验检测中的几个环节，并且对保证工程质量的措施提出了自己的几点意见和建议。 关键词：建筑材料　试验检测　技术措施 1　概述 建筑工程质量不仅密切的关系到人们的工作和生活，甚至还关系到人们的生命及财产安全。建筑质量控制是建筑工程中十分重要的环节，而建筑材料检测是建筑安全质量控制的一个最重要的步骤，因此建筑材料的质量是整个建筑工程安全质量的前提和保障，必须严格依照国家的相关规定和标准对建筑材料的各项性能和指标进行试验检测。 2　影响材料检测的因素 2.1　周围环境温度及湿度的影响　温度对水泥构件的早期强度有着十分明显的影响：环境温度对水泥材料的凝结硬化有很大的影响，当温度高时，水泥的凝结硬化速度迅速，当温度低时，水泥的凝结硬化速度缓慢，因此适宜的温度对水泥的强度起到了十分重要的作用。在国家的标准规范中对检测时的材料养护的环境条件有严格规定，例如水泥试验环境要求：试验用的试块在成型时的环境温度应该稳定的保持在20℃±2℃的情况下，并且其相对湿度也应该大于50%。只有严格遵守相关规定才能有效的减少系统误差。 2.2　加荷速度的影响　在建筑材料的试验检测过程中，根据不同的规定和标准，对各种建筑材料有不同的加荷速度的规定。例如混凝土试块的试验检测过程应该使用连续的、均匀的加荷速度，并且混凝土的强度等级小于C30时，其加荷速度应该为每秒为0.3～-0.5MPa，当混凝土的强度等级大于或等于C30且小于C60时，其加荷速度应该为每秒钟0.5～-0.8MPa，当混凝土的强度等级大于或等于C60时，其加荷速度应该为秒钟0.8～-1.0MPa。假如检测人员在实际的试验检测工作中为了尽快的完成材料的试验检测任务，随意的增加其加荷速度，将会使试验检测的结果失去真实性。 3　建筑材料的试验检测 3.1　试验检测项目　建筑材料的种类非常多，在各种建筑材料进入工程施工现场之后，试验检测人员必须依据相关的规范和要求对其进行试验检测，并且其试验检测的项目也必须要符合国家和地方的相关规定的要求。在建筑工程中主要使用的建料有：水泥、砂石、钢材等。其试验检测的项目有很多：水泥需要试验检测的性能有强度、细度、安定性能、凝结硬化时间等；钢材需要试验检测的性能有其抗拉和抗剪强度以及焊接质量等；碎石骨料需要试验检测的性能有抗压强度、级配、含泥量等；砂料需要试验检测的性能有级配、细度、含泥量等；混凝土需要试验检测的性能有抗压强度、塌落度、和易性等。 3.2　试样的采取　选取的试样必须拥有代表性，一般是在材料中随机的抽取不同结构部位的一定数量的样品作为检验的试样。并且取样的位置以及方法也必须符合相关规定的要求：不得特意的制作检测试样；选取的试样数量对于试验检测结果的准确度有非常大的影响。如果选取的数量过少、取样的部位与方法存在偏差，会造成试验检测的数据的误差增加，从而影响检验结果。 3.3　检测误差　造成试验检测误差的原因有许多种，例如试验检测环境的温度与湿度的影响，试样选取的数量过少，取样的方法不正确以及一些人为因素等。特别是试验检测的工作人员不按照规定要求进行试验，致使试验结果不仅会出现误差甚至会出现错误。 3.4　数据处理　有的时候，我们选取的试件的试验检测结果得到数据离散性比较大，所以为使试验结果更加准确，就必须对试验得到的数据进行适当的处理。例如在水泥的强度试验时，如果其中一个试件试验得到的强度值超过了试件的强度平均值百分之十，就需要去除该数据。对于试验结果与我们预期的结果差距悬殊时，或者同一个试件的各项试验检测的数据指标出现矛盾时，我们工作人员必须要仔细查明其原因，并且及时的进行重新的试验检测。 4　确保材料试验检测准确的措施 4.1　建立完善的质量保证体系　在工程材料的试验检测中，首先施工单位要建立健全、完善的质量保证体系，对检测人员的组织管理、检测手段，设备仪器的应用等各个方面加强管理。 4.2　确定材料检测程序　材料试验检测的程序：针对各个工程项目的实际情况，制定较为详细的建筑材料的试验检测规范和标准，并且明确材料的试验检测程序。要明确建筑材料检测工作人员的职责、工作步骤和方法等，保证材料的质量要求也需要采取相应的措施等。 4.3　加强误差控制　试验检测的步骤和方法必须严格的遵守国家相关文件规定。不能够仅仅为了节省时间而省略必要的试验步骤，因这种试验工作人员所能控制的因素所能造成试验结果的误差，是错误而并不是试验误差。因此试验检测结果必须保证准确，尽可能的减小试验误差。 5　总结 综上所述，我们必须严格的按照相关规范和标准对建筑材料进行检测，以确保其质量，规格、性能等指标满足建筑工程的设计和规范要求。从而控制建筑工程的质量，为建造高质量的工程做出我们的贡献。 建筑工程材料试验检测技术研究:建筑工程材料试验检测技术的重要性 摘要：建筑工程材料检测工作是工程建设项目施工过程中质量控制的主要手段。建筑工程材料检测工作的准确性与否,直接影响到工程建设项目质量控制的有效性和质量评价的符合性。随着我国经济的发展,基本建设速度的加快, 如何正确适应当前的新形势,充分发挥检测的重要作用,提高市场竞争力,使建设工程材料检测逐步纳入规范化的管理轨道,是当前所面临的亟待解决的课题。 关键词：工程材料 试验检测 质量控制规范管理 前言；建筑工程材料试验检测是建筑工程施工技术管理中一个主要组成部分，同时也是建筑工程施工质量控制和竣工验收评定工作中不可缺少的一个重要环节。通过科学地管理试验检测技术，对充分合理利用当地原材料、推广新技术、新材料、新工艺；对科学地定量评定材料和构件质量及工程质量；对降低建筑工程造价等都有极为重要的意义。材料试验检测是一项技术性很强的工作，涉及知识内容广泛，如材料类型纷杂、仪器种类多。本文通过分析检测工作中所接触的一些现状，对建筑工程材料试验检测的重要性论述，并就加强工程材料试验检测的措施及对策进行了探讨。 一、工程材料试验检测的重要性 1、通过工程材料试验检测，可以优化工程材料的选择 通过试验检测，可在众多同类合格产品中优先选择综合费用低的原材料。可以科学地评定建筑用各种原材料及其成品、半成品材料的质量好坏。对于任何一种材料均可通过对其规定性能的相关检验，评定其产品是否合格。这对于合理地应用材料，提高工程质量，是非常重要的。比如对于建设地点的砂石、填料等等，可借助试验检测这种有效手段，以确定上述材料是否满足施工技术规范的要求，以便于就地取材，降低工程造价。又如选择土场，在完成土样的组成分析时，应进行达到压实标准所需的机械台班消耗与最佳含水量水分补充的总费用比较，选择标准击实较低、补充水分量少的土场，可节约工程用水量，从而节约了费用。 2、通过工程材料试验检测，有利于选择新材料、新技术、新工艺通过对新材料、新技术、新工艺进行试验检测，可以鉴别其可行性、适用性、有效性、先进性，对于推动施工技术进步，提高工程进度和质量等将起到积极的作用。 3、通过工程材料试验检测，可以优化材料的配合比设计 在进行配合比设计方面，多做几个试配方案，以便有选用控制成本主要材料用量比例小的配比的经济方案。如通过试验，在满足设计强度的情况下，可以选择灰剂量较小的砼、基层配比；在沥青路面上，选择用油量相对较小的方案。通过配合比试验检测可以选择合理经济的材料配合比有效地降低工程造价。 4、通过必要的试验检测，可科学地评定各种原材料及其成品、半成品材料的质量好坏。 通过必要的试验检测，对于任何一种材料均可通过对其规定性能的相关检验，从而评定其产品是否合格。这对于合理地应用材料，提高工程质量是非常重要的。 二、加强工程材料试验检测的措施及建议 1、建立完善工程材料试验检测制度 为了对工程材料实施有效的质量控制和检验评定，需要建立健全工程材料试验检测制度。首先，针对建设项目规模，建立相应等级试验检测机构和质量保证体系，对工程材料质量负责。试验检测机构业务范围内的有关规范、规程、标准等技术文件应齐全，试验检测应严格按有关标准、规程及规范进行。其次，建立健全试验检测工作制度。建立各级人员的岗位责任制度和内部工作文件、技术文件的管理及保密制度、检测样品及抽样管理制度、质量管理手册执行情况检查制度等。要明确试验检测的责任人，建立保证检测工作质量的各种措施及规章制度。在实际工作中，首先应严格实行质量自检，加强质量管理和质量监督，逐步建立完善四级质量保证体系；其次要增强建设各方面的质量意识，分工负责，责任到人，真正落实质量岗位责任制。作为建筑行业的一个组成部分，工程质量检测随着全民质量意识的提高面不断被个重视。最后，制定详细的试验检测工作细则。在试验检测过程中，完全按照经试验检测工作细则规定的方法进行操作，试验室对各种工程材料做到有检测、有取样、有试验报告，并确认试验检测合格后才进入下施工现场使用，以保证工程的施工质量。 2．合理配备试验检测人员和设备 首先，根据工程规模确定工地试验室的数量和中心试验室的布置。要确保以上设置能够满足施工的需要，以做到跟踪检测，及时掌握试验数据，有效地控制工程质量。其次，合理的配备试验检测人员。配备的技术人员必须经过专业培训且成绩合格，为了提高试验检测人员的技术水平，要求工程材料试验检测人员必须接受全面、系统的工程材料试验、检测技术培训，做到持证上岗。最后，加强仪器设备的配备与计量。中心试验室及工地试验室的所有这些仪器设备都经计量检测机构检测合格后才能使用，并根据其使用的频率，随时进行计量检定，保证试验仪器的准确性。 3、加强工程材料检测技术的规范化管理 (1)标准、规程的执行。标准是以科学技术和实践经验的综合成果为基础而制订的，各有关部门必须无条件严格遵守，但在实际工作中，不按标准、规程进行试验检测的例子很多。如：水泥仅做安定性检测；砂、石各项检测不做平行试验；钢筋拉伸试验不拉断，有的不做弯曲；试验时不严格控制加荷速度等等。这样的试验检测结果准确性很差，完全不符合标准、规程要求，所得结论几乎没有实际指导生产的价值，必须坚决制止。另外，随着社会进步，科学发展，新规程、标准不断产生，要及时采用新标准。如：1999年颁布《水泥胶砂纯度检验方法(IS0)》，2000年颁布的《混凝土和砂浆配合比设计规程》，2001年颁布《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》等都应及时取代旧规程、旧方法、旧标准，须严格落实执行新规程、新方法、新标准。 建筑工程材料试验检测技术研究:探讨建筑工程材料试验检测技术 摘要：随着近些年来我国房地产业日新月异的发展变化，越来越多的人开始关注建筑工程的质量状况。作为控制工程质量的重要手段-----试验检测工作也应运而生，并在整个建筑过程中起着举足轻重的作用。本文通过介绍试验检测工作的目的和内容，分析检测工作的现状和存在的问题，并根据自己多年来的切身工作经历，提出一些相应的解决办法，旨在让人们了解和重视建筑行业的这项关键性工作-----试验检测。 关键词：试验检测；材料质量；控制参数；工程 引言近20年来我国城镇化进程中土木工程发展迅速，建筑结构的建设规模日益扩大，建筑结构安全建设运行关系重大，在工程建设中必须竭力保证施工质量，试验检测概念应运而生。试验检测就是在建筑结构的建设中，对工程施工过程的每一个环节中所用的材料进行检测，并通过标准实验、验证试验的结果来判断工程施工成果的质量控制方法。 一、工程试验检测作用 （1)通过建筑工程的试验检测，可以实现原材料的充分利用。原材料乃是保证工程质量的物质基础，工程的质量取决于材料种类、价格、保存环境等因素。对建筑材料采用进场检测的方式，以确保原材料的质量达到工程标准，为工程的顺利施工奠定基础。（2)通过建筑工程的试验检测，能够确定工程的施工参数。施工参数是指导建筑结构建设的重要指标，强化建筑工程施工试验检测力度，可以得到确保工程质量的最佳参数，从而能够有效保障工程施工质量。（3)通过建筑工程的试验检测，可以为工程的质量把关。在进行建筑工程建设时，施工单位能主动将试验检测作为加强工程质量控制的一种手段，对每一个环节加以严格的控制。不仅能及时发现存在的问题，而且可以减少并防止返工，在一定程度上缩短工期，确保建筑工程能够按时保质完工并交付使用。二、我国当前工程试验检测中存在的问题1、施工单位对试验检测的重视力度不够试验检测是施工单位工程质量管理工作的重要组成部分之一。目前在建筑工程的建设过程中，个别施工单位为了追求经济利益，忽视试验检测的重要性，导致工程的试验检测不够规范。更有甚者，缺少试验检测环节，严重的损害施工质量。此外，部分施工单位由于经济条件等限制无法完全按照标准对样品进行检测，造成检测的结果失去代表性，无法准确的反应工程的施工质量，从而对质量的控制过程造成不利影响。2、试验检测的规范性有待提高我国施工单位目前知识水平较高、业务熟练的高级技术人员的数量有限，施工单位缺少足够的试验人员，大大降低了施工单位自检的规范性而影响了工程试验检测的质量。施工单位为了节省开支而未配备足够的检测设备，也在一定程度上限制了试验检测水平的提高。此外，检测结果直接决定工程能否顺利的竣工验收，单凭施工单位自检，很难客观反映建筑工程建材的真实情况。3、试验检测的监督工作有待加强试验检测是为了侧面反映建筑工程的施工质量，该方法出具的检测报告应当具备客观性、科学性和代表性。为保证结果的客观准确，通常要由建设单位委托监理单位对工程的全过程进行试验检测。但是在实际操作中，要准确的反应样品的实际质量，需要花费大量的资金配备足够的试验监理工程师并建立合格的现场试验室，单靠建筑工程监理费用难以负担。这就导致一些建筑工程的监理单位通过委托第三方或直接委托施工单位的自有人员进行试验检测工作。这种做法无法保证检测结果的真实性，严重影响工程施工质量控制。三、加强试验检测管理的措施 1、试验检测设备的管理需要加强检测设备是建筑工程试验检测的重要物质基础。只有种类齐全、质量合格检测设备才可以准确反映送检样品的真实性，作为评判建筑工程施工质量的参考。所以工程的建设单位和施工单位以及监理单位应当通力合作，必须确保试验检测设备满足检测要求，设备的维护与管理工作也需要加强，必须进行定期校验，确保设备处于正常的工作状态，有助于提升检测结果的代表性与科学性。 2、工作人员的业务素质亟需提高试验人员的业务素质在对于试验检测工作结果的质量起到了决定性作用，只有加强对试验人员的培训与管理，使得试验人员具备相应的资质，确保其业务水平达到相关的要求，才能有效地提高试该项工作的准确性与科学性。同时，试验人员的思想水平也起到关键作用，必须保证他们在试验检测的全过程中都能自觉的严格遵循国家标准，做到规范采样、科学检测，这样就能从根本上提高检测结果质量，确保建筑结构施工环节中工程质量管理有充足的依据，保证了建筑工程的使用安全。 3、完善试验检测的管理制度建立健全试验检测的管理制度，加强试验检测全过程的监督力度，可以确保试验检测结果客观准确的反应工程建设的实际，从而找到工程建设中存在的问题，并有针对性的加以改进，最终提高建筑工程的施工质量。所以，各级单位应当密切配合，不断完善试验检测的管理制度，实行科学的管理措施，使试验检测工作有章可循、有据可依，有效的提高试验人员的工作积极性，促进试验检测工作向着规范化、制度化的方向发展。此外，组织专人建立一个试验检测工作的监督小组，对试验检测工作的全过程进行客观公正的监督，并根据实际的操作过程对试验人员进行评分，可以激励试验人员不断提高自身的业务素质和思想水平，提高试验检测的质量，从而更好的发挥试验检测在工程建设过程中所起到的作用，确保建筑工程施工顺利进行。 四、建筑材料质量控制措施 1、首先在订购建筑材料前的质量控制仔细阅读工程设计文件，施工图、施工合同，施工组织设计等与工程材料有关的文件，熟悉文件对材料品种、规格、型号、强度等级，生产厂家与商标的规定和要求。 2、掌握材料信息，优选供货厂家。引入竟争机制是保证采购订货质量的前提，而且有助于保证工程质量，降低工程造价。为此大宗材料应当实行招标采购方式，对于有色差的装饰材料最好是一次订齐和备足货源，以免由于分批而出现色泽不一的质量问题。 3、进入施工现场的各种原材料、半成品、构配件按供货合同约定的质量标准提供质量文件，包括：生产许可证或使用许可证；产品合格、质量证明书或质量试验报告单。物单必须相符，应检查到场材料的实际情况与要求的材料在品种、规格、型号、强度等级、生产厂家与商标等方面是否相符。如有任何一项不符，应要求退货或要求供货单位提供材料资料。标志不清的材料可要求退货或抽检。 4、材料进场后的质量控制工程上使用所有各类材料必须事先审批后方可进入施工现场：施工现场不得存放与本工程无关或不合格的材料。不同种类、不同品种、不同厂家、不同批号、不同型号的材料必须分类堆放，界限清晰，建立材料台账并由专人管理。避免使用时造成混乱，便于追踪工程质量，对分析质量事故的原因有一定帮助。 结束语 随着建筑工程迅猛发展，质量是工程的生命已成为人们的普遍共识。材料是保证工程质量的首要条件，作为检验材料质量的唯一有效手段——试验检测，不容忽视。在材料质量控制的实践中，深刻体会到工程材料的质量监控要采取检验和抽检相结合，建立完善的质量保证体系，牢固树立“百年大计、质量第一”的方针，从源头抓起，严格执行国家有关质量检测方面的法律、法规，严格按国家颁布的试验标准和规程进行工作。检测工作坚持科学性、公正性、其工作不受任何行政和其它干预，秉公办事、不弄虚作假、不伪造资料、不参与任何有损于试验成果公正性的活动，确保工程材料质量，为有效地控制工程质量奠定基础。 建筑工程材料试验检测技术研究:建筑工程材料试验检测技术的应用分析 摘要：建筑材料的检测是确保工程使用材料质量,确保工程质量的重要举措，建筑材料质量好坏直接影响建筑工程的优劣，而目前社会上生产的建筑工业产品伪劣品太多，因此，必须对建筑材料质量进行严格检测与控制。本文结合笔者多年的施工管理经验，对建筑材料控制的内容、检测的影响因素及检测方法进行了探讨。 关键词：建筑 工程 材料 试验 检测 内容 当前我国经济正处于快速发展阶段，对基础建设工程的投资也逐渐的加大，建筑材料检测技术也越来越受到重视。检测人员应严格遵照规程操作,注意检测试验的每个细节,努力做好建筑材料的检测工作。加强进场材料的质量控制、严把材料进场验收关、合理选择、使用和存放材料等等。另外需要建设系统采取行政管理手段，备案措施，检验等措施来保证工程质量。 1、材料质量控制的内容 材料料的质量标准是判断材料质量是否合格的尺度,也是作为验收检测材料质量的标准和依据,不同的材料有不同的质量标准。掌握材料的质量标准,是进行材料检测的前提,否则检测就失去的意义。 材料质量检测的有书面检测、外观检测、理化检测和无损检测等方法包括：书面检测,是通过对被检材料的质量保证资料(生产许可证、合格证等)、试验报告等进行审核,取得认可方能使用; 外观检测,是对材料从品种、标志、规格、外形尺寸等进行直观检查,看其是否有明显的质量问题; 理化检测,是借助试验设备和仪器对材料样品的物理力学性能、化学成分、机械性能等进行科学的鉴定。 建筑物的检测根据其部位和使用功能可以分为三类，一是建筑结构材料，二是墙体材料，三是建筑功能材料。施工过程中使用的建筑材料品种多样，现场检测和试验材料的检测都需要符合国家的相关规范，这样才能够确保建筑物的工程质量，只对合格证明检测而不对样品进行抽样检测或者是抽样不合符规范都是不和要求的。 2.建材检测的影响因素 2.1 环境温度与湿度的影响 温度和湿度对一些建筑材料的性能有很大的影响，若温度过高会使材料强度偏高，而温度过低会使材料的强度偏低。为了得到标准的建筑材料性能，在标准规范中对材料养护以及测试时的环境条件都有明确规定，在检测时必须严格遵守。 2.2 加荷速度的影响 常温条件下若进行材料力学性能测试时加荷速度较快，则试件的变形滞后加在其上的荷载，测出的强度值一般就会高于材料的固有强度。若加荷速度较慢时，检测所得的数据就会偏小。因此加荷速度应严格按照材料标准和操作规程进行，在规定范围中取低值。在实际检测中检测人员应掌握正确的加荷速度。 2.3 试件尺寸及精度 进行材料力学性能测试时，试样应为标准试件，否则应按标准规范进行处理。尺寸精度就是实际尺寸变化所达到的标准公差的等级范围。尺寸精度越大得出的检测结果就越精确。所以试件尺寸及精度对检测结果的影响非常大。为了尽快建立规范化的检测标准，通过大量的材料检测试验，着重研究了标准试件的长度、宽度以及厚度等尺寸对材料性能的影响，提出了检测的标准试件尺寸的建议，为标准检验方法的建立提供了基础资料。 2.4 检测误差 检测中由于操作人员的熟练程度不同以及受材料的匀质性、设备仪器、环境条件等因素的影响都会使检测结果产生误差。将同一个样品分成几个试样，用相同方法在同一仪器上分别进行检测所得结果之间的误差，称为平行检测误差。它主要是考虑材料的匀质性，规程规定该误差的允许值较小；同一组试件之间的误差，若该误差在规定的范围内是允许的，但若超出了允许范围则应重新检测。它主要是考虑操作人员的熟练程度的差异。同一材料、同一样品在不同检测设备所获得的检测结果的误差，称为再现性误差或对比检测误差，该误差规定的范围最大。它主要是考虑操作人员的熟练程度的差异、设备仪器、环境条件等因素的影响。 3. 取样试样 建筑材料的取样必须具有代表性，一般是对一批材料中的不同的部位进行随机的抽样检测，也就是抽样时不仅要数量合符要求同时所取的部位和方法也必须是按照相关规定来进行的。所取样品的数量对检测的结果准确性非常的重要，若是数量过少、取样的位置以及方法不正确则得出的结果误差就会相差较大，甚至有可能得出相反的结果。例如：袋装水泥必须从至少20 袋水泥中取出等量的水泥样品，而且总量不得少于12kg。然而在实际的检测过程之中检测人员往往从一整袋水泥之中取出半袋或是就拿一袋作为样品，通过检测水泥的一些指标不符合相关标准要求，但是经过现场取样之后，得出的结果却是完全的符合国家的标准要求。 4.一般建筑材料的检测方法 4.1 钢筋的检测 钢筋在进入施工现场时，必须按照国家规范中的《钢筋砼用热轧带肋钢筋》GB1499 等一些规定对抽取的样品作力学性能试验，检测的结果必须符合规范中的标准。对于需要进行冷拉的钢筋必须分批的验收，同时每一批钢筋的总重量不能够大于20t。建筑在施工过程中的钢筋焊接主要分为以下几个焊法：闪光对焊、电阻点焊、电弧焊、电渣压力焊。1） 闪光对焊：钢筋的机械试验主要是指拉伸试验和弯曲试验，钢筋的拉伸长度一般是500mm~650mm，在做冷弯试验是长度一般是250mm~350mm。2） 电阻点焊：热轧钢筋在做电阻点焊抗剪试验时，钢筋的长度一般大于等于600m m；对于低碳钢丝的焊点，除了要作抗剪试验外，还必须对小钢丝做拉伸试验，钢筋的长度一般为500m m ~ 650m m。3） 电弧焊与电渣压力焊：钢筋在做现场安装时都必须对其做拉伸试验，钢筋的长度一般是500m m ~ 650m m。 4.2 水泥、砂石的检测 砂石、水泥、外加剂是建筑工程中最基础和用量最大的建筑物材料，在过去对建筑工程中的这些材料进行检测时，一般只是检测这些产品的强度和着与强度有关的一些技术指标。而现在对于砂石、水泥以及外加剂的检测还必须加上放射性的检验。在对水泥进场验收时：必须对其品种、级别、包装以及出厂的日期进行检查，并且要对其强度、安定性和其它一些指标也要做相关的检测，检测标准必须符合国家规范中的《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175 等中的相关规定。在施工的过程之中对水泥的质量不能确定时或者是水泥的出厂日期超过了三个月时，必须重新对水泥进行检测，并且按照新检测的结果使用。砂石的取样方式：在对砂料堆进行取样时，所取的部位必须是均匀的。在砂石的顶部、中部以及底部等五个不同的部位进行取样，从而组成一组样品，每个部位抽取的砂石必须大致相等。在对砂石和水泥进行送检时，还必须对混凝土配合比和砂浆的配合比进行检测工作，砂石和水泥的检测报告最好是同时得出。在第一次搅拌混凝土或者是砌筑砂浆时，必须要预留至少一组标准的试样来作为验证配合比的依据。同时，还需要对砂石的粒径、水泥的使用量、搅拌的所花费的时间以及砂浆的和易性等一些指标进行检验。 4.3 混凝土 建筑物的混凝土强度等级必须符合相关规范，对于检查混凝土强度的构件，必须浇筑的地方随机的抽取。对于有抗渗要求的结构，抽取的抗渗部位也必须随机从而来保证工程质量。检测过程中周围环境的稳定和湿度对材料的性能影响也非常的大，故对材料的养护和测试环境也必须符合规范的标准。例如GB/T17671- 1999 《水泥胶砂强度检验方法》规定，构件的制作环境温度应为20℃±2℃，湿度大于50%；拆模时的温度为20℃±1℃，湿度大于 90%；在水中的养护稳定为 20℃±1℃。 5.数据处理 检测数据的处理依照 GB/T8170－2008《数值修约规则与极限数值的表示和判定》来进行，按规定保留有效位数，尾上数字按照四舍六入五单双法进行取舍，即四要舍六要入，五后有数进一位，五后无数看前方，前为奇数进一位，前为偶数则舍去。在进行数据处理过程中，其取舍常用方法有拉依达法、肖维纳特法、格拉布斯法等。各方面的原因，相同组试件结果离散性会比较大。为了使得结果较准确，必须对试验结果作出相应的取啥。比如在做水泥胶砂试件的抗折强度要求时，当三个强度值超过了平均值的10% 时，那么就必须剔除该值其余两个值的平均值作为测定结果。如果其中的两个数平均值超过了10%，那么剩下的一个值作为测定结果。若三个数平均值超过了10% 则需要重新检验。对于混凝土和砂浆都有各自的检测方式，在做检测是必须注意。对于检测出的结果比预期的大或小，或者是相差比较大都必须对产生这一现象的原因进行分析，从而找出原因。 6.结语 近些年来，检测技术越来越加的成熟和先进，一些与检测有关的标准和规范也相应的出版了，这对于确保工程中的质量具有非常重要的作用。建筑工程施工质量控制不仅需要依靠施工过程的技术管理以及质量管理，还需要对施工用建筑材料进行必要的检测，以保障工程施工质量。 建筑工程材料试验检测技术研究:浅谈建筑工程材料试验检测技术 【摘要】建筑材料是建筑工程这一特殊产品的原料，其质量好坏直接影响建筑工程的优劣，而目前社会上生产的建筑工业产品伪劣品太多，因此，必须对建筑材料质量进行严格检测与控制。本文介绍了我国建材检测发展现状，探讨了影响材料检测的因素。分析了建材质量检测技技术的控制措施。 【关键词】建材 检测 技术 一、前言 我国建材检测发展现状 据国家认证认可监督委员会统计，目前我国的检测机构分布之广、数量之多、涉及面之宽，在世界上是罕见的。在众多的实验室中，绝大部分实验室的检测装备相当简陋，科技含量也不高，固定资产不足200 万元。实验室操作人员更是少得可怜，大多数不超出10 人。年检测收入不足100 万元，除去成本，利润微乎其微。造成此现象的原因是定位不准发展失衡，建材检测行业从开始出现发展到今天，都是以科研院校和大型建筑企业内部试验室等附属机构的面貌出现的，大都带有科研与教学性质。而以各级质量监督管理部门名义设立的监督检验室，带有政府色彩，且一直附属于母体的部门进行运作，还没有形成独立企业运作的理念。但是，按照国际惯例，没有独立法人资格，检测机构是不能作为独立的第三方服务市场的，这就为中国的建材检测机构带来了市场风险和压力。 二、影响材料检测的因素 1、周围环境温度及湿度的影响 温度对水泥构件的早期强度有着十分明显的影响：环境温度对水泥材料的凝结硬化有很大的影响，当温度高时，水泥的凝结硬化速度迅速，当温度低时，水泥的凝结硬化速度缓慢，因此适宜的温度对水泥的强度起到了十分重要的作用。在国家的标准规范中对检测时的材料养护的环境条件有严格规定，例如水泥试验环境要求：试验用的试块在成型时的环境温度应该稳定的保持在20℃±2℃的情况下，并且其相对湿度也应该大于50%。只有严格遵守相关规定才能有效的减少系统误差。 2、加荷速度的影响 在建筑材料的试验检测过程中，根据不同的规定和标准，对各种建筑材料有不同的加荷速度的规定。例如混凝土试块的试验检测过程应该使用连续的、均匀的加荷速度，并且混凝土的强度等级小于C30 时，其加荷速度应该为每秒为0.3~- 0.5MPa，当混凝土的强度等级大于或等于C30 且小于C60 时，其加荷速度应该为每秒钟0.5~- 0.8MPa，当混凝土的强度等级大于或等于C60 时，其加荷速度应该为秒钟0.8~- 1.0MPa。假如检测人员在实际的试验检测工作中为了尽快的完成材料的试验检测任务，随意的增加其加荷速度，将会使试验检测的结果失去真实性。 二、建材质量检测技技术 1、确定检测项目 施工现场所用的建筑材料品种繁多，进场需检测，试验的材料检验项目要服从国家、行业及当地建设主管部门(或所属有关部门)的规定。比如混凝土用的水泥，需按批检验其安定性．强度，凝结时间和细度。 2、科学取样 取样要有代表性，一般是以一批材料不同部位随机抽取规定数量的样品，即不仅取样数量要正确。取样部位及方法也要按规定进行。试样的数量关系到试验结果的准确性，数量过少，取样部位及方法的偏差，都会使试验误差增大，甚至会得出相反的结果；但是，在实际检测中常常出现取样不具有代表性、取样数量不够，取样方法不正确等。 3、一定的外部环境条件 温度和湿度对一些建筑材料的性能有很大的影响。故在标准中对材料养护，测试时环境条件有明确规定，只有严格遵守这些规定，试验结果才具有可比性；该试验在一定程度上能反映出环境温度湿度对材料试验的影响，因而要求试验时必须将温、湿度控制在规定范围内。 4、误差度 试验方法须严格按标准规定进行。可是有个别试验人员在作钢筋拉伸试验时只试验到试件出现颈缩而不将其拉至断裂，这是不正确的，这样势必造成试验结果的误差，但这不属于试验误差，而是人为造成的误差。钢筋不拉断，其测得的伸长率较规定的试件断后伸长率要低，与标准规定相违背，这是不允许的。试验要求必须准确，以减少误差度。 5、数据处理 由于各种原因，同一组试件中有时试验数据结果离散性较大。为使试验结果准确，标准规定对一些材料的试验结果数据有取舍的要求。如水泥胶砂强度抗折试验，当三个强度值中有一个超出平均值土106 的需剔除该数值，以其余两个强度测定值的平均值作为抗折强度结果。若其中有两个测定值超过平均值的±106 时，则以剩下的一个测定值作为抗折强度结果。若3 个测定值全部超过平均值的±106 时，则须重新检验。混凝土和砂浆的抗压试件强度平均值的计算等都有各自的取舍方法。应予注意，切不可简单地把数据相加计算了事。计算后的数据修约的方法按GB/T8170 进行，其尾数要按四舍五入单双法进位，并按标准规定保留数据的位数。 三、建筑材料质量的控制措施 1、严格检查建筑材料三证 为了控制以上材料配件的质量，严把材料进场检验关是一个重要措施。工程所使用的主要材料、成品、半成品、配件、器具和设备必须具有中文质量合格证明文件，规格、型号及性能检测报告应符合国家技术标准或设计要求。进场时应做检查验收，并经监理工程师核查确认。实行生产许可证和安全认证的制度的产品，应有许可证编号和安全认证标志。实行生产许可证和安全认证的制度的产品，在选购前需对产品的生产许可证及安全认证标志原件进行核查，以防复印件伪造，同类产品不同型号不同规格产品要分别核查每个品种的证件，以防冒名顶替以一代十。招标或采购技术要求、产品样品、投标书、合同等重要文件资料要专人妥善保管，甲方工地代表或监理工程师要全面掌握这些资料，货到工地后依据资料核查验收，对产品的型号、规格、性能指标、产地、数量、外观质量进行检查，不符合要求者不许接收。重要的设备、产品，需要特别关注的产品在设备产品加工生产过程中，需要甲方去现场核查监督生产过程。这项工作是甲方工地容易脱节，建设单位材料部门或合同管理部门整个操作过程没有及时通报给监理工程师，资料也没有给监理工程师复印，有时货到现场后没有及时通知监理工程师，材料部门或工地直接将材料接受，都会造成材料进场把关不严。加热管管材生产企业应向设计、安装和建设单位提交下列文件：国家授权机构提供的有效期内的符合相关标准要求的检验报告；产品合格证；有特殊要求的管材，厂家应提供相应说明书。 2、必要的强制性检测 为了保证结构安全，治理质量通病，禁堵伪劣材料用于工程，根据设计要求，或规范要求，或主管部门规定，需要进行项目检测。目前一些地区质量检测站常规检测项目有：主体结构(梁、板、柱)砼标号及钢筋数量检测，竣工后房屋空气质量状况检测，钢筋抽样检测，混凝土试块检测，加气块两项性能(外观质量及强度)检测(非必检测项目)，瓷砖性能检测，铝合金门窗三性检测等，这些项目都是强制性要求必须检测的项目。 结论 检测报告是建筑材料检测站的最终产品，检测报告的准确性和可靠性，直接决定了建筑材料是否合格、能否使用，关系到建筑工程的质量和人民生命财产的安全，也关系到建筑材料检测站的企业形象和社会信誉。因此，加强对建材检测技术要求及工作流程的管理，是建筑材料检测站内部质量管理的重要组成部分，是确保建筑材料检测站出具合格检测报告的重要手段，也是建筑工程质量控制的重要环节。

公路工程地质论文:公路工程地质勘察管理模式探讨与思考 摘要：本文主要针对我国公路工程地质勘察管理模式相关问题进行探讨，在分析当前勘察管理模式存在的主要问题的基础上，分析相关解决思路，最后从工程地质勘察管理模式实践，可以看出这一管理模式可以推广借鉴。 关键词：公路 工程地质勘察 实践探索 管理模式 对于复杂的人类工程活动的公路工程建设来说，为了确保公路造价经济、设计合理、环保美观核运营安全，需要对于处于复杂的岩-土-水-应力等地质环境之中隧道、桥梁、路基路面等构造物进行勘察地质的客观认识，这样才能为设计人员提供相关的可靠的地质资料。公路建设随着我国经济的快速增长而增长很快，大量的相关经验也在勘察设计方面有所积累[1]。但是相关的问题暴露也比较多，比如，施工及运营期产生的路基沉降、隧道塌方、边坡滑塌以及桥梁下沉等现象出现比较多，还有就是因施工揭露与勘察资料不符而引起的设计变更也是层出不穷，上述问题对于建设造成巨大经济损失，或者重大的安全事故往往会引起较为恶劣的社会影响。分析相关原因，肯定存在建筑施工本身原因，另外，勘察深度不足也是主要原因之一，包括公路选线、构造物设计不合理是由于地质资料可靠度低等方面[2]。另外，设计人员采用过于保守的设计思想，也容易使得工程浪费比较严重，尽管工程安全可靠，但是，这种地质资料不准确、勘察与设计脱节等现象也是坚决不可取的。 1 当前勘察管理模式存在的主要问题及解决思路 1.1 勘察管理模式存在的问题 （1）勘察与设计脱节 目前，勘察与设计脱节现象在工程地质勘察管理模式中较为严重，主要有知识结构脱节、组织脱节、和设计文件脱节等方面。 对于长期从事勘察工作的地质工程师和专注于专业设计、勘察的公路主体设计人员来说，他们之间就是由于勘察与设计组织脱节、专业分工过细的原因，使得专业技术方面越来越单一，现场解决问题能力和综合素质不能有效得以提升。勘察人员表现在对于公路特点知之不多，在设计要点把握不准的情况下，自然相关的勘察工作的针对性不强，则很难满足设计要求，这样就往往容易给设计人员造成误解，或者带来浪费的现象。设计人员则往往对于察成果多采用拿来主义，表现出过多的依赖地质人员，在公路选线过程中也很难将工程地质选线的理念至始至终贯穿其中，缺少足够的地质专业知识和辨伪存真的能力。 （2）勘察资金投入不足 工程造价的经济性、运营的安全性、方案设计的合理性这三点则是公路勘察设计单位的要求条件，一方面需要实力的专业设计队伍和项目管理人员，另外，为了保证优质设计，还应该重视工程地质相关工作，通过足够的勘察工作量来查明项目的工程地质条件。缩减勘察工作量或者低价转(发)包等途经进行勘察，这些方式对于公路设计单位来说只有一个目的就是获得更高的利润，这样在工程地质勘察资金投入明显偏低的情况下，往往在高利润的驱动下，存在相关的低价转包、降低要求或者是弄虚作假等方式进行，勘察成果质量自然得不到有效保证。 （3）勘察周期缩短 公路勘察设计周期随着我国公路建设的快速发展而大大缩短，这样的情况下，迫使勘察设计同步进行，甚至出现公路设计超前于工程地质勘察的情况。不够完善的中间性勘察资料对于设计院来说也是常常存在的，考虑到工程地质勘察滞后的情况，在没有勘察资料的情况下进行设计工作也可能是这样。当设计假定的工程地质条件与勘察资料没有较大的出入，就按照在提交后勘察资料进行采用原方案的设计；但是，当即便发现工程地质信息不同的时候，有时候为了往往追求工期，有可能出现不理会地质资料的情况，使得地质资料未有发挥应有的作用。 1.2 解决问题的基本思路 改变公路勘察设计的管理体制则是改变我国公路勘察设计目前存在的问题的主要途径，应该从转变工程地质勘察管理体制入手进行思考，比如，尽量延长勘察设计周期，而业主不再片面追求工期；工程地质人员对公路工程的学习应该在勘察单位进行加强，为了提高工程地质勘察质量，应该真正领会公路设计的需求和勘察的重点；同时，设计院转变工程地质勘察管理模式。 对于公路勘察没计企业，在进行公路勘察设计过程中，应该秉着“质量第一，创造精品”的理念去施工，而不能只是注重片面的利润。为了提高勘察设计的质量，应该致力于改变目前公路工程地质勘察管理模式的弊端，比如，通过全面实行严格的监理制度，不断加强勘察设计复合型人才培养，打击勘察压价竞争、层层转包、暗箱操作，强化勘察设计过程控制和成果审查等等。 2 工程地质勘察管理模式实践探索 2.1 落实内部地质监理制度 勘察质量的提高受到国内公路建设项目逐渐实行勘察地质监理制度的影响，这是因为，一方面能够通过对于勘察工作量进行审查，要求满足《公路工程地质勘察规范》之要求，要求公路设计单位尽可能多布置勘察工作量；另外，勘察质量的提高有影响的还包括对勘探进行监督，要求地勘单位按规范作业。 2.2 加强勘察设计复合型人才的培养 第一，设立地质室(组)，分院重视工程地质人才队伍的建设，在承担公路主体设计的分院设立工程地质室，在勘察设计项目部设立地质组，并列于主体设计室(组)，受分院领导(项目负责人)直接管理。第二，明确相关地质人员的职责，同时，通过培训不断增强勘察设计复合型人才的综合能力；第三，对于工程地质人员的知识结构来说，工程地质专业背景和实践经验应该有所要求，通过与设计人员的紧密联系，以及相关的路基路面、路线、桥梁、隧道等专业的了解，使得自己身的公路专业设计知识不断扩大。 2.3 加大勘察资金的投入 工程地质条件错综复杂，再加上岩土体千变万化的特点，考虑到勘察工作量与勘察精度成正相关，勘察精度必然受到勘察工作量的缩减的影响而有所下降。在市场经济体制结构下，利润最大化也是地勘单位的追求所在，低价中标的影响就是表现在勘察不够精细，同时，导致技术人员的数量和技术水平有所下降。所以，要想使得勘察质量得到提高，应该保证足够的勘察工作量，应该对于资金进行有限度的加大，这样不会为了片面追求低价而转包给实力不佳的勘察单位。 3 结语 公路工程建设在取得成就的同时，也存在诸多问题，其中工程地质勘察管理体制存在的弊端和由此引起的勘察质量下滑是一个主要问题。尽快转变工程地质管理模式，提高公路工程地质勘察质量是公路行业的当务之急。本文主要探讨了公路工程地质勘察管理模式问题，希望能够共同把公路勘察设计行业存在的问题逐渐解决，促进我国公路工程更好地建设。 公路工程地质论文:山区公路工程地质勘察问题研究 摘要：结合沿线的自然地理和地质条件，遵循面点结合、由浅入深的原则，综合运用遥感、工程地质调查测绘、物探、钻探、原位测试、工程地质和水文地质试验等方法和手段进行综合勘察，为设计、施工提供完整、准确的地质资料和建议。 关键词：山区公路地质勘察 公路建设 地质资料 我国山地面积占陆地总面积的70%，山区道路沿线的地形地貌、地质条件和水文条件较复杂，不确定性较大。路基填挖交替频繁，深挖、高填路段多，从而使路基的物理力学性能有很大的差异，造成路基不均匀沉降，发生失稳现象。这就需要对工程地质条件做深入的研究，找到针对性较强的勘察方法和手段，为山区公路设计和施工提供完整、准确的工程地质资料。本文总结了山区公路勘察方法，并对各种特殊地段的勘察要点进行了分析和总结：结合沿线的自然地理和地质条件，遵循面点结合、由浅入深的原则，综合运用遥感、工程地质调查测绘、物探、钻探、原位测试、工程地质和水文地质试验等方法和手段进行综合勘察，为设计、施工提供完整、准确的地质资料和建议。 1.勘察方法的选择 勘察方法的选择应依据勘察阶段，地形、地质条件和勘察对象而定，大致分两种类型： 1.1宏观控制 一般采用遥感技术，从宏观上观察全貌，对区域地质条件进行大致了解，可发现大型地质构造和地质灾害。根据不同时期的资料，还可以掌握不良地质发展趋势，进行地质单元的划分。山区公路中最重要的一点就是首先进行地质单元的划分。地貌就是从地质的角度去论述地表形态，不同地貌的地质成因和历史不同。 1.2微观分析 通常采用地质调绘、物理勘探、钻探、挖探、取样、试验及原位测试等方法，其中地质调绘及物理勘探可以定性或半定量地判定地质条件；而钻探、挖探、取样、试验及原位测试则可以对地质条件及其对工程的影响程度进行定量分析。 2.路段勘察 2.1一般路基 一般路基工程勘察主要按沿线微地貌特征分段，查明各段的地质结构，岩土类别、土的密度和含水状态，基岩风化情况，地下水埋深、变化规律和地表水活动情况；确定路基基底的稳定性，边坡结构形式及坡度；确定设置支挡构造物和排水工程的位置，划分土石工程等级。 2.2高路堤 高路堤作为陡坡路堤的一种特例，也属于重点路基工程（即地形起伏大、路基填挖量大、工程地质条件差的路段），高路堤边坡必须进行稳定性验算，其参数的选择是稳定性验算的关键，需要对地基土及路堤填土提出准确的物理力学参数，因此要针对高路堤做专门的工程地质勘察。 高路堤主要病害是总体沉降、局部沉降、局部沉陷、滑移、路基破坏等。一般的填方路堤和高路堤对路基基底要求应有足够的承载力，路堤基底土的变形性质和变形量的大小主要决定于路堤填土高度、基底土的力学性质、基底倾斜程度、软土层和软弱结构面的性质和产状等。软土层或较软结构面往往使基底发生较大的塑性变形而造成路基的破坏。因此其勘察中的重点是沿陡坡路基顶或软土层及较软结构面，对陡坡路堤进行设计时必须进行地基稳定性验算，应通过有针对性的工程地质勘察提供准确的陡坡路堤地基岩土物理力学参数。 2.3陡坡路堤 当地面自然横坡陡于1∶5时（包括纵断面方向）就应视为斜坡路堤，当地面横坡陡于1∶2.5时，就视为陡坡路堤。根据斜坡路基病害调查，公路陡坡路基常见病害是纵向裂缝和路基滑移。影响陡坡路基稳定性的主要工程地质因素有以下两个方面：（1）陡坡覆盖层土体与基岩接触带为透水软弱面，地下水活动引起陡坡路基下滑；（2）陡坡路基岩层软硬相间，其软弱面顺路基倾斜，由于风化强弱差异或地下水侵蚀，地基和路基顺软弱面滑移。 2.4支挡工程 支挡工程的勘察主要任务为查明支挡构筑物位置承重地基的地层层位、层厚、岩土类别、分布范围，调查地下水埋深、分布；确定岩土的承载力、抗剪指标和压缩指标；判定在路基附加荷载作用下，路基沉降和滑移的稳定性。 3.桥涵勘察 桥涵工程的勘察主要任务是查明桥涵位置地基土层的岩性、地质构造、水文条件，查明其软弱下卧地层的厚度及分布，依据调查结果绘制断面图。确定岩土的承载力、抗剪指标和压缩指标。在地形图上绘出汇水面积；根据收集的气象资料，估算最大的流量，过水断面尺寸，计算墩台最大冲刷深度，提出合理的基础埋深。 4.公路涎流冰的勘察要点与防治措施 涎流冰冲坏桥涵结构，破坏路基路面，危害公路行车的安全，已成为高寒地区公路主要病害之一。涎流冰的防治工作，应从公路勘察设计的源头上采取积极地防治措施。若路线不可避免地要从涎流冰地段通过，则应进行全面细致的水文、地质、地形调查，认真分析水的来源，涎流冰的形式、规模及对公路的危害程度，因地制宜地选择防治方案，将涎流冰的危害降到最小程度。一般采用因势利导及相互隔离的办法处置。 5.结语 随着山区公路的高速发展，由于山区特殊的地形地貌，给勘察专业带来诸多新课题，采用传统的勘察方法和传统的勘察手段已经很难满足设计的需要，存在着许多急需解决的岩土工程勘察技术问题。地质勘察工作是山区公路建设成败的前期关键，各阶段的地质勘察工作必须认真对待，要达到必要的深度。对于地质条件复杂的或存在不可避绕的不良地质路段，前期的工程地质勘察更要做细，并请多方专家共同研讨决策。勘察设计单位应加强岩土工程技术人才培养，适应山区公路建设新的发展需要。 公路工程地质论文:公路工程地质勘察方法 摘 要：公路作为一种线性构造物，是连接城市、乡村主要供汽车行驶的具备一定技术条件和设施的道路，是带状的空间立体交通结构物。由于这些特点在公路工程建设中我们常会遇到各种各样的自然条件和繁杂的地质问题，而由此产生的投资数额亦是巨大的。 关键词：公路；地质勘察；方法 引言： 公路工程建设中我们常会遇到各种各样的自然条件和繁杂的地质问题，如软土地基、岩溶地形等；而由此产生的投资数额亦是巨大的。一般来说公路工程中岩土工程往往占到总造价和总工期的30%一70%甚至更高。同时公路工程地质勘测直接关系到路基、桥隧的安全，应引起高度重视。 1.研究既有资料 收集和研究路线通过地区既有资料，不仅是外业测量准备工作的重要内容也是工程地质勘测的重要方法。特别在既有资料日益丰富、遥感技术日益详尽的今天这种方法尤为重要。 2.调查与测绘 公路工程地质调查与测绘的目的在于查明公路走廊范围内的地形、地貌、地质条件，并结合区域地质资料，对路基、桥梁、隧道及其他结构物的稳定性、适宜性做出评价，为工程地质勘探、测试工作及工点布置提供依据。工程地质调查与测绘宜采用下列方法： 2.1 根据任务要求对已有的地质资料进行分析研究，编写纲要。必要时选择有代表性的地段进行实地踏勘。 2.2 对线路所处第四系覆盖地段，宜先使用物探方法进行探测，对解释成果应选择性地进行验证，并应提供实测地质剖面和必要的岩土测试资料。 2.3 基岩裸露、半裸露区，宜采用路线地质追索法与横空法相结合进行调查与测绘，必要时可进行适量的勘探与测试。 2.4 地质复杂，宜采用填图的方法进行。当地质条件简单或既有地质资料比较充分时，可采用编图方法进行。编图地段应有剖面总数1/3的实测地质剖面。 2.5 对线路设计与施工有重要影响的地质问题。公路工程地质调查与测绘工作的主要内容有调查研究地形、地貌特征，划分地貌单元，分析各地貌单元的形成过程以及与地层、构造、场地稳定性的因果关系；查明岩土成因、性质、厚度、时代和分布范围；调查岩层产状，确定地质构造类型、软弱结构面的产状及其性质；调查新构造活动的痕迹、特点和与地震活动的关系。工程地质调查采用的方法主要有观察和访问群众，必要时可配合勘探和试验。特别是在对历史地震情况的调查，对沿线洪水位的调查，对滑坡、崩塌、风沙、雪害、泥石流等不良地质的发生情况、活动过程和分布规律的调查方面，都离不开调查访问。 3.勘探 勘探是工程地质勘察的重要方法，是获取深部地质资料必不可少的手段。能提供设计所需的技术参数，在桥隧、涵洞、不良地质处理中应用广泛。在进行地质勘探时，应充分利用地面调查测绘资料，合理布置勘探点，认真分析勘探成果，避免不必要的工作；公路工程地质勘探方法主要有挖探、钻探、地球物理勘探（简称物探）几种。 3.1挖探 挖探是工程地质勘探中最常用的一种方法，可分为坑探和槽探。它就是用人工或机械方式进行挖掘坑、槽，以便直接观察岩土层的天然状态以及各地层之间接触关系等地质结构，并能取出接近实际的原状结构土样，该方法的特点是地质人员可以直接观察地质结构细节，准确可靠，且可不受限制地取得原状结构试样，因此对研究风化带、软弱夹层、断层破碎带有重要的作用，常用于了解覆盖层的厚度和特征。 3.2简易钻探 简易钻探是公路工程地质勘探中经常采用的方法。具有工具轻，体积小，操作方便，进尺较快，劳动强度小等优点。但缺点是：不能采取原状土样或不能取样，在密实或坚硬的地层内不易钻进或不能使用。“麻花钻”是在公路工程中常见的简易钻探方法。 3.3钻探 在工程地质勘测工作中,钻探是广泛采用的一种最重要的勘探手段,它可获得深部地层的可靠地质资料。钻探按钻进方法分有回转、冲击、振动和冲洗四种。在公路工程地质勘测中,钻探主要用于桥梁、隧道及大型滑坡等不良地质现象的勘探,一般是在挖探、简易钻探不能达到目的时采用。钻探作为最重要的勘探手段其提供的成果亦是相当详尽的。 3.4物理勘探 物理勘探简称“物探”。不同成分、不同结构、不同产状的地质体在地下半无限空间呈现不同的物理场分布，物探采用专门的仪器，通过观测这些物理场的变化，来判断地下地质情况。物探的优点是效率高、成本低、仪器和工具比较轻便。但是由于不同土、石可能具有某些相同的物理性质，或同一种土、石可能具有某些不同的物理性质，因此有时较难得出肯定的结论，必须使用钻孔加以校核、验证，所以物探有其一定的适用条件。 4.试验 实验是工程地质勘测的重要环节，分为原位测试、室内试验。是对土石工程性质进行定量评价的必不可少的方法，是解决某些复杂的工程地质问题的主要途径。 工程地质调查测绘与勘探工作，只能解决土石的空间分布、发展历史、形成条件等问题，对土石的工程性质只能进行定性的评价，要进行准确的定量的评价必须通过实验工作。 在工程实践中，可能会遇到某些复杂的自然现象和作用，一时上不能从理论上认识清楚，而又急于解决，在这种情况下往往可以通过试验的方法加以解决。 原位测试主要有静力触探、十字板剪切、横(旁)压试验、动力触探和标贯。是在岩土所处之原位，保持着原位状态和原位应力条件下现场就地进行的测试工作。通过原位测试可取得岩土多种物理及力学参数。由于它所提供的数据较准确、设备较轻便、操作也简单易行，且便于多点使用，在工程实践中得到广泛应用。 室内试验是直接采用仪具试验并通过计算取得有关数据的方法。应注意试验结果只代表取样地点的性质特征，实际应用中应与其他方法综合使用以保证结果的可靠性。 5.定位观测 物理地质现象与作用是在自然环境不断变化的情况下发生与发展的，其中某些具有周年的变化过程，某些具有多年的变化过程，如滑坡、泥石流等，而另一些可能兼有这两种变化。通过直接观察和勘探，只能了解某一个短时期的情况，要了解其变化规律，就需要作长期的定位观测工作，而掌握其变化规律，有时则是工程设计所必需的。因此，定位观测是工程地质勘察的重要方法，在某些情况下是必需的。定位观测不仅可以为设计直接提供依据，而且可以为科学研究积累资料。 6.结语 岩土作为自然产物易受自然条件影响，具有显著的时空变异性，在实际工作中岩土工程往往是影响投资和制约工期的主要因素，如果处理不当可能会带来灾难性的后果。正确利用公路工程地质勘测方法对提高设计质量，有效控制工程造价和工期有着无法替代的作用。公路工程地质勘测作为岩土工程在公路建设中的重要手段，应引起我们足够的重视。 公路工程地质论文:浅谈公路工程地质勘察现场施工全过程及技术要求 摘要：工程地质的勘察是公路项目建设成败的关键，本文根据以往技术要求及施工经验，首先探究陕西地区外业工程地质勘察的目的、任务及勘察方法，并重点分析不同地质勘察的技术要求，最后对公路工程勘察的新技术进行探讨。 关键词：公路；地质勘察；技术要求；注意事项 引言:公路工程地质勘察项目呈线状分布，一般长达几十公里。在地质条件较复杂地区，同一项目往往跨越多种地形地貌和地质构造单元，途径多种不良地质和特殊岩土。管理好一项复杂的公路工程地质勘察项目，需要项目负责人除了具备良好的职业道德外，还要具备较高的技术水平和较丰富的实践经验。 1.工程地质勘察的目的、任务及勘察方法 1.1初步勘察阶段 1.1.1目的 根据合同或协议书要求，在工可研究基础上，对公路工程建筑场地进一步作好地质比选工作，为初步选定工程场地、设计方案和编制初步设计文件提供必要的工程地质依据。 1.1.2任务 （1）进行综合地质勘察，查明路基和构造物工程场地岩土层结构及工程质，为路基设计、选择构造物结构和基础类型提供的工程地质资料； （2）初步查性明对工程场地起控制作用的不良地质条件、特殊性岩土类别、范围、性质，评价对工程的危害程度，为路线避绕或治理对策提供地质依据； （3）查明场地地震烈度，对抗震设防烈度7°及其以上的高烈度区进行烈度复核和地震安全性评价。 1.1.3勘察方法 主要为工程地质调查与测绘及综合勘探。一般情况下，可采用人工浅探（洛阳铲或麻花钻）、工程物探（电法、地震、声波、测井等）、机械钻探、原位测试、室内实验与定位观测等。原位测试包括静立触探、动力触探、十字板剪切试验、旁压试验、扁铲试验、现场荷载试验（地表及钻孔内载荷试验）、现场剪切试验、水文地质测试等，室内试验主要为岩、土、水的物理力学、水理、化学等实验内容，定位观测主要是针对特殊不良地质如滑坡、泥石流、软土、地下水特性等内容的变形位移观测。 1.2详细勘察阶段 1.2.1目的 根据已批准的初步设计文件所确定的修建原则、设计方案、技术要求等资料，有针对性地进行工程地质勘察，为确定公路路线、构造物位置和编制施工图设计文件，提供完整、准确的工程地质资料。 1.2.2任务 （1）在初勘基础上，进一步查明项目区工程地质条件，最终确定公路路线和构造物的布设位置； （2）进一步查明路基和构造物工程场地岩土层结构及其工程性质，准确提供路基和构造物工程基础设计、施工必需的岩土工程设计参数； （3）根据初勘拟定的对不良地质、特殊性岩土防治方案，具体查明其分布范围、性质，提供防治设计必需的地质资料和地质参数。 1.2.3勘察方法 主要以钻探、原位测试和室内实验为主，必要时可进行物探和工程地质测绘工作。 2.不同地质下勘察技术要求 2.1冲积平原、河谷平原及山间谷地 对路基和涵洞、通道工程，应采用静力触探方法，静探孔应布在涵洞、通道构造物上，并酌情控制路基，必要时布少量钻孔相结合，以前采用麻花钻或洛阳铲孔因孔浅不能满足设计要求而不被采用。但岗地及山区，表层为老粘性土及坡积层，其工程性质好，下伏无软弱夹层，应以挖探或浅井方法，并配合地质调查。 2.2液化土地区 应执行《公路工程抗震设计规范》要求，即对抗震设防烈度7°及以上高烈度区(相当地震基本烈度Ⅶ度及以上)，在地表以下20米深度内有饱和砂土、亚砂土可能液化土时，应在钻孔中作标贯试验，判定其是否为液化层，对判定的液化层应确定液化指数和液化等级。标贯试验可与取土间隔进行，一般每米一次，每个工点每层标贯点不少于6个。 2.3软土及软弱土 以静力触探为主，结合少量地质钻孔勘探，勘探重点是构造物台后高填路段，可结合构造物地质钻孔勘探。对软土厚度大于10米路段，原则上以桥代路。 2.4岩溶路段 2.4.1路基勘探 路基勘探应在物探工作基础上采用钻探方法查明路基范围内溶洞分布特点、形态、规模、顶板厚度及完整性等，在填方路段钻孔应在完整基岩内钻进5～8米，在该深度内遇溶洞时，应钻穿溶洞并在底板完整基岩内钻进3～5米；在挖方路段，钻孔应在路基设计标高以下完整基岩内钻进5～8米，或穿过溶洞后在底板完整基岩内钻进3～5米。 2.4.2桥基勘探 在物探基础上布设钻孔，主要查明每个基础范围内的岩溶情况。一般情况下，浅基础不少于2个钻孔，桩基础应逐桩钻探，钻孔应在完整基岩内钻进5～10米，在该深度内遇到溶洞时，钻孔应穿过溶洞在其底板完整基岩内钻进3～5米。 2.4.3隧道勘探 在物探工作基础重点查明断层带、褶皱轴部、可溶岩与非可溶岩接触带岩溶发育情况。除洞口布设钻孔外(钻孔应在洞口以上30～50米范围内)，在洞身易发育岩洞地段布设钻孔。钻孔应在隧道底板设计标高以下完整基岩内钻进5～8米，在该深度内遇有溶洞时，钻孔应穿过溶洞，在其底板完整基岩内钻进3～5米。钻孔应布在中线外7米交叉布置。 2.5滑坡 滑坡具有一定规模的整体位移，有顺层或沿软弱夹层滑动，有残坡积层沿下伏外倾基岩面滑动，有均质岩土体因坡度陡导致坡体失稳而滑动，也有高陡边坡因倾倒破坏而失稳。滑坡应在工程地质测绘和地质调查的基础，沿主滑坡方向布置钻孔，对大中型滑坡不少于2～3个勘探线。通过勘探查明滑床位置及滑床产状、特征及主要物理力学参数。 2.6崩塌与岩堆 主要采用地质调查方法，对岩堆可酌情配合挖探和必要的物探方法。一般情况下应尽可能避开或尽可能减少崩塌岩堆路段长度和避开特别发育段对公路危害最大的崩塌和岩堆体。 3.公路工程勘察新技术 3.1遥感技术在公路工程勘察中的应用 在采用遥感技术进行公路工程地质调查，易于发现常规地质调查难以发现的地质现象。从遥感图像上提供的构造信息，可识别规模较大的软土分布区。公路工程遥感应用于工可阶段，易于进行最佳路线方案的选择，能提高勘探效益，缩短可行性研究周期，节省工程勘探投资。通过对各种工程地质要素的解译，结合地形高程数据分析、区域地质和工程地质条件，选择最佳路线方案。在工程地质调查和测绘中不能仅仅依靠遥感技术。对于遥感的成果，要进行实地检验；对于遥感地区选择一定有代表性的点或地段进行实地考察，检验遥感的结果是否符合实际；将遥感成果用实地的勘察、钻探等获取的微观的资料来验证；在遥感中采用不同的解释系统和方法，将结果进行横向对比；参考工程地质物理勘探成果，将遥感成果进行横向对比。 3.2探地雷达在地基勘探中的应用 在公路工程地质勘测中，考虑到勘测的目的主要需要了解软土沿路线的纵向分布，在雷达剖面布设过程中，主剖面应沿公路的走向布设。同时考虑到公路工程横向软土分布范围的不均匀性，以及探地雷达资料的相互印证、校核、修正，在每一典型区域应布设若干横剖面。一般横剖面的起始、终结端点应布设到公路两侧天然场地中，横切、垂直公路走向布设。对部分疑难地段可进行加密勘测，或在天然场地添加辅助剖面。公路工程地质勘测中，探地雷达天线类型一般选择100MHz接地耦合天线和低频组合天线，能够满足勘测深度和精度要求。在资料处理中，通过对雷达波形、雷达波形图、雷达影像图的综合分析，并结合钻探资料与多年的工作经验积累，即可对软土地基分布范围、分布规律及均匀性等进行识别和划分。 3.3综合工程物探的应用 （1）在解决软土总体分布情况的工程问题时，主要选用探地雷达，其次可选用电法、地震勘测方法加以补充。 （2）在解决软土厚度变化的工程问题时，可考虑两种物探方法组合：在软土分布深度一般区，主要选用探地雷达，其次可选用电法、地震勘测方法加以补充；在深厚软土分布区，主要选用电法、地震勘测方法。 （3）在解决软土与公路工程相互作用工程问题时，主要选用探地雷达，其次可选用电法、地震勘测方法加以补充。 （4）在解决软土沿深度方向的变化特征时的工程问题时，主要选用井中物探方法。 4.结束语 公路工程地质勘察是为公路工程设计、施工、养护方案的制定及地质灾害的整治提供地质依据，是公路设施建设的基础资料，服务于公路工程建设的全过程。现有的岩石力学、土力学、岩体力学等均难以准确地描述岩土体实际的力学本构关系，地质灾害的发生除了其本身的因素外，还受到许多外界的因素如施工、气候等的影响，十分复杂。因此做好公路工程地质勘察特别是不良地质路段的勘察尤为重要。 公路工程地质论文:浅析公路工程地质勘探中挖探技术的应用 摘要：挖掘机挖探的勘探方法是行之有效的方法，它不仅解决人工挖探速度慢、劳动强度大和不太安全的问题，还可以解决钻机搬迁困难和地下水下挖掘困难等问题，解决一些采用钻探方法很难查明的工程地质条件，保证公路工程地质勘探工作量和勘察深度，从而大大提高公路勘察设计的质量。因此，本文对公路工程地质勘探中挖掘机挖探技术的应用进行了研究。 关键词：公路工程；地质勘探；挖探技术；应用 1 概 述 挖探属于探坑（井）、探槽的范畴，是查明地下工程地质情况最直观有效的勘探方法。挖探与一般的钻探相比，它的优点是揭露范围较广，地质人员能够直接观察到地质结构细节，准确确定地层分层界线和岩性，而且可以不受限制地从中采取接近实际的原状结构岩土试样，并可以用来做现场大型试验，尤其对研究软弱夹层和破碎带的空间分布特点、岩土工程性质等意义更大，另外它还有施工操作简单、需要施工人员数量较少、受地形地貌影响较小等特点。 近年来，随着挖掘机性能的不断提高，完全可以采用挖掘机来进行探坑（井）、探槽的施工，解决传统挖探存在的速度慢、劳动强度大、成本高和不太安全等缺点，使其和钻探一样，充分发挥其作用，成为公路工程地质勘探中最常用的方法之一。 2 工程概况 江西省某公路全线采用二级公路技术标准，全长 12.1km。桥梁 1090.2m/16 座，其中大桥 6 座，中桥 4座；涵洞312.6m/24 道；隧道 961m/4 座。在某公路的工程地质勘察中大量采用了挖掘机挖探的方法，取得了很好的经济技术效果。 3 挖掘机挖探技术 某公路 K0+400～K2+500 段布置有 10 座中小桥，沿路线1kM 河床落差达 50m，河床中普遍分布有 2m～5m 厚的卵石、砾石，砾石、卵石含量超过 50%，含漂石、块石，河床深槽中常年有水，但水深在非雨季一般为0.5m～1.0m。河谷地形上高差较大，离公路较远，交通不便。勘探如采用钻机钻探，钻机搬迁非常困难，搬迁的时间甚至超过钻进的时间。由于卵石、砾石的大量存在，钻机钻进时需要采用厚壁套管跟进、泥浆冲洗、复合钻头钻进，钻进效率差，每班次进尺只有2m～4m。这样每座桥勘探需要至少 3d天时间。因山区工程地质条件往往变化很大，在公路建（构）造物基础范围内，钻孔移动 1m 的位置，工程地质条件往往变化，如岩石的埋深相差有时就达 2m~3m，甚至出现相差达10m 的情况。另外，卵石、砾石的分布往往不均匀，经常有透镜体出现，采用钻探往往难以查清公路建（构）造物基础范围内的工程地质条件。为了加快勘探进度、减小费用、提高勘探有效性，我们决定采用挖掘机挖探方法。 勘探用的挖掘机，不需要对工程施工用的挖掘机进行特殊改造，可以直接调用。我们调用了当地的一辆小型履带式挖掘机，沿河道一直开上去，沿河对桥位逐个进行挖探。采用小型履带式挖掘机，主要是适应河道狭窄时挖掘机的通行。履带式挖掘机适应复杂地形的通行，河道中有不太深的水也能通过。挖掘机到达桥位处，首先平整一个平台作为挖掘机操作平台，然后对桥墩台处土、石进行挖掘。探坑的范围以大于桥墩台范围为佳，这样可以全面查清墩台范围内基岩岩面起伏情况，但由于受到地形的影响，探坑的具体范围可以根据现场条件确定。根据预测的挖深及岩土性质，采取放坡或不放坡措施。实际上采取挖掘机施工技术即可，不同的是地质技术人员要事先大致预测探坑范围内工程地质条件，对挖掘机操作人员具体交代注意事项。挖掘时要采取慢挖、一次性挖土（岩）量要少的原则，以查明工程地质条件为主要目的。 对挖上的岩、土，在挖斗里时，在确保挖掘过程中扰动很小的情况下，可以采取原状岩、土试样，可以进行原位测试。在探坑里没有地下水或地下水很少、坑坡比较稳定，在确保人身安全的情况下，可以下到探坑里进行观察、取岩土试样、进行原位测试。 挖掘过程中，对挖上的岩土及挖坑里的情况进行观察和记录。观察和描述的内容主要有：岩性、成分、结构构造、厚度、第四系和基岩的分界线、岩石的风化特点及风化壳分布以及地下水渗水点位置、特点、涌水量大小等等。对地层分界线等特征点、线、面，用测量仪器进行量测。 一般情况下岩石面在1.5m～4m 左右，一个探坑 0.5h~3h就能挖好。对于一些岩石面埋藏较深的地方，如大于 5m，如果挖上来的土质均为卵石，结构比较均匀，密实度较高，亦满足桥梁扩大基础的承载力要求，不再深挖或采用钻探方法。如果土质较差，不满足桥梁扩大基础的承载力要求，则还需要采用其它办法勘探，挖探为初步确定基础型式也起到了一定的作用。 某公路10座中小桥，采用挖掘机挖探方法，平均每座桥仅用1d时间就将工程地质条件查清楚。有3座岩石埋藏深度只有1.5m～2m的桥位，半天时间就将每个桥位2个桥台位置工程地质条件查清楚。挖掘机挖探查清工程地质条件情况后，还可以很方便地及时回填探坑，从而避免对环境的破坏和水土流失。在K5+500～K6+800段6座大桥勘探中，也较多采用了挖掘机挖探的方法。每座桥位布置 2 个钻孔，在钻孔里进行原位测试、采取岩土试样，作为控制性勘探孔，控制勘探深度，其余用挖掘机挖探，加快了勘探进度，减小了费用，并提高了勘探的有效性。 采用挖掘机在山区进行公路工程地质勘探具有广泛的应用前景。它不仅解决人工挖探速度慢、劳动强度大和不太安全的问题，还可以解决钻机搬迁困难和地下水下挖掘困难等问题。如宁国市港口镇开发区道路工程处于微丘地带，地势起伏大，地层为粘性土，局部混卵石、砾石。为了查明工程地质条件，为管道及道路设计提供资料，如采用钻机钻探，钻机搬迁难度很大。采用履带式挖掘机挖探，容易就位；挖探深度超过道路埋置的管道与涵洞的深度，即2m～3m 深度，效率很高。 大功率的挖掘机不仅可以挖动卵石、碎石土，而且可以挖动极软岩、软岩（风化岩石）甚至较坚硬岩，可以采取岩样，加上特殊装置后，可以采取岩芯和进行原位测试。至于挖掘深度，市场上有一款22m 长臂挖机，最大外伸挖掘范围为 21.6m，最大挖掘深度 16.5m。如用来进行工程地质勘探，可以满足山区公路路线、路基及中小桥梁的勘察，对于基岩埋藏不深的大桥及隧道亦可采用其配合工程物探、钻探进行勘探。 挖掘机挖探不仅在山区公路工程地质勘探中，在平原地区也有广泛的用途。在公路路基、路堤、路堑、小型建（构）筑物勘探中，勘探深度一般不是很深，采用挖掘机挖探，工程地质勘探的效率高。如宿州至扬州高速公路天长段公路工程地质勘探中广泛应用挖掘机挖探。例如在沿线筑路材料料场勘探中，为了取得不同深度的土料进行室内击实试验，由于需要的土料量较大，以往采用钻探方法，需要在同一地方钻几个甚至 10 几个钻孔，钻取不同位置的土料，很费时间，所取土料质量还不高。采用挖掘机挖探，很容易取得不同深度的土料，数量和质量都能得到保证，对地下水情况也查的很清楚。 公路工程地质论文:公路工程地质勘察有关问题探讨 摘要：公路桥梁工程在建设施工中占有越来越重要的比例，在地质勘查中必须查明场地的工程地质条件、分析存在的工程地质问题、对工程场地做出工程地质评价。本文将针对公路桥梁工程结合笔者工程实践经验，提出各种勘察方法的适用范围、操作方法、成果整理，同时提出新建公路、改建公路、桥梁工程与隧道工程地质勘察要点，为同类工程提供参考借鉴。 关键词：公路桥梁；地质勘察；勘察方法；勘察操作 1. 引言 建筑场地勘查应广泛研究整个工程在建设施工和使用期间，场地内可能发生的各种岩、土体的失稳、自然地质及工程地质灾害等问题。其通过各种勘察手段和方法，调查研究和分析评价建筑场地和地基的工程地质条件，为工程设计和施工提供所需的工程地质资料，以保证工程的技术可能、经济合理和安全可靠，从而提高设计和施工的质量。在中外建筑史中，由于没有进行地质勘察而盲目设计和施工，已经造成很多的工程事故。而本文将针对公路桥梁工程，提出各种勘察方法的适用范围、操作方法、成果整理，同时提出新建公路、改建公路、桥梁工程与隧道工程地质勘察要点。 2. 工程地质勘察内容 查明并分析工程场地的工程地质条件；分析存在的工程地质问题，进行定性和定量分析；选择能满足要求的较优越的工程场地和环境；对选择的场地进一步勘察后，对照建筑物的适宜性对场地进行分区，提出各区段所适宜的建筑物类型、结构、规模、基础及地基处理的合理意见；预测工程建成后对地质环境的影响；提出工程地质条件的分析评价及改善不良地质条件的措施和建议。对于公路路基勘察来说，主要是勘察路基边坡稳定性问题；路基基底稳定性问题；公路冻害问题以及天然建筑材料问题等、 2.1新建公路工程地质勘察内容 对于新建公路来说，应对路线工程地质勘察、路基、路面工程地质勘察、桥涵工程地质勘察、隧道工程地质勘察、天然筑路材料工程地质勘察。 2.2改建公路工程地质勘察内容 改建公路工程来说，应采取以下勘察内容。（1）收集沿线的地形、地貌、工程地质、水文地质、气象、地震等资料。（2）收集有关桥梁、隧道和防护、排水等构造物的新建、改建或加固工程所需的地质资料。（3）收集原有公路路况资料。（4）调查原有公路的路基、路面、小桥涵等人工构造物的状况及病害，研究病因及防治的效果。对原有公路的工程地质、不良地质地段的道路病害应力求根治。（5）当路线因提高等级或绕避病害而另选新线的路段，应按新建公路的要求进行工程地质勘察工作 3. 公路工程地质勘察方法 3.1工程地质测绘 一般采用沿程测绘的方法，其测绘宽度一般包括中线两侧各200 m、300m。对于专门目的或地质条件的重点工程地段，应进行大面积工程地质测绘，这时的测绘线布置常采用路线穿越法和顺层追索法。而观测点的布置必须选在具有代表性的地质现象的天然露头工人工露头处。目前在公路桥梁测绘中应用最多的测绘技术是应用航片和卫片测绘。航片的应用主要是运用室内光学仪器编制地形图，或者通过地质专业判译编绘工程地质图。而测绘技术中效果比较好应是卫片测绘技术，其优点主要是卫片拍摄地面范围大；反映宏观形态特征较清楚、解释效果比较好；卫片中包含的信息量大，可根据色调和形态特征，能够解决工程地质测绘中的很多问题。 目前公路勘察中可利用卫星遥感影像信息资料对项目区的地形地貌、地层岩性、地质构造、不良地质与特殊性岩土等进行圈定、判释，为路方案选择、线位展布提供宏观资料。在此基础上利用1:5 万和1:1 万线位地形图为底图，进行实地工程地质调绘、验证，对路线通过地带及重点构造物场地进行全面的工程地质分析研究，编绘 1:5 万和 1:1 万综合工程地质图。 3.2工程地质勘探 根据工程实践经验，工程地质勘探主要采用以下几种形式：山地勘探、钻探、物探、工程地质坑探。 （1）山地勘探主要是应用于公路建于山地中，其勘探方式主要为剥土、探坑、探槽、探井（分竖井、斜井）、平洞。 （2）钻探。采用钻探机具对深部的工程地质条件进行揭露的一种工作方法，它分为轻便钻探和钻探两种。轻便钻探利用洛阳铲、锥探和小螺纹钻等进行钻探的方法；钻探一般是利用大型钻机进行钻探的方法，常用的钻机是机械回转钻机。 根据实践经验，钻探过程主要包括三个基本程序：1）破碎岩土采用人力和机械方法，使小部分岩土脱离整体而成为粉末、岩土块或岩土芯，破碎一般是借助冲击力、剪切力、研磨和压力来实现的。2）采取岩土用冲洗液（或压缩空气）将孔底破碎的碎屑冲到孔外，或者用钻具（抽筒、勺形钻头、螺旋钻头、取土器、岩芯管等）靠人力或机械将孔底的碎屑或样心取出于地面。3）保全孔壁一般采用套管或泥浆来护壁。 目前主要采用的钻进方法有以下三种：1）冲击钻进采用底部圆环状的钻头，将钻具提升到一定高度，利用钻具自重，迅猛放落，钻具在下落时产生冲击动能，冲击孔底岩土层，使岩土达到破碎。2）回转钻进采用底部嵌焊有硬质合金的圆环状钻头进行钻进，钻进中施加钻压，使钻头在回转中切入岩土层，达到加深钻孔的目的。3）振动钻进采用机械动力所产生的振动力，通过连接杆和钻具传到圆筒形钻头周围土中。4）综合式钻进综合冲击回转两种钻进方法；在钻进过程中，钻头克取岩石时，施加一定的动力，对岩石产生冲击作用，使岩石的破碎速度加快，同时由于冲击力的作用使硬质合金刻人岩石深度增加，在回转中将岩石剪切掉。 图1钻探施工图图2电法勘探 （3）物探。公路物探主要是在遥感判释与工程地质调绘的基础上，对控制路线方案的特长、长大隧道隧址采用浅层地震（反射、折射）、特大桥与地质条件复杂的大桥桥址采用地震面波进行控制性勘探，以了解隧址、桥址区的地层岩性、岩土界线、岩层完整性及风化破碎程度、构造及发育性与水文地质条件，了解隧道洞身围岩级别与洞口稳定性及其对环境的影响等，对隧址、桥址区进行工程地质评价，提出其比选意见。 3.3公路工程地质试验及长期观测 （1）为了进一步验证工程地质情况，有时候需要在现场取有代表性的试样，送到试验室进行相关项目的试验。或者直接进行原位测试，就是直接在野外现场进行测试。两种试验方法相比来说，原位测试由于不用花费人力、物力搬迁土样，因此原位测试在工程地质试验中采用最多。目前原位测试中采用最多的有静力载荷试验(CPT) 、静力触探试验、圆锥动力触探 、标准贯入试验 、十字板剪切试验、扁铲侧胀试验 、旁压试验 、波速测试 、现场大型直剪试验 、块体基础振动试验等。 静力载荷试验指在拟建场地上，在挖至设计的基础置深度的平整坑底放置一定规格的方形或圆形承压板，在其上逐级加荷载，测定相应荷载作用下地基土的稳定沉降量，分析研究地基土的强度与变形特性，求得地基土容许承载力与变形模量等力学数据。静力载何试验分为平板载何试验、螺旋板载荷试验、深层平板载荷试验等。用以确定地基土的临塑荷载、极限荷载，为评定地基土的承载力提供依据；估算地基土的变形模量、不排水抗剪强度和基床反力系数。其试验装置为承压板、加荷与传压装置及沉降观测装置等。根据实测结果绘制沉降与时间(s~t)关系曲线及荷载与沉降(p~s)关系曲线，由此确定地基承载力、地基土的变形模量、估算地基土的不排水抗剪强度、估算地地基土基床反力系数。 静力触探试验指通过一定的机械装置，将某种规格的金属肩探头用静力压人土层中，同时用传感器或直接量测仪表测试土层对触探头的贯人阻力，以此来判断、分析、确定地基土的物理力学性质。静力触探试验适用于粘性土、粉土和砂土，主要用于划分土层、估算地基土的物理力学指标参数、评定地基土的承载力、估算单桩承载力及判定砂土地基的液化等级等。 图3静力载荷试验示意图 （2）进行公路地质勘察时应对工程地质进行长期观测，其观测内容主要是观测与工程有关的地下水的动态观测；不良地质现象的观测；建筑物修建与周围环境相互作用的动态观测。 4. 结语 本文针对公路桥梁工程结合笔者工程实践经验，提出各种勘察方法的适用范围、操作方法、成果整理，同时提出新建公路、改建公路地质勘察要点，为同类工程提供参考借鉴。 公路工程地质论文:公路工程地质勘察探讨 1 工程概况 拟建的道路工程全长约2500米，路基宽度为18米，道路等级Ⅲ级城市次干道，设计行车速度20 km/h。 2 勘察目的及任务要求 2.1 勘察目的 为道路工程一阶段施工图设计提供详尽的地质勘察资料，对道路修建的适宜性和稳定性有关的工程地质条件作出适宜性评价，提供道路区域内的岩土的设计参数。 为道路中的桥梁工程的施工图设计提供详尽的地质勘察资料。对建桥的适宜性和稳定性有关的工程地质条件作出适宜性评价，提供桥型方案的基础类型、基底设置高程、地基岩土的设计参数。 2.2 勘察任务 查明场地土层成层条件和分布规律、地层的物理力学性质、空间分布特点及地基土层岩土工程特性，为本工程设计、地基整体稳定性分析等工作提供地层分布资料和岩土物理力学参数指标。 查明场区的水文地质条件、地下水类型、埋藏条件、地下水动态变化基本规律，以及场区历年最高、最低地下水位标高，并分析其对本工程设计与施工可能产生的影响，判定地下水和土对混凝土的腐蚀性。对场地的岩土工程地质特性作出评价，结合本工程性质，对基础型式及相应的持力层进行分析论证。 3 勘察技术要求 3.1 勘察范围和钻孔布置 勘察范围为道路部分，孔位一般布设在道路中线，遇特殊地段，如水塘、小河等路段适当加布孔位。 3.2 取土样 原则上各土层均需取土样，一般要求每1～2m取一组试样。 3.3 室内土工试验内容 天然含水量、比重、容重、孔隙比、液限、塑限、非粘性土颗分；压缩系数、垂直方向和水平方向的渗透系数和固结系数、c、φ值、土的承载比试验（CBR值）、土的击实试验、有机质含量及易溶盐含量试验等。 3.4 现场原位测试 标准贯入试验：根据本工程需要布置标准贯入试验孔，各土层均须进行标准贯入试验。 竖向间距按地层特点和土的均匀程度确定。 静力触探试验：确定各土层的强度及桩周摩阻力、桩端承载力标准值；若为岩层，需提供岩石饱和含水率的单轴极限抗压 强度。 3.5 地下水测试 地下水埋藏条件及对路基的影响的试验。 3.6 钻探现场记录 钻探记录需派有经验技术人员担任，负责记录土名、变层深度、颜色、包含物、状态和结构构造特点，砂类土的密实度和标贯击数，岩层的名称、颜色、矿物成分、结构构造特征。 4 勘察方法及完成工作量评述 4.1 勘察方法 本次勘察采用回转岩芯钻探及锤击钻探，结合标准贯入试验、重型动力触探试验、室内土、水实验等多种方法进行。野外钻探严格执行有关规范及勘察纲要要求，室内资料整理及编制采用理正勘察软件进行。岩土分类定名按《岩土工程勘察规范》（GB50021—2001）第3.3.3～3.3.6条执行，同时结合野外钻探结果及室内土工试验结果综合确定。 4.2 测量放样 本次钻孔放样是根据建设单位提供的道路设计平面图及测量控制点，用经标定合格的全站仪按图上尺寸测放而成，高程为黄海高程系统。各孔孔口坐标及高程详见勘探点平面布置图、勘探点一览表。 4.3 岩芯钻探 采用三台XY—1型液压岩芯钻机，地下水位以上采用干钻方式，地下水位以下采用泥浆护壁，土层及全风化、强风化岩层使用口径Φ110 mm合金钻头回转钻进，中风化岩层采用口径 Φ75 mm金刚石钻头回转钻进。野外钻探严格按《建筑工程地质钻探技术标准》（JGJ87—92）要求进行。 4.4 原位测试 本次勘察原位测试采用标准贯入试验及重型动力触探试验方法，测试器具均经计量检定合格，测试数据准确，测试数量均不少于6次。 4.5 土、水样采取及土工试验 1）试样采取及试样数量。粘性土原状样按Ⅱ级土样质量等级要求采用厚壁取土器采取。砂类土主要采用标贯器采取，对卵石主要由岩芯管取样。在拟建线路内取1组土样及1件地下水水样做室内土、水的简化学分析。 2）土样试验项目。物理力学指标：含水量、重度、比重、液限、塑限、压缩模量、剪切强度、砂类土及碎石土的室内颗分，取样点力求在空间分布上具有代表性。 3）水、土样的试验项目。测定地下水、地表水及土规范要求所有腐蚀性介质含量。地下水位观测：沿线各孔均用测水钟量测地下水的的稳定水位。 5 线路工程地质条件的分析与评价 5.1 场地稳定性、适宜性评价 拟建道路沿线地层相对简单，未发现岩溶、崩塌等不良地质现象及存在大的活动断裂，因此拟建道路场地场地为稳定场地，适宜本工程建设。 5.2 不良地质、特殊性岩土评价与整治 软土为沿线的主要不良地质条件及特殊性土。软土以淤泥质土夹粉砂为主，主要分布在路线穿越的鱼塘内，呈流塑状，具有天然含水量高、高压缩性，土的力学强度低等特点，工程性质差，尤其在地震作用及振动荷载作用下，易产生侧向滑移，不均匀沉降及蠕变等工程地质灾害，对路基及构造物的稳定性影响较大。 对于该部分土，考虑到其厚度不大，本次勘察中未将其独立划分为一层，施工时，建议将该层土清楚。 6 道路工程 拟建道路工程为城市一般道路，对该道路的岩土工程特征分别简析： 1）层人工填土以杂填土为主，厚度约为3.4 m，为不均的欠压实土，不宜作路基持力层，在道路施工清表时应予以清除。 2）层耕土：可塑状，分布厚度较薄，工程性能较差，层位稳定性差，不宜作路基持力层，在道路施工清表时应予以清除。 3）层粉质粘土，该层物理力学性质较好，且厚度较大，为1.20 m～6.60 m，平均为3.69 m标准贯入试验修正后击数N平均值为9击，容许承载力为180 kPa，全线均有分布，可作路基持力层。 4）细砂：松散状，层薄且分布均匀性差，属均匀性较差土层，天基地基承载力容许值fa0=100 KPa，工程性能一般，不宜作路基持力层。 5）中粗砂：稍密，工程性能一般，可作路基持力层。 6）砾砂：中密，仅局部地方有分布，可作为路基持力层。 7）卵石：中密状，重型动力触探修正击数票平均值12击，天然地基承载力容许值fak=400 KPa，层位相对稳定，土质均匀性一般，分布均匀性较差，工程性能较好，可作路基持力层。 8）砂质粘性土：可塑状，属低压缩性土层，层位稳定性差，局部分布，土质均匀性一般，标贯修正击数标准值11.68击，天基地基承载力容许值fa0=220 KPa，工程性能一般，可作路基持 力层。 综上所述，场地内地基土均匀性一般。 7 结论 经本次勘察查明，拟建工程场地稳定，适宜本工程的建设。拟建道路沿线地貌主要以山麓斜坡冲、堆积成因的山前平原地貌为主，小部分为残积坡麓地貌。拟建道路沿线地下水及地表水对混凝土结构具弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性；沿线土层对混凝土结构无腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。 公路工程地质论文:通过高等级公路工程边坡勘察了解其工程地质分类 【摘 要】在总结高速公路工程边坡勘察成果的基础上,结合工程实践,提出了适合高速公路工程的边坡工程地质分类,并将未变形边坡统分为岩质边坡、土质边坡和土石边坡,对岩质边坡按边坡体岩性和结构进行了细致分类。 【关键词】边坡；工程地质分类；岩质边坡；土质边坡 1．边坡分类的一般情况 目前国内外对于边坡已有很多分类方法,但由于所依据的分类原则、分类标准和分类目的的不同,迄今还没有一个公认的统一分类。常见的边坡分类所依据的标准有:边坡的成因、边坡的结构、边坡的岩性、边坡变形破坏形式等。总之,关于边坡的分类,国内外提出的方法很多,分类的目的各不相同。但其共同特点是:或只着眼于变形形式的分类,或仅对某一种(或几种)边坡变形(如滑坡)按不同的准则进行细部分类,尚未见到对边坡进行综合工程地质分类者,因此,不便于我国高速公路工程地质勘察的应用。 2．分类的目的和基本原则 2.1 分类目的 高速公路工程边坡的工程地质分类,是在总结我国高速公路工程边坡勘察成果的基础上,将各种不同工程地质特性的边坡加以区分,某种边坡代表某种工程地质特征,其稳定特点和对工程的影响自然也各不相同。因此,边坡工程地质分类的主要目的是: 1）根据野外调查,能根据分类特征对边坡的类属迅速予以辨认,从而能较快掌握此类边坡的主要工程地质特征。 2）能根据分类,对边坡的稳定性作出初步评价,就边坡对工程的影响作出判断。 3）根据分类预测边坡可能出现的工程地质问题,并对边坡的工程处理提出原则性建议。 4）当边坡问题较为复杂时,也可根据分类对下步勘察试验工作指明方向。 2.2 分类原则 为高速公路工程实用的方便,分类时注意贯彻了以下原则: 1）在实践的基础上进行分类。 2）为便于在野外对边坡进行辨认,并对其稳定性作出评价,在分类中将各类边坡的特征,可能的主要破坏形式和可能出现的问题,以及与工程的关系加以说明。 3）在对边坡工程地质特征进行分类描述时,注意结合与工程的关系进行说明。 4）分类的主要依据是:岩性、结构和变形特征。 5）在分类的基础上对边坡进行稳定性评价时,进一步考虑与工程的关系。 6）为了使高速公路工程边坡勘察中地质描述规范化和论述使用方便,我们还按边坡的高度、坡度、人工改造情况等的不同,对边坡试作一般性分类。 3．高速公路工程边坡的工程地质分类 按照上述分类原则,根据工程实际对高速公路工程边坡进行如下分类。按边坡与工程关系把边坡统分为自然边坡和人工边坡;按人工边坡的形成方式把边坡分为填方路堤边坡和挖方路堑边坡;按边坡变形情况把边坡分为变形边坡和未变形边坡;按边坡岩性把未变形边坡统分为岩质边坡、土质边坡和土石边坡。根据岩(土)体性质及其结构,对岩质边坡和土质边坡进行细部分类。 3.1 岩质边坡分类 3.1.1 按岩质边坡的岩性不同分类 1）侵入岩边坡:如花岗岩。岩性较单一,强度较高,一般呈块状结构,常形成陡坡并发育卸荷裂隙。 2）喷出岩边坡:如玄武岩凝灰岩、流纹岩、凝灰角砾岩等，强度差别大,裂隙发育。有时具有层状或似层状结构,孔隙性大,边坡形态受形状控制。 3）碎屑沉积岩边坡:如砂岩、砾岩、页岩等，强度差别较大,具有层状结构,边坡形态受岩层产状控制,页岩透水性微弱。 4）碳酸岩类边坡:如石灰岩、白云岩等,强度一般较高,多呈层状结构。边坡形态受岩层产状控制,常形成悬崖,有时岩溶发育。 5）夹有软弱夹层的沉积岩边坡:如夹有泥化夹层或破碎夹泥层的砂岩、页岩、石灰岩等,具有层状结构。 3.1.2 按岩质边坡的岩体结构分类 1）块状结构岩石边坡:块状结构岩石边坡是指一般由块状岩浆岩或巨厚层沉积岩组成的边坡。此类边坡的特征是,就局部地段而言,没有层状节理分布,不具备各类层状岩石边坡的特征,就其物质组成而言,岩石可视为相对均匀质体。 2）碎裂结构岩石边坡:碎裂结构岩石边坡是指具有强烈发育的不规则节理裂隙的各种岩石边坡,在岩浆岩、沉积岩或变质岩地区都可能出现,特别在断层交汇部位和严重的构造挤压部位较为常见。由于边坡上节理裂隙密集、方向零乱,难以划分出岩体的层状结构,边坡岩体多呈相互镶嵌的碎块,从宏观上看,可视此类边坡为散体,边坡形态主要决定于节理裂隙的切割程度和组合形态。 3）层状同向缓倾岩石边坡:层状同向缓倾岩石边坡是指由坚硬层状岩石组成的边坡,岩层的倾向与边坡的倾向一致,但倾角小于边坡坡角,坡面切断了岩层层面。由于坡面切断了岩层层面,坡脚以上岩层有路面方向活动的空间,因此当层面间抗剪强度较低时,可以沿层面产生滑动。影响边坡稳定的主要因素是岩层的倾角大小、层面的抗剪强度及边坡岩体被节理裂隙切割状况。层状同向缓倾边坡较为常见,由于施工开挖人为改变边坡坡角使边坡由缓变陡,使层面被切断,当边坡岩层被坡面切断后,最常见的变形是顺层滑动,特别是沿软弱夹层产生滑动。当节理裂隙的切割有利于割离坡体,下伏有软弱夹层时,雨后更易滑动。 4）层状同向陡倾岩石边坡:层状同向陡倾岩石边坡是指岩层走向与边坡走向基本一致,但岩层倾角大于边坡坡角的岩石边坡,由于坡面未将岩层层面切断,因此,没有沿岩层层面向下滑动的余地,一般情况下边坡是稳定的。 3.2 土质边坡分类 1）黄土边坡。 黄土一般呈棕黄色或淡黄色,具多孔性,孔隙比一般40%～50%,成分以粉粒为主,质地均一,无层理、柱状节理和垂直节理发育,天然状态下含水甚少,干燥时甚坚固。直立边坡,但遇水容易剥落或遭受侵蚀。 2）砂性土边坡。 砂性土边坡是指主要由砂或砂性土组成的边坡,以结构较疏、粘聚力低为特点,作为工程边坡,一般透水性较大,饱和含水的均质砂土边坡,在振动力作用下,易于液化产生液化边坡。 3）粘性土边坡。 粘土以颗粒细密为其主要特征,但由于生成环境的不同,各类粘土的组织结构、物理力学特性等差别较大,对边坡稳定性的影响也不一样。但一般都具有干时坚硬开裂,遇水膨胀分解呈软塑性状的特点。 4）软土边坡。 软土边坡是指由淤化、泥变、淤泥实土以及其它抗剪强度极低的土组成的边坡。粘土由于其抗剪强度极低,流变性征显著,对于边坡稳定性不利。 5）胀缩土边坡。 胀缩土具有特殊的物理力学特性,因土中富含蒙脱石等易膨胀矿物,干湿效应特别明显。 3.3 土石边坡 由土和坚硬岩石混合组成的边坡统称为土石边坡,可分为碎石土边坡和岩土混合边坡二类。碎石土边坡是指由坚硬岩石碎块和砂土碎屑细颗粒物质混合组成的边坡。按其形成条件,可分为堆积型(包括沉积、堆积)和残积型。前者土石碎屑经搬运位移土石混杂,如坡积体及变形边坡残留体等,后者则为基岩原位风化而成,岩土未经搬运位移,如残积层。按结构形态又可分为土石混合结构和土石叠置结构,前者整个坡体皆由土石混合物组成,边坡的特性决定于土石混合体自身的特性,后者土石混合体的下部有基岩分布,边坡的特性决定于土石体本身外,尚与土石体与基岩接触面的特性有关。此种结构边坡,亦称岩土混合边坡,呈叠置结构的岩土混合边坡还有上部为全风化玄武岩,下部为砂砾岩,或上部为玄武岩,中部为全风化页岩,下部为坚硬岩石的边坡。 公路工程地质论文:浅谈山区高速公路工程地质勘察 内容摘要:针对山区高速公路工程地质勘察中存在的勘察方案考虑不全面、勘察方案不合理、勘察工作针对性不强、勘察深度不够、对山区工程地质条件的复杂性认识不足等进行了分析,并对提高山区高速公路工程地质勘察水平提出了对策。 关键词:山区高速公路;工程地质;勘察 随着我国公路建设的发展,高速公路向山区延伸,地质条件越来越复杂,工程地质勘察工作难度逐渐加大。 一、山区高速公路工程地质勘察中存在的问题 (一)工程地质勘察方案不合理。在山区高速公路工程地质勘察中,大多工程地质勘察项目虽然也制定了勘察大纲,但多数项目勘察方案简单,未能针对项目的工程地质条件和工程的特点,对项目工程地质勘察进行详细规划,所采用的勘察方法,时有不合理或欠缺的地方。如桥梁钻孔布置未考虑到山区地质条件的复杂多变,钻孔数量偏少、钻孔位置不合理,高边坡勘察中对横断面的地质条件变化考虑不足,地质条件未勘察清楚,导致施工中高边坡加固设计变更过多,对活动性断层勘察欠缺,隧道勘察中未进行水文测试等等。 (二)工程地质勘察工作针对性不强。工程地质勘察目的不明确,勘察针对性不强是山区高速公路勘察项目较常见的问题,部分勘察单位仍习惯于“钻探、取样、提承载力”的模式,无论是路基、桥梁、还是隧道勘察都是这种勘察模式,这种早期的工程地质勘察模式,已不能适应山区高速公路工程地质勘察工作要求。山区高速公路工程地质勘察的对象主要包括桥梁、涵洞通道、隧道、高边坡、高路堤、软基及不良地质等。不同勘察对象的勘察目的不同,勘察工作中应针对不同的勘察对象,对勘探方法、取样试验、物理力学指标分析评价等做出不同的要求,并非所有的勘察对象都应提出地基承载力。如高边坡的勘察目的,主要是查明边坡开挖后的稳定性,勘察在查明岩土层结构的同时,还要查明软弱夹层和构造结构面情况,并提供抗剪、抗滑指标。 (三)勘察深度不够,定性的分析太多,定量成果不足。我国的山区高速公路的建设不到十年时间,山区高速公路的工程地质勘察工作经验不足,我国高速公路地质工作仍停留在工程地质勘察阶段。勘察报告描述较笼统,多是一些定性的描述,设计及施工人员很难采纳,甚至无法利用。如在深路堑勘察中,常见地质报告中未能进行稳定性分析,所推荐的处理方案及措施较笼统,设计人员无法利用。或者虽然也进行了稳定性分析,但未用设计拟采用的坡率,进行稳定性分析。此外,边坡稳定性评价方法单一,完全依赖极限平衡法,未采用工程地质类比法、图解法、极限平衡法和数值分析方法进行综合分析评价,也是较常见的问题。又如在桥基勘察中,常见对钻孔深度把握不准。未能根据桥梁荷载的要求及可能采取的基础形式,确定钻孔深度。因此,要么钻孔钻深了,浪费了大量的财力和时间;要么钻孔钻浅了,不能满足桩基对钻孔深度的要求。再如某山区高速公路初勘中,对断层构造勘察时,在评价区域断裂构造对公路的影响时有这样的论述评价“根据区域地质资料,K25+600处有一断层,建议路线与断层呈大角度相交”。没有深入查明断裂带的规模和路线的关系对公路的影响等。 (四)对山区工程地质条件的复杂性认识不足。虽然在山区高速公路的勘察设计中,复杂的地质条件越来越为工程技术人员所重视,但部分工程地质勘察人员仍对山区高速公路的工程地质条件认识不足,如某山区高速公路中,由于对地质条件认识不足,为了节省造价,路线以路基通过,导致施工过程中出现大量的边坡稳定性不足问题。又如某山区高速公路基岩为砂岩、泥质砂岩,但其风化程度变化较大,勘察过程中对风化程度变化不足未引起足够重视,钻孔数量偏少,导致施工中桥梁所采用的大部分嵌岩桩质量检测承载力不足,不得已改为摩擦桩。此外,还存在勘察经费不足,勘察工作量较少,不能满足查明地质条件等。 二、处理对策 针对当前山区高速公路勘察设计中存在的问题,笔者认为应在加强从业人员培训,提高专业技术水平的基础上,转变勘察技术人员的观念,在高速公路的勘察中加强岩土工程的理念,进一步提高山区高速公路工程地质勘察水平。 (一)事前规划,制定详细的勘察方案,明确地勘布置原则。山区高速公路地形地质条件复杂,主要表现为地貌单元多、地层岩性复杂,基岩风化严重、基岩顶面起伏大;区域地质构造复杂,对工程影响大;不良地质发育;地下水对工程有较大的影响等。工程实践证明,针对复杂的山区地质条件,制定详细而针对性强的勘察方案是山区高速公路工程地质勘察的关键。勘察方案主要包括勘探方法的选择;勘察点数量、间距;勘探深度、钻孔孔径、取样的数量、样品类别;工程地质调绘的范围、比例;工程物探的使用对象、物探方法;原位测试、简易钻探的使用范围、勘察深度的确定及水文地质勘察工作等。此外,对路基、桥梁、隧道、不良地质等不同的工点的勘察还应针对具体构造物的特点提出勘探、取样、试验、物探等具体要求。 (二)推行工程地质勘察监理机制。工程地质勘察的监理机制,有些省份已经开始试点,在部分工程项目中展开取得较好的成效,应进一步推广。 (三)加强工程地质勘察技术人员的高速公路知识的培训。传统的工程地质勘察工作,勘察与设计、施工脱节。工程地质勘察技术人员高速公路知识的薄弱,对工程地质条件的评价不能较好地和工程紧密结合,只能泛泛而谈。加强高速公路知识的培训,可有效提高工程地质勘察技术人员勘察工作的针对性,提高勘察质量。 三、结论及建议 (一)针对当前山区高速公路勘察中存在的问题,应积极推广岩土工程的理念。改变传统的钻探、取样,提承载力、摩阻力的观念。对地质勘察工作要求在查明地质特征的基础上,还应对地质特征及岩土参数进行分析、评价,熟悉每一类岩土工程的设计方法,了解每一类岩土工程的影响范围及对岩土体物理力学参数的要求。 (二)加强培训,提高工程地质勘察人员专业素质,建立一支专业的高速公路工程地质勘察队伍。改变公路工程地质勘察人员对高速公路不了解,所提供的工程地质报告和工程结合不紧密,难以利用的现状。 (三)积极推行工程地质勘察监理的体制。 公路工程地质论文:浅谈山区高速公路工程地质勘察 内容摘要:针对山区高速公路工程地质勘察中存在的勘察方案考虑不全面、勘察方案不合理、勘察工作针对性不强、勘察深度不够、对山区工程地质条件的复杂性认识不足等进行了分析,并对提高山区高速公路工程地质勘察水平提出了对策。 关键词:山区高速公路;工程地质;勘察 随着我国公路建设的发展,高速公路向山区延伸,地质条件越来越复杂,工程地质勘察工作难度逐渐加大。 一、山区高速公路工程地质勘察中存在的问题 (一)工程地质勘察方案不合理。在山区高速公路工程地质勘察中,大多工程地质勘察项目虽然也制定了勘察大纲,但多数项目勘察方案简单,未能针对项目的工程地质条件和工程的特点,对项目工程地质勘察进行详细规划,所采用的勘察方法,时有不合理或欠缺的地方。如桥梁钻孔布置未考虑到山区地质条件的复杂多变,钻孔数量偏少、钻孔位置不合理,高边坡勘察中对横断面的地质条件变化考虑不足,地质条件未勘察清楚,导致施工中高边坡加固设计变更过多,对活动性断层勘察欠缺,隧道勘察中未进行水文测试等等。 (二)工程地质勘察工作针对性不强。工程地质勘察目的不明确,勘察针对性不强是山区高速公路勘察项目较常见的问题,部分勘察单位仍习惯于“钻探、取样、提承载力”的模式,无论是路基、桥梁、还是隧道勘察都是这种勘察模式,这种早期的工程地质勘察模式,已不能适应山区高速公路工程地质勘察工作要求。山区高速公路工程地质勘察的对象主要包括桥梁、涵洞通道、隧道、高边坡、高路堤、软基及不良地质等。不同勘察对象的勘察目的不同,勘察工作中应针对不同的勘察对象,对勘探方法、取样试验、物理力学指标分析评价等做出不同的要求,并非所有的勘察对象都应提出地基承载力。如高边坡的勘察目的,主要是查明边坡开挖后的稳定性,勘察在查明岩土层结构的同时,还要查明软弱夹层和构造结构面情况,并提供抗剪、抗滑指标。 (三)勘察深度不够,定性的分析太多,定量成果不足。我国的山区高速公路的建设不到十年时间,山区高速公路的工程地质勘察工作经验不足,我国高速公路地质工作仍停留在工程地质勘察阶段。勘察报告描述较笼统,多是一些定性的描述,设计及施工人员很难采纳,甚至无法利用。如在深路堑勘察中,常见地质报告中未能进行稳定性分析,所推荐的处理方案及措施较笼统,设计人员无法利用。或者虽然也进行了稳定性分析,但未用设计拟采用的坡率,进行稳定性分析。此外,边坡稳定性评价方法单一,完全依赖极限平衡法,未采用工程地质类比法、图解法、极限平衡法和数值分析方法进行综合分析评价,也是较常见的问题。又如在桥基勘察中,常见对钻孔深度把握不准。未能根据桥梁荷载的要求及可能采取的基础形式,确定钻孔深度。因此,要么钻孔钻深了,浪费了大量的财力和时间;要么钻孔钻浅了,不能满足桩基对钻孔深度的要求。再如某山区高速公路初勘中,对断层构造勘察时,在评价区域断裂构造对公路的影响时有这样的论述评价“根据区域地质资料,K25+600处有一断层,建议路线与断层呈大角度相交”。没有深入查明断裂带的规模和路线的关系对公路的影响等。 (四)对山区工程地质条件的复杂性认识不足。虽然在山区高速公路的勘察设计中,复杂的地质条件越来越为工程技术人员所重视,但部分工程地质勘察人员仍对山区高速公路的工程地质条件认识不足,如某山区高速公路中,由于对地质条件认识不足,为了节省造价,路线以路基通过,导致施工过程中出现大量的边坡稳定性不足问题。又如某山区高速公路基岩为砂岩、泥质砂岩,但其风化程度变化较大,勘察过程中对风化程度变化不足未引起足够重视,钻孔数量偏少,导致施工中桥梁所采用的大部分嵌岩桩质量检测承载力不足,不得已改为摩擦桩。此外,还存在勘察经费不足,勘察工作量较少,不能满足查明地质条件等。 二、处理对策 针对当前山区高速公路勘察设计中存在的问题,笔者认为应在加强从业人员培训,提高专业技术水平的基础上,转变勘察技术人员的观念,在高速公路的勘察中加强岩土工程的理念,进一步提高山区高速公路工程地质勘察水平。 (一)事前规划,制定详细的勘察方案,明确地勘布置原则。山区高速公路地形地质条件复杂,主要表现为地貌单元多、地层岩性复杂,基岩风化严重、基岩顶面起伏大;区域地质构造复杂,对工程影响大;不良地质发育;地下水对工程有较大的影响等。工程实践证明,针对复杂的山区地质条件,制定详细而针对性强的勘察方案是山区高速公路工程地质勘察的关键。勘察方案主要包括勘探方法的选择;勘察点数量、间距;勘探深度、钻孔孔径、取样的数量、样品类别;工程地质调绘的范围、比例;工程物探的使用对象、物探方法;原位测试、简易钻探的使用范围、勘察深度的确定及水文地质勘察工作等。此外,对路基、桥梁、隧道、不良地质等不同的工点的勘察还应针对具体构造物的特点提出勘探、取样、试验、物探等具体要求。 (二)推行工程地质勘察监理机制。工程地质勘察的监理机制,有些省份已经开始试点,在部分工程项目中展开取得较好的成效,应进一步推广。 (三)加强工程地质勘察技术人员的高速公路知识的培训。传统的工程地质勘察工作,勘察与设计、施工脱节。工程地质勘察技术人员高速公路知识的薄弱,对工程地质条件的评价不能较好地和工程紧密结合,只能泛泛而谈。加强高速公路知识的培训,可有效提高工程地质勘察技术人员勘察工作的针对性,提高勘察质量。 三、结论及建议 (一)针对当前山区高速公路勘察中存在的问题,应积极推广岩土工程的理念。改变传统的钻探、取样,提承载力、摩阻力的观念。对地质勘察工作要求在查明地质特征的基础上,还应对地质特征及岩土参数进行分析、评价,熟悉每一类岩土工程的设计方法,了解每一类岩土工程的影响范围及对岩土体物理力学参数的要求。 (二)加强培训,提高工程地质勘察人员专业素质,建立一支专业的高速公路工程地质勘察队伍。改变公路工程地质勘察人员对高速公路不了解,所提供的工程地质报告和工程结合不紧密,难以利用的现状。 (三)积极推行工程地质勘察监理的体制。 公路工程地质论文:论高速公路工程地质勘察监理的重要性 摘要：该文通过实践山西某山区高速公路项目勘察监理工作，对三个不同阶段的勘察监理工作实施内容和取得的效果进行分析，指出了勘察监理在高速公路工程地质勘察中的重要性和必要性。 关键词：高速公路;工程地质；勘察监理；重要性 由于过去我国高速公路岩土工程勘察一直保持行业垄断，没有进行单独招标。岩土工程地质勘察主要体现在三方面：第一，勘察设计总承包；第二，业主直接委托勘察单位；第三，即使勘察单独招标也是低价中标。以上三种勘察模式往往在工程质量、技术成果等方面表现很差。目前在我国高速公路工程地质勘察工作中实施监理，正处于一个初级阶段。高速公路岩土工程勘察监理就是监理组织或监理执行者(岩土工程监理工程师)执行业主的委托，对高速公路全过程依据勘察合同文件、国家的法律、法规、勘察技术规程、规范、标准等，对勘察质量、进度、勘察工作量的计量、费用的审核结算等进行监督、监控、评价、约束、组织、协调和疏导。使勘察行为符合准则的要求，使有关人员的行为更准确、更合理、更完善，使高速公路工程地质勘察技术成果资料能够指导公路施工。 现代高速公路的发展趋势逐渐由东向西，由平原向山区拓进。山区高速公路沿线的构造物、不良地质段、特殊性岩土段、高填深挖工点等工程地质勘察的特点及技术要求和深度多样性、复杂性，导致地质勘察监理工作任务重、技术含量高、复杂，给监理工作带来了一定的难度。本文实践了山西某山区高速公路118千米的勘察监理工作。 一、勘察监理工作实施 岩土工程地质勘察质量监督与管理是保证高速公路工程地质勘察质量、岩土工程合理性、完善和优化设计的前提。一条高速公路要穿越不同的地质单元，各单元地形、地貌、地质构造、水文地质各不相同，特别是山区高速公路，工程地质条件的好坏直接决定着其工程造价、工期、施工期、营运期的安全。地质勘察资料的不准确，势必导致设计的保守，造成工程资金浪费，后期运营出现沉降、边坡坍塌等不良现象，给公路安全运营埋下了隐患。高速公路具有阶段性勘察设计特点，一般采用两阶段勘察设计即初步设计阶段勘察设计、施工图设计阶段勘察设计，个别项目还有施工勘察阶段。各个不同阶段的勘察监理工作基本都分为三个阶段：进场初期勘察监理、工作进行中勘察监理、工作结束勘察监理。 （一）进场初期勘察监理 地质勘察单位在进场初期应向监理工程师提交项目工程地质勘察大纲和地质勘察实施细则。本勘察大纲应包含根据各个工点的水文地质条件、构造物（工点）设置情况、设计要求等编写的工程地质勘察纲要。明确该工点为达到勘察目的所采用的勘察手段和方法（如钻探、挖探、物探、钎探）、勘察工作量（如钻孔个数、总延米数等）、工期的预估。监理单位根据相关技术规范、 业主要求，认真分析勘察单位提交的工程地质勘察大纲，结合项目概况情况，提出相关意见和建议。经业主、勘察单位、监理单位三家共同商榷后统一后，完善该勘察大纲，使其具有计划性和指导性。同时，监理单位应对勘察单位的钻探施工设备、试验设备的质量合格情况、投入数量进行检查，满足工程实施要求方可允许进入施工现场。最后并签署开工报告。 （二）工作进行中勘察监理 在工程地质勘察工作实施过程是在野外进行的，监理工程师应深入勘察现场，结合勘察大纲及现场地质情况，对勘探孔的布设、取样、原位测试进行监督。监理现场采用现场巡视、抽检、重点旁站、定期中间检查和室内资料审核相结合的方法进行。重要工点（如大桥、特大桥、隧道、高边坡、采空区、软土等）采用旁站监理方式，控制整个勘察过程，保证勘察实施过程的正确性和真实性，并对现场遇到的重点、难点、疑点地质问题进行现场指导，对工程地质复杂区、多变区应及时指导勘察单位更换勘察方法、手段和随机调整勘察工作量。检查钻探深度、取样、原位测试是否能够满足设计要求，对现场的编录质量和规范性进行监督和指正。认真填写检查记录和编写监理报告（日志），每天统计勘察工作量进度并定期向业主单位汇报勘察质量和进度情况。 组织中间检查对勘察单位的阶段性勘察现场实施全过程监理检查和管理。从工程地质角度出发，综合考虑各构筑物布置的经济性及合理性，向业主单位和设计单位提出建议。通过现场过程质量控制，对工程地质情况的了解，结合设计情况、勘察单位的工程进展情况，并及时与业主单位、勘察设计单位进行充分沟通，保证工程安全性、经济性、合理性前提下，及时调整勘探手段和方法，确保勘察成果质量。 （三）工作结束勘察监理 勘察工作结束监理单位应依据相关勘察合同，对勘察单位的工作量由监理工程师签认。监理单位对勘察单位的各种勘察手段、方法，工作量，技术成果资料进行审查、综合分析，之后资料才能提供设计单位的地质参数。最后并编制监理报告。 二、勘察监理取得的效果 本项目中勘察监理采用现场监督和室内文件审查形式进行，即现场监督、控制、管理、指导，室内技术成果的分析与评价。取得效果举例说明： 1.由于本项目K35+800~K85+230段奥陶纪石灰岩发育较好，岩体较完整，表层覆盖层较薄。经过监理监督和现场指导，后将13个高边坡的钻探方案调整为物探+挖探。施工工期比原来方案缩短了10天，勘察费用节省近140万元，探查的效果远超过钻探。 2.在K124+080~K124+285段，路线以路基方式穿越南山北部山脚与大洋河河岸交界平缓地带。根据K124+120涵洞钻探软基情况，结合地形推断该段可能存在软土地基。经监理工程师现场踏勘并同意在该段增加3个路基钻孔以查明软基可能性，结果表明软基最大厚度达8米。虽然在勘察投资上增加约5000元投资，但避免了今后路基沉降带来的巨大经济损失和安全隐患。 3.室内技术报告的审查工作对地貌及微地貌单元要求进行了数理统计，以地质单元形式给出了该项目路线走廊的工程地质特性，为指导设计和施工提供了依据。 三、结束语 岩土工程地质勘察监理制度监理顺应现代勘察市场化的需求，勘察质量的监督与控制，直接决定了设计质量、施工成本、施工周期、运营安全、后期公路养护投资。公路勘察监理由于市场不规范，在实际的实施操作过程中还存在一定问题，主要表现在：监理单位人员必须具有较高的职业道德素质和专业技术水平，发现问题情况下能够及时提出并指导勘察单位的实施方案调整；勘察技术成果审查过程中不能综合地提出具有指导施工的可行性和合理性方案和结论；建设单位对勘察监理费用投入比例很小，导致一些勘察监理单位人员素质、技术水平上不去，没有在项目过程中起到真正意义的作用。 公路工程地质论文:山区公路工程地质勘察问题研究 【摘要】我国山地面积占陆地总面积的70%，山区道路沿线的地形地貌、地质条件和水文条件较复杂，不确定性较大。路基填挖交替频繁，深挖、高填路段多，从而使路基的物理力学性能有很大的差异，造成路基不均匀沉降，发生失稳现象。这就需要对工程地质条件做深入的研究，找到针对性较强的勘察方法和手段，为山区高速公路设计和施工提供完整、准确的工程地质资料。本文总结了山区公路勘察方法，并对各种特殊地段的勘察要点进行了分析和总结：结合沿线的自然地理和地质条件，遵循面点结合、由浅入深的原则，综合运用遥感、工程地质调查测绘、物探、钻探、原位测试、工程地质和水文地质试验等方法和手段进行综合勘察，为设计、施工提供完整、准确的地质资料和建议 【关键词】山区公路；地质条件；勘察方法；高填深切路段勘察；边坡勘察 1.勘察方法的选择 勘察方法的选择应依据勘察阶段，地形、地质条件和勘察对象而定，大致分两种类型： 1.1宏观控制 一般采用遥感技术，从宏观上观察全貌，对区域地质条件进行大致了解，可发现大型地质构造和地质灾害。根据不同时期的资料，还可以掌握不良地质发展趋势，进行地质单元的划分。山区公路中最重要的一点就是首先进行地质单元的划分。地貌就是从地质的角度去论述地表形态，不同地貌的地质成因和历史不同。 1.2微观分析 通常采用地质调绘、物理勘探、钻探、挖探、取样、试验及原位测试等方法，其中地质调绘及物理勘探可以定性或半定量地判定地质条件；而钻探、挖探、取样、试验及原位测试则可以对地质条件及其对工程的影响程度进行定量分析。 2.路段勘察 2.1一般路基 一般路基工程勘察主要按沿线微地貌特征分段，查明各段的地质结构，岩土类别、土的密度和含水状态，基岩风化情况，地下水埋深、变化规律和地表水活动情况；确定路基基底的稳定性，边坡结构形式及坡度；确定设置支挡构造物和排水工程的位置，划分土石工程等级。 2.2高路堤 高路堤作为陡坡路堤的一种特例，也属于重点路基工程（即地形起伏大、路基填挖量大、工程地质条件差的路段），高路堤边坡必须进行稳定性验算，其参数的选择是稳定性验算的关键，需要对地基土及路堤填土提出准确的物理力学参数，因此要针对高路堤做专门的工程地质勘察。 高路堤主要病害是总体沉降、局部沉降、局部沉陷、滑移、路基破坏等。一般的填方路堤和高路堤对路基基底要求应有足够的承载力，路堤基底土的变形性质和变形量的大小主要决定于路堤填土高度、基底土的力学性质、基底倾斜程度、软土层和软弱结构面的性质和产状等。软土层或较软结构面往往使基底发生较大的塑性变形而造成路基的破坏。因此其勘察中的重点是沿陡坡路基顶或软土层及较软结构面，对陡坡路堤进行设计时必须进行地基稳定性验算，应通过有针对性的工程地质勘察提供准确的陡坡路堤地基岩土物理力学参数。 2.3陡坡路堤 当地面自然横坡陡于1∶5时（包括纵断面方向）就应视为斜坡路堤，当地面横坡陡于1∶2.5时，就视为陡坡路堤。根据斜坡路基病害调查，公路陡坡路基常见病害是纵向裂缝和路基滑移。影响陡坡路基稳定性的主要工程地质因素有以下两个方面：（1）陡坡覆盖层土体与基岩接触带为透水软弱面，地下水活动引起陡坡路基下滑；（2）陡坡路基岩层软硬相间，其软弱面顺路基倾斜，由于风化强弱差异或地下水侵蚀，地基和路基顺软弱面滑移。 2.4深路堑 对于深路堑边坡、需要特殊设计加固的边坡以及稳定性差的边坡，均应作为单独工点进行工程地质勘察，以便对边坡的整体稳定性进行评价。首先应查明场地岩土体组成，岩层的倾向与坡向的关系，岩层分布以及风化层、区域地质、水文地质条件，地震资料，气象资料。利用赤平投影或者理论计算边坡整体的稳定性，提出支护（挡）建议。 部分地段拟建道路修筑后，路堑边坡形成临空面，边坡上覆松散堆积物失去支撑，易沿基岩面下滑。山区地形起伏大，植被茂密，进行工程钻探很困难，利用人工探槽（坑）是一种比较好的手段，要查明覆盖层厚度。提出适宜的防护、加固等措施，消除路堑边坡形成临空面的不利影响，防止边坡上覆松散堆积物沿基岩面下滑。 2.5支挡工程 支挡工程的勘察主要任务为查明支挡构筑物位置承重地基的地层层位、层厚、岩土类别、分布范围，调查地下水埋深、分布；确定岩土的承载力、抗剪指标和压缩指标；判定在路基附加荷载作用下，路基沉降和滑移的稳定性。 3.桥涵勘察 桥涵工程的勘察主要任务是查明桥涵位置地基土层的岩性、地质构造、水文条件，查明其软弱下卧地层的厚度及分布，依据调查结果绘制断面图。确定岩土的承载力、抗剪指标和压缩指标。在地形图上绘出汇水面积；根据收集的气象资料，估算最大的流量，过水断面尺寸，计算墩台最大冲刷深度，提出合理的基础埋深。 4.隧道勘察 由于山区的地形特点及隧道出入口对地形有较高的要求，进行工程钻探往往比较困难。近年来，随着物探技术逐渐成熟和山区高速公路的发展，已被作为主要勘察手段，广泛应用在山区公路隧道勘察中，目前，常用的方法主要有：地震法、瞬变电磁法、高密度电法及可控源音频大地电磁法。工程物探作为公路隧道工程地质勘探的主要手段，测得岩质隧道围岩岩体、岩石纵波速、横波速，从而求得围岩动弹性模量、泊松比等物理力学指标，为隧道洞身的围岩分类、隧道洞室的开挖和衬砌设计提供依据。 5.公路涎流冰的勘察要点与防治措施 涎流冰冲坏桥涵结构，破坏路基路面，危害公路行车的安全，已成为高寒地区公路主要病害之一。涎流冰的防治工作，应从公路勘察设计的源头上采取积极地防治措施。若路线不可避免地要从涎流冰地段通过，则应进行全面细致的水文、地质、地形调查，认真分析水的来源，涎流冰的形式、规模及对公路的危害程度，因地制宜地选择防治方案，将涎流冰的危害降到最小程度。一般采用因势利导及相互隔离的办法处置。 6.结语 随着山区公路的高速发展，由于山区特殊的地形地貌，给勘察专业带来诸多新课题，采用传统的勘察方法和传统的勘察手段已经很难满足设计的需要，存在着许多急需解决的岩土工程勘察技术问题。 6.1解决传统钻探手段以点带面划分地质界面时常带来的漏判、推断不准确等问题，如地下不明物体、洞穴、软弱结构面、滑动面、断层、破碎带等在地下的分布特征、形态、埋藏深度、位置。传统的钻探方法受地形的限制，而利用人工挖探、工程物探技术等多种辅助手段和钻探联合使用的方法，起到相互补充、相互验证的作用。将工程物探技术与传统勘探手段相结合，是解决岩土工程勘察中存在的主要问题的有效手段之一。 6.2加强室内、外测试新技术（标准贯入试验、波速测试、静载荷试验、现场剪切试验等）和施工检测、监测技术的使用，通过其获得的数据和资料，进过分析、对比，建立它们之间的经验关系，并将工程施工检测、监测所获取的实测资料反算得到的参数作为对比依据，确保所提供的岩土工程设计参数的可靠性。同时，达到解决那些采用传统勘探手段难于获取可靠的岩土工程设计参数（如粗颗粒土、花岗岩残积土、风化岩的承载力、变形指标）等问题。 地质勘察工作是山区公路建设成败的前期关键，各阶段的地质勘察工作必须认真对待，要达到必要的深度。对于地质条件复杂的或存在不可避绕的不良地质路段，前期的工程地质勘察更要做细，并请多方专家共同研讨决策。勘察设计单位应加强岩土工程技术人才培养，适应山区公路建设新的发展需要。 公路工程地质论文:浅析公路工程地质勘察过程中应注意的问题 摘要:为了正确处理公路工程建筑与自然条件的关系,充分利用有利条件,避免或改造不利条件,需要进行公路工程地质勘察,查明建设地区的工程地质条件。文章阐述了对公路工程地质勘察过程中的一些常见问题,并提出了勘察编制纲要,选择勘探测试方法、工程勘察质量控制等相应的改进措施。 关键词:公路建设 工程地质勘察 勘察纲要 质量管理 公路工程地质勘察项目呈线状分布,一般长达几十公里。在地质条件较复杂地区,同一项目往往跨越多种地形地貌和地质构造单元,途径多种不良地质和特殊岩土。管理好一项复杂的公路工程地质勘察项目,需要项目负责人除了具备良好的职业道德外,还要具备较高的技术水平和较丰富的实践经验。 一、公路勘察设计工作中存在的主要问题 工程设计是分阶段进行的,与设计阶段相适应,勘察也是分阶段的。公路工程地质勘察必须根据不同的勘察阶段,完成各项勘察任务。各勘察阶段的工作内容和工作深度应与公路各设计阶段的要求相适应。 (一)客观因素 设计理念和设计水平还难以适应新时期交通建设的要求;总体设计水平应进一步提高,技术标准、技术指标的掌握和运用不够灵活;地勘工作深度不足,水文地质资料的收集、分析和正确运用不足;部分项目技术方案比选未能完全作到科学、客观、真实、择优,未能完全起到优化设计、方便施工、控制投资的作用,甚至还存在着为比较而比选的情况;投资控制中,概算超估算,预算超概算等现象时有发生。 (二)主观原因 1.勘察设计周期偏短,设计人员深入研究和优化方案的时间不足。 2.设计人员对工程造价理解有偏差,不能正确处理“好和省”的关系。降低造价是勘察设计追求的重要目标之一,是在保证安全、保护环境、提高质量前提下的降低。好的设计,应该是安全性、耐久性、舒适性、方便性、经济性的完美结合,绝不是多花钱搞一些贪大求洋的东西,也不是钱花得越多事情就做得越好,有时多花钱也会做不好事情。 3.设计人员受理论知识、技术水平、实践经验、工作习惯等影响,对沿线地形、地质和水文地质条件的分析认识不足,科学掌握标准、灵活运用指标的能力欠缺。标准、规范是做好技术工作的行为准则。灵活运用是在全面系统理解标准基础上与地形、地质相结合的灵活运用,而不是生搬硬套。对于强制性指标要严格执行,一般性指标要灵活运用,超限指标要论证采用。要特别防止认为标准越高越好越安全的错误观念,不顾环境承受力,不计造价盲目追求高标准、高指标和随意突破标准,防止从一个极端走向另一个极端。 4.部分勘察人员工作责任心、上进意识不强。 二、公路工程地质勘察需注意的问题 公路工程地质勘察如何打破传统条框束缚,将勘察工作贯穿公路项目的全寿命过程,使工程地质勘察工作更有效地维护公路的安全正常运营业虽然业主委托工程勘察大多局限在勘察规范提到的三个阶段,但是,作为岩土工程师应当树立项目全寿命过程勘察的概念。下面就勘察纲要的编制、外业质量控制等五个方面进行探讨: (一)勘察编制纲要 编制纲要是每个勘察项目必须进行的工作,应综合考虑场地工程地质、水文地质条件和项目情况,不仅要详细阐述对场地地质条件的认知程度、项目概况、本次工程地质勘察的目的、方法、工作范围、技术要求,还要对勘察工作参与的人员、投入的设备及质量保证措施有明确的说明。 (二)选择勘探测试方法 勘探测试方法具有很强的针对性,选择合理可以起到事半功倍的效果,否则会造成很大的工作量浪费, 还起不到应有的作用。由于勘察测试方法种类繁多,那么如何选择既经济又合理可行的方法是公路工程勘察的关键。首先应当详细了解场地已有地质资料、公路和沿线构造物情况、与设计人员充分交流、明确要解决的工程地质问题,然后开展这项工作。 (三)工程勘察质量控制 加强全员质量教育,树立全员质量观念。全力推进ISO9001:2000质量保证体系的运行,落实质量目标考核责任制、质量责任追究制,全面提高勘察设计质量。严格按照质量认证体系的要求,规范流程,明确责任,用过程质量保证总体质量。加强公路勘察设计工作基础资料的调查和收集。特别是工程地质和水文地质的勘探和调查,加强公路影响带内环境地质调查和地质勘察成果的综合验证工作。对公路工程施工、构造物结构安全有影响的地震、滑坡、泥石流等重大不良地质和特殊岩土,要进行专项地质勘察与评价。 审查工作要结合勘察设计过程动态进行,使勘察设计工作和审查工作有机结合,形成合力,更有效地确保勘察设计质量和投资控制。要严格执行“方案审定”、“二校三审”程序,确保勘察资料、试验资料、设计说明、设计图纸、设计概算、设计数量的“六个一致”。 (四)内业资料整理质量控制 内业资料质量取决于外业资料质量。项目负责人在外业工作期间,应随时对完成的每个勘探点、测试点、物探点/线等资料进行检查验收,在完全确认各个工点、各段比较方案所有的勘探工作量保质保量的完成,以及确保勘察过程补充的工作量完成后,即可转入室内资料整理阶段。 (五)工程地质勘察周期控制 勘察周期作为工程地质勘察项目的重要因素必须满足计划要求。在制定勘察纲要时,应根据工程项目情况、勘察工作量和勘察方法、场地地形地质条件等情况,对外业工作、岩土试验和室内资料整理时间进行统筹安排人员和设备。 树立项目全寿命周期成本观念,有效控制工程造价。公路工程是一项系统工程。勘察设计要统筹考虑规划、建设、养护、运营的全过程,运用项目全寿命周期成本观念,进行技术方案比选,合理确定项目的功能水平,实现技术与经济的有机结合,确保勘察设计工作质量。 设计阶段是项目寿命周期成本控制最关键的阶段,要从项目生命周期的全过程去看待成本,不仅要重视建设成本、维修成本、养护成本的控制,还要重视环境成本和社会成本的控制,通过运用科学的方法合理评价设计方案,在确保安全和功能的前提下,通过提高技术含量,合理、灵活运用设计指标,达到最佳技术与经济效益。 公路工程地质论文:公路工程地质勘察中的问题探讨 摘要：地质勘察作为公路工程的总体设计、预算、施工所依据的重要基础材料，它的定位和实施还存在着一些问题，这些问题可能出现在前后之间不协调，或者重视程度，专业人员，等其他一些原因，我们就这些可能出现的问题，以实际案例作为根据进行探讨。 关键词： 勘察；技术；人员；方法 在公路施工或进行作业之前，对地质的勘察必不可少，地质存在着许多难以预测的情况，勘探工作是为了降低风险和保证对公路作业可行性，在勘探过程中可以排除很多可能出现的问题，让公路工程整体得到良好的保障。 一、可能存在的问题 公路工程的地质勘察项目一般呈线状分布，通常情况下会长达几十公里。如果位于地质条件比较复杂的地区，同一个项目中往往会横跨多种地形地貌以及地质构造单元，途经数种不良的地质和特殊岩土。想要管理好一项错综复杂的公路工程地质勘察项目，这需要项目负责人具备良好的职业道德，此外还要具备较高的综合技术水平和丰富的实践经验。工程的总体设计是分阶段进行的，与设计阶段相比较，勘察也是分阶段的。公路工程地质勘察，必须依据不同的勘察阶段，完成其中各项勘察任务。各个勘察阶段的工作内容，工作深度应和公路设计阶段的要求相适应。客观因素的设计理念以及设计水平目前还难以适应全新的交通建设要求，整体设计水平应进一步得到提高，技术指标和技术标准的运用和掌握不够灵活，地勘工作深度不充足，水文地质资料的收集整理、分析以及正确运用能力不足，部分项目技术方案未能够完全达到客观、科学和真实，不能全面起到优化设计、控制投资、便利施工的关键作用。投资控制过程中，概算超过估算，预算超过概算等不良现象时有发生。 勘察设计中存在的主要问题，其中有客观原因，也有主观原因。勘察设计的周期偏短，严密度不够，设计人员深入研究问题，以及优化方案的时间不足。设计人员对工程造价的具体理解有偏差，不能够正确处理质量与价格两者之间的关系。把造价降低是勘察设计追求的重要目标之一，这是在安全有保证，环境无破坏，质量有提高的前提之下降低。卓越的设计，应该是耐久性、安全性、舒适性、便利性和经济性的完美组合，不是钱花得越多事情就会做得越好，很多时候预算再多也会搞不好项目。设计人员受自身的理论知识，技术水准，实践经验和工作习惯等一些原因影响，对沿线地形地质、水文地质条件的分析认识不达标，科学掌握标准，灵活运用指标的能力有所欠缺。标准和规范设计的前提，具体还应该结合实际情况进行新的考虑。 二、技术和人员上的加强 加强以测试为主的勘察手段，比如标准贯入试验、波速测试、现场剪切试验等，以及施工检测、监测技术的使用，通过其获得的数据和资料，进过分析、对比，建立它们之间的经验关系，并将工程施工检测、监测所获取的实测资料反算得到的参数作为对比依据，确保所提供的岩土工程计参数的可靠性。同时，达到解决那些采用传统勘探手段难于获取可靠的岩土工程设计参数(如粗颗粒土、花岗岩残积土、风化岩的承载力、变形指标)等问题。加强勘察技术人员的再教育和技术培训并形成定期制度，促进其知识的更新换代。勘察单位实行内部岗位轮换制度，促成勘察各专业的技术交流、知识渗透，尽可能组织技术人员参加各种有关的学术活动和讲座，达到提高勘察技术人员的学术深度的目的。强调计算机技术的应用(如受压层深度计算、承载力计算、土压力计算、各类静力或动力有限元计算、地震反应分析、渗流分析、地质灾害设计等)，采取这些措施可以大大提高技术人员的综合素质。地质勘察工作是公路工程前期的关键，各阶段的地质勘察工作必须认真对待，要达到必要的深度。对于地质条件复杂的或存在不可避绕的不良地质路段，前期的工程地质勘察更要做细，并请多方专家共同研讨决策。勘察设计单位应加强岩土工程技术人才培养，适应公路工程建设新的发展需要。 三、深入勘探中的具体问题 地层分布、地质构造、岩土物理力学性质等一些地质资料是公路工程总体，及各专业设计的基础根据。地质条件的优劣不仅仅影响着方案设计、施工工艺的选择确定，也影响着工程造价和施工期限。可是由于建设的管理体制，专业及学科设置和勘察设计组织等多方面原因，工程地质勘察和设计经常处于脱节，勘察和地质研究工作处在从属和被动的地位，相关地质资料的深度，可靠性等时常难以满足设计需求。施工过程中因地质条件和现场实际情况不符而导致的变更设计层出不穷，施工及运营期因为地质因素产生的边坡滑塌甚至更严重的安全事故屡见不鲜，这是必须得到重视的问题，近年来从政府主管部门到项目业主再到各勘察设计企业，大家均已经认识到问题有多么严重性，也相继出台或者采取了一系列补救方案和措施，可是因为诸多深层次矛盾没有得到解决，效果并不是很乐观。 公路工程地质勘察所要达到的目的和任务会随着设计阶段，专业需求的不同而相应变化，各阶段、各专业的勘察手段和方法，以及勘察试验内容和深度的差异有很大。尤其是前期准备工作，路线方案等尚未确定的情况下，勘探工作量应该把握好尺度，工作量如果较少，方案比选则会缺少依据，工程造价和规模难以控制；工作量如果过多，则很可能造成没有必要的资金浪费。可行性研究和分段的工程地质勘察，着重从宏观的地质环境进行考虑，为路线走廊和重大路线方案的比选提供可靠依据。对区域性分布不良的地质，必要时进行控制性勘探的设置。初步设计阶段的初勘作业，应该按照从“面”到“线”最后再到“点”的原则确定勘察方法以及。“面”上的工作，以调绘和测绘为主，“线”上的工作要以物探以及原位测试为主。“点”上的工作则必须布置钻探进行作业。初勘工作的主要任务是查明沿线各个地质单元、各类桥梁和隧构造物，细致调查地质情况，取得代表性的设计参数，为今后路线方案确定，专业技术方案的比选，工程规模大小以及造价控制提供相关基础资料的支持。 具体来讲，以挖方勘探为例，挖方勘探的主要任务包括挖方土、石等级的判别及挖方材料的适用性分析以及为挖方边坡设计提供地质参数等。对于挖方的土、石等级及适用性，初勘阶段一般通过调绘进行初步判断，以便做出相应的费用概算；详勘阶段则应对每一个地质单元采用控制性钻探进一步分析，提供相对准确的设计成果供承包人施工组织参考;施工过程中则需要根据开挖及试验成果及时予以修正，并作为业主计量支付的依据。对挖方边坡的勘察尤其是岩质高边坡勘察应以地质调绘和测绘为主。土质高边坡可通过钻探、取样、试验获得相关稳定性计算参数；岩质高边坡的稳定性受结构面控制，因此应充分利用天然露头，采用调绘、测绘等方法查明各类结构层的走向、倾向和倾角；对于夹有软弱岩层或水文地质条件较差的岩质边坡，应布置钻探以查明软弱夹层的工程性质及水文地质情况。施工开挖对边坡坡体地层揭示最为直观，因此挖方边坡的设计应动态延续至施工开挖过程中。基础勘察应根据构造物设计要求确定勘察手段和方法，布置相应的勘察工作量。一般情况下，小型构造物(如涵洞、挡土墙等)大多采用浅基础(特殊地基除外)，地质条件很好的桥梁墩台也多采用浅基础。对这类浅基础，可采用挖探方法查明地层实际情况，为基础沉降、稳定性计算及基础设计提供相关的地质参数。 公路工程地质勘察工作和管理体制存在的问题与弊端，直接影响了勘察的质量以及作用，公路主管部门、施工方、勘察及监理等站在各自的立场肯定都有各自的体会和认识。由于体制方面的惯性作用，多年来形成的设计与施工脱节、勘察与设计脱节的局面，难以在短期内扭转，建议相关部门选择部分项目作为试点，及早探索一套科学合理、切实可行的建设管理、勘察设计管理体制，逐步和国际接轨，进而将地质勘察的作用真正地全部发挥出来。 籍贯：辽宁大连，职称：副高，研究方向：岩土工程、工程地质勘察、地基与基础、水文地质方面。

地质工程论文:论岩土工程地质灾害防治技术及防治措施 摘要:近年来,随着我国国民经济的快速发展,各种资源开发和工程建设活动等人类工程活动的力度也普遍增大,给我国本就十分脆弱的地质环境带来了巨大的压力,地质灾害的频度和规模有逐年增加的趋势。为此,本文作者就岩土工程与地质灾害的内涵、地质灾害的特征与危害以及地质灾害防治工程的主要施工技术标准及防治措施进行了全面的阐述。 关键词:岩土工程;地质灾害;防治措施 1、岩土工程与地质灾害的内涵 自20世纪80年代末,90年代初,我国产生了一个新的学科——地质工程学。地质工程学,是研究与解决从规划到竣工乃至工程运行后效的全过程的与地质有关的工程问题的科学。它把地质体乃至地质环境作为工程系统的组成部分来对待,这显然符合大系统工程学的思想,它包含岩土工程和地质灾害防治工程两个方面,但以后者对其特点的反映更为深刻。岩土工程是指工程建设中涉及岩土体的开挖与加固;地质灾害防治工程是对自然或人为作用产生的有害地质现象进行防范与防治。后者包含了更全面地对地质生态环境合理开发与管理的思想。 地质灾害是指由于自然因素或者人为活动引发的危害人民生命财产安全或使人类赖以生存和发展的环境、资源发生严重破坏的地质现象。《地质灾害防治条例》规定,地质灾害包括山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等灾害。 在我国,大多数地质灾害现象都是人为因素引发的,据有关资料统计,近年来我国每年因地质灾害造成的经济损失约占各种自然灾害的1/4至1/5,因此,减少或制止破坏生态环境行为、及时采取地质灾害预防和防治措施,是我国当前减少损失的首要途径。 2、我国地质灾害的特征与危害 由于我国地理位置独特,地质构造复杂,地球生态环境多变,加之人口众多的农业大国,经济较落后,承灾能力弱,所有这些叠加在一起,形成灾害类型多、分布广、频度高、强度大、影响面宽、损失严重的格局。 据资料统计分析,崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地裂缝等种类的地质灾害在我国十分发育。其中崩塌、滑坡、泥石流的分布范围约占国土面积的50%,其中以西南、西北地区最为严重。 地质灾害可分两大类:第一类主要是由自然因素引起的地质环境问题,又称第一环境问题,属自然地质灾害;这些灾害不以人类历史的发展为转移;第二类主要是由人为活动引发的地质灾害,称第二环境问题,属人为地质灾害。这些灾害常随社会经济的发展而日益增加,据地质灾害成因分析,全国50%以上的地质灾害发生的主要原因是人类行为,尤其是人类不合理地大量挖掘能源所造成的。 2.1 滑坡 滑坡是指斜坡上的土体或岩体,受河流冲刷、地下水活动、地震、人工切坡等因素的影响,沿着一定的软弱面或软弱带,整体地或分散地顺坡向下滑动的自然现象。 滑坡的诱因: (1)地震;(2)降雨和融雪;(3)地表水的冲刷、浸泡;(4)河流等地表水体对斜坡坡脚的不断冲刷;(5)开挖坡脚;(6)蓄水排水;(7)堆填加载;(8)劈山放炮,乱砍乱伐。 滑坡发生的规律: 下列地带是滑坡的易发和多发地区:(1)江、河、湖(水库)、沟的岸坡地带,地形高差大的峡谷地区,山区铁路、公路、工程建筑物的边坡等。(2)地质构造带之中,如断裂带、地震带等。(3)易滑(坡)岩、土分布区。(4)暴雨多发区及异常的强降雨区。 2.2 崩塌 陡坡上被直立裂缝分割的岩土体,因根部空虚,折断压碎或局部移滑,失去稳定,突然脱离母体向下倾倒、翻滚,堆积在坡脚(或沟谷)的地质现象称为崩塌。 崩塌的诱因: (1)采掘矿产资源;(2)道路工程开挖边坡;(3)水库蓄水与渠道渗漏;(4)堆(弃)渣填土;(5)强烈振动。 2.3 泥石流 泥石流是由于降水(暴雨、冰川、积雪融化水)产生在沟谷或山坡上的一种挟带大量泥砂、石块和巨砾等固体物质的特殊洪流,是高浓度的固体和液体的混合颗粒流。 泥石流的诱因: (1)不合理开挖;(2)不合理的弃土、弃渣、弃石;(3)滥伐乱垦。 地面塌陷是指地表岩、土体在自然或人为因素作用下向下陷落,并在地面形成塌陷坑(洞)的一种动力地质现象。 2.4 地面变形 地面变形包括地面沉降、地面塌陷与地裂缝。目前中国发生地面沉降活动的城镇有70多个,明显成灾的有30余个,最大沉降量已将近3m。这些城市有的孤立存在,有的密集成群相连形成广阔的地面沉降带(区)。造成中国城镇地面塌陷原因有三:一是不合理地大量开采地下矿产资源引起的塌陷;二是表面岩溶活动引起的塌陷;三是大量抽取地下水引起地面下沉。 地面塌陷发生的规律: (1)岩溶强烈发育的纯可溶岩分布地带或沿其与非可溶岩的接触地带;(2)沿可溶岩中的断裂带或主要裂隙交汇破碎带,岩层剧烈转折、破碎的地带;(3)松散盖层较薄且以砂石为主,其底部粘性土层缺失或甚薄(一般不足1-2米)的“天窗”地段;(4)岩溶地下水的主迳流带或岩溶管道上;(5)具有潜水和岩溶水双层含水层分布地带;(6)岩溶地下水的排泄区;(7)岩沉吟地下水位在基岩面上下频繁波动的地带,或受排水影响强烈的降落漏斗中心及近侧地段;(8)临近河、湖、塘地表水体的近岸地带;(9)岩溶地下水位埋藏较浅的低洼地带。 2.5 人为地质灾害的危险性分析 人为活动加剧或加速地质灾害的发生所带来的危害性大大超过正常状态下产生的地质灾害所带来的损失。如:矿产资源的开发以及铁道、公路等各种工程建设的开挖,亦经常加剧地质灾害的发生,如:土壤侵蚀、地面塌陷与沉降、滑坡、岩爆、泥石流、荒漠化以及坑道涌水、瓦斯爆炸等灾害。人工滥伐森林资源,也造成土壤侵蚀、滑坡和泥石流等灾害,并导致洪灾的加剧发生。人工爆破也会诱发岩溶塌陷、滑坡等灾害的发生,还有可能引起连锁性的岩溶塌陷。 人工诱发地质灾害的特点如下: 一是诱发速度快。在自然地质演化及气候变化过程中,岩体由相对稳定至不稳定的变化,经历长时间过程。而人工因素诱发下,就大大地缩短了自然演化时间,加速岩土体的岩性变化,而导致突变灾难的发生,并造成更大的损失。 二是诱发灾害面广。自然地质灾害的发生,除了特大灾害之外,一般其危害性有一定的局限性,在人工因素诱发下,其危害性就具有更大的影响面。例如由于生物资源———森林的破坏,工程的大规模开挖,影响的是区域性环境恶化,诱发区域性旱涝灾害,以至引发全球性荒漠化。人类活动产生的升温效应,对气候及地质灾害诱发作用的影响也是全球性的。 三是灾害损失巨大,除了地震之外,人工诱发的地质灾害所造成的损失是严重的。随着经济建设的发展,人工诱发地质灾害所造成的损失,仍会不断增加,目前估 计地质灾害损失每年约500亿元,而受到威胁的就是这些数据的数倍至数百倍。1998年洪灾损失2000多亿元,死亡1432人,其中不少损失是通过地质灾害而产生的。 3、地质灾害防治工程的主要施工技术标准及防治措施 3.1 主要的施工技术标准总结 地质灾害防治工程的最大特点是隐蔽性(如抗滑桩)、复杂性(如抗滑桩+锚拉+挡板+冠梁)和多样性(防治滑坡可采用桩,亦可采用挡土墙),以地下工程施工为工艺特点,因此与地基与基础工程和岩土工程具有十分相近或相同的工艺流程、施工工序和施工工法。涉及地质灾害防治工程施工的技术规范和标准主要有: (1)地质灾害防治工程现行施工技术标准和规范,如《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T0218-2006); (2)各类工业与民用和市政工程建设项目的地基与基础、深基坑、高切坡、地基处理、基础病害工程防治等所涉及的技术规范和标准均可参考使用,如《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002); (3)各类水利水电工程的土石方、地基与基础和岩土工程所涉及的技术规范和标准均可参考使用,如《水电水利工程预应力锚索施工规范》(DL/T5083-2004); (4)各类交通建设中所涉及的边坡、滑坡、危岩、塌陷和沉降等工程防治的相关技术标准和规范,如《公路隧道施工技术规范》)(JTJ042-94)。 3.2 地质灾害防治工程防治措施 3.2.1 做好防治工程设计 地质灾害防治工程设计,必须根据崩塌、滑坡、不稳定斜坡的成因机制、运动模式、易发性及防治目标制定。 (1)根据致灾的成因确定主要防治途径; (2)根据灾害的易发程度、防治目标确定防治工程的强度和工程量。 3.2.2 地质灾害防治工程的主要工程措施 根据地质灾害防治工程勘查设计现行行业规范,《三峡库区地质灾害防治工程质量检验评定标准》等技术标准及资料分析,国内防治地质灾害的主要工程类型有:排(截)水工程、支(拦)挡工程、加固工程、护坡工程、减载与压脚工程及搬迁和避让等。 3.2.3 地质灾害防治措施 (l)工程防治措施 工程防治措施是防治地质灾害的重要组成部分,工程防治措施的适用条件及方式:大多数房后切坡造成的小型土质滑坡,选用滑坡后缘地表排水、前缘支挡或削方减载护坡等工程措施较为适应;对于中型以上滑坡,应根据工程地质勘察资料选择工程防治措施。 (2)生物防治措施 生物防治措施是指植树造林,种草护坡及合理耕牧。它具有应用范围广、投资省,能促进生态平衡,改善自然环境条件,防治作用持续时间长的特点,需较长时间才能发挥其效益。 根据调查区地质灾害特点和自然经济条件,泥石流区,地面塌陷区及水土流失区应采取封山育林,退耕还林等防治措施,减少地质灾害的发生和经济损失。 (3)避让措施 ①雨天避让措施。对灾害隐患点和变形斜坡,采取雨天临时避让措施,各镇在防灾预案的基础上编制安全转移预案,雨天对受威胁户一一作转移地点安排。应根据就近原则、转移地(接受户)不受地质灾害或其它灾害威胁的原则进行操作。 ②搬迁避让措施。对一些危险性大、危害性严重的地质灾害,防治费用超过搬迁费用或再建房仍然受地质灾害威胁的,采用搬迁避让措施。调查区需搬迁避让或已搬迁的灾点。 4、结语 岩土工程地质灾害防治工程是一项长期的工作,任重而道远。随着新技术、新方法、新材料在地质灾害防治工程中应用,地质灾害防治措施和施工技术必将迈向新的台阶。 地质工程论文:谈水利工程地质复查的重要性 1地质复查工作在施工技术工作中的作用 1.1土方平衡规划的需要 土方开挖总量虽远大于填筑总量,但根据设计技术要求,填筑用土土料需满足塑性指数、粘粒含量、有机质含量、水溶盐含量等多个技术指标的要求,加之全渠段各类土质分布很不均匀,实际可利用土量有限,有一段土可利用,有一段不可利用,因此,需对全渠段土料进行复查,进而进行土方平衡规划工作。这样可避免在开工后才发现土料场存在问题而导致工程停工、窝工,无法保证工程质量,并且避免造成经济上的巨大损失。开展地质复查工作可有效的解决这个问题,承包人应委托有资质的试验单位按照相关规定在全渠段开挖区布孔勘探,通过试验室试验分析,确定哪部分土料符合设计填筑用土料要求,确定可利用土的平面分布情况及垂直分层情况。根据试验室提供的资料,技术人员可进行土方平衡规划工作,编制土方平衡规划方案,按照土方平衡规划方案指导施工生产工作。 1.2确定降排水方案的需要 标段内渠道地下水位一般高于渠底板2m~7m,而挖方深度一般7m~12m,因此地下水位很高,且部分渠段及建筑物存在有承压水。承压水水头与潜水水头基本相同,承压水压力很大,需进行降排水方可保证干地施工及施工期场区安全。 (1)渠道工程降排水方案渠道工程降排水施工前,未进行地质复查工作,按照合同地勘单位提供的地质资料进行了降排水方案设计并施工,方案为在渠底中心线附近设管井进行降排水,管井间距30m~32m。土方开挖过程中发现,有约2.0km渠段地质变化较大,原降排水方案无法把地下水降至需要的高程,即采用了单井井里增加水泵、更换高功率水泵、大量增加明排措施、两侧马道上加降水井等多种方法方把地下水位降下去,达到了干地施工要求。虽然最终仍然完成了施工任务,但施工过程中增加了难度,且增大施工成本,延误了施工工期,多方面造成了损失。 (2)大沙河渠道倒虹吸降排水方案大沙河渠道倒虹吸开工前虽然进行了地质复查工作,但其精度远达不到应有的效果,在确定降排水方案方面不能起到应有的作用。该倒虹吸分两期施工,采用的降排水方案为开挖边线外周围做截渗墙,截渗墙内设管井降排地下水的方法。 一期施工时,按照合同地勘单位提供的地质资料制定了降排水方案,但因该倒虹吸地质的复杂性,管井、截渗墙深度均未达到方案设计的理想深度,给施工造成了很大的难度。总结一期施工的教训,二期施工前,委托有资质的地勘单位对二期场区进行了地质复查,尤其是沿降排水方案设计的截渗墙位置安排了布孔勘探,详细查明了截渗墙部位的地质分层情况。复查前的地质情况简单描述如下:建筑物场区地层自上而下分别为:①卵石、泥砂充填,层厚1.5m~3.8m;②重粉质壤土,层厚1.8m~8.0m;③重粉质壤土,层厚1.0m~15.6m;④卵石层厚1.4m~13.5m;⑤重粉质壤土,层厚1.7m~15.2m不等。复查后的地质情况简单描述如下:建筑物场区地层由上至下分别为:①卵石,厚1.2m~1.5m;②重粉质壤土,厚度一般3.1m~6m;③重粉质壤土,厚度一般1.2m~7.0m,场区内广泛分布;④卵石,厚度一般0.6m~8.4m;⑤重粉质壤土,本次勘察未揭穿,最大揭露厚度12m。场区地下水主要赋存于第④层卵石中,为承压水,承压含水层顶板高程94.7m~101.6m,勘探期间承压水位高程98.8m~102.2m,承压水头一般2.1m~4.5m,基坑开挖施工需排水、降压和防渗处理。由上述地质复查前后对比可知变化很大。根据复查后的地层情况,承包人修改了原降排水方案,重新确定了截渗墙及管井的深度,施工过程表明,降排水达到了预期的效果。 2地质复查工作在商务工作中的作用 本标段投标时,由于招标文件提供的地质资料不够详细,渠道工程投标时降排水方案为明排方案,按照明排方案所做的降排水报价很小,相对于实际发生的费用微乎其微。工程开工前期,承包人虽然意识到了这个问题,但认识仍然略欠明确,因此未开展地质复查工作即开始进行渠道工程施工。施工降排水方案为管井方案,整个渠道布满了降水井。随着施工工作的逐步、逐年进行,降排水产生了巨大的费用,导致项目经营严重困难,资金入不敷出,施工生产工作举步维艰。工程施工中后期,承包人开始认真考虑如何扭转项目经营不利局面,这时,深刻的认识到了应对渠道进行地质复查,核查实际地质条件与合同地质条件是否有变化,从技术角度出发,寻找商务契机。承包人委托了有资质的地勘单位对渠道进行了地质复查工作,详细复核了场区水文地质条件。合同文件提供的即复查前的水文地质条件简单描述如下:场区地下水可划分为第四系孔隙潜水和承压水,潜水含水层主要为上部黄土状壤土和粉质壤土,黄土状壤土和粉质壤土渗透系数K=2.24×10-6cm/s~6.02×10-5cm/s,一般属微~弱透水。承压水含水层主要由粉细砂和中砂组成,渗透系数一般K=1.27×10-3cm/s~3.4×10-2cm/s,属中等~强透水。复查后的水文地质条件简单描述如下:勘察试验中主要划分了两大含水层,一是上部的粘性土层(黄土状重粉质壤土、黄土状轻粉质壤土和中粉质壤土共同组成),二是下部中细砂组成的砂层含水层。上部粘性土层的综合渗透系数室内试验测定值为6.5×10-5cm/s~1.39×10-4cm/s;对于下部的砂层,抽水试验测定渗透系数值为6.72×10-3cm/s。由复查前和复查后的结果对比可知,水文地质条件发生了很大的变化,根据合同有关规定,承包人开始着手商务方面的相关工作。由于施工工期有限,而发生的降排水费用很大,属于重大商务事件。重大商务事件的解决需要一个较长的周期,承包人因为着手较晚,这个事件的解决很可能会到工程完工以后。相反,若承包人开工前进行了此项工作,边施工边解决这个重大商务事件,事件的解决可能会在施工中期最迟后期得到解决,而不会拖到工程完工以后。同时,在施工过程中,这个重大商务事件得到参建各方的认可后,便可寻求一定的资金支持,则施工过程中会减少资金运转、经营等方面的困难,不会因为这些方面的因素影响工程进度等,反而会对项目经营增加一定的效益。 3地质复查工作的合法性 地质复查工作的合法性指承包人开展地质复查工作、委托地勘单位的资质、地勘工作结束后形成的复查报告等能否得到监理工程师、发包人等相关各方的认可,从而使本项工作得到认可,这是一个很重要的问题。承包人开展此项工作前应与监理工程师、发包人等相关各方充分沟通,在达到共识的基础上,以来往文件的方式进行明确,即明确了最终成果的有效性。在此基础上,承包人即可开展地质复查工作。 4结语 水利工程地质复查工作往往是多数工程项目都必须进行的工作,承包人应根据工程项目各方面特点及项目经营策略等综合分析、确定是否进行该项工作。笔者建议如有需要,则应认真、及时开展此项工作,克服可能是不必要的投资的思想,克服工期压力思想等,合理安排地质复查工作,这样既保证了工程项目运行安全,同时也可为承包人本身追求利润打下一定的基础。 地质工程论文:浅析南疆盆地风积砂工程地质的特点 1、概述 南疆盆地即天山以南,昆仑山系以北的广袤地区,主要为塔里木盆地。行政区划包括巴州、克州、阿克苏地区、喀什地区以及和田地区等五地州。南疆盆地主要地貌为风积荒漠,零星分布有河流冲洪积绿洲,主要沿盆地[:请记住我站域名/]边缘展布。 南疆盆地属于典型内陆暖温带,地处高纬度地区,年日照时间达2500~3500h.年平均气温10~13℃,日平均大于10℃的年累积气温4000℃以上,年平原无霜期200~220d.南疆盆地降水稀少,降水分布规律是:盆地边缘多于盆地中心,迎风坡多于背风坡,天山南坡20~400mm,昆仑山北坡200~300mm.塔里木盆地西及北缘50~70mm,东及南缘20~50mm,中心不到20mm.盆地边缘平均风速为2.1m/s,多年平均8级以上的大风30d,最大风速18m/s,瞬间最大风速可达25m/s.盆地中部沙漠区盛行偏东风,年均浮尘天气达200多天。 南疆盆地三面环山,水流由盆地边缘向中部汇聚,最终汇入罗布泊。由于气候和人工开采利用等原因,现今基本无水流汇入罗布泊。 南疆盆地地层主要为第四纪全新世风积层和冲洪积层。其中冲洪积层面积狭小,约占盆地5.0%,呈点状分布于河床和河流两岸,绿洲就发展于此。 风积层面积占盆地面积的95.0%,广袤的沙漠均为风积层,其表面被风积砂覆盖。 风积砂即主要在风的作用下,滚动漂浮迁移等沉积形成的砂层。主要分布于沙漠、戈壁。其粒径组为0.075~0.250mm的粉细砂,含量在90%.粒径组大于0.250mm的含量非常少,不到1.0%;粒径组小于0.075mm的含量少于9.0%[1-3].风积砂由于粒径小于0.075mm的粉粒和粘粒含量很少,使得其表面活性很低,松散、无聚合性,具有明显的非塑性,成型困难,而且成型后的稳定性能也较差[4-5].风积砂属于非亲水性土,砂颗粒表面对水的物理吸附作用很小,天然状态下的吸水率很小,几乎在0%附近。 本文根据在南疆五地州的实际工作经验,结合前人工作成果,对南疆盆地风积砂基本工程地质特性进行分析和总结。 2、物理性质 2.1 粒度及矿物成分风积砂的外形和颗粒大小与矿物成分有关,大部分呈棱角状和磨圆状,分选程度差。粒径大于0.25mm的几乎全是石英,粒径在0.250~0.075mm的以石英、长石、云母为主,其次还分布有少量辉石、角闪石、方解石等,其外形基本完好,保持有原生矿物的晶体结构特征。粒径小于0.075mm的则含有黏土矿物等。 风积砂粒度成分以细颗粒0.250~0.075mm为主,极细颗粒0.075~0.050mm次之,粗颗粒0.50~0.25mm较少,大于0.50mm和小于0.05mm的颗粒非常少。 反映风积砂均匀程度指标不均匀系数Cu一般为1.5~3.8,曲率系数Cc多在1.0~2.5,中值粒径d50为0.1~0.2mm,属于级配不良粉细砂或粉土质砂。个别地区受地质条件和地理环境的影响,其矿物成分和粒径组成稍显不同,总体呈由山脚向盆地中部逐渐变细。 2.2 颗粒组成风积砂的相对质量密度一般为2.68~2.70,主要与石英、长石、云母、辉石、角闪石、方解石等矿物成分有关。天然密度为1.40~1.80g/cm3,天然含水率在0.0%~10.0%,含水率越小天然密度也越小。据现场试验,风积砂丘天然含水率小于1.0%,天然密度为1.4g/cm3.接近绿洲区,含水率和天然密度逐渐增大,含水率最高可达10%,天然密度达到1.8g/cm3. 2.3 密实程度微观密实程度指标孔隙比e在0.4~1.0,孔隙率n为0.4~0.8.密实程度随厚度(埋深)增大有所提高。 宏观密实程度指标相对密实度Dr,地表的Dr值大多小于0.33,密实度分类属于松散;3.0m以下,密实度有所提高,其Dr值可达0.50,密实度分类属于中等密实;5.0m以下Dr值可大于0.67,密实度分类属于中等密实-密实。 3、力学性质 风积砂的力学性质包括压缩变形性、抗剪(剪断)性、地基承载力、击实性质,其力学性质总体表现不好。 3.1 压缩变形风积砂属单粒松散结构,颗粒之间基本无粘结,其压缩性取决于颗粒级配、颗粒形态、原始孔隙比和相对密度等。在外力作用下压缩变形速度很快,变形大部分属于永久变形,弹性变形部分很小,即通常压力作用下风积砂的压缩变形是颗粒移动和结构变形的结果。 处于疏松状态的风积砂采用机械很容易达到密实状态,风积砂地基上的建筑物沉降一般很小,且在施工过程中就完成大部分变形,地基沉降基本完成[1].根据工程相关试验,地表表层风积砂的压缩系数a1~2大多大于0.5MPa-1,压缩模量Es基本小于5MPa,属于高压缩性土,变形性很强。随着厚度(埋深)压缩系数逐渐变小,逐渐变为中等压缩和低压缩性土,压缩系数a1~2在0.1~0.5MPa-1,变形性逐渐转小。 3.2 抗剪(剪断)风积砂的抗剪(剪断)反应风积砂抵抗剪切破坏的能力,主要指标为粘聚力C和内摩擦角ψ,该指标值一般较小,反映风积砂抗剪(剪断)的能力弱。 粘聚力C值很小,约1.0kPa,由于其细小颗粒含量极少,且主要是由砂粒间咬合剪胀引起的,甚至可以忽略不计。 内摩擦角ψ一般不大,由含有的粗颗粒所致。 其值受颗粒组成、颗粒型态、矿物成分、密实程度和剪切速率控制,内摩擦角ψ一般为20°左右。 3.3 承载力风积砂的承载力一般较小,尤其是地表承载力值较小,不经过处理不宜直接修建建筑物。但随着埋深和密实度增大,承载力有所提高[2].根据在南疆五地州和前人工程经验可知,南疆盆地风积砂承载力值fa一般为50~120kPa,变形模量Eo多在5.0~15.0MPa. 3.4 击实特性天然状态下的风积砂基本为松散状态,工程性能很差,承载力低,回弹模量小,变形性大。但对风积砂击实后其工程特性显着提高,并能获得最大干密度和最优含水量,该指标可用于指导现场压实作业和检验现场压实作业质量。 风积砂的用轻型击实试验法确定的最大干密度为1.8g/cm3左右,几乎是天然状态下的1.5倍,最优含水量约为10%. 4、水力性质 4.1 渗透及渗透变形南疆盆地风积砂天然状态下的渗透系数为n×10-3cm/s,击实后水力学特性得到很大改善,渗透系数将为n×10-4cm/s,或者更小。风积砂岩性主要为粉土质砂,属于无粘性土。在水力作用下的渗透变形类型主要为流土型。临界水力比降依据下式确定[3].Jcr=(Gs-1)(1-n)(1)(1)式中,Jcr为土的临界水力比降,Gs为土的颗粒比重,n为土的孔隙率。上式计算结果应根据工程重要性,除以1.5~2.0的安全系数。当实际值小于计算结果值时,将不发生渗透变形。 4.2 湿陷及湿陷性在200kPa压力下浸水载荷试验的附加湿陷量和承压板宽度之比等于或大于0.023的土,即判定该土为湿陷性土[4].对于风积砂是否为湿陷性土,及其湿陷机理的研究基本还在摸索阶段,很多技术正在不断完善中。本文对南疆盆地工程项目进行了分析总结,并结合当前研究成果,总结如下[5]:南疆盆地风积粉土质砂具有湿陷性,该土属于轻-中等湿陷性土。其湿陷性与土中细颗粒含量有关,且粉粒粘粒含量越多,湿陷性越强。风积砂的湿陷性与土的干密度有关,干密度越大,湿陷性越弱,当干密度大于1.6g/c m3时,湿陷性基本不存在。 5、化学性质 5.1 胀缩性南疆盆地中风积砂天然状态下的硫酸钠含量约为0.05%,小于1%,基本不具有盐胀性。pH值为9.0左右,易溶盐含量为0.5g/kg,即0.05‰,小于0.3%,判定风积砂为非盐渍岩土[6]. 5.2 腐蚀性南疆盆地中风积砂硫酸盐含量(SO42-)一般小于1.0mmol/kg,镁盐含量(Mg42+)大多为0.2mmol/kg,氯盐(Cl-)含量约2.0mmol/kg,对天然建筑材料不具有腐蚀性。 6、结论 通过以上分析总结,可以得出以下结论,南疆盆地风积砂工程地质性质表现为:(1)少雨多风干旱环境下,风积砂属于单一结构,级配不良,具有松散结构,基本无可塑性,属于高压缩性土。(2)抗剪(剪断)强度低,粘聚力小,内摩擦角不大,表现为颗粒间交错镶嵌与咬合作用。风积砂承载力不大,但压缩变形快。具有较好的击实性,击实(压实)后物理力学性质显着提高。(3)风积砂属于非亲水性土,具中等透水性土,渗透系数较大,击实(压实)后,渗透性能改善,渗透系数变小。存在流土型渗透变形,具有见水湿陷的性质。(4)南疆盆地风积砂天然状态下基本不具有盐胀性,为非盐渍岩土,对天然建筑材料不具有腐蚀性。建议在南疆盆地工程项目中充分结合风积砂的以上工程地质特性,扬长避短,确保工程质量,提高经济效益。 地质工程论文:地质勘探工程测量工作中的问题和技术 在不断严峻的气候条件和环境形势的驱使下,地球地质地貌已经发生了复杂的变化,地质情况对工程设计和建设的制约影响日渐凸出。因此,为保障工程建设项目的正常进行,必须有效提升地质勘探工程技术。地质勘探工程中的测量工作是一项长期而又艰苦的工作,其中存在着许多要点和问题,需要我们在今后的工作过程中重点关注。 1 地质勘探工程测量工作中应注意的问题 1.1 测量计划的制定 随着社会的发展和经济的进步,人们的生活水平和审美情趣都得到了大幅度的提升,对建筑规模、质量和外观的要求也变得越来越高。然而,在地球环境不断恶化、人口数量急剧增多的形势下,工程在建设的过程中,不仅要考虑工程技术水平的高低,同时也应兼顾当地的地质气候条件。地质勘探工程也因此在近些年得到了迅猛的发展。测量工作是地质勘探工程中最为重要的工作之一,在工程中起到了为后续工程环节的设计、工程项目的施工提供重要数据的作用。因此,为了保证工程设计所需的地质参数能够得到了全面的检测,并达到一定的精度,需要在开展测量工作前,严格制定好测量计划。 1.2 做好人员和设备的管理工作 现今的工程项目不论从规模、结构、外观,还是从建设成本、施工场所上都较以往有了很大的差别,工程建设过程中所需要涉及的因素和所需要考虑的事项也越来越多,这也给地质勘探工程的测量工作带来的巨大的压力。测量工作效率的高低和质量的好坏,不仅取决于测量设备的质量和测量工作人员的技术水平,同时还受到管理人员这两者组织管理质量的影响。 许多测量工作方案在设计的过程中,由于缺乏全面的考虑和科学的调配,各个测量环节之间缺乏必要的衔接,导致不同测量阶段的工作内容存在重叠、部分测量工作结果对后续工程无用、某些测量工作质量低等后果。这不仅对工程建设项目的正常进行造成的阻碍,给工程建设企业造成了巨大的损失,同时也大大挫伤了地质勘探工程部门工作人员的工作积极性,对部门绩效的获取产生不利影响。另外,一些地质勘探工程的测量部门由于对测量人员和设备管理上的疏忽,导致一些在职业技术水平上达不到工作要求的测量人员和在质量、规格、数量上不满足测量工作要求的器材流入测量部门中,同样导致了测量工作质量和效率的下降。 2 提升测量工作质量的方法 2.1 升级测量设备及技术 近些年来,我国科学技术水平得到了迅猛的发展,各种新兴仪器设备和理论方法的出现,给地质勘探工程的测量工作注入了新鲜的血液。在竞争日趋激烈的国际化市场中,地质勘探工程企业要想博得头筹,必须加强对测量设备及技术转变的关注,根据自身工作需要和经济实力对这些技术和仪器作及时的引入,以提升企业的市场竞争力。同时,先进仪器和技术的升级,不仅有利于降低工程建设成本,提升工程项目的质量,同时也推动了节能环保事业的发展,对人与自然的和谐发展具有重大意义。 2.2 加强管理工作 地质勘探工程中的测量工作所涉及的因素和要点众多,为保障测量工作的顺利进行,并提升测量工作的质量和效率,需要相关部门加强对测量工作的管理。一方面,对工作人员进行监管,防止在职业技术水平和道德素养不符合相应标准的人员混入工程部门当中;一方面,对测量工作中所涉及的器材和文件进行管理,保障其质量和安全。另外,在执行测量工作中不同阶段的任务时,要处理好各个阶段之间的衔接工作,防止工作的脱节和工作内容重复的现象出现。 3 地质勘探工程测量工作中所常用的技术 3.1GPS 控制网 在经济全球化发展趋势的推动下,国与国之间在科学技术、人才信息等方面的交流日臻频繁。这不仅对我国经济的发展具有重大的意义,同时也极大的促进了我国科学技术水平的进步。 传统的地质勘探工程测量工作,往往利用测角网、导线网等测量方法对工程施工场所进行测绘。由于早期工程项目的施工规模较小、使用环境也较为良好,因此,利用这些方法所测定的数据能够满足工程的需要。然而,随着社会的发展和经济的进步,工程项目的建设规模和施工环境都发生了巨大的变化,传统的测量方法已经不能满足现代工程建设的需要。在计算机技术和航天航空技术发展的推动下,GPS 定位系统等技术开始在地质勘探工程领域崭露头角。利用 GPS 定位系统,能够很好的消除地质地形、气候条件、人为因素等的干扰,在提升测量精度的同时,也缩短了测量工作的时间。为了更加快速有效地得到工程项目设计和建设中所需的数据,人们开始借助于 GPS 定位系统,建立 GPS 控制网。GPS 控制网对工程项目施工场所的各点进行精确定位,而控制网中的储存区能够储存各点地质条件情况信息,借助于计算机高效的数据处理、分析和表达功能,实现对该区域地形情况的测绘。 3.2 红外遥感技术 鉴于现代工程项目规模逐渐扩大、施工场所地质地形条件变得愈来愈复杂的情况,传统的地质勘探技术,在质量和效率上已经不能满足工程建设的需求。红外遥感技术与 GPS 定位系统类似,也是基于计算机技术和航天航空技术发展起来的。红外遥感技术是指从人造卫星或飞机对地面进行观测,通过电磁波的传播与接受,感知目标的某些特定并加以分析的技术。由于不同物体具有光谱特性,对同一光谱区的光线的反映情况不同,人们可以通过对不同物体间的这些差异,对物体作出判断。 基于红外遥感技术的这一特性,同时考虑到在利用红外遥感技术进行地质测量时,具有探测范围大、受地面条件限制少以及获取信息的速度快、周期短等特点,目前大多数地质勘探工程的测量工作均有采用红外遥感技术。 4 结语 测量工作是地质勘探工程中重要的基础工作,对地质勘探工程的质量以及后续工程建设的质量都有着重要的影响。为满足工程项目设计、施工要求,保障工程项目的质量,必须加强对工程测量技术的研究,促进地质勘探工程的健康发展。 地质工程论文:辽宁省环境工程地质特征分析及其问题的防治探讨 1引言 环境工程地质既是工程地质的分支学科，又是环境科学的组成部分。它是专门研究由于人类所兴建的各种工程设施引起的工程地质现象、问题及其防治和利用等。因此，环境工程地质不但要从地质角度，而且要从环境保护角度，亦即从人类资源生态、健康、生存和发展的角度进行整体的综合研究，克服地质和环境给人类带来的危害[1]。辽宁省地势自北向南、自东西向中部倾斜，受北北东向地质构造格局控制，山脉平原均呈北东方向展布。山地丘陵分列于东西两侧，中部为平原，北部为波状平原及丘陵低地[2]。 2区域地质概况 辽宁省地壳运动具有多旋回的特点，断裂构造分为超岩石圈断裂、岩石圈断裂、壳断裂和一般断裂4种，它们分属于中朝准地台断裂体系和滨太平洋断裂体系。辽宁境内的深断裂极为发育，具有多期次活动的特点。该区第三纪以来的地壳变动，表现为辽东、辽西大面积上升，中部下辽河平原下降，伴有断裂、火山活动及局部小构造生成。表现为：辽北低丘缓慢隆起、下辽河断陷平原沉降、辽东山地较强烈隆起、辽西丘陵山地缓慢隆起。 辽宁省为继承性的断陷、坳陷盆地，新构造运动控制着全区的环境工程地质稳定性，展示出明显的差异性运动，从而也导致了岩、土体结构类型较为复杂，因此全区的环境工程地质条件有较大的差异。 3环境工程地质特征 3.1环境工程地质稳定性 辽宁省环境工程地质稳定性大体可分为4种类型： 辽西为弱差异性上升的冲洪积平原基本稳定的环境工程地质条件。 辽东为强差异性上升的冲洪积平原不稳定的环境工程地质条件，主要表现在深大断裂在本区通过，并有多次强烈地震发生。如1975年曾发生7.3级海城强烈地震造成的危害极为严重，周期性地震活动的发生使此区成为易受强烈地震危害的不稳定区。 中部及北部为均匀下降的冲洪积平原基本稳定的环境工程地质条件。沉积物均一，为上覆粘性土良好的天然地基与少丘漫布的天然地基。 辽南为河口三角洲大幅度下降的滨海平原稳定性较差的环境工程地质条件，受构造运动的影响，本区大幅度下降，接受河口及海相沉积，形成多层结构。该区表面为盐渍土，临海为淤泥粉砂互为夹层的软弱地基和砂土液化区，工程地质基础条件较差，受强烈地震活动的影响，使此区呈现出稳定性差的环境工程地质特征。 3.2岩、土体工程地质类型 3.2.1岩体工程地质类型依岩体成因及特征、产出条件、物理成分及组分，划分了沉积岩、岩浆岩及变质岩三大类型。以岩体层组为单元，划分了薄层—中层—厚层状结构类型。依岩石的干抗压强度及软化系数划分了较坚硬—坚硬强度类型。其干抗压强度为60—2124.5MPa，软化系数为1.0。根据岩体的建造类型、岩性、强度及结构面的展布，将省内岩石划分6个工程地质类型即较坚硬中厚—薄层状砂岩、砂砾岩、页岩为主岩组；坚硬厚层—中厚层状灰岩岩组；厚层—中厚层状石英岩、砂岩、大理岩、灰岩岩组；坚硬块状花岗岩为主岩组；坚硬玄武岩、安山岩为主岩组；坚硬块状混合花岗岩、混合岩为主岩组。 3.2.2土体工程地质类型依土体的岩性、水理及物理力学性质划分类型，按土体在垂向30m的深度内的分布组合，进行结构分类，即土体夹层累积厚度不超过总厚度的10时为均一结构；土体夹层超过总厚度10的叠置分布为多层结构。土体类型有非粘性土的砂类土、砂砾石；粘性土有粘土、亚粘土、亚砂土；特殊类土有黄土类土、盐渍土和软弱土。 上述各类土体结构与岩石类型所形成的地基条件有明显的区别，在辽西地带及大小凌河的中后缘为上伏粘性土或地表沙丘漫布的良好地基，在东、西、北部山前坡状平原为黄土类相对稳定的地基；辽河以西至大小凌河扇前缘则为具多层结构由泥质、盐渍土构成的软弱地基； :请记住我站域名/ 4环境工程地质问题 4.1地面沉降 起因于超量抽取地下水液态矿体。如海城、本溪、大连、辽阳、鞍山等地因过量开采地下水，破坏了地下水的动态平衡，致使土层非弹性压密，极易形成地面沉降，造成地基稳定性的不利影响。因开采石油、天然气也可造成不可恢复的地面沉降。 4.2诱发地震 水库蓄水、向地下注液、采矿，在特定的工程地质环境内均可以诱发破坏性地震。据文献资料不完成记载，自公元421年至1975年，全省共发生三级以上地震70余次，五级以上破坏性地震20余次。 本区隶属环太平洋地震带华北地震区，海城—营口地震带，是活动性较强的地震带，历史上曾发生多次大于五级的破坏性地震。地面出现裂缝，大坝多次震裂。 4.3边坡失稳 据有关资料报道，70的滑坡的发生或复活均直接与工程开挖有关[3]。水库区由于水位上升，浸润托浮作用于边坡，常引起大量崩滑现象；采矿既可塑造边坡(如露天开采)，也可使边坡脱空(地下开采)。从而使边坡失稳。又如公路、铁路等交通线的修建而开挖路基，也会破坏自然边坡的休止角而使其失稳，致使沿交通线形成带状的工程地质环境恶化区。 4.4人工废弃物对环境的危害 废矿、矸石及城市生活垃圾等的堆放也会引起工程地质环境的恶化。生活垃圾不仅污染地下水源，增强地下水对建筑物地基的腐蚀性，也会给未来的地基处理带来困难。 5环境工程地质问题综合防治对策 辽宁省是一个环境地质问题较多的省份。地下水位下降，引起某些地区产生地面沉降；矿渣山、尾矿坝、垃圾填坑等，造成下游地下水源、地面水源等的污染及某些环境污染问题的产生等。所有这些现象，不仅要从工程地质范畴加以研究，而且还要从环境科学角度进行研究。 辽宁省由于天然地质环境的促成和控制，以及人类活动对环境地质的改造与破坏，产生了一系列原生环境工程地质问题，进而引发出现了人为环境工程地质问题。为使环境最大限度地为人类所利用，对各类环境工程地质问题加以综合防治，进行区域性、系统性、整体性和相关性的系统分析。对各类子系统的防治措施简述如下。 5.1地面沉降的防治 按照地面沉降的成灾特点、沉降寿命和危害等方面予以考虑。控制地面沉降主要方法有人工回灌和限制或限量开采；填高沉降洼地，乃至修改城市 规划。 5.2诱发地震对策 诱发地震具有地震本身的和次生的双重灾害。防震抗震和减轻地震灾害主要是通过以下途径实现的。 5．2．1控制地震的设想有的科学家设想，通过诱发一系列小地震，分解尚未发生的大地震为若干较小的地震，或者提前释放一部分已积累的应变能，减弱当地即将发生的大地震的强度。即设法锁住一条活动断层的部分地段，然后在未被锁住的地段用住水的办法增加液压，使这段断层产生小规模地震错动。 5．2．2预测、预报地震预测预报地震的关键是有无诱发地震及其最大震级的估计。当然，从出现微小的诱发地震活动到发生破坏性大地震之间有时要经历几个月甚至几年的时间。能够正确地预报诱发地震的发展，仍然有助于采取各种防震措施。 5．2．3.进行抗震设防对常见的滑移、开裂、渗漏和沉降等加以防范，控制震陷率急剧增加，使震陷率随地震强度的增长发展缓慢。 5.3地裂缝的工程防治对策 5．3．1避开法因地裂缝地表陡坎充分发育后，会在很长时间内比较稳定，一般建筑可在地裂致灾作用减弱后的几年内修建，也可满足工程寿命的要求。故既要采用空间域的避开法，又要采用时间域的避开法。 5．3．2部分拆除法适用于已建成建筑物的长轴与地裂走向接近正交的情况，由于地裂缝的宽度很窄，所以此法很有效。 5．3.3适当加固法(加抗剪梁法)对于建筑物位于地裂的主变形区域或只有小部分地区被地裂所切割的情况。目的是提高建筑物的整体抗剪能力。相互平行或垂直的建筑结构在其节点处呈铰结，其总体抗剪能力是很弱的，加入抗剪梁后，节点处的转动已非常困难，结构的刚性将大大提高。 5．3.4土的特殊处理方法局部浸水法。湿陷性黄土地区，利用黄土的湿陷性及其下沉稳定较快的特点，可以进行有控制的局部的浸水(必要时可以加压)，使下沉量较小的一边得到一个人工补偿下沉量，以达到整个基础均匀下沉的目的。 断裂置换法是一种以裂治裂的特殊方法。断裂的传播必然遵循能量最小的原理。为了挽救坐落在地裂处的建筑物，可以在其近旁设置一条人工地裂，只要把原建筑进行一般性的加固，就可能使原地裂成为不活动的地裂，而人工地地裂成为活动地裂，起到断裂置换的作用。 地质工程论文:简谈工程地质勘察存在的理由以及策略 一、地质勘察概述 (一)工程地质勘察目的 工程地质勘察目的是为了在工程施工建设的设计及施工环节,实现安全无事故的目标,在达到预期建设目的的同时,最大限度的使建筑物与现场的地质条件相适应。工程地质勘察涉及到很多的方面,具体工作是由专业的单位进行的,对工程地质的评价也需要遵循一定的原则。 (二)工程地质勘察内容 1.地质结构 在较为稳定的地质结构之上修建建筑物,可以确保建筑物的稳定性,克服地质条件所需要付出的代价较小,但是,如果选址的土层情况不好,那么往往需要花费很大的人力、物力、财力来克服土层的缺陷,才能保证建筑物的安全。 2.不良地质作用及特殊性岩土 对于建筑物来说,地震、泥石流等不良地质作用和地质灾害对建筑物的安全有较大风险。首先要分析其主要分布区域,选址尽量避开这些区域。比如,地震区的工程项目,首要考虑的理由就是地震对建筑物可能造成的影响;有一些区域还有可能分布软土、膨胀土等特殊性岩土,这就需要在工程勘察的时候认真细致,查明场区工程地质情况。 二、建筑工程地质勘察的重点 对于一个城市的建设,离不开居住区、卫生设施、公共设施等各方面建筑的建设,而这些建筑的顺利建设,需要与城市道路建设进行有效的结合。城市的发展过程中,还会有一些工厂等建筑的建设,来推动城市的发展,所以,对上述建筑进行工程地质勘察时,勘察的重点主要有三个方面:第一勘探点的布置及岩土测试项目应充分理解设计意图,同时满足规范要求,这是勘察项目能否高质量完成的前提。第二,对所要进行的建筑主体对象进行勘察,即地形地貌特征、土的物理与力学性质、地层纵横向分布情况、地下水的化学成分、地下水的埋藏深度以及地下水的动态特征等。第三,根据地层特征、地质参数及拟建(构)筑物基础特点,进行有针对性的工程地质分析和评价,并提出合理的工程措施倡议。 三、工程地质勘察存在的理由 (一)工程地质勘察的质量理由 根据工程地质勘察工作出现的理由有很多的共性,主要是工程概念模糊,勘察的目的不够明确,使用的勘察策略不恰当;对于现场的实际情况,使用的分析策略存在诸多的不足,公式使用错误;在提交的地质报告中,很多叙述不够清晰,得到的结论所采用的依据不够合理,甚至是存在一些错误;有极少数的地质报告敷衍了事,实际的勘察工作并没有完成,匆忙下结论,这是对自身工作不严肃的表现。出现了这些理由,阶段性工程审查自然得不到认可,工程建设的工期可能会受到延误;假使审查合格,那么工程建设过程中以及未来建筑物的使用过程中也是后患无穷。 (二)现场钻探中常见理由 目前,我国工程地质勘察业也进行了一系列的改革,具体体现在技术与劳务渐渐的分离,而勘察单位配备的勘探设备也逐渐减少,并且原本的钻机在经济责任制名义下都转变成个体钻机。在签订完勘察合同后就联系社会上的个体钻机,即便有的单位本身就拥有一些钻机,但是因为工期太短,就必须联系个体钻机参与抢工期。这使得社会上的个体钻机增加,通常只是到工地后临时签个安全责任状和技术交底,却没有系统的进行管理。个体钻机的钻探劳务费比较低,但是钻机工人工资却逐年提高,且钻探设备、耗材等的费用也在不断增长,使得钻探成本加大。个体钻机业者按规范要求进行钻探就无法挣钱,因此就会出现违规工作。现场常见的违规行为有不取岩芯或少取芯、开水扫孔钻进、超管钻进、不做标贯或不按规范要求进行标贯;取土样不规范或采用人工包芯样;甚至编造钻孔资料等。 (三)勘察报告编写中常见理由 对于进行勘察工作时,因为缺乏经验丰富的技术人员,勘察单位经常启用刚毕业不久的工程经验不足的年轻人管理现场或编写报告,进而其不能准确把握岩土体的物理力学特性,同时还存不能合理的对拟建物的特征,并结合岩土特征提出最佳的地基基础方案,尤其是边坡治理方案、基坑支护方案、地基处理方案等。 地质工程论文:谈水利工程坝址选择的工程地质勘察 【论文关键词】工程地质勘察 水利工程 坝址选取 【论文摘要】通过结合工程实践表明,工程地质勘察人员不仅要了解地质也要了解设计,同时应当对工程地质的相关问题提出分析,并结合水利工程的实际情况而选取合适的坝址。 1.引言 水工建筑物不同于其他建筑物,有其自身的特点。因水工建筑物的建成,而使广大范围内的水文和水文地质条件发生变化。这种变化就可能引起水库岸坡再造、水库渗漏、水库淤积和坝下游河床冲刷等作用。因此,必须重视勘察、设计、施工全过程,否则,后果极其严重。在坝址选择时除了考虑主体建筑物拦水坝的地质条件外,还应研究包括溢洪、引水、电厂、航闸等建筑物的地质条件,为规划、设计和施工提供可靠依据。 2.坝址选取的工程地质勘察 在自然界中,地质条件完美的坝址很少,尤其是大型的水利枢纽,对地质条件的要求很高,更不能完全满足建筑物的要求。所谓“最优方案”是比较而言的,最优坝址在地质上也会存在缺陷。所以在坝址选择时,应当考虑不同方案,并采取改善不良地质条件的处理措施。因此,地质条件较差,预计处理困难,投资高昂的方案,应首先被否定。坝址选择时,工程地质论证的主要内容包括区域稳定性、地形地貌、岩土性质、地质构造、水文地质条件和物理地质作用以及建筑材料等,还要预计到可能产生的工程地质问题和处理这些问题的难易程度,工作量大小等,下面分别论述。 2.1 区域稳定性 区域稳定性问题的研究在水利水电建设中具有特别重要的意义。围绕坝址或要开发的河段,对区域地壳稳定性和区域场地稳定性进行深入研究是一项战略任务。特别是地震的影响直接关系着坝址和坝型的选择,一般情况下,地震烈度由地震部门提供,但对于重大的水利枢纽工程要进行地震危险性分析和地震安全性评价。因此,对于大型水电工程,在可行性研究阶段,应组织专门力量解决区域稳定性评价。 2.2 地形地貌 地形地貌条件是确定坝型的主要依据之一,同时,它对工程布置和施工条件有制约作用。狭窄、完整的基岩“V”型谷适合修建拱坝,宽高比大于2的“U”型基岩河谷区宜修建混凝土重力坝或砌石坝。宽敞河谷地区岩石风化较深或有较厚的松散沉积层,一般适于修建土坝。不同地貌单元,其岩性、结构有其自身的特点,如河谷开阔地段,其阶地发育,二元结构和多元结构往往存在渗漏和渗透变形问题。古河道往往控制着渗漏途径和渗漏量等。因此,在坝址比选时要充分考虑地形、地貌条件。 2.3 岩土性质 岩土性质对建筑物的稳定来说十分重要,对坝址的比选具有决定性意义。因此,在坝址比选时,首先要考虑岩土性质。修建高坝,特别是混凝土坝,应选择坚硬、完整、新鲜均匀、透水性差而抗水性强的岩石作为坝址。我国已建和正在施工的70余座高坝中,有半数建于强度较高的岩浆岩地基上,其余的绝大多数建于片麻岩、石英岩和砂岩上,而建于可溶性碳酸盐岩、强度低易变形的页岩、千枚岩上的极少。通过结合工程实践,根据不同成因类型岩土的建坝适宜性及其主要问题作简要概述。 (1)侵入的块状结晶岩体,一般致密坚硬、均一、完整、强度大、抗水性强、渗透性弱,是修建高混凝土坝最理想的地基,其中尤以花岗岩类为最佳。这类岩石需注意它们与围岩以及不同侵入期的边缘接触面,平缓的原生节理,风化壳和风化夹层的分布,选坝时避开这些不利因素。 (2)喷出岩类强度较高、抗水性强,也是较理想的坝基。我国东南沿海、华北和东北有不少大坝坐落在这类岩石上。喷出岩的喷发间断面往往是弱面,存在风化夹层、夹泥层及松散的砂砾石层,还有凝灰岩的泥化和软化等,对坝基抗滑稳定性的影响不可忽视。此外,玄武岩中的柱状节理,透水性很强,在选坝时也须注意研究。例如:桑干河干流上的山西省册田水库大坝坝基为新生代的玄武岩,柱状节理极发育,坝基及绕坝渗漏严重,影响着水库效益。 (3)深变质的片麻岩、变粒岩、混合岩、石英岩等,强度高、抗水性强、渗透性差,也是较理想的坝基。但是在这类岩体中选坝址,必须注意片理面的各向异性及软弱夹层的存在,选坝时,应避开软弱矿物富集的片岩(如云母片岩、石墨片岩、绿泥石片岩、滑石片岩)。在浅变质岩的板岩、千枚岩区,应特别注意岩石的软化和泥化问题。 (4)沉积岩中,以厚层的砂岩和碳酸盐岩为较好的坝基。这类岩石坝基较岩浆岩、变质岩的条件复杂。这是因为在厚层硬岩层中常夹有软弱岩层,这些夹层力学强度低,抗水能力差,易构成滑移控制面。碎屑岩类如砾岩、砂岩等,强度与胶结物类型有关,一些胶结物在水的作用下可能产生溶解、软化、崩解、膨胀等。在构造变动下往往发生层间错动,经过次生作用易于发生泥化。在坝址比选时必须十分注意这一问题。此外,碳酸盐岩的岩溶洞穴和裂隙的发育,可能会产生严重的渗漏。 另外,在坝址比选中,河床松散覆盖层具有重要意义。修建高混凝土坝,坝体必须座落在基岩之上,若河床覆盖层过厚,就会增加坝基的开挖工程量,使施工条件复杂化。所以当其他条件大致相同时,应将坝址选择在覆盖层较薄的地段。有的河段因覆盖层过厚,只得采用土石坝型。比选松散土体坝基的坝址时,须研究渗漏、渗透变形和振动液化等问题,而且应避开如淤泥类土等软弱、易变形土层。 2.4 地质构造 地质构造在坝址选择中同样占有重要地位,对变形较为敏感的刚性坝来说更为重要。在地震强烈活动或活动性断裂发育的地区,选坝时应尽量避开或远离活断层,而位于区域稳定条件相对较好的地块上。在选坝前的可行性研究时,应进行区域地质研究,查明区域构造格局,尤其要查明目前仍持续活动或可能活动断裂的分布、类型、规模和错动速率,并预测发生水库诱发地震的可能及震级。国外有些水坝就因横跨活断层而坝体被错开或致垮坝。地质构造也经常控制坝基、坝肩岩体的稳定。在层状岩体分布地区,倾向上游或下游的缓倾岩层中存在层间错动带时,在后期次生作用下往往演化为泥化夹层,若有其他构造结构面切割的话,对坝基抗滑稳定极为不利,在选坝时应特别注意。因为缓倾岩层的构造变动一般较轻微,容易被忽视。陡倾甚至倒转岩层,由于构造形变强烈,岩石完整性受到强烈破坏,在选坝时更要特别注意查清坝基内缓倾角的压性断裂。总之,要尽可能选择岩体完整性较好的构造部位作坝址,避开断裂、裂隙强烈发育的地段。 2.5 水文地质条件 在以渗漏问题为主的岩溶区和深厚河床覆盖层上选坝时,水文地质条件应作为主要考虑的因素。从防渗角度出发,岩溶区的坝址应尽量选在有隔水层的横谷、且陡倾岩层倾向上游的河段上。同时还要考虑水库有否严重的渗漏问题,库区最好是强透水层底部有隔水岩层的纵谷,且两岸的地下分水岭较高。当岩溶区无隔水层可以利用的情况下,坝址应尽可能选在弱岩溶化地段。这就要求仔细分析研究岩层结构、地质构造和地貌条件。 2.6 物理地质作用 影响地址选择的物理地质作用较多,诸如岩石风化、岩溶、滑坡、崩塌、泥石流等,但从一些水库失事实例来看,滑坡对选择坝址的影响较大。在河谷狭窄的河段上建坝可节省工程量和投资,所以选择坝址时总希望找最窄的峡谷段。但是,峡谷地段往往存在岸坡稳定问题,一定要慎重研究。如法国罗曼什河上游一坝址,地形上系狭窄河段,河谷左岸由花岗岩和三叠纪砂岩及石灰岩构成。右岸是里亚斯 页岩,表面上看来岩体较完整,后经钻探发现页岩下面为古河床相的砂砾石层,表明了页岩是古滑坡体物质,滑坡作用将河槽向左岸推移了70m。因而只得放弃该坝址而另选新址。 2.7 天然建筑材料 天然建筑材料也是坝址选择的一个重要因素。坝体施工常常需要当地材料,坝址附近是否有质量合乎要求,储量满足建坝需要的建材,如砂石、黏土等,是坝址选择应考虑的。天然建筑材料的种类、数量、质量及开采条件及运输条件对工程的质量、投资影响很大,在选择坝址时应进行勘察。 3.结语 从实践表明,选择坝址是水利水电建设中一项具有战略意义的工作,它直接关系到水工建筑物的安全、经济和正常使用。工程地质条件在选坝中占有极其重要的地位,选择一个地质条件优良的坝址,并据此合理配置水利枢纽的各个建筑物,以便充分利用有利的地质因素、避开或改造不利的地质因素。 地质工程论文:环境工程地质问题探索 1 引言 随着国民经济的快速发展促进了城市化进程的加快,出现各种各样的工程项目的实施,从而造成了城市地质环境的变化。以往研究分析城市地质环境的变化通常体现在过量开采地下水而引起的地面沉降。但是最近几年城市建设出现了更多的拔地而起的高层建筑,这些建筑通常伴有地下室,这些地下室的开发就需要开挖基坑,这样的话就会导致周围的地质环境、生态系统受到严重的破坏。地质环境的破坏程度受不同建筑开挖的程度的影响,下文就是以南京地区为例来分析深基坑开挖中的环境工程地质问题。 2 地质环境问题的表现 因为开挖深基坑而对地质环境造成的影响通常表现在:建筑物出现裂缝、周边道路出现断裂,地面的下沉和塌陷,基坑出现积水,基坑四周土的滑落等。 2.1基坑墙体的滑落 基坑的开挖需要采取相对的保护措施,在基坑的四周需要进行一些支架的保护,若是不采取这些保护措施,那么就会造成四周墙体土质的坍塌和滑落,就算采取支护措施,若是措施不当,那么四周的墙体也会产生滑移,压力在护架上导致变形等等[1]。南京地区的基坑的开挖通常是采用垂直开挖的形式,比若说南京交通银行,开挖了6.7m深的基坑,钻孔桩都是一些挡木桩,后面的止水帷幕桩只有的0.3m的直径。这样两个桩的质量得不到保证,就不能形成止水帷幕,那么在开挖的过程中就会有大量的泥沙的产生,护桩就不能产生保护的作用,导致地面出现裂缝,土质滑落,四周的墙体出现了严重的裂缝,由此不得不停止施工。 2.2积水造成地面塌陷 开挖较深的基坑的时候需要考虑到地区原本的地下水的平衡状态,像南京地区就存在比较浅的地下水位,这样开挖的过程中忽视的这点使得基坑内出现了大量的积水,特别是当挖到砂层的时候,水流就更容易从砂层中渗出,,若是不及时采取措施制止,那么将会给施工造成严重的影响[2]。 2.3降水造成地面沉降 在施工过程中因为触及到含水砂层,常常会伴随着涌水、涌砂的情况,这些都是因为基坑的底部都是一些厚度浅薄的土层,由此地下水在压力的作用下就很容易冲破这层土。为了对这样的情况进行防范,进而有很多措施被采用,在南京地区大多采用隔水或者降水措施,并且在所有解决涌水、涌砂问题的措施中最有效并且最为经济的方法就是井点降水,所以这种措施被广为采用,特别是南京地区。另外也出现地下水过度的抽取而造成地面下沉的现象,从而低于安全的底线。很典型的案例就是南京东正大厦基坑工地西侧在97年11月28日下午发生地面塌陷事故,经过调查分析发现正是因为通过井点降水过度的抽取地下水导致地面下沉的原因。 2.4基坑不同程度地发生变形 通过降水措施抽取地下水,使得地下水位变低,增强了有效应力,进而导致基坑发生不同程度的变形。通过对这些变形的情况进行分析发现因为基坑距离的不断变化导致了基坑不同程度的变形,但是当建筑物和路面不能够承受这种变形带来的压力时,那么就产生可建筑路或者路面的裂缝或下沉现象。在南京比较典型的案例就是国贸中心基坑,在最初的设计要求是使用双排深层搅拌桩止水,但是因为施工场地的限制,就减少了一个深层搅拌桩,导致基坑和周边的道路表层出现了裂缝情况。 3 防御措施 对于工程地质的问题的产生还有很多因为一些意想不到的因素的影响,也有可能是因为工程设计阶段出现的漏洞,因此为了能够有效地防止这些因为基坑造成的事故甚至人员的伤亡,做佳措施就是采取预防为主的对策。所以这就需要相关的人员高度重视有关施工的情况,制定完善的预防政策,从而在最大程度上降低甚至排除因为基坑带来的危害。考虑到南京地区周围的情况,在进行基坑支护措施的时候一定保证能够正常使用周围的一些民用设施。最初的那旌德基坑开挖通常都是低于8.0m的,所以当时的支护措施主要是为了能够对基坑四周的墙土进行支撑,但是随着越来越深的基坑深度的开挖,造成的地质危害也越来越复杂,下文对此进行一些事故的阐述: 3.1堵住漏水点 工程的施工质量不过关很容易影响施工过程中的一些墙体的渗漏,这是工程项目普遍存在的现象。但是这些现象在不同程度上是可以采取相应的措施的,比如说渗漏出的水中含有泥沙,那么就可以采用凝材料堵住漏水的地方即可[3]。 3.2 减压井处理措施 开挖基坑时常常会出现过度开挖,忽视了地下水的平衡,并且基坑底部土层厚度比较浅薄时,土层就会慢慢形成一个凸起,在这个凸起没有受到冲破之前,基坑的四周就会出现冒水、冒砂的情况,然后水力就很有可能会冲破土层,从而造成地面沉降,对这这种情况的处理就需要采取减压井处理措施[4]。 3.3 基坑周围架设支架保护 在对基坑周围架设支架保护时,避免支架措施采取不当,需要注意墙体是否出现冒水或者冒砂的现象,确保墙体的刚度够强,支架扎入土层的时候要够深,这样才能够防止引起墙体土质的滑落,从而造成支护结构整体坍塌;在地面现成裂缝,产生大量沉降甚至塌陷,从而导致严重破坏周围的环境。所以出现以上情况可以采用以下的办法: (1)对造成路面出现的所有的裂缝进行封堵,避免雨水或其它地面水流入缝隙。 (2)对基坑四周的地面荷载力进行减轻,使得支护结构上的一些朝向上的荷载得到降低[5]。 (3)出现不可收拾的现象的时候立即向基坑内填土,一直到基坑四周的土层刚度够强的时候在重新开始开挖。 (4)采取措施加固基坑中可能滑移的墙面,并对这些现象的严重程度进行评估。 对以上各种情况的处理还有一种不得已的措施,就是注浆。采取这个措施的时候需要注意注浆的压力,不然则会严重破坏基土的原状结构。 4 结束语 从最近几年有关南京地区的基坑开挖的情况来看,对于出现的危害情况采取的措施比较多,并且都取得了相应的效果,但是还是会出现一些不大不小的事故,造成了严重的经济损失,不过至今还没有产生整体塌坑的毁灭性事故。因此对于基坑开挖出现的危害有必要进行规范这些开挖的程序,从而从根本上避免一些环境工程地质的危害。另外需要在基坑开挖之前进行地质勘测,对于可能造成的环境危害进行评估。同时引进信息技术到基坑的开挖过程中,随时监督开挖的过程,及时发现存在的问题,进而采取措施解决。 地质工程论文:论城市规划中环境工程地质的作用 随着我国经济快速发展,能源的开采、人口的增多、城市改造建设、能源的开发等人类活动对自然环境造成严重的破坏,从而引发洪水、山体滑坡、干旱等自然灾害,造成生命、财产损失。而城市的建设是否科学、环保,渐渐受到大家关注,城市的建设者也更加重视环境工程。本文就环境工程地质在城市规划中的作用进行简要分析。 城市环境地质学是环境地质学的一个分支学科,是应用地质学原理、方法和地质资料对城市地区、城市密集区、城市群地区进行规划、管理和治理的一门学科。其主要内容为城市建筑环境,地基的稳定性调查与区域稳定性评价,供水条件的调查,地质灾害的预防和处理,建筑材料矿产的圈定,废物排放、水土污染等问题及其处置,以及与城市地质环境有关的其他问题的研究。 一.城市环境地质问题 (1)水资源问题 随着经济发展与人口的增多,城市供水量也再不断的加大,城市的水资源也对城市发展有所影响。由于水资源的逐渐匮乏,从而引发了诸多环境问题,既而才受到世界的关注。由于地下水的过度开采,许多城市都出现了地面塌陷、路面沉降、饮用水源枯竭、海水倒灌等现象。供水资源与供水条件的保护,主要在于地下水的水源选择、分析、评价;地下水的合理开发、保护、管理;地下水科学的调节利用。因此,利用工程地质学对城市的水资源进行综合分析、研究、评价,制定合理、科学的城市规划方案,既可以节约资金,也会对水资源保护,起到关键的作用。 (2)城市垃圾 城市垃圾主要分为生活垃圾、工业废料。伴随着经济的发展,城市的扩大,人口的增加,从而生活垃圾与工业垃圾迅速激增,成为了城市的一个直接的或潜在的危害。垃圾所产生的危害会对地表产生污染,改变土地性质等,从而引发植物的枯萎,水源遭到破坏,大气受到影响,酸雨的形成,既而形成连锁反映,对人类的生活、财产造成严重危害。 (3)地基问题 地基的勘察不要有:岩土体结构、物理化学性质、微地貌、水文地质条件等方面。我国软土分布在国内沿海城市,特殊土的分部具有区域性特质。软土有空隙比大、强度低、松软、压缩性高等特点,由此对于施工与软土层上的工程项目经常会出现一些质量问题,例如地面裂缝、墙体开裂、建筑物不均匀沉降、桩基位移、基坑边坡塌落等。而地下水发生变化时,易改变土壤的物理力学性质。既而查明地基土质的物理力学性质、结构特征、水文地质等条件至关紧要,由此才能保证建筑的使用安全、地基的稳定性。 (4)旧城区人为因素 在旧城区内,热力场、重力场、地电场、声场、辐射场、地震效应场、地磁场等自然物理场,将受人类的经济活动、资源消耗等人为因素影响而发生改变,从而影响到水资源、大气圈、氧气含量等自然环境问题,危害旧城区内所有生物的健康。 二.工程地质的流程、方法 (一)工程地质调查绘图:环境地质图与工程地质图,都能很好的反映出工程环境与地质环境间的关系,从而模拟真实情况。 1.依据制图内容,例如工程地质分区图、地质图等。从地质灾害角度考虑,研究、分析与场地相关的地质自然灾害,对其进行评价、研究地质环境所引发的不利影响,从而分析、制定预测防治措施。制图前,需要研究、调查、分析城区范围内的环境工程地质。 2.根据目的,如台山核电站等为某个特定工程提供资料。 (二)工程地质评价 1.隐蔽工程评价。 2.场地稳定行与适应性评价。 3.边坡稳定性评价。 4.工程地质地震评价。 5.河流环境工程评价。 6.区域地壳稳定性评价。 (三)应用摇感技术 摇感技术在环境工程地质研究与评价时,有着重要的作用。它具有成图成本低、技术块、质量好等优势,可对区域地质、场地地形、动力地质现象动态、地质构造、河流水质、土地利用等方面情况进行环境检测与环境质量评价,编制各种资料信息图件,而随着计算机技术的提升,将摇感技术与计算机相结合,使其更电子信息化管理、操作,既而提高速度与灵活度,提高效率,更方便的掌握各方面信息。 三.环境工程地质的作用 环境工程地质,是一切工程项目施工前的必要条件,是通过工程地质的环境评价、研究、分析,预测不良环境地质作用对城市建筑安全、人类的生命健康的影响及后果,并制定、落实科学合理的应对方案与防治措施,依照环境工程地质学对场地开展全面的、综合的评价,为获得更合理、科学的施工方案、规划设计,提供资料。或以上述措施为前提,预测、研究人类活动对环境地质的影响,突显人类对自然环境所造成的破坏与影响,以及经过这些影响与破坏后,反过来对人类生命安全、生活环境、建筑安全等方面产生的危害与影响。例如,山林过度的砍伐,造成山体地质不牢固而引发山体滑坡、泥石流;地下煤矿资源过度开发,导致地面塌陷、地下水污染等,实行环境工程地质的主要意图,就是为了防治人类活动对环境质量的过度影响、破坏,同事防治自然环境对人类财产安全的威胁,为合理、科学的利用保护地质环境,提供最有力的依据。当发生地震、洪水、山体塌方等自然灾害时,依据环境工程地质相关勘探、分析、评价后,所做的对应方案,可迅速、及时、有序的开展救援等应急措施。 结束语 城市的生态环境,建筑的质量安全,人类的生命健康都与环境工程息息相关,环境工程地质是一切项目施工的前提,科学的落实环境工程,合理的城市规划,它为生态化城市提供了良好的保障,延长了旧城区的“寿命”,增添了新城区的“生机”。在未来的城市建设与规划中,我们要根据环境工程地质情况而开展建设,科学的控制城市建设规模与速度,协调、维持好自然环境与城市建设间的关系。 地质工程论文:地质工程中地质灾害防治制度的立法研究 随着人类活动的日益频繁，在促进经济快速发展的同时，对于地质构造的破坏也在日益加剧，地球对于人类活动破坏的有力反击就是地质灾害的频繁发生。近年来，我国各种形式的地质灾害接踵而来，据统计资料显示，我国每年因地质灾害而造成的损失约为三百亿元人民币，这样一个庞大的数字不能不引起我们的重视，在全国各地，尤其是经济比重较大的城市进行地质灾害防治工作已经是刻不容缓的大事。虽然我国早在2004年3月1日就已经开始实施《地质灾害防治条例》，完成对地质灾害防治制度的立法工作，使得地质灾害防治工作有了法规依据，但是，经过九年的实践，科技得到飞速发展，地质灾害防治手段不断更新，显然旧的法规已经不适应社会发展的需要，不能给现阶段地质工程中地质灾害防治工作的全面有效开展提供平台，因此，对于地质工程中地质灾害防治制度的立法是现阶段社会发展的需要，是有效减少经济损失和生命威胁的需要，是地质工程得以顺利开展的需要，能够为地质工程中地质灾害防治工作提供政策引导和法律依据，是当前有效开展地质灾害防治工作的重要保障。为了进一步加强地质灾害防治工作，2011年6月1日，国务院第157次常务会议审议通过了《国务院关于加强地质灾害防治工作的决定》，并于6月13日正式印。《决定》的印发，是我国地质灾害防治事业发展的重要里程碑，对进一步理顺和完善地质灾害防治工作体制和机制，加强和改进新时期地质灾害防治工作具有重要指导意义。由此可见，国家已经高度重视地质灾害防治制度的立法。 1　地质工程中地质灾害的类型 中国的地质灾害共可分类十类，分别为地震灾害、火山灾害、滑坡崩塌泥石流、地面变形，海洋(岸)动力、水质与环境污染、开挖工程、沙漠化，地方病、洪水与风沙。在这十类地质灾害中，完全没有人类活动参与的地质灾害严格来说也只有火山灾害这一类，其它分类中的地质灾害都或多或少与人类的活动有关系，也就是说由于工程导致的诱发性地震、违规开山取石诱发的泥石流、山体滑坡等、非法开采地下资源或是开采缺乏科学性而导致的地面变形，开裂、沉降等、过度碳排放导致的全球温度上升，使得海水平不断提升等、人类活动形成的污染物排放超标、开采工程如煤、石油、天然气、金矿等开挖工程性地质灾害、沙漠化、地方病以及洪水和风沙，这些都是地质工程中地质灾害的类型。因此，严格的说，地质工程中地质灾害防治工作重点主要是针对人类活动对地质构造造成的破坏进行弥补，以减少地质灾害的发生，减少经济损失和人员伤亡，促进经济和整个社会可持续化发展。 地质工程就是研究人类的工程活动与地质环境的相互作用，以便认识评价，改造和保护地质环境。在现代化的科学技术的支撑下，更为有效的地质灾害防治手段需要新的制度立法来支持，并对人类工程活动进行监督和限制，避免对地质环境造成过度破坏。所有与人类活动有关的地质灾害都被包括其中，都需要建立完善的制度和法制化予以监督，才能更好的促进经济与地质环境的和谐统一。 2　地质工程中地质灾害防治制度立法的重要意义 对地质工程中地质灾害防治制度进行立法不但可以提高地质灾害防治力度，还可以完善和改进原来弛质灾害防治立法体系的漏洞和不足，落实更为科学合理的防治制度规范，并为政府的权力运行和公民的权利保护提供有效的法律保障，因此，地质工程中地质灾害防治制度的立法具有重要的现实意义。 2.1地质工程中地质灾害防治制度立法是现阶段地质灾害频繁发生的客观要求在地质灾害立法过程中，日本的立法值得我国借鉴。日本每一次地质灾害发生后，都会出台相应的防治法文。近年来，紧跟南方极冷天气灾害，四川汶川发生7，8级地震，而后甘肃周曲县又发生特大泥石流，以及部分石油、采煤矿区等发生重大地质灾害事故等，这些地质灾害给我国的经济造成非常大的损失，同进也夺去了众多同胞的生命。但值得庆幸的是，国家正不断地加大地质灾害防治力度，大量资金被用于防灾治灾，而且，国家非常重视通过立法徐径，以法律规范的形式。将地质灾害防治工作系统化，制度化、规范化，赋予其强制性和权威性，通过“依法防灾”、“依法救助”、“依法治理”来进行综合性的地质灾害防治工作。这种以法防灾治灾举措的目的，就是要以制度法制化来减少地质灾害给人民的生产生活造成的负面影响，因此，仅靠一部《地质灾害防治条例》进行规范和约束，很难达到理想要求，必须进行新的立法，才能完善地质工程中地质灾害防治制度。 2.2地质工程中地质灾害防治制度的立法是多部门联合防治的纽带 地质工程中地质灾害防治需要多个部门承担不同的权限和职能，这些不同的机构负责不同的地质灾害防治管理事项，而对于同一地质灾害在防治过程中，可能涉及到所有机构的所有人员或部分人员，因此，必须要有一个带有强制性的纽带将这些机构联系起来，才能实现统一管理、统一防治的目的。地质工程中地质灾害防治制度的立法，可以将灾害防治制度法制化，强制要求所有机构或部门必须共同对同一地质灾害进行防治，才能最大限度地减少损失。这种地质灾害防治制度的法制化，能够将国土资源局、地震局、水利局、安全生产监察部门监管的矿山灾害等机构有机的统一管理，而又不影响各自的独立职能，从目前我国的国情来看，从立法角度来联合备部门对地质灾害的防治工作是非常必要的。 2.3地质工程中地质灾害防治制度立法是地质灾害防治法律体系的重要内容 地质灾害防治制度立法面对的是所有类型的地质灾害，包括地质工程中的地质灾害防治制度立法，而且地质工程中地质灾害防治工作涉及到地质灾害类型的绝大多数，因此，地质工程中地质灾害防治制度立法是地质灾害防治法律体系中的重要内容。虽然我国已经拥有相关的法规政策，但由于现代地质灾害的复杂性和防治手段的不断更新，原有的法规难以满足时展的要求。因此，对地质工程中地质灾害防治制度进行法制化建设是充实和完善原法规的必经之路。 2.4地质工程中地质灾害防治制度立法是我国法制建设的，必然要求 法制建设要延伸到社会每个领域，才能充分保障公民的权利和政府的权利运行，才能消除法律盲点，实现完善的法制化社会。而地质工程中地质灾害防治制度必需响应现阶段国家减排低碳经济的号召，从法律上完善地质灾害防治制度，因此是尽快完善我国法制化建设的必然要求。为了减少人类活动对于地质环境的负面影响，必须从法律高度进行监督和约束，使人们能够依法减灾、依法防灾、依法救灾，最终完善相关的法律体系。 3　地质工程中地质灾害防治制度的法规现状 我国地质灾害防治法规建设经历了十多年的历程，从1999年的《地质灾害防治管理办法》到2004年的《地质灾害防治条例》，再到2011年的力务字印发的《关于加强地质灾害防治工作的决定》，可以说从法制角度逐步实现了地质灾害防治制度的法制化建设，使得地质灾害防治工作有法可依。 但是，1999年地质灾害防治制度立法讲求的是“群测、群防、群治郴’政策，这种群的特征法规明显已经无法满足现阶段地质灾害的防治需要。尤其是目前的地质工程中的地质灾害防治工作。要求准确、安全、可靠、科学，独立，这些特性要求现代化的立法来支撑，才能达到最佳的防治目标。而2004年的地质灾害防治法规又过于笼统，不能起到很好的约束性，而且可行性也无法可靠保证，因此，必然针对目前地质工程中地质灾害防治制度进行立法，才能更实际、更有效，更有可行性。2011年国务院印发的《决定》，是地质灾害防治制度立法的里程碑，它从顶层设计的高度对地质灾害防治制度进行法制化要求，提出坚持属地管理，分级负责、预防为主、防治结合中、群专结合等五项原则，实现了地质灾害在理念，体制、机制，手段措施等方面的创新。 可见，地质工程中地质灾害防治制度的立法是对地质灾害防治法制建设的完善和补充，响应了2011年《决定》的原则，能够更好排除《决定》治理盲点，为地质工程所有地质灾害的综合防治提供有力的法律依据和强制措施，有效将地质灾害的不同机构进行联系作业，最大限度的调动政府职能在地质灾害防治中的作用发挥，为灾后迅速有效的重建打下法律基础。 虽然我国已经初步形成了地质灾害防治的法律体系，但由于我国地质灾害类型多，分布广，灾害严重，而防灾救灾能力相对较弱，使得地质工程中地质灾害防治制度仍呈现出以下几方面的矛盾：(1)地质灾害防治立法层级太低，体系不完整，缺乏规范地质灾害防治管理的基本法，(2)现行法律对地质灾害管理部门的职能定位不明确；(3)地质灾害应急预案缺乏其应有的效用；(4)地质灾害防治资金来源规定不足；(5)众多问题得到不法律的规定和调整。这些问题不能从法律角度得以解决，地质工程中地质灾害防治工作就难以有效开展，就不能从根本上化解矛盾，不能在地质灾害来临时采取有效的防灾减灾措施。因此，地质工程中地质灾害防治制度的立法必须尽快完成。 4　完善地质工程中地质灾害防治制度的对策 我国目前的地质工程中地质灾害防治制度没有核心的基本法作支撑，不能很好的解决地质灾害问题，若想改变现在地质灾害防治制度过于盲目，无核心法可依的现状，打破地质灾害防治制度过于松散和区域性的局面，必须尽快完成地质灾害防治制度的立法，形成地质灾害防治的高层级法律，并以此为核心来开展地质灾害防治工作，这样才能有效汇集防灾力量、防灾资金，采取有效的防灾预案，依法进行防灾工作。 4.1加快地质灾害防治制度立法进程 只有最高层级的立法出台，才能将所有地方的地质灾害防治法规进行统一和调整，才能为各类型的地质灾害提供防治的基本法，实现依法防灾治灾减灾，并将以前无法解决的矛盾通过立法得以解决，使得单一地质灾害的法规以最高层级的基本法为核心，为依据来完善自身法制建设。为了达到这一目的，改变目前我国地质灾害防治制度的法制独立化和混乱化的局面，必须加快地质灾害防治制度立法进程，为地质工程中地质灾害防治制度提供核心法，实现法制化的防灾救灾制度，才能有效缓解地质灾害的破坏程度。 4.2地质灾害防治制度的立法化解所有矛盾 目前地质灾害防治制度存在的众多不足和矛盾，究其根本原因就在于没有基本法做防灾治灾依据，各地方出台的法规不具有统一性，过于独立，而且不能对地质灾害的防治上升为国家行为，而地质灾害防治制度的立法，则将所有地质灾害防治进行了统一和调整，将地质灾害防治上升为国家统一管理防治行为，这一立法能够将目前存在的所有矛盾一一化解，真正实现人力、资金、方案、手段、措施、指挥等一体化、科学化、法制化，并对各地质灾害防治机构的职能进行定位和调整，以强制化手段实现对各机构的管理与指挥。对抗灾治灾提供了充足了资金支持。 4.3在地质灾害防治制度的立法中加强对管理机构的联合规定 地质灾害防治工作并不是一个机构能够完成的，需要人力、财力、评估、预案等多方面的机构协调进行，才能将地质灾害危害降到最低。由于这种联合防灾体系没有法律做桥梁，很难通力合作，出现目前我国地质灾害防治工作有时出现要人无人、要资金无资金、要预案无预案的尴尬境地。因此，只有通过立法的途径，通过法律的约束和定位，才能将所有地质灾害防治机构进行重新定位和调整，才能将它们联合起来，齐心和心来防治地质灾害。 4.4地质灾害防治制度的立法中要加强“五到位”建设 立法的目的就是对地质灾害防治制度进行细化规定，从细节解决地质灾害防治工作存在的问题，因此，在地质灾害防治制度的立法中，要加强“五到位”建设，即地质灾害危险性评估工作到位、地质灾害防灾预案到位、地质灾害隐患点巡查到位、地质灾害防治宣传材料发送到位和地质灾害灾情险情人员到位。对于这“五到位”，需要所有机构如国土资源局，水利局，气象局、地下开采监察等都工作到位，才能将地质灾害防治制度的优越性充分发挥。加快这些工作的法制化进程，能够从根本上 5　完善地质工程中地质灾害防治制度的立法构想 鉴于地质灾害爆发日益频繁的现状以及我国当前地质灾害防治制度存在诸多的问题，对于地质灾害防治工作进行完善立法已显得尤为必要与迫切。 5.1制定《地质灾害防治基本法》，完善单一灾种立法 地质灾害防治基本法理应由全国人大或者全国人大常委会制定，以提高其立法层级和立法效力，充分体现其权威性。同时，对于某些地质灾害内容如地震、泥石流、洪涝等应以地质灾害防治子法的形式在专门的立法文件中规定，对于已颁布实施的法律法规，在保持原有立法的基础上，只需做出些微相应的调整和合理的布局，就可以逐步建立起我国地质灾害防治的立法体系，既在一定程度上节约了立法成本，又充分提高了地质灾害防治立法工作的成效。这种统一立法模式和分散立法模式相结合、中央立法和地方立法双管齐下的立法形式是我国现今地质灾害防治立法的较佳选择。 5.2保障人权原则，公开公正原则，权利义务一致原则，权力监督原则 地质灾害防治法的基本原则可以归纳为保障人权、公开公正、权利义务一致、权力监督的原则，这几个基本原则体现了地质灾害防治立法的目的和要求，同时也是构建地质灾害防治法基本制度的重要基础之一。保障人权原则不仅要求保障公民的生命权和财产权等基本权利在地质灾害中免受侵害和挽救损失，在赋予国家紧急状态权的同时。我们也要考虑如何防止权力被滥用的可能性，防止政府权责范畴的不作为，不履行给付义务或履行瑕疵，而给受灾民众的人权带来更大的损害。公正公开原则要求规范保护公民基本权利实现的行政程序；权利义务一致原则要求通过立法对政府权力进行合理的分配，警惕权力过分集中形成一家独大的场面，又要防止多头管理，权力太过分散而导致相互推诿扯皮，影响各部门职能的最大发挥，进而影响防灾救灾的工作进程。权力监督的原则要求规范政府的公权力。切实依法行政，以权利、监督、责任等制约政府公权 5.3完善地质灾害应急法律机制 地质灾害应急法律制度包括应急机构的设置、应急预案的制定、应急响应的启动、应急的救援等机制。因此，就目前地质灾害防治工作来看，需要对地质灾害应急机构的设置做出明确规定，要完善地质灾害预警系统，要完善地质灾害应急预案制度。 5.4建立地质灾害救济法律机制 法谚云：“无救济则无权利。”权利自始都是与救济紧密联系的，公民权利即使在法律中规定得再完备，列举得再全面，如若没有相应的救济措施、救济程序的规定，这些法律字面上存在的权利将变得毫无意义。因此，在立法中，需要完善地质灾害行政救济与补偿制度，需要完善地质灾害防治法中法律责任的规定，需要建立地质灾害保险法律制度，这一系列的法律制度的出台才能真正完善地质灾害防治制度的立法工作。 6　结语 随着地质灾害发生频率的不断增加，地质灾害防治制度的立法上升为地质灾害防治工作的重要依据和保障，是地质工程中地质灾害防治工作的政策引导和法律依据。我国是一个地质灾害发生类型多，分布广的国家，地质灾害灾情越来越严重，靠以往的地质灾害防治法规已经无法满足现阶段地质灾害防治工作要求，因此，必须针对目前地质灾害防治制度法规存在的问题，从立法角度来提高地质灾害法制层级，形成地质灾害防治制度的基本珐和核心法，为当前我国地质工程中地质灾害防治制度提供一个法律平台，对地质灾害防治机构进行职能的重新定位和调整。将所有机构联合起来，加强细分防治措施的法制建设，进一步健全和完善地质灾害防治法律机制，才能为地质工程中地质灾害防治工作提供有效可靠的法律依据。 地质工程论文:风电厂场址的工程地质勘测 摘要：风电厂场址的工程地质勘测不但要对地质情况进行考察，而且应考察风能资源的情况以及风能、水力对于工程建设和风电厂运行的影响。对于工程地质条件不同的复杂场地需要采用不同的勘探方法。勘测报告应当严格按照相关规定执行，应做到信息清晰、结果正确、建议合理。 关键词：风电厂；地质勘查；工程地质 当今社会经济的快速发展和不可再生能源的过度开采利用迫使人类不得不寻求更为清洁和可持续利用的能源形式。风能作为太阳能的一种转化形式，具有可再生、零排放等诸多优点，是21世纪最有应用前景的能源。而将风能转化为电能，即风力发电，是风能利用的最主要方式。我国的风能资源极为丰富，陆地离地面50m高度的风能资源可开发面积约540000km2，技术可开发量约为2680gw；离海岸20km的海域范围可开发面积约为37000km2，技术可开发量约为180gw，具有极大的商业化资源条件。[1，2] 随着风力发电项目的大力推广，关于风力发电方面的诸多问题也突现出来，如风电场建设、风电并网、风电的电能质量等。现结合笔者自身工作实际，探讨风电厂规划建设中的工程地质勘探问题。 一、风电厂场址地质勘探的主要任务 风电厂场址的工程地质勘探工作的主要任务是在风电厂场址规划选点的基础上，为已选定的场址以及风电机组、电厂建筑等建筑物的方案布置提供有关的地形和工程地质资料。主要包括五方面工作，即：对场区的风能资源进行评估；绘制选址所需的区域地形图；评价场区的区域构造稳定性；查明场区的工程地质条件并对地质问题及其可能产生的影响进行评估；根据需要对可采用的天然建筑材料、施工和生活资料情况进行调查。 地质工作的重点是场区的区域结构稳定性评价和地质问题可能产生影响的评估及建议，其中对于场区的地质条件主要有：地形地貌特征、形状、类型和特征；地层的成因类型、地质年代、岩性岩层、风化程度；土的性质、物质组成及含量、层次结构和分布状况；断层破碎带的产状、规模、性质以及延伸、拓展和胶结情况；不良地质作用的情况及可能的影响；地下水的类型和埋藏情况以及是否可能对地基造成不良影响。 二、风电厂场址的地质条件分类及勘测 依据风电厂场址地质条件的复杂程度，可将场地划分为三类，即简单场地、中等复杂场地和复杂场地。简单场地是指地层结构单一、无特殊岩土层、地质结构简单、地层稳定、地下水埋藏深且对地基无不良影响、地震动峰值加速度不高于0.05g的场地。中等复杂场地是指地层层次较多、有特殊岩土层、岩土性质变化较大、岩体风化较强、可能发生地震液化的场地；或地质结构比较复杂、局部有不良地质作用存在的场地；或者地下水埋藏较深，对地基可能产生不良影响的场地；地震动峰值加速度为0.1g～0.3g的场地。复杂场地的判定标准为：地层层次较多，岩性不均且岩相变化大，地基以强风化岩体或不均匀的特殊性土层为主；地质结构复杂，断层和节理裂隙发育，不良地质作用发育；地下水埋藏浅且对地质基础的稳定性产生不良影响；地震动峰值加速度≥0.4g，满足上述条件之一即为复杂场地。 对于不同复杂程度的场地采取的物探深度不同。此外，对于复杂程度高的场地采用的勘探点间距也应缩小，以能控制场区的地层分层、性状、断层破碎带的分布和不良地质作用的范围为标准。因此各种地貌特征的部分、各种地层、主要的地质结构、各个不良地质作用点均应布置勘探点，且应依据勘探结果考虑是否加深或增加勘探点。 地质工程论文:某建筑场地工程地质条件及基础方案研究 摘要某建筑场地位于南宁市，块近长方形，边线为东西向和南北向，其中东西向长约392m。本文以建筑场地为研究对象，分析了其工程地质条件，并研究了其基础方案。 0 引言 该建筑场地位于南宁市，块近长方形，边线为东西向和南北向，其中东西向长约392m，南北向长约352m，拟分期开发，占地面积约为48400m2。场地整平标高??.00为高程95.00m。拟建的建筑物主要有数栋4f~6f的商业楼（楼高36.9m）以及一栋28f的办公楼（楼高130m），建筑物结构为钢筋混凝土框架剪力墙结构。基础型式拟定为桩基础。均设地下室，其中商业楼设计3层地下室，深度为14.5m，办公楼设4层地下室，深度为20.9m。预测基坑开挖深度分别为15m和21.4m。 1 区域地质构造与地震 场地在大地构造上处于右江再生地槽之西大明山隆起南部的南宁断陷盆地内。南宁盆地属不对称向斜构造盆地，向斜轴走向北东东向。南宁盆地的边缘断裂较发育，按走向分有北东向、北西向和近东西向三组，其中以北东向的韦村——西乡塘断裂最为重要，其规模长约70km。该断裂位于盆地北及西北一线的边缘，走向与向斜轴向基本一致。次要的北西向断裂分布在盆地的西南角，为右江断裂带进入盆地的分支断裂，以老桥断层为代表。近东西向的断裂以几条规模不大的断层分布于盆地东部。由北向南依次是三塘——奇绿断层、王村断层、屯里断层。至今未发现贯穿盆地内部即南宁市区的大断裂。 2 场地工程地质条件 场地及其附近原始地貌形态属侵蚀、剥蚀丘陵区中的垄状高丘亚区，相当于邕江四级堆积-侵蚀阶地，原地形整体东（东南和东北）高西（西北和西南）低，场地原始地面标高为90.00m~134.00m。根据现场钻探揭露，建筑场地地层由上而下分布有：第四系人工填土（qml）；第四系有机质粘土（qh）和第四系粘土（qel）；下部为第三系南湖组（e3n）和那读组（e2n）的泥岩、砂质泥岩和砂岩等地层组成。场地地下水主要为孔隙潜水和裂隙承压水，上层潜水主要赋存于填土①层、混砾填土①1层、有机质粘土②层中，受大气降水和生活污水下渗补给，透水性较好，雨季补给来源充足，水量稍丰，初见水位埋深在0.4m~2.5m之间，高程约92.5~94.6m。稳定水位为93.0m~95.0m。 基岩孔隙裂隙承压水主要赋存于强风化粉砂岩和粉砂质泥岩中，受大气降雨下渗和相邻含水层的侧向补给，水量较小。因断层错动影响，各层间含水层有一定的水力联系，据临近基坑开挖揭露该层地下水位埋深约为8.0m。该场地地下水向北西方向排泄。 3 岩土工程分析与评价 3.1 稳定性及适宜性评价 根据地质调查和收集分析相关资料，可确定该场地没有发现诸如岩溶、滑坡、采空区和地面沉降等不良地质作用，也未发现这些不良地质作用存在的条件。 穿过场地断层属于非全新活动性断层，场地相对平坦。总体上可归为：可进行建设的一般场地。钻孔揭露出，岩层及以下地层出现错断。根据初步设计，地下室底板位于高程约75.0m～81.0m的范围，这时场地西侧底板下部在断层位置均座落于泥岩⑤上，部分的地下室地板座落于①1上，而桩端底部，在断层北侧则座落于地层⑦1上，显然，底板和桩底位于2种不同的地层上。 3.2 地基岩土特性评价 拟定地下室埋深14.5m，办公1地下室埋深20.9m，假设??.00高程为95.00m，则底板分别坐落于80.5m高程和74.00m高程。由此估算，商业楼基坑需开挖15.0m左右，基坑底面以上出露的岩层主要有填土①、混砾填土①1层、有机质粘土②、上层④、上层⑤1；办公1基坑需开挖21.4m左右，基坑底面以上出露的岩层大部分为全风化泥岩⑤层，小部分为强风化泥岩⑨1层。 根据钻孔及剖面图揭露的岩层倾角，可看出，从东西方向看，岩层总体上由东向西倾斜；从南北方向看，为类似褶皱构造，层底面起伏坡度为0度~15度之间。总体上具有一定的不均匀性。 3.3 地下水评价 地下水对砼有弱腐蚀，对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀作用，对钢结构有弱腐蚀，与地下水有接触的建筑构件应采取相应的防护措施。基坑开挖主要受上层滞水的影响，但场地上层滞水水量不大，对基坑开挖影响较小，施工时，可直接在基坑内设置集水槽、井抽排地下水。 4 基础方案评价 4.1 天然地基评价 根据设计商业楼的结构特点、基础埋深、地质条件、经济效益、施工条件等，该建筑物和地下室可能采用的基础型式：筏板基础或桩筏基础，筏板基础持力层为①、⑤、⑥1、⑥2、⑦1、⑨1、⑨2等地层，并且横跨断层带，这些地层的承载力特征值或修正值虽较大，但分布不均，应慎用或采取消除这种不均匀的措施。 4.2 桩基础 根据场地岩土特性及沉降深度要求，主要的桩基础型式宜采用人工挖孔桩和冲孔灌注桩。 人工挖孔桩：根据场地岩土层分布情况，桩端持力层宜选用⑦1、⑦2、⑨1、⑨2、⑩1和⑩2层上，基本上穿越本勘察所揭露的所有土层。钻（冲）孔灌注桩：该桩型穿透能力强，可以穿透各种土层和岩层。场地地下水对钻（冲）孔桩施工影响较小。施工中应注意控制桩底沉渣及桩身质量。在成孔过程中，要及时清孔及灌注，减少桩孔内水对泥岩承载力的影响。 4.3 基坑工程评价 拟定商业楼地下室埋深14.5m，办公1地下室埋深20.9m，相应基坑开挖深度预计分别为15.0m和21.4m。假设??.00高程为95.00m，则基坑底面分别坐落于80.00m高程和73.60m高程。显然基坑开挖有2级深度，第一级为商业楼地下室基坑，深约为15.0m；第二级为办公地下室基坑，深约为21.4m， 2级基坑侧壁底部相距较远，故可单独考虑其稳定性，即基坑支护设计可分别按15.0m深和6.0m深分别进行。基坑侧壁安全等级主要以失稳后的破坏后果为依据。 根据基坑开挖底面高程，结合本勘察揭露的地层分布情况，第一级基坑侧壁（商业地下室范围）出露的地层主要为①1层、有机质粘土②、粘土③、夹层煤④和泥岩⑤层，局部穿过泥岩⑥1层。各区的支护设计采用图中建议相应的岩土分布剖面图及对应的岩土参数建议值。 5 结论及建议 建筑场地属侵蚀、剥蚀丘陵区中的垄状高丘亚区，无滑坡、崩塌等不良地质作用，场地稳定，适宜工程建设。主体建筑基础形式可采用桩筏基础，桩基采用冲孔灌注桩。 地质工程论文:工程地质勘察中水文地质研究 摘要：水文地质研究在工程勘察中有着十分重要的地位，本文主要阐述工程地质勘查中水文地质评价内容，岩土水理性质，地下水引起的岩土工程危害等问题。 关键词：工程勘察；水文地质；岩土；危害 1 工程地质勘察中水文地质评价内容 在工程勘察中，对水文地质问题的评价，主要应考虑以下内容： 1.1 应重点评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响，预测可能产生的岩土工程危害，提出防治措施。 1.2 工程勘察中还应密切结合建筑物地基基础类型的需要，查明有关水文地质问题，提供选型所需的水文地质资料。 1.3 应从工程角度，按地下水对工程的作用与影响，提出不同条件下应当着重评价的地质问题，如：①对埋藏在地下水位以下的建筑物基础中水对砼及砼内钢筋的腐蚀性。②对选用软质岩石、强风化岩、残积土、膨胀土等岩土体作为基础持力层的建筑场地，应着重评价地下水活动对上述岩土体可能产生的软化、崩解、胀缩等作用。在地基基础压缩层范围内存在松散、饱和的粉细砂、粉上时，应预测产生潜蚀、流砂、管涌的可能性。③当基础下部存在承压含水层，应对基坑开挖后承压水冲毁基坑底板的可能性进行计算和评价。④在地下水位以下开挖基坑，应进行渗透和富水试验，并评价由于人工降水引起土体沉降、边坡失稳进而影响周围建筑物稳定的可能性。 2 岩土水理性质 岩土水理性质是指岩士与地下水相互作用时显示出来的各种性质。岩土水理性质与岩土的物理性质都是岩：岩土的水理性质不仅影响岩土的强度和变形，而且有些性质还直接影响到建筑物的稳定性。以往在勘察中对岩土的物理力学性质的测试比较重视，对岩土的水理性质却有所忽视，因而对岩土工程地质的评价是不够全面的。岩土的水理性质是岩土与地下水相互作用显示出来的性质，下面首先介绍一下地下水的赋存形式及对岩土水理性质的影响，然后再对岩土的几个重要的水理性质及研究测试方法进行简单的介绍。 2.1 地下水的赋存形式：地下水按其在岩土中的赋存形式可分为结合水、毛细管水和重力水三种，其中结合水又可分为强结合水和弱结合水两种。 2.2 岩土的主要的水理性质及测试办法：①软化性，是指岩土体浸水后，力学强度降低的特性，一般用软化系数表示，它是判断岩石耐风化、耐水浸能力的指标。在岩石层中存在易软化岩层时，在地下水的作用下往往会形成软弱夹层。各类成因的粘性上层、泥岩、页岩、泥质砂岩等均普遍存在软化特性。②透水性，是指水在重力作用下，岩土容许水透过自身的性能。松散岩上的颗粒愈细、愈不均匀，其透水性便愈弱。坚硬岩石的裂隙或岩溶愈发育，其透水性就愈强。透水性一般可用渗透系数表示，岩上体的渗透系数可通过抽水试验求取。 ③崩解性，是指岩浸水湿化后，由于土粒连接被削弱，破坏，使土体崩敞、解体的特性。④给水性，是指在重力作用下饱水岩土能从孔隙、裂隙中自由流出一定水的性能，以给水度表示。给水度是含水层的几个重要水文地质参数，也影响场地疏时间。给水度一般采用实验室方法测定。⑤胀缩性，是指岩土吸水后体积增大，失水后体积减小的特性，岩土的涨缩性是由于颗粒表面结合水膜吸水变厚，失水变薄造成的。 3 地下水引起的岩土工程危害 地下水引起的岩土工程危害，主要是由于地下水位升降变化和地下水动水压力作用两个方面的原因造成的。 3．1 地下水升降变化引起的岩土工程危害。地下水位变化可由天然因素或人为因素引起，但不管什么原因，当地下水位的变化达到一定程度 时，都会对岩土工程造成危害，地下水位变化引起危害又可分为三种方式： 3.1.1 水位上升引起的岩土工程危害。潜水位上升的原因是多种多样的，其主要受地质因素如含水层结构、总体岩性产状；水文气象因素如降雨量、气温等及人为因素如灌溉、施工等的影响，有时往往是几种因素的综合结果。由于潜水面上升对岩土工程可能造成：①土壤沼泽化、盐渍化，岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。②斜坡、河岸等岩土体岩产生滑移、崩塌等不良地质现象。③一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化。④引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂，管涌等现象。⑤地下洞室充水淹没，基础上浮，建筑物失稳 3.1.2 地下水位下降引起的岩土工程危害。地下水位的降低多是由于人为因素造成的，如集中大量抽取地下水．采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝，修建水库截夺下游地下水的补给等。地下水的过大下降，常常诱发地裂、地面沉降、地面塌陷等地质灾害以及地下水源枯竭、水质恶化等环境问题，对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住环境造成很大威胁。 3.1.3 地下水频繁升降对岩土工程造成的危害。地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形，当地下水升降频繁时．不仅使岩上的膨胀收缩变形往复，而且会导致岩土的膨胀收缩幅度不断加大，进而形成地裂引起建筑物特别是轻型建筑物的破坏。地下水升降变动带内由于地下水的渗透，会将土层中的铁、铝成分淋失，土层失去胶结物将造成土质变松、含水量孔隙比增大，压缩模量、承载力降低，给岩土工程基础选择、处理带来较大的麻烦。 3．2 地下水动压力作用引起岩土工程危害。地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱，一般不会造成什么危害，但在人为工程活动中由于改变地下水天然动力平衡条件，在移动的动水压力作用下，往往会引起一些严重的岩土工程危害，如流砂、管涌、基坑突涌等。流砂、管涌、基坑突涌的形成条件和防治措施在有关的工程地质文献已有较详细的论述，这里不再重复。 4 结束语 综上所述，水文地质工作在建筑物持力层选择、基础设计、工程地质灾害防治等方面都起着重要的作用，随着工程勘察的发展，将受到越来越广泛的重视，切实做好水文地质工作将对勘察水平的提高起着极大的推动作用。 地质工程论文:地质勘察工程中标准贯入试验的应用分析 摘 要：本文首先介绍了标准贯入试验的定义及适用范围，随后分析了标准贯入试验的影响因素及注意事项，最后由标准贯入试验实例研究了地质勘察工程中的标贯试验的应用。 关键词：地质勘察；标准贯入试验；应用 1 标准贯入试验的定义及适用范围 1.1 标准贯入试验的定义 标准贯入试验又称为spt，它是一种动力触探，其通过一定的锤击动能将某种规格的对开管式贯入器打入到钻孔孔底的土层中，并由打入过程中的贯入阻抗来对土层的变化以及地质情况进行判断。一般可以用打入土中30cm的锤击数n来衡量贯入阻抗。标准贯入试验需要与钻孔结合进行，目前国内统一使用的钻杆直径为42mm，国外的钻杆直径还有50mm和 60mm两种类型。标准贯入试验具有设备简单、操作方便的优点，而且其适用于砂土、硬粘土及软岩等多种土层。此外，通过对贯入器带上的扰动土样进行分析，就可以直接得到土层的鉴别描述信息。 1.2 适用范围 标准贯入试验目前在地质勘察领域有着十分广泛的应用，其应用范围包括： （1）用于检查勘察地区的土层剖面和各土层在水平及垂直方向是否均匀、是否存在软弱夹层。（2）用于地基土的变形模量、承载力、物理力学性质指标等建筑物设计所需参数的确定。（3）用于单桩承载力的预估、桩尖持力层的选择以及旋喷桩直径的估算。（4）用于施工监测以及检验地基土的加固效果。（5）用于砂土和轻亚粘土在地震条件下液化可能性的判别。 2 标准贯入试验的影响因素及注意事项 2.1 钻进方式的影响 标准贯入试验的钻进过程中要尽力保持钻孔底部的土层不被扰动，因此不宜用冲击式和水冲法钻进，而应尽可能地使用回转泥浆式钻进方法来最大化地保持孔壁稳定（特别是在砂层钻进时），并减小孔壁的摩擦。此外，钻孔的直径不能过大，一般限定为不大于100mm，若直径过大将会造成50%的锤击数减少。 2.2 土层深度的影响 在spt进行过程中，随着贯入深度的增加，土的有效上覆压力和侧压力都会随之增加，从而造成贯入阻力加大，最终使锤击数增加。因此，需要对锤击数进行深度修正。 2.3 探杆偏斜影响 标准贯入试验的实践表明，探杆与钻孔的孔壁摩擦会随着探杆的偏斜而增加，导致有效锤击能量减小，从而影响锤击数。因此，要保证探头、探杆以及导向杆的垂直度，防止锤击偏移和晃动。 2.4 试验前的准备 在进行标准贯入试验前，应先钻几个钻孔，对所要勘察区域的地层分布情况以及地质情况进行大概了解，为标贯试验方案的制定提供依据。根据钻探情况，要在不同和相同土层的不同钻孔间做系统性的试验，同时进行土工试验，然后将两种试验结果进行对比分析。在同一土层中试验次数不能少于5～6次，或者在深度上每隔1～1.5m进行一次试验，这样可以有效了解透镜状或薄层状土层的情况。 2.5 试验数据的修正 对于标准贯入试验的锤击数是否需要进行杆长修正，根据实践经验，可以按照《建筑地基基础设计规范》（gbj 7-89）中的规定来对锤击数进行校正，经过校正后的修正值与新的设计规范吻合度较高。 3 标准贯入试验实例分析 本次标准贯入试验实例为广东省某一商住大厦的地基基础勘察工程，由于该工程为高层建筑，所以对于地质勘察的要求比较严格。该商住大厦建于厚度在11～12.5m的回填土上，回填的时间已经比较久远，在回填时按照规范要求进行了分层压实处理。在制定勘察方案时，分别在每个钻孔的不同深度设计了系统性的标准贯入试验，并在土层中进行标贯试验的同一位置取原状土样作土工试验分析，以便与标准贯入试验结果进行对比。本次勘察工程共钻孔28个，并进行了58次标准贯入试验。勘察结果表明，现场的回填土在水平及垂直方向上物质成分和物理力学性质并无太大变化。因此，在进行标准贯入试验结果统计时，在垂直方向上以2m为级数进行统计单元的划分，其统计结果见表1。 本次勘察地质条件为厚层状回填土，其物质成分组成主要为呈土状的强风化花岗岩和强风化砂岩。而在钻孔过程中，还发现了少量的16cm×12cm的强风化岩石碎块，因此标准贯入试验的离散性相对比较大，所以在对标贯试验的数据进行统计分析时采用去掉最大和最小值的10%，然后再按最小平 均值法统计的方法。完成数据统计后，可以对试验的高值以及低值作详细分析，出现高值是因为在贯入过程中碰到了较大的强风化岩石碎块，而出现低值则是由于回填土局部存在松散的现象。高值与低值出现的频率都不高，且并无规律可循。统计数据与土工试验的结果较为吻合，而开挖基础进行验槽测试的结果也与统计数据相吻合。 结语 标准贯入试验的用时短、费用低，是一种行之有效、应用范围非常广的原位测试手段。标贯试验的关键问题就在于试验质量得到保证的同时，要对试验结果进行合理科学的统计与分析。特别是在对漂石、块石等含量较多的砾砂卵石层或不均匀系数较大碎石土进行标贯试验时，试验的数据将明显偏高，而且试验也会受到机械设备和人为因素的影响也更为明显，需要配合其他土工试验手段，来对试验结果进行对比分析。 地质工程论文:喷播植草在三峡库区地质灾害治理工程中的应用 论文 关键词:水库库区 地质灾害 灾害治理 喷播植草 防护技术 三峡水利枢纽 论文摘要:针对三峡库区地质灾害治理的特点,结合实例对喷播植草防护技术的特点、主要功能、方案选择、施工工序进行介绍,并对其效果及 经济 、社会效益进行评价。 1　概　述 岩土边坡工程改变了 自然 边坡现状,会对当地的生态环境造成不利影响,在环境保护要求严格的今天,边坡工程增加生态环境保护的内容是非常重要甚至是强制性的。其中边坡植被防护作为岩土工程生态环境保护的重要部分,在国内得到了广泛的应用,并取得了良好的效果,且开始逐渐取代传统的圬工护坡。边坡植被防护工程主要有以下几类技术:①阶梯植被;②框格植被;③穴播或沟播;④喷播植草;⑤植生带;⑥绿化网;⑦土工网垫等。 本文将结合三峡库区地质灾害治理工程的经验,重点论述喷播植草防护技术在库区地质灾害治理工程中的应用。 2　喷播植草防护技术的特点 喷播植草是利用液态播种原理,将草籽、肥料、粘着剂、纸浆、土壤改良剂和色素等按一定比例配水混合搅匀,通过机械加压后喷射到边坡坡面的防护技术。由于其施工简单、速度快,造价低且草籽成活率高,在国内外获得了广泛的应用。 3　喷播植草防护边坡的主要功能 喷播植草作为边坡防护措施,将极大地改善工程建设的生态环境,创造良好的经济、社会和环境效益。主要功能是对岩土边坡浅表层进行防护,通过对浅表层边坡的加固从而达到防止雨水冲刷、控制水土流失、保持边坡稳定的作用。 3.1　边坡加固作用 (1)深根的锚固作用。植物的垂直根系穿过坡体填土,锚固到深处较稳定的土层上,能起到锚杆的作用。乔本科、豆科植物在地下0.75~1.50 m深处有明显的土壤加强作用。 (2)浅根的加筋作用。植物根系在土中错综盘结,使边坡土体在其延伸范围内成为土与草根的复合材料,稳定边坡表层土体,起到护坡的作用。 3.2　植被的水文效应 (1)降低坡体孔隙水压力。植物通过吸收和蒸发边坡土体内的水分,降低土体内的孔隙水压力,从而提高了土体的抗剪强度,有利于边坡土体稳定。 (2)控制土壤侵蚀、保持水土。降雨是坡面冲刷的重要原因,降雨时植草对边坡有明显的保护作用,能有效降低地表径流的流速,从而抑制面蚀及沟蚀,减小边坡土体的流失。 3.3　改善和美化环境 植草可使被破坏的环境逐步恢复,并能促进有机物的降解,净化空气;植草形成的绿化带,与周边环境更协调,与自然更接近,起到改善和美化环境的作用。 4　三峡库区地质灾害治理工程特点及要求 (1)三峡库区在蓄水及运行过程中水位变化频繁,水位变幅大; (2)受当地地形地质条件限制,沿江地质灾害治理区域大多土质贫瘠,有机质含量低; (3)采用喷播植草防护的边坡坡比为1∶2~1∶ 3.5,坡度能满足喷播植草的要求,无需采用网垫等其他额外加固措施; (4)施工工期短,时间要求严格; (5)要求边坡尽快形成抗冲刷能力; (6)工程位于城镇,对景观、绿化要求高; (7)成坪后不需要专门的养护,形成稳定生物群落并自然生长; (8)边坡面积较大,应尽量降低成本,节约投资。 5　符合库区灾害治理工程特点的喷播方案针对库区灾害治理工程特点及要求,采用了以下的喷播方案。 (1)选用在三峡库区能广泛生长的草种。采用豆科和乔本科草种混播,提高耐贫瘠能力。根据库区地质灾害治理工程的特点及当地的气候条件,采用以小冠花为主,以中华结缕草、两耳草、紫花苜蓿等为辅的4种草种混播。 草种以小冠花为主是因为小冠花具有以下特点:①生长年限长,其寿命可达50 a以上;②根系发达,持久性强;③覆盖速度快,覆盖度大,每株当年覆盖面积平均0.7~0.9 m2;④绿色期长,枯草期短,在南方为四季常绿草种;⑤耐贫瘠、耐寒、耐高温、高抗病虫害;⑥水土保持效果显著;⑦对不同气候及土壤的适应性强。 由于小冠花耐水性较差,在水位变幅区降低小冠花草种的比例,相应增加其他辅助草种比例,以提高植草的耐水性。 (2)增加黏合剂、木质纤维素、保水剂、复合肥等喷播材料用量,并覆盖无纺布,使草籽在喷播后立即在土壤表面形成较强的抗冲刷能力。三峡库区地质灾害治理工程较多采用土石方回填,边坡为碎石土质边坡,为确保草籽在初期能顺利成活并生长,增加了黏合剂、木质纤维素的用量以确保草籽在边坡上可稳定附着;增加保水剂、复合肥的用量以确保草籽在生长初期的养分及水分的充足供应。 (3)采用多草种混播,提高耐水性、增强抗病、抗虫害能力,有利于形成稳定的生物群落。 (4)在满足要求的前提下,优化配方,降低成本。 (5)在边坡满足喷播植草要求后立即施工,边坡清理与喷播植草同时进行,清理一块喷一块,力求在最短时间内完成,满足工期的要求。 6　喷播施工 6.1　施工所需设备、材料及人员组成 (1)喷播机:容器容量为50加仑; (2)草籽:为中华结缕草、两耳草、紫花苜蓿、小冠花4种混播; (3)添加剂:黏合剂、饱水剂、木质纤维素、复合肥; (4)无纺布; (5)便携式汽油泵及连接汽油泵与喷播机容器的水管; (6)施工人员组成:清理边坡2人,喷播技工4人。 6.2　喷播工序及技术要求 喷播工序为:清理并平整边坡混合草籽并喷播铺盖无纺布养护。其中清理并平整边坡、混合草籽并喷播、铺盖无纺布3道工序可同时交叉进行,以缩短工期。 各工序技术要求如下。 (1)清理并平整边坡。在防护范围内要清除杂物,并对边坡进行平整,使边坡达到喷播的要求。根据喷播机喷播面积对坡面进行划分并做好标记,防止混喷及漏喷。 (2)混合草籽并喷播。将草籽及添加剂按一定比例配置好,依次加入并混合搅拌30 min,然后均匀喷至坡面,为保证喷播均匀,在坡面上先喷2/3的混合液,余下部分重新加满水后复喷一次至附着均匀即可。 (3)铺盖无纺布。覆盖无纺布是对喷播植草的初期养护,在草籽未萌发前可起到防冲刷、保水、保温的作用。无纺布应采用铁丝或竹钉固定,四边用土压好,防止风吹开。 (4)养护。在草籽萌发前期,应根据土壤湿度的变化多浇水,保证种子萌发所需水分,在种子发芽后,根据发芽情况适当浇水至其 自然 生长,形成稳定的生物群落。至此,养护工作基本完成,只需定期清除杂草即可。 7　工程效果及 经济 、社会效益 (1)由于施工机械化程度高,边坡的喷播植草可迅速完成,从而大大降低成本,仅为圬工护坡的10%~20%。 (2)喷播植草所用附加材料大多数为易分解材料,对环境无污染;且植草边坡与周围环境相融合,能美化城镇景观。这是传统圬工护坡所不及的。 (3)喷播植草在坡面平整后即可进行,且多种工序可混合一次完成,施工简便、速度快、劳动强度低,所需施工人员较传统的圬工护坡大大降低。 (4)喷播植草在施工后3~5 d即可陆续发芽,在良好的保湿条件下,两周植被覆盖率可达90%以上,植株高可达5~15 cm,在极短的时间内形成较稳定的生物群落,大大提高了边坡的稳定性,确保施工工期,且后期维护工作量小。 综上所述,喷播植草是一种经济有效的边坡防护方法,在堤防工程、塌岸防护工程、滑坡治理工程等的浅表层边坡防护中都有广阔的应用前景。

地质力学论文:大型地下水电站厂房洞群三维地质力学模型试验 摘要：本文对拟建的超大型水电站地下厂房洞室群三维地质力学模型试验作了综合介绍，包括采用离散化多主应力面加载和控制系统，解决了复杂三维初始应力场的模拟难题；采用机械臂和步进微型掘进机技术、微型高精度位移量测技术、声波测试技术、光纤测量及内窥摄影技术等，解决了三维试验中的隐蔽开挖模拟及内部量测等关键技术问题。试验结果表明拟建水电站地下厂房洞室群的总体布置、洞型设计、洞室间距是合理的，推荐的支护方案对洞室整体性的加强有明显的作用，对设计方案起到有力的支持和验证作用。 关键词：大型水电站 地下厂房洞室群 三维地质力学模型试验 研究岩体稳定问题通常采用的方法有工程类比法、地质结构分析法、数值模拟仿真分析法和地质力学物理模型试验法等[1，2]。对于中小型工程，一般只采用前几种方法进行研究，但对于大型或超大型工程，地质力学物理模型试验则是必要的。模型试验尤其是三维模型试验与数值方法相比有它的弱点，如尺寸效应、试验难度大、费用高。然而，物理模型则由于是真实的物理实体，在基本满足相似原理的条件下，则更能真实地反映地质构造和工程结构的空间关系，更准确地模拟施工过程和影响。试验结果能给人以更直观的感觉，使人更容易从全局上把握岩体工程整体力学特征、变形趋势和稳定性特点，以及各洞室或结构之间的相互关系，从而做出相应的判断。其次，也可以通过物理模型试验，对各种数值分析结果进行一定程度上的验证。与研究坝体、坝基和坝肩及边坡稳定性的三维地质力学模型试验[3～6]相比，地下洞室群的岩石力学物理模型试验则有很大的差距。据文献检索，只有少数几个平面模型试验[7～11]和小型三维试验[12]。这些试验均未模拟洞室的施工过程。其原因主要是模拟地下洞室施工过程的三维模型试验难度太大，如三维地应力场的模拟原理和技术、洞室群开挖尤其是内部洞室隐蔽开挖技术的实现、内部物理量测量等。本文作者提出并研制了离散化多主应力面加载和控制系统，成功解决了复杂三维初始应力场模拟的难题；采用机械臂和步进微型掘进机技术、微型高精度位移量测技术、声波测试技术、光纤测量及内窥摄影技术等，解决了隐蔽开挖模拟及内部量测等关键问题，完成了水电站复杂洞室群模型试验。这一试验成果可应用于今后我国大西南地区的其它超大型地下水电站的研究。 1 工程简介 溪洛渡水电站位于四川和云南视壤的金沙江峡谷中[13]。电站总装机容量12600MW，共计18台700MW的水轮发电机组。该工程地质条件复杂，地下洞室群布置复杂、纵横交错，尤其是左岸地下厂房轴线与最大主应力呈较大角度相交，对厂房洞室稳定不利，而且厂房又位于高地震烈度区(高达Ⅷ度)，如此超大规模的地下洞室群在施工期和运行过程长期安全稳定问题，都是前所未遇的。电站厂房采用全地下式，分左、右岸地下厂房，各布置9台机组。左岸地下厂房布置在大坝上游山体内，总装机容量为6300MW.厂房轴线为N24°W，三大洞室平行。 图1 左岸地下厂房洞室群布置方案 主厂房尺寸为318.03m×31.9/28.40m×75.10m(长×宽×高)，厂房总长度426.0m.主变室长325.52m，宽19.8m，高26.5m.尾水调压室长300.0m，宽26.5/25.0m，高95m，中间设两条岩柱隔墙，厚18.0m。如图1所示。 左岸厂房顶拱围岩由P2β4、P2β5、P2β6层玄武岩组成。岩体新鲜较完整，无大的断层切割，层间错动带一般不发育。层内错动带以P2β6下部及P2β4、P2β5层内相对较发育，错动带一般宽5～10cm，挤压紧密，为岩块岩屑型。裂隙以陡裂和缓裂为主，中倾角裂隙一般不发育。 2 模型相似条件设计 经过与设计单位协商，确定模型的几何比尺为1/100，材料容重比尺为1.之所以这样确定，主要是考虑到开挖模拟的可操作性，以及相似物理量之间换算关系的简化。根据试验相似理论和上述几何比尺，进行了如下的模型相似条件设计：用下标p代表原型，下标m代表模型，K代表相似比尺，L为长度，u为位称，E为弹性模量，G为剪切模量，γ为容重，σ为应力，σo为初始地应力，ε为应变，ν为泊松比，φ为摩擦角，C为粘聚力，Rc为抗压强度，Rt为抗拉强度。如设实际岩体的容重为γp，模型材料的容重为γm，则容重相似比尺为： 与应力有相同量纲的物理量均有与应力相同的相似比尺，即材料弹性模量、剪切模量、抗压强度、抗拉强度、粘聚力，初始地应力和面力荷载的相似比尺均为100. 3 试验要点及关键技术 本试验研究对象为左岸地下厂房洞室群，包括主厂房、主变室、尾水调压室、母线道和尾水管。 3.1 模拟范围 地下厂房顺水流方向的上下游各取三大洞室最大开挖跨度的1～1.5倍长度，实际各约为1.27倍，总长度为620m；沿高程方向的下方取到洞室高度的1～1.5倍，实际取为1.45倍～1.85倍，达到海拔200m；上方取到地面，实际模型作到海拔670m，其上部作为荷载加在模型顶面；沿主厂房的纵轴线方向取3个机组段长度(自5号机组中心线至8号机组中心线)，为102m.因为模型几何比尺为1/100，所以岩体模型尺寸为长×高×宽＝6.20m×4.70m×1.02m. 3.2 地形及地质条件模拟 对模型试验范围内的地形、地貌、地质材料和三维地质构造如层间和层内错动带进行了模拟，模型基本满足几何、物理、力学相似条件。 3.3 初始地应力场模拟 三维原始地应力的模拟是本试验的关键和难点。经过研究、论证和试验，本试验中首次提出并研制了“离散化多主应力面加载及控制系统”，成功地模拟了三维地应力场，保证了试验的初始条件。离散型三维多主应力面加载系统，是在地质力学模型仿真试验中，首次提出使用的一种能近似模拟复杂三维空间地应力场的加载系统。 它的基本思路来源于有限元、边界元、离散元等将研究域离散化进行数值分析的原理，把需要模拟的复杂变化地应力分布场，离散为有限多个微小的单元应力场，并认为此单元应力场为一个等效的均匀应力场。用一组垂直于该单元应力场主应力矢量的微小主应力面，代替原来的斜截面，并在这一组主应力面上按照等效主应力的大小施加法向力，就达到了模拟这一单元应力场的目的(如图2).对各个离散的单元应力场均进行这样的操作，就可以完成整个试验域复杂变化的应力场的模拟。 图2 离散化多主应力面加载原理示意 这一加载系统由高压气囊、反推力板、限位千斤顶、垂直立柱、封闭式钢结构环梁、支撑钢架和空气压缩机组成。此外还有压力监测和报警辅助系统，以保证试验期间的压力稳定。 3.4 开挖过程模拟 按照数值计算优选的开挖步序(如图3所示)，对试验范围内地下洞室群的隐蔽开挖进行了模拟。本试验中隐蔽性开挖的洞室包括尾水管和母线廊道，尾水管的隐蔽开挖长度为125m，而且为渐变的城门洞形断面，母线道断面也为城门洞形，但是靠近主变室一侧13m一段断面加大，造成母线道断面突变。这些都给开挖模拟带来极大困难。隐蔽开挖无法采用一般的手工钻进方法，需要设计专门的钻凿机具。经过反复研究试验，开发出隐蔽开挖机器臂和微型步进式掘进机，以及与之配合使用的隐蔽洞室内窥系统，成功解决了这一技术难题。如图4所示。 图3 地下厂房洞室群开挖分期设计 3.5 支护方案模拟 按照数值计算优选的支护方案，对锚固支护(包括三大洞室的喷混凝土、锚索)进行了模拟。按照设计支护方案，锚索按实际位置模拟并施加预应力。系统锚杆与喷混凝土联合模拟为挂金属丝网涂浆。锚索模拟材料采用金属铝线或细铜丝束，用建筑胶浆固结，以螺旋加载方式施加预应力。 3.6 施工模拟过程中的多种方式洞室内部收敛变形及破坏形态量测 在主厂房、主变室、尾调室三个主要洞室中，采用预埋多点位移计方式进行了内部收敛以及洞周围岩深度变形量测；采用光导纤维进行了内部变形的量测；采用超声波测量方法进行了洞周围岩屈服松动区的量测；采用内部摄影方式进行了内部破坏形态的观测。 3.7 内部应力场分布量测 在主厂房、主变室、尾调室围岩中的适当位置，预埋三向应变计、应变花，进行了应力场分布量测。在重要位置，预埋光纤传感器，与应变片测量相比较，测量应力场分布。 图4 隐蔽洞室开挖微型步进TBM示意 4 试验过程和结果 试验自2000年5月开始各项前期工作，包括场地准备、试验台设计和施工、模型材料设计和试验、模型制作和传感器埋设、地应力场生成和监控系统研制、隐蔽洞室开挖系统研制和试运行、测量仪器的研制和准备等。2001年7月15日正式实施洞室开挖模拟，量测系统进行同步量测，采集数据，至2001年8月18日完成洞室群开挖。试验得出的洞群围岩变形、应力应变、屈服区分布等情况如下。 4.1 位移 主厂房顶拱最大下沉为37.5mm，主变室顶拱下沉为23mm，尾水调压室顶拱为34mm.各个洞室顶拱的变形随开挖量的增加均以下沉为主，开挖后期伴随有少量的上抬。这与同时进行的数值计算相比顶拱位移偏大一些，这是由于模型试验中准确地模拟了层内错动带的影响，而计算中则有所简化。尾水调压室边墙比主厂房边墙高20多米，初估最大水平位移应该更大些，但尾水调压室中间隔墙起到了限制变形的作用，从而减少了水平位移值。主变室与尾水调压室之间岩柱的上下游方向水平尺寸有所增大。 图5 地下厂房洞周围岩位移分布 而主厂房与主变室之间的岩柱在上下游方向则有所压缩，是由于母线道对这部分岩柱削弱较多引起的。试验中所揭示的各个方向的位移量均不大，分布合理。除三大洞室顶拱位移比计算值略大之外，其它与计算值都很接近，洞周没有发现明显的开裂或位移突变。图5给出了洞周围岩位移分布。 4.2 应力 主厂房上游拱肩和拱脚处、尾水调压室上游拱肩和拱脚处均有拉应力出现。尾水调压室下游边墙5m范围内的岩体大部分存在拉应力，10m之外则呈现为压应力。随开挖的进行，洞室交叉部位产生应力集中，凡是压应力的则压应变值为原来的1.5～2.2倍。产生拉应力的部位则给出了很大的拉应变值，明显不大合理，可能是粘贴应变片的块体发生破裂造成的。但是可以从中判断是出现了拉应力。拉、压应力分布范围与计算结果接近。光纤传感器量测的结果比较有规律，随尾水调压室高边墙的逐渐形成，边墙表面岩体应力松驰，压应力降低甚至产生拉应力，而压应力分布有向深部岩体传递的趋势。 4.3 超声波测量 试验中采用超声波测速与位移沿岩体深度分布规律相结合的方法判断屈服松动区。洞周岩体波速最低处为尾水调压室的底部和顶拱，波速比未开挖前降低了40%～50%.三大洞室顶拱的岩体波速，主变室顶拱最高，达900～1000m/s，主厂房顶拱次之，为800～900m/s，尾调室顶拱最低，为400～500m/s.与地质剖面相比较可以看出，这一结果恰恰和这些洞室所在地层及地质构造相吻合。根据声波测量和位移测量结果的综合比较和分析，得到各洞室周围屈服区的范围(图6). 图6 地下厂房洞周屈服区分布 4.4 锚固支护系统 根据地下工程围岩稳定性分析的经验，洞室围岩越稳定，围岩的整体性越好(早期喷锚支护可以增加这种整体性)，则在后期开挖过程中，洞室上抬的趋势越明显。XA-22支护方案在主厂房顶拱埋设的两排锚索，穿过了层内错动带，增加了顶拱的整体性，是很必要的。虽然本试验中尚不能定量地比较这种锚固的作用，但定性上已经可以说明模拟的锚固系统对增加洞室围岩的完整性和整体性，起了明显的作用，这是数值计算中没有反映出来的。通过对模型锚索应力的测量，反映出对目前的开挖方案，锚索应力有明显增加。因为尾调室是上下先开挖然后中间再挖通，高边墙有一个突然形成的过程。虽然这一情况因为中间隔墙的存在而减弱，但对离隔墙远一些的部位仍有一定的冲击作用。考虑到这一点，尾调室上下游边墙锚索的预应力施加应有所控制，而隔墙的加固应适当提前。 5 结论 (1)本试验是首次大规模三维仿真模拟地下洞室群的施工过程。它成功模拟了高容重岩体材料和岩体构造，容重比尺1比1；研制了离散化多主应力面加载系统，使模拟复杂三维初始地应力场得以实现；研制了用机械臂和步进微型掘进机，仿真模拟了施工过程；研制微型多点位移计，采用声波测试、内窥技术等多种测量手段进行了内部物理量的测量。(2)试验结果验证了在厂区特有的地形地貌、地质构造和地应力条件下，该水电站地下厂房洞室群的总体布置、洞型设计、洞室间距是合理的。主变室滞后主厂房和尾水调压室开挖一期的施工方案以及锚固支护方案，保证了洞室安全成洞。在试验开挖过程中，洞室群保持了总体稳定，主要洞室周边未出现明显的开裂及变形突变。洞周围岩屈服松动区分布，与厂区地质条件和洞室断面情况及空间相对关系有较好的吻合。推荐的支护方案对洞室整体性的加强有明显的作用，并有效地控制了松动区的发展。(3)试验结果表明，对条件复杂的超大型地下洞室群进行三维地质力学模型试验可以从全局上把握地下洞室工程整体力学特征、变形趋势和稳定性特点，并对数值模拟结果进行验证和校核。 地质力学论文:坝陵河悬索桥西岸隧道式锚碇及其边坡的岩体工程地质力学研究建议 论文作者：曾钱帮 王思敬 彭运动 刘明虎 陈晓东 樊敬亮 摘要：针对施工图设计阶段，提出坝陵河悬索桥西岸隧道式锚碇及其边坡的岩体工程地质力学研究建议，包括：锚碇围岩工程地质条件研究、锚碇围岩工程力学特性研究、锚碇围岩渗透及抗溶蚀特性研究、锚碇及其围岩相互作用三维数值模拟研究、锚碇隧道钻爆开挖及支护的施工技术试验、锚碇锚固系统试验和大体积混凝土浇筑防裂的施工技术研究。 关键词：悬索桥 隧道式锚碇 施工图设计阶段 岩体工程地质力学 研究建议 1 前言 坝陵河大桥离拟建贵州省镇宁至胜境关高速公路起点约21km，地处黔中山原地带。高速公路在关岭县东北跨越坝陵河峡谷，峡谷两岸地势陡峭，地形变化急剧，高差起伏大，河谷深切达400～600m。桥址区属构造剥蚀、溶蚀中低山河谷地貌。岩石建造类型以碳酸盐岩与陆源碎屑岩互层，以碳酸盐岩构成峡谷谷坡，以碎屑岩互层构成谷底及缓坡为基本特征。坝陵河流向与区域地质构造线方向(NW)基本一致。河谷西岸地形较陡，地形坡度40～70°，近河谷一带为陡崖。桥位区西岸（关岭岸）锚碇地段处于斜坡中部，出露的岩层有三叠系中统竹杆坡组第一段（T2z1）中厚层状泥晶灰岩和杨柳井组（T2y）中厚层状白云岩[1,2]。弱风化岩体直接出露于地表，微新岩体埋深30～50m。 坝陵河悬索桥主跨1068m，桥面总宽度24.5m，东岸锚碇采用重力式锚，西岸锚碇采用隧道式锚。西岸隧道式锚碇在技术设计中全长74.7m，最大埋深78m，主要由散索鞍支墩、锚室（34.7m）和锚塞体（40m）三部分组成，两锚体相距18～6.36m。锚塞体和锚室为一倾斜、变截面结构，上缘为圆形，下缘为矩形，纵向呈楔形棱台，矩形截面尺寸为10m×5.8m～21m×14.5m。西岸每根主缆缆力（P）约为270MN，水平夹角约26°。锚体中设预应力锚固系统，主缆索股通过索股锚固连接器与锚体中的预应力锚固系统连接。 悬索桥锚碇在承受来自主缆的竖向反力的同时，主要还承受主缆的水平拉力，是悬索桥的关键承载结构之一，其总体稳定性和受力状态直接影响到大桥的安全和长期使用的可靠性。坝陵河悬索桥是镇宁－胜境关高速公路的重要节点，针对该大桥施工图设计阶段，本文提出坝陵河悬索桥西岸隧道式锚碇及其边坡的工程地质力学研究建议。鉴于锚碇型式受到地形、地质条件的限制，国内外采用隧道式锚碇的大跨悬索桥为数较少[3－7]，见诸文献报道的更少，本研究建议有不适当之处，请专家批评指正。 2 岩体工程地质力学研究建议 2.1 锚碇围岩工程地质条件研究 西岸隧道式锚碇坐落于边坡浅表弱风化～微新岩体中，弱风化～微新岩体的工程地质条件关系到锚碇隧洞的成洞条件及锚碇体系在主缆拉力荷载作用下的整体稳定状态。 边坡浅表部中存在卸荷岩体。岩体卸荷带是伴随河谷下切过程或边坡开挖过程中，由于应力释放，岩体向临空面方向发生卸荷回弹变形，能量的释放导致斜坡浅表一定范围岩体内应力的调整，浅表部位应力降低，而坡体更深部位产生更大程度的应力集中。由于表部应力降低导致岩体回弹膨胀、结构松弛，破坏岩体的完整性，并在集中应力和残余应力作用下产生卸荷裂隙。岩体应力的降低最直观的表现是导致岩体松弛和原有的裂隙发生各种变化，形成新环境下的裂隙网络。这些裂隙一部分是迁就原有构造裂隙引张扩大经改造形成[8]，有一些是微裂隙扩展后的显式裂隙，也有在新的应力环境和外动力环境下形成的裂隙。在岩体卸荷、应力降低的过程中，随着新的裂隙系统的形成，也为外动力或风化营力提供了通道，加速岩体的风化和应力的进一步降低。风化岩体裂隙的增多，是岩体卸荷和风化共同造就的。 西岸锚碇边坡岩体在浅部节理裂隙发育，岩体透水性较好，渗透系数高；随着深度的增加，透水性逐渐减弱。深部的岩溶发育情况有待研究。 据初步设计阶段工程勘察资料，西岸锚碇边坡出露的灰岩和白云岩的产状为：倾向50～80°，倾角48～87°。主要发育三组优势节理：①155°∠57°；②220°∠34°；③333°∠46°。在岩层层面、不利结构面组合切割和深部岩溶发育情况下，在主缆巨大拉力下，不能够排除存在深部拉裂滑移面威胁西岸锚碇边坡整体稳定性的可能性。 锚碇围岩工程地质条件研究内容包括： （1）研究从边坡表部至深部岩体中裂隙的分布密度及张开度变化，揭示岩体的卸荷程度，为锚碇施工期和运行期边坡岩体质量评价以及岩体质量变化趋势提供可靠基础资料； （2）在岩层层面和不利结构面组合切割下，由于锚碇工程荷载，研究岩体中形成的潜在不稳定块体的安全度以及西岸锚碇边坡的整体稳定性； （3）采用地球物理勘探方法，研究边坡深部溶蚀裂隙与溶蚀洞穴的分布规律及其发育特征。 2.2 锚碇围岩工程力学特性研究 主悬索的巨大拉力通过索股、锚杆传人隧道中填充的（预应力）混凝土，再通过（锚塞体）混凝土与隧道岩体的摩阻力和粘结力传递给周围的岩体。隧道式锚碇在巨大主缆拉力荷载作用下，不仅要维持自身的抗拔稳定，同时还要将自身承受的主缆拉力传递到锚碇围岩中，以充分利用围岩的承载能力，使锚碇和围岩共同作用形成一个整体的承载体系。 锚碇围岩工程力学特性研究包括三个方面： （1） 锚塞体与岩体之间的抗剪摩擦力学性能[9，10]和粘结特性试验研究； （2） 锚碇下部及两锚体之间的岩体处于复杂的拉剪应力状态，研究锚碇围岩在拉剪应力下的变形及强度特性，尤其是弱风化～微新围岩在拉剪复杂应力下的变形、强度及疲劳试验研究，模拟其破坏现象和破坏过程，从而掌握其破坏机制； （3） 岩体在中度～轻度工程爆破开挖扰动下的力学性能研究。 锚碇围岩工程力学试验目的是确定锚碇边坡岩体力学参数建议值，供设计和三维数值仿真采用。建议在设计锚碇区域附近开挖一试验斜硐，采取岩样，并在硐壁打适量钻孔，进行室内岩石力学试验和原位岩石力学性质及配套的各项试验研究工作。主要包括室内岩石力学三轴剪切试验、节理（裂隙）测量、岩体变形特性（静载）试验、岩体抗剪（抗剪断）试验、岩体抗拉试验、混凝土与基岩胶结面抗剪和摩擦等试验和硐室声波普测、硐室地球物理勘探、含水量测试、钻孔声波测试、钻孔压水试验等试验研究工作。锚碇系统的摩阻力由基岩与锚碇系统接触面的正应力与摩擦系数来决定，摩擦系数一般由相似原理进行模型试验或现场测试得到。硐室地球物理勘探是查明锚碇围岩（主要是锚碇下部及两锚体之间的岩体）中的岩溶发育情况。 试验资料的整理应通过对现场和室内大量试验数据的综合分析，结合现行有关行业规范（规程）和工程经验的类比，提出西岸隧道式锚碇边坡区域岩体力学参数建议值，供设计采用。 2.3 锚碇围岩渗透及抗溶蚀特性研究 坝陵河悬索桥西岸锚碇围岩为弱风化～微新的灰岩和白云岩，属于易溶蚀化岩体。锚碇边坡地段地下水主要为（节理）裂隙水、岩溶裂隙水和岩溶孔（洞）穴水。西岸隧道式锚碇锚体混凝土浇筑后，在边坡岩体中形成不透水体（阻渗体），从而改变锚碇边坡的地下水渗流场。可以预见，地下水将从锚塞体混凝土边缘绕渗，因此锚塞体与围岩的交界部位岩体更易遭到溶蚀，削弱锚塞体混凝土与围岩之间的摩阻力和粘结力。锚碇围岩渗透特性的研究应着重锚塞体与围岩的交界部位岩体的渗透性能与抵抗溶蚀的能力的试验研究。 为防治锚塞体与围岩交界部位岩体的溶蚀危害采取的工程措施，主要是加强锚碇边坡坡面的排水工程。 2.4 锚碇及其围岩相互作用三维数值模拟研究 由于悬索桥安全是依靠锚碇固定桥的体系，锚碇发生移动将严重影响桥梁体系，甚至导致桥体破坏，因此研究西岸隧道式锚碇的锚块及其围岩在主动拉力作用下的稳定性、瞬时变位与长期变位是相当重要的。应建立真实反映隧道式锚碇锚体和围岩二者相互作用、考虑施工过程非线性、地质结构面影响等的三维数值仿真模型，对锚碇稳定性及变位进行预测[11]。 2.5 锚碇隧道钻爆开挖及支护的施工技术试验 根据西岸隧道式锚碇为倾斜、变截面的工程特点，需研究锚碇隧道的钻爆开挖以及支护的施工技术[12－14]。在隧道式锚碇施工过程中，自始至终都要注意严格控制围岩的完整性，尽量避免对围岩产生过大的扰动。为保证主缆等硐内钢结构的使用寿命，锚碇的防水按GB50108－2001二级标准进行控制，要求较高。施工开挖后应对围岩中的塑性变形带进行挤密压浆处理，以使锚塞体混凝土与围岩紧密结合。 2.6 锚碇锚固系统试验 试验目的是验证用于坝陵河大桥锚碇锚固系统的各产品力学性能是否满足设计要求。试验内容包括锚拉杆组件静载试验、疲劳试验及锚具组装件静载试验和疲劳试验[15]等。 2.7 大体积混凝土浇筑防裂的施工技术研究 坝陵河悬索桥西岸隧道式锚碇锚塞体混凝土浇筑量约2×12143.322m3。锚碇结构混凝土浇筑量大，强度高，对施工工艺及养护维修提出了更高的要求；而大体积混凝土浇注施工由于受多种因素影响，若措施不当，很容易出现裂缝，影响到锚塞体混凝土的整体性强度以及钢筋的耐久性和实用性。西岸隧道式锚碇锚塞体大体积混凝土浇筑防裂技术从混凝土原材料选取和配合比的选择、降低原材料温度和控制混凝土拌和物温度、合理选择浇筑工艺和保证整体质量、有效控制混凝土内外温差到对混凝土温度进行监控及时掌握混凝土温度变化动态等一系列技术措施[16－22]，都可借鉴汕头海湾悬索桥、宜昌长江公路大桥和重庆鹅公岩大桥的做法。 3结语 针对施工图设计阶段，提出坝陵河悬索桥西岸隧道式锚碇及其边坡的岩体工程地质力学研究建议，包括：锚碇围岩工程地质条件研究、锚碇围岩工程力学特性研究、锚碇围岩渗透及抗溶蚀特性研究、锚碇及其围岩相互作用数值模拟研究、锚碇隧道钻爆开挖及支护的施工技术试验、锚碇锚固系统试验和大体积混凝土浇筑防裂的施工技术研究。 地质力学论文:岩体地质力学下水利水电勘察的应用 摘要：随着经济的发展和社会的进步，用电量、用水量的需求大幅增加，急需新建大量利水电工程，而水利水电工程场地及其周围环境的岩体工程地质情况对水利水电工程的工程质量和工程安全影响很大，所以急需对岩体工程地质力学在水利水电工程勘察中的应用进行研究。本文将对岩体工程地质力学在水利水电工程勘察中的应用进行相关的阐述，并提出了一些相应的建议，希望对相关参与者与研究人员带来一定帮助。 关键词：岩体工程地质力学；水利水电工程勘察；岩体结构；高坝坝基；地质构造稳定性 1引言 经济在发展，社会在进步，人民群众的用电量、用水量急剧增加，从而导致了水利水电工程也随之急剧增加，水利水电工程场地及其周围环境的岩体工程地质情况，对水利水电工程的质量和安全影响很大，进行水利水电工程勘察时，要运用岩体工程地质力学知识，对水利水电工程场地及其周围环境的岩体工程地质情况进行详细勘察，所以急需对岩体工程地质力学在水利水电工程勘察中的应用进行研究。本文将对岩体工程地质力学在水利水电工程勘察中的应用进行相关的阐述，希望对相关参与者与研究人员带来一定帮助。 2岩体工程地质力学基本知识 岩体工程地质力学的研究对象是工程场地附近的岩体结构。岩体，由一种或多种不同的岩石组合而成，受到形成环境以及后期构造影响后，岩体内会呈现各种各样不同的结构面。在实际环境中，岩体会被各种各样不同的结构面切分成为不同的结构体并出现破裂带。进行岩体工程地质力学等地质研究时，必须先研究岩体结构。进行水利水电工程地质勘察时，依据相关规范并结合实际工程经验对岩体结构类别进行量化和细化，岩体主要分为5类。Ⅰ类岩体，主要为厚层状或整体块状结构；Ⅱ类岩体，主要为中厚层状或块状结构；Ⅲ类岩体，主要为镶嵌状或互层状结构；Ⅳ类岩体，主要为碎裂状或薄层状结构；V类岩体，主要为散体状结构。在具体工程中，可以根据工程区域的具体地质条件以及影响岩体质量的因素，进行适当调整，从而结合工程区域岩体的具体特性，制定相应的岩体质量分类或岩体工程地质分类，以及结构面分类，用于实际工程情况下的边坡、坝基、地下洞室围岩等结构的岩体具体分类，赋予相应结构面岩土体以及岩类物理力学参数值。高地应力等因素会对岩体分类造成影响，其对岩体分类造成的影响，有待进一步研究。 3工程区域的地质构造稳定性以及地震研究 汶川大地震以后，国家相关部门十分重视地震对水利水电工程的影响，相关部门专门发文要求，进行大型水利水电工程设计时，必须要进行工程防震抗震设计，并必须专门接受审查。在地震研究中，活断层的判别标志有：（1）地震断裂带中构造岩或者被错动脉体是晚更新世；（2）错断晚更世以来的地层；（3）沿着断层存在历史地震，或者存在现代中、强震的震中分布，或者存在密集而频繁的近期微震；（4）经现代化监测表明，沿着断层存在地形变和地位移；（5）经地质构造上的证实，被发现的断层与已知的活断层有着共同或共生的关系。在工程地质勘察规范中，工程场地岩体中活动断层的年龄被限定在十万年以来存在过活动的断层。水坝等主要水工建筑物应该尽量避免跨越活断层或者与活断层有构造活动联系或相关联的分支断层，特别应该注意尽量避开晚更新世晚期以来有过地质活动的断层。水坝选址不适宜选在地震等级为6级及以上的震中区或者地震的基本烈度为Ⅸ度及其以上的强震区。如果在上述两种情况下建水坝，需要专门进行论证。汶川特大地震后，地震灾区的大部分大中型水电水利工程，虽然有不同程度的损坏现象，但却没有一个水电水利工程在地震中发生重大次生灾害，这有力说明工程地质勘察规范中所规定的区域构造稳定性的技术标准、工作方法、评价原则是正确的，能经受大地震考验。 4高坝坝基工程地质研究 我国的水坝高度有些已达到了300米，成了俗称的“高坝”，水荷载和坝基荷载对高坝坝基岩体质量的要求非常严格。主要有以下技术要求：（1）高坝坝基岩土体在长期被水渗透和作用的前提下，必须保持力学、化学及物理性质的稳定，并要确保坝基的渗透压力和渗漏量维持在允许的范围内，以免发生渗透破坏；（2）在各项不同荷载作用下，高坝坝基各个部位的变形和应力值应该确保在允许范围内，以免出现不均匀变位或局部应力集中的现象而影响大坝安全运行；（3）高坝坝基岩土体在其所承受的荷载作用下确保不会产生滑移失稳。如果高坝采用混凝土坝基，需要先对坝基岩体工程地质进行分类以及对岩体质量进行分级，要重点对影响坝基抗滑稳定性的软弱结构面的性状以及它们的不利组合的边界条件进行勘察，并需要根据岩体的软弱结构面类型选定它们的强度参数和变形参数以适合工程建设的需要。要对影响高坝坝基不均匀变形与应变的弱化岩体进行详细勘察以避免其对水利水电工程的工程质量带来安全隐患。如果进行高坝建设时采用当地采挖来的工程材料将坝基建在深厚的覆盖层上，必须对覆盖层的结构和详细分层、埋藏谷的范围、河床深槽的范围等相关地质资料进行详细勘察，特别要对漂孤石层、架空层、粉细砂层、软土层的物质组成、渗透特性、分布范围进行详细勘察，同时要详细准确地评价地震作用下的地层不均匀沉陷可能性、地层渗透稳定性、砂层液化程度，这是为了给水利水电工程建设时采取合适的防地层渗透、抗砂层液化、防地层不均匀沉陷等措施提供科学的依据。 5结语 本文通过对岩体工程地质力学基本知识、工程区域的地质构造稳定性以及地震、高坝坝基工程地质进行阐述与分析，对岩体工程地质力学在水利水电工程勘察中的应用进行了初步探究，提出了一些相应的建议，对相关参与者与研究人员起到了一定帮助作用。 地质力学论文:岩体工程地质力学研究论文 摘要：针对施工图设计阶段，提出坝陵河悬索桥西岸隧道式锚碇及其边坡的岩体工程地质力学研究建议，包括：锚碇围岩工程地质条件研究、锚碇围岩工程力学特性研究、锚碇围岩渗透及抗溶蚀特性研究、锚碇及其围岩相互作用三维数值模拟研究、锚碇隧道钻爆开挖及支护的施工技术试验、锚碇锚固系统试验和大体积混凝土浇筑防裂的施工技术研究。 关键词：悬索桥隧道式锚碇施工图设计阶段岩体工程地质力学研究建议 1前言 坝陵河大桥离拟建贵州省镇宁至胜境关高速公路起点约21km，地处黔中山原地带。高速公路在关岭县东北跨越坝陵河峡谷，峡谷两岸地势陡峭，地形变化急剧，高差起伏大，河谷深切达400～600m。桥址区属构造剥蚀、溶蚀中低山河谷地貌。岩石建造类型以碳酸盐岩与陆源碎屑岩互层，以碳酸盐岩构成峡谷谷坡，以碎屑岩互层构成谷底及缓坡为基本特征。坝陵河流向与区域地质构造线方向(NW)基本一致。河谷西岸地形较陡，地形坡度40～70°，近河谷一带为陡崖。桥位区西岸（关岭岸）锚碇地段处于斜坡中部，出露的岩层有三叠系中统竹杆坡组第一段（T2z1）中厚层状泥晶灰岩和杨柳井组（T2y）中厚层状白云岩[1,2]。弱风化岩体直接出露于地表，微新岩体埋深30～50m。 坝陵河悬索桥主跨1068m，桥面总宽度24.5m，东岸锚碇采用重力式锚，西岸锚碇采用隧道式锚。西岸隧道式锚碇在技术设计中全长74.7m，最大埋深78m，主要由散索鞍支墩、锚室（34.7m）和锚塞体（40m）三部分组成，两锚体相距18～6.36m。锚塞体和锚室为一倾斜、变截面结构，上缘为圆形，下缘为矩形，纵向呈楔形棱台，矩形截面尺寸为10m×5.8m～21m×14.5m。西岸每根主缆缆力（P）约为270MN，水平夹角约26°。锚体中设预应力锚固系统，主缆索股通过索股锚固连接器与锚体中的预应力锚固系统连接。 悬索桥锚碇在承受来自主缆的竖向反力的同时，主要还承受主缆的水平拉力，是悬索桥的关键承载结构之一，其总体稳定性和受力状态直接影响到大桥的安全和长期使用的可靠性。坝陵河悬索桥是镇宁－胜境关高速公路的重要节点，针对该大桥施工图设计阶段，本文提出坝陵河悬索桥西岸隧道式锚碇及其边坡的工程地质力学研究建议。鉴于锚碇型式受到地形、地质条件的限制，国内外采用隧道式锚碇的大跨悬索桥为数较少[3－7]，见诸文献报道的更少，本研究建议有不适当之处，请专家批评指正。 2岩体工程地质力学研究建议 2.1锚碇围岩工程地质条件研究 西岸隧道式锚碇坐落于边坡浅表弱风化～微新岩体中，弱风化～微新岩体的工程地质条件关系到锚碇隧洞的成洞条件及锚碇体系在主缆拉力荷载作用下的整体稳定状态。 边坡浅表部中存在卸荷岩体。岩体卸荷带是伴随河谷下切过程或边坡开挖过程中，由于应力释放，岩体向临空面方向发生卸荷回弹变形，能量的释放导致斜坡浅表一定范围岩体内应力的调整，浅表部位应力降低，而坡体更深部位产生更大程度的应力集中。由于表部应力降低导致岩体回弹膨胀、结构松弛，破坏岩体的完整性，并在集中应力和残余应力作用下产生卸荷裂隙。岩体应力的降低最直观的表现是导致岩体松弛和原有的裂隙发生各种变化，形成新环境下的裂隙网络。这些裂隙一部分是迁就原有构造裂隙引张扩大经改造形成[8]，有一些是微裂隙扩展后的显式裂隙，也有在新的应力环境和外动力环境下形成的裂隙。在岩体卸荷、应力降低的过程中，随着新的裂隙系统的形成，也为外动力或风化营力提供了通道，加速岩体的风化和应力的进一步降低。风化岩体裂隙的增多，是岩体卸荷和风化共同造就的。 西岸锚碇边坡岩体在浅部节理裂隙发育，岩体透水性较好，渗透系数高；随着深度的增加，透水性逐渐减弱。深部的岩溶发育情况有待研究。 据初步设计阶段工程勘察资料，西岸锚碇边坡出露的灰岩和白云岩的产状为：倾向50～80°，倾角48～87°。主要发育三组优势节理：①155°∠57°；②220°∠34°；③333°∠46°。在岩层层面、不利结构面组合切割和深部岩溶发育情况下，在主缆巨大拉力下，不能够排除存在深部拉裂滑移面威胁西岸锚碇边坡整体稳定性的可能性。 锚碇围岩工程地质条件研究内容包括： （1）研究从边坡表部至深部岩体中裂隙的分布密度及张开度变化，揭示岩体的卸荷程度，为锚碇施工期和运行期边坡岩体质量评价以及岩体质量变化趋势提供可靠基础资料； （2）在岩层层面和不利结构面组合切割下，由于锚碇工程荷载，研究岩体中形成的潜在不稳定块体的安全度以及西岸锚碇边坡的整体稳定性； （3）采用地球物理勘探方法，研究边坡深部溶蚀裂隙与溶蚀洞穴的分布规律及其发育特征。 2.2锚碇围岩工程力学特性研究 主悬索的巨大拉力通过索股、锚杆传人隧道中填充的（预应力）混凝土，再通过（锚塞体）混凝土与隧道岩体的摩阻力和粘结力传递给周围的岩体。隧道式锚碇在巨大主缆拉力荷载作用下，不仅要维持自身的抗拔稳定，同时还要将自身承受的主缆拉力传递到锚碇围岩中，以充分利用围岩的承载能力，使锚碇和围岩共同作用形成一个整体的承载体系。 锚碇围岩工程力学特性研究包括三个方面： （1）锚塞体与岩体之间的抗剪摩擦力学性能[9，10]和粘结特性试验研究； （2）锚碇下部及两锚体之间的岩体处于复杂的拉剪应力状态，研究锚碇围岩在拉剪应力下的变形及强度特性，尤其是弱风化～微新围岩在拉剪复杂应力下的变形、强度及疲劳试验研究，模拟其破坏现象和破坏过程，从而掌握其破坏机制； （3）岩体在中度～轻度工程爆破开挖扰动下的力学性能研究。 锚碇围岩工程力学试验目的是确定锚碇边坡岩体力学参数建议值，供设计和三维数值仿真采用。建议在设计锚碇区域附近开挖一试验斜硐，采取岩样，并在硐壁打适量钻孔，进行室内岩石力学试验和原位岩石力学性质及配套的各项试验研究工作。主要包括室内岩石力学三轴剪切试验、节理（裂隙）测量、岩体变形特性（静载）试验、岩体抗剪（抗剪断）试验、岩体抗拉试验、混凝土与基岩胶结面抗剪和摩擦等试验和硐室声波普测、硐室地球物理勘探、含水量测试、钻孔声波测试、钻孔压水试验等试验研究工作。锚碇系统的摩阻力由基岩与锚碇系统接触面的正应力与摩擦系数来决定，摩擦系数一般由相似原理进行模型试验或现场测试得到。硐室地球物理勘探是查明锚碇围岩（主要是锚碇下部及两锚体之间的岩体）中的岩溶发育情况。 试验资料的整理应通过对现场和室内大量试验数据的综合分析，结合现行有关行业规范（规程）和工程经验的类比，提出西岸隧道式锚碇边坡区域岩体力学参数建议值，供设计采用。 2.3锚碇围岩渗透及抗溶蚀特性研究 坝陵河悬索桥西岸锚碇围岩为弱风化～微新的灰岩和白云岩，属于易溶蚀化岩体。锚碇边坡地段地下水主要为（节理）裂隙水、岩溶裂隙水和岩溶孔（洞）穴水。西岸隧道式锚碇锚体混凝土浇筑后，在边坡岩体中形成不透水体（阻渗体），从而改变锚碇边坡的地下水渗流场。可以预见，地下水将从锚塞体混凝土边缘绕渗，因此锚塞体与围岩的交界部位岩体更易遭到溶蚀，削弱锚塞体混凝土与围岩之间的摩阻力和粘结力。锚碇围岩渗透特性的研究应着重锚塞体与围岩的交界部位岩体的渗透性能与抵抗溶蚀的能力的试验研究。 为防治锚塞体与围岩交界部位岩体的溶蚀危害采取的工程措施，主要是加强锚碇边坡坡面的排水工程。 2.4锚碇及其围岩相互作用三维数值模拟研究 由于悬索桥安全是依靠锚碇固定桥的体系，锚碇发生移动将严重影响桥梁体系，甚至导致桥体破坏，因此研究西岸隧道式锚碇的锚块及其围岩在主动拉力作用下的稳定性、瞬时变位与长期变位是相当重要的。应建立真实反映隧道式锚碇锚体和围岩二者相互作用、考虑施工过程非线性、地质结构面影响等的三维数值仿真模型，对锚碇稳定性及变位进行预测[11]。 2.5锚碇隧道钻爆开挖及支护的施工技术试验 根据西岸隧道式锚碇为倾斜、变截面的工程特点，需研究锚碇隧道的钻爆开挖以及支护的施工技术[12－14]。在隧道式锚碇施工过程中，自始至终都要注意严格控制围岩的完整性，尽量避免对围岩产生过大的扰动。为保证主缆等硐内钢结构的使用寿命，锚碇的防水按GB50108－2001二级标准进行控制，要求较高。施工开挖后应对围岩中的塑性变形带进行挤密压浆处理，以使锚塞体混凝土与围岩紧密结合。 2.6锚碇锚固系统试验 试验目的是验证用于坝陵河大桥锚碇锚固系统的各产品力学性能是否满足设计要求。试验内容包括锚拉杆组件静载试验、疲劳试验及锚具组装件静载试验和疲劳试验[15]等。 2.7大体积混凝土浇筑防裂的施工技术研究 坝陵河悬索桥西岸隧道式锚碇锚塞体混凝土浇筑量约2×12143.322m3。锚碇结构混凝土浇筑量大，强度高，对施工工艺及养护维修提出了更高的要求；而大体积混凝土浇注施工由于受多种因素影响，若措施不当，很容易出现裂缝，影响到锚塞体混凝土的整体性强度以及钢筋的耐久性和实用性。西岸隧道式锚碇锚塞体大体积混凝土浇筑防裂技术从混凝土原材料选取和配合比的选择、降低原材料温度和控制混凝土拌和物温度、合理选择浇筑工艺和保证整体质量、有效控制混凝土内外温差到对混凝土温度进行监控及时掌握混凝土温度变化动态等一系列技术措施[16－22]，都可借鉴汕头海湾悬索桥、宜昌长江公路大桥和重庆鹅公岩大桥的做法。 3结语 针对施工图设计阶段，提出坝陵河悬索桥西岸隧道式锚碇及其边坡的岩体工程地质力学研究建议，包括：锚碇围岩工程地质条件研究、锚碇围岩工程力学特性研究、锚碇围岩渗透及抗溶蚀特性研究、锚碇及其围岩相互作用数值模拟研究、锚碇隧道钻爆开挖及支护的施工技术试验、锚碇锚固系统试验和大体积混凝土浇筑防裂的施工技术研究。 地质力学论文:三维地质力学模型管理论文 研究岩体稳定问题通常采用的方法有工程类比法、地质结构分析法、数值模拟仿真分析法和地质力学物理模型试验法等[1，2]。对于中小型工程，一般只采用前几种方法进行研究，但对于大型或超大型工程，地质力学物理模型试验则是必要的。模型试验尤其是三维模型试验与数值方法相比有它的弱点，如尺寸效应、试验难度大、费用高。然而，物理模型则由于是真实的物理实体，在基本满足相似原理的条件下，则更能真实地反映地质构造和工程结构的空间关系，更准确地模拟施工过程和影响。试验结果能给人以更直观的感觉，使人更容易从全局上把握岩体工程整体力学特征、变形趋势和稳定性特点，以及各洞室或结构之间的相互关系，从而做出相应的判断。其次，也可以通过物理模型试验，对各种数值分析结果进行一定程度上的验证。与研究坝体、坝基和坝肩及边坡稳定性的三维地质力学模型试验[3～6]相比，地下洞室群的岩石力学物理模型试验则有很大的差距。据文献检索，只有少数几个平面模型试验[7～11]和小型三维试验[12]。这些试验均未模拟洞室的施工过程。其原因主要是模拟地下洞室施工过程的三维模型试验难度太大，如三维地应力场的模拟原理和技术、洞室群开挖尤其是内部洞室隐蔽开挖技术的实现、内部物理量测量等。本文作者提出并研制了离散化多主应力面加载和控制系统，成功解决了复杂三维初始应力场模拟的难题；采用机械臂和步进微型掘进机技术、微型高精度位移量测技术、声波测试技术、光纤测量及内窥摄影技术等，解决了隐蔽开挖模拟及内部量测等关键问题，完成了水电站复杂洞室群模型试验。这一试验成果可应用于今后我国大西南地区的其它超大型地下水电站的研究。 1工程简介 溪洛渡水电站位于四川和云南视壤的金沙江峡谷中[13]。电站总装机容量12600MW，共计18台700MW的水轮发电机组。该工程地质条件复杂，地下洞室群布置复杂、纵横交错，尤其是左岸地下厂房轴线与最大主应力呈较大角度相交，对厂房洞室稳定不利，而且厂房又位于高地震烈度区(高达Ⅷ度)，如此超大规模的地下洞室群在施工期和运行过程长期安全稳定问题，都是前所未遇的。电站厂房采用全地下式，分左、右岸地下厂房，各布置9台机组。左岸地下厂房布置在大坝上游山体内，总装机容量为6300MW.厂房轴线为N24°W，三大洞室平行。 图1左岸地下厂房洞室群布置方案 主厂房尺寸为318.03m×31.9/28.40m×75.10m(长×宽×高)，厂房总长度426.0m.主变室长325.52m，宽19.8m，高26.5m.尾水调压室长300.0m，宽26.5/25.0m，高95m，中间设两条岩柱隔墙，厚18.0m。如图1所示。 左岸厂房顶拱围岩由P2β4、P2β5、P2β6层玄武岩组成。岩体新鲜较完整，无大的断层切割，层间错动带一般不发育。层内错动带以P2β6下部及P2β4、P2β5层内相对较发育，错动带一般宽5～10cm，挤压紧密，为岩块岩屑型。裂隙以陡裂和缓裂为主，中倾角裂隙一般不发育。 2模型相似条件设计 经过与设计单位协商，确定模型的几何比尺为1/100，材料容重比尺为1.之所以这样确定，主要是考虑到开挖模拟的可操作性，以及相似物理量之间换算关系的简化。根据试验相似理论和上述几何比尺，进行了如下的模型相似条件设计：用下标p代表原型，下标m代表模型，K代表相似比尺，L为长度，u为位称，E为弹性模量，G为剪切模量，γ为容重，σ为应力，σo为初始地应力，ε为应变，ν为泊松比，φ为摩擦角，C为粘聚力，Rc为抗压强度，Rt为抗拉强度。如设实际岩体的容重为γp，模型材料的容重为γm，则容重相似比尺为： 与应力有相同量纲的物理量均有与应力相同的相似比尺，即材料弹性模量、剪切模量、抗压强度、抗拉强度、粘聚力，初始地应力和面力荷载的相似比尺均为100. 3试验要点及关键技术 本试验研究对象为左岸地下厂房洞室群，包括主厂房、主变室、尾水调压室、母线道和尾水管。 3.1模拟范围地下厂房顺水流方向的上下游各取三大洞室最大开挖跨度的1～1.5倍长度，实际各约为1.27倍，总长度为620m；沿高程方向的下方取到洞室高度的1～1.5倍，实际取为1.45倍～1.85倍，达到海拔200m；上方取到地面，实际模型作到海拔670m，其上部作为荷载加在模型顶面；沿主厂房的纵轴线方向取3个机组段长度(自5号机组中心线至8号机组中心线)，为102m.因为模型几何比尺为1/100，所以岩体模型尺寸为长×高×宽＝6.20m×4.70m×1.02m. 3.2地形及地质条件模拟对模型试验范围内的地形、地貌、地质材料和三维地质构造如层间和层内错动带进行了模拟，模型基本满足几何、物理、力学相似条件。 3.3初始地应力场模拟三维原始地应力的模拟是本试验的关键和难点。经过研究、论证和试验，本试验中首次提出并研制了“离散化多主应力面加载及控制系统”，成功地模拟了三维地应力场，保证了试验的初始条件。离散型三维多主应力面加载系统，是在地质力学模型仿真试验中，首次提出使用的一种能近似模拟复杂三维空间地应力场的加载系统。 它的基本思路来源于有限元、边界元、离散元等将研究域离散化进行数值分析的原理，把需要模拟的复杂变化地应力分布场，离散为有限多个微小的单元应力场，并认为此单元应力场为一个等效的均匀应力场。用一组垂直于该单元应力场主应力矢量的微小主应力面，代替原来的斜截面，并在这一组主应力面上按照等效主应力的大小施加法向力，就达到了模拟这一单元应力场的目的(如图2).对各个离散的单元应力场均进行这样的操作，就可以完成整个试验域复杂变化的应力场的模拟。 图2离散化多主应力面加载原理示意 这一加载系统由高压气囊、反推力板、限位千斤顶、垂直立柱、封闭式钢结构环梁、支撑钢架和空气压缩机组成。此外还有压力监测和报警辅助系统，以保证试验期间的压力稳定。 3.4开挖过程模拟按照数值计算优选的开挖步序(如图3所示)，对试验范围内地下洞室群的隐蔽开挖进行了模拟。本试验中隐蔽性开挖的洞室包括尾水管和母线廊道，尾水管的隐蔽开挖长度为125m，而且为渐变的城门洞形断面，母线道断面也为城门洞形，但是靠近主变室一侧13m一段断面加大，造成母线道断面突变。这些都给开挖模拟带来极大困难。隐蔽开挖无法采用一般的手工钻进方法，需要设计专门的钻凿机具。经过反复研究试验，开发出隐蔽开挖机器臂和微型步进式掘进机，以及与之配合使用的隐蔽洞室内窥系统，成功解决了这一技术难题。如图4所示。 图3地下厂房洞室群开挖分期设计 3.5支护方案模拟按照数值计算优选的支护方案，对锚固支护(包括三大洞室的喷混凝土、锚索)进行了模拟。按照设计支护方案，锚索按实际位置模拟并施加预应力。系统锚杆与喷混凝土联合模拟为挂金属丝网涂浆。锚索模拟材料采用金属铝线或细铜丝束，用建筑胶浆固结，以螺旋加载方式施加预应力。 3.6施工模拟过程中的多种方式洞室内部收敛变形及破坏形态量测在主厂房、主变室、尾调室三个主要洞室中，采用预埋多点位移计方式进行了内部收敛以及洞周围岩深度变形量测；采用光导纤维进行了内部变形的量测；采用超声波测量方法进行了洞周围岩屈服松动区的量测；采用内部摄影方式进行了内部破坏形态的观测。 3.7内部应力场分布量测在主厂房、主变室、尾调室围岩中的适当位置，预埋三向应变计、应变花，进行了应力场分布量测。在重要位置，预埋光纤传感器，与应变片测量相比较，测量应力场分布。 图4隐蔽洞室开挖微型步进TBM示意 4试验过程和结果 试验自2000年5月开始各项前期工作，包括场地准备、试验台设计和施工、模型材料设计和试验、模型制作和传感器埋设、地应力场生成和监控系统研制、隐蔽洞室开挖系统研制和试运行、测量仪器的研制和准备等。2001年7月15日正式实施洞室开挖模拟，量测系统进行同步量测，采集数据，至2001年8月18日完成洞室群开挖。试验得出的洞群围岩变形、应力应变、屈服区分布等情况如下。 4.1位移主厂房顶拱最大下沉为37.5mm，主变室顶拱下沉为23mm，尾水调压室顶拱为34mm.各个洞室顶拱的变形随开挖量的增加均以下沉为主，开挖后期伴随有少量的上抬。这与同时进行的数值计算相比顶拱位移偏大一些，这是由于模型试验中准确地模拟了层内错动带的影响，而计算中则有所简化。尾水调压室边墙比主厂房边墙高20多米，初估最大水平位移应该更大些，但尾水调压室中间隔墙起到了限制变形的作用，从而减少了水平位移值。主变室与尾水调压室之间岩柱的上下游方向水平尺寸有所增大。 图5地下厂房洞周围岩位移分布 而主厂房与主变室之间的岩柱在上下游方向则有所压缩，是由于母线道对这部分岩柱削弱较多引起的。试验中所揭示的各个方向的位移量均不大，分布合理。除三大洞室顶拱位移比计算值略大之外，其它与计算值都很接近，洞周没有发现明显的开裂或位移突变。图5给出了洞周围岩位移分布。 4.2应力主厂房上游拱肩和拱脚处、尾水调压室上游拱肩和拱脚处均有拉应力出现。尾水调压室下游边墙5m范围内的岩体大部分存在拉应力，10m之外则呈现为压应力。随开挖的进行，洞室交叉部位产生应力集中，凡是压应力的则压应变值为原来的1.5～2.2倍。产生拉应力的部位则给出了很大的拉应变值，明显不大合理，可能是粘贴应变片的块体发生破裂造成的。但是可以从中判断是出现了拉应力。拉、压应力分布范围与计算结果接近。光纤传感器量测的结果比较有规律，随尾水调压室高边墙的逐渐形成，边墙表面岩体应力松驰，压应力降低甚至产生拉应力，而压应力分布有向深部岩体传递的趋势。 4.3超声波测量试验中采用超声波测速与位移沿岩体深度分布规律相结合的方法判断屈服松动区。洞周岩体波速最低处为尾水调压室的底部和顶拱，波速比未开挖前降低了40%～50%.三大洞室顶拱的岩体波速，主变室顶拱最高，达900～1000m/s，主厂房顶拱次之，为800～900m/s，尾调室顶拱最低，为400～500m/s.与地质剖面相比较可以看出，这一结果恰恰和这些洞室所在地层及地质构造相吻合。根据声波测量和位移测量结果的综合比较和分析，得到各洞室周围屈服区的范围(图6). 图6地下厂房洞周屈服区分布 4.4锚固支护系统根据地下工程围岩稳定性分析的经验，洞室围岩越稳定，围岩的整体性越好(早期喷锚支护可以增加这种整体性)，则在后期开挖过程中，洞室上抬的趋势越明显。XA-22支护方案在主厂房顶拱埋设的两排锚索，穿过了层内错动带，增加了顶拱的整体性，是很必要的。虽然本试验中尚不能定量地比较这种锚固的作用，但定性上已经可以说明模拟的锚固系统对增加洞室围岩的完整性和整体性，起了明显的作用，这是数值计算中没有反映出来的。通过对模型锚索应力的测量，反映出对目前的开挖方案，锚索应力有明显增加。因为尾调室是上下先开挖然后中间再挖通，高边墙有一个突然形成的过程。虽然这一情况因为中间隔墙的存在而减弱，但对离隔墙远一些的部位仍有一定的冲击作用。考虑到这一点，尾调室上下游边墙锚索的预应力施加应有所控制，而隔墙的加固应适当提前。 5结论 (1)本试验是首次大规模三维仿真模拟地下洞室群的施工过程。它成功模拟了高容重岩体材料和岩体构造，容重比尺1比1；研制了离散化多主应力面加载系统，使模拟复杂三维初始地应力场得以实现；研制了用机械臂和步进微型掘进机，仿真模拟了施工过程；研制微型多点位移计，采用声波测试、内窥技术等多种测量手段进行了内部物理量的测量。(2)试验结果验证了在厂区特有的地形地貌、地质构造和地应力条件下，该水电站地下厂房洞室群的总体布置、洞型设计、洞室间距是合理的。主变室滞后主厂房和尾水调压室开挖一期的施工方案以及锚固支护方案，保证了洞室安全成洞。在试验开挖过程中，洞室群保持了总体稳定，主要洞室周边未出现明显的开裂及变形突变。洞周围岩屈服松动区分布，与厂区地质条件和洞室断面情况及空间相对关系有较好的吻合。推荐的支护方案对洞室整体性的加强有明显的作用，并有效地控制了松动区的发展。(3)试验结果表明，对条件复杂的超大型地下洞室群进行三维地质力学模型试验可以从全局上把握地下洞室工程整体力学特征、变形趋势和稳定性特点，并对数值模拟结果进行验证和校核。 地质力学论文:关于工程地质力学应用过程中常见问题的分析 摘 要：社会经济的进步，极大促进了工程地质力学的发展，工程地质力学是研究地质体变形状况的科学，地质体具备多形态的特征，为了满足工程地质的实际要求，进行地质体存在状态、力学特性、地质体演化过程的分析是必要的。 关键词：工程地质学；地质体；演化过程；力学特性 1 地质体的力学特性 （1）地质体产生于一定的地质环境，地质体是由地质环境中按照某些结构排列的岩石、水等构成的，其具备非均匀性、非连续性的地理特征，无论是初始状态特性，还是流-固耦合特性都充分体现了地质体的独特性，区别于传统力学的研究对象。 地质力学界对地质体特性的研究并没形成一个统一的描述方法，其中依旧存在很多的问题需要深入研究，这需要做好相关的室内试验，进行精细性的分析，获得丰富多样的本构关系，掌握地质力学的特殊规律。地质体是一个比较复杂的系统，仅仅通过局部的岩石试样，并不能代表其整体的特性，岩石试样缺乏典型代表性，岩体试样不能脱离地质体本身，否则其会丧失处于母体中的作用。在某些状况下，获取试样，会导致其内在特性的改变。为了更为深入地研究地质体的整体特征，需要深入了解地质体的局部特性，在此基础上，进行地质体整体特性的描述及探测，从而满足实际工作的要求。 （2）地质体的特性与地质构造运动、地质环境密切相关，从而影响到地质体的一系列的力学行为。通过对力学分析方法的应用，不能取得定量化的结果，为了获得地质体的初始状态，需要应用工程地质力学的应用方法，从而解决实际工程问题，地质体的特性具备多样性，比如非线性特性、非弹性，这些特性与岩体结构面的特性密切相关，温度效应、时间效应是固体材料的常见特性，地质体的特征与温度、天气等密切相关，其中外界因素的变化，导致其出现更为复杂的力学过程。 2 工程地质力学所面临的常见问题 （1）地质工程主要分为两类问题，地下工程问题，比如水电工程的地下隧道、地下核肥料、地下矿藏等区域的采空区，地质体的活动断幼纯觥⑷硌易纯觥⑼杆状况等，对于工程的稳定运作产生一系列的影响，与工程建设、工程造价密切有关，这类问题主要涉及到高地应力前提下的地质体的变化状况。第二类问题是地面工程，涉及到一系列的基础工程建设，铁路公路边坡、矿石开采，主要引发的问题为滑坡、泥石流等，我国的边坡工程规模日益庞大，其也引发了一系列的自然灾害，存在的主要力学问题是水、地震等作用下的破坏状况。 一项合格的工程建设必然要经历选址、勘察、设计等几个模块，在不同的工作模块中，由于其工程阶段的不同，工作目的的差异性，其工作的侧重点也不一样。地质工程是一个整体性的工程，其内部各个阶段间互有联系，密切相关，为了解决实际工作需要，工程地质力学的应用要因地制宜，灵活应用，切实解决地质工程中的问题。 （2）在地质工作中，避让是非常重要的原则，避开危险区域，是地质工程工作的重点。为了达到这一目的，必须首先明确哪些区域存在着危险状况，获得相关的地质资料后，再针对山体的稳定性进行判定，这种可靠性关系的判断与地质工程的顺利开展密切相关。建筑工程的顺利开展，需要建立在良好的地质条件基础上，如果将良好的地质条件误判为不稳定，将会造成地质工程工作资源的巨大浪费。 在地质工程实践中，有些地质问题依赖于工程师的工作经验，比如利用边坡稳定判断方法进行滑面参数的分析，这些参数的确定依赖于丰富的工作经验，在这个过程中，有些工作步骤需要利用有限元进行计算，这些可靠的地质工程分析方法都离不开大量的工程实践工作。 3 地质体力学特性探测的一般方法 （1）在地质工作中，选址是一门重要的工作，在选址过程中，地质人员需要依据地质条件、环境等，进行工程建设可行性的判断，这需要进行工程建设地点、线路等的综合性分析，需要做好一系列的地质勘察工作，进行地质条件的深入了解，从而判断出工程建设状况。通过各种工程手段获得工作资料将作为下续工作的依据，一般来说，勘察过程中获得越多的资料，其工程设计的可靠性也就越大。在实际工作中，地质勘察的手段诸多，受到实际工程状况的影响，地质资料的获取比较困难，工程设计往往要进行多次设计。 为了实现地质工程造价的优化，必须最大程度地降低工程成本，而又获得最大的工程效益，在最优成本的前提下，获得丰富的地质材料。地质力学研究不仅仅需要获得给定条件的结果，也要最大程度创造地质工作的良好条件，这通常需要进行表面位移监测、波动等方法的应用，进行地质体力学特性的探测。这些方法具备良好的工程合理性。 上述方法运用得当，可以进行某工作区域某点特征的获取，而又不破坏地质体的原本形态，它的探测成本也是比较低的，目前来说，我国的地质勘察体系并不健全，缺乏丰富的理论体系支撑，计算机应用技术体系尚不健全。 （2）相比于工程结构，地质体的可容许变形更大，工程结构与地质体之间的相互作用比较复杂，远甚于单纯结构的变形分析，在这个过程中，为了给出合理性的工程设计，必须进行地质体初始状态、地应力场状况的深入分析，从而给出恰当的工程设计方法，进行工程涉及到优化。在地下工程工作中，岩体分类技术是常见的工程设计方法。 目前来说，我国的岩体分类技术理论体系尚不健全，通过对这种岩体分类问题的论证，能够满足我国复杂环境区域工作的要求，进行复杂性地质工程可行性的判断。工程岩体分类是比较笼统的，它主要适应于工程的初步设计阶段、工程预算阶段、招投标阶段，这种方法与一般工程的力学计算方法存在较大差异性，有些精密、复杂、大型的地质工程，需要精细化的岩体分类技术方法，这需要具体问题具体分析，提出适宜的工程方案，满足实际地质工作的需要。 （3）在地质工程工作中，力学、地学是密不可分的，这两者的结合都是为了创造更大的工程建设效益，这与力学基本理论体系的发展密切相关，需要满足工程建设工作的需求。通过对力学研究工程的应用，模拟复杂性的地质结构状况，通过科学性的建模，满足复杂的工程需要，这也需要工作人员的综合性判断，实现工作经验与计算机数值计算结果的结合，确保力学及地质学的相互渗透、相互结合，从而进一步解决工程常见问题。 （4）在实际工作中，地质工程师凭借丰富的工作经验，能够进行某地区地层的直接判断，从而有利于地质调查工作的开展，进一步节省工程成本，如果不能确保地质判断的准确性，将会导致工程实践的失败，也不能获得正确的力学分析结果。为了满足实际地质调查工作的要求，需要进行力学分析手段的补充，进行地质体力学参数的获取。 通过对力学手段定量化的分析，可以实现地质体的准确判断，再通过一系列的力学理论方法，做好工程的定量分析工作，为工程设计提供丰富的信息依据。这就需要进行地质环境定量化的分析，进行地层的辨认、定性地分析，进行地层几何特性的分析，这都离不开地质勘查工作的开展，需要做好相关的现场监测工作。 4 结束语 工程地质力学与地质工程密切相关，其实现了工程学科、力学、地学的结合，地学是地质工程的基础，力学是重要的工作研究手段，以此为标准，实现工程工作的高效化，通过对不同学科的结合、研究、分析，实现工程地质力学的长远发展，解决实际工作问题，满足工程的实际需要。 地质力学论文:超大断面隧道软弱破碎围岩渐进破坏过程三维地质力学模型试验分析 【摘要】超大断面隧道在软弱破碎围岩的施工中具有很大的难度，软弱破碎围岩的不良地质条件，加上隧道断面的扩大，极大的影响了隧道的稳定性。软弱破碎围岩的渐进破坏过程，由最初的开挖改变围岩应力重分布的情况，可以发展到应变弱化过程中逐渐发生破坏。本文采用三维地质力学模型，从模拟试验的建立、相似材料的选择等方面着手，对超大断面隧道软弱破碎围岩的渐进破坏过程进行了试验分析。 【关键词】隧道；破碎围岩；渐进破坏过程；三维地质力学模型 一、三维地质力学模型试验内容 （一） 实验参数 本文选取某隧道工程为试验背景，该隧道的主要特征是，穿过极破碎地层，薄片状岩层在节理表现上呈碎块状，并伴有少量裂隙出水现象，隧道开挖后，岩层粉末化。同时，围岩岩体破碎完整性较差，还会在与水接触时松散软化，稳定性较差，容易发生坍塌。本研究将所选取的隧道工程相关工程数值与相关规范进行对比，统计了该隧道软弱破碎围岩的基本物理力学参数： （二）模型初设 选取尺寸为 2.0 m长×2.4 m宽×2.4 m高的三维三维地质力学模型，其应力相似比、几何相似比为 1∶50。使模型边界满足相关条件，在模型的中间位置进行开挖，其实际的开挖面积为 110m2 ，为超大断面铁路隧道。模拟试验的开挖长度为2米，由台阶法支护试验、全断面支护试验、全断面无支护试验以及掌子面保留超载段四个阶段组成。四个阶段中按顺序依次开挖，有效进行超载破坏试验。 二、三维地质力学模型模拟材料选择 模拟材料应该与实际的修筑情况较为相似，模拟材料包括锚杆、初喷混凝土等支护结构以及软弱破碎围岩所采用的材料。 （1）支护体系相似模拟材料 尽可能通过相似材料的选用，避免出现混凝土与围岩间不良特殊效应，保障模拟试验与实际的隧道施工中混凝土初喷的原料情况相近。因为实际的隧道施工混凝土的来源是爆破围岩碎石，可以选取C 2 5初喷混凝土，其抗拉强度、抗压强度以及弹性模量较为相似。根据隧道刚度与面积要求，首先让聚四氟乙烯满足锚杆的基本物理条件要求，其次将胶结剂涂抹在聚四氟乙烯材料的表面，最终与黏结石、英砂共同完成围岩的模拟，这一过程有效实现锚杆模拟材料。以初喷混凝土相似材料举例来说，其力学参数对比表如下： （2） 软弱破碎围岩相似模拟材料 本次三维试验的隧道，其主要的岩层构成为炭质千枚岩、上统千枚岩，整体岩质都较容易破碎，而且具有一定程度的流变性，即其岩层的状态容易受到外力的作用而改变。根据这种情况，模拟试验可以采用重晶石粉、精铁粉、石英砂，结合以松香溶液胶结剂进行相似材料的配偶。并通过相应的流变装置对其力学参数进行有效的测验，测试结果表明，当情况为过载时，慢速蠕变、稳定蠕变和加速蠕变是相似材料的三个变形过程，最终会出现破坏现象；当情况为小额载荷时，也就是受低应力影响下，相似材料有慢速蠕变和稳定蠕变两个变形过程。与此同时，针对千枚岩，相似材料在蠕变测试中，压缩应力增大，其蠕变性随之增强，这一测试表明，千枚岩软弱破碎围岩同样具有蠕变性。 三、三维地质力学模型试验 三维地质力学模型试验中隧道的修筑方法为夯实填筑法，首先依照科学的等比进行材料配置，并保证材料能充分满足试验需要，搅拌均匀后在模型框架内从下往上进行分层铺设，在设计方案的标高部位预设测量仪器，之后继续填铺，到模型顶部后停止铺设。隧道模拟试验的埋深为200米左右，模型开挖步骤为：先从隧道口开始每隔0.5米连续进行台阶法支护开挖、全断面支护开挖、全断面无支护开挖，之后在掌子面的前0.5米处进行超载破坏试验，对不同围岩段的渐进破坏现象进行观察分析。4阶段的深挖中围岩都受到有规律的破坏：当埋深增加至400米时，局部的拱顶围岩有拉剪破坏，且最早出现裂缝甚至掉块现象的是掌子面邻近的全断面无支护开挖段，一般是在隧道拱顶集中表现；当埋深增加至700米时，拱顶、边墙都有大量的材料脱落与破坏现象；当埋深增加至800米时，台阶法支护开挖方法下，局部拱顶支护材料出现开裂与破坏；当埋深增加至1000米时，支护与围岩均出现大面积破坏现象，隧道面临整体坍塌。 四、分析结果 超载情况下，围岩的破坏区域会随着开挖深度的增加渐进扩大，最早发生破坏的是全断面无支护段周边围岩，然后是全断面支护段与台阶法支护段的初喷混凝土。拱顶上方区域是主要的破坏集中区，既是衬砌结构出现破坏的主要源头，也是造成围岩坍塌的主要原因；隧道侧部的边墙也有局部的破坏，破坏程度从边墙的上部到边墙的拱脚逐渐加剧。同时，随着埋深的增加，无支护段围岩位移增长情况多于支护段围岩位移增长情况，说明支护结构具有明显的承载力，这一过程中荷载与应力的增长呈反向；随着围岩破坏深度的增加，拱部出现变化性的压力拱现象，这说明在顶部进行加固有一定可行性，是改善超大断面隧道软弱破碎围岩渐进破坏现象的有效探索方向。 结束语 采用三维地质力学模型试验对在隧道逐渐深挖过程中软弱破碎围岩的渐进破坏情况进行试验，所展现的超大断面隧道软弱破碎围岩渐进破坏全过程与实际情况极为贴近，有利于掌握超大断面施工过程中可能出现的问题，为提高隧道稳定性的方法探究提供有效的参考依据。 地质力学论文:地貌地质力学及其最新进展 第一部分 中国地貌的基本特征及其形成机理 一、中国地貌的形态特征 我们伟大祖国群山纵横，高原雄伟壮丽，江河源远流长，平原一望无际。青藏高原在大西南屹立，喜马拉雅山高耸成为“世界屋脊”。大西北地区巨大的山脉环绕着巨型盆地。中国东部平原辽阔和丘陵起伏。主要河流自西向东注入海洋，反映了我国地势西高东低的特点。随着地势向东逐级递减，大致沿青藏高原东北部边缘，大兴安岭―太行山―雪峰山东缘和洋陆边界三条巨大界线，出现四个地形阶梯。这就是人们所熟悉的西高东低、梯级分布、形态多样和山区广大等我国地貌的四个显著特点。然而，这只不过是中国地貌外在的形态特征，还没有揭示中国地貌的展布规律和形成机理。 二、中国地貌的展布特征 经研究发现，定向纵横的群山、巨大而规则的洼地和受山脉控制的江河，是我国地貌重要的展布特征。具体而言： 1）三道纬向“长城”：由横亘于北纬40o―42o的阴山和天山山系、北纬32o30―34o30的秦岭和昆仑山系，以及北纬24o―26o的南岭山系等5条山系组成的三带巨大山岭。它们每个带各自大约占2个纬度，彼此之间大致间隔7―8个纬度，其展布特征十分引人注目（图1）。 2）三带濒洋山岭：在东亚河我国东部濒太平洋地区，大致平行海岸线出现有三条巨大的北北东向山系（图1）。第一带是“岛弧山系”，由千岛群岛、日本列岛、琉球群岛和我国的台湾列岛等所组成。第二带是“沿海丘陵山地”，包括长白山、胶辽丘陵和东南沿海丘陵。第三带是“内陆山脉”，由大兴安岭、太行山和大巫山组成。这三带山系也有一定的等间距性。 3）东西对称山岳：我国西北地区，存在这一系列北西向山系，如阿尔泰山和祁连山等。它们和东部地区展布的北东向山系有遥相对应之势，显示了镜向对称的特征。 4）巨大弧形山川：我国西南部，由青藏高原及其周缘山脉，组成一个向东北突出的巨大弧形。喜马拉雅山、冈底斯山、喀拉昆仑山等大致东西延伸，向东迅速转折为近南北走向，在那里出现了横断山脉。再向南延出国境，经中南半岛到印度尼西亚后又转为东西向，形成一个异常庞大的反S形山系（图1）。在国境内，澜沧江、怒江和金沙江径流于其高山峡谷之中，形成一个“巨大弧形山川”。 5）大型横向水系：由于纬向山系的持续横亘，我国的大江大河，如黄河、长江和珠江等，尽管其局部流向反复多变，但大都在其间广阔的东西向洼地中径流。因此，纬向山系就成为我国主要水系的分水岭。东西方向的阴山，分隔了东北水系和华北水系。阴山与秦岭之间为黄河流域，黄河流向几经反复大角度转折，但一般不跨越阴山和秦岭山系。昆仑一秦岭山系和南岭山系之间则是长江流域，长江在两带山系之间汹涌奔腾。南岭山系以南还有珠江水系。这些山系总的流向和山系的走向基本一致，由西向东径流，明显受到中国地形西高东低和纬向山系的控制。 6）纵横行列洼地：“洼地”一词是各种“负向地形”（即是下降而形成的各种地形）的统称，包括平原、草原、沙漠，以及由下降堆积而形成的“黄土高原”等。负向地形和正向地形是相辅相承、彼此伴生、又相间出现的，它们沿一定走向规律地展布在山系两侧。在我国有一系列“纵向洼地带”和“横向洼地地带”： 纵向洼地带：在东亚濒太平洋地区，平行三带濒洋山岭相应出现三个大型洼地带，向东而西：第一带是由鄂霍次克海盆、日本海盆和东海海贫组成的“浅海洼地带”；这些近海海域不过是被海水淹没了的洼地，从地质结构来看，它们基本还是大陆型的地壳。第二带是由松辽平原、华北平原、长江中下游平原和北部湾盆地组成的“平原洼地带”。第三带是呼伦贝尔草原，陕北盆地和四川盆地组成的“盆地洼地带”。 横向洼地带：自北而南，第一带为天山一阴山纬向山系以北的准噶尔盆地、蒙古―呼伦贝尔草原、松辽平原和鄂霍次克海盆。第二带为天山一阴山和昆仑一秦岭两个纬向山系之间的塔里木盆地、柴达木盆地，河西走廊、阿拉善沙漠、陕北盆地、华北平原和日本海盆。以及第三带的四川盆地、长江中下游平原和东海盆地等。 这些洼地规律地分布着，形成“横成行，竖为列”排列十分有序的地貌格局。 归纳起来，①三道纬向“长城”；②三带濒洋山岭；③东西对称山岳；④巨大弧形山川；⑤大型横向水系；⑥纵横行列洼地，是中国地貌的六个展布特征。 三、中国地貌的展布规律 事实表明，我国地形复杂而又有规律地分布着。经认真研究，可以将中国地貌展布规律概括为：1）成群地带出现（群带性）：无论山脉、盆地或平原都成群、成带展布；2）山川定向纵横（定向性）：表现为定向纵横的群山，以及受山脉控制的水系；3）保持一定间隔（等距性）：无论山脉和洼地，都以一定间距重复出现；4）东西镜向对称（对称性）：中国东部北北东向的山脉和洼地与西部北西西向的山脉和洼地，有遥相对应之势；5）正负地形相向（伴生性）：上升的正地形总是和下降的负地形相间、相伴出现；6）重叠形成网络（交织性）：不同方向的正地形带和负地带相互交织，彼此阻割与干扰，形成我国独具特色、丰富多彩的地貌景观。 四、几个有趣地貌景观的解析 1）问：既然我国东部濒太平洋地区有北北东向的“三带濒洋山岭”，为什么不形成三条连续的山脉，却被一一分隔？而中国的洼地带，又为什么“横成行、竖为列”规则而有序地分布呢？ 答：地貌地质力学揭示，正是由于“三道纬向长城”的顽强横亘，阴山山系和秦岭山系，不仅把“三带濒洋山岭”，也将与其伴生的“三条洼地带”一一分隔，致使北北东向的山脉和洼地被分割成为不同段落，并分别冠以不同的地理单元名称。 2）问：为什么在东亚出现独特而美丽的花彩列岛，它们又为什么形成大小相若的一系列弧形，而不是一个巨大的弧形呢？ 答：地貌地质力学指出：东亚花彩列岛中的每两个相邻弧形交接处的“结”，都正处于中国大陆纬向山脉向东的延长线上；也正是由于顽强横亘的纬向山系控制了花彩列岛的“结”，才形成了一系列美丽的岛弧。关于东亚岛弧形成的假说众多，没有哪一个比这一说法更具雄辩力了。 3）问：为何在东亚出现两类不同形态的“弧形山脉”？即濒太平洋地区出现一系列向东南突出的“不对称单突弧形”？而在中国大陆内部却呈现一系列S形（即“对称的双突弧形）山脉呢？ 答：地貌地质力学认为：大陆内部，两侧均为大陆型地壳，岩石性质彼此均一的条件下，在南北向相对扭动作用时，左侧向南推挤而出现向东南突出的弧形时，右侧必然相对向北推挤而产生向西北突出的弧形，所以形成“S”形（即“对称的双突弧形”）山脉。而在濒太平洋地带，一侧为大陆型地壳（由古老的多层地壳组成的很厚的大陆型地壳），另一侧为大洋型地壳（由年轻的单层地壳组成很薄的大洋型地壳），在南北向相对扭动作用时，大陆一侧向南扭动而出现向东南突出的弧形时，大洋一侧因为缺失巨厚的上层物质，就不能形成向西北突出的弧形，结果导致“不对称单突弧形”的形成。 五、中国地貌的形成机理 1）揭示了地貌规律性，还不能明了它们的成因。毫无疑问，一个正确的地貌假说必定能够完满地解释中国地貌的展布特征和展布规律。地貌的形成和演化起因于地球内营力的地壳运动，而地球外营力导致的地表风化、剥蚀、搬运、堆积作用，以及崩（塌）、滑（坡）、（泥石）流等，也时刻改变着地表地貌景观。简言之，地球内营力是一种“造形作用”，使地表地形出现起伏；地球外营力则是一种“毁形作用”，使地形差异趋于消失，起填平补齐的作用。可见，地貌形态是地球内、外营力共同作用结果；地壳运动则是其矛盾的主要方面，正是地壳运动铸就了地貌形态的基本格架。 2）因此，探讨地貌的成因离不开地壳运动，研究地壳运动又离不开力的作用，力是一切地貌形成的源头。研究形成地貌过程和方式，就要根据地质构造的力学性质和位移方向，反演形成它们的构造应力场及其动力来源。深入研究揭示，我国东部和西部都经历了两个发展阶段：第一阶段，中国大陆整个向南推挤，在“纬向协和函数”控制下，形成等距分布的纬向构造带；继之，由于分别受到太平洋和印度地块的顽强阻抗，中国大陆中部相对向南移动，致使中国东部发生反时针扭动；中国西部则为顺时针扭动，从而分别形成了深及地幔的巨型挤压性的北北东向和北西西向构造带，铸成了中国大地构造格架”，成为中国现代地貌的基础。在第二阶段，由于构造运动大大减弱，在“弹性回返”（由于第一阶段和第二阶段构造的强度和幅度显著由强变弱，所以用“弹性回返”比整个区域外力改变来解释，更为合理）作用下，构造运动动力让位于重力作用，在重力均衡作用主导下，深及地幔的构造带产生明显差异升降，在地幔坳陷带（即“山根”）强烈上升成为山脉，在地幔隆起带持续沉降形成盆地（或平原），由此形成了中国现代地貌格架。 第二部分 有关几个重要地貌问题的新理论 一、造山―成盆统一形成新机制 1）造山带与盆地是经久不衰的两个研究热点，但其形成机理至今仍然没有一致的看法。地质学家一向强调造山作用是构造运动结果，板块构造说更直接视为两个板块碰撞使然；地理学家则根据“山根”的普遍存在，更多地认为重力均衡作用是山脉不断隆升的主要原因。直至目前尚未见到一个能够统一说明构造运动和重力均衡作用在造山过程中各起着何种作用的理论或假说。从事盆地研究的学者，向来认为盆地主要是强烈拉伸作用的结果；专注山脉研究的学者，则强调山岳主要是强烈挤压作用的产物。其实，山脉不是在单一的挤压作用下形成的：其一，根据“平衡剖面法则”，造山过程中平面上的缩短，远远不足以使山脉上升到如此高度；其二，更不可能使山脉持续上升至今，挤压只能造丘（陵），而不能造山。实际上，一切地貌现象都不是孤立存在的，盆地和山脉、正地形和负地形、隆起和沉降是对立的统一，彼此相辅相成、相依存在和相伴而生，共同组成有成生联系的“地貌体系”。它们的形成是在一个复杂的地壳运动过程中，由不同构造运动体制（而不限于一个“挤压体制”或一个“伸展体制”）相继作用的结果。 2）根据我国主要造山带和青藏高原典型地区的深入研究揭示，它们具有共同的五个显著特征，即①中生代经历强烈挤压并未上升为高山或高原；②山脉与盆地同步形成，新生代以来升降幅度已近万米；③山前和高原边缘都发育新生代巨型交角度正断层，确切表明山脉隆升与盆地沉降是在新生代以来拉张作用下以“断块”完成的；④中生代挤压构造上，普遍叠加了新生代张性构造；⑤秦岭上升和渭河盆地同步下降以及青藏高原隆生的过程中，都受到强烈的拉张作用。 3）任何正确的造山一成盆理论，必须能够说明我国的地质实际。我们提出的“挤压后效―拉张、断块、均衡造山一成盆统一新机制”可以给予完满解释：①中生代历经强烈构造运动挤压，波及地下深部，形成巨型“幔隆带”和“幔坳带”（即“山根”）；②构造运动挤压作用大大减弱，在重力均衡作用主导下，导致幔坳带隆升成山和幔隆带沉降成盆；③新生代造山作用和成盆作用，在拉张作用下以“断块”形式表现出来。同时，这新机理还可以合理说明“后造山作用”形成的一系列伸展构造现象（诸如：山前平缓正断层、变质核杂岩、造山带塌陷作用和造山侵蚀作用等）。 4）挤压后效一拉张、断块、均衡造山一成盆统一形成新机制有三个显著特征：①把多元造成山一成盆作用因素（挤压作用、拉张作用等构造运动，以及重力均衡作用等）纳入统一模式；②用诸多因素主导作用有序转化，来解释造山一成盆的演化过程及其形成机制；③将造山（带状山脉）造高原（面状山脉）和成盆作用的形成，有机地联系起来。 5）两个推论：①“挤压与伸展”、“开与合”互相转换，是地壳运动的普遍现象。中国大陆“中生代挤压”的“燕山运动”和“新生代伸展”的“喜马拉雅运动”，并非如目前被公认的是两个独立的“构造运动施回”，它们实际是同一个构造旋回的两个阶段。因此建议更命为“燕山一喜马拉雅运动旋回”。进言之，更古老地质年代的“加里东运动”、“海西运动”、“印支运动”等等，都被视为强烈的挤压运动旋回。其实不然，它们都是由“早期挤压”和“晚期伸展”两个阶段所构成；人们对第二阶段的“伸展运动”知之甚少，是因为张性构造形迹叠加在强烈挤压构造之上，很难把它们一一辩认出来的缘故罢了！ ②根据山脉不断强烈隆升、盆地持续沉降，以及强震、活火山不断发生等一系烈地质现象，许多学者断言：当今处于地壳运动强烈的时期。否！这种结论过于武断了！ 按照我们的观点，第一，如前所述，当今处于地壳构造运动相对微弱、重力均衡作用居于主导地位的地质时期，山脉的隆升和盆地的沉降并非构造运动所致，乃是重力均衡作用的结果；第二，地震和火山的活跃期和宁静期的短周期，与地壳运动的超长周期是无可相比拟的。因此可以认定：当今正处于地壳运动相对的和缓时期，而不是地壳运动强烈的阶段。 二、中国大陆构造带的“向洋迁移”和对板块学说的置疑 1）关于形成中国大陆构造的动力来由，至今存在着重大争论，集中体现在动力是来自印度板块和太平洋板块向欧亚板块（中国大陆）的碰撞推挤？还是源于中国大陆中部向南―南东的挤压？ 2）地质学家所公认的地质事实是：无论是中国东部还是中国西部，至少中生代以来地壳运动存在“定向迁移”的规律：①中国东部北北东向的三个沉降带，自西而东，它们形成的时代分别是三叠纪的印支运动、侏罗―白垩纪的燕山运动和新生代的喜马拉雅运动；构造带的形成时代也与此相一致；②中国西南部则更为明显：从华力西运动的昆仑带开始，向南依次出现甘孜印支折皱带、藏北早燕山折皱带，藏中晚燕山折皱带和藏南喜马拉雅折皱带；与此同时，岩浆岩带、变质带以及海水退出的方向，也清楚地显示这种规律。 中国大陆东部和西部两个方向“定向迁移”，有一个共同特征，就是“向洋迁移”规律。板块说断言：这是裂解于“古陆”的板块，在地质历史时期，自北向南依次碰撞而形成的；令人不解的是：在漫长的地质历史时期，若干板块依次向北漂移，第一，只有在后一板块恒比前一板块速度更快时，才能依次逐一碰撞。试问，有什么动力可以使后一板块比前一板块速度更快呢？第二，在每一板块经历了不同距离的漂移和不同角度的转动之后（这已由古地磁所证实）而逐一碰撞拼合，其碰撞缝合线却“严丝合缝”，平滑而光洁，既没有“棱棱角角”，也不见“碎裂地体”？第三，所有碰撞缝合线分布彼此平行、协调，就像同一个时期形成的一套弧形一样？难道这不有点近似于“天方夜坛”吗？显然，这种向洋迁移规律不能用板块构造向北―北东向碰撞推挤，或俯冲给出理论说明。 3）合理的解释是：依据力学上的“近极强原理”，动力来自北方，在接近动力源的部位，首先受力变形并促发构造运动、岩浆活动和变质作用。板块构造学说立足于海洋，令人信服地解决许多重大地质问题，取得了骄人的成就。但它在大陆地质中遇到到了许多难题，这正是它之所以不能顺利“登陆”的重大难题之一。 三、重要的“三新理论” 现代地貌、地表构造带和各种地球物理界面的现在形态等三类现象，都是很新地质时代形成的。 1）新地貌：地质学家认为，中生代燕山运动（205―137百万年）奠定了我国大地构造格架，中国盆地格架也随之形成。但是不要因此就认为我国现代地貌（盆山格架）就是中生代铸就的。实事上，中生代形成的盆地格架已久经变迁，当时的山脉也几经夷平。深入研究表明：①青藏高原是新生代上新世（5.3百万年）以来强烈隆升的；②全国的现代地貌也主要是上新世以来，也就是“新构造运动”时期才形成的。 2）新构造带：地质学家一贯强调构造继承性是中国地质构造的基本特征，认为现在地表出露的大型构造带，都是久远地质年代，甚至是吕梁运动（18亿年前）所形成，并持续活动至今的。其实这是一个很大的误解。深入研究揭示：“构造新生性”是主导的，“构造继承性”是次要的。中国的地质实际地说明，仅仅在燕山运动（205百万年）以来，存在着显著的构造继承性，而不会跨越“构造运动旋回”恒久地继承活动下去。这不仅因为古老构造已相继老化固结；更重要的是彻底的活动论告诉我们，各大陆不仅逐渐改变着自己的位置，也改变着自己的方向，作用于它的构造运动也会因而改变，无论从理论上和地质实际看，上述看法都是没有道理的。恰恰相反，现在持续延伸的构造带都是很新的，都有很明显的现代活动性。对此，我们可以多方面加以论证，仅就一点而言：因为没有新的活动它们就会被不同方向构造切载，因一段隆起、一段沉降而不连续。可见，一切现代地表持续延伸的构造带都是“新构造运动”时期以来正在活动着的，一般不会老于燕山运动的构造带。 3）新地球的物理界面：地球内部存在许多地球物理界面，例如古登堡面、莫霍面、康拉德面等，使地球成为具有层状构造的球体。它们形成于不同的地质年代，有的很为古老。有人认为这些形成时代久远地质年代的地球物理界面，其现在空间分布的形态也是古老的。这显然是不对的。因为这些古老界面受到各种动力作用，在整个地质演化过程中，不断改变着自己的位置和形态。例如，在强烈构造运动作用下，会形成新的上地幔隆起（幔隆，即山根）和上地幔坳陷（幔坳），即使地壳和上地幔分界莫霍面形成隆起和坳陷。这些古老的界面和它新的形态的关系，正如“老砖盖新房”。 这就是有关现代地貌、地表构造带和地球物理界面形态的“三新理论”。 第三部分 结语 一、在传统的中国地貌形态特征的基础上，通过展布特征、展布规律和形成机理三个层次跨越式的深入研究和总结，地貌地质力学把中国地貌研究从形态归纳分析，提高到论理的新阶段。 二、掌握了中国地貌展布特征，人们不仅可以直接掌握我国地貌格局和主要地貌单元的分布，容易地把它们绘画成图并铭记在心；更重要的是，可以由此进一步揭示中国地貌的展布规律。 三、懂得了中国地貌展布规律，不仅为我们理解纷繁而多样的地貌现象之间的内在联系和依存关系，铺平了道路；还为深入探讨中国地貌形成机理打下基础。 四、中国地貌形成的新机理告诉我们：和其他许多事物一样，各种宏观地貌格架的形成不是一蹴而就的。中国地貌的演化经历了两个发展阶段。第一阶段在构造运动主导下，形成了“中国大地构造格架”；第二阶段在重力均衡作用下，在大地构造格架的基础上，构建了“中国地貌格架”。 五、造山一成盆统一新机制把造山、造高原和成盆作用、构造运动和重力均衡作用，以及挤压和伸展作用巧妙地结合起来，纳入统一发展演化模式；创造性地运用不同地质阶段主导作用有序转化，合理地解释了盆山构造的形成机理。这一理论具有普通适用意义。 北京地质学会副理事长、中国科学院地质力学研究所研究员。大地构造学家、石油地质学家和地震地质学家。政府特殊津贴获得者。历任地球科学大辞典副主编、中国地质大学客座教授、地质力学专业委员会秘书长、国家地震局基金委评委、长期代表地矿部参加全国地震趋势会商会，中国地质科学院高级职称评委等职。主要学术成就：（1）提出《造山一成盆统一形成新机理》；有“半隐伏构造带”等诸多新发现；对中国大地的构造特征做出全新理论概括。（2）发现冷湖工业油田；以“隐伏东西亚带”双重控油新理论，指导发现陕北大气田。（3）大三线选址中，纠正了攀枝花基地的否定理论，肯定了二滩水电站，否定了牛郎坝基地等。（4）最早填制第一张三峡沿江1/万地质详图，首次填出断裂带，解决了“谷底深槽成因”等三个关键工程地质难题，充分肯定了建坝地质条件。（5）总结出一套中国活动构造特征及其控制地震分区的创新理论；最早编制“填图规范”，开创了“区域地震地质填图”新途径。（6）担任常务副主编，二十多年合作编就《地球科学大辞典》等一系列重要专著。 地质力学论文:滑坡变形规律的地质力学模型试验研究 摘 要 本试验主要研究毕威高速公K86+800截面分别没有支护和有支护的情况下在开挖路堑后降雨的工况下边坡的稳定性，坡体可能的破坏模式等，利用试验结果验证对比验证边坡支护结构对坡体稳定性起到的作用大小，以及相同支护条件下开挖路堑与降雨作用分别对边坡位移影响大小比较。 关键词 滑坡变形；地质力学模型；相似原理 1 试验内容 1.1 开挖路堑与降雨工况对边坡变形及滑动影响作用对比 通过对相同条件下的边坡（有支护或者无支护）在开挖路堑与降雨两种工况作用下边坡坡面位移与坡体内部位移的监测，对比位移在开挖路堑期间坡面与坡体内部位移变化速率与累计变化量的大小来比较两种不同工况对边坡位移与滑坡规律的影响大小。 1.2 边坡支护与否在开挖路堑与降雨工况下的变形滑动规律对比 分别对支护与没有支护的边坡在相同工况作用下（开挖路堑+降雨）表面位移、内部位移监测，通过对比两者相同位置测点的位移变化趋势，对边坡支护结构作用作出定性的评价。 1.3 试验特色及创新 1）利用相似性原理模拟试验模型及试验参数，选用的模型经过不断重复的对比性试验，选用了与实际相似度较高的试验材料及配合比，有利于试验现象进行观察，为得到一个较为准确的结论做好铺垫。 2）对坡体表面及内部位移分别采用电阻应变式传感器和全站仪经行测量，达到试验数据有科学性、正确性、准确性的目的。 3）正确选用试验模拟工具和方法。雾化喷头及坡体锚固结构，相对尺寸与实际相似度较高有较强的相似性、说服性。 4）合理运用控制变量法、夹逼法进行试验，有效评估了有、无支挡结构的不同破坏程度，对得出试验结论提供了重要的依据。 2 试验原理 2.1 模型相似原理 模型相似原理是指在模型上重现的物理现象应与原型相似，即要求模型材料、模型形状和荷载等均须遵循一定的规律。它们的几何特征和各物理量之间必然互相保持一定的比例关系。 根据弹性理论，可以写出原型和模型之间的平衡方程、相容方程、物理方程、几何方程、边界条件。由此可得到模型的相似判据。 2.2 相似常数的确定 本试验中主要考虑几个控制性相似常数。分别为：几何相似常数CL，应力相似常数 ，材料容重相似常数 。根据以上相似常数可以计算出相应的相似常数。 2.3 相似材料 相似材料除应满足相似关系外，还应做到成本低、性能稳定；受环境变化的影响小；便于加工等。考虑以上因素，本试验用到的相似材料分别有：石英砂、膨胀土、木条、塑料网、铁丝等。用以上材料，按照相似关系制作模型试验中的边坡材料和抗滑桩钢筋网等。 3 试验参数确定 3.1 试验截面的选取 在实验中选择坡体高度最大，危险性相对较大的截面作为研究对象，进行模拟试验。 3.2 相似比及模型尺寸的确定 综合考虑实验的可操作性与实验结果的准确性，确定本试验选择几何相似比CL=90，能满足试验要求。主要考虑重力场的影响，由此确定材料容重相似比为 =1，其余物理量力学指标的相似比按照相似理论导出。 3.3 相似材料的配置 鉴于岩土性质的离散太大，且模型尺寸较小，因此尺寸效应对实验影响较大，单纯采用相似原理反算土体材料参数（C、Φ）并不容易达到理想效果。为了达到试验目的，采用夹逼法进行实验材料的配置。坡体材料采用石英砂与膨胀土两种材料进行配置。 依次采用五组不同的重量配比进行试验。试验条件为对制作好的无支护边坡模型进行路堑开挖和降雨作用，对边坡表面与内部进行位移监测。 通过实验我们选用材料配比为“石英砂：膨胀土=300：75”作为后续试验所采用的材料配比。 4 对比试验 4.1 试验条件模拟方法 1）开挖路堑模拟，路堑开挖阶段模拟采用小规格铲子由上至下的顺序对路堑进行开挖，开挖过程尽量不对坡体产生扰动，分层、有序开挖。 2）降雨作用的模拟，降雨的模拟采用雾化喷头对坡体进行降雨，分次进行降雨，降雨过程流量控制在60 L/h，每次降雨时间控制在10 min～15 min。并且保证无支挡与有支挡情况下对边坡降雨的总时间是一样的。从而使两者降雨总量是一致的。 4.2 试验测试内容及测点布置 试验测试内容包括坡体表面位移，坡体内部位移。坡体内部位移测点有三个，坡体表面位移测点在有支挡时有10个，无支挡时有12个。 4.3 量测系统及原理 表面测点位移测量采用全站仪进行测量，通过全站仪观测预先安装在坡面的铁皮测点来确定实验过程中相应测点位移变化量的大小。 内部位移的测量主要是借助于电阻应变式传感器进行数据采集，并通过北京波普公司生产的数据采集箱进行信号转换。 5 结论 1）在降雨时间控制在一定范围内时，不管是边坡位移变化速率，还是位移变化累计量，路堑开挖所造成的影响都远小于降雨作用的影响，因此开挖路堑对边坡产生滑坡并不是其主要作用。 2）通过边坡加设支挡与不架设支挡进行比较可以发现，加设支挡之后的边坡稳定性得到了明显的提高，内部位移与表面位移变化量都大大降低，坡体几乎不发生滑动，坡体支护起到了良好的效果。 地质力学论文:五里堠煤业地质力学测试及其特征分析 摘 要：煤岩体地质力学参数是一切工程研究、设计及施工的基础，采用小孔径多参数耦合地质力学快速测试系统对五里堠煤业进行了测试。测试表明测试区域应力场类型为σH σh σv型，即水平应力控制型，量级上属于中等偏低应力区；顶板岩层结构及强度存在差异，第一测点顶板较为坚硬，第二测点相对软弱；顶板结构相对稳定，部分层位存在破碎段及裂隙。 关键词：地质力学参数；小孔径多参数耦合快速测试；五里堠煤业；水平应力控制型 1 前言 煤岩体地质力学参数可分为应力参数、变形与强度参数及结构参数，是一切与岩体力学有关的理论研究、工程设计及施工的基础，准确了解煤岩体地质力学参数是岩体力学最基本的一项工作，是认识研究对象必不可少的环节，具有不可替代的重要作用。 煤岩体地质力学参数测试可分为实验室试验和现场测试。实验室试验的岩块已经脱离岩体，在进行试验时很难比较准确地模拟和反映煤岩体在井下的实际状态，如应力环境、结构面分布及其他井下环境因素。因此实验室岩石力学数据往往与井下煤岩体的实际情况出入很大。现场测试在井下煤岩体中进行，在实际的井下环境中测试，测试数据更接近实际。 五里堠煤业为潞安集团整合矿井，之前未进行过系统的地质力学测试，各种基础力学数据缺乏，工程设计随意性较大，不利于矿井的高产高效。为解决这一问题，五里堠煤业采用新开发的小孔径多参数耦合地质力学快速测试系统进行了系统的地质力学测试。 2 测试方法与测试系统 2.1 地应力测试 相比较应力解除法、应力恢复法等测试方法，水压致裂法有以下优点：（1）能测量较深处的绝对应力状态；（2）它是最直接的测量方法，无需了解和测定岩石的弹性模量，甚至连岩石的抗张强度也可以用水压曲线求出；（3）水压致裂测量应力的空间范围较大，受局部因素的影响较小；（4）不需要套芯工序，可利用其它工程的勘探孔进行压裂；（5）井下测量速度快，成功率较高。 鉴于水压致裂法的上述优点，选择水压致裂法为地质力学快速测试系统的地应力测量方法。水压致裂法地应力测量在现场巷道围岩钻孔中进行。在打好的钻孔中用一对橡胶封隔器封闭选定的钻孔段，然后对封隔器之间的岩孔进行高压注水，直到将围岩压裂。根据压裂曲线和裂纹方向确定最大水平主应力、最小水平主应力及最大水平主应力的方向。垂直主应力由上覆岩层重量求得。 2.2 巷道围岩强度测试 岩体强度原位测量方法有大尺寸压剪试验、冲击锤法、声波探测法、钻孔钻进法及钻孔触探法等。钻孔触探法是一种比较适合煤矿井下巷道围岩强度的测量方法。它具有以下优点：（1）测定结果比较接近岩体；（2）能够测出井下不能取样的软弱破碎煤岩体的强度；（3）能够测出钻孔不同深度、不同层位煤岩体的强度及分布；（4）仪器操作比较简单，可实现快速测量；（5）与现场原位大尺寸压剪试验相比经济得多。 通过比较分析，确定钻孔触探法为地质力学快速测试系统的围岩强度测量方法。钻孔触探法测量钻孔内表面岩壁的强度。在需要测试的煤岩体中打钻孔，利用钻孔触探仪对钻孔孔壁加压进行测试。钻孔触探仪的一个最重要部件是探头，在液压系统液体压力作用下，从探头壳体伸出一个平头探针，压紧钻孔孔壁。继续加压，直到孔壁被压裂，同时记录临界压力值。通过简单的换算，即可得到煤岩体的单轴抗压强度。大量的现场实测表明，该方法可快速、准确地测定煤岩体的单轴抗压强度。 2.3 巷道围岩结构测量 岩体结构观察与测量的方法有很多。在岩体被揭露的地方，岩体的结构暴露出来，可以通过肉眼直接进行观察和描述。对于没有被工程揭露的岩体，要想了解岩体结构，就必须在岩体中打钻孔。 钻孔法有钻孔裂缝压印法、完整岩芯采取法、钻孔壁观察法等。其中，钻孔壁观察法利用钻孔窥视仪观测钻孔壁上的不连续面分布情况。采用钻孔窥视仪，可借助锚杆、锚索孔进行观察，方便、快速、成本低，适用于煤矿井下巷道围岩结构大面积、快速观察。因此，确定钻孔窥视仪孔壁观察法为地质力学快速测试系统的围岩结构测量方法。 3 测试结果及分析 3.1 地应力 共布置两个测点，第一测站位于030210回采面的运输巷中，距离老切眼28m，埋深约为247m。第二测站位于集中回风下山巷道，距2#轨回联巷70m，埋深约为229m。 孔壁岩石的压裂曲线如图1和2所示，测量结果如表1所示。 结果表明，两测站地应力场形式为σHh，即σH σh σv。在二个测站中，第一测站σH较大，为14.03MPa；第二测站σH较小，为11.18MPa。二个测站侧压系数σH/σV分别为2.84、2.44。二个测站最大水平主应力方向分别为N41.34°W和N22.11°W。最大水平主应力方向大致为北偏西方向，两个测站一致性较好。 根据理论和数值模拟研究，水平主应力对巷道顶、底板的影响作用大于对两帮的影响，垂直应力主要影响巷道的两帮。σH σh σv应力场情况下，巷道最佳的布置方向为巷道轴线沿最大水平主应力方向，该结论可以作为现场设计和施工的参考。五里堠煤业旧系统3#煤工作面巷道布置方向大部分为N75°E和N80°E之间，这与最大水平主应力之间的夹角为45-60°之间，对巷道顶底板的稳定性极为不利，现场设计应考虑加强顶板的支护。 3.2 围岩强度 （1）顶板岩层。顶板岩层强度（顶板以上10m范围）如图3和4 所示。 图3 第一测站顶板岩层强度第一测站顶板钻孔围岩强度测试结果见图5，该测点顶板10m范围内岩体平均单轴抗压强度为52.63MPa，但强度分布不均，在2.2~6.4m范围内，围岩单轴抗压强度较大，平均为75.36MPa，而在0~2.2m及6.4~10.0m范围内围岩强度相对较小，仅为32.42MPa。这是因为在2.2~6.4m范围内，巷道顶板主要以砂岩为主，围岩强度较大，而在0~2.2m及6.4~10.0m范围内，岩层是由泥岩、砂质泥岩组成的，岩层强度较小。 图4 第二测站顶板岩层强度第二测站顶板钻孔围岩强度测试结果见图6，该测点顶板围岩单轴抗压强度整体分布较均匀，钻孔10m范围内平均单轴抗压强度为35.12MPa，只在局部段有围岩强度出现极值，如1.0m处围岩单轴抗压强度较小，为23.61MPa。 （2）煤体。两帮煤体10m范围内的强度如图5和6所示。 图5 第一测站煤体强度第一测站煤帮钻孔围岩强度测试结果中，钻孔10m范围内岩体平均单轴抗压强度为7.18MPa，但由图可知煤体强度整体分布较均匀，只在局部段围岩强度相对较大，如34m处，围岩单轴抗压强度较大，为9.4MPa。 图6 第二测站煤体强度第二测站煤帮钻孔围岩强度测试结果中，钻孔10m范围内岩体平均单轴抗压强度为7.09MPa；因此，在76~88m段煤体单轴抗压强度相对较小，平均值为5.16MPa，其余各测站都落在7.09MPa线附近。 综合分析两个测点数据，顶板结构有一定差异，第一测点有一层厚度约2m坚硬层，强度达到100MPa，坚硬层上下并有厚度4.5m左右的中硬岩层，强度范围为50-80 MPa；第二测点顶板强度相对较弱，但也相对分布均匀，平均为35MPa，最大为50MPa。两个测点的媒体强度相当，平均略超过7MPa，为软弱煤层。 3.3 围岩结构 对顶板测试孔围岩结构进行钻孔窥视，选取第一测点0-10.8m范围内窥视为例，如图7所示。 第一测点顶板测孔围岩窥视结果中，结合矿区综合柱状图分析可知：该测孔大部分较完整，但局部段有明显的破碎带，孔壁粗糙疏松，围岩空洞破碎，如7.5~7.8m、985~10.35m等处，此外还伴有裂隙、离层、夹层等结构，如065m、5.9m、6.4m、6.6m、6.8m等处。 因此，该测点附近顶板岩层相对结构简单，顶板5.8m范围内基本没有结构弱面，但5.9-6.8m范围内发育多条横向裂隙，以及7.5~7.8m、9.85~10.35m两处较大的破碎段等都大大影响围岩的长期稳定性。 图7 第一测点顶板0-10.8m围岩结构展开图4 结论 （1）巷道围岩地质力学测试是与岩石力学工程的一项最基本的工作，进行巷道布置、支护设计之前，应进行全面、详细的地质力学参数测试，为巷道布置优化和支护设计提供准确、可靠的基础参数。 （2）小孔径单孔多参数快速测试方法，仅采用一个钻孔，就可完成地应力、围岩强度、围岩结构的测量工作，测量速度大幅度提高。 （3）地应力测量结果表明，五里堠煤业两测站地应力场形式为σHh，即σH σh σv。σH 分别为14.03MPa和 1118MPa；侧压系数σH/σV分别为2.84、2.44；最大水平主应力方向分别为N41.34°W和N22.11°W，一致性较好。从量级上划分五里堠煤业测试区域地应力水平属于中等偏低应力区。 （4）从两个测站的围岩强度测试结果来看，五里堠煤矿巷道围岩的平均单轴抗压强度分布不均，由于裂隙和破碎带的存在，不同位置围岩体的强度差异较大。从巷道顶板来看，顶板以砂岩、砂质泥岩和泥岩为主。砂岩岩层围岩单轴抗压强度较大，如第一测站顶孔中部的砂岩岩层，强度达到100MPa；而砂质泥岩或泥岩岩层，裂隙和破碎带较发育，加之岩层本身的特性，围岩单轴抗压强度相对较小，平均为35MPa；两测站帮孔煤岩单轴抗压强度总的分布较均匀，平均值在7.1MPa左右。 （5）从两个测站钻孔窥视的结果来看，五里堠煤矿巷道顶板围岩整体较为稳定，但有一定的破碎，有的破碎带挺严重，孔壁伴有一定的裂隙、离层、夹层等结构，两测站中巷道围岩主要为灰色、灰黑色的砂岩、砂质泥岩、泥岩，局部处有煤线、岩石夹层、斜交裂隙等。 地质力学论文:对我国地形分布规律及成因的地质力学分析 摘要：祖国大地上，巍峨耸立的高山，连绵起伏的峻岭，纵横交织的江河，星罗棋布的湖海，塑造了多姿多彩的壮丽河山，构成了我国特有的地形分布特点。作者尝试以地质力学的观点剖析我国网格状地形分布的规律及成因。 关键词：地形；分布规律；地质力学；分析 我们伟大的祖国，山脉纵横，河流交错；丘陵起伏，高远辽阔；平原坦荡，盆地巨硕。它们纵横交织，形成了我国地形的网格状分布特点。 本文试从地质力学的角度．剖析我国网格状地形分布的规律及其成因。 一、我国网格状地形分布的概况 所谓网格状分布的地形。是指构成地形骨架的山脉．互相交织，把大地刻划成一个“棋盘”，在“棋盘”的网格中间分布着高原、平原、盆地和海洋的大陆架等相对低洼地。 当打开中国地形图时．乍一看去．映人眼帘的全国大大小小的山脉和相对低洼，纵横交织，似乎难以找到规律。但仔细观察，就会发现山脉与洼地，在排列上具有方向性展布的规律。归纳起来主要有：东西向、北东――南西向、北西――南东向和南北向；同时，山脉与洼地都是相问分布的，具体情况如下： 东西向山系和低洼地我国东西向山系主要有三条．自北至南依次有：横亘于北纬40-43度之间的天山――阴山山系：展布于北纬32-34度之间的昆仑一秦岭山系：坐落在北纬24-26度左右的南岭山系。这三条山系，彼此之间都是相隔7-8度，而山系两侧都分布着规模巨大的相对洼地。例如，在天山――阴山山系北侧有准葛尔盆地、内蒙古高原；南侧有塔里木盆地、河西走廊、黄土高原。在秦岭与南岭之间，有四川盆地、长江中下游平原。在南岭以南也有大片低洼地存在。这种山系与洼地相问的分布的现象，虽然各具特色，但它们分布的规律总是隆、凹相问，平行排列，具有明显的方向性特点。 北东向山系和低洼地主要展布在我国东半部和东亚岛弧地区，其延伸方向大致与海岸平行，具体也有三条巨大的山系，自东向西：第一条为岛弧山系，由千山岛群岛、日本群岛、琉球群岛和我国台湾岛所组成：第二条是沿海山系．包括长白山地和东南沿海低山丘陵；第三条是大兴安岭、太行山、巫山和雪峰山等。这些山系彼此之间，也保持着一定的距离，山系的两侧为相对低洼地。例如。在第一条山系东侧有一系列海沟。这里有世界最深的马里亚纳海沟；在第一、二条山系之间，分布着一系列浅海盆，自北而南有鄂霍次克海、日本海、黄海、东海和南海等；在第二、三条山系之间，由松辽平原、渤海盆地、华北平原和江汉平原分布；在第三条山系西侧，是由呼伦贝尔巴音和硕盆地、陕甘宁盆地和四川盆地所组成的沉降区。可见，北东向的山系与洼地，也是相问分布，其中，洼地长期持续地沉降，地形较为开阔并具有封闭性特点，接受了大量的沉积物，成为我国石油生成盆地和油田的分布区。这些北东向山系与洼地和东西向山系相交．是我国东半部的地形呈现出明显的网格状展布的特点。 北西向山系和低洼地展布于我国西北地区的主要山系有阿尔泰山和祁连山，它们和我国东半部的北东向山系遥相对应，显示出来镜像对称的特点。北西向山系之间，也有相对低洼地，不过这些低洼地因受东西向山系的联合挤压作用．多呈近东西向的长条菱形洼地。 南北向山系和低洼地主要山系有贺兰山、六盘山、大凉山及横断山脉等。它们已成为我国中部的一条重要地理分界线。在这些山脉之间也有低洼地分布．特别是横断山脉出现了明显的高山与峡谷相问分布的形势。 上述的山系和低洼地相问排列。构成了网格状分布的地形．这在我国东半部表现的尤为明显．东西向和北东――南西向山系互相叠加，形成了比较规则的格子状山系，致使我国东部的洼地形状多呈南北长得菱形。而西部由于受东西向山系的制约，其洼地形状往往多呈东西长得菱形。东部和西部之间，贯以南北向的山系．这就是我国网格状分布的地形格局 二、我国网格状地形分布的成因 我国网格状分布的地形。其成因有多种解释．现以地质力学观点来加以阐述。 地壳运动的基本形式有两种：一种是水平运动；另一种是垂直运动。所谓水平运动即地壳物质在力的作用下沿着地球表面作切线方向运动。所谓垂直运动，即地壳物质在力的作用下沿着地球半径方向作升降运动。这两种运动形式在地壳中虽然共存，但地质力学认为地壳运动是以水平运动为主。在水平运动影响下引起垂直运动。我国的主要山脉，就是在地壳水平运动中，受到水平挤压力而不断隆起形成的。 我国东西向的山脉，都是在南北向水平挤压力的作用下，伴生隆起而形成的；南北向的山脉，是在东西向水平挤压力的作用下，伴生隆起而形成的；北东向的山脉和北西向的山脉，则是南北向水平挤压力发生不均衡时，产生扭动而造成的。地壳不是一个均质体．所以对作用到地壳上的力的阻抗也就不同．从而引起刚柔性不同的地块．其运动速度也不同．这样的地块之间便产生了力偶，也就是方向相反，但不在一条直线上的两个力，导致快慢两个地块发生扭动，形成北东向或北西向的斜列山地与洼地。例如，我国东半部就是在这种力偶作用下形成了北东向的三列隆起与洼地。这主要是由于亚洲大陆地壳上部主要由硅铝层组成，具有柔性；而太平洋洋底上部地壳主要是由硅镁层组成，具有刚性，所以运动速度不同。当亚洲大陆向南运动时，太平洋洋壳起阻挡作用，引起北向的力，便产生了反时针方向的扭动，形成了北东向的三隆三凹。同样道理，在我国西半部，由于亚洲大陆在向南滑动中受到了印度板块的阻抗．这样使地壳中又产生了不均衡的力偶作用．出现了顺时针方向的扭动．形成了一系列北西向的山地与洼地。可见，我国的山脉，都是由南北向水平挤压力和东西向水平挤压力作用的结果。 既然我国的山脉形成是与南北向和东西向的水平挤压力有关，那么这些力是怎样产生的呢?地质力学认为，这与地球自转速度的变更有关。 当地球自转时．除两极外．地壳任何一点都会受到离心力的作用。该离心力可以分解成两个分力，其一是垂直地面的垂直分力，这个力因受地心引力的抵消，对地面物质运动不起作用；其二是平行地面，指向赤道的水平分力。当地球自转速度加快时，正是这个水平分力使地壳物质沿着经线方向．从高纬向低纬推挤．引起某些大陆块的滑动．形成了东西向地质构造和与之相应的山脉与洼地。在地球自转速度发生变化时，便会产生东西向的纬向惯性力。特别是地球自转由慢变快时，纬向惯性力的方向由东指向西，减慢时相反，由西指向东。正是这个力造成地壳上层物质东西方向的运动．从而产生了南北向的地质构造和与之相应的山脉及洼地。在上述两种力的作用下，如果在地壳的某些地段发生不平衡，便导致了各种扭动构造体系的产生，我国北东向、西北向的地形就与之有关。 三、结论 我国地貌形态呈网络状分布的根本原因．就在于地球自转速度变更时产生的离心力的水平力(即南北向水平挤压力)和纬向惯性力(即东西向水平挤压力)共同作用的结果。 地质力学论文:浅析地质力学模型试验技术的研究与应用 摘要：当前，大型地下洞群所处的地质环境愈加复杂，尤其是在深埋、高地应力条件下，洞群围岩的稳定性状况、破坏形态和破坏机制等问题急需解决，而地质力学模型试验是解决这类问题的主要研究方法。该文主要分析了模拟材料、组合式模型试验装置、量测技术等问题，并介绍了模型试验的工程应用。 关键词：地质力学 模型试验技术 工程应用 引 言 地质力学模型试验是根据一定的相似原理对特定工程地质问题进行缩尺研究的一种方法，主要用来研究各种建筑物及其地基、高边坡及地下洞室等结构在外荷载作用下的变形形态、稳定安全度和破坏机理等。2l世纪是中国工程建设快速发展的世纪，水利、水电、能源、交通等大型工程的开发已成为我国经济建设的重点。对这些复杂的问题，一方面要借助理论分析、计算机数字模拟方法去研究；另一方面，更多地要借助地质力学模型试验手段来解决。大量的工程实践证明，地质力学模型试验方法是研究大型岩土工程问题，特别是地下工程问题的一种行之有效的方法。 1 模型材料 根据相似理论，模型的几何尺寸、边界条件、荷载及相似材料的容重、强度及变形特性等方面必须与原型相似。一般根据要研究问题的性质，寻找满足主要参数相似的材料。例如，对于沿夹层滑动的稳定问题，夹层材料的相似性必须严格满足，而岩体的某些材料参数的相似性可以适当放宽。 目前国内外最常用的是采用石膏、重晶石粉、石英砂等材料配合而成的，具有代表性的是韩伯鲤等研制的MSB材料和马芳平等研制的NIOS相似材料,这2种材料都具有较好的性能,但都具有不足的地方。酒精易于挥发，干燥时间短，可缩短试验周期；没有任何毒副作用，不会对人体造成伤害：压制成型的砌块易于切割，能满足模型拼装砌筑的工艺要求；容重高、抗压强度和弹性模量低；性能稳定，不生锈，有很高的绝缘性；由于各种材料拌和后未产生化学反应，因此试验后的材料可重复使用，提高了材料的利用率和使用寿命等优点。 2 组合式模型试验装置 2.1组合式试验台 张强勇等研制的组合式三维模型试验装置，采用分体式设计，其主要由底盘、箱体、加载系统组成(见图1)。其中，钢台架体由盒式铸钢构件通过高强度螺栓连接组合而成，而盒式铸钢构件采用25 Mn材料在铸造钢厂一次制模整体铸造而成。钢台架底盘由8块长250 cm、宽50cm、厚8 cm，其上带有螺栓槽的型钢钢板并列拼接而成。另外，在隧洞部位，采用具有隧洞尺寸形状的箱体拼装，可并且采用钢化玻璃覆盖，这种设计即保证了模型的侧向刚度，又可在试验过程中可以观察到隧洞的破坏部位和形状。 1――底盘；2――盒式台架；3――引线透气孔；4――连接螺栓； 5――高强拉杆；6――刚肋；7――隧洞模型；8――钢化玻璃 图1 新型模型试验装置 该模型试验台具有刚度大、整体稳定性好、组装灵活方便、尺寸可任意调整的特点，箱体根据不同的试验要求组合成不同的形状和尺寸。液压加载系统的油管和测试导线易于引出，材料容易干燥。 2.2液压加载系统 采用的液压加载控制系统可实现自动控制液压，并能长时间的(至少15d)保持设定的压力值。该系统主要由液压控制台、41个吨位为300 kN的液压千斤项、高压油泵、油箱、液压排气系统、液压传感器等组成。模型项面模拟垂向重力荷载、左右两个水平方向模拟梯级加载，各设5个千斤顶；底座与模型之间设有10个液压千斤项；洞室轴线方向的4个梯级荷载在背面共设有16个千斤顶。此项模型试验系统已申报国家发明专利。（见图2） 图2 加载装置系统 3 量测技术 模型试验一般测量的数据为应变和位移。模型变形测量方法大体可归纳为3类：机械法、电测法和光测法。计算机技术和自动化技术的应用保证了试验结果测量的自动化和可靠性。 实验力学发展最快的领域是量测和数据采集技术，每一项新的量测技术的诞生都会推动实验水平的提高，地质力学试验技术同样如此。模型观测的主要内容为应力、应变、位移、裂缝和破坏形态，测量的主要方法有电阻应变片和应变仪、 位移传感器、激光散斑、云纹、摄象录象等。在三维模型中，地质构造（如断层或夹层）内部相对位移的测量十分重要，而内部位移传感器并没有现成的产品。长江科学院研制出一种高精度位移计，采用等强度梁的结构形式，用厚的磷铜片制成，在梁上、下部共贴 片电阻片，组成全桥电路，使用时将其埋设在构造面的下盘，其上埋一个固定桩，这样就可以测量结构面上、下盘的相对位移。在数据采集技术上，目前已实现自动采集、实时监测和自动绘图等全自动化流程。 4 模型试验的工程应用 4.1大坝坝基抗滑稳定问题 对于大坝基岩抗滑稳定，尤其是深层抗滑稳定问题，地质力学模型可以比较全面地模拟地质构造及其组合，在加载过程中可以直接观测到地质构造的变形及对大坝的影响、坝基破坏的路径和超载安全度，尤其对于地质构造沿坝轴线方向有视倾角的三维问题，用模型试验更有优势。例如，葛洲坝二江泄水闸抗滑稳定、 三峡左厂房坝段整体稳定和铜街子厂房坝段稳定等问题都通过地质力学模型进行过大量的研究。 4.2拱坝坝肩抗滑稳定问题 拱坝坝肩稳定问题是典型的三维问题，尤其是存在复杂的地质构造和地形形态时，模型试验有着不可替代的优点，它可以直观地展现出坝肩岩体在拱推力作用下的变形和破坏过程以及大坝超载安全度。国内大多数大中型拱坝都采用模型试验方法研究坝肩稳定问题，象龙羊峡、清江隔河岩、二滩、小湾、东风和李家峡等工程的拱坝。 4.3边坡开挖和稳定问题 用试验方法可以比较方便地研究边坡在原始地应力作用下开挖卸荷作用， 也可以通过改变边坡坡角的方法研究边坡抗滑稳定安全储备问题。例如在三峡永久船闸开挖边坡、 清江隔河岩厂房高边坡和三峡库区链子崖危岩体边坡等进行过这方面的试验研究。 4.4 地下洞室开挖及围岩稳定问题 地下洞室分级开挖、围岩稳定性、洞室群之间的相互关系及喷锚支护等加固措施的研究是地质力学模型试验的重要研究领域， 国内许多地下厂房或地下防护工程都采用过模型试验研究围岩稳定问题。 5结论 在模型材料方面，结构面相似材料大部分已解决，但结构体相似材料方面还有大量工作要做，还要寻找在保证重度和变形模量相似情况下，同时满足各项强度指标和应力应变关系的相似材料，只有这样才能模拟断裂、流变和强度破坏等材料非线性特性。对于大变形模型要发展非接触的测量装置并自动转换成数值信号。

新生羔羊的瘤胃机能发育不完善，肠道各种辅助消化的酶还不健全，所以其消化能力不强[1]。但哺乳期的羔羊可塑性强，瘤胃发育迅速，此时进行科学的饲养管理具有重要的作用[2]。李晓刚等[3]研究发现，在羔羊开食料中添加包被赖氨酸能够增加羔羊小肠赖氨酸转运、吸收和利用，从而提高羔羊日增重。仉连平等[4]发现，中草药添加剂可以提高湖羊羔羊饲料利用率，促进羔羊生长发育，改善瘤胃发酵环境。王旭东等[5]在4月龄小尾寒羊中添加发酵中草药药渣，结果发现，小尾寒羊平均日增重显著提高。中草药苦涩味道，会影响动物的采食量[6]。有研究表明，生物学发酵的方法可以去除或掩盖部分中草药苦涩的不良风味，保证动物的采食量不受影响[7]。益生菌发酵中草药能够降解其中的大分子物质，分解小分子物质被动物消化道吸收利用，从而提高中草药药效，降低中草药毒副作用[8]。发酵中草药制剂可通过提高日粮代谢能、干物质和粗蛋白的消化率，达到促进机体生长的目的[9]。研究发现，在麻黄杂雏鸡基础饲粮中添加乳酸菌发酵中药饲料添加剂可以提高机体的消化能力，有效促进麻黄杂雏鸡的生长[10]。在断奶仔猪日粮中添加以苍术、黄柏和白术为主药的发酵复方中草药可提高断奶仔猪生长性能,增强仔猪免疫力[11]。目前，关于发酵草药作用于哺乳期羔羊的研究较少，因此本试验研究发酵草药对哺乳期羔羊增重的影响，为发酵草药在羔羊饲养中的应用提供参考。 1材料与方法 1.1试验设计 选用体重高于2.5kg、健康的新生羔羊50只，随机分为2组，每组25个重复，每个重复1只，公、母各半，分别圈养在2个环境相同的圈舍中。对照组羔羊饲喂基础日粮，试验组在基础日粮中添加发酵草药，发酵草药按干物质的5%添加。中草药发酵饲料配方为黄芪、白术、茯苓、薏苡仁、乳酸菌、芽孢杆菌、糖蜜、淀粉。羔羊基础日粮组成及营养水平见表1。 1.2饲养管理 新生羔羊饲养的光照、温度、湿度等均保持一致。自由饮水，按常规免疫程序接种、消毒。羔羊饲养过程中，1周龄不进行补饲；1周后每天早、中、晚添加羔羊料与干草；第6周开始母子隔离，第7周将羔羊料由前期料转换为后期料。羔羊62日龄结束试验，保持圈舍干燥、通风良好。试验期62d。 1.3测定指标及方法 1.3.1生长性能 记录新生羔羊初生重，羔羊断奶饲喂前称重，记为断奶重，记录每天各组羔羊投料量和剩料量，计算羔羊的哺乳期增重、平均日增重、每只羊总采食量、料重比，其中TMR采食量换算为风干物质基础。哺乳期增重=断奶重-初生重(1)平均日增重=哺乳期增重/试验天数(2)每只羊总采食量=该组羊总采食量/只数(3)料重比=风干物质总采食量/总增重(4) 1.3.2经济效益 试验期间原料及羔羊价格见表2，根据表2数据计算经济效益。 1.4数据统计与分析 试验数据采用Excel软件进行整理，SPSS22.0进行单因素方差分析，Duncan法多重比较。结果以平均值和标准误（SEM）表示，P 0.05表示差异显著。 2结果与分析 2.1发酵草药对哺乳期羔羊增重的影响（见表3） 由表3可知，试验组羔羊的末重、总增重和平均日增重分别比对照组提高了32.40%、30.01%、41.67%（P 0.05）。 2.2发酵草药对哺乳期羔羊采食量的影响（见表4、图1~图3） 由表4可知，试验组羔羊精料总采食量、花生秧总采食量、TMR总采食量均高于对照组。由图1可知，试验期内，羔羊平均日采食量呈上升的趋势。由图1、图2可知，试验前期，两组间精料与花生秧日采食量相差较小。由图1~图3可知，试验后期，试验组羔羊采食量逐渐高于对照组，TMR日采食量始终高于对照组。 2.3发酵草药对哺乳期羔羊料重比的影响（见表5） 由表5可知，试验组羔羊的TMR/增重显著低于对照组（P 0.05），试验组羔羊的精料/增重、花生秧/增重、料重比与对照组相比差异均不显著（P 0.05）。 2.4发酵草药对哺乳期羔羊养殖经济效益的影响（见表6） 由表6可知，试验组总投入（饲料+发酵中草药）和增重收入分别为65.71元、1258.80元，分别比对照组高23.70元、378.60元。试验组羔羊的平均养殖经济效益达到1193.09元/只，比对照组高354.9元/只。 3讨论 3.1发酵草药对哺乳期羔羊增重的影响 新生羔羊离开母体后，由于所处环境的突然改变，导致适应能力降低，生长发育受到影响。羔羊体重、日增重是衡量羔羊生长性能的重要指标，也是进行之后配种工作安排的重要依据[12]，所以哺乳期羔羊的饲养管理尤为重要。发酵草药作为益生菌与中草药结合的产物，具有益生菌平衡肠道菌群的益生作用，可以提高畜禽生产性能，调节生理代谢[13]，可在羔羊哺乳期饲喂中适量添加。申红春[14]研究发现，在基础日粮上添加1.5%、2.0%发酵中草药，可以提高21~42日龄肉鸭试验末重、平均日增重，降低料重比，提高肉鸭生长性能。Wang等[15]在泽西牛饲粮中添加复合益生菌发酵的复方中草药，发现复方中草药能够显著提高奶牛的体重、平均产奶量以及乳脂含量。本试验在哺乳期羔羊饲粮中加入5%发酵中草药，发现试验组羔羊哺乳期平均日增重显著高于对照组。原因可能是微生物生长代谢过程中产生的多种胞外酶，如纤维素酶、木质素酶和果胶酶等，催化降解了植物的细胞壁，增加了中草药中有效成分的渗出，从而促进机体生长。 3.2发酵草药对哺乳期羔羊采食量的影响 饲粮组成、精粗比、饲粮适口性、营养水平、饲喂技术、羔羊的性别、年龄和健康状况、饲养环境及饮水等因素均可影响羔羊的采食量[16]。武洪志等[11]在断奶仔猪饲粮中加入发酵中草药，发现试验组仔猪的平均日采食量比基础日粮组提高17.59%。解军亮等[17]研究表明，日粮添加发酵中草药能够提高断奶仔猪平均日增重、平均采食量，降低料重比和腹泻率。本试验中，试验组羔羊精料总采食量、花生秧总采食量、TMR总采食量均高于对照组，与上述研究结果相一致。可能是黄芪等补中益气类中草药有助于维持动物机体微生态平衡，增加了肠道益生菌的种类和数量，从而增加羔羊在哺乳期的采食量。 3.3发酵草药对哺乳期羔羊料重比的影响 动物的料重比受多个因素影响，如品种、饲料、环境、管理等。邓先得等[18]研究发现，在自由采食情况下，增加精料喂量可以加快绵羊增重速度。且在适宜范围内增加精料比例，能够提高羔羊消化酶活性、生长性能和饲料利用率[19]，从而降低羔羊料重比。本试验结果表明，试验组羔羊TMR/增重显著高于对照组，但精料/增重、花生秧/增重、料重比均不显著。可能是由于羔羊饲粮中加入发酵草药提高了羔羊的增重，但同时也提高了羔羊的采食量，从而导致两组间料重比差异不显著。 3.4发酵中草药对哺乳期羔羊经济效益的影响 经济效益取决于成本与产出收益，在养殖中需要控制成本，增加产出收益，获得更高的增重。羔羊断奶之后生长速度较快，饲料转化利用率相对较高，养殖成本相对较低，经济效益绝对较高[20]。本试验中，因发酵中草药价格较高，试验组饲粮投入略高于对照组，但哺乳期收益可达1193.09元/只，对照组仅为838.19元/只。可能是发酵草药提高了日粮中粗蛋白质的利用率，从而提高羔羊的增重，转化为羔羊的产出收益。本试验中经济效益的计算未考虑人员工资、场地费以及其他支出，仅考虑饲料成本。 4结论 本试验发现，羔羊哺乳期添加5%发酵草药，可明显提高羔羊哺乳期增重与经济效益。 参考文献 [1]宗学阳,张华文,史怀平.羔羊消化生理及消化道微生物研究进展[J].畜牧与兽医,2022,54(4):124-129. [2]LinL,XieF,SunD,etal.Ruminalmicrobiome-hostcrosstalkstimulatesthedevelopmentoftheruminalepitheliuminalambmodel[J].Microbiome,2019,7(1):83. [3]李晓刚,孟竞尧,唐淼梁,等.开食料中添加不同形式赖氨酸对哺乳期羔羊生长性能和血清生化指标的影响[J].饲料研究,2021,44(5):1-4. [4]仉连平,王珂,于轩,等.中草药添加剂对湖羊羔羊育肥效果的研究[J].饲料研究,2022,45(14):10-14. [5]王旭东,李秉诚,田秀娥,等.微生物发酵中草药提取残渣饲料添加剂对小尾寒羊饲喂效果评价[J].中国草食动物科学,2019,39(5):75-77. [6]董延江,陈稼,韩庆军,等.发酵中草药(本草酵素)对断奶仔猪生长性能、免疫力和抗氧化能力的影响[J].饲料研究,2020,43(11):37-39. [7]杜海江.自拟复方中草药超微粉对断奶仔猪生长性能、猪瘟免疫效果、抗氧化性、血液生化指标等的影响[D].福州:福建农林大学,2016. [8]李博,陈群.中草药发酵研究现状与展望[J].吉林畜牧兽医,2019,40(5):20-22. [9]李笑春,黄建国,敖长金.中草药添加剂对肉鸡生产性能及营养物质代谢的影响[J].中国家禽,2010,32(13):19-22. [10]李雪雁,李杰欣,李浩烽,等.乳酸菌发酵中药饲料添加剂对肉鸡生长性能的影响[J].广东饲料,2020,29(7):27-30. [11]武洪志,宋玉卓,王志龙,等.发酵复方中草药对断奶仔猪生长性能、免疫和生化指标的影响[J].东北农业大学学报,2017,48(8):15-24. [12]史怀平,党立峰,马跃,等.不同蛋白水平颗粒料对西农萨能奶山羊羔羊哺乳期生长发育的影响[J].家畜生态学报,2016,37(12):24-29. [13]王晓冰,李仲玄,姚蒙蒙,等.发酵中草药添加剂的特点及其在动物生产中的应用研究[J].饲料工业,2019,40(18):15-19. [14]申红春.饲料中益生菌发酵复方中草药对肉鸭生长性能和屠宰性能的影响[J].中国饲料,2019(3):71-73. [15]WangX,XieH,LiuF,etal.Productionperformance,immunity,andheatstressresistanceinJerseycattlefedaconcentratefermentedwithprobioticsinthepresenceofaChineseherbalcombination[J].AnimalFeedScienceandTechnology,2017,228:59-65. [16]崔晓鹏,侯生珍,王志有,等.不同蛋白质水平饲粮对藏羔羊生长发育的影响[J].动物营养学报,2017,29(3):1065-1073. [17]解军亮,张敏,尚迎辉.发酵中草药对断奶仔猪生长性能及血清免疫、生化指标的影响[J].饲料研究,2022,45(17):30-33. [18]邓先德,李卫军,朱进忠,等.不同精料喂量对绵羊育肥效果的影响[J].草食家畜,2000(2):32-34. [19]宋善丹,饶开晴,郭春华,等.日粮精粗比在肉羊生产中应用的研究进展[J].畜牧与兽医,2015,47(5):35-39. [20]宋春梅.不同营养水平对育肥羊增重的影响[J].农家参谋,2022(13):96-98. 作者:潘烁品 李晓双 李兵 侯立军 李悦欣 田树军 单位:河北农业大学动物科技学院 河北唯尊养殖有限公司 廊坊市畜牧站

建筑基础论文:浅论建筑基础基坑施工工艺 摘要：随着我国现代化建设的高速发展，深基坑随处可见，基坑工程呈现出窄（场地狭窄）、近（工程距离近）、深（越来越深）、大（规模和尺寸大）等特点。如何保证深基坑施工的安全，同时又能降低造价，是值得加以探讨的课题。文章通过工程实例，介绍了建筑工程深基坑技术的施工工艺及应用，解决了大多数因工程场地狭小，围边环境复杂、基坑深的难题，以达到加快工程进度，缩短工期，并节约成本，符合当今节约能源与提高经济效益的目的。文章依据某商业大厦基坑施工技术案例及地质勘察等施工条件，合理选取排柱、土钉、桩基、喷射混凝土支护等施工措施。 关键词：商务大厦；基坑施工；开挖与支护技术 1.工程概况 某商业大厦工程项目其中地上建筑面积21033m2，地下建筑面积1700m2。采用框架剪力墙结构，建筑高度92m，最大跨度8.8m。据调查，该建筑物以基岩为持力层，基础形式为条形基础，基础埋深约4m。基坑北侧四冲街车行道沿线分布有管线沟，埋深约为1.6m。 2.岩土工程地质条件 根据勘察单位提供的岩土工程勘察报告，有关场地的岩土工程地质条件与水文地质条件如下。根据其成因、物质组成、物理力学性质及工程特性不同，自上而下可划分为2个岩土层：第1层杂填土；第2层灰岩（s）（未揭穿）：（1）杂填土为黄褐色、灰色、杂色，主要为杂填土。稍湿或湿，稍密，成分较复杂，以碎石、砖块、混凝土块和粘性土为主。局部存在混凝土和砖墙老基础，硬质填料个别块径较大，一般为20～100mm，最大约500mm。硬质骨料含量约占30%以上，分布不均匀。回填时间超过十年，属无序回填。本层厚1.20～7.10m，压缩性较高，强度较低，均匀性较差，局部场地经开挖后将缺失；（2）中风化灰岩（s）为寒武系灰岩，岩体薄层状（局部中厚层状），岩体破碎。根据区域资料，基岩产状倾向南东，倾角25～35°。在本次钻探过程中，未发现大型岩溶，未出现掉钻现象，但岩体裂隙发育。本次钻探揭示，强风化厚度很小，未单独划出，基坑大部分开挖深度较大，本基坑周边开挖深度在7.95-8.82m之间。基坑开挖面积及方量较大，基坑开挖深度范围内周边岩土层主要为杂填土及灰岩。 3.基坑支护方案 根据周边条件、地层和目前现场情况，应根据不同地段采用不同的支护结构型式： 3.1排桩支护 （1）EF段采用排桩、桩顶部设置冠梁支护。支护桩采用人工挖孔桩。桩径为1000mm，中心间距为1600mm，桩长为12.0m，嵌固深度4.2m。本基坑基础工程施工重点是支护桩，每1.6m-根支护桩共计17根。采用间断开挖第一次挖1、3、5、7、9、11、13、15、17共9根，浇筑桩芯砼后再挖另外8根。人工挖孔灌注桩不扩底，钢筋砼护壁。设计桩身长度均要求12m左右，墩径有1.0m、墩身及护壁砼强度等级设计为C30，基础冠梁为C30。计划墩基施2123-期15天；（2）冠梁和围檩：为了增加支护桩的整体刚度，支护桩顶设置钢筋混凝土冠梁。冠梁截面为1200×800mm，采用C30砼，HPB235级和HRB335级钢筋，支护桩深入到冠梁内100mm，主筋进入梁内750mm。 3.2放坡+土钉支护 根据设计文件，AB及AF段土层按1：0.5放坡，BC及CD段按1：0.6放坡。 （a）土钉参数与布置：（1）土钉采用qb48×3.5钢（花）管，均按梅花状布设。水平间距及垂直间距1.0m，长2-6.0m。钢花管土钉除端头1m外，其余段采用φ5注浆钻孔；（b）喷射砼设计强度等级为C20，厚度100mm。喷射混凝土面分两次进行，第一次先喷50mm，待混凝土具有一定强度后进行挂网，电焊挂接钢筋。第二次喷至设计厚度然后将表面抹平，喷射混凝土宜采用硬质洁净的河砂或机制砂。使用前应过筛，不宜使用细砂。喷射砼面预留φ50PVC花管泄水孔，其长度为500mm，呈梅花状布置，间距2×2m。遇岩土破坏地段则适当加密，以确保坡面排水效果。土钉支护边坡设置钢筋网，规格为qb6@200×200，加强筋为φl6，并与土钉头焊接。 （2）锚杆采用全程注浆，注浆材料为M25的水泥砂浆。水泥采用42.5MPa的普通硅酸盐水泥，注浆压力为0.4MPa。 （3）施工中根据监测信息和坡面实际情况，当遇到有地下管线及其它障碍物时，将信息反馈给设计，按设计要求进行调整。 3.3自放坡、挂网喷浆施工 基岩边坡采用1：0.2放坡+挂网喷浆护面。通过计算表明，放坡后安全系数能满足自稳放坡技术要求。自稳放坡段喷射混凝土面层设计强度等级为C20，厚度为80mm。喷射分两次进行，第一次先喷40mm，待混凝土具有一定强度后进行挂网，电焊挂接钢筋。第二次喷至设计厚度（80mm）然后将表面抹平，喷射混凝土宜采用硬质洁净的河砂或机制砂。使用前应过筛，不宜使用细砂。挂网时采用0.5m长φ14插筋固定，插筋纵横间距均为1.0m。挂网采用16#镀锌铁丝网，网孔尺寸100×100。喷射砼面预留φ50PVC花管泄水孔，其长度为500mm，呈梅花状布置，间距2×2m。遇岩土破坏地段则适当加密，以确保坡面排水效果。 4.基坑地下水控制 4.1地表水处理 基坑开挖时大气降水和施工用水，采用将场地地面硬化的方式防止地表水下渗。对施工用水，根据现场情况采用有效排水措施，不得让其流入基坑。流入基坑内的水应采用排水沟、集水坑的方式抽排。 4.2上层滞水处理 上层滞水的水量空间不均，局部较大。在基坑开挖前期抽排后，可清除大部分无补给的上层滞水。对有补给的上层滞水采用疏排措施，让其汇集于坑内排水沟后集中抽排。对水量较大地段可查明水源，对其实施堵、排措施。同时在坡面设置泄水孔，让坡体中渗入的水通过泄水孔排出，减小坡体的侧压力。 5.深基坑开挖 本基坑工程包括支护桩施工、冠梁施工、土钉施工、土方开挖、石方开挖等。施工顺序为支护桩及冠梁一基坑分层分段开挖一按设计进行土钉施工一开挖基坑底四周排水明沟一地下室施工并回填：（1）支护桩采用人工挖孔灌注桩。由于上部杂填土直接受地表水和大气降水补给，在施工中应及时根据来水情况采取有力地降排水措施，及时疏排填土中的赋存水。挖孔桩施工时应采取有效的护壁、通风、照明、排水等措施，以保证人身安全及施工的顺利地行；（2）灌注桩排桩应间隔施工且混凝土浇注完毕24小时后，方可施工相邻的桩；（3）保证桩长、桩位、桩径满足设计要求；（4）支护桩、采用钢筋混凝土护壁，护壁圈必须与土体紧密接触；（5）灌注桩钢筋笼的制作、焊接、吊放应符合规范要求。主筋采用双面焊接，焊缝长度为5d。钢筋搭结长度为1.4倍锚固长度。同一截面接头面积不大于25%，且相邻接头错开35d，主筋保护层厚度不小于50mm；（6）灌注桩桩位允许偏差为100mm，垂直度偏差不大于1%；（7）混凝土在浇灌时需严格按其施工工艺施工，保证桩身混凝土质量。拟采用商品混凝土灌注，混凝土应具有和易性和流动性，并满足设计强度以及施工工艺要求；（8）灌注桩施工质量检验主要包括钢筋笼制作及混凝土施工，应符合《地基与基础工程施工质量验收规范》和《建筑桩基技术规范》4的有关规定。支护灌注桩施工结束后，再进行该工程的基础土石方施工。 6.基坑开挖技术要求 （1）根据施工图纸，开挖长度底边41.5m，底边宽度22.8m，上部开挖控制在48m长30m宽。根据地勘报告，土方的范围较小，厚度约3.0m（约为5-7轴交B-D轴段），其它部位是岩石。 （2）土方开挖应充分考虑时空效应，合理利用晴天、分段开挖，应与坑边保护一定的安全距离。 （3）基坑开挖采用反铲挖土、自卸车运土的方式进行。 （4）根据现场实际情况，设置上下基坑通道。拟计划土方开挖运输坡道设置在基坑东侧（地下车库出入口处），表面用砖渣等进行路面硬化。 （5）土方开挖时，由于机械动力大、动载多，应防止施工机械对支护结构造成破坏。 （6）土方开挖过程中，要边挖边防护，对修整的边坡喷射混凝土进行防护。 （7）射混凝土施工：（a）施工工艺流程如下：清理壁面一插筋施工一披挂铁丝网一焊加强筋一喷混凝土一混凝土养护。（b）混凝土表面平整，骨料颁布均匀。自下而上分层喷射，达到初凝后洒水养护。（c）喷射砼材料为42.5Mpa普硅水泥、中砂粒径5-15mm瓜米石，砼强度为C25。（d）喷射作业应分段进行，并要在坡面垂直打入短钢筋作为控制厚度的标志。同一段内应自下而上进行喷射，射流应垂直喷射面，射距宜为0.8-1.5m范围之内。 7.结语 通过此深基坑的施工，我们对深基坑施工支撑防护、开挖注意事项有了一定理解。施工人员需在满足设计要求的前提下，及时引排地下水，确保结构物施工安全。 建筑基础论文:高层建筑基础工程施工质量控制要点 摘 要：随着经济的发展和社会的进步，高层建筑逐渐增多，人们对建筑质量的要求也在不断的提升，基础质量对建筑物的质量和安全起决定作用。因此，应选用合理的施工方法，采取有效的技术措施对基础施工质量进行控制，本文结合实例对高层建筑基础工程施工中常见的问题及质量控制要点进行了阐述。 关键词：高层建筑；基础工程；施工质量；质量控制 引 言 城市化进程的不断加快使的城市用地逐渐紧张，建筑开始朝着高层方向发展，地基工程是高层建筑的基础，施工质量直接影响到整个高层建筑质量。地基和基础都是地下隐蔽工程，一旦发生事故，难以补救，甚至造成灾难性后果。因此，研究高层建筑基础工程常见问题和质量控制要点非常必要。 1 高层建筑基础施工中常见的质量问题及控制措施 1.1 基础轴线位移及控制措施 基础轴线位移是指基础由大放脚砌至室内标高（±0.00）处，其轴线与上部墙体轴线发生错位。基础的轴线位移多发生在建筑工程的内横墙，这将使上部墙体和基础产生偏心压，影响整体结构的受力性能。 控制措施：定位放线时，外墙角处必须设置龙门板，并有相应的保护措施，防止槽边堆土和进行其他作业时碰撞而发生移动。龙门板下设永久性中心桃（打入与地面齐平，四周用混凝土封固），龙门板拉通线时，应先与中心桩核对。横墙轴线不宜采用基槽内排尺法控制，应设置中心桩。 1.2 基础标高偏差及控制措施 当基础砌至室内地平（±0.00）处，常出现标高不在同一水平面。基础标高相关较大时，会影响上层墙体标高的控制。 控制措施：应加强对基础层标高的控制，尽早控制在允许偏差之内。砌筑基础前，应对基层标高普查一遍，局部低凹处可用细石混凝土垫平。基础皮数杆可采用小断面（2×2）cm方术或钢筋制作。使用时，将皮数杆直接夹砌在基础中心位置。 1.3 基础防潮层失效原因及控制措施 防潮层开裂或抹灰不密实，不能有效地阻止地下水分沿基础向上渗透，造成墙体潮湿。外墙受潮后，经盐碱和冻融作用，砖墙表面逐层酥松剥落，影响居住环境美观和结构强度。 控制措施：施工中，防潮层应作为独立的隐蔽工程项目，在整个建筑物基础工程完工后进行操作，24cm墙防潮层下的丁皮砖，应采用满丁砌法。防潮层施工宜安排在基础房心回填后进行，以防填土时对防潮层的破坏。 2 高层建筑基础工程施工质量控制要点实例分析 2.1 工程概况 本工程为某煤集团二矿口1#楼工程，抗震等级为二级，建筑面积27996.8m2，地下一层为人防工程，一层为商用、办公，二层-三十二层为居民住宅。檐高99.45m，总高103.55m。主体采用现浇混凝土剪力墙结构，基础形式分筏板、独立柱基础、桩承台基础和DL，混凝土强度等级为C40，抗渗等级S6，地下室JQ、KZ、Z混凝土强度等级为C40，其中外墙JQ抗渗等级S6，地下室梁、板混凝土强度等级为C35。 2.2 工程质量控制要点 2.2.1 钢筋工程质量控制要点 认真执行本单位质量管理体系中的有关规定，做到层层把关，人人把关，保证工程质量。不允许有不合格产品进入施工现场，进场钢筋外观目测不合格者退，复试不合格者退，施工不合格返。组织职工学习钢筋工程各有关技术规范，使人人了解和掌握规范规定以及质量标准。钢筋上皮保护层厚度的控制，主要是在钢筋加工时开始控制箍筋的外包尺寸要计算和加工准确，检查钢筋的品种规格、数量和所处位置的正确性，检查钢筋的内外及上下关系等正确与否，发现问题及时纠正。 2.2.2 模 板 在模板工程施工时，做到施工前有方案，施工中有措施，做到精心设计，认真验收。根据设计计算，施工时不偷工减料，确保支撑牢固稳定。对支撑模板等材料的选用和使用的规格，间距等有计算，有验算，施工时严格执行施工组织设计，严格施工交底制度，保证模不变形、不跑位、不胀模。在柱、墙、板的接头处，20mm海绵条阻贴或胶带粘贴缝隙。用螺栓或扣件贴紧拧紧，阴阳角、上下层墙、板、柱处的漏浆和上下错台问题。预留洞口的模板，四角设斜撑，中间水平支撑设置足够，确保其几何尺寸，保证不变形。在类似于窗台的预留模板施工时，中间设置排气孔，以便两侧对称浇筑混凝土时，中间被挤出一个气囊，产生窝气后果。外墙与底板交接处禁止设施工缝，将施工缝上，移500mm，并设金属止水带，折角向外迎水。外墙模板锚拉螺栓中心设置金属止水环（100×100×3）两端按墙体厚度尺寸焊接限位卡。模板尽量事业新模，当使用旧模时，先清干净砂浆再经过模板调平整调直，并在不影响结构、装修的前提下满刷脱模剂。模板施工中柱根、梁端预留清扫口，采用冲洗或吹洗方法，保证模板在浇混凝土清扫干净。在模板施工中，凡为方便模板施工需要在钢筋上焊接的，均另附加钢筋，不得在原设计钢筋上有任何焊接。梁板起拱根据规范要求起拱。楼梯踏步模板施工时，事先考虑踏步和休息平台的装饰面厚度，并加以结构调整。梁板底模拆除按规范留同条件养护试块，按规范在平面图上注明拆除的条件，按条件和依据拆除。保证混凝土不缺棱掉角，保证混凝土达到拆除强度。模板质量验收时，沿全长，全高拉通线检查并加以固定，在边打混凝土时，边观察模板有无变形走位，好及时调整模板。立柱、墙模前，在其根部模板下抄平，抹平砂浆，保证砂浆不占用柱墙内尺寸，并紧贴其边线，混凝土打完拆模后把砂浆铲掉，以保证模板不烂根。 2.2.3 混凝土 与商家签订合同前，必须对商家进行生产能力、设备情况、运输能力、原材料质量情况、试验水平、运输距离进行考察。各方面均能满足要求方可签订合同。合同中商家必须对所供商品质量做出承诺。在供应混凝土施工期间，施工单位派专人到生产商品混凝土的厂家，现场监督混凝土搅拌的质量。 混凝土及浇筑质量控制：商家在提供混凝土前先向施工单位提供原材料及外加剂合格证、二次化验单、配合比试验报告。由商家向施工单位提供保证连续供应措施。以及出站时刻、到场时刻、浇筑时刻、浇完时刻的管理签证小票。混凝土进场实行每车必检的检查制度，检查其坍落度及混凝土外观，如发现混凝土不合格，坚决退货。现场每班留置试块三组，一组同条件养护，一组作标准养护，一组控制拆模时间用。混凝土商家必须按台班和批量规定提供混凝土试验报告单。该工程在外剪力墙距底板50cm高处留施工缝一道。施工缝处凿除松动的石子，浮浆并清理干净，浇筑前浇水湿润无明水，并用与混凝土中同比例的水泥沙浆接浆、厚度20mm。 柱高的质量控制：浇注时在柱与梁施工缝以上1m处柱钢筋上做好标志控制柱的浇筑高度，柱的施工缝留在梁下口。浇筑平板及梁时和用柱预留钢筋在距板顶50cm处挂线控制板及梁顶标高。尽量不留施工缝，无法避免时，留在梁板、跨中1/3范围内。浇筑时，技术员认真做好小票管理工作：小票内容：浇筑部位、供应速度、申请浇筑时间、混凝土凝结时间、塌落度情况、混凝土原材料情况、外加剂情况。浇筑人员实行挂牌制，浇捣时人员挂牌落实到部位，落实到具体人。浇捣时不同强度的混凝土先浇捣高标号，后浇捣低标号混凝土，有洞口时对称浇捣，并在中部开设排气孔。混凝土浇捣时，在柱筋上抄测50线，用作混凝土浇筑是控制混凝土浇筑标高的依据，浇筑混凝土的表面先采用拉板压平混凝土表面进行粗压光，在混凝土凝结后，终凝前用拉板在进行二次压光，以消除表面裂缝。 2.2.4 大体积混凝土施工质量控制 本工程基础混凝土施工和顶板混凝土施工属于大体积混凝土施工，同时混凝土施工时处于冬季施工阶段，因此，本工程大体积混凝土施工必须采取以下保证措施：要求商品混凝土搅拌站选用低水化热水泥，尽量减少水泥用量，选用粒径较大级配良好的粗骨料；降低混凝土入模温度，尽量选择在上午10点左右开始浇筑混凝土，混凝土出罐温度必须保证高于15摄氏度，拌制混凝土时要求搅拌站采用低温水拌制；浇筑混凝土时必须分层分段流水施工，严禁一次性浇筑到顶；做好混凝土浇筑完成后的保温工作，浇筑完混凝土后，必须进行二次压面工作，且及时覆盖两层岩棉被保温全封闭包裹，定时观测混凝土内温度变化。 2.2.5 回填土工程质量控制 严格做到分层回填、分层夯实，冬季施工过程中，发现到场的土壤存有冻土时，不得进行回填土施工。 2.2.6 砂浆质量控制措施 冬季施工时砂浆拌制用水，必须经过高温加热后方可使用，且拌制砂浆时必须掺加防冻剂，当天拌制的砂浆必须在当天使用完毕，且砂浆拌制好后，必须在2个小时内使用完，砂浆使用不完必须重新掺和拌制，严禁使用存在硬块或冻块的砂浆进行抹灰或砌筑作业。 2.2.7 防水及保温材料施工 本工程防水采用聚乙烯高分子防水材料，粘贴方式采用水泥掺和胶黏剂拌制粘结材料，而保温材料施工时，主要采用聚合物粘结砂浆和抗裂砂浆。在拌制各种粘结材料和砂浆时，必须用加热后的水进行拌制，所有拌制过程中，必须掺加防冻剂。 3 结束语 综上所述，地基基础对于高层建筑质量和使用功能有着重要的影响，不合理的基础和地基施工的质量问题，往往会导致基础工程质量缺陷与事故。因此，工作人员必须采取多种措施加强对地基基础工程质量的控制。 建筑基础论文:浅析建筑基础工程管理中的质量试验检测技术 摘 要：为了满足市场经济的发展要求，必须进行建筑基础工程整体管理体系的健全，进行新型试验检测方案的应用。文章就建筑基础工程管理过程中的常见问题展开分析，通过对质量试验检测制度的建立健全，有利于质量试验检测技术作用的充分性发挥，为了达到这个目的，必须进行质量试验检测人员及设备的合理化布置，强化试验数据的相关管理措施。 关键词：建筑基础工程；质量试验检测技术；试验检测制度；施工管理；优化策略 1 建筑基础工程管理试验检测的内容 （1）在工程实践中，质量试验检测模块是建筑基础工程管理体系的重要组成部分，在建筑基A工程实践中，其需要消耗一系列的施工材料，在工程造价管理模块，施工材料占据着较大的工程造价比例。为了满足现阶段建筑基础建设的要求，进行材料试验检测体系的健全是必要的，进行工程建设材料的优化选择，确保建筑基础工程整体施工步骤的协调，实现工程成本的有效性降低。 施工材料试验检测合格后，才能进行进场，在这个环节中，需要做好施工现场材料的抽检工作，检测合格后，才能运往现场进行施工。在工程实践中，主要的施工材料包括碎石材料、水泥材料、钢筋材料等，在施工过程中，需要做好施工材料的试验检测工作，避免进行有机质土的使用，进行砂使用类型的选择，进行砂子总空隙率的选择，确保其级配的合理性。在人工轧制碎石模块，需要进行含水率、压碎值、密实度等的控制，满足建筑基础工程日常施工工作的要求。在施工模块中，进行石灰材料试验检测模式的优化是必要的，进行氧化钙及氧化镁含量的控制，进行用量环节的优化，满足实际施工工作的要求。 （2）为了提升建筑基础工程的建设效益，需要做好施工各个工序标准试验结果的分析工作，在开工之前，需要做好施工材料基本性能的试验工作，确保材料满足日常施工工作的要求，实现路基土整体压实模块的开展，确保路基土整体含水量及密实度的控制，实现其配合比模块的优化，通过对科学性方法的选择，进行含水量模块的测试。 在工程实践模块中，为了提升施工效益，进行混凝土基本材料质量状况、粗集料状况、水泥用量状况等配合比的优化配置是必要的，进行恰当强度水泥标号的选择，满足混凝土施工的强度要求。在高温环境下，沥青路面的整体强度比较低，在低温时沥青路面的稳定性比较低，容易出现一系列的混凝土裂缝状况，为了解决这个施工问题，必须进行沥青混合料配合比设计模块的优化，实现其整体密实度及强度的增强。 在沥青混凝土工作技术指标的分析过程中，做好路面稳定性、平实性、强度状况等的测试工作是必要的，这可以进行马歇尔试验法的应用，进行沥青路面空隙率、稳定性等指标的分析，通过对沥青材料饱和度、密度等的测定，进行沥青用量的整体化控制，提升混合料的整体应用性能。 （3）为了提升建筑基础工程的整体质量，进行施工质量跟踪检测方案的优化是必要的，进行实测项目模块、检测方法模块、检测频率模块等的分析，在测量检测环节中，首先进行道路中心线的检测，进行桥涵轴线位置、设计位置偏差状况的分析。在检测模块中，为了实现路面压实度的检测，可以进行灌砂法、环刀法等模式的应用，通过对回弹沉值的分析，进行路面承载能力的表示，弯沉值与承载力呈现反比的关系，弯沉值越小，其整体承载力越大，在这个过程中，需要进行路面弯沉仪的使用，进行各项建筑基础测试参数的检测，提升路面的整体施工质量。 2 试验检测技术方法 （1）通过对试验检测方法的优化，有利于增强建筑基础工程的管理效益，有利于工程质量评定工作的开展，实现工程进度及施工质量的有效控制。这需要做好材料模块的试验检测工作，确保最优化施工材料的选择，在这个过程中，需要进行材料质量水平的科学性评定，进行合格性施工材料的选择，确保工程整体质量的提升。 在工程施工模块，通过对填料、砂石等材料的试验检测，可以得知其是否满足施工技术规范标准的要求，满足施工过程中材料就地取材工作的开展，实现施工成本的有效性控制。通过对试验检测环节的开展，有利于进行新型施工工艺、新技术、新设备、新材料等的应用，实现整体施工进度的控制，实现工程整体质量的增强，通过对试验检测环节的开展，有利于实现材料配合比设计模块的优化，实现配比设计整体经济性的增强。比如在满足设计强度的前提下，进行灰剂量基层配比的优化选择，实现材料选择模块的优化，实现建筑基础成本的有效性控制。 （2）为了达到上述工作目的，必须进行机械组合模块的优化，进行工艺流程的优化选择，在施工模块，通过对科学性试验检测工作的开展，进行科学性施工方案的选择，进行施工工序的合理性安排，进行科学性施工工艺流程的选择。在混凝土施工模块中，通过对试验检测技术方案的更新，有利于为工程提供科学性的配合比设计资料，满足实际施工工作的要求，确保建筑基础混凝土强度的增强，通过对工序质量检测环节的开展，进行工程质量问题的及时发现，通过对相关方法的使用，实现工序质量的增强，实现建筑基础工程各项施工工序的协调。 实践证明，试验检测模块是建筑基础工程施工体系的关键构成部分，通过对试验检测技术的应用，能够实现施工质量的有效性控制及评定。为了满足实际工作的要求，在路基填筑之前，通过对相应试验检测模式的应用，进行土最佳含水量、最大干密度等的选择，在施工模块中，做好原材料、分享工程质量指标等的试验检测工作，提升工程的整体质量。 （3）为了满足现阶段建筑基础工程管理工作的要求，进行试验检测技术体系的健全是必要的，这需要根据建筑基础工程的实际施工状况展开分析，进行相应等级试验检测机构的建立，建立健全试验检测的相关质量保障体系，满足现阶段工程质量检测工作的要求，确保试验检测过程的优化设计。 通过对试验检测工作体系的健全，有利于提升建筑基础工程的整体管理效益，这需要引起相关人员的重视，做好不同等级工作岗位负责制度的建立，做好施工技术文件管理的相关工作，进行工作人员责任的有效性明确及落实，实现工作人员责任意识的增强，实现工程管理环节及工程监督环节的协调，确保其整体分工明确性，这需要进行试验检测工作细则的建立，严格按照工作规范，实现试验检测各个程序模块的协调。 通过对检测人员及检测设备的合理配置，有利于提升建筑基础工程的试验检测质量，这需要根据实际工程状况及工程规模进行中心实验室布置模块及试验室数量选择模块的协调，满足实际施工工作的要求，做好相关工程步骤的及时报告、及时检测工作，为了达到这个目的，需要进行试验检测人员的合理性配置，技术人员必须具备良好的工作素质，需要具备扎实的试验检测知识技能，强化仪器设备的检查工作，确保仪器设备的稳定性工作。 （4）为了满足现阶段建筑基础工程建设的要求，进行试验操作及试验数据管理模块的协调是必要的，做好建筑材料及混合料配合比设计模块的优化，做好试验报告的定期抽检工作，在这个环节中，中心试验室需要展开材料的相关复检工作，强化工程质量检测环节，遵循相应的巡检、抽检等工作原则，做好试验检测数据、管理工作，确保试验检测数据的完整性。 3 结束语 为了满足现阶段建筑基础工程管理工作的要求，进行质量试验检测技术方案体系的健全是必要的，这需要引起相关人员的重视，实现施工环节、材料应用环节、技术环节等的有效性检测管理，提升建筑基础工程的整体施工效益。 建筑基础论文:高层建筑基础施工及地基处理技术发展 摘 要：高层建筑工程的主要特点就是又高又重，正是因为高度与重量的增加，基础结构就必须要具备一定的承重能力，而如何才能够有效的保证基础施工满足基础结构要求，则需要从施工管理与地基处理技术两个方面严格抓起，不但要对施工要求、基础施工影响因素以及相关的施工技术了解，还要结合这些施工要求与标准对相应的地基处理技术进行实际性的改进，提高地基施工水平，本文针对高层建筑基础施工进行分析，并对常用的地基处理技术进一步探讨。 关键词：高层建筑；基础施工；地基处理；施工技术 坚持因地制宜，因施工条件而选择施工技术的原则是保证基础施工技术与施工环境、施工要求相吻合的重要指导思想。在高层建筑工程中，对基础施工的要求更是非常重视，不仅要满足相应的承重能力、抗压能力，还要通过基础的坚固性保证高层建筑的抗强风能力、抗震能力，因此加强对高层建筑工程基础施工的研究非常有必要，目前高层建筑地基处理技术已经有了很多种新方式，并且各有各的应用作用，值得我们再次进入研究。 一、高层建筑基础施工分析 1、高层建筑基础施工要求 对于任何建筑工程来说，基础施工质量与标准对整个建筑结构的稳定性、标准性都有一定的影响，尤其是高层建筑工程中对基础施工的质量要求非常高，高层建筑属于高度较高、上部结构重量较重的建筑工程，因此基础结构必须要具备一定的承受能力与抗压能力，避免下沉、震裂等情况的发生而影响整个高层建筑的稳定性。高层建筑由于高度的增长，所受的风压力也会增加，为了提高高层建筑的抗强风能力，必须要保证建筑结构自身的坚固性。因此对基础施工要提出具有抗压、抗震、坚固特点的要求。 2、基础施工质量影响因素 基础结构设计、施工、检验等环节是最为重要的质量控制环节，任何一个环节若是存在问题都会给高层建筑留下安全隐患，结合目前，高层建筑质量问题的调查与分析，其主要影响因素有：在高层建筑施工期间，相关的勘查、检测等设备不够先进，与施工现场检测要求不相符，包括对材料、设备以及施工标准度的检查也不到位，进而存在一定的质量问题。还有相关的施工技术不到位，对基础施工的重视度不高，针对基础施工缺少相关有效技术的研究，技术人员操作存在错误现象等导致施工质量不达标。更明显的影响因素是施工现场管理混乱，施工工艺错综复杂，施工环境特殊，却没有进行特殊技术处理，导致安全事故发生。 3、高层建筑基础施工技术 （1）桩基施工技术 桩基是地基基础的一种类型，桩基施工技术主要指用于施工地质状况不利的，并且自然基础无法满足建筑强度要求的一种技术类型。传统的混凝土预制桩施工噪声较大，且存在挤土效应等方面的缺陷，这使得桩基础得到了较为广泛的应用。在桩基施工中，灌注桩的应用相对较多，适用范围也相对广泛，可满足不同的承载要求。近年来，随着科学的迅速发展，灌注桩施工技术得到了快速的发展，且积累了诸多施工经验。灌注桩的强度技术指标与预制桩基本相同，桩基承载力的检验一般采用静载试验方式。 （2）基坑支护技术 一般情况下，高层建筑高度均相对较高，再加上建筑基坑较深，大大增加了工程建设与开挖施工的难度。深基础支护能在安全控制的基础上，对深基坑附近的环境加固保护。但在深基础支护过程中，需要全面考虑挡土、支护、防水与监测等因素。在建筑支护结构中，土钉墙体系主要用于低水位的非软土区域，一般采用分层开挖与分层支护方式进行，造价仅为传统支护体系的40%～60%。 二、高层建筑地基常用处理技术分析 1、注浆加固法 注浆加固法主要通过压送设备将有充填性能与胶结性能的浆液材料注入被加固的地基中，以此使土颗粒之间的间隙、土层界面或岩层裂隙内部得到一定的扩散、胶凝或固化，提升地层强度，降低地层渗透性，避免地层变形与托换现象出现的地基处理技术。依据流动浆液体与土层之间的相互作用形式，可将注浆加固法分为渗透注浆、压密注浆及劈裂注浆。 在具体注浆施工中，注浆体一般以多种注浆加固法作用于土体。依据注浆工艺，还可将其分为单管注浆、套管注浆、布袋注浆及埋管注浆，高层建筑地基加固施工一般采用单管注浆与埋管注浆，其中，埋管注浆法主要用于人工挖孔桩、桩端附近软弱地基土层的加固操作。在采用单管注浆法加固处理时，还可采用有效融合微型钢管混凝土桩与注浆法的形式，以提升地基承载力，减少地基变形，改造地基不均匀性。 2、CFG桩复合地基 CFG桩即为水泥粉煤灰碎石桩，主要指在碎石桩基础上加砂、粉煤灰及少量水泥，与水拌合制作而成的具备一定粘结强度的桩。目前已在我国诸多省市得到了良好的推广使用，可用于多层建筑，甚至高于39层的高层建筑，并且还可在民用建筑与工业厂房中使用，能获得明显的经济效益与社会效益。对于CFG桩加固软弱地基加固机理，主要为桩的置换与挤密作用，以及成桩初期的排水效应与其对松散砂土的预震效应。CFG桩复合地基具有操作简单、可调性强、适用范围广、工期短等方面特征。 3、高压旋喷法 高压旋喷法主要是指利用钻机将喷嘴的注浆管钻至土层预定位置之后，采用高压设备将注浆以20～40MPa的高压流从喷嘴中喷射出来，冲击破坏土体，钻杆旋转以一定的速度不断向上提升，将浆液与土粒强制搅拌混合，当浆液出现凝固现象后，会在土中形成一个固结体，从而实现加固地基的目的，提升地基自身的抗剪强度，减小土的变形。高压旋喷主要适用于地基承载力标准值、变形模量较高的地基土、卵石层中软弱夹层的加固。 4、深层水泥搅拌桩 水泥搅拌桩是指采用特殊的搅拌轴轮叶从地面开始逐渐破坏搅拌至工程需要的高度，并将阀门打开，将水泥浆或水泥粉通过搅拌头注入土体，然后利用搅拌头将水泥等固化剂与原土强制搅拌均匀，确保其充分融合，然后发生物理化学反应形成强度较大的、压s性较小的桩体，桩体与桩周土需要共同承担外部荷载，最终形成复合地基。深层水泥搅拌桩通常可分为深层搅拌法与粉体喷搅法两种。水泥土的抗压强度与被加固土体的性质、水泥的标号、外加剂之间存在较为紧密的联系。 5、砂石垫层换填技术 砂石垫层换填技术是指为了实现增强软土地基强度的目的，针对软土地基中砾砂、中砂与粗砂区域强度不足的地区，采取换填工艺进行相对应的操作，一般通过砾砂、石屑、粗砂、碎石、中砂等材料对软土与浮土进行换填操作。在此过程中，需要对具体施工流程进行严格的、全面的控制，主要涉及以下几点： （1）合理调整砂石垫层与砂垫层的地面，确保其处于相同标高处，若其深度方面存在差异，在实际施工时，应当按照先深后浅的操作顺序进行；（2）在分段施工时，需要充分捣实，并且还要将接头部位布设为斜坡。将碎石作为垫层时，需要在基坑的底部铺设一层砂，并用碎石铺设垫层，以避免基坑地面表层软土局部破坏；（3）合理运用插振法、平振法、水撼法、碾压法及夯实法施工工艺铺设操作。 建筑基础论文:浅析房屋建筑基础施工中基坑支护处理技术 摘 要：随着社会的不断发展，城市化进程加快，房屋建筑数量不断增加，尤其是高层建筑，呈现急剧增长的趋势，对基坑支护技术的要求也越来越高。文章立足基坑技术的涵义，对几种基坑支护方式进行了详细的描述，探讨了相关技术处理问题。 关键词：房屋建筑；基础施工；基坑支护处理技术 在城市化推进过程中，建筑行业发展迅速。在工程建筑实际中，工程质量至关重要，对企业的长远发展以及使用者的安全影响深远。深基坑支护技术属于关键性技术，其水平高低与房屋建筑的整体质量息息相关。因此，需要高度重视房屋建筑基础施工中的基坑支护处理技术的研究。 1 对房屋建筑工程基坑支护的全面概述 通常，基坑工程的目的是保障基坑开挖工艺中，地下主体结构的安全性与可靠性，避免对周边环境的损坏，发挥支护手段的维护作用。同时，这一工程还包含了相关基坑施工机械的应用以及降水防水的内容，因此，在工程施工实际中，基坑支护技术彰显复杂性，受到诸多方面因素的影响，例如，土壤的质地、土层的厚度等。具体而言，深基坑应用的环境是开挖深度达到5米，同时，控制在5米以内的范畴，周围地势呈现复杂性。一般而言，基坑面积需要控制在28平方米以下，底边长度较小。在基坑支护结构中，如果具有较好的地质环境，开挖深度较小，可以采取放坡开挖的模式进行操作。 2 对房屋建筑工程基坑支护施工技术的介绍 2.1 对于边坡开挖施工技术的介绍 对于边坡开挖，主要是指按照一定的角度，对基坑周围的维护结构进行边坡施工。这种方案比较简单，但是，需要进行大力的土方挖掘，结合挖方的深度和填方的高度确定边坡大小。对于土方边坡，其形状不同，如直线、梯形、折线等。在进行开挖的时候，一旦遇到较为陡的坡度，坍塌现象极易发生。如果坡度过于平缓，工作量也会增大，整个空间出现极大的浪费现象。这种施工方式比较适合开阔的施工现场环境，同时，具有良好的地质条件。 2.2 对地下连续墙支护技术的介绍 在房屋建筑中，地下连续墙技术应用较为广泛，主要是对钢筋混凝土进行浇筑，形成泥浆护壁，由此构成连续的混凝土墙壁。借助这种结构实现对围护结构的有效保护，也能够支持建筑主体的地面测量。随着建筑行业技术的不断发展，地下连续墙技术不断完善，尤其是面对复杂的施工环境，应用更多。 2.3 对土钉墙技术的介绍 这种技术主要是将天然的土墙进行加固处理，借助粗钢筋或者角钢实现，而后进行混凝土喷射，加添钢丝网，再次进行喷射，形成基坑支护方式，在浅基坑基础施工中应用较多。借助对墙后引发的土的压力的抵制，增强支护的可靠性。这种技术不需要较大的施工场地，装备较为简单，可靠性较强，成本不高，对环境影响小。 3 对房屋建筑工程基坑支护处理问题的分析 3.1 重视深基坑施工前的准备工作 通常，在深基坑施工开始之前，需要对图纸进行全面、详尽地检验，组织人员进行图纸的全面审核，结合图纸实际，与相关主体进行沟通，探讨项目问题，明确各个施工主体的责任范畴。另外，一旦发现图纸存在问题，需要制定合理的解决对策，进行积极提交，只有获取同意之后，才能对图纸问题进行处理。其次，重视整体规划的制定以及目说拿魅贰T谏罨坑施工之前，要制定科学的质量控制方案，对质量目标进行明确。最后，基坑施工方案需要经过专业的研究和分析。 3.2 对土方开挖进行中处理技术的介绍 对于深基坑而言，可以选择分层、分段的方法进行操作，这种方式效果更加明显。深基坑在具体开挖中，结合设计方案，避免整个支护系统发生受力不均衡的问题。在分层开挖的进程中，需要将土方的厚度控制在2米以下的范畴。同时，测量人员需要对土方位置的区域进行实时监测，及时探测深度情况。一旦出现超标准的现象，就会直接增加相关费用成本，甚至对整个工程进度造成阻碍，引发工程延期问题。因此，为了防止出现过度开挖的情况，将深基坑标高设计在200米，同时，开挖的方式为人工。 3.3 对排水和降水问题的分析 对于排水和降水方法的选择，需要结合房屋建筑的实际情况，在开挖之前，主要应用的是明排水的形式。在深基坑开挖之后，比较适合的是轻型井点降水的方式，目的是保证深基坑施工进行中，不会发生积水的问题。另外，深基坑土方施工中，针对积水，主要应用的是赌住和疏通的手段。尽管防渗透措施被安排在深基坑施工之前，但是，积水和渗漏的现象也很难完全避免，一旦发生，需要进行及时、快速的处理。 3.4 重视施工中安全技术防护措施的执行 对于深基坑工程，安全隐患不可避免，因此，要最大限度保证工程整体的安全性。通常，在土方开挖之前，需要相关人员对施工周边环境进行全面、详细的检测，目的是实现对施工过程的有力保护，强化防护的及时性。其次，结合勘测报告以及施工图纸，对施工现场进行边坡设计。再次，在实际操作中，需要实现对土壤的合理、迅速的处理，避免出现土壤堆积的现象，防止阻塞问题的发生。另外，要重视对水管长度的考量，尤其是要避开水管，避免施工对水管产生的损坏。 4 结语 综上，随着建筑行业的不断发展，施工质量要求不断提升，基坑支护技术对房屋建筑起着关键性的作用。因此，要重视基坑支护技术，立足多方面进行质量把控，积极创新，实现技术的不断完善，在根本上促进建筑行业的可持续发展。 作者简介：蒋金龙（1988.07- ），吉林人，吉林东煤建筑基础工程公司。 建筑基础论文:中建六局:所向披靡铸造中国建筑基础设施品牌 中建六局作为中国建筑系统内唯一一家整体向基础设施转型的工程局，在中国建筑战略引领下，敢为人先、敢于亮剑，以坚定的转型意志、清晰的发展思路、扎实的工作举措所向披靡，荣获国家科技进步二等奖、全国高新技术企业、全国优秀施工企业、全国工程质量管理优秀企业、全建筑业先进企业、全国科技创新先进单位、全国信用评价AAA等级、国家级守合同重信用企业以及天津市优秀诚信企业、天津市劳务用工管理先进单位、天津市文明单位等荣誉，为中国建筑打造基础设施品牌做出了积极贡献。 一、聚焦转型、谋篇布局，构建中国建筑基础设施品牌基点 中建六局在发展战略上以担当中国建筑转型重任为目标，在业务结构、区域布局、体系建设等方面进行顶层设计，找准细分市场，确定发力方向，为中国建筑基础设施品牌构建了基点、贡献了力量。 构建业务基点。中建六局在业务结构上，根据市场前景、国家大势和中国建筑转型方向，突出专业化导向，稳步构筑起转型发展的战略支点，逐步构建了以“桥梁、城市轨道交通、铁路”为主，高速公路、市政工程多点开花的基础设施发展格局。目前，中建六局已培育桥梁、地铁、铁路、市政、科技等5大基础设施专业化公司。在桥梁领域，中建六局承建桥梁230多座，总里程达300多公里，实现了斜拉桥、悬索桥、梁式桥、拱式桥等四大现代结构类型桥梁的全覆盖，足迹遍布长江、黄河等七大水系和公、铁、轨等全部基础设施领域，跻身国内一流桥梁建造企业行列；在铁路领域，中建六局目前修建的铁路里程已达420余公里，占中建股份铁路业务的三分之一；在城市轨道交通领域，中建六局助推中国建筑成功进入天津轨道交通市场，重庆轨道交通5号线项目线上轨道施工填补了中国建筑轨道施工业绩空白；在综合管廊领域，中建六局目前在建综合管廊工程超过40公里，约占中建股份管廊业务的三分之一。 构建区域基点。中建六局在区域布局上，坚持立足国内、纵贯全球。在国内，中建六局培育了京津冀、东北、西南、华东等基础设施业务主产区，实现了市场的持续滚动发展，并以其卓越的项目履约管理品质，在天津、河北、湖北、内蒙、江苏、海南等多地构建良好社会口碑。在海外，中建六局继出色建造刚果（布）1号公路钢结构桥梁群体工程后，承接文莱历史上最大的基础设施项目――淡布隆跨海大桥，并依托文莱、刚果（布）等在施项目，在非洲、中东、东南亚、斯里兰卡、哈萨克斯坦、玻利维亚、蒙古等国家和地区广泛布局，不断打响中国建筑基础设施海外品牌。 构建管理基点。中建六局在体系建设上，通过流程再造、管理升级，建立了严密高效的基础设施管控体系；通过外引内塑、增量提质，构建了结构优良的基础设施人才体系。凭借扎实的体系建设，中建六局已形成超强的履约能力和精细化成本控制能力，积累了基础设施大发展、大跨越的差异化领先优势，在天津地铁6号线、哈佳铁路等项目上代表股份公司作为管理责任主体。“十二五”末，中建六局基础设施业务营业收入已占据主营业务收入的半壁江山，利润贡献已达到60%。 二、攻坚克难、培育优势，塑造中国建筑基础设施品牌形象 中建六局在桥梁、城市轨道交通、铁路等基础设施领域攻坚克难，成为建筑记录的创造者、施工速度的领跑者、核心技术的占有者、工程品质的佼佼者，逐步打造了核心竞争力和独特优势，塑造了中国建筑基础设施业务鲜明的品牌形象。 建筑纪录的创造者。中建六局接连承建北方地区第一大跨度变截面预应力连续梁桥――天津中央大道永定新河特大桥，渤海湾第一座跨海桥梁――唐山青龙河跨海大桥，中国第一座采用天鹅型钢箱主塔斜拉桥――辽宁盘锦内湖东桥，世界第一大跨径空间索面组合梁自锚式悬索桥――松原天河大桥，世界最长最高空间索面玻璃桥――张家界大峡谷玻璃桥，创世界四项第一的转体施工斜拉桥――福建龙岩大桥，世界最大角度V型墩连续梁桥――天津蓟汕高速海河特大桥，世界最大的无轴式摩天轮大桥――山东潍坊白浪河大桥，全球首条环岛高铁――海南西环铁路等一大批国内领先、世界知名的“高、大、精、尖”基础设施工程，创造十多项中国纪录乃至世界纪录。在中建系统，中建六局更是承建了中国建筑首座跨长江大桥――重庆鼎山长江大桥，中国建筑第一座跨长江特大型地锚式悬索桥――重庆几江长江大桥，中国建筑第一座跨海桥梁――唐山青龙河跨海大桥，中国建筑第一座跨主河流域桥梁――吉林江湾大桥，中国建筑首座采用竖向转体施工的拱桥――辽宁盘锦内湖中桥，中国建筑首次采用斜拉扣挂工法施工桥梁――刚果（布）1号公路钢拱桥，中国建筑首条戈壁铁路和首条超过一百公里的铁路――额哈铁路、中国建筑首条超过一百公里的高速公路――鹤大高速等中建系统“首个”基础设施项目，创造十多项中建记录。 施工速度的领跑者。天津地铁6号线徐庄子站盾构施工，连续16日每天掘进14环，创造了天津市轨道交通建设史上的“六局速度”，用实力征服2192米天津在施最长盾构区间。额哈铁路在无水、无电、无路、无通讯、无人烟的极端恶劣环境下，提前25天完工施工任务，创造单月产值2亿元的中国建筑铁路施工记录，被铁总领导赞誉为“中建近年来施工速度最快的铁路项目”。海南四环铁路在中建股份指挥部组织的劳动竞赛中屡次获得第一名，施工进度在全线始终保持领先，其中，全线头号控制性工程及单口掘进最长隧道――青岭隧道，提前7天实现全线贯通。京新高速（阿盟境内）临白段累计获得业主奖励300余万元，在多次全线评比中斩获第一名。武汉南四环项目作为湖北省最宽的高速公路环线组成部分，在全线率先完成五个首件的施工――首个桩基、首个承台、首个墩柱、首片连续梁、首片预制箱梁。凭借优质履约能力，中建六局基础设施项目在业主组织的各类劳动竞赛中，获得奖金达千万元，在与传统老牌基础设施劲旅同台竞技中强势出击，塑造了中国建筑基础设施业务“敢打硬仗、善打硬仗”的品牌形象。 核心技术的占有者。中建六局构建了以专业化公司为核心，技术中心、博士后科研站和BIM团队为保障的专业化队伍，“十二五”期间，中建六局共承担了 19 项省部级科研课题，获得国家科技进步奖二等奖 2 项，省部级科学技术奖 76 项，国家级施工工法 10 个，省部级施工工法 139 个，局级施工工法 300 余项，主编行业标准 3 项，参编国家、行业和地方标准 16 项，撰写或参与撰写专著和手册 20 余部， 30 项成果通过鉴定，其中 1 项成果整体达到国际领先水平，18 项成果整体达到国际先进水平，编制了中国建筑桥梁技术施工手册。张家界大峡谷玻璃桥项目创造十项“世界之最”，被誉为世界桥梁建造的典范；重庆鼎山长江大桥项目一举攻克宝塔型超高曲线混凝土桥塔施工、空间钢桁梁悬臂施工、空间钢桁架节点螺栓定位及安装等十二项技术难题，发明了1000吨级水平预顶力顶推装置等建桥装备，创造了主塔施工一天一米的奇迹；中建六局参与研制并应用全国第一台全工况流动式架桥机，实现架桥机提、运、架梁一体穿过隧道施工，填补了国际空白，极大促进了我国高铁桥梁建造技术的进步；天津地铁6号线自开工以来，累计申报专利76项，开创了中国建筑单个基础设施项目获取专利成果数量的最高纪录。 工程品质的佼佼者。大庆萨环东路立交桥、吉林松原第二松花江大桥、重庆鼎山长江大桥，先后荣获鲁班奖，分别问鼎中国建筑第一项市政桥梁鲁班奖、中国建筑第一项主河流域桥梁鲁班奖和中国建筑第一座跨L江桥梁鲁班奖，中建六局以6项基础设施项目鲁班奖成为中国建筑系统基础设施建设的引领单位。中建六局在天津市、湖北省公路工程施工企业信用评价中均荣获最高等级“AA”，并均位居中建系统首位，成为中国建筑在当地公路施工领域的“品质代言人”。鹤大高速作为中国建筑在施里程最长高速公路项目，连续两年超额完成业主指标计划，被列为“第四批全国建筑业绿色施工示范工程”，成为全国为数不多的“双示范项目”。天津地铁6号线项目在检查考评中一路领先，特别是2016年第一季度在天津市在建轨道交通项目42个施工标段综合考评中，中建六局获得第一名。天津蓟汕高速项目连续两年质量考评和安全考评均获第一名，助推中建六局在天津市公路市场信誉评价升至最高评级AA级，提升了中国建筑公路建设在天津市的品牌影响力。徐州轨道交通1号线7标项目在各项检查中始终位居前列，成为徐州市轨道交通类首批通过市级标准化文明示范工地验收的项目。唐曹铁路项目多次获得中建股份综合考评第一名，在业主唐曹铁路公司2016年第一季度综合考评中，获全线综合考评第一名，同时获得全线“标准化工区”荣誉称号，进一步提升了中国建筑在河北地区基础设施业务的品牌影响力。 三、多维展示、立体传播，放大中国建筑基础设施品牌影响 中建六局立足品牌战略，积极拓展品牌传播路径，通过多维展示、立体传播，不断放大中国建筑基础设施品牌影响，有力彰显中国建筑转型升级成果以及融入国计民生、担当社会责任的央企风采。 放大行业影响力。中建六局积极承办和参加业内高端会议，提高业内知名度。比如，承办全国桥梁技术交流会，并在会上对中国建筑10多项桥梁技术最新研究成果进行了分享交流，改写了这个桥梁技术界顶级盛会的承办权一直都被中铁、中交等国内老牌桥梁施工企业把持的历史，同时充分展示了中国建筑桥梁建设成就；受邀参加国际桥梁届顶级学术会议――国际桥协广州学术会议和第22届全国桥梁学术会议，并在会上介绍了中国建筑桥梁技术成果，极大提高了中国建筑在桥梁建造学术领域的国际知名度。 放大区域影响力。中建六局以重大基础设施项目为切入点，做好诚信履约、品质保障，同时借助民生工程具有的高关注度，与地方媒体和公众进行互动，提高区域影响力，谋求滚动发展。比如，天津地铁6号线项目，作为中国建筑进入天津轨道交通市场的开山之作，以及天津市备受关注的重点民生工程，始终坚持优质履约，在天津地铁施工企业年度考核评价中名列前茅，为中国建筑获得后续天津地铁项目投标加1分的优势，同时注重与公众互动，定期开展媒体开放日、市民体验日，广受地方媒体和市民好评，为后续项目的承接奠定了坚实基础。此外，中建六局凭借一大批重点基础设施项目的优质履约和对外展示，在重庆相继承建鼎山长江大桥、几江长江大桥、红岩村嘉陵江大桥、轨道交通延长线跳蹬至江津段等近百亿工程，在武汉相继承建西四环、南四环、北四环等项目，全程参建武汉四环线，在松原相继承建松原二桥、三桥，实现了在重点区域的滚动发展。 放大社会影响力。中建六局紧跟国家战略导向，顺势而为，借势发力，将中国建筑基础设施品牌形象不断放大。比如，积极融入“一带一路”战略，承建额哈铁路、哈佳铁路、海西铁路、京新高速、乌市高铁站等项目，得到社会的广泛关注，尤其是中央电视台《新闻联播》以“一带一路、共建繁荣”为主题，对中建六局乌市高铁站项目进行重点报道，有力彰显了中国建筑担当国家使命的主力军风采。在国家将地下综合管廊建设作为“十三五”大力推进的城建改造方向时，中建六局迅速相应、及时布局，在六盘水、沈阳、三亚、包头等地斩获城市管廊项目，在管廊建设业务和中建系统占得了先机，向社会展示了中国建筑“拓展幸福空间”的企业使命。 放大国际影响力。中建六局将具有国际影响力的重大基础设施项目作为品牌传播中的重大“战场”和吸引公众关注的“磁场”，锁定重大节点进行对外展示，使得中国建筑基础设施品牌形象蜚声海外。比如，创造十项世界之最的张家界大峡谷玻璃桥，开工伊始就备受各方关注，世界蹦极之父、吉尼斯世界纪录中国区总裁都对大桥的建造密切关注，亲自到现场进行考察。包括美国CNN、英国路透社、CCTV 10、世界大桥网等媒体纷纷报道并称赞张家界大峡谷玻璃桥是“世界桥梁建造史上的一个典范”，入选“全球11座新建最壮观大桥”。国内外4 0多家媒体到现场采访，对大桥建设情况进行深度挖掘，集中报道，实现了宣传的叠加效应。同时，突出的品牌优势，赢得四川、山西、河北、河南等多个大型景区拟建玻璃桥投资者的高度关注和主动对接，为企业带来巨大的市场拓展空间。 山水中国，征程漫漫。中建六局将在中国建筑战略引领下，以改革创新为动力，进一步做大做强具有核心竞争能力的桥梁、城市轨道交通、铁路三条基础设施业务线，倾力打造中国建筑基础设施旗舰工程局，为中国建筑塑造基础设施品牌、深化转型升级，提供坚实支撑，做出更大贡献！ 建筑基础论文:高层建筑基础设计方案优化 摘要:无论从城市整体的现代化规划还是从人们的空间需求,高层建筑都满足了视觉景观上的宏伟,也提高了有限地面面积的空间利用率。高层建筑地基基础设计是决定高层建筑安全性与稳定性的关键,也是高层建筑结构得以保证的根本。 关键词:高层建筑;基础设计;优化 1高层建筑地基基础设计的主要依据和基本要求 1.1 主要依据高层建筑的地基基础设计受很多因素的影响,地面土质结构和地下的岩土成分等是外部的基本条件;建筑本身的层高、地下室层数和建筑的内部结构对地基的压迫程度是建筑自身对地基基础的限制条件;此外,相关的抗震要求等对基础设计提出了更高的要求。依据以上的各种因素,再结合工程设计的造价总体规划,对地基基础进行全面的科学评估,从而得出地基设计的基本数据。 1.2 基本要求与普通的多层建筑设计相比,由于影响高层建筑地基基础因素较多,所以设计过程中需要考虑的设计要求也相对复杂。地基的牢固性、建筑结构的稳定性与抗震性、地基竖向的承载力与横向的抗滑移、地基的沉降指数、地基土层的抗压能力和地基压力变形范围等,都是对地基基础设计的基本要求。因此,在地基基础设计过程中,不仅要考虑建筑外观设计概念上的要求,更重要的是地面条件和建筑本身结构对高层建筑提出的具体客观要求。随着现代模拟技术与勘测技术的不断成熟,为高层建筑设计提供了设计方案反复模拟、修改的便利条件和可靠的数据,以满足高层建筑最基本的安全性要求。 2高层建筑地基基础计算的模型 根据我国城市地质的分布情况,很多软土、湿陷性黄土和液化土很多都穿插在城市建设带上,从而在客观条件上对高层建筑的基础设计提出了更高的要求和难题。尤其在高层建筑设计规范还没有形成统一的情况下,加上结构工程师水平的差异与计算模型的多样化,很难凭借个人的经验和能力做出地质参数的精确计算,使得地基基础的计算质量受到较大的影响。 就目前高层建筑地基基础计算的模型工具来看,文克尔模型与弹性半无限体模型是最常用的两种计算模型。前者针对基底反力与变形的线性关系,进行系数计算,工程师接受度较高。后者将地基视为弹性连续介质,考虑到图的扩散能力,但由于计算相对复杂,在实际应用上受到了一定的限制。但需要提出的是在通常情况下,尽管地基受到重力荷载的影响仍可以被视作弹性匀质体,但对于特殊的软土质结构,在建筑上部的荷载压力下,地基会产生一定的变形,不适合再按照静态来分析受力状况。上述的两种计算模型显然都具有不足之处,不能够承担科学合理的计算要求,为此,新计算模型的研究和开发是解决现阶段地基基础计算偏差的主要手段,经过大量的实践与反复论证,弦线模量法更适合地基变形与黄土的湿陷计算,是目前设计师普遍认可的特殊土质上的高层建筑地基基础计算模型。 3高层建筑地基基础方案的优选 3.1 沉降缝的设置沉降缝是为防止建筑物各部分由于地基不均匀沉降引起房屋破坏所设置的垂直缝称为沉降缝。当建筑物建造在不同土质的地基上,或建筑物相邻部分的高度、荷载和结构形式差别较大时,为了防止建筑物出现不均匀沉降引起错动或开裂,通常在差异处设施垂直缝隙,将建筑物分割成若干个独立单元。但高层建筑的工程实践效果表明,高层建筑基础却不适合设置沉降缝。沉降缝的设置将对地下室在土层中的嵌固作用产生一定的影响,再加上高层建筑本身对地下室的结构压力,会使建筑的地基基础设计更加复杂,并造成额外的压力负担,不利于高层建筑的稳定性。 3.2 高层建筑地下空间的利用高层建筑一般需要相应的地下深埋基础,经过精确的地质勘测和基础设计计算后,才能确定地下深埋的程度。对地下空间的利用,可以提高基础工程的利用率和提高建筑整体的收益效果和使用功能。城市的现代化加速了私家车的购买力增长,地面空间已经越不能够解决车辆的停放需求,地下停车场的开发和使用,不但解决了城市建设问题也提高了高层建筑地下空间的利用率。此外根据地下土质结构的特点,还可以将地下空间用来安置人防设施和建筑内部的机房等。对地下空间的合理利用是高层建筑价值增值的有效手段之一。 3.3 高层建筑基础方案的优化选择考虑到城市所在地区的地质状况的不同,各城市高层建筑的地基承载力也存在着差异,因此基础设计的方案也不尽相同。基础设计方式如何选择,就需要根据实地的需要来决定,例如上海、天津等地质条件较差的地区高层建筑多采用造价高昂的桩筏,而北京、广州等地质条件稍好的地区高层建筑多选用相对经济些的筏基。当然,在地基条件较好的山区如重庆,甚至高层建筑可以采用很经济的独立基础。可见,地质条件很大程度上决定了建筑基础的方案。现代的计算机模拟技术可以提供高层建筑多个设计方案的模拟结果,从而使设计师可以从中选择最优方案。 基础方案的优选,无论是经济效益还是社会效益都是相当显著的。 4结语 高层建筑地基基础方案的优化,首先要以精确的地质勘查数据为基础,地质状况是决定高层建筑地基的主要因素,其次,要考虑建筑结构本身的承载力要求,建筑的竖向压力对地基产生的影响等。对同一建筑来讲,不同的地基选择代表着不同的工程造价标准,要在满足高层建筑安全性和稳定性的条件下,甄选适合造价预算的最优地基基础设计,从而获得较高的经济效益。因此,一个优化的地基基础设计方案,要具有高度的可靠性和科学性,从技术的支持到材料的使用的考虑都要面面俱到。在吸取其他高层建筑成功设计的基础上,也要总结经验和教训,不断完善现有的地基基础设计方法,满足不算增长的高层建筑复杂的地基设计需求。 建筑基础论文:提高建筑基础工程施工质量措施探讨 摘要:基础工程施工质量的好坏,将直接影响建筑物的使用和功能。本文对如何提高建筑基础工程进行了分析探讨,并提出了几种常见基础的施工质量控制措施。 关键词:建筑基础工程;施工质量;质量通病;质量控制 0引言 基础是位于建筑物最下部的构件,承受着建筑物的全部荷载,并将这些荷载传递给地基。建筑基础工程属于地下隐蔽工程,在建筑工程竣工后,难以检查基础的施工质量。若建筑基础工程出现质量问题,将会导致整个建筑沉降、偏斜,甚至引发难以补救的重大安全事故,造成灾难性后果。因此,建筑基础工程施工质量,已成为保证整个建筑工程质量的重点,采取何种措施来提高建筑基础工程的施工质量,也成为当前许多建筑工程从业人士所共同关注的问题。 1提高建筑基础工程施工质量的措施 1.1 严把材料、构件和设备质量关,实施责任到人制材料、构件和设备质量的好坏,直接影响到建筑基础工程的施工质量。因此,在基础工程施工中,应严把材料、构件和设备质量关,以提高建筑基础工程的施工质量。材料使用前严格遵守“先检后用”的原则,做到责任到人,以方便管理。 1.2 合理组织施工,加强施工管理合理组织施工,施工方案和技术指导要兼顾彼此的问题,特别是各工种间的互相协调配合问题。要加强对搅拌站和计量器具的管理,严格按照规定的搅拌管理制度进行操作和控制,对所有材料都要采用重量比,并计量准确;对有试配要求的砂浆、混凝土等,必须先进行试配,调整合格后方可按确定的配比进行施工。 1.3 避免质量通病的发生,消灭安全隐患建筑基础工程施工中,基础轴线位移、基础标高误差和基础防潮层失效等,均为施工中常见的质量问题。若要提高基础工程的施工质量,首先应避免这些质量通病的发生。①基础轴线位移。基础轴线位移是指基础的轴线与上部墙体的轴线发生错位的现象,这样会导致上部墙体和基础产生偏心压,影响整体结构的受力性能。大放脚收分寸掌握不准确、施工人员错误操作或控制桩保护不力等原因,均会造成基础轴线位移。因此,在进行基础工程的施工之前,应加强对施工人员的相关技术培训和责任心的培养,避免由于技术不熟练和操作时疏忽大意导致轴线发生位移;在定位放线时,必须在外墙角处设置龙门板,采取一定的保护措施,以防止槽边堆土和车辆碰撞导致控制桩发生移动。②基础标高误差。基础砌筑至室内地平时,常会出现标高不在同一水平面上的情况,当偏差较大时,会加大上层墙体标高控制的难度,影响建筑物的施工质量。应加强对基础层标高的控制,尽早控制在允许偏差之内。砌筑基础前,应对基层标高普查一遍,局部低凹处可用细石混凝土垫平;采用基础外侧皮数检查标高时,应配以水准尺校对水平;宽大基础放大脚的砌筑,应采用双面挂线,保持横向水平;砌筑填芯砖应采取小面积铺灰,随铺随砌,顶面不应高于外侧跟线砖的高度。③基础防潮层失效。防潮层开裂或抹灰不密实,会导致砖墙表面逐层酥松剥落,影响居住环境美观和结构强度。因此在施工中,应将防潮层作为一个独立的工程项目,在整个基础工程完工后再施工,防潮层施工宜安排在基础房心回填后进行,以防填土时对防潮层的破坏;防潮层砂浆和混凝土中禁止掺盐,在无保温条件下,不应进行冬季施工。 2几种常见基础的施工质量控制 条形基础、钢筋混凝土筏板基础和桩基础等,是建筑工程中比较常见的几种基础。控制好基础的施工质量,是提高基础施工质量的关键。 2.1 条形基础、筏板基础的施工质量控制在地基验槽完成后,应将表层的浮土及扰动土清除掉,基槽内不得有积水,施工基础垫层时必须测定水平标高,分层控制各层的厚度;混凝土垫层分段施工时,应做好接头处理,避免接头和混凝土垫层表面缺浆少浆现象的发生,振捣必须密实,使表面平整;施工中使用的钢筋必须符合相关标准的规定,当基础高度在900mm以内时,插筋伸至基础底部的钢筋网片,并在端部做成直弯钩;当基础高度较大时,位于柱子四角的插筋应伸到基础底部,其余钢筋只须伸至锚固长度即可。施工木模板时,应使用架子管或方木对模板加固,禁止重物冲击,以确保模板的牢固性和密实性;侧面模板在混凝土强度能保证其棱角不因拆模板而受损坏时方可拆模,应从一侧按顺序拆除,不得采用大锤砸或撬棍乱撬,以免造成混凝土棱角破坏。在开始浇筑混凝土时,应先满铺一层5~10cm厚的混凝土并捣实,使柱子插筋下段和钢筋网片的位置基本固定,然后对称浇筑;经常观察模板、支架、螺栓、预留孔洞和管有无走动情况,若发现有变形、走动或位移时,立即停止浇筑并及时修整和加固模板,然后再继续浇筑;已浇筑完的混凝土,常温下应在12h左右覆盖和浇水,一般常温养护不得少于7昼夜,特种混凝土养护不得少于14昼夜。 2.2 桩基础的施工质量控制①确保材料的质量。对成桩的主要材料,如钢筋、水泥、石子、砂等,应根据各材料的试验标准严控控制其质量。对于采用商品混凝土的施工工地,应按商品混凝土进场的控制标准进行控制,保证原材料质量的合格。②保证钻孔的施工质量。在钻孔施工前,应复核该钻孔桩位及标高的准确性,检测终孔的孔深、孔径、孔斜度及二次清孔后的沉浆密度、沉渣厚度。当持力层深度不能满足设计要求时,可以适当加深0.5~1.5m,以保证桩基础满足设计承载力的要求。③确保钢筋笼的质量。分段制作的钢筋笼,其长度应以钢筋的定长为宜,且不宜短于6m,连接时50%的钢筋接头应错开焊接,并保证两钢筋轴心在一条直线上。 2.3 机械的使用和管理机械的合理使用可有效地提高工程施工的进度,而且对质量也有所保证。为了满足社会化大生产,施工的机械及自动化室必不可少的,施工时一定要机械化,有助于加快施工的进度,节约施工成本,也可减少人员在施工时的安全隐患等。 3结束语 提高建筑基础工程的施工质量是提高整个建筑施工质量的关键。若要从根本提高建筑基础工程的施工质量,应做到如下几点:严把材料、构件和设备质量关,实施责任到人制;合理组织施工,加强施工管理;避免质量通病的发生,消灭安全隐患。同时对于不同形式的基础,还应根据实际情况采取不同的措施,以更加有效地提高建筑基础工程施工质量。 建筑基础论文:对土木建筑基础施工的探究 [摘 要]随着科学技术的不断进步，社会经济的快速发展，我国建筑行业得到了很大发展，建筑行业已经成为我国国民经济的重要组成支柱，对于建筑行业讲，理论知识固然非常重要，但是施工方面也是整个过程中非常重要的一环。本文主要针对我国土木建筑的基础施工来进行分析，首先介绍了基础施工的主要内容，进而根据具体的内容进行了详细分析，最后提出了我国土木建筑基础施工管理提高的建议，以供有关单位参考、借鉴。 [关键词]土木建筑；基础施工 引言 土木建筑基础施工的主要内容就是各类工程的基础部分工程施工，一般是工程的下部，还有就是土石方工程的施工。一般桩基础、墩基础属于下部基础施工，沉井基础、沉箱基础和地下连续墙的施工属于深层基础施工。这类施工其施工技术复杂、造价较高、工期较长，同时也具有很多优点，如承载力高、变形较小、稳定性好等。一般的土方工程包括场地平整、基坑及管沟开挖、地坪填土及基坑回填等。 一、桩基础和墩基础施工 1、对桩基础施工的分析 灌注桩法和预制桩法是桩基础施工的两大类方法。灌注桩的施工主要工序是成孔及灌注混凝土。而预制的施工主要有压入法、锤击法、振动法、射水法。压入法沉桩无噪声、无振动、成本低，常用压桩机有80吨及120吨两种。锤击法是在桩基施工中采用最常用的沉桩方法。以锤的冲击能量克服土对桩的阻力，使桩沉到预定深度。通常适合在硬塑、软塑黏性土。在用于砂土或碎石土有困难时，要辅以钻孔法及水冲法。常用桩锤有蒸汽锤、柴油锤。为锤击、振动两种沉桩方法提供辅助作用的方法是射水法。 2、对墩基础施工的分析 我国对墩基础的施工一般采用人工开挖。人工开挖为避免塌方导致事故，需制作钢筋混凝土护壁，每开挖一段，浇筑一段护壁，不然需对每一墩身事先施工围护，之后才能开挖。我国对墩基础实施人工开挖又被称为大直径人工挖孔桩。直径在lm-5m之间，多为一柱一墩。墩身直径大，强度和深度都很大，多穿过深厚的软土层直接支承在岩石或密实土层下。 二、土石方工程施工分析 土石方工程施工主要分为土壁支撑施工、土方边坡施工以及基坑施工。在场地狭小地段施工时，无条件放坡，需要采用支撑放坡。对于基坑的施工要注意基坑的排水与降水。在地下水位较高的透水土层中进行基坑开挖施工，因其坑内外的水位差较大，可能出现潜蚀、流砂、管涌、突涌等渗透破坏现象，造成边坡或基坑坑壁失稳。为确保施工安全，一定要对地下水进行有效地处治。 1、轻式型井点降水处理法 轻式型井点法是在拟建工程的基坑四周埋设能渗水的井点管。井点排列为线状或环状，看基坑形状确定，间距为0.8m-2.4m，并与集水总管用螺纹胶管或塑料管连接，总管与真空泵或射流泵连接。 2、电渗井点降水处理法 电渗井点降水是运用轻型井点和喷射井点的井点管作阴极，在土中埋设金属棒为阳极，在电动势作用下构成电渗井点抽水系统。在接通直流电后，在电场作用下，土中的带正电荷的水分子从正极流向负极，带负电荷的黏土微粒向阳极方向移动，通过电渗和真空抽吸的双重作用，强制黏性土中的水向井点管汇集，由井点管汲取排出，使地下水水位逐渐下降。 3、明沟排水降水处理法 在开挖基坑内（或外）设置排水沟，并按地下水量的大小，每隔20m-40m设置一个集水井，基坑内的积水及地层中渗出的水经排水沟流向集水井，再用水泵把集水井中的水抽出，使基坑保持干燥，这种方法施工简便，成本较低，所以，应用比较广泛。 4、喷射井点降水处理法 这是运用循环高速水流出现的负压将地下水吸出。井点管分内管、外管，高压离心泵输出的高压循环水流从内、外管间隙流到管底，从内管四周的进水孔流入，再经喷嘴喷到混合室。因其喷嘴处的断面缩小，喷射水流速加快（一般流速高达30m/s以上），高速水流喷射之后，在喷嘴喷射出水柱的周围形成负压区。四周的地下水经滤管被吸入、经混合、扩散后随循环水流从内管进入水箱。喷射井点间距通常为2m-3m，每套井点总管数要控制在30根左右。在井点管安装结束后，要进行试抽，及时消除漏气和“死井”。井点孔口地面以下0.5m～1.0m深度要采用黏土进行封口。 三、深基础施工 1、对地下连续墙的施工分析 当施工条件较为困难的时候一般是运用地下连续墙的施工，其工程质量在施工期间难以直接用眼睛观察，若出现质量事故其返工处理非常困难。 2、对沉井与沉箱基础施工的分析 首先，施工中要在地面浇筑井筒，在筒内挖土使其下沉。如果是在深水中，先在岸边筑好井筒，并加做临时的底板，浮运到预定的下沉位置后，拆除底板使其下沉。 其次，当沉到预定深度后，用混凝土填实井内部，作为构筑物的基础；或只在底部浇筑钢筋混凝土底板。 再次，对沉箱的施工，在施工时借助输入工作室的压缩空气，以阻止地下水的渗入，方便工人进入室内挖土，限制下沉深度和工人在室内连续工作的时间。 最后，沉井主要有刃脚、井壁、横梁、封底等几部分。在通常情况下，沉井下沉的施工主要分为：下沉前的准备、沉井下沉、接长井壁、沉井封底等阶段。？？ 四、土木建筑结构工程施工分析 1、钢筋混凝土 （1）模板 模板是混凝土成型的模具，要求它能够保证准确的结构构件形状和尺寸，具有在浇筑流态混凝土时有足够的强度和刚度，并且拆装方便，能多次使用。 （2）钢筋 一般包括钢筋的冷加工、成型、绑扎安装；以及钢筋的连接等。直条钢筋的长度一般只有9m-12m，若构件的长度不小于12m时，就要进行钢筋的连接，钢筋连接的方式，一是绑扎搭接连接、二是焊接连接、三是机械连接。？？ （3）混凝土 要保证浇灌混凝土的匀质性和振捣的密实性，这是确保工程质量的关键。混凝土浇筑要分层进行，使得混凝土可振捣密实。在下层混凝土凝结前，上层混凝土要浇筑振捣完毕。 2、砌筑工程施工 砌筑工程使用材料一般是砖、石或砌块及起黏结作用的砂浆。砌筑砂浆有水泥砂浆、石灰砂浆和混合砂浆。建筑用脚手架是砌筑过程中堆放材料和工人进行操作的临时性设施。根据搭设位置分为外脚手架和里脚手架两类。按材料可分为木脚手架和金属脚手架。 五、提高土木建筑基础施工管理的建议 1、对施工材料进行严格把关 没有原材料质量的保证，工程质量势必走向劣质。为此，在施工管理中，必须将材料的质量和性能作为管理的重中之重，从材料计划的编制、采购到进场后的验收、复检等诸多环节，都必须进行严格的限制和管理。 2、提高土木工程施工监理水平 通过严格的岗位责任和健全的规章制度来约束现场监理人员和操作人员，严肃工作纪律，堵塞管理漏洞。要不断改进施工机具和作业手段，重视现场职工生活，改善现场作业环境。企业要从现场文明施工抓起，做了对“脏、乱、差”施工现场的整顿工作。同时工程监理应当在项目的科研、设计、施工等等方面多层次、全方位的对工程监理。 3、对土木工程的施工人员进行业务培训，提高其综合素质 由于土木工程一种庞大复杂的操作施工过程，其中无论是先进的设备还是纯人力劳动，手工操作都是其中最为重要的一部分，但是，由于我国建筑业起步发展时间晚，对技术人员的系统培训尚不够完善，手工操作人员的手工操作能力相对而言有着很大的差距，操作不熟练，操作失误多，不利于整个工程项目的质量保证。因此，要加强对施工员工的培训，提高其操作的熟练程度，严格执行操控标准，提高操作效率，保证整个项目实施中的技术水准。 建筑基础论文:高层建筑基础施工及地基处理技术现状及发展趋势 摘要：随着经济水平的提高，带动了我国建筑行业的发展，在城市进程不断加快的形势下，大量的高层不断涌现。地基基础是建筑的根基，是保障建筑工程质量的重要施工项目。其施工技术水平的高低将对建筑工程使用年限等造成极大的影响。本文就高层建筑基础施工要点及地基处理技术方面展开简要的探讨。 关键词：高层建筑；基础施工；地基处理 一、高层建筑基础施工要点 （1）场地的平整处理 加强对施工场地进行夯实和平整处理，加强桩的质量控制，防止木桩在施工过程中出现断裂、弯曲等现象，影响施工质量。另外，加强对沉桩场地的处理工作。桩机作业对于建筑工地的地基承载力有严格的要求，如其承载力存在不足，可以通过铺设碎石的方法来提高地表的承载力，满足平整工作的要求，提高桩机工作的安全性。同时，要保证施工现场良好的排水功能，如发生降雨可以将雨水及时排除，避免对工程质量和工期造成影响。 （2）高层建筑桩的沉桩 根据不同的地质条件、设计要求、施工环境、设备性能，要选择合适的高层建筑桩，这不仅可以保证建筑质量，也可以降低成本缩短工期。高层建筑桩一般包括三种类型：预制桩、灌注桩和钢桩。 （3）预制桩与钢桩的沉桩 预制桩和钢桩的沉桩方法包括锤击打入法、静力压法、振动沉桩法和水中沉桩法，每种方法各有优缺点，由于预制桩和钢桩在沉桩过程中会存在挤土现象，这会对周边环境造成不良影响，应当采用相应的缓解措施。 （4）灌注桩的沉桩 灌注桩一般采用泥浆护壁成孔、沉管成孔和干作业成孔三种方式，当成孔完成后进行混凝土浇筑，待凝固后便成为灌注桩。泥浆护壁成孔和干作业成孔方式比沉管成孔方式具有优势就是在于它们几乎不存在挤土现象，对周边环境影响小，同时噪声也较低，城市中高层建筑基础施工中通常采用泥浆护壁成孔的灌注桩作为高层建筑桩。 （5）基础轴线 基础轴线位移指基础在方角砌至室内标高处，轴线与上部墙体轴线发生了错位的情况。基础轴线位移会严重影响建筑的受力均匀度，位移严重的情况下会使得建筑某些部位受力过大，造成断裂，对用户的安全造成巨大影响。基础轴线位移问题出现的原因通常是因为在基础施工过程中，先砌外纵墙和山墙部位，这导致在砌墙基础时，吊线无法使用，容易造成轴线偏差。在施工时要合理安排顺序，确保轴线对齐。 （6）基坑支护 高层建筑高度的增加，建设难度进一步的增加，高层建筑的基坑深，开挖难度大，然而基坑深却是基础施工中的关键技术。由于深基础支护工程是从地下安全作业出发对深基坑侧壁及周边所处环境做的加固保护作用，是集挡土、支护、挖土、降土、防水、监测和信息化施工等一系统工程整体考虑的。另一种体系则是土钉墙，适用范围是一些低水位非软土场地，它也是采用分层开挖、分层支护方式，其造价仅为传统支护体系成本的40% -60%。创新方面是排桩帽梁的设计与内支撑相结合领域，基坑支护中对地下水控制，通常使用帷幕型、帷幕与封底复合型办法，实践中硕果累累。 （7）桩基 桩基是基础的一种，它通常用在地质条件不好，而自然基础又满足不了建筑物强度、变形或稳定性标准要求时，采用的一种特殊的人工处理方式，在基础施工时埋深更大。与混凝土预制桩相比，由于其存在振动噪声大，挤土效应等缺陷，已较少使用，当前桩基已成为应用最为广泛的一种建筑基础形式。 灌注桩发展最快、适用最广，归功于它可适用于任何地层土质，可形成任一规格的桩长、桩径，满足各种不同承载力要求。近年来，我国在灌注桩施工工艺技术方面有了长足的发展，积累了不少设计和施工的经验。灌注桩强度技术指标，原则上同钢筋混凝土预制桩相同。 泥浆护壁孔桩适用性强，是一种传统桩型，现已是高层建筑的主要桩型，但这种桩型有桩底虚土和缩颈缺陷，具体应用时采用桩底、桩侧后注浆技术，并结合用超声检测技术，开发出独具特色的超长灌注桩施工成套技术。检验桩基承载力方面，传统的是静载试验，目前我国结合计算机应用，桩基动测技术已趋成熟。总之，我国地基基础的桩基技术是多桩型系列，成桩施工技术方面接近国际先进水平。 二、地基施工技术的目标 （1）加强地基的抗剪强度 所谓地基抗剪程度指的是，土壤抗剪强度的极限容量。当土地当剪应力达到极限时，土地承载能力问题可能发生 ， 剪切应力点被摧毁 ， 将产生相对滑动，剪切表面建设物体将因为失去土地的压力导致不均匀性 ， 这片土地将会产生膨胀情况 ， 与此同时， 抗剪强度不强是土地问题 ， 将会影响到周围的建筑面积 ， 由此造成严重的后果。因此，加强地基抗剪强度是基本建设主要任务。 （2）降低地基的压缩性 土地自身的性能已经很大程度确定了其具有可压缩性 ， 土地的性质反映在建筑方面的沉降。因此减少地基的压缩性，绝对是保障住房建设的稳定措施之一。 （3）改善地基的动力特性 动态特性的地基主要体现在一些自然灾害，例如地震等。因为强心冲击造成土地的松散饱，由此导致宽松的土地。改善动态特性的基础应取用科学的策略，保证建筑物的安全。 三、高层建筑地基处理技术现状 （1）传统地基处理技术 传统建筑地基处理技术主要包括：上世纪 60 年代法国发明的强夯法地基施工技、日本 70 年代创造的高压喷射技术及我国在 90 年明的桩基施工技术等。随着国民经济的高速增长，我国建筑工程事业在得到发展的同时，规模也逐渐扩大。这些地基处理技术在现代建筑工程建设仍得到大量使用。但伴随人们生活水平的提升，对房屋建筑质量提出了更高的要求。单一的处理技术已经无法满足人们的需求，在建筑工程地基施工中，必须提高施工技术水平，对施工现场情况进行充分考虑，并结合相关成功经验进行有效施工，只有这样才能提高建筑工程的整体质量，延长工程使用年限。 （2）现代地基处理技术 地基处理技术的选用应严格遵循房屋建筑的地下环境进行，其施工机理就是通过夯实、换填、挤密等方式加固地基。也可以分为地基加固技术、桩基技术与辅助地下连续墙技术。地基加固技术应用的目的就是对地基承载力进行有效增加，进而达到降低沉降量，减少变形等情况的出现。桩基处理技术的应用主要是为了向地基深层位置进行上部荷载力的传送，利用缓冲作用对其所承受的冲击力进行有效削减。辅助地下连续墙技术主要是进行侧向支护的提供，在处理地基中，必须对其地基进行改良，对其地基抗剪切强度进行有效提升，起到地基压缩性降低的作用，并对地基透水性进行有效改善，最终达到地基加固的作用。 四、地基处理技术的发展 （1）垫层技术 垫层技术主要是指在软土地基上铺设一层特殊的材料，然后在这层材料上填充路基，一般情况而言，软土地基的地表没有硬壳层或者持力层，透水性也不强，为此一般的垫层材料都会选用一些砂石或者是碎石材料。为了有效控制成本，填充层选用时，不宜远距离运输，可选取附近山体的山坡碎石或废料，此外还能使用工厂生产的废弃渣子等材料作为填充料。通常而言所选用的填充料应具有良好的级配，既可以获得较好的地基处理效果，又能有效节约成本。 （2）硬壳层的补强技术 硬壳层的补强技术主要是适用于一些沙性的软土或者是湿陷性黄土，这种地基主要表现为地基的高度相对较低，且纵向的排水条件相对较差。这种软土地基通常采用的是振动碾压的方式使其密实。用冲击压实的方式使其硬壳层厚度达到一般地基的物理力学性能指标，然后使用振动碾压使其密实，实现承载能力的增强。在某种情况下，这种技术可以达到良好的处理效果，且能有效实现成本的降低，为此这种方法有着广泛的应用。 （3）粉煤灰吹填技术 粉煤灰具有较强的透水性能，如将其在吹填土地基进行加固处理，可以提高固结加速吹填土的速度，并起到加固处理费用的有效降低及工期缩短的作用。其施工方式就是遵循一定比例，将淤泥和粉煤灰进行有效混合吹填，对其均匀度进行提升，进而达到地基土固结的作用。 建筑基础论文:建筑基础钢筋施工中的常见质量问题及其防治对策 摘 要：在我国的建筑施工中离不开基础钢筋，钢筋是基础的建筑材料。一个完成建筑的骨架是用钢筋搭建而成，钢筋出现问题直接影响建筑的质量问题。由此可见，钢筋在建筑施工的重要性。目前，我国工程的质量存在问题，部分地区出现豆腐渣工程，在一些建筑施工现场也出现安全事故。经过调查显示，建筑的质量问题大多数是由于基础钢筋有问题。本篇文章从建筑施工中的基础钢筋的质量问题出发，探讨基础钢筋质量问题以及防治措施。 关键词：建筑施工；基础钢筋；建筑材料；质量问题；防治措施 基础钢筋在建筑施工中占据重要地位，最近一段时间，钢筋问题导致建筑出现安全事故的事件很多，在严峻的形势下，提高钢筋的质量保证建筑施工的安全已刻不容缓。钢筋是建筑施工的基础，因此，要重视钢筋的质量问题。在建筑施工中要严格要求钢筋的质量，并严格监管钢筋的焊接技术。 1 建筑基础钢筋施工中的常见质量问题 钢筋条形基础主要分柱下条形基础与墙下条形基础两种，这两种基础在纵横向T形、L形以及十字形设置钢筋的情况是存在差异的，在具体建筑基础钢筋施工过程中就会发现，钢筋交接处存在大量与结构构造要求及规范要求不相符的质量问题，最为常见的问题主要有： 建筑基础钢筋基础翼板中，其受力主筋在十字形、L形以及T形交接处未根据要求进行重叠设置，或者是受力主筋重叠设置数量无法与结构构造要求相满足，而且会混淆钢筋纵横向基础主受力轴的定义与概念，导致在设置基础翼板中的主受力钢筋时，未按照主要受力轴进行贯通性设置，有时在基础梁交接处还会将钢筋主次关系弄混淆，导致在交接处主次受力主筋出现位置上下颠倒的情况。此外，在柱下条形基础与墙下条形基础中，基础翼板分布筋的设置形式出现混乱，导致在纵横交接处分布筋断开位置出现错误等等，这些常见问题对建筑基础钢筋受力体系造成严重破坏，严重的甚至还会导致墙体与基础在这个部位出现通裂与开裂等质量安全事故，在很大程度上造成巨大的工程结构性隐患。所以，在建筑基础钢筋施工过程中，必须充分认识与重视常见的质量问题，对正确、有效的施工方法进行掌握，防止发生建筑质量通病。 2 建筑基础钢筋施工常见质量问题的防治措施 2.1 钢筋原材料要求 购买的钢筋时一定要选择优质钢筋，所有购买的基础钢筋在建筑施工前必须经过严格的检查。首先检查基础钢筋的生产商是否具有生产资格，其次查看钢筋是否具有质量保证书。在检查基础钢筋时要有严格的标准，按照标准检查基础钢筋的质量。基础钢筋在经过检查后要有正规的检验报告，只有经过检验的钢筋才可以被使用。未能经过检验的钢筋必须清除施工现场，不能与质量过关的钢筋混用。在焊接加工钢筋的也要注意，避免出现钢筋断落等现象。相关的技术人员要在加工中监管，发现不良现象及时报告并妥善解决问题。 2.2 钢筋的存储 在检查钢筋质量后要存放钢筋，在这一过程中，存放钢筋不能随意，要注意分类存放钢筋。钢筋在建筑施工中作用不同，按照不同的作用存放钢筋。在存放中注意钢筋要远离泥土、火灾以及潮湿的地方。在存放钢筋时，要明确标注钢筋的大小、尺寸以及使用方法避免出现使用错误。 2.3 钢筋验收 在建筑施工前要有图纸，图纸明确规定建筑施工中需要钢筋的数量、型号等，按照图纸验收钢筋。检查钢筋整洁完整程度，钢筋是否存在缺陷，是否可以直接使用。检查基础钢筋的长度厚度是否符合规定。有的钢筋是经过焊接后成为新的建筑材料，因此要严格检查焊接的接口，检查焊接的钢筋长度是否符合施工要求。最后要检查建筑工程的主要钢筋位置是否准确。 2.4 钢筋技术准备 2.4.1 基础钢筋在建筑施工前要有相关的施工人员对钢筋的使用做出规划，制定合理的使用方案。全面了解钢筋的使用特点，掌握基础钢筋在建筑施工中的难点，保证在建筑施工中能正确利用基础钢筋。 2.4.2 建筑施工要有系统性，建筑施工要与钢筋验收工作想结合，在建筑施工时要制定正确的钢筋施工措施。 2.4.3 钢筋使用要与建筑施工方案、施工图纸和建筑工程紧密结合，对于建筑施工中特殊方法要制定详细的方案。 2.4.4 在基础钢筋施工前，负责管理钢筋的工作人员要告诉施工人员有关于钢筋保护和钢筋的合理利用。 2.4.5 建筑中的墙、柱、梁等在施工前要有施工样板，样板要接受检查，通过检查后才能运用钢筋开展施工工作。 2.5 钢筋加工 2.5.1 严格按照建筑图纸规划钢筋的型号、长度以及形状的规划来开展基础钢筋的加工工作。 2.5.2 利用定型的建筑工具控制基础钢筋的形状，保证基础钢筋的尺寸正确。 2.5.3 在建筑施工前要对建筑进行加工，根据具体的施工要求对基础钢筋进行捆绑和弯曲。 2.5.4 任何工作都会有偏差，当然加工基础钢筋工作也不能避免出现偏差，那就把偏差控制在合理的范围内。 2.6 钢筋安装 在进行钢筋施工工作中，要严格规划钢筋的级别和质量，在进行安装钢筋工作时要按照规定操作。 2.6.1 连接钢筋。在钢筋接头处连接捆扎钢筋，而钢筋与楼板的接头也要连接捆扎。搭接的长度和位置必须严格按照建筑施工的设计要求。 2.6.2 选择焊接位置。正确选择钢筋需要焊接的位置，在焊接中要保护主筋，避免主筋在焊接过程中被破坏。在焊接中要保证焊接缝光滑，保持焊接缝美观。在焊接工作结束后要对焊接钢筋进行检查，查看是否出现气泡等不合格现象。 2.7 施工过程中的保护 在钢筋施工中要保护钢筋，保护钢筋也可以保护建筑施工人员的安全，确保施工人员在安全的环境下进行钢筋施工工作。一般建筑在选择底板的时候，通常会使用双层的钢筋网作为建筑的基础。由于钢筋网是两层，这就要保证两层钢筋网大小相等、位置相同，一般情况下在第一层的钢筋网中用钢筋做支持。 结束语 结构稳定是建筑物的基本属性，建筑物质量安全的决定性因素是基础钢筋施工质量，所以，对建筑基础钢筋施工质量的防治就显得非常重要，在对建筑基础钢筋施工常见质量问题进行防治的过程中，基础钢筋工程可谓使其极为重要的施工内容，建筑施工质量很大程度上影响着整体建筑结构的安全性与耐久性，坚持住基础钢筋具体施工过程中，必须严格根据技术要求实施操作，确保各方面质量防治措施都能够做到位，以保证建筑工程与所规定标准相符合。所以，为确保工程整体质量，建筑工程各部门必须严格根据规范与设计标准作相应的质量控制，对建筑钢筋施工质量防治技术及措施进行正确运用，履行相关规章制度，以确保建筑基础钢筋施工工程质量能够合乎规范，进而设计出更加优秀与合格的建筑工程。 建筑基础论文:水工建筑基础灌浆施工技术分析 【摘 要】随着市场经济的飞速发展，我国建筑行业发展迅速、经济日益繁荣，建筑工程项目在国民总体经济中的作用也日益突出。水工建筑的质量是保证整个建筑抗滑性和稳定性的关键，因此对水工建筑中对基础性的灌浆施工技术要求较为严格。本文以研究水工建筑基础灌浆施工技术的意义入手，详细介绍了水工建筑基础灌浆施工技术的具体应用。 【关键词】水工建筑 基础灌浆 施工技术 目前，我国的水利工程事业已经取得了非凡的成绩，从小浪底到葛洲大坝，再到三峡水电站。基础灌浆技术是建筑行业中一种对建筑地基进行施工处理的技术，常见于水利工程中。此外，基础灌浆对技术要求严格，要求必须有一定的抗滑性、抗震性和防渗水性，故而采取合适的技术进行水工建筑基础灌浆施工意义重大。 1 研究水工建筑基础灌浆施工技术的意义 随着我国科学技术和国家经济的飞速进步和发展，水利工程在建设技术和和施工技术上也发生了较大的变化。首先，水工建筑作为我国水利工程建设的体现形式，在解决农作物灌溉技术上极其重要，不单单得满足对我国农作物的灌溉需要，还得考虑到水资源，充分合理地利用水资源，尽量达到最大利用率。其次，水利工程建筑基础灌浆施工技术常应用于地基处理和工程加固工作中，主要是解决大坝渗水问题，由于水工建筑的特殊性必须利用此技术对水工建筑进行一定的处理以满足水工建筑的技术标准，避免渗漏现象出现。最后，虽然水工建筑在我国的发展前景较好，但是在水工建筑的地基处理上的关注越来越少，这就需要施工单位在合理科学应用灌浆施工技术的同时，尽快提升灌浆技术水平，以保证水利工程建筑的质量。因此，可知水利工程建筑基础灌浆施工技术甚为重要，需要着重研究和鼓励发展，为提升水利工程建筑的高效性提供途径。 2 水工建筑基础灌浆施工技术的具体应用 在水利工程建筑中基础质量是整个建筑施工质量的保障，需要对基础的施工严格要求。水利工程建筑主要是在河流等流域中建设施工的，这就要求水工建筑基础质量达标以保证建筑具有较好的抗滑性和稳定性。此外，水利工程建筑基础的质量也是整体防渗性的保证，需要高度重视。故而基础质量至关重要，需要施工单位高度重视此部分的施工建设，科学合理地采用灌浆施工技术进行建设。在岩溶地区进行施工时，施工人员需要注意两个问题：原地质的基础施工；经过地形处理的基础施工。具体需要依据熔岩层的厚度决定，方法如下： 2.1 固结灌浆技术 固结灌浆技术是指将熔岩地区的地质进行处理，并巩固加强，以减少区域的渗透性。在地质条件允许的情况下，可以进行大坝基础范围的拟建，在下游部分应力复杂的区域做好灌浆洞孔的布置工作；如果坝体过高时，需要在全局范围内进行灌浆洞孔的布置。布置灌浆时，操作人员需要注意灌浆深度在5-9米之间；采取群控清洗和灌浆施工技术时，布置孔洞需要控制在16-35米之间。此外，固结灌浆技术必须具有符合相关规定的参数，需要保证在质量检查中洞孔数目不少于总数的百分之五。固结灌浆技术多采用于较厚的坝体，应用时将熔岩地基和坝体看成一个整体进行施工，这样既能使得灌浆品质增强，还能有效预防熔岩地基的浆液外溢。 2.2 混凝土裂缝灌浆技术 混凝土裂缝灌浆技术根据灌浆原理可分为两种：水泥灌浆和化学灌浆。前者多应用于大体积的混凝土和大裂缝的灌浆过程中，而后者多运用到在一般的灌孔中。两者相比较，后者具有较为明显的优势，在运用中将化学材料加工制作成为无颗粒的浆液进行灌浆，使得灌浆具有较强的渗透性和扩散性，提升了灌浆的品质。 2.3 大吸浆量情况灌注技术 水利工程建筑施工过程中，容易出现大吸浆现象，这会严重影响到水利工程建筑的基础灌浆质量。因此，施工单位需要采取措施避免这种现象的发生，具体措施如下：进行分步骤的多次灌浆；采取有效措施以消除减少压力；限制灌浆材料流动速度。在实际操作的过程中，需要操作人员结合具体情况，针对性地选择合适的措施进行基础灌注，在最大程度上提升灌浆质量，保证水工建筑建设的顺利进行。 2.4 高压喷射灌浆技术 与前三种灌浆技术相比高压喷射灌浆技术具有显著的优势：占地面积少；挖掘量小；操作简易方便；对周围环境影响度小。此技术的施工原理是借助高压喷射枪进行喷射混合浆以加固地基。高压喷射灌浆技术在实际应用中最为常见，作用显著，切实保证了灌浆的质量。 3 在严重漏水时的灌浆技术 有研究调查数据显示，在水利工程建筑中漏水现象较为普遍，严重影响了水利工程的建筑质量。从实践经验可知，漏水的主要原因是水利工程建筑建设选点错误，技术选择也影响了工程的防渗性。灌浆技术落后也会影响施工单位的效益，因此，在灌浆技术选择上需要及时更新传统工艺，选用先进的灌浆技术进行孔洞灌浆。 3.1 在基础灌浆时选用膜袋灌浆技术 在基础灌浆时选用膜袋灌浆技术是最佳选择。膜袋的材质是尼龙和聚丙烯的混合物，这种材质可以使得水泥砂浆在膜袋内快速高效地排出水，降低水泥砂浆的含水量，提快了风干速度。同时，这种材质的膜袋可以起到保存骨料的作用，阻塞性良好。 3.2 采取充填剂配料施工 一般情况下施工材料会选用砾石、水泥和沙子等。如果使用砾石进行施工，需要控制好砾石颗粒的大小；如果砾石达不到效果，需要配合一定浓度的水泥砂浆，用两者混合液作为填充料，以形成自然反滤层。但是在实际操作中，施工人员需要结合具体情况，灵活运用，合理搭配，以发挥这些组合充填剂配料的最大效用。这些组合充填剂的作用主要是增加颗粒傲视的在狭窄的区域内形成“桥梁”，在浆缝灌注时做好阻塞岩土层缝隙，形成自然反滤水层，阻塞整个通道。 4 结语 综上所述，我国社会经济的飞速发展使得我国在水利工程上的投入力度不断加大，使得我国水利工程取得了较快的发展。水利工程基础建设关系到国民整体经济，还关系到民生，需要政府高度重视，鼓励水工建筑基础技术研究和发展。在水利工程建筑中基础灌浆施工技术得到广泛的运用，这不仅解决了巩固了水利工程的地基，还保证了水利工程基础建筑的工程质量，具有良好的经济效益。 建筑基础论文:建筑基础工程雨季施工存在的问题及注意事项 摘 要：对于现代建筑工程来说，主要是按照安全第一，注重质量的宗旨来进行施工。为了使该目标得到有效实现，不仅应对施工材料、技术因素进行考虑，而且还应对外界的环境因素进行关注。本文则是从建筑工程雨季施工进行分析，对雨季施工中的技术及安全措施进行了详细的探讨。 关键词：建筑施工；雨季施工；技术措施 随着我国市场经济体制的不断变革，人们的社会生活质量也在逐渐提升，对高层建筑的需求量也在不断提升，在城市建设中，建筑施工已成为最为常见的一种。在建筑过程中，由于建筑方首道单位及投资方对施工进度的要求，因此造成建筑施工不得不会在雨季来临时仍进行施工，与平时施工相比，雨季施工时会有许多不安全因素存在，因此建筑及施工单位对雨季施工中的施工技术的要求也在不断提高，对安全系数的标准也逐渐提升，因此，在雨季施工中采取有效的措施对建筑工程的施工安全进行保障，为了使建筑工程得到顺利完成，在雨季施工时应采用专业的技术来进行支持是必不可少的。 1 雨季施工的特点 雨季施工的特点包括不确定性、突然性、雨季长，所以应做好准备工作，也要重视雨季施工的无边际组织：编制施工组织计划时，要根据雨季施工的特点，将不宜在雨季施工的分项工程提前或拖后安排。合理进行施工安排。做到晴天抓紧室外工作，雨天安排室内工作，尽量缩小雨天室外作业时间和工作面。密切注意气象预报，做好防汛准备工作，必要时应及时加固在建的工程。做好建筑材料防雨防潮工作。而雨季施工的准备工作包括：做好现场排水的措施准备。施工现场的道路、设施必须做到排水通畅，尽量做到雨停水干。加强原材料的存放保护。水泥等易潮材料“先收先发”、“后收后发”的原则。避免久存受潮而影响水泥的活性。在雨季前应做好现场房屋、设备的排水防雨措施。备足排水需用的水泵及有关器材，准备适量的塑料布、油毡等防雨材料。 2 雨季施工存在的问题及施工前的准备工作 1.雨季施工中存在的问题 由于在雨季施工时具有不确定性、突然性及雨期长的特点，因此在施工中会有以下情况出现： （1）在对深基础进行施工时，存在桩基较多的特点，当出现措施不当，在采用人工对孔桩进行开挖成孔以后未能及时的进行混凝土浇筑，降雨来临时会导致塌孔发生，若对此现象发现不及时会出现停工现象，进一步造成工作量的增大。 （2）在深基础施工的过程中，由于槽内有积水存在，未能采用水泵进行及时排水，造成基础大面积塌方，甚至会对工程中的塔吊基础的稳定造成影响，出现停工。 （3）由于深基础施工中存在施工工期较长的特点，因此在雨季时，由于槽内积水造成底板钢筋及模板受到污染，对工程的质量造成一定的影响。 （4）在雨季大风来临时，由于未采取有效的防风措施，而造成塔吊倾斜的现象发生。 （5）大雨过后，地下室内出现灌水，并流入人防通道。 （6）由于高层建筑外墙板较多，大雨过后堆放架出现倾斜，造成墙板倒塌或碎裂等。 2.雨季施工前的准备工作 （1）当雨季到来时，应提前对雨季施工中需要的材料、设备进行储备。 （2）施工队伍应按照该工程自身的特点，来对雨季施工的措施进行有针对性的编制，并对其执行情况进行定期检查。 （3）在施工过程中，应对气象状况进行有效掌握，进一步对施工调度进行合理安排，若出现恶劣天气时，应对项目施工现场负责人员进行通知，便于合理的采取应急措施。在对重大吊装、高空作业及大体积混凝土浇筑时也应对天气状况进行预先的了解，对作业安全及混凝土的质量得到有效保障。 （4）确保施工现场的道路平整且坚实，在道路两侧对排水设施进行安装，使道路的纵向坡度高于0.3%，对主要的路面进行矿渣、砂砾等防滑材料的铺设，确保重要运输路面的循环畅通。 3 雨季施工技术 雨期施工主要解决雨水的排除。对于大中型工程的施工现场，必须作好临时排水系统的总体规划，其中包括阻止场外水流入现场和使现场水排出场外两部分。其原则是上游截水、下游散水：槽底抽水、地面排水. 1.土方和基础工程 土方工程和基础工程受雨水影响较大，如不采取防范措施，将可能对施工安全及建筑物的质量产生严重影响。因此在雨季施工时应注意以下几点： （1）雨期开挖基槽（坑）或管沟时，应注意边坡稳定，必要时可适当放缓边坡坡度或设置支撑，施工时应加强对边坡和支撑的检查；对于已开挖好的基槽（坑）或管沟主要以设置支撑为宜；正在开挖的以放缓边坡为主辅以支撑，如工期不紧可停止施工。 （2）为防止边坡被雨水冲塌，可在边坡上加钉钢丝网片，并喷上50mm细石混凝土，也可用塑料布遮盖边坡。 （3）在雨季进行施工时，工作面不宜过大，应采用逐段、逐片的进行分期施工。当基坑挖至标高以后，应进行及时的验收并尽快进行混凝土垫层浇筑。 （4）为了避免出现基坑浸泡，在开挖之前应在坑内设置排水沟及集水井。 （5）在对地下池子及地下室进行施工时，应对浇捣混凝土施工后的防浮措施进行分析。 （6）当降水量较大时，应对土方施工及软土基坑的挖土工作进行暂停。在雨季来临以前对施工现场堆放的土方进行清除。 （7）当基础施工完成以后，应尽快对基坑周围进行回填施工。 （8）当人工降水停止时，应对箱形基础抗浮稳定性及地下水对基础的浮力进行验算。 2.砼工程施工：在模板隔离层在涂刷前一定要掌握天气预报，这样做的目的是防止雨水冲走隔离层；遇到大雨应停止浇筑砼，已浇部位应加以覆盖。现浇砼应根据不同的结构情况以及可能发生的情况，要多考虑几道施工缝留设位置；雨季施工时，应加强对砼粗骨细料含水量的测定，及时调整用水量；大面积砼浇筑前，一定要及时知道未来2-3天的天气情况，尽量避开大雨。同时砼浇筑现场要预备大量防雨材料，在浇筑时遇雨进行覆盖；模板支撑下回填要夯实，并加好垫板，雨后及时检查有无下沉；下雨时严禁钢筋焊接、对接等工作的进行，如果是急需的情况，一定要做好防雨工作或将施工场所移至室内进行；防止雨水浇淋刚焊好的钢筋接头部位，接头骤冷会发生脆裂，使建筑质量得到了影响。 3.吊装工程 （1）确保构件退房位置的平整及坚实，在其周围应做好排水施工，样子构件堆放区有积水、浸泡的现象发生。 （2）必须将塔式起重机基础或路基的高度高出地面15cm，避免雨水对路基进行浸泡。 （3）起吊工作不宜在雨天进行，由于构件表面及吊装绳索在雨天会被淋湿，使绳索与构件之间的摩擦系数降低，会出现构件滑落等安全事故发生。若必须在雨天进行吊装施工时，对对齐进行注意，并采用提高绳索与构件表面的粗糙度的方式来确保安全。 （4）在施工停止时，应将塔吊的吊钩收回，并与塔身靠拢，禁止吊钩上有吊索及建筑物件等物体存在，避免由于风的作用造成塔吊摇晃，从而出现塔吊倒塌的现象发生。 4 雨季施工其它注意事项 1.加强和气象站联系注意一切工作，生活的安全。 2.对各种电器、机具加强监护，防止发生漏电危险。 3.加强值勤工作，下雨时工地上必须认真巡查，发现问题及时处理。 4.检查办公、生产、生活用房质量，作到防漏，尤其注意作好受潮后易变质材料（如生石灰粉、水泥、钢材）的保管工作，责任到人。 5.做好防汛、防台工作，成立以项：经理为组长的防汛、防台小组。注意气象预报，做好防范工作，尽量将损失减少至最小，并能在最短的时间里恢复生产。 5 结语 综上所述，在雨季来临之前应制定雨季施工计划，采用因地制宜的方式使各项安全措施得到落实，确保雨季安全度过，避免损失的增加。 建筑基础论文:建筑基础施工虚拟仿真实训系统的研究 摘要：建筑基础施工是建筑工程专业学生要掌握的核心知识，在学生职业能力的养成中具有重要的意义。传统的现场学习方法受时间和费用等多方面因素的影响，难以满足实际学习的需要。开发一套相关的虚拟仿真实训系统能够模拟施工现场的实际情况，使学生能够感受到类似实际操作的体验，使得教学更加直观化，提高学习的兴趣并加深对相关知识的掌握。 关键词：建筑基础施工；虚拟仿真；实训系统 一、前言 虚拟仿真是进入20世纪80年代后发展起来的一种新技术，它通过软件编程形成三维数字的图形化模型，生成一种人造的虚拟环境。它涉及到人工智能、传感技术、人机交互和计算机图形学等学科。虚拟仿真技术在教育教学方面的应用，不仅可以更直观的呈现所学的知识，调动学生的积极性，还能够改变传统的教学模式，提高了学生的实践能力。 建筑基础施工是土建类相关专业的核心教学内容，具有实践性很强的特点，特别是其中的主体工程即钢筋混凝土工程的施工，对于施工现场的一线人员来说，掌握其工艺和方法，也是应具有的基本素质。目前建筑基础施工教学存在的主要问题有： 第一、实践教学环节难以满足实际教学需要：由于建筑专业的特点，教学计划难以和企业的实际生产时间相对应；基础设施施工的周期长，工程量大，短时间的实训不能真实的全面了解其施工过程。 第二、第二学生难以实际动手操作，学习效果不佳：在校外建筑工地的实习，由于时间和费用的限制，以及施工单位出于人身安全等方面的考虑，学生往往不能实际动手完成施工操作，难以达到预期的学习效果。 第三、学习成绩的评定不够合理：基础设施施工内容的学习一般是通过校外实践，学习成绩一般是根据学生的考勤情况和见习单位出具的相关报告和总结材料等进行打分，具有较大的主观性，不利于学生学习积极性的发挥。 建筑基础施工仿真教学软件的开发，能够利用当前的先进的虚拟仿真技术，将三维可视化技术应用于教学中，使得学生在学习过程中能够先仿真后实训，可以全面的了解建筑基础施工的全过程。通过本虚拟仿真软件的建设，可以结合工程施工现场的实际，把实践和理论进行结合，把真实的工作环境利用软件进行模拟开发，使学生能够真正体验到施工现场的技术和技能，从而减少学生对现场的不熟悉感，使得教学更加直观化。 二、国内外研究概况和发展趋势 国内外对虚拟仿真技术在建筑方面的应用主要体现在以下两方面： 第一、建筑施工仿真理论方面的研究 1991年美国学者提出了虚拟企业的定义，清华大学、同济大学等在此方面有学者进行了大师的研究，到1997年，国内对虚拟企业的研究得到了各方面的关注，目前相关理论框架已形成，虚拟企业也开始了从制造行业到其他行业的扩展。在虚拟建设方面，从1996年美国发明者协会首次提出概念，到2000年TFV（Transformation-Flow-Value）理论的出现，论证了虚拟企业理论在建筑行业应用的可能性。国内研究人员对虚拟建设研究多在组织管理层面，较少研究具体技术的实现。 第二、建筑施工仿真方法的研究 建筑施工仿真技术是虚拟建设中的具体应用，主要通过虚拟仿真和虚拟现实技术来实现。虚拟仿真技术一般是通过建立模型来描述整个系统，再通过一些重复试验得到一些有规律的数据。国内研究者高兴夫研究了超高层建筑施工的动态仿真、张正峰则应用可视化仿真中的图形技术，对复杂群建筑施工过程进行了研究。虚拟现实则是在虚拟建设中将枯燥的数据转化为直观的图像，方便进行操作和对比分析，能够研究数据中深层次的内容。赵凌军对建筑物的辨识和几何尺寸的提取进行了研究、王辰辉仿真了液压挖掘机的工作场景，钟登华等人对水电工程的可视化仿真进行了分析，其研究成果得到了成功的应用。虚拟现实技术在建筑施工中的应用较多，其发展方向目前主要是事件驱动的沉浸和时间驱动的沉浸。 三、建筑基础施工实训教学的现状研究和分析 《建筑工程施工技术》是土建类相关专业的核心课程，其中主体工程即钢筋混凝土工程的施工就显得更加重要，对于该部分工程的施工，对于施工现场的一线人员来说，掌握其工艺和方法，是应具有的基本素质，特别是对于培养的施工员来说，就更加重要。在学生的培养中其教学时数和学分、教学设备和实训场所以及从教教师数均居各课程之首，该课程也是其他土建类专业的专业必修课，在学生职业能力的形成中起着决定性意义，在建筑行业对人才技能的要求越来越高的今天，其地位和作用日益凸显，因此如何让学生更准确的掌握建筑基础方面的技能就尤为重要。 四、建筑基础施工虚拟仿真实训系统构建与开发 系统采用Unity3D与3ds Max作为开发平台，实现系统逻辑功能与3D模型的设计制作；使用SQL Server 2008实现对身份信息、实训进度信息的存储；具体的虚拟实训系统通过以上的技术支持，可在PC、移动设备以及Web上运行。 设计框架采用经典的MVC设计模式，将整个系统开发划分为三大模块：模型组件、视图组件和控制器组件。模型组件是视图组件和控制器组件之间的通信桥梁，控制器发出的具体操作信息会被传送到模型组件中，模型组件经过一系列的逻辑计算，将计算出的一系列相关信息发送到视图组件，由视图组件接收信息并最终展示给用户。在本系统中，模型组件由C#功能脚本实现，视图组件由UGUI界面开发技术和3ds Max共同完成，控制器组件则由鼠标、键盘等硬件设备负责。MVC设计模式合理划分了软件开发过程，遵守软件开发“低耦合、高内聚”的原则，研发者只需依照系统总体设计约定好的接口方式，即可并行开发不同的系统组件，有效地提高了系统开发效率。 建筑基础施工虚拟仿真实训系统由6个模块组成，具体如下： （1）身份认证模块 其主要功能有：判断登录用户的身份，调出对应的学习模块进度，及学习得分。 （2）公共模块 其主要功能有：工程图纸、技术规范、知识学习、视频库、测试题库、工具箱。 （3）土方开挖工程模块 其主要功能有：场地要求、场地清理、放线定位、机械挖土、修边及验槽。 （4）钢筋工程模块 其主要功能有：弹钢筋线、放置钢筋、绑扎钢筋、放置垫块、放置竖筋、钢筋焊接、箍筋绑扎。 （5）模板工程模块 其主要功能有：工程施工前的准备工作、模板安装、质检验收、模板拆除、工程验收。 （6）混凝土工程模块 其主要功能有：混凝土制备、混凝土运输、浇筑与捣实、混凝土养护、工程验收。 总之，建筑基础施工虚拟仿真实训系统构建了高职建筑类专业理论学习与生产实际相结合的教学平台，弥补了教学手段、实训条件及时间、空间上的限制，在课堂上实现了教学项目与施工项目、教学过程与施工过程、在校学习与实际工作一致性。但这种仿真教学系统也存在着易引发学生现场安全生产意识差和无法做到现场实操等不足等问题，应引起重视。要通过合理设计各教学环节，把虚拟仿真实训与理论教学和生产实际有机结合，才能提高教学效率，拓宽实践教学渠道，为高职院校提升办学能力和发展起到了积极助推作用。

青海省有着悠久的羊养殖历史，藏羊养殖产业在当地的畜牧养殖结构中扮演着十分重要的角色。科学确定育肥羔羊的饲料配方是实现高效育肥提升养殖效益的关键环节，为了进一步推动藏羊养殖业的发展，满足消费者需求就需要，本次研究探讨了不同日粮配方对藏羊羔羊育肥羊生长发育产生的影响，现将具体研究内容介绍如下： 1试验材料与方法 1.1试验材料选取 从该藏羊养殖合作社当中选择年龄体重相近，身体健康，经过严格检疫检验不存在传染性疾病、体表寄生虫疾病以及体内寄生虫疾病的杂交藏羊公羔羊80只，按照随机方法将其划分成试验一组，试验二组，试验三组和对照组4个组别，每只羊取20只。在正式试验之前，对各个组别的藏羊进行称重处理，然后计算平均体重。 1.2饲料配方 根据藏羊的生长发育规律以及养殖需求和养殖标准，结合当地的资源优势，配置了三种不同的精饲料配方，三种精饲料配方，分别对应试验一组、试验二组和试验三组。饲料配方和营养成分如表1所示。在4级试验期间，各个试验组别的羔羊应该做到每天定时定量饲喂。试验时间为90d，并将其划分成三个阶段，分别划分成育肥前期育肥中期和育肥后期。育肥前期为30d，每只羊投喂精饲料0.5kg/d。育肥周期为30d~61d，每只羊投喂精饲料0.6kg/d。60d~90d为育肥后期，每只育肥羊投喂精饲料6.9kg/d。在此基础上应该保证统一投喂粗饲料，粗饲料按照青竹饲料与玉米秸秆5∶1的比例混合之后让羊群自由采食[1]。对照组的羔羊按照养殖管理人员的日常饲喂配方进行饲料投喂。在育肥养成管理过程中，对照组的羔羊投喂精饲料0.55kg/d左右的精饲料。粗饲料是青贮玉米和玉米秸秆按照40∶60的比例混合之后自由采食。 1.3饲养管理 在本次试验过程中设定5d的预试期，让试验组和对照组的羔羊能够逐渐适应育肥养殖的环境，并逐渐过渡到试验阶段的饲料配方，然后正式进入到试验期。在试验过程中饲料投喂应该做到定时定量，由同一个饲养管理人员分2次投喂/d，让羊群自由采食粗饲料，主要以青贮饲料、玉米秸秆为主，并保证有充足的饮用水供给，定期对圈舍进行有效的清理，严格落实卫生消毒制度，防范传染性疾病的发生流行[2]。1.4指标测定在正式试验前，对每只试验组的羔羊早上空腹测定体重，预示期结束之后，再次测定羔羊空腹体重并作为试验初始重。试验开始的第30d、60d和90d分别测定羔羊空腹体重和饲草饲料的采食情况、身体健康水平。掌握在整个试验过程中不同饲料配方模式之下，羔羊的体重变化情况变化情况，并进一步计算整个试验期间的经济效益。 2结果 2.1不同饲料营养水平育肥羊的增重不同 饲料营养水平，育肥羊的增重如表2所示，从表2数据当中能够看出，试验各个组别羔羊的育肥初始重相近，差异性不显著，试验结束之后，试验一组、试验二组和试验三组的平均增重能够达到平均日增重分别为20.41kg、18.84kg、17.94kg、15.82kg，其中以试验一组的增重效果最好，其次是试验二组和试验三组，试验一组日增重与对照组相比达到了4.59kg，差异性极其显著（P＜0.01）。试验二组、试验三组与对照组相比，增重分别提高了3.02kg和2.12kg，差异性显著（P＜0.05）。试验二组和试验三组相比差异性不显著。这说明在育肥养殖管理过程中，日粮当中的粗蛋白含量显著增加，对增加羔羊的重量有很大帮助。详细情况如表2所示。 2.2不同饲料营养水平下育肥羊的养殖经济效益 结合表3数据可以看出，试验一组，试验二组和试验三组相较于试验之前平均增重分别为20.41kg、18.84kg、17.94kg，按照市场上肉羊价格22元/kg计算，试验一组，试验二组试验三组，每只羊群的实际增收分别为449.02元、414.48元、394.68元，相较于对照组，每只羊群的实际增收348.04元，分别提高了100.98元、66.44元和46.64元（未去除精粗饲料成本前提下），试验一组，试验二组和试验三组与对照组相比，达到了显著差异水平（P＜0.05），其中以试验一组的经济收益最好。从纯经济效益来讲，不同饲料配方模式下试验一组，试验二组，试验三组相较于对照组分别增加了77.82元、49.62元、36.62元。由此可以得知，在羔羊育肥养殖管理过程中，通过适当增加蛋白质的含量，能够获得较好的经济效益。 3讨论 本次研究制定了三种不同的全价日粮配方，通过饲喂试验能够发现试验一组的羔羊日增重以及经济效益最为显著。试验一组的增重达到了20.41kg，日增重能够达到226g以上，并且经济效益最为显著，增值达到了277.86元，相较于对照组增加了77.82元。这说明在羔羊整个育肥养殖管理过程中，要按照羊群的育肥养殖需求，适当的增加饲料的投入量，明显的提高羔羊的生长速度，缩短养殖周期有利于实现羔羊的快速育肥养殖[3]。从上述三个日粮配方的整体育肥效果来看，试验一组试验二组的育肥效果相对较好，其中试验一组的育肥效益好于试验二组，上述两个饲料配方都值得在今后的肉羊育肥养殖管理进行推广应用。 4结束语 综上所述，在肉羊育肥养殖管理过程中，在确保肉羊品种优质适应能力较强的基础上，结合育肥羊群的实际营养需求，做到科学搭配饲料，要充分结合当地的自然资源，研究出适宜羔羊生长发育的最佳饲料配方，保障蛋白质、维生素、矿物质元素科学搭配，能够满足肉羊的增长所需，尽量的缩短养殖周期，获得更高的经济效益。 参考文献 [1]武斌，闫秋良，曹阳，等.不同杂交品种和日粮蛋白质水平对肉羊生产性能的影响[J].中国畜牧杂志，2014，50（13）：62-65. [2]王晓薇，马青，赵正伟.基于《NY/T816—2004肉羊饲养标准》的不同营养水平日粮对滩羊羔羊育肥效果的影响[J].黑龙江畜牧兽医，2019（4）：62-63. [3]沙文锋.山羊育肥技术研究进展[J].长江大学学报：自然科学版，2017，14（14）：33-36. 作者：韩雪梅 单位：青海省海东市互助土族自治县塘川镇畜牧兽医站

岩石力学论文:岩石力学课程实践性教学改革探讨年 摘要：为适应我国土木工程专业人才培养和教学改革的需要，针对土木工程专业基础课――岩石力学课程的教学特点，拟拓展实验与实践教学环节，增加岩石力学特性实验与数值试验及现场教学两个部分，构建集理论教学、物理实验与数值试验、现场教学于一体的岩石力学综合教学模式，以期推动岩石力学课程实践性教学迈上一个新台阶。 关键词：岩石力学；实验教学；物理实验；数值试验 随着我国西部大开发战略的实施和西南地区高坝建设的兴起，传统的岩石力学课程理论教学及授课内容已经无法满足工程界对岩石力学知识的热切需求，亟待开展《岩石力学》课程的教学改革。笔者基于近几年讲授土木工程专业本科生岩石力学课程的教学经验与体会，并结合国内其他高校岩石力学教学研究所取得的一些成果[1-5]，提出我校大学生《岩石力学》课程实践性教学改革的总体构想，即集成物理实验与数值试验、现场教学于一体的岩石力学课程实践教学，以期推动岩石力学课程实践性教学迈上一个新台阶。 一、岩石力学课程实践性教学改革的必要性 岩石力学是运用力学方法与地质学原理来研究岩石与岩体的力学行为的一门新兴科学，也包括研究岩体在各种力场作用下的变形与破坏规律的理论及其实际应用的科学[1]。它涉及到岩石的物理性质、拉压剪等强度特性、与时间有关的流变特性、岩石的单轴和三轴变形特性、岩石的动力学特性、岩石的各向异性本构关系、岩体结构面的力学性质、由结构面与岩石块体包围的岩体的力学特性、岩体不连续面的渗流性质、地应力环境、岩体力学中的各类数值方法、岩石力学涉及的各类工程问题，包括地下空间与地下工程开发、地基（含坝基）、岩质高边坡（含挡墙及加固体系）等的整体稳定性与变形破坏问题等[1-3]。显然，岩石力学的研究对象不同于一般的材料，它是非均质各向异性、含有多组结构面组合的非连续介质，其力学行为复杂多变，导致依托在这一地质体上的各类岩石工程（如岩质边坡工程、岩石地基与坝基工程、地下隧道与采矿工程）更加复杂。正是由于岩石或岩体的复杂性及特殊性，岩石力学服务的各类工程目前还是以工程经验、现场试验与监测为主，理论指导为辅，这给岩石力学课程的实践性教学改革创造了条件、提供了难得的机遇。在理论教学基础上强化实验与实践教学，通过参与室内实验和野外实践，采用工程实用化或经工程检验后的理论方法开展大规模计算分析和工程实例研究，构建集理论、实验与实践于一体的综合教学改革，使学生既储备较好的理论基础，又具有较强的实验与工程实践能力，从而培养出具备解决复杂岩石力学问题的高端技术人才。从这个意义上说，开展岩石力学课程的实践性教学改革是十分必要的。 二、岩石力学课程实践性教学改革的主要内容 增加室内实验教学与计算机数值仿真实验环节，并结合现场工程实例教学，探索适合现代岩石力学发展的新型实践性教学方法。 1.增加实验教学模块环节。目前我校大学生岩石力学课程教学主要是理论教学为主（32学时），强化书本理论知识的学习，尚未安排实验与实践教学环节。通过本课程的多年课堂理论教学，结合本课程经验性、应用性较强的突出特点，拟改革现有教学方式，增设岩石力学实验教学环节（模块I），包括4个室内实验模块，即岩石吸水性实验、饱和单轴抗压实验、点载荷抗拉实验3个验证性实验项目和1个岩石剪切实验演示项目。这4个室内实验项目（模块I）为岩石力学特性参数实验，拟规划6学时教学内容，其中验证性实验占4个学时，综合实验和演示项目占2个学时，由学生先熟悉实验方法、实验步骤，再由教师指导，完成实验；同时实验室对学生也实行开放，鼓励学有余力的学生课后自己设计并开展相关实验。 2.增加数值试验教学环节。实践教学把培养学生实验技能放在首位，虚拟与现实相结合，动手与动脑相结合。考虑学生人数的增加，实验场地、仪器设备、岩块样品不足等矛盾，将实验教学与计算机数值仿真相结合，开展模块Ⅱ教学，即增加数值模拟演示实验2学时。应用大型数值分析软件ABAQUS进行岩石力学数值模拟实验教学。由于岩石破裂过程现象的复杂性和岩石介质的复杂性，在模块Ⅰ的岩石力学教学实验过程中，学生很难通过大量重复性实验看到岩石破坏的各种类型的复杂现象。利用引进并二次开发的ABAQUS程序，增加模块Ⅱ的实验教学环节，对岩石力学实验进行辅助教学，使学生参与教学活动的主动性、创造性大为增强。随着现代计算机技术的发展，利用计算机对岩石的变形与破裂过程进行数值试验，不仅具有通用性强、方便灵活、具有可重复性等特点，而且可以通过数值试验得到许多在常规实验室试验中难以观测的重要信息，作为岩石力学实验教学的重要补充，达到岩石力学实验辅助教学的目的。但模块Ⅱ数值试验的应用并不能完全取代模块Ⅰ的实验室实验。这是因为数值试验时仍然需要提供岩石的细观力学参数等信息，而且只有在证明数值试验方法正确的基础上才能使用它进行岩石力学的数值试验。此外，岩石力学数值试验也可完成复杂岩石块体的变形破坏过程的数值仿真。 3.预设工程问题教学模式。考虑到岩石力学数值试验方法在解决岩石力学问题时具有通用性强、可重复性等特点，感兴趣的学生可以在任课教师的指导下，在课程开设初期（如5周内）就拟定一个自己感兴趣、与岩石力学与工程紧密相关的数值计算课题，带着问题进行课程学习。课程的每个环节都使学生对问题的认识更深入一步，当专业知识和数值计算知识储备到达一定程度后，即可开展数值试验方面的研究。在此过程中遇到的突出问题，可以由任课教师利用课间时间给学生答疑解惑，或一些共性问题可在课堂适当讲解，从而辅助学生完成预设的各类工程问题，达到事半功倍的教学效果。 4.结合工程案例的现场实践性教学。实践性教学的核心应是开展现场教学，将课堂教学与实际工程紧密结合，从而升华理论知识、室内实验和数值仿真成果。针对本课程的实用化特点及课堂教学进展状况，选择有代表性的岩石工程作为典型教学案例进行现场教学，适时邀请现场的项目负责人就工程案例进行详细讲解，包括可能遇到的各类岩质边坡工程、岩石地基工程、地下空间与地铁工程等，从而增强课程学习的针对性、提高学生分析和解决实际工程问题的能力。 三、结束语 通过上述建设，将丰富我校大学生岩石力学课程的实践性教学内容，使其充分兼顾理论、实验与数值仿真、现场实践三个方面。在此基础上，凝练岩石力学课程实践性教学改革的创新手段与特色教学方法，推动本科岩石力学课程实践性教学改革的深入发展。 岩石力学论文:海洋工程《岩石力学》的研讨式教学 摘要：《岩石力学》这门课程具有理论性和应用性两个方面均较强的特点。这不但需要教师和学生针对现有理论进行系统的学习，更为重要的是培养学生解决实际问题的能力。应用研讨式教学方法可以达到这一目的。本文从海洋工程《岩石力学》课程的实际需要出发，对研讨式教学法的应用进行了探讨。 关键词：《岩石力学》；研讨式教学；教师；提高能力 研讨式教学发起源于早期的德国，现在已经成为西方高校的一种普遍的教学方法。后来郭汉明教授进行教改实践[1，2]，创造了全新的研讨式教学模式，开启了国内研讨式教学的先河。研讨式教学以学生为主体，教师提出问题，鼓励学生查阅资料，研究讨论后解决问题[3-5]。海洋工程《岩石力学》是一门新兴的课程，这门课程与以往的《岩石力学》不同之处在于，它将岩石力学与海洋环境结合起来，重点关注实际钻井和采油等过程中的岩石力学问题。这就需要培养学生解决实际问题的能力。应用研讨式教学模式，可以充分发挥学生的主体作用，调动学生的主体性、积极性和创造性。本文将从海洋工程《岩石力学》这门课程的背景和实际需求出发，探讨研讨式教学法的优越性和必要性。 一、海洋工程《岩石力学》的特点 海洋油气开发与陆上油气开发存在明显不同，体现在海洋钻井、采油的各个环节，其中《岩石力学》也表现出明显的特点。首先是海底环境非常复杂，不但土质松软，力学性质十分弱，而且地貌多变，给海洋钻采设备及工艺提出了巨大挑战。近期国外内出现的海洋油气开发中的多个灾难性事故与海底复杂的岩土环境密切相关。其次，海洋油气藏多为松软砂岩，这种岩石的孔隙度和渗透率高，储量大，单口油井产量高，但在钻井开发过程中往往伴随井壁失稳、油层不稳定、油层出砂、油层压实及随之而来的海底沉降变形等问题。目前为船舶与海洋工程专业开设《岩石力学》课程经过两年的教学实践，表明这门课程的开设十分必要，学生对于《岩石力学》的学习积极性也较高，基本达到了课程开设的教学目标。但是随着学科的不断发展，在《岩石力学》的教学中需要重点突出海洋石油开发过程中的岩石力学问题，而目前这一点做的不是很充分。另外，《岩石力学》这门课程具有理论性和应用性两个方面均较强的特点，这不但需要教师和学生针对现有理论进行系统地学习，更为重要的是培养学生解决实际问题的能力。 二、研讨式教学模式的优势 传统的教育理念是以教师为主体，学生为客体，主客关系非常明确。学生被动的吸取知识，这就容易造成：学生很难在学习中产生主动学习的兴趣，知识的获取仅限于课堂，失去了学习的动力，压抑个性，限制了学生的全面发展。同时，也不利于师生之间的交流。研讨式教学模式提倡以人为本的理念[6]。从学生的发展角度出发，教师从单一的知识传授者转变成学生学习的引导者。与传统的课堂模式相比，研讨式教学具有明显的互动性，提高学生的参与性，更加强了师生之间的平等交流的关系，活跃了课堂气氛，有利于提高学生的综合素质。这些特点体现在以下几个方面：（1）以学生为主体的讨论式教学可以调动学生的兴趣，激发他们学习和探讨问题的动力。在这一点上，教师的引导作用至关重要。它需要我们从学生的角度出发，构建一套完整的引导学生进入研讨境界的课程教学程序。（2）培养了学生的自学能力。研讨式教学改变了长久以来教师讲课为主的教学模式，代之以个人自学为主，小组讨论评比，然后由教师总结讨论结果。这种教学方式符合学生的心理特征，肯定了他们的学习成果。（3）改善了学生与教师之间的关系，实现了学生和教师在课堂上的良性互动。 三、基于研讨式教学方法的教学实施 海洋工程《岩石力学》是一门根据海洋油气开发过程中的岩石力学问题衍生出来的相关课程，我们不能依照一般的岩石力学来授课。根据海洋工程《岩石力学》的课程性质，我们从以下几个方面来设计研讨式授课内容。 1.海洋环境及岩石力学的相关文献阅读指导方案。文献阅读与分析是从事科学研究的重要环节和基本功，让学生在本科阶段适当结合学习内容开展文献阅读的训练不但对本课程的学习十分有益，而且为以后进一步的发展打下了坚实的基础。这是研讨式教学的第一步。这个环节可以让学生开阔视野，了解相关课题的最新研究动态。 2.结合海洋油气开发的工程实际和岩石力学理论，研究研讨课题。相对于课题的解决而言，课题的提出不但难度大而且颇具挑战性。好的课题可以发现工程实际的本质，解决实际问题，而且可行性较好；而不好的课题无法抓住问题的本质，且解决不了实际问题。要做到选题合理，必须抓住研究中的关键点，这可以是学术前沿，也可以是学术研究中的热点问题。教师在这一环节起到至关重要的作用。因为这不仅需要教师具有专业的知识水平，还需要了解学生的实际情况，制定的课题要有代表性，还要注意难易程度，务必使学生有所得。 3.基于MatLab平台的计算机辅助研究提出的课题。现实问题的复杂性和规模往往不是传统的纸和笔的模式容易解决的，大多需要借助计算机程序辅助解决。大学生对Matlab的学习和掌握较为容易。加入这一内容是为了使学生能够掌握实际解决问题的技能。通过认真筛选，我们最终选择了四个课题，用于研讨式教学，即水力压裂模型、海底沉降模型、地层出砂模型、井壁稳定模型。在给出讨论题目之后，我们将学生分组，根据学生的人数和课时的安排，将学生分为4个小组，分别选择一个课题。教师对研究课题给出要求，小组自己安排分工，教师可以在旁指导。首先是学生查阅文献，因为相关资料非常繁杂，所以教师可以针对研究课题，介绍一些文献资料，使学生少走弯路，在此基础上，也鼓励学生自己查找资料补充，消化、归纳和总结文献资料。这是研讨课中最重要、也最花费时间的一个环节。它要求学生投入很大的精力和时间，对所有资料进行阅读理解，如课题的研究背景、研究思路和方法，最近的研究成果以及实际的应用情况。对于每个课题，我们要求学生选择一个实际案例，进行编程，且选择一种软件进行数值模拟，一方面是验证自己的理论知识，另一方面是学习一门软件技能。如图1所示，是1组同学用Matlab设计的一个计算而为水力压裂模型的界面，图2是3组同学采用Abaqus计算的直井井壁围岩的应力分布情况。经过这些练习，同学们对知识的理解更加深刻，教师也了解了学生知识的掌握情况。 报告的总结和归纳，是对所有工作的总结，包括组内成员之间的交流和统一意见，最后编写成研讨课上的演讲稿和课件。这个过程对于培养学生的文字表达和口头表达的能力十分重要。教师在这个环节可以引导学生，如演讲稿的版面要美观大方，内容必须简洁明了。我们鼓励学生在小组中先进行组内答辩，然后其他成员打分，提意见，推选出一位代表，进行课上的答辩。最后，学生代表根据自己选择的课题在全班进行答辩，其他学生讨论交流，提出自己的看法和问题，然后大家针对这些问题进行讨论解答。教师在这个环节中可以进行引导和启发学生，注意调节课堂气氛，还要对演讲同学以及小组进行点评和打分，在所有小组演讲完毕，要进行最后的总结和归纳。 实践表明，研讨式教学对学生掌握知识、提高能力、培养研究素养具有重要的作用。这种教学方法为师生提供了一个自由、开放、积极地交流环境，激发了学生的学习热情，研讨的过程更是一个跨专业的交流和沟通，学生相互之间取长补短，开阔了大家的视野，使学生全方位的考虑问题，完善课程的认识层面。它也促进了师生之间的平等交流，客观上强化了一种学术交流模式，从而实现了学术水平的共同进步。 岩石力学论文:岩石力学双语课程建设的必要性探究 摘要：岩石力学不仅是一门重视理论的学科，也是一门实践性很强的工程学科，是岩土工程等专业的重要基础课程。针对目前中国高校岩石力学的内容落后以及教学方式枯燥等问题，本文着重探究了建设岩石力学双语课程的必要性及可行性，以促进双语教学在高校的落实，发挥双语教学在高校素质教育中的作用，为高校培养岩石力学高层人才提供有效思路。 关键词：岩石力学；双语教学；必要性 目前，我国绝大多数高校都采用普通话作为教学语言。而香港和新加坡的大学主要使用英语教学。台湾也正在加强英语教学的力度。还有很多非英语国家的高校正在使用英语教学或开始设置英语课程了[1]。世界各地都广泛地使用英语授课或者从事各种学术活动，如今英语已经成为了一种科技语言。因此，采用英语传递信息已成为全球文化与科学的主要形式。双语教学，即在课堂上增加使用第二中语言来进行学科的教授，它已经是实施双语教育的重要手段之一[2]。为了推动双语教学的发展，教育部自2001年明确提出要在高校积极推动使用英语等外语进行教学，其中“本科教育要创造条件使用英语等外语进行公共课和专业课教学”，近年来我国内陆许多高校增开了一系列双语课，也就是在教学过程中既有英语授课部分，又有汉语授课部分。不少人认为，双语教学可以促进高等教育的国际化[3]。岩石力学是运用力学原理和方法来研究岩体的力学以及力学相关现象的一门新兴科学，也就是研究岩体在各种力场作用下变形与破坏规律的理论及其实际应用的科学[4]。为了达到良好的教学效果，在调查分析国内外高校尤其是石油类高校教学过程中存在的问题，我们对岩石力学建设双语课程的必要性进行了探索。 一、目前岩石力学课程存在的问题 1.教材陈旧，内容落后。随着我国在基础设施建设方面的投资和发展，岩石力学的理论研究取得了长足进展，建造出了三峡工程、青藏铁路、南水北调等许多高难度、划时代的标志性工程，使得我国在岩石力学的理论研究、室内外试验、现场监测和经验积累方面获得了举世瞩目的成果[5]。然而，作为培养岩石力学高级人才的大学，普遍存在着所采教材陈旧，内容严重落后于目前岩石力学的实际发展水平的现象，在一定程度上出现理论与现实脱节的现象。 2.教学手段单调，教学模式枯燥。岩石力学的理论比较枯燥，容易导致学生的学习兴趣不高、主动性不强。仅仅以传统的传授书本知识为主的板书和PPT课堂教学模式已不能满足应用型本科人才培养的需求[6～9]。另外，该课设置的课时量相对于要讲授的内容来说偏少，按照传统的教学方式进行，容易出现让学生对知识只能宽泛了解而掌握不牢的现象，同时也容易让老师被迫放弃部分教学内容的现象。岩石力学包含的力学知识点较多，存在很多公式的推导过程，仅仅靠板书和PPT的形式，不能让学生高效地接受知识。 二、采用双语进行岩石力学的教学的必要性 21世纪是知识、信息和经济一体化的时代。随着我国对外开放的深入，特别是成功加入WTO以后，各个行业积极引入国外的先进技术和实验设备，对外交流与合作日益密切，与岩石力学相关的行业也不例外，我国高校教育正面临着更加严酷的国际竞争环境，在一定程度上需求具有一定的专业外语知识的人才。 1.采用多种教学手段，增强教学效果。虽然也有单独开设了土木工程专业英语等专业外语课，但是仍存在一些内容交叉重复的问题，给教学带来了困难[4]。所以在岩石力学课程教学改革方案中，不应局限于教授专业外语知识，也可以在汉语授课过程中普及相应的专业外语词汇。所以，可以在师资条件具备的情况下，岩石力学采取专业教学与外语教学相结合的双语教学办法，教材可以采用外文教材或者添加外文辅助教材以跟进国内外进展，从而保证内容的先进性。教学过程中，可以在每一章增加相应的专业词汇的英文注解及相关解释。另外，还应提供外文资料供学生参考。这样多途径的教学方式，让学生在学习专业课程的同时，又学习了专业外语。既避免了专业课程专业词汇零散的缺点，也增加了学生们学习专业外语的兴趣。 2.增强英语的阅读和表达能力。（1）实施双语教学可以为学生打好坚实的专业词汇基础，补充公共外语教学的不足，促进国际学习交流的效果。随着国际化交流的日益频繁，除了查阅国际期刊，学生们有越来越多的机会出席各类国际会议，直接聆听外国专家的演讲报告，并且参与到国际学术交流中去；而更有相当一部分的同学将可能去国外留学或者工作。因此课堂上采取双语教学可以使学生们提前熟悉掌握该专业的名词术语，达到与国际同行顺利进行学术交流的目的；而一般的公共外语考试并无法涉及这些专业内容，经验表明只接受公共外语教育不能满足专业交流的需要，这就更加体现出双语教学的必要性。 （2）实施双语教学可以通过中英文对照，采取优势互补，以加深对内容的理解和辨析。专业词汇或者定义、表述等由于英语语言习惯与汉语的不同，有时在翻译成汉语的过程中会出现生硬、不准确，甚至有歧义的地方，而直接在英语的环境下学习反而更加有利于内容的理解和知识点的掌握。另一方面，有些专业词汇是由学生并不熟悉的词根组合而成的，这时通过与汉语书本内容进行比较可以在学习专业知识的同时加深对于英语的构词方式的理解，对类似的生词触类旁通，从而达到举一反三的效果。（3）实施双语教学学生不但可以掌握岩石力学的专业词汇，也可以对其他一些基本的科技用语有所了解。比如基本的数学物理符号的读法、缩写的含义，石油生产过程中的常见设备的英文说法等，同样这些也是公共外语所没有包含的内容。 三、采用双语进行岩石力学的教学的可行性 1.高校教师的英文水平可以胜任双语教学的要求。目前高校中有许多在国外学习访问并且用英文发表文章和进行讲座经历的老师，他们的外语能力可以充分保证双语教学的实施效果。 2.岩石力学的教学资源有许多国内外经典的原版教材。这些教材既包括侧重原理、概念讲授的基础教材，也有充分反映最新研究成果的专著。在授课过程中可以选择其中的一部分作为指定的教材及参考书，以满足不同的教学需要。 总之，以强调理论联系实际、重点培养学生的英语能力为该课程的主要建设目标，进一步提高教师教学水平，加强教材等教学资源的建设，不断优化教学内容及教学方法，最终让学生掌握本门课程教学内容，实现英语水平的提高。实现让学生掌握绝大部分专业词汇，胜任该专业领域的国际交流，学习跟踪近期国内外反应重要学术和生产动态的文献，了解学科前沿发展情况及最新成果的最终目标。 岩石力学论文:岩石力学教学改革的探索与实践 摘要：岩石力学是一门理论性和实践性均较强的课程，如何开展教学活动，以确保教学质量，是值得深思的问题。从教材内容、课堂教学方法、课程教学手段、实践教学、行业现状等方面对岩石力学课程的教学进行了全面的探讨。通过教学改革实践结果表明：在全面掌握该课程的基础上，学生课上更加积极主动，兴趣更加浓厚，取得了良好的效果，为岩石力学教学改革提供了借鉴。 关键词：岩石力学；教学方法；教学实践；教学目标 《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010～2020年）》[1]指出，我国高等教育的发展，将定位于以全面提高高等教育质量为重点，更加注重提高人才质量、提升教学研究水平和增强社会服务能力、特别强调了高等教育要“优化结构办出特色”，发挥政策指导和资源配置的作用，引导高校合理定位，克服同质化倾向，[2]形成各自办学理念和风格，在不同层次、不同领域办出特色，争创一流。 岩石力学是研究岩石力学形态的理论和应用的科学，是探讨岩石对周围物理环境中力场反应的学科，是一门应用型基础学科，其理论基础广泛，涉及工程地质学、固体力学、弹塑性力学、计算数学、构造地质学、地球物理学、建筑结构学等多门学科。通过对岩石力学形态的理论和实验研究，解决岩土工程领域的破坏和稳定问题，主要围绕工程地质研究方法、数学和力学分析法以及综合评价法展开，衍生出各种应用手段和试验方法，较好地解决了岩土工程中所遇到的问题。基于本课程的特点和重要性，有必要采取行之有效的措施提高“岩石力学”课程的教学水平，进一步增强内蒙古科技大学（以下简称“我校”）岩土与地下工程方向本科生的核心竞争力，以便能够培出更多基础扎实、知识面广养、素质高、能力强、有创新意识和较强工程实践能力的高级技术人才。 一、“岩石力学”课程教学现状 土木工程是内蒙古科技大学历史较为悠久的专业之一，专业下设建筑工程、道路与桥梁、钢结构、岩土与地下工程四个方向。岩石力学是2006年新增设的一门岩土与地下工程方向必修课，其开设时间短，基础较为薄弱，由于一些主观及客观的原因，课程教学存在着很多问题。 随着经济和社会的发展，岩石力学新理论、新工艺也如雨后春笋般出现，这对于广大教学工作者提出了更高的要求。然而教材内容较为陈旧，现代新理论、新工艺多没有涉及，如课程中关于地应力测量方法[3]章节中压磁应力解除法、HTPT法等则没有描述。部分章节存在着与工程实际脱节的现象，学生重视程度不够，如岩石力学数值分析方法章节。同时岩石力学由于其理论基础广泛，教师课上需要做大量的公式推导及理论的串联工作，但有些教师抛繁就简，关键部分不做详细阐述，忽视了学生能力参差不齐的特点；某些涉及工程应用部分的讲述虽然采用了现代多媒体手段，但是手段单一，多为图文课件，缺少动画素材及现场视频。另外，不同规范之间同样问题的描述不一致使学生感到极为困惑。如对于岩石、岩体（围岩）的分类，《岩土工程勘察规范》（GB 50021-2001）（附录A）中将岩体基本质量等级分为I～V（好～差）级，而在其他规范中，如《公路工程地质勘查规范》（JTJ 064-98）（附录G）中将隧道围岩分为I～VI（差～好）级，两者之间存在截然不同的差别。规范之间诸如此类问题较多。 二、岩石力学课程教学改革 1.改善教学方法，培养创新思维 岩石力学课程传统的教学方式是教师以讲授为主，学生则被动接受知识，这种教学方式遏制了学生学习和思考问题的积极性，为了改变这种状态，形成教师和学生互动学习的气氛，必须改革原有的教学方法。根据教学内容的难易程度，采用启发式、研究式、讨论式等多种教学方法。对部分偏理论或纯理论章节，教师应对其来源、本质、对工程的意义和重要性以及与其相关理论的关联做深入的解剖，使学生有一个较为清楚的认识。当学生弄清基本概念和原理，再把握大的研究方向，则不难培养出学生思考问题的积极性以及创新意识。利用本校的文献检索平台，可结合课本及工程实际布置课后任务，让学生充分利用其中资源，了解前人的研究成果和在时代大环境下某个研究内容的进展，引导学生大胆说出自己的见解。课上让学生各抒已见，适当引入讨论课的形式，使教师和学生之间、学生和学生之间互动交流。 2.丰富教学手段，紧跟时代步伐 基于岩石力学本身的特点以及传统“黑板+粉笔”书写速度慢、单一、呆板、信息量小的缺点，课程教学适当结合现代多媒体手段，充分利用多媒体课件授课内容多、图文并茂、表现力丰富的优点，提高授课效率，调动学生课堂情绪。当遇到重点公式推导时，采用传统板书的方式，教师一步步推导，使学生易于理解，加深印象，也避免了因学生素质良莠不齐，导致教师错估教学效果，造成恶性循环的局面。教师对于多媒体课件的制作，应尽可能提高课件制作能力，随时准备大量的图片和影像素材，特别是以往代表性的工程案例、近期的工程现场视频以及新工艺、新技术、新设备等的详细情况，从而使学生充分关注本专业领域最新动态，培养其独立思考问题的能力，扩展学生的知识面。另外，培养学生在课下利用内蒙古科技大学教学综合网络平台的习惯，发挥平台上的资源优势，通过师生讨论区、答疑区、通知等，形成网络教与学的互动。 3.学与用的结合，理论与实践的统一 一方面，鼓励和指导学生参与大学生创新基金项目和教师的一些科研项目或其他工程现场，将岩石力学的知识点融入到项目中，使学生提前接触生产实际，掌握一些在课堂上学不到的东西，增强学生运用科学知识和方法解决实际问题的能力。例如，我校东门在建的地下人行通道，学生从工作井的开挖到衬砌的完成，基本全程参与，学生对课堂上较为模糊的知识点多有了比较清晰的认识，现场学生和教师的“问”与“答”的互动，也取得了理想的效果。另一方面，充分利用计算机仿真技术，采用数值分析方法，如ANSYS有限元软件和FLAC有限差分软件，将之运用到实际工程中，通过辅助计算，改变学生“学无所用”的错误想法。[4]如在学生毕业设计的完成过程中，数值分析方法在某个问题中的必要性明显，通过指导老师的指导和学生的努力，学生较好地模拟了一些工程问题，再加上学生较为扎实的理论基础和将其运用到工程实际的能力，答辩通过率几近100%。 4.了解行业现状，明确教学目标 21世纪是地下空间的世纪。随着我国城市化的进程，地下工程蓬勃发展趋势不可阻挡，然而本行业还存在诸多问题制约着国家的发展和祖国的建设。例如，我国岩土工程技术规范标准方面，据初步统计，不包括各省市所编制的地方标准，我国岩土工程方向的国家标准和行业标准就有200余部，各行业规范自成体系，形成了名词术语、岩土分类、参数、公式、设计理论高度不一致的局面，而重大工程的建设常常需要数名甚至数十名各专业技术人才，这就造成了各专业人员交流困难，工期拖延情况屡见不鲜。自国家实施西部大开发起，各类复杂性的工程技术问题常有报道，如青藏高原铁路的建设，曾遇到过各类国际性的技术难题，多年冻土的影响一度困扰着大量学者和工程技术人员。内蒙古自治区作为西部GDP第二的省区，十年西部大开发发生了翻天覆地的变化，而内蒙古科技大学作为自治区高等院校，理应培养出见闻广博、理论扎实、有较强工程实践能力的高级技术人才，使之投身于西部建设，不怕艰难险阻，牢记校训“百炼成钢”，这是我校的教学目标，教师应牢记于心，以提高学生综合素质并为此更加辛勤地努力。 三、结语 岩石力学是岩土与地下结构工程专业一门重要的专业课，本次教改实施一年有余，已取得部分预期效果，在实施的过程中深深体会到教学工作的复杂性和重要性。综合素质对于这个专业的人才培养是最重要的，教改的实施对于学生自身的发展，对社会都是有着重要意义的。 岩石力学论文:基于岩石力学理论的三压力预测技术研究及应用 摘 要：做好地层三压力预测工作，对保护油气层，提高钻井成功率，降低钻井成本具有重要意义。苏仁诺尔油田断层、裂缝十分发育，储层非均质性强，钻井施工中喷、漏、卡等复杂事故时有发生。本文针对这样的地质特点采用声波时差法计算地层孔隙压力；从岩石力学基本原理出发，根据库伦-摩尔准则和拉伸破坏准则建立坍塌压力和破裂压力的计算模型。并开发了适应于苏仁诺尔油田的地层三压力剖面预测软件。该软件能够对井身结构进行优化设计，为钻井液密度设计提供可靠依据；完钻后利用实测压力资料和测井资料对计算结果进行了验证， 应用表明，该法预测精度较高，可满足现场施工要求。 关键词：岩石力学 孔隙压力 坍塌压力 破裂压力 预测模型 在钻井中，准确的预测地层孔隙压力、破裂压力和坍塌压力，能够确保钻井液密度设计和井身结构设计的合理性[1]，对油气层保护，提高钻井成功率，降低钻井成本也起到至关重要的作用。苏仁诺尔油田地质情况比较复杂，断层、裂缝十分发育，岩性复杂，储层非均质性强。该地区以往，地层三压力预测主要通过经验和钻后验证，精确性和准确性都较差。钻井施工中喷、漏、塌、卡等复杂事故时有发生，加大了钻井风险，增加了钻井成本，延长了钻井周期，同时也给油气层带来更大的伤害。 结合苏仁诺尔油田实际，在预测地层孔隙压力方面，采用声波时差法计算。本文从岩石力学角度出发，建立了地层破裂压力和地层坍塌压力预测模型；进而利用苏仁诺尔油田的常规测井资料连续地计算了该区的地层坍塌压力和破裂压力，从而有效地指导了钻井施工，收到了良好的效果。 一、三压力预测模型的建立 1.地层孔隙压力预测模型的建立 根据苏仁诺尔油田的地质特点，分析表明采用声波时差测井资料分析法预测地层孔隙压力效果较好。 对于正常压力泥页岩地层，随着埋深的增加，地层的孔隙度逐渐降低，声波时差逐渐减小。出现异常压力后，声波时差不再随埋深增加而减小，出现声波时差异常增大现象。据此可以预测地层的异常压力，预测过程如下： 从岩石力学角度看，井壁稳定与否取决于井眼围岩的应力大小与地层强度。若井眼围岩的应力小于地层强度，井眼是稳定的；若井眼围岩的应力大于地层强度，井壁将产生破坏，导致井下复杂[4]。根据库仑-摩尔准则和拉伸破坏准则推导地层坍塌压力和破裂压力的表达式。 2.1地层坍塌压力表达式 研究中选择了库仑-摩尔准则作为剪切破坏的强度判据。这个准则认为岩石沿某一平面发生剪切破坏，不仅与该面上剪应力大小有关，而且与该面上的正应力有关。岩石并不沿着最大剪应力作用面产生破坏，而是沿着其剪应力与正应力达到最不利组合的某一面产生破裂。其表达式如下： 井眼围岩的应力大小与井眼内的钻井液密度有关，随着钻井液密度的降低，井眼围岩的剪应力不断提高，当超过岩石的抗剪强度时，岩石将发生剪切破坏。发生剪切破坏的临界井眼液柱压力称为坍塌压力，一般情况下简称为坍塌压力[2]。 当井眼液柱压力较低（即钻井液密度较低）时，在井壁上会出现较大的剪切应力而使井眼发生坍塌[8]。可得坍塌压力的表达式： 表达式中包含两个变量：井眼液柱压力 和圆周角 。在0～180°之间选择圆周角 ，求解井眼液柱压力最大值 ，即为保持井眼稳定的井眼液柱压力下限―坍塌压力 。 2.2地层破裂压力表达式 当钻井液液柱压力过高时，在井壁处会出现拉应力，当拉应力超过地层的抗拉强度时，就会出现拉伸破坏（拉伸破坏准则）。 2.3 计算模型相关参数的确定 利用地层坍塌压力和地层破裂压力计算模型求取地层的坍塌压力和破裂压力，必须已知地层的原地应力、弹性模量、泊松比、内聚力、内摩擦角、孔隙压力、有效应力系数等参数[3]。由测井数据间接获取地层的力学参数，可以计算出任意深度地层三压力，进而可获取地层三压力剖面。 2.3.1地层弹性参数 通过岩石力学性能实验可以把标准公式中的力学参数转换成某一施工地区的力学参数，对苏仁诺尔油田20块岩心试样进行了测试，共获得430个数据，通过回归处理得到了该地区的弹性模量、和泊松比计算公式。 二、压力预测软件 基于上述研究，利用所建立的模型编制了地层三压力预测软件，通过输入声波、密度等测井数据以及井眼轨迹参数和地应力参数计算得出地层三压力剖面。进而应用该软件预测地层三压力，为合理设计井身结构、钻井液密度提供可靠依据[6]。 三、现场应用 为了验证地层三压力剖面的预测精度，在苏仁诺尔油田选取苏3-1井、苏301-1井和苏20-2井3口新钻井进行了钻前预测，完钻后利用实测压力资料对预测精度进行了验证。新钻井现场实验的基本过程是：首先利用邻井测井资料通过外推法预测待钻井的地层三压力剖面[9]（如图1），然后根据地层压力剖面进行钻井液密度设计和井身结构设计；完井后根据现场测压数据和实测的测井资料检验压力剖面的精度[5]。实测值均在预测值范围内（见表1和表2），吻合程度较好，该方法的预测精度较高。 四、结论与认识 1.本文基于地层三压力计算一般理论，从岩石力学和破环准则等角度出发，建立了适合苏仁诺尔油田地质情况的地层三压力预测模型，提高了地区适应性，实现了利用常规完井测井资料预测地层三压力的目的。 2.利用所编制的三压力预测软件，处理工区测井资料，明显提高了地层压力预测的精度，为合理设计井身结构、钻井液密度提供了可靠依据，对于安全高效钻井具有重要的意义。 岩石力学论文:岩石力学及地层抗钻特性预测研究与应用 【摘要】大港油田深部地层岩性致密，研磨性强，抗压强度大，可钻性差，机械钻速较低，严重影响了油田的钻井周期和钻井成本。本文通过实钻岩心抗钻特性试验研究、岩石力学特性参数纵横向分布规律及地层岩石抗钻特性分析、地层岩石可钻性分析、钻头动态数据库的建立及钻头优选评价等技术研究，优选了适合大港油田不同地层的钻头，并针对深部特殊地层进行了钻头个性化设计，机械钻速显著提高。本文的研究为准确分析和预测大港油田深部地层岩石可钻性提供新的技术手段，对提高大港油田的钻井效率具有重要的促进作用。 【关键词】测井资料 钻头 可钻性 岩石力学 抗钻特性 大港油田钻井过程中主要钻遇平原组、明化镇组、馆陶组、东营组和沙河街组，各区块机械钻速总体呈下降趋势，特别是深部地层岩性致密，研磨性强，抗压强度大，可钻性差。实钻结果表明进入东营组地层后随着岩石强度的增加机械钻速迅速降低，尤其是沙河街组地层深部机械钻速明显偏低，仅为沙河街上部的一半左右，严重制约了钻井速度和勘探开发经济效益的提升。为加快深部沙河街组地层钻井速度，提高整体经济效益，有必要针对大港油田地层岩石可钻性开展研究，分析研究出其分布规律，进而优选出适合该地区地层的钻头，以指导优快钻井技术方案的制定。 1 地层岩石力学特性参数的测定 为系统开展岩石力学性质参数及可钻性的测试和分析，本文收集了17块岩心，进行了声学试验、抗压强度试验、岩石硬度试验和岩石可钻性试验，为准确掌握大港油田深部地层的岩石可钻性规律提供了基本数据参考依据。岩石力学参数试验结果如表1所示。 2 岩石力学特性参数纵横向分布规律 2.1 弹性模量及泊松比 假设岩石为各向同性无限弹性体，根据纵波速度和横波速度计算动泊松比和动弹性模量的关系式为： 3.3 地层岩石可钻性剖面的确定 根据以上回归得到的声波时差与牙轮钻头和PDC钻头关系方程，结合声波测井资料，计算并绘制出地层岩石可钻剖面，由图可以看出，沙河街组牙轮可钻性级值主要分布在5-7 之间。根据岩石可钻性与地层硬度的分类关系，可以确定该地层属于中一中硬地层。 4 钻头动态数据库的建立与钻头优选及个性化设计 4.1 钻头优选 为了方便查询大港油田使用的钻头，为钻井工作提供借鉴参考，收集了近四年探井使用过的钻头，建立了钻头资料数据库。同时利用机械钻速法对钻头进行了优选。 机械钻速法是将各层位大于该层位平均机械钻速和进尺的钻头挑选出来，显然大于平均机械钻速和大于平均进尺的钻头使用效果较好，其他的钻头使用效果相对较差。选优出的钻头应用后，井深大于4500m的深探井，机械钻速提高了6.5%（由4.75m/h提高到5.06m/h）。4.2 PDC钻头个性化设计 为了提高钻头在硬夹层以及高研磨性地层切削效率，通过对大港油田深层钻头磨损情况，从以下几个方面进行改进以个性化设计实现深层钻井的提速：4.2.1？切削齿技术的改进 QuantecTM 系列PDC钻头自2010年在大港油田试用之后，取得了良好的使用效果。通过对其磨损分析，认为如果该钻头切削齿耐磨性能够提高，该钻头还可以取得更长的单只进尺。故优化设计了Q型齿的加强版Quantec ForceTM。该钻头系列具有以下特点： （1）金刚石层相对更薄，在钻压相同的情况下，对比更厚的金刚石层，其吃入地层所需的能量更小； （2）金刚石层颗粒以及组分进行优化，抗研磨性能提升了15%； （3）金刚石层与碳化钨基座的几何胶结形状进行优化，减少了由于金刚石层被冲击破坏而剥落的概率，提高了切削齿的抗冲击性。 4.2.2？钻头稳定性加强 通过加入贝克休斯专利的“D”技术，提高钻头在井底工作时的稳定性。同时，增加心部布齿密度减少切削齿暴露深度。 4.2.3？钻头攻击性设计 （1）针对钻头芯部切削齿磨损轻微的特点，减少切削深度控制力度，即适当增加芯部切削齿的出露。从磨损情况来看，芯部齿完好，且没有发生崩齿现象。 （2）适当减少鼻部和外肩部的切削齿后倾角度，从磨损情况来看，角度更小，速度更快，但是还是存在外肩部轻微崩齿的风险。4.2.4？钻头布齿技术和独特后倾角设计 选用更加平滑的钻头剖面，针对深层钻头吃入困难，夹层频繁稳定性差的特点进行电脑软件模拟，优化钻头切削齿的安放位置使钻头合力指向中心。钻头心部，鼻部到外肩部和保径部的切削齿倾角优化模拟，从内到外依次提高后倾角角度以达到平滑切削的目的。 岩石力学论文:误差理论在岩石力学试验数据分析中的应用 [摘 要]在一组岩石力学性质试验数据中，有时候会出现个别的异常数值，从直观上看，该数据与其它数据有较大差异。然而如何处理这些异常数据，使实验结果更加准确，仍缺乏理论上的依据。文中简要介绍了应用误差理论的方法，对岩石力学性质试验数据异常值进行分析处理并进行计算，该方法的成功应用使岩石力学性质实验结果更加可靠。 [关键词]误差理论 岩石力学性质 试验 数据处理 异常值 剔除 一 引言 在测岩石力学性质的一组试验数据中，会出现个别的异常数值，从直观上看，该数据与其它数据差异很大。在处理试验数据时，对于这样的个别异常值，是否要别除？如果单纯凭直觉判断，似乎缺乏理论上的依据。首先要从技术上找原因，分析其是由于试验过失误差，还是其他什么原因造成的。当不易找到其他原因时，可以采用误差理论的方法进行检验，通常取显著性水平0.05或置信度为95%，然后判断这个异常数据是否应剔除。用误差理论的方法进行检验是非常必要的，检验方法也很多，这里应用误差理论方法分析岩石力学性质试验数据的异常值[1-7]。 二 异常值的检验 在整理试验数据时，往往会遇到这种情况，即在一组实验数据中，发现少数几个偏差特别大的可疑数据，这类数据又称为离群值或异常值，它们往往是由于过失误差引起的。对于可疑数据的取舍一定要慎重，一般处理原则如下。 （1）试验过程中，若发现异常数据，应停止试验，分析原因，及时纠正错误。 （2）试验结束后，在分析试验结果时，如发现异常数据，则应先找出产生差异的原因，再对其进行取舍。 （3）分析试验结果时，如不清楚产生差异的确切原因，应对数据进行统计处理，在处理岩石力学性质试验数据异常值用的统计方法有拉依达（Pauta）准则、格拉布斯（Grubbs）准则、狄克逊（Dixon）准则[8]，若数据较少，则可重做一组数据。 （4）对于舍去的数据，在试验报告中应注明舍去的原因或所选用的统计方法。 三 用误差理论的方法判断并剔除异常试验数据 （一）用拉依达准则检验煤样的抗压强度异常数值 依达准则剔除异常值虽在科研上普遍采用，但对其使用范围和如何简便快捷地剔除异常值很少涉及。为此，首先需要明确，该准则只有在测量次数较大时才适用，至少应使次才行，否则使用该准则无效。因为如果时，即使测量列中存在含有粗大误差的异常值，也不能判断出来予以剔除。下面用拉依达准则检验主焦煤矿煤样的抗压强度异常数值 该检验法适用于试验次数较多或要求不高时，这是因为， 当时，用作界限，即使有异常也无法剔除：若用作界限，则次以内的试验次数无法舍去异常数据。 （二）用格拉布斯准则检验粗煤岩样抗拉强度的异常数值 检验粗煤岩样的抗拉强度的异常数值，四次测得数值为（/Mpa）：问是否有数据被剔除？ 用格拉布斯准则检验可疑数据XP时，应用的前提条件：首先认为随机样本来自正态总体，并服从正态分布[1-7]按它们的大小，从小到大的顺序排列，设……，即最小，最大，如果怀疑，或者为异常数值，那么可以这样来进行判定。先求出它们的算术平均值和标准偏差；然后计算出统计量与临界值。 四 结论 通过以上检验得到岩样、煤样、粗煤岩样的抗压，抗拉强度试验数据皆为正常值。误差理论分析结果可以为测岩石力学的性质提供科学的依据，随着煤矿科研发展的需要，误差理论必定还将得到广泛的应用，许多新的理论和方法将不断产生，处理各类岩石力学性质实验数据的方法体系日趋完善，随着计算机的普及，处理岩石力学性质实验数据的能力已有很大提高，为许多复杂统计方法的实际应用创造了条件，必将加速数据统计在岩石力学性质实验中的推广应用。 岩石力学论文:深层岩石力学试验技术在石油工程中的应用 [摘要]岩石力学在石油工程中日益显示了其重要性。本文作者从专业角度分析了深层岩石力学试验技术，分析了深层岩石的力学特征，为其在石油工程中的应用有指导意义。 [关键词]深层 岩石力学 石油工程 在深层岩石力学研究中，所涉及的地层深度大多在2 000～8 000 m范围内，研究对象以沉积岩层为主体，岩石处于较高的围压（可达200MPa）、较高的温度（可达200℃）和较高的孔隙压力（可达200MPa）作用下。这与水电站的坝基设计、高边坡稳定、隧道和巷道的开挖及支护、建筑的桩基工程、地下洞室、城市地铁建造等不超过1 000 m深度的地表或浅层岩石力学问题不同，也不同于以火成岩和变质岩为研究主体，深度超过万米的下地壳、上地幔岩石物理力学问题。20世纪60年代以来，随着我国大庆油田等油田的开发，岩石力学在石油工程中日益显示了其重要性。 主要研究范围包括： （1）深层地应力测量理论与技术； （2）深部地层环境下的岩石力学性质； （3）岩石应力、渗透性的声学响应特性及岩石物理力学性质的地球物理解释； （4）构造应力场的数值模拟及其在油气勘探与开发中的应用； （5）深层岩石中天然裂缝的形态、分布和预测理论。 1深层岩石力学参数的室内试验测定 岩石的力学特性参数包括强度参数和弹性参数。涉及的参数主要为抗压强度、内摩擦力、内摩擦角、泊松比和杨氏模量。 目前，岩石力学特性参数的测定主要有2种方法：静态法和动态法。 静态法是通过对岩样进行加载试验测得其变形而得到参数，所得参数为岩石静态力学特性参数。 动态法是通过测定超声波穿过岩样的速度得到参数，所得参数为岩石动态力学特性参数。 根据实际受载情况，岩石的静态力学特性参数更适合工程需要。迄今为止，岩石的静态力学特参数的测定方法已比较成熟，有了一套规范的试验程序和数据处理程序。但静态法需从4地下取出待研究井段的岩芯，在室内做单轴或三轴应力试验，其缺点是成本高、时效性差、资料的代表性较差；而动态法利用声波测井资料，可直接求出原地应力下的动态力学特性参数，获得岩层沿深度的连续的力学特性资料。 静态法一般采用常规三轴压缩试验方法。试验机包括2种：柔性试验机和刚性试验机，柔性试验机适用于金属材料。 由于柔性试验机在试验过程中要储存大量的弹性能量，要得到岩石材料的全应力-应变曲线必须使用刚性试验机。 一般刚性试验机性能精密，造价昂贵，目前，国内引进的美国MTS815，MTS816和Terra Tek岩石力学试验测试系统，具备全面准确的行为控制、测试、数据后处理功能。温度、压力指标均可满足深层岩石力学基础试验的要求。 2静态和动态岩石力学参数的关系 岩石力学特性参数的静态值和动态值存在着一定的差异，静态弹性模量普遍小于动态弹性模量，而静态泊松比有的大于动态泊松比，有的小于动态泊松比。根据实际受载情况，岩石的静态力学特性参数更适合工程需要，利用声波法得到的岩石动态力学特性参数不能直接用于工程分析中。 因此，利用现场提供的纵波测井、密度测井、地层压力、部分岩芯等资料，寻找动、静态力学特性参数之间的关系以及静态参数之间的关系有着积极的意义。通过我国各主要油田砂泥岩的三轴试验研究发现，静态泊松比随围压增大而增大，岩石的泊松比、弹性模量同所处的深度有关，并提出了岩石泊松比、弹性模量和强度随地层深度、声波速度变化的规律。 3分层地应力 地层间或层内不同岩性岩石的物理特性、力学特性和地层孔隙压力异常等方面的差别，造成了层间或层内地应力分布的非均匀性。某些地层特别强烈的地应力各向异性对井壁稳定有着非常显著的影响，层间应力差对水力压裂裂缝的扩展也起着重要的约束作用，同时，对定向钻井和防斜打直也有着重要的影响。 目前，对于分层地应力主要采用以下几类预测模型：单轴应变模式：假设地层在沉积过程中，水平向的变形受到限制，则水平方向的地应力由上覆压力产生，主要包括如下模型：Mattens-Kelly模型，Terzaghi模型，Anderson模型，Newberry模型。单轴应变模式没有包括构造应力项，适用于弱构造运动地层。 石油大学“六五”模式：假设地下岩层的地应力主要由上覆岩层压力与水平方向的构造应力产生，且水平方向的构造应力与上覆压力成正比，该模式考虑了构造应力的影响，但没有考虑弹性地层和岩性对地应力的影响。石油大学“七五”模式：在石油大学“六五”模式的基础上，假设地层为匀质各向同性的线弹性体，并假定在沉积后期地质构造运动过程中，地层与地层之间不发生相对位移，所有地层2个水平方向的应变均为常量。这种模式意味着地应力与地层的弹性模量和泊松比均有关系，此模式可解释砂岩地层比相邻页岩地层有更高地应力的现象。 4深部地层断裂韧性的测量与预测 断裂韧性又称临界应力强度因子，是裂纹体分析中的关键参量，表征了线弹性裂缝尖端场（应力和应变）的奇异性程度，其数值与裂纹体的几何形状和所受载荷一般无关，因而，是物质材料的一个基本属性。根据试件加工的严格要求以及可能存在的问题，专门设计了岩石断裂韧性测试岩芯制作加工装置和断裂韧性试验仪。深入地研究了断裂韧性与其他物理力学参数间的关系。因为由测井资料可以得到地层密度、声波时差或声波速度以及泥质含量，再根据上述的试验资料统计关系，岩石的断裂韧性就可以通过声波测井资料、密度测井资料以及伽马测井资料计算得到。 岩石力学论文:岩石的地质本质性及其岩石力学演绎探讨 [摘要] 岩石力学以岩石为主要的研究对象，但其原材料-岩石，却和其他工程材料有较大区别，具有较明显的特殊性，而其主要目标则是探讨岩石的力学性能。文章首先分析了岩石力学与地质力学之间的关系，并在此基础上，从岩石的物质性与次生演化方面入手对岩石的地质本质性进行了研究，再对岩石的力学本构性等特性作了相关探讨，旨在建立一种岩石地质学与石力学相互认识及深入结合的知识通道。 [关键字]岩石 地质本质性 石力学 0引言 岩石是一种经过了漫长的地质历史和多种地球动力作用而形成的一种自然造物，并因此具有了其特殊的本质性。本文先对岩石力学与地质学的关系、岩石的地质本质性进行了相关分析，再对岩石力学本构性作了阐述，以期为岩石力学的进一步发展提供有利依据。 1 岩石力学和地质学的相关分析 1.1岩石力学和地质学的学科关系分析 岩石力学该门学科发展的研究目标是力学理论，其研究对象则是岩石。岩石属于地质产物，又称地质体[1]。从广义上理解岩石力学，岩石力学实质是力学和地质学结合而成的交叉学科，若从侧重点的角度看，岩石力学更侧重于力学和岩石地质的结合。岩石力学是一门应用基础学科，其研究任务主要是岩石的工程建设及地质资源的开发工程。从岩石力学的发展趋势看，更具深度与广度的力学、地质学势必会和和工程学科相结合。所以，地质学一定会变为岩石力学和岩石工程学科的一门支柱性基础学科。 1.2地质学的相关分析 地质学以地球为研究对象，特别是对地壳的研究，主要研究任务是对其物质组成与结构、形成、演化的地质动力作用及其过程进行研究，而地质学的核心研究思路则是地质历史的时空重建，通过以层序与构造分析为基础，采用一些现代的物理化科学方法、技术方法，使传统的地质学科进入到了现代科学行列[2]。 1.3工程地质学的相关分析 工程地质学该门学科的应用性较强，主要研究任务对工程建设的地质条件、出现的问题及治理措施进行研究，重点是对工程的地质作用进行研究，包括人类工程活动与地质环境之间的相互作用与制约。工程地质学的主要学科领域包括工程地质力学、工程岩土学、工程环境地质学、地质灾害学、资源地质工程学等[3]。 2 岩石的地质本质性分析 物体的本质性指的是物体本身的物理特性及结构而形成的内在本性。许多岩石力学家都认为岩石属于一种较特殊的材料，而其特殊性主要决定于地质本质性，同时，岩石还具有演化性。 2.1岩石的物质性分析 岩石属于矿物的结合体，是由矿物组合而成，而其物质性主要由成岩及其演化过程中所形成的矿物组合情况决定。 2.1.1原岩物质的相关分析 岩浆岩属于原始岩类，而其物质组成部分主要是由岩浆的成分决定；同时，因为变质岩与沉积岩都是次生岩类，所以岩浆岩也是地壳岩石的基本组成物质，常见的造岩矿物包括石英、云母、长石等暗色的矿物，这些造岩矿物的力学硬度与强度差异较大，其中以石英的强度最高、长石次之，那些暗色且呈鳞片状或者针状的矿物，不仅刚度小，强度也较低。矿物力学特性的差异会对岩石力学性能造成直接的影响。 在岩石中，较典型的岩浆岩则为花岗岩，该岩石一般含有较多的长石与石英，所占的比例约分别为40%～50%，但暗色矿物一般只占15%左右。不同岩类的矿物由于比例不相同及所含的矿物成分也不尽相同，因此使岩石具有多样性。沉积岩是次生岩类，其矿物组成是对原岩次生变化以及在沉积前发生于地面和水面的变化的反映。除了较典型的造岩物以外，岩石中还包括大量的岩类、黏土以及次生蚀变矿物等。化学沉积岩则主要是碳酸盐或者其他的岩类组成。同时，变质岩也是次生岩类，而浅变质岩的组成基本还和原岩一样，且原岩经过高温作用会出现熔融与再结晶的现象，最终形成深变质岩，常见的如花岗片麻岩。 在岩石的构成中，矿物晶体或者原岩颗粒之间一般是由基质充填；在结晶中，其物质组成与颗粒相似，但主要是以隐晶或者非晶质的物态呈现出来。在沉积岩中，其充填物主要是泥质、硅质与钙质，尤以硅质最强，泥质最软弱，其中硅质与钙质都是坚硬充填物。 因此，岩石在成岩之后其力学强度便会具有显著差异，软弱组分主要是降低岩石的强度，并增大岩石的环境敏感性，在后期的演化中容易发生变异。 2.1.2关于次生演化的相关分析 在后期的演化过程中，岩石会出现两种转化情况：①由坚硬组分向软弱物质转化；②由软弱组分向坚硬物质转化，两者皆属于原生矿物向次生矿物转化。从岩石工程力学性能的角度看，重点的考察对象则是岩石软化。 由上述可知，岩石的物质性主要包括矿物的组成与变异。尽管造岩矿物居于主导地位，但从岩石力学与工程研究的角度看，重点是研究软弱组分，特别是对粘土化的判定，其中以高岭石化与蒙脱石化的测定最为重要，而在某些时候，当岩石出现粘土化时，不仅会降低力学参数，还会对其均一性造成影响，甚至会改变力学的本构模型。 2.2岩石结构性的相关分析 岩石结构性指的是尺度不同的结构体其形态、排列及相互间的连接特征，是其对岩石力学特性的影响作出的一种反映[4]。岩石的结构是随着成岩而形成的，且会在后期的构造作用及次生演化中得到强化与确立。岩石的结构一般有原生结构与次生结构之分，而两种结构的构造特点有着较大的区别，并在后期的演化过程中发挥着不同的作用。 3关于岩石力学本构性分析 可以通过两个不同类型观点帮助认识岩石本构性：其中一个就是不连续力学观点，另外一个是连续力学观点。如果从使用目的方面而言，通常采用断续性观点，因为这一观点能满足实际地质具有的属性及本质。但是在研究普适性的相关方法及理论知识方面做得不够，需要进行深入了解。本文认为从岩石地质本质性角度进行分析，其结构比较复杂，因此可以选用多元耦合力学模型帮助表示。在实际中，大部分已有岩石力学本构模型也在不断尝试在某一类已有模型前提下将另外一类模型要素添加进来，以便获得满足实际需求。 不同岩石，即便是小型的手标本岩石，也会存在差异。对于含有较软弱的胶结物，或者是脆性较强的岩质颗粒的岩石，在处于风化作用或局部蚀变作用下也可含有软弱性较强的蒙脱石和伊利石等黏土矿物。在应变以及应力不断发展中，该类物质结构要素在这一阶段中体现出应力分布情况不均匀，在出现三个方向的外荷载作用下也会出现拉应力以及偏应力。若外荷载三个方向不等压情况时，在岩石中出现拉应力、局部偏应力强度也会增大。如果外荷载作用达到一定程度时，可以使岩石中一些成分材料出现屈服，导致某部分裂面结构出现滑移、张开情况，此时结束了全部弹性变形情况。 4 分析岩石物质结构情况以及岩石具备的工程力学性能情况 对岩石形成及演变过程进行综合分析，并结合主要形成物质的结构和成分，以及其工程特性，能将工程岩体类型分成3种：层状岩体类型、节理状岩体类型以及碎裂岩体类型[5]。 4.1层状岩体类型 其是主要表现是层状沉积岩，组成成分是岩质颗粒，因为泥质胶结物质含有大量黏土物，所以存在胶结连接。黏土物质分布情况是按照层进行分布，而薄层软岩则共同组成了软弱层岩体。其在构造作用下会出现褶皱现象，并在已有裂缝情况下继续演变，然后出现构造断裂现象，一般为场地的第三和第四级别结构面。很少出现贯穿第一和第二级软弱结构或是断裂结构面情况。 4.2节理状岩体类型 其主要是结晶岩类型，组成成分是造岩矿物，存在结晶连接，具有的软弱片状矿物质相对比较少，黏土物质也比较少。已有裂缝也会在一定基础情况下继续发展，然后承受一定构造作用，并出现小断层、节理裂隙情况等，一般为场地的第三、四级结构面，穿过场地的第一、第二级断裂结构、软弱面情况比较少，出现浅层演化以及次生演化不强。 4.3碎裂岩体类型 给类型岩体是由层状岩体、原生块状岩体遭受严重构造作用，或者是遇到严重浅层、次生演变情况，从而出现严重碎裂情况以及变形现象，使岩石松弛而造成裂隙情况。 5结论 总之，岩石具备的三大属性分别是：①物理本属性；②地质本质性；③力学本构性。三种属性类型共同发挥作用可以帮助更好的深入了解岩石力学知识，提高工程研究水平。理论上认为岩石力学学科属于一门多种学科知识相互交叉分布，不仅有合作，还具有分工工作的学科。因此，地质学者需要重视岩石具有的地质本质性方面内容，另一方面也不能忽视物理本属性以及力学本构性方面内容的研究。如果岩石力学研究者可以了解及掌握更多岩石地质特征知识，并进行综合分析，能帮组更好建立本构模型，以及进行力学参数的选择工作，以便达到符合工程需要的相关要求。在自然资源开发工作中以及基础工程建设施工中都会应用到岩石力学，所以其需要融汇多种不同学科知识才能很好的完成整个工作流程。 岩石力学论文:岩石力学在金属矿山采矿工程中的应用 【摘要】本文详细的讲述了岩石力学的中心内容以及基础特点，并且深入的研究了岩石力学在金属矿山采矿工程中的应用。其中包括了岩石力学与地质学的结合，国内外工程采矿工程的现状，工程实例等。 【关键词】岩石力学，金属矿山，采矿工程 前言 伴随着人类文明的前进，越来越多的新型学术不断出现。而岩石力学是一门就目前来说比较边缘的学科之一。而且其实践性非常强，适用的范围非常的广泛。例如建筑类、铁道通路类、石油、地下工程、海洋等等。岩石力学领域已经与我们的日常生活愈发的息息相关。 二、岩石力学与地质学的结合 1.岩石力学与地质学的学科关系 岩石力学将力学理论作为学科发展的研究目标，而岩石则是岩石力学研究的对象。岩石是一种地质产物，也可称地质体。广义上讲，岩石力学应是力学与地质学相结合的交叉学科，若更有针对性地来看，岩石力学侧重于固体力学与岩石地质学的结合。岩石力学属于应用基础学科，它的研究任务是以岩石工程建设为己任，也包括地质资源的开发工程。更广更深的力学、地质学，与工程学科的结合势在必行。因此，地质学必然成为岩石力学与岩石工程学科的支柱性基础学科之一。 那么，岩石力学与岩石工程学科从地质学中究竟能有何得益，地质学在哪些领域对岩石力学与岩石工程学科的研究和发展可能做出贡献，这就是本文所试图回答的主要问题。地质学是地球科学的一个分支学科。地球科学包括大气、海洋、地理和固体地球科学等固体地球科学则包含地质学、地球物理学和地球化学。 从广义和实用的角度看，地质学同其他地球科学的分支有着密切的交叉，因而也含有与它们相关的研究内容。地质学的研究对象是地球，尤其是地壳，重点在于研究它的物质组成和结构，以及其形成、演化的地质动力作用和过程。地质学的核心研究思路是地质历史的时空重建，在层序和构造分析的基础上，地质学家采用了许多现代数理化科学和技术方法，从而使传统的地质学科步入现代科学行列。 岩石力学与地质学结合的知识通道 岩石力学家大多认识到地质学是岩石力学的重要基础学科，在岩石力学的本构建模及岩石工程分析计算中试图尽可能地考虑岩石特性及地质条件，但是地质科学涵盖着大量分支学科，从何入手仍是很大的问题。 地质学家也很热心于为岩石工程建设做出自己的贡献，然而难于确定适当的切入点和深入的方向。显然，构建一条地质学和岩石力学间相互沟通的知识通道是必要的。事实上，岩石力学及土力学同地质学的结合从一开始就被认为是学科发展的要点之一。 Terzaghi和Muller教授皆为后人做出了楷模。进入2l世纪以来，国际岩石力学学会、土力学与岩土工程学会及工程地质与环境学会合作构建了国际地质岩土工程学会联合会(FederationofInternationalGeo—engineeringSocieties，FIGS)。联合会约定的分工如下：工程地质做出地质建模，岩土力学进行计算分析，岩土工程开展设计和施工。这一方案思路简洁可行，但要融合成为整体尚有很大空间，需做大量工作。 国内外深部工程现状 据不完全统计，国外开采超千米深的金属矿山有80多座，其中最多为南非。南非绝大多数金矿的开采深度大都在l000m以下。其中，Anglogold有限公司的西部深井金矿，采矿深度达3700m，WestDriefovten金矿矿体赋存于地下600m，并一直延伸至6000m以下。印度的Kolar金矿区，己有三座金矿采深超2400m，其中钱皮恩里夫金矿共开拓ll2个阶段，总深3260m。俄罗斯的克里沃罗格铁矿区，已有捷尔任斯基、基洛夫、共产国际等8座矿山采准深度达910m，开拓深度到1570m，预计将来达到2000-2500m。 另外，加拿大、美国、澳大利亚的一些有色金属矿山采深亦超过l000m。国外一些主要产煤国家从20世纪60年代就开始进入深井开采。1960年前，西德平均开采深度已经达650m，1987年己将近达900m；原苏联在20世纪8O年代末就有一半以上产量来自600m以下深部。根据目前资源开采状况，我国金属矿山开采深度以每年8～12m的速度增加，东部矿井正以100t250m／(1Oa)的速度发展。近年己有一批矿山进入深部开采。 其中，在金属开采方面，沈阳采屯矿开采深度为l197m、开滦赵各庄矿开采深度为l159m、徐州张小楼矿开采深度为l100m、北票冠山矿开采深度为l059m、新汶孙村矿开采深度为l055m、北京门头沟开采深度为l008m、长广矿开采深度为l000m。在金属矿开采方面，红透山铜矿目前开采己进入900到l100m深度，冬瓜山铜矿现已建成2条超l000m竖井来进行深部开采，弓长岭铁矿设计开拓水平750m，距地表达l000m，夹皮沟金矿二道沟坑口矿体延深至l050m，湘西金矿开拓38个中段，垂深超过850m。此外，还有寿王坟铜矿、凡口铅钵矿、金川镍矿、乳山金矿等许多矿山都将进行深部开采。可以预计在未来20年我国很多金属矿山将进入到l000～l500m的深度。 四、金属矿山开采工程今后的研究重点 虽然目前对于金属矿山开采工程研究己取得了一部分成果，总的来看，侧重技术、注重个案，深层次的基础研究重视不够，因此，根据我国金属矿山资源开采情况，要保证我国主体后备资源供给，深入开展100一1500m矿山开采基础理论研究迫在眉睫。 金属矿山开采工程中的岩石力学问题由于处于“三高一扰动”的复杂力学环境，使得金属矿山岩石力学行为以及深部灾害特征与浅部明显不同，基于浅部开采建立起来的传统理论己不再适合于深部开采，主要表现在： 1、强度确定在浅部开采条件下，由于所处的地应力水平比较低，其工程岩体强度一般采用岩块的强度即可，即在实验室对岩块进行加载直至破坏所确定的强度。而在金属矿山开采条件下，由于地应力水平比较高，工程开挖后，工程岩体在高围压作用下，一个或两个方向上应力状态的改变所表现出的强度变化，并不是简单的表现在受拉或受压，而是复杂的拉压复合状态，即径向产生卸载，而切向产生加载，因此，其工程岩体强度就不能简单的用岩块强度来确定，必须建立符合金属矿山开采特点的工程岩体拉压复合强度确定理论。 2、稳定性控制理论在浅部开采条件下，由于所处的地应力水平比较低，工程开挖后，围岩一般不会产生破坏，因此，采用一次支护即可实现工程的稳定性。而深部开采条件下，工程开挖后，在高于工程围岩强度的围压作用下，工程围岩就会产生破坏，此时采用简单的一次支护就不能满足工程稳定要求，必须采用二次支护或多次支护才能实现工程的稳定性。因此，由浅部建立起来的稳定性控制理论己不再适合，必须建立适合金属矿山开采工程的二次(支护)稳定性控制理论。 3、设计理论在浅部开采条件下，由于工程围岩所处的力学环境比较简单，因此，在进行稳定性控制设计时，采用传统的线性设计理论即可奏效。而金属矿山开采环境下，由于工程围岩所表现出的非线性力学特性，使得在进行稳定性控制设计时，就不能简单的采用一次线性设计，而必须考虑采用二次以至更复杂的多次非线性大变形力学稳定性控制设计理论。 今后研究重点针对金属矿山开采工程中存在的岩石力学问题，今后主要研究方向集中在深部岩石力学基本特性、深部开采工程稳定性控制、金属矿山开采地表环境损伤控制等方面。 深部岩石力学基本特性研究深部“三高一扰动”的复杂环境，使深部岩体的组织结构、基本行为特征和工程响应均发生根本性变化，也是导致深部开采中灾变事故出现多发性和突发性的根本原因所在。因此，金属矿山岩体长期处于“三高”环境下，由于采掘扰动所表现出的特殊力学行为是金属矿山资源开采所面临的核心科学问题。其中，金属矿山高应力场成因及多个应力场的藕合作用状态研究、深部复杂应力状态下岩体拉压复合强度确定方法及其灾变机理将是今后研究的重点。 金属矿山开采工程稳定性研究与一般地表工程不允许进入塑性破坏状态不同，金属矿山开采工程稳定性问题是研究开采围岩破坏后与支护系统相互作用达到二次稳定的复杂力学问题，包括金属矿山矿层采动引起顶板破断后，采场局部顶板结构与支架相互作用，达到二次稳定的作用机理以及与采场相配套的巷道围岩产生塑性大变形后与支护体系相互作用达到二次稳定的作用机理。同时，由于金属矿山采动条件下工作面回采所形成的采动应力场与巷道掘进形成的开挖应力场相互藕合叠加，形成了复杂的三维应力场，其采动应力分布及其与回采空间多维、动态的时空规律以及支承压力区范围及峰值应力等也将产生很大变化，因此，应在深入分析金属矿山采场及巷道围岩采动应力时空分布规律的基础上，结合金属矿山岩体非线性力学特性的研究，探讨金属矿山开采采场及巷道一体化稳定性非线性力学控制对策。 金属矿山开采与地表环境损伤控制对策研究金属矿山条件下，由于岩体的结构、力学特性及破碎断裂规律都将发生较大变化，因此，采动过程中岩体的变形、破断、移动规律也会产生明显的不同。如何建立描述金属矿山采动覆岩变形一破断一移动全过程的结构运动力学模型，分析其结构运动全过程对采场矿压、巷道矿压、岩层内部裂隙分布、岩层移动与地表沉陷的动态影响，是控制深部开采对地表环境影响最小化的关键。 五、结束语 如果岩石力学的研究者能够更加的考虑岩石的本身独特特征，那么必将会更加有益与未来的采矿发展。让岩石力学在采矿事业中更多的广泛利用起来。 岩石力学论文:岩石力学在采矿工程中的研究 【摘 要】岩体力学不是一门系统的学科，它属于地质学与力学之间的一门边缘学科，现如今在采矿工程中的应用也比较广泛。本文首先介绍了岩体力学的时代背景，其次又从三方面探讨了岩石力学在采矿工程中的应用，分别是：对于深部开采所带来的灾害预测、矿山地应力场测量、大型深凹露天矿边坡设计优化。 【关键词】岩石力学；采矿工程；应用 1.简述采矿工程中岩体力学的特点 ①采矿工程多处于地下较深处，而其它地下工程多在距地表较近（几十米）的范围内；②对矿山工程，只要求在开采期间不破坏，在采后能维持平衡状态不影响地表安全即可，故其计算精度、安全系数及加固等方面均低于国防、水利工程的标准；③矿山地质条件复杂，又受矿床赋存条件限制，故采矿工程的位置选择性不大，同时采掘工作面不断变化，因而采矿工程岩石力学具有复杂性的特点。 在岩体表面或其内部进行任何工程活动，都必须符合安全、经济和正常运营的原则。以露天采矿边坡坡角选择为例，坡角选择过陡，会使边坡不稳定，无法正常采矿作业，坡角选择过缓，又会加大其剥采量，增加其采矿成本。然而，要使岩体工程既安全稳定又经济合理，必须通过准确地预测工程岩体的变形与稳定性、正确的工程设计和良好的施工质量等来保证。其中，准确地预测岩体在各种应力场作用下的变形与稳定性，进而从岩体力学观点出发，选择相对优良的工程场址，防止重大事故，为合理的工程设计提供岩体力学依据，是工程岩体力学研究的根本目的和任务。 2.岩石力学在采矿工程中的应用 岩石力学理论服务于采矿活动，其目的有四个方面。 （1）充分利用地壳内部各种应力来进行落矿、运矿以减少崩矿费用。 （2）尽可能地减少工程量，降低采矿成本。 （3）控制崩落矿石块度，减少二次破碎 （4）最大限度地提高生产规模，创造矿山经济效益。 2.1矿山地应力场测量 地应力是存在于底层中的天然应力，它是引起采矿水利水电、土木建筑、铁道、公路和其他各种地下或露天沿途开挖工程变形和破坏的根本作用力，是实现采矿和岩土开挖设计和决策科学化的必要前提。对于矿山设计来讲，只有掌握了具体工程区域的地应力条件，才能合理确定矿山的总体布置，选取适当的采矿方法，确定巷道和采场的最佳断面形状、断面尺寸、开挖步骤、直呼形式、支护结构参数、直呼时间等，从而在保证围岩稳定性的前提下，最大限度地增加矿石产量，提高矿山经济效益，实现采矿工程的优化。 目前普遍采用的地应力测量方法有应力解除法和水压致裂法两大类。其中，套孔应力解除法是发展时间最长，技术比较成熟的映众地应力测量方法。在测定原始应力的适用性和可靠性方面，目前还没有那种方法可以与之相比。据统计，在全世界已经获得的地应力测量资料中，有80%是有应力解除法测得的。对于矿山来讲，采用应力接触法更有得天独厚的条件。因为矿山有系列的航道、硐室可接近地下测点，而不需要向水压致裂法那样必须打专门的钻孔才能到达测点。因而对矿山地应力测量而言，采用应力解除法是最经济和可靠的。 2.2地下矿山采矿设计优化 矿床的形成过程、赋存状态和开采稳定性均受地应力场的控制。为此，必须以地应力为切入点进行采矿设计优化。即：根据实测地应力和扎实的工程地质、水文地质及矿岩物理力学性质等基础资料，以及实际的矿体赋存和开采条件，通过定量计算和分析，选择合理的采矿方法，确定最佳的开采总体布置、采场结构管参数、开采顺序、直呼加固和地压控制措施，实现安全高效的开采目标。 2.3大型深凹露天矿边坡设计优化 我国一大批大中型露天矿山已经或即将由山坡露天开采转为深凹开采。随着边坡的价高架豆，边坡稳定性维护的难度越来越大，边坡滑移和倾倒破坏事故的发生日益频繁，严重威胁矿山的安全生产，制约矿山生产能力的提高。但是另一方面，对于大型露天矿山，提高边坡角有事减少剥离和生产成本的重要手段。 国内外边坡稳定性分析和设计的传统方法是极限平衡法，这是一种静态的确定性分析方法，而实际的边坡状况是岁开采过程不断变化的，是动态的不确定性的；该方法是基于土力学理论提出来的，不能考虑实际的岩体条件，如断层、节理的存在，同时也不考虑地应力。而实际上这些对边坡的稳定性和破坏起控制作用。因而该方法度山坡露天矿设计可能是适用的，但对深凹露天矿设计并不适用。 为了克服传统的极限平衡分析方法的不足，必须采用现代的科学技术，充分考虑地应力的作用和实际的工程岩体条件，通过定量的计算分析，实现边坡设计的优化。具体的试试路线为：采用数值模拟和极限平衡分析相结合的方法，对不同边坡角和边坡设计方案进行定量的计算和分析，在保证安全的前提下，尽可能低提高边坡角，减少剥离量，尽可能地减少生产成本，增加矿石产量和矿山效益。 2.4深部开采动力灾害预测与防治 深部开采动力灾害，包括岩爆、矿震、冲击地压，是深部开采中可能遇到的突出问题。 目前的研究技术路线为：从扎实的现场地应力测量、工程地质调查、岩石力学实验和现场检测资料的采集入手，以能量聚集和演化为主线，揭示岩爆发生的机理及其与采矿过程、地质构造和岩体特性的关系，对岩爆发生的时间、空间和强度进行定量的预测；将预测和防治、地下河地面、生产安全和环境安全融为一体进行评价和研究。 3.岩石力学在采矿工程中的发展趋势 岩石力学已经广泛应用到了采矿工程中的各个领域，而且其研究理论正在不断创新，研究手段也日新月异。随着我国矿产资源的续开发，在采矿工程终将会遇到条件更复杂、拿督更大的岩石力学问题，因此，岩石力学与工程学科的理论水平和工程能力都有待进一步提高。 岩体力学的发展是和人类工程实践分不开的。起初，由于岩体工程数量少，规模也小，人们多凭经验来解决工程中遇到的岩体力学问题。因此，岩体力学的形成和发展要比土力学晚得多。随着生产力水平及工程建筑事业的迅速发展，提出了大量的岩体力学问题。由于岩体中具有天然应力、地下水等，并发育有各种结构面，所以它不仅具有弹性、脆性、塑性和流变性，而且还具有非线弹性、非连续性，以及非均质和各向异性等特征。对于这样一种复杂的介质，不仅研究内容非常复杂，而且其研究方法和手段也应与连续介质力学有所不同。 今天，由于矿产资源勘探开采、能源开发及地球动力学研究等的需要，工程规模越来越大，所涉及的岩体力学问题也越来越复杂。这对岩体力学提出了更高的要求。 岩石力学论文:随机化方法在岩石力学中应用及研究综述 摘要： 岩石是地球上分布最广，总量最大（地球99%以上的材料构成是岩石）的一种自然地质材料[1]，它构成了地球四大圈层之一的岩石圈，因此与岩石有关的各项工程活动将与人类乃至其他生物的生活环境密切相关， 开展岩石力学及工程应用的研究具有重要的理论及现实意义。 关键词：岩石随机模糊 自从1963年意大利Vajont大坝上游左岸的库岸边坡滑坡造成毁灭性的灾难以来，岩石的工程力学性质开始被人们所重视，并由此开始了现代岩石力学的工程应用研究。随着全球工业化的快速发展，世界各地都开展了许多大规模的岩石工程，涉及能源和资源开发的各个方面。在过去的半个世纪，人们更多的是将经典的力学方法及确定性理论应用于岩石力学的研究，在这方面已经取得了相当瞩目的科研成就[3]。由于岩石的组构、矿物成分，赋存的力学和地质环境的不同，所以岩石的物理力学性质相差极大，通常都不能作为均一的材料，除非研究对象的几何尺度远远超过岩石的特征尺度。这个特征尺度可以是岩石的微细观的REV或者是岩体的宏观REV尺度。 随着岩石力学及工程应用研究的深入，人们越来越发现确定性理论在描述岩石力学及某些工程问题时存在的不足，因此亟需引入随机模糊理论的研究方法，来描述岩石的几何、物理、力学以及工程性质[4]。这就需要从数学模型的角度，对岩石工程遇到的不确定因素进行分类，这些因素可分为3种[2]：随机性、模糊性以及未确知性。这些不确定性因素主要是由于岩石材料的非均一性、空间组成矿物材料的不确定性、以及反应岩石性质的信息、数据的不全面、不完整而导致的不确定性。目前接触较多、研究相对也比较成熟的是力学随机性问题。由此而专门发展出一套有关岩石力学性质的随机力学。另外，从工程角度进行分类，不确定因素还可体现在以下几方面[2]：荷载的不确定性、材料物理力学参数的不确定性、几何尺寸的不确定性、初始条件和边界条件的不确定性和计算模型的不确定性。 针对岩石力学与工程的这些不确定性问题，研究人员已经从多个方面开展了模糊岩石力学与随机岩石力学的研究。本文将总结这些方面的研究成果，以期对随机理论和模糊数学在岩石力学与工程中的应用有一个全面而系统的认识，并通过对文献的解读，指出目前研究的热点，存在的不足以及未来研究的展望。 2. 岩石及岩体裂隙结构的随机模拟 岩石及岩体都是赋存于自然地质条件中的初始损伤体。在岩石内部通常都会由于矿物颗粒的沉积作用以及动力变质作用而形成初始微裂隙，这些微裂隙的存在极大地改变和决定了岩石的微细观结构以及力学性质（包括岩石的初始各向异性和诱发各向异性）。在描述岩石微细裂隙结构方面，X光衍射仪和扫描电镜[5]是这方面的强有力研究手段。朱珍德 等人[6]引入随机数学及模糊数学理论，在Matlab开发平台上，采用Monte-Carlo随机理论描述大理石细观结构体积表征单元，通过计算机对其细观SEM扫描电镜照片进行二值化分析，提取出微裂隙的长度、方位角、宽度、面积和周长等细观信息，测定了大理石颗粒及矿物组构的几何尺度，并得到大理石微细观裂隙的几何尺寸的概率密度及分布函数形式，最后采用分形理论，得到岩石微结构的分形盒维数，并与Swoboda损伤理论相结合，描述了大理岩考虑损伤效应的应力应变关系。 岩体中包含大量的节理裂隙，这些节理裂隙形成的网络系统对岩体的力学性质，如：变形、破坏具有控制性的作用，它们是岩体非连续性、非均匀性和各向异性的根源。要明确工程岩体的变形和破坏模式必须对岩体的节理裂隙网络以及岩体的结构有比较清晰的认识，这就需要对节理裂隙进行产状和几何尺寸的现场统计和调查分析。随着电子计算机的发展，人们期望能够将现场统计的节理裂隙地质资料在计算机上再现，然后将建立的几何模型应用于数值模拟和计算分析。数值分析方法确定节理岩体等效参数的主要特点是充分利用现场地质调查、节理裂隙统计、室内及现场岩样和节理结构面试验等岩体已知信息，建立不同尺度的节理岩体裂隙网络模型[7]。这样就可以实现从现场调查的地质资料到计算机的模拟再现和三维地质模型的建立，进而利用连续等效应变和节理损伤张量理论，可以确定宏观岩体的等效力学参数。采用这种数值手段模拟任意尺度下的岩体力学试验，可以在一定程度上弥补不能开展大尺度岩体力学试验的问题。张贵科 等人[8]在前人的研究基础上，对节理岩体裂隙网络的计算机模拟进行了深入的研究，提出采用平面四边形来模拟岩体结构面的方法，这种处理与实际情况更为接近。采用解析代数的方法，[8]中给出了平面四边形的数学描述及其与空间点的关系，并在此基础上，研究了岩体的REV尺度，开发了岩体三维裂隙网络图形的模拟程序。图1是该软件生成的岩体结构图。张贵科 等[9]在此研究的基础长，利用岩体裂隙网络和等效连续应变理论，推导考虑初始应力条件的节理岩体等效应变的计算方法，并根据正交各向异性的弹性本构模型，将节理岩体在REV尺度上等效为正交各向异性连续材料，进而计算其等效变形参数。文献[8, 9]为节理岩体的等效连续模型的建立提供了很好的思路和方法。 图1节理岩体裂隙网络的计算机模拟[8] 3. 岩质边坡模糊稳定性分析方法 岩质边坡的稳定性很大程度上取决于岩体中的节理强度及分布形式。由于节理在空间中的分布形式，形成不同产状，将完整岩石切割分块。不同的节理空间分布形式决定了岩质边坡的破坏形式。在实际的边坡工程中，岩质边坡主要展现出四种破坏形式[10]：平面滑动破坏、楔形体破坏、倾倒破坏和大规模密集节理切割后形成散体结构的圆弧滑动破坏。在工程实践中，采用赤平极射投影法进行统计分析可以获得边坡的节理分布规律，确定优势节理组的产状，结合边坡面的产状可以大致确定边坡的破坏模式。但事实上获得边坡岩体的地质资料通常都只具有统计学上的规律，并不能给出一个唯一确定的稳定性参数，因此，有必要在岩质边坡中引入模糊数学的方法对边坡的稳定性做性的稳定性评价。 众多学者[11, 12, 13, 15]的研究表明，各种力学参数的模糊性、随机性对工程稳定性的评价有着至关重要的影响，并且受到越来越多的重视。在这方面，徐卫亚 等人[14]对节理岩体边坡模糊稳定性评价方法做了系统而深入的研究。在此文中报道了节理岩体边坡模糊安全系数的计算公式，以及编制的基于潜在滑动面自动搜索边坡模糊稳定性研究程序。利用模糊数学区间参数的计算原则，对各个参数隶属函数引入水平截集，得到各个模糊数的模糊区间，再根据扩展原理计算出模糊安全系数的隶属度函数，进而利用节理岩体边坡的安全系数的计算方法可以确定安全系数。此研究针对节理岩体边坡中节理和岩块力学参数的模糊性进行研究，并提出考虑力学参数模糊性影响的节理岩体边坡稳定性分析方法，为节理岩体边坡工程设计提供更全面的参考依据，尽可能避免由于计算参数模糊性给工程实践带来的影响[14]。 4. 岩石力学参数的模糊识别 由于岩石的非均一性和材料组分的多样性，似的岩石的物理力学参数存在较大的变异区间。因为受试验防范和条件的限制，岩石的力学的试验结果具有一定的不确定性其不确定性包含随机性和模糊性，这是由于岩石试样性态和类属是确定的；而模糊性则是岩石试样特性内在的不确定性。随机性只涉及信息的量，通过对同一岩体反复抽样，进行大量试验就可以逼近该岩体的力学参数特性；模糊性则关系到信息的意义，它反映的是岩石样本对工程地岩体的隶属程度[16]。最小二乘法和随机—模糊法是确定岩石力学参数的基本方法，唐杰军 等[16]将这两种方法进行了结合和分别应用，得到了一个确定岩石抗剪强度参数的朴实方法，并将其应用于实际的岩石力学参数测定。岩石工程由于参数难以确定，通常可以采用位移反演的方式，根据现场的位移监测资料反演岩石的力学参数。当目前的研究绝大多数属于确定性反分析。但是在众多的岩石工程中，由于量测技术和方法的限制和外界偶然扰动因素，如工程爆破开挖、机械振动的作用，不可避免地，使得测定的位移不可能是真的变形值。因而测量的位移本身就是一个随机变量。工程岩体的变形过程也就是一个随机过程所以只能用一个随机变量来使其再现。基于此，刘世君 等人[18]和徐卫亚 等人[17]，指出应该从概率的角度来研究变形，反演出参数。通过实际工程的应用研究，他们建立了一套17方法并将其应用于实际的水电工程中。通常将目标参数作为随机变量来考虑，通过对实际工程中监测到的现场位移数据进行分析，最后给定岩石的力学参数的区间取值。由于实际的岩石工程通常都存在流变变形以及长期稳定性的问题。这就需要在实际应用中使用黏弹塑性模型来描述其力学行为。同样地，与弹塑性性的参数反演类似，岩石流变本构模型也存在参数的模糊反演的问题。为此，刘世君 等人[19]提出了岩石粘弹性模型的辨识及参数反演的方法。利用蠕变柔量的概念，根据位移和蠕变柔量两步反分析法，从流变性模型的一般表达式中辨识出适用的本构模型。由相应的位移实测值用解析法反演岩石的蠕变柔量，再由岩石的蠕变柔量运用非线性技术辨识出岩石本构模型的最终表达式，最后进一步由模型参数反算出岩体的粘弹性参数。应用平面复变影射、保角变换方法可得围岩内任一点在曲线坐标中的位移和满足应力边界条件的复势函数。再利用复变函数分析方法确定曲线坐标下的蠕变柔量和广义蠕变柔量的线性方程组。这种方法可以在一定程度上避免参数不确定的问题，并可以使用辨识得到的模型和反演出来的参数对岩体工程的长期流变稳定性进行数值计算和预测。 5. 岩石材料的随机本构模型 前述的岩石力学问题都涉及到随机模糊理论在岩石力学与工程中的应用，这种应用集中在对岩石的几何以及物理力学参数模糊识别与计算机的再现。另外还有学者将随机模糊理论应用于岩石的本构模型，用于描述和解决岩石应力应变关系的不确定性问题。徐卫亚和韦立德[21, 22]在这方面做了一些卓有成效的研究工作。他们基于概率论和损伤力学，对岩石在荷载作用下的破坏、损伤和弹塑性变形进行了深入的探讨。在其模型的损伤演化方程中全部采用有效应力，这样的处理更能反映岩石的真实剩余强度。将发生破坏的微元占微元总体的比例定义为损伤变量，这样损伤变量就背定义成破坏概率，这与以往的处理方式不同。在进行损伤变量处理时，假设岩石微元破坏服从Weibull分布；处理岩石的屈服时使用了德鲁克-普拉格屈服准则。最后建立了弹塑性损伤耦合的本构模型，并将其应用于岩石的应力应变描述。该模型能够很好的反应岩石经过峰值破坏后的残余强度。 6. 随机有限元法在岩石力学中的应用 随着计算机的快速发展，数值方法已成为研究和解决岩石力学问题的一种必不可少的方法。有限元法是计算岩石力学的常用方法。经过数十年的发展有限元理论已发展成熟，并有很多大型商业软件推出。随着随机模糊理论的应用和随机力学的发展，这些理论被逐步引入并应用到有限元方法中，由此形成了随机有限元理论。随机有限元法作为随机力学的一个主要部分。经过20余年的发展，目前已成为分析随机因素影响下结构随机响应的强有力的工具[20, 23]。目前出现的随机有限元法可分为[2]：直接Monte-Carlo法、改进Monte-Carlo法、摄动法、直接偏微分法、加权积分法和响应面法等。其中直接Monte-Carlo法由于太费时而显得很不实用，改进的Monte-Carlo法虽在上比直接Monte-Carlo法有了较大的提高，但一般仍难应用于大型工程问题；加权积分法对于随机场特性比较显著的情形精度较高，但由于公式比较繁琐，很难在三维地质模型中推广应用。 针对不同的岩石力学研究领域，目前众多的研究人员开展了大量有关随机有限元的应用研究。何翔[24]在研究岩体渗流应力耦合的问题时，将岩体渗流、力学参数视为空间随机场，这样可以较好地反映参数的空间变异性；采用的普通克立格估值法和泛克立格估值法能保证估值的无偏性和有效性。他在等效连续介质模型的基础上，采用随机有限元法对含随机耦合场进行数值模拟，可得到孔压、应力、位移等场变量的随机分布特征。也可以方便的分析耦合场内孔压、位移等变量对参数的灵敏度。王亚军[25]研究了模糊随机损伤有限元在岩土工程中的应用问题。他基于模糊分解定理建立了模糊空间上的模糊变分理论，然后依据扩张原则在广义非确定性空间上提出了模糊随机变分列式；由随机变分列式在经典随机有限元理论基础上，建立了线性一次逼近随机有限元模型，并对实际工程进行了模拟应用。李涛[26]在处理软土路基的工程问题时，提出了考虑大变形的固结随机有限元格式。并在实际工程中取得了较好的应用。 岩石力学论文:试述岩石力学在金属矿山采矿工程中的应用 摘 要：由于我国经济的发展对资源的需求旺盛，对金属矿的需求也越来越多，本文介绍了现代岩石力学的核心内容和本质特征及其在金属矿山采矿工程中的应用，包括矿山地应力场测量，地下矿山采矿设计优化，大型深凹露天矿边坡设计优化和深部开采动力灾害预测与防治，介绍了金属矿山地应力的规律性及地下矿山采矿设计优化方法。 关键词：岩石力学；金属矿山；采矿工程；应用 1 岩石力学的特点 随着人类文明的不断进步，以及科学技术的不断发展，许多新的学科应运而生。岩石力学是近展起来的一门应用性和实践性很强的新兴学科和边缘学科，它的应用范围涉及采矿、土木建筑、水利水电、铁道、公路、地质、地震、石油、地下工程、海洋工程等众多的与岩石工程相关的工程领域。一方面，岩石力学是上述工程领域的理论基础；另一方面，正是上述工程领域的实践促使了岩石力学的诞生和发展。 1966年，美国科学院岩石力学委员会对岩石力学给予以下定义：“岩石力学是研究岩石的力学性状的一门理论和应用科学，它是力学的一个分支，是探讨岩石对其周围物理环境中力场的反应。”这一定义是从“材料”的概念出发的，带有材料力学或固体力学的深深烙印。随着岩石力学理论研究和工程实践的不断深入和发展，人们对“岩石”的认识有了突破。首先，不能把“岩石”看成固体力学中的一种材料，所有岩石工程中的“岩石”是一种天然地质体，或者叫做岩体，它具有复杂的地质结构和赋存条件，是一种典型的“不连续介质”。其次，岩体中存在地应力，它是由于地质构造和重力作用等形成的内应力。由于岩石工程的开挖引起地应力的释放，正是这种“释放荷载”才是引起岩石工程变形和破坏的根本作用力。因此岩石力学的研究思路和研究方法与以研究“外荷载作用”为特征的材料力学、结构力学等有本质的不同。最近的研究表明，无论是岩体结构，还是其赋存状况、赋存条件均存在大量的不确定性。因此，必须改变传统的固体力学的确定性研究方法，而从“系统”的概念出发，采用不确定性方法来进行岩石力学的研究。“岩体”是自然系统，“工程岩体”是人地系统，其行为和功能与施工因素密切相关。 根据上述分析，现在可以重新定义：岩石力学是一门认识和控制岩石系统的力学行为和工程功能的科学。采矿工程涉及的岩石力学问题主要有如下几个方面。 (1)矿山地应力场测量 (2)露天采矿边坡设计及稳定加固技术 (3)井下开采中巷道和采场围岩稳定性问题，特别是软岩巷道和深部开采地压控制问题 (4)采矿设计优化，包括采矿方法选择、开采总体布置、采场结构、开采顺序、开挖步骤、地压控制、支护加固的优化等 (5)岩爆、煤与瓦斯突出、矿井突水预测、预报及预处理理论和技术 (6)采空区处理及地面沉降问题。 2 矿山地应力场测量 2. 1 地应力测量的重要性 地应力是存在于地层中的天然应力，它是引起采矿、水利水电、土木建筑、铁道、公路和其他各种地下或露天岩土开挖工程变形和破坏的根本作用力，是实现采矿和岩土工程开挖设计和决策科学化的必要前提。因为对矿山设计来讲，只有掌握了具体工程区域的地应力条件，才能合理确定矿山总体布置，选取适当的采矿方法，确定巷道和采场的最佳断面形状、断面尺寸、开挖步骤、支护形式、支护结构参数、支护时间等，从而在保证围岩稳定性的前提下，最大限度地增加矿石产量，提高矿山经济效益，实现采矿工程的优化。 根据弹性力学理论，巷道和采场的最佳形状主要由其断面内的2个主应力的比值来决定，为了减少巷道和采场周边的应力集中现象，它们最理想的断面形状应是一个椭圆，而这个椭圆在水平和垂直方向的两个半轴的长度之比应与该断面内水平主应力和垂直主应力之比相等。在此情况下，巷道和采场周边将处于均匀等压应力状态。这是一种最稳定的受力状态。在确定巷道和采场走向时，也应考虑地应力的状态，最理想的走向是与最大主应力方向相平行。 由于采矿工程的复杂性和形状多样性，利用理论解析的方法进行工程稳定性的分析和计算几乎是不可能的。但是，近20年来大型电子计算机的应用和各种数值分析方法的不断发展，使采矿工程成为一门可以进行定量设计计算和分析的工程科学。所有的计算和分析都必须在已知地应力的前提下进行。如果对工程区域的实际原始应力状态一无所知，那么任何计算和分析都将失去其应有的真实性和实用价值。 2. 2 地应力测量的主要方法 测量原始地应力就是确定存在于拟开挖岩体及其周围区域的未受扰动的三维应力状态，这种测量通常是通过一点一点的量测来完成的。岩体中一点的三维应力状态可由选定坐标系中的6个分量(Rx，Ry，Rz，Sxy，Syz，Sxz)来表示，这种坐标系是可以根据需要和方便任意选择的，但一般取地球坐标系作为测量坐标系。由6个应力分量可求得该点的3个主应力(R1，R2，R3)的大小和方向，这是唯一的。在实际测量中，每一测点所涉及的岩石可能从几立方厘米到几千立方米，这取决于采用何种测量方法。但不管是几立方厘米还是几千立方米，对于整个岩体而言，仍可视为一点。由于地应力状态的复杂性和多变性，要比较准确地测定某一矿区的地应力状态，就必须进行充足数量的“点”测量。在此基础上，才能借助数值分析和数理统计、灰色建模、人工智能等方法，建立矿区的地应力场模型。 目前，应力解除法已形成一套标准的测量程序，具体步骤如下： 第一步：从岩体表面，一般是从地下巷道、隧道、峒室表面向岩体内部打大孔，直至位于岩体内的测点部位。大孔直径为130~ 150 mm，深度为巷道、隧道或峒室跨度的2. 5倍以上，从而保证测点是在未受岩体开挖扰动的原岩应力区。 第二步：从大孔底打同心小孔，供安装探头用。小孔直径一般为36~ 38 mm，深度一般为孔径的10倍左右，从而保证小孔中央部位处于平面应变状态。 第三步：用一套专用装置将测量探头安装(固定或胶结)到小孔中央部位；空心包体应变计是目前国内外采用最广泛的应力解除法测量仪器(探头)。 第四步：用第一步打大孔用的薄壁钻头继续延深大孔，从而使小孔周围岩芯实现应力解除。由于应力解除引起的小孔变形或应变由测量探头测定并通过仪器记录下来。根据测得的小孔变形或应变通过有关公式即可求出小孔周围岩体的原岩应力状态。 3 地下矿山采矿设计优化 金属矿床的形成过程、赋存状况和开采稳定性均受地应力场的控制。为此，必须以地应力为切入点进行金属矿采矿设计优化。 (1)采用盘区上向高分层连续回采充填采矿工艺，显著提高了采场生产能力和采矿强度，减少了采准工作量，降低了生产成本；实现了各采场连续回采，大大增加了盘区内同时回采的采场数目，大幅度提高了盘区生产能力，充分发挥了机械化无轨作业的优越性；大大增加了采场安全性，显著降低了采矿损失率和贫化率。 (2)采用数值模拟等多种方法进行了采矿设计的定量计算、分析，实现了采场结构参数和开采顺序的优化；盘区呈“品”字型布置采场进路的免压拱开采技术获得成功，使采场围岩的应力分布趋于合理，采场地压得到有效控制。在应力降低区的下方进行开采，肯定是有利于安全的。 (3)实现了采场凿岩爆破参数的优化，提高了爆破效率和质量，增大了采场生产能力，节省了凿岩爆破成本，同时使采场作业环境大大改善。 (4)实现了无轨采掘设备的优化配置和全盘机械化，提高了无轨采掘设备的作业效率和机械化作业水平。提高了矿山生产能力，降低了生产成本。 (5)采用多种手段进行现场地压实时监测，为地压控制和生产安全提供了保障。通过研究，使盘区生产能力增加了88%，采场劳动生产率提高了61. 6%，采矿总损失率下降了51%，矿石总贫化率下降了25%，黄金产量增加了75. 5%，采矿技术经济指标全面达到世界先进水平。 结束语 随着我国经济的持续发展，以及科学技术的不断进步，岩石力学在金属矿山采矿工程中的应用会更加广泛。 岩石力学论文:焦家金矿寺庄矿区岩石力学试验研究 摘要：随着焦家金矿寺庄矿区矿床开采深度的增加，矿岩的破碎程度也越来越严重，矿岩的稳固性越来越差，为确保采场安全，对寺庄矿区矿岩力学性质进行岩石的物理性质试验、岩石抗压强度、岩石剪切强度、岩石抗拉强度的测试分析，为矿山采场结构参数的优化奠定基础。 关键词：寺庄矿区；岩石力学；测试分析；矿床开采；采场结构参数 寺庄矿区是山东黄金矿业股份有限公司焦家金矿的分矿山，生产能力近1500t/d，为山东黄金的发展做出了重要贡献。目前，随着矿床开采深度的增加，矿体所受的地应力越来越大，矿岩的破碎程度也越来越严重，矿岩的稳固性越来越差，冒顶片帮现象越来越多，甚至出现岩爆现象。因此，为确保采场安全，提高矿山经济效应和安全效应，对寺庄矿区矿岩物理力学性质进行测试分析，为矿山采场结构参数的优化奠定基础。 1 岩石取样地点及矿岩性质 岩石物理力学实验的目的是为山东黄金矿业股份有限公司焦家金矿寺庄矿区-220m以上7-2号矿体的回采提供依据，分别对上盘、下盘和矿体进行取样。将取好的岩样进行试件的加工，加工试件的尺寸均严格按照岩石物理力学试验国家标准进行，将加工好的试件，抗压强度试验和劈裂试验均按照GB/T 50266-99规范进行试验，剪切试验按MT48-87规范进行试验。在矿区选取具有代表性的块石样，上盘：黄铁绢英岩化碎裂岩、黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩；矿体：黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩；下盘：黄铁绢英岩化花岗岩、绢英岩化花岗质碎裂岩。 2 岩石力学试验 单轴抗压试验和抗剪试验采用SANS微机控制电液伺服万能试验机，最大载荷为2000kN；劈裂试验采用上海华龙测试仪器有限公司生产的微机控制全自动压力试验机，最大载荷为200kN。岩石抗压、剪切、劈裂试验见图1至图3，图4至图6为上盘、矿体、下盘岩样单轴压缩试验应力-应变曲线，测试后的岩石力学参数见表1。 3 结语 （1）岩石试验的物理性质：上盘密度2.726t/m3，矿体密度2.769t/m3，下盘密度2.688t/m3。 （2）抗压强度试验：上盘硬度较小，节理裂隙发育，在抗压试验过程中大多数都完全破碎，且中间含泥质充填物。试件单轴抗压强度为39.73MPa，弹性模量为8.94GPa。矿体硬度较大，节理裂隙不发育。单轴抗压强度为49.1MPa，弹性模量为6.14Gpa。下盘强度大，岩样断面为45°角；单轴抗压强度50.2MPa，弹性模量为4.65GPa。 （3）剪切强度试验：上盘内摩擦角为34.38°，粘结力为18.42。矿体内摩擦角为38.38°，粘结力为21.69。下盘内摩擦角为35.9°，粘结力为37.09。 （4）抗拉强度试验：上盘抗拉强度为3.7MPa，在试验过程中，上盘岩样断裂不是很明显，节理裂隙较发育，一般沿节理面破坏。矿体抗拉强度为8.32MPa，在试验中，发生脆性破坏，且断裂面比较平整。下盘抗拉强度为9.64MPa，在试验过程中，发生脆性破坏，且断裂面比较平整。 岩石力学论文:中国科协会员日中国岩石力学与工程学会活动首次举办 12月15日，中国岩石力学与工程学会举办了“中国科协会员日京区学生会员座谈参观活动”，此次活动是该学会首次参与实施中国科协会员日活动。中国岩石力学与工程学会副理事长何满潮、杨强，中国科协学会学术部颜利民，中国科学院地质与地球物理所所长助理郭敬辉，国际岩石力学学会国家小组秘书长李仲奎，岩体数学模拟专业委员会秘书长林鹏等出席活动。来自中国矿业大学（北京）、北京科技大学、清华大学、中国石油大学、北京交通大学、铁道科学研究院、中科院地质与地球物理所、北京地质所、北京水工资环公司等大专院校、科研单位及团体会员单位的学生会员121人参加了此次会员日活动。 中国科协会员日中国岩石力学与工程学会活动现场 中国岩石力学与工程学会常务副秘书长方祖烈主持会议。何满潮致开幕词，他说，中国科协决定每年12月15日为中国科协会员日，通过集中开展形式多样、内容丰富的会员日活动，增强学会凝聚力，把学会这个科技工作者之“家”建设的更好！他号召青年科技工作者，认真践行科学发展观、树立正确的成才观、人生观，为全国建成小康社会而努力奋斗！ 颜利民首先向学会会员表示节日的祝贺，并介绍了中国科协会员日的来历和意义，对中国岩石力学与工程学会举办的会员日活动表示肯定，并希望广大青年科技工作者、会员不断进取，通过学会这个平台，为我国岩石力学事业的发展贡献一份力量，希望学会通过这样的活动增强对会员的凝聚力，为学会事业的发展做出新的更大的 贡献。 学会第一支撑单位中国科学院地质与地球物理所郭敬辉代表支撑单位对会员日的举办表示欢迎，他介绍了研究所有关专业研究的情况，他说，作为学会的第一支撑单位，研究所将一如既往的对学会工作大力支持，并希望大家经常来研究所进行学术交流。 方祖烈介绍了“全国十佳优秀科技工作者”和学会获得“全国优秀科技工作者”称号的杨强、李术才的事迹，并以此鼓励与会的青年科技工作者。受中国科协委托，由何满潮、郭敬辉向杨强教授和李术才教授颁发了奖励证书及奖章。 学会新任秘书长刘大安向会员作了题为《提升学会创新服务能力，打造青年会员温馨之家》的讲座，他向与会的青年学生会员介绍了我学会的基本情况以及在提升创新服务能力方面的举措、指出要为青年学者提供丰富的学术交流平台、通过建设“精品期刊”吸引青年学者、注重青年科技奖评选、提升国际地位，推动青年国际交流等，希望青年会员能够加入到学会中，发展壮大学会人才队伍，享受学会大家庭的快乐。中国科学院地质与地球物理所研究员李晓作了题为《新型深部地质工程中的岩石力学问题》的报告，从学科的最前沿介绍了研究所的最新研究成果和一些新的国际水平的创新方向，并详细介绍了深部岩石力学控制岩体压裂技术发展方向，以及广泛的应用前景。不仅开阔了与会者的视野，同时也为年轻科技工作者指明了研究的方向。他鼓励广大青年科技工作者，不懈努力，为解决岩石力学发展中面临的关键技术，做出自己的贡献。 活动当天，学员们还参观了中国科学院地质与地球物理研究所重点实验室重大仪器装备和自主研发的岩石力学试验设备，参观活动激发了青年会员投身科技工作的信心和决心。此外，中国岩石力学与工程学会为会员准备了内容丰富、具有重要阅读和参考价值的科技图书，包括由该学会出版的8种800多本价值15万元的科技图书及2种245本学会刊物，受到与会学生的热烈欢迎。（责任编辑：董大伟） （来源：中国岩石力学与工程学会供稿）

大棚蔬菜生长种植技术研究:延农光配1号对大棚蔬菜生长和产量的影响 摘要 利用光合细菌延农光配1号研究了大棚蔬菜绿健黄瓜、秀光306西红柿、102辣椒栽培中施用效果。结果表明：滴灌延农光配1号100 kg/hm2后，3种蔬菜茎粗增加、叶色浓绿、生长发育明显优于对照组，产量分别增加7.56%、11.12%、7.80%，具有增产、提高品质和减少农药施用次数等功效，因而明显提高经济效益。 关键词 延农光配1号；大棚蔬菜；滴灌；产量 延农光配1号是延边农业科学院水稻栽培研究室研制的具有固氮、固碳及分解硫化物和有机物等有毒物质的并且以红色非硫黄光合细菌为主的有益微生物群[1]。其菌体不仅含有丰富的蛋白质、维生素、钙、磷和铁等多种微量元素，还富含多种生理活性物质，如辅酶Q10、类胡萝卜素、生物素等促长和抗病活性因子[2-3]。本试验利用延农光配1号对大棚蔬菜黄瓜、西红柿、辣椒种植中的生长情况及产量进行了研究。现将试验结果总结如下。 1 材料与方法 1.1 试验材料 光合细菌为延边农业科学院水稻栽培研究室研制的延农光配1号，含菌量60亿个/mL以上，主要菌为荚膜红假单胞菌（Rhodopseudomonas capsulatus）。黄瓜品种为绿健，西红柿品种为秀光306，辣椒品种为102（原景尖椒102）。 1.2 试验方法 试验在吉林省龙井市智新镇龙池村蔬菜基地进行。试验地施鸡粪50 t/hm2。采用对比法设计，设滴灌延农光配1号（试验组）和未滴灌（对照组）2个处理。随机区组排列，小区面积30 m2，3次重复。滴灌前定点定株9株调查株高、茎粗（茎基部直径，以下称茎粗），测定5月20日至7月10日蔬菜产量。 1.2.1 延农光配1号在绿健黄瓜上的应用效果。试验区采用滴灌与叶面喷雾相结合的方法，黄瓜移栽7 d后用延农光配1号50倍稀释液喷雾1次，滴灌在移栽时开始，每月用100 kg/hm2滴灌设备滴灌2次。2010年4月9日、4月16日、4月28日、5月12日、5月31日对株高、茎粗、叶色进行调查。 1.2.2 延农光配1号在秀光306西红柿上的应用效果。试验区采用滴灌方法，移栽时开始，每月用100 kg/hm2滴灌设备滴灌2次。2010年4月9日、4月16日、4月28日、5月12日、5月31日对株高、茎粗、叶色进行调查。 1.2.3 延农光配1号在102辣椒上的应用效果。试验区采用滴灌与叶面喷雾相结合的方法，辣椒移栽7 d后用延农光配1号50倍稀释液喷雾1次，滴灌在移栽时开始，每月用100 kg/hm2滴灌设备滴灌2次。2010年4月16日、4月28日、5月12日、5月31日对株高、茎粗、叶色进行调查[4-6]。 2 结果与分析 2.1 施用延农光配1号对绿健黄瓜生长及产量的影响 黄瓜植株定植时平均株高相同，通过近2个月的生长发育，发现其有明显区别。由表1可知，延农光配1号试验组黄瓜的株高、茎粗、叶色等性状优于对照组，并且枝繁叶茂，未出现病株，无叶片干枯现象。而对照组出现多株病株，一些叶片边缘开始干枯。表明施用延农光配1号可增强黄瓜的生长势及抗病性。对绿健黄瓜产量进行统计发现，在相同密度的条件下，试验组产量为62.05 t/hm2，对照组产量为57.69 t/hm2，增产率为7.56%，表现出良好的催熟增产效果。 2.2 施用延农光配1号对秀光306西红柿生长及产量的影响 用延农光配1号滴灌的秀光306西红柿，株高较对照组差异不大，但茎粗增加，叶片颜色黑绿增厚，明显优于对照组，而且试验组产量为78.97 t/hm2，对照组产量为71.07 t/hm2，增产率达11.12%，表明延农光配1号试验组增产效果显著（表1）。 2.3 施用延农光配1号对102辣椒生长及产量的影响。 试验组与对照组辣椒株高、叶色及茎粗差异不大（表1），但试验组产量为41.30 t/hm2，对照组产量为38.31 t/hm2，增产率达7.80%，明显高于对照组，表明延农光配1号的施用有显著的增产效果。 3 结论与讨论 试验结果表明，施用延农光配1号的3种大棚蔬菜生长性状均得到了明显改善。大棚黄瓜、西红柿施用延农光配1号后，茎粗增加，叶色浓绿，生长发育明显优于对照组，这为产量的增加提供了生理保障。延农光配1号对辣椒的生长及开花结果起到了一定的促进作用，使之增产。 在黄瓜生产中，从定植至摘瓜没有喷洒杀菌药剂，生长期间病株和死苗率明显低于对照组，并表现出明显的生长优势。这说明施用延农光配1号菌剂对蔬菜产生一定的抗病效果。而且黄瓜和辣椒定植后，因-4 ℃的强冷空气的袭击，大部分黄瓜受低温影响停止生长或部分叶片变黄枯死。为了缓解低温冻害，喷雾延农光配1号50倍液1次，14 d后不但受害苗已恢复，而且比对照组生长更旺盛。说明延农光配1号菌剂对受低温冻害的蔬菜有一定的缓解作用。 大棚蔬菜生长种植技术研究:大棚不同地膜栽培对蔬菜生长及产量的影响 摘 要：通过在大棚内进行不同地膜，研究了大棚内麻地膜覆盖对辣椒、黄瓜生长及产量的影响。试验结果表明，大棚内麻地膜覆盖栽培促进蔬菜生长，提高辣椒、黄瓜产量。麻地膜覆盖栽培辣椒、黄瓜比聚乙烯农用黑膜增产5.2%、14.5%，比CK（不覆盖）增产24.7%、23.0%，与对照相比均达到显著差异。 关键词：麻地膜覆盖；蔬菜生长；产量 我国自1978年从日本引进塑料地膜覆盖技术以来，塑料地膜覆盖面积快速增加，对提高农作物产量、促进农业生产、增加农民收入作出了很大贡献[1]。随着塑料地膜使用量和覆盖面积的不断增加，白色污染问题也备受人们关注[2～4]。为减少塑料地膜污染，国内外许多科研工作者开展了大量研究，王朝云等[5，6]研究出了环保型麻地膜，麻地膜是最新的环保型可降解地膜产品，以麻类等植物纤维为主要原料。据试验，配套应用麻地膜覆盖多种蔬菜作物，可比塑料地膜覆盖增产10%～50%[7]。麻地膜除有增产效果外，还有保水、降温、除草等作用[8，9]，有极大应用前景。目前，麻地膜在辣椒、黄瓜蔬菜上的应用尚未见报道。湖北咸宁市农业科学院通过在大棚内覆盖不同地膜栽培辣椒、黄瓜，探讨了大棚内麻地膜覆盖对辣椒、黄瓜生长及产量的影响，以期为麻地膜配套覆盖技术的推广应用提供理论依据。 1 材料与方法 1.1 试验材料 供试地膜为可降解环保型麻地膜（中国农科院麻类研究所研制）和市售的聚乙烯农用黑膜。供试蔬菜品种为苏椒16号辣椒和津优12号黄瓜。供试大棚为钢架塑料大棚。 1.2 试验方法 试验于2013年在嘉鱼县潘家湾镇蔬菜科技示范园大棚内进行。试验地土壤为潮土，肥力中等偏上。在大棚内分别进行覆盖辣椒和黄瓜栽培试验，设覆盖麻地膜（处理A）、覆盖聚乙烯农用黑膜（处理B）和不覆盖（CK，处理C）3个处理，采用随机区组排列，每个处理3次重复，共18个小区。每个小区面积20 m2（长4 m，宽5 m，厢宽1 m）。辣椒地块3月3日机耕、整地、盖膜，每小区施45%复合肥3.25 kg、有机肥3 kg；3月27日打孔移栽，行距 40 cm，株距55 cm，每小区定植90株；4月15日用阿米西达（嘧菌酯）防治苗期病害；6月10日用美除（虱螨脲）防治烟青虫。黄瓜地块3月3日机耕、整地、盖膜，每小区施45%复合肥2.5 kg、有机肥2 kg、钾肥0.5 kg；3月21日打孔移栽，株、行距为55 cm和40 cm，每小区定植90株；2013年4月10日至5月10日用阿米西达喷雾防治霜霉病3次。试验期间调查在麻地膜覆盖、聚乙烯农用黑膜覆盖和不覆膜（CK）下蔬菜的生育期、产量等指标。覆盖麻地膜、普通黑膜、不覆膜各3个小区分批采收，每次都选择同一时间采收，产量每次累加。 1.3 数据处理 数据分析采用Excel软件。 2 结果与分析 2.1 大棚麻地膜覆盖对蔬菜产量的影响 由表1可知，麻地膜覆盖栽培的蔬菜产量均显著高于普通黑膜和不盖膜（CK）栽培的产量。黄瓜栽培试验中，麻地膜覆盖、普通黑膜、未盖膜（CK）的小区平均产量分别为197.50，172.46，160.53 kg。麻地膜覆盖产量显著高于普通黑膜覆盖和未盖膜（CK），分别增产14.5%和23.0%。辣椒栽培试验中，麻地膜覆盖、普通黑膜、未盖膜（CK）每个小区的平均产量分别为92.5，89.9，74.2 kg，麻地膜覆盖和普通黑膜覆盖比未盖膜（CK）显著增产，麻地膜覆盖与普通黑膜覆盖之间产量差异不显著。 2.2 大棚麻地膜覆盖对蔬菜生长的影响 由表2可知，麻地膜覆盖蔬菜栽培的生长时期较普通黑膜、未盖膜（CK）提前，尤其比未覆盖膜的生长期提前更明显。黄瓜栽培试验中，覆盖麻地膜开花期分别比普通黑膜、未盖膜（CK）提前1、4 d，结实期分别提前1、5 d，成熟期分别提前1、5 d。辣椒栽培试验中，覆盖麻地膜开花期分别比普通黑膜、未盖膜（CK）提前1、4 d，结实期分别提前1、4 d，成熟期分别提前1、5 d。表明麻地膜覆盖关键促进了蔬菜开花期的提前，开花期提前导致结实期和成熟期相应提前。 3 结论与讨论 麻地膜覆盖较不覆盖能够提前黄瓜、辣椒的开花期，加快出叶速度，黄瓜试验开花提前4 d，辣椒提前4 d，进而结实期和成熟期都相应提前，而且出苗比较整齐，此结论与王朝云等[9]研究的结论一致。但是覆盖麻地膜较覆盖黑膜期开花期没有明显的提前，关于普通黑膜、麻地膜覆盖提前出苗期的原因，可能和普通黑膜、麻地膜的增温保温作用及土壤保水作用有密切的关系。 麻地膜覆盖栽培辣椒、黄瓜比不盖膜（CK）增产24.7%、23.0%，差异显著。麻地膜覆盖较普通黑膜覆盖黄瓜增产14.5%，差异也达到显著水平；但是辣椒试验中，麻地膜较普通黑膜增产不显著，可能与后期的栽培管理不配套有关。 麻地膜覆盖增产的原因可能与麻地膜覆盖能提高土壤温度、改善耕层土壤水热状况、增加土壤对降雨的储蓄能力、减少土壤水分的蒸发、提高作物的水分利用效率有关[10]，因此，促进了作物地上部和地下部的生长，尤其是促进根系的生长发育，从而增加产量，但相关的作用机理需要进一步验证。 大棚蔬菜生长种植技术研究:气肥新技术为内蒙古察右中旗大棚蔬菜生长提供强大动力 张爱兰是察右中旗科布尔镇的一名蔬菜大棚种植户，她种植的番茄马上就能上市了，看着满眼的番茄，她兴奋地说：“这都是我家使用了二氧化碳气肥所结出的累累果实。” 察右中旗在设施蔬菜种植园的辣椒、黄瓜和番茄种植中全面推广二氧化碳气肥的使用，实现了大幅度增产增收。建在旗政府所在地科布尔镇的设施蔬菜种植园有下卧式厚墙体钢骨架日光温室100栋，在日光温室内配套有滴灌系统、沼气池、二氧化碳发生器。 为了增产增效，该旗农业科技人员指导菜农们在温室蔬菜种植中使用二氧化碳气肥，黄瓜平均单株产量达0.6 kg，增产的幅度一般达到30%以上，经济效益十分喜人。黄瓜采摘期平均每栋温室使用20 d二氧化碳气肥，需成本费800元（其中温室气肥设备费700元），每栋温室黄瓜销售收入为3 129元，实现纯利润2 329元，比使用二氧化碳气肥前增加纯利润550～600元，增加效益达31%左右。 张爱兰说，她家施过气肥的黄瓜、番茄等，可提前7～10 d上市，而且采摘期还长。生产出的果实无论是外形还是口感，都比没施过气肥的要好。最关键的是产量高，一般能增产30%以上，在温度和水分都充足的情况下，还能达到成倍增长，增加的收入也十分可观。 据该旗多经站的技术人员介绍，温室大棚里增施“气肥”，是指人为地增加植物生长环境中的二氧化碳浓度。植物的光合作用是通过周围空气中的二氧化碳来进行的，因此二氧化碳浓度的高低是直接影响到植物生长发育的因素。 察右中旗采用的气体施肥技术为当前最新的一代产品，通过电把碳铵分解成二氧化碳和氨气，然后用水过滤掉氨气，直接让二氧化碳作用于植物。使用二氧化碳气体施肥，远比其他的肥料便宜，同时还避免了药物残留。 大棚蔬菜生长种植技术研究:对大棚蔬菜生长和产量的价值分析 延农光配1号是延边农业科学院水稻栽培研究室研制的具有固氮、固碳及分解硫化物和有机物等有毒物质的并且以红色非硫黄光合细菌为主的有益微生物群[1]。其菌体不仅含有丰富的蛋白质、维生素、钙、磷和铁等多种微量元素,还富含多种生理活性物质,如辅酶Q10、类胡萝卜素、生物素等促长和抗病活性因子[2-3]。本试验利用延农光配1号对大棚蔬菜黄瓜、西红柿、辣椒种植中的生长情况及产量进行了研究。现将试验结果总结如下。 1 材料与方法 1.1 试验材料 光合细菌为延边农业科学院水稻栽培研究室研制的延农光配1号,含菌量60亿个/mL以上,主要菌为荚膜红假单胞菌(Rhodopseudomonas capsulatus)。黄瓜品种为绿健,西红柿品种为秀光306,辣椒品种为102(原景尖椒102)。 1.2 试验方法 试验在吉林省龙井市智新镇龙池村蔬菜基地进行。试验地施鸡粪50 t/hm2。采用对比法设计,设滴灌延农光配1号(试验组)和未滴灌(对照组)2个处理。随机区组排列,小区面积30 m2,3次重复。滴灌前定点定株9株调查株高、茎粗(茎基部直径,以下称茎粗),测定5月20日至7月10日蔬菜产量。 1.2.1 延农光配1号在绿健黄瓜上的应用效果。试验区采用滴灌与叶面喷雾相结合的方法,黄瓜移栽7 d后用延农光配1号50倍稀释液喷雾1次,滴灌在移栽时开始,每月用100 kg/hm2滴灌设备滴灌2次。2010年4月9日、4月16日、4月28日、5月12日、5月31日对株高、茎粗、叶色进行调查。 1.2.2 延农光配1号在秀光306西红柿上的应用效果。试验区采用滴灌方法,移栽时开始,每月用100 kg/hm2滴灌设备滴灌2次。2010年4月9日、4月16日、4月28日、5月12日、5月31日对株高、茎粗、叶色进行调查。 1.2.3 延农光配1号在102辣椒上的应用效果。试验区采用滴灌与叶面喷雾相结合的方法,辣椒移栽7 d后用延农光配1号50倍稀释液喷雾1次,滴灌在移栽时开始,每月用100 kg/hm2滴灌设备滴灌2次。2010年4月16日、4月28日、5月12日、5月31日对株高、茎粗、叶色进行调查[4-6]。 2 结果与分析 2.1 施用延农光配1号对绿健黄瓜生长及产量的影响 黄瓜植株定植时平均株高相同,通过近2个月的生长发育,发现其有明显区别。由表1可知,延农光配1号试验组黄瓜的株高、茎粗、叶色等性状优于对照组,并且枝繁叶茂,未出现病株,无叶片干枯现象。而对照组出现多株病株,一些叶片边缘开始干枯。表明施用延农光配1号可增强黄瓜的生长势及抗病性。对绿健黄瓜产量进行统计发现,在相同密度的条件下,试验组产量为62.05 t/hm2,对照组产量为57.69 t/hm2,增产率为7.56%,表现出良好的催熟增产效果。 2.2 施用延农光配1号对秀光306西红柿生长及产量的影响 用延农光配1号滴灌的秀光306西红柿,株高较对照组差异不大,但茎粗增加,叶片颜色黑绿增厚,明显优于对照组,而且试验组产量为78.97 t/hm2,对照组产量为71.07 t/hm2,增产率达11.12%,表明延农光配1号试验组增产效果显着(表1)。 2.3 施用延农光配1号对102辣椒生长及产量的影响。 试验组与对照组辣椒株高、叶色及茎粗差异不大(表1),但试验组产量为41.30 t/hm2,对照组产量为38.31 t/hm2,增产率达7.80%,明显高于对照组,表明延农光配1号的施用有显着的增产效果。 3 结论与讨论 试验结果表明,施用延农光配1号的3种大棚蔬菜生长性状均得到了明显改善。大棚黄瓜、西红柿施用延农光配1号后,茎粗增加,叶色浓绿,生长发育明显优于对照组,这为产量的增加提供了生理保障。延农光配1号对辣椒的生长及开花结果起到了一定的促进作用,使之增产。 在黄瓜生产中,从定植至摘瓜没有喷洒杀菌药剂,生长期间病株和死苗率明显低于对照组,并表现出明显的生长优势。这说明施用延农光配1号菌剂对蔬菜产生一定的抗病效果。而且黄瓜和辣椒定植后,因-4 ℃的强冷空气的袭击,大部分黄瓜受低温影响停止生长或部分叶片变黄枯死。为了缓解低温冻害,喷雾延农光配1号50倍液1次,14 d后不但受害苗已恢复,而且比对照组生长更旺盛。说明延农光配1号菌剂对受低温冻害的蔬菜有一定的缓解作用。

1引言 对于现代土木工程，工程质量是否达标是确保其安全性和稳定性的主要因素，也影响工程的成本、经济效益和社会效益的重要因素。工程建设全过程中，涉及地基、建筑材料、施工工艺等方面，无论是已建还是在建工程，都需要进行试验检测工作。因此，本文从常见的技术措施入手，分析如何提升工程试验检测水平。 2试验检测的理论内容和重要性 通常情况下，土木工程的结构试验是对结构材料的计算和分析，然后将结果运用于之后的研究和施工过程中。对结构的检测包含多个方面，并且需要通过不同的测试方法对结构状态进行分析，结合工作性能进行客观评价，以判断内部结构的质量和可能存在的质量隐患等。而土木工程本身的工期长，且投资成本高，产生质量问题必然会带来严重的经济损失，并且很多建筑工程都与城市发展有关，例如，市政工程的基础设施建设，路桥工程等，需要长期使用，因此，要确保其质量符合实际使用的要求。只有通过不断地进行测试检验，才能对理论进行强化，对现阶段的技术进行优化和完善，为今后的建筑工程提供重要的数据资料。因此，施工开始前的试验检测工作，是有效判断施工是否会出现质量问题的重要环节，一旦出现问题，可以立即采取针对性的解决措施，减少后期维护和保养的成本，控制工程造价。 3试验检测常用试验 3.1抗震试验 结构抗震试验是室内常见试验，与拟动力试验类似，通过对结构构件施加低周反复作用，判断其是否会因地震出现严重的结构破坏或位移。 3.2地震模拟试验 地震模拟试验是在计算机的控制下，制造人工地震波，让结构模型承受模拟的地震作用，判断其是否会在地震作用下出现结构损坏，并根据实际结果对建筑工程进行合理的优化调整。 3.3结构检测 结构检测是在不影响结构的整体性能的前提下进行结构检测，例如，留置标准养护试块检测、混凝土强度回弹检测、楼板厚度与净高检测等，然后通过数据判定其承载能力，分析使用功能是否受损，结构是否保持稳定。 3.4钻芯检测 钻芯检测是通过专业的钻机设备从混凝土结构中钻取小部分芯样的检测样本，然后通过强度试验获取混凝土结构的整体强度，可以对存在的质量问题进行有效判断。目前，这也是常见的检测方式之一。 4案例分析 某公司取得了一段路桥工程新建项目，项目长度为12km，路基宽12m，路面宽8m，为平原3级公路。路面整体结构为15cm石灰稳定土基底层，0.5cm乳化沥青下封层和3cm沥青碎石。建成使用后，出现了路基下沉现象，路面破坏严重，伴有大面积龟裂和坑槽。对试验检测结果进行分析，发现施工时的灰土层设计标高不合理，后续的材料强度不够，同时因为材料堆放时间长，性能受损，在后续的碾压过程中未合理控制含水量，从而导致压实度不符合实际的施工要求。 4.1检测人员的素质 试验检测的主体是人，作为土木工程的专业技术人员，应具备建筑行业的专业知识。而在案例中出现的各类问题都是因为试验检测工作的缺失。因此，检测人员的技术问题应成为今后工作中应重点关注的问题。 4.2试验检测管理体系的缺乏 材料性能和灰土层设计标高是在施工环节中必须检测的内容，但是从我国现阶段的体系制度来看，很多检测机构并没有对相关工作细节进行明确标注，操作时缺乏管理体系和技术支持，且很多试验检测工作分工不明确，管理人员开展工作时受限于各种因素而出现了检测数据的偏差。 5如何提升试验检测工作的水平 5.1施工方案的合理规划 试验检测的流程较多，从初期的原材料取样和材质鉴定到设计实验，再到后期的施工指导与成品质量检验，都要进行合理规划。如果检测结果不合格，还需要针对性地分析原因，提出改进方案，再重新进行指导和检验工作。这一过程中应重点对材料质量进行管理，是降低成本、创造经济效益的重要方式。 5.2施工环节的调配试 验检测环节的规划离不开施工环节的合理调配。检测内容，不仅包含技术方面，还包括材料性能等多个方面的内容。施工环节中涉及很多方面的调配工作，例如，水电安装等。因此，施工单位应在展开试验检测前和各个部门做好交接工作，对施工区域内的测量工作要进行合理调配。 6结语 建筑工程试验检测工作对施工质量的提升有决定性作用，而我国也一直高度重视试验检测工作，出台了类似《建筑工程检测试验技术管理规范》等一系相关规范和标准，旨在提升试验检测水平。作为施工单位，应高度重视工程试验检测工作，并不断查漏补缺，从根源上保障施工质量，为我国未来的建筑事业更好地服务。

工业微生物论文:食品工业微生物谷氨酰胺转移酶运用 摘要：谷氨酰胺转移酶能促进蛋白质分子间的交联作用，催化蛋白质之间异肽键的形成，对蛋白质溶解度、乳化能力、发泡性能和凝胶化作用等功能产生积极影响。众多食品工业加工过程中如奶酪生产、乳制品加工、肉类加工、焙烤制品及可食性膜的生产过程等都应用了这种酶的交联特性。微生物源性的谷氨酰胺转胺酶在生物技术生产中所需成本低，目前已经应用于几乎所有的工业领域。本文总体概述了谷氨酰胺转胺酶的特点及其在食品工业中的应用。 关键词：谷氨酰胺转移酶；蛋白质；交联作用；微生物；食品工业 谷氨酰胺转移酶可以催化谷氨酰胺残基中γ-甲酰胺基团(供体)与不同化合物的ε-胺类基团(酰胺残基的受体)之间异肽键的形成并诱导蛋白质之间的交联[1]。酶的这种催化作用会导致蛋白质理化性质的显著改变，如粘度、热稳定性、弹性和韧性等。研究证明，谷氨酰胺转移酶参与到许多生理过程中：血液凝结过程、抗菌免疫反应及光合作用等[2]。科学家们已经成功地从动植物体及微生物中分离出了谷氨酰胺转移酶。微生物来源的谷氨酰胺转移酶分子量较低，是一种单肽链酶，它由331个氨基酸组成，等电点为pH8.9，分子量约为38kDa。谷氨酰胺转移酶的最适催化温度为45℃，pH5.5[3]，该酶在50℃下30min就失去50%的酶活力，碳水化合物，如麦芽糊精、蔗糖、甘露糖、海藻糖和还原型谷胱甘肽(GSH)等，可以显著提高酶的热稳定性[4]。与动物源性的谷氨酰胺转移酶相比，微生物来源的谷氨酰胺转移酶不需要钙离子的激活作用，在实际利用酶制剂的过程中，这是一个非常令人满意的特征。另外，微生物源的谷氨酰胺转移酶在很大pH范围（4.5~8.0）内可以保持酶活力，可以简化某些加工过程，进而节省能源消耗，提高经济效益。另外得益于转基因技术的出现，利用基因的异位表达可以大大提高谷氨酰胺转移酶的产量，并且它对食物中的蛋白质具有不同的反应特性，这样的特点使得该酶成为改善食品中蛋白功能的有力工具。 1谷氨酰胺转移酶的生物合成 1.1微生物谷氨酰胺转移酶 起初，谷氨酰胺转移酶大多来自豚鼠的肝脏，然而有限的来源和其相对昂贵的提取和纯化过程限制了谷氨酰胺转移酶在工业中的广泛使用。近期，有很多文章讨论了使用农业废料，以微生物合成方式作为合成谷氨酰胺转移酶的碳源来源的可能性。从已发表的文献中可知，发酵培养基可以占据微生物生产成本的近30%[5]，如果可以从廉价的原材料如高粱秸秆等获得半纤维素水解物，那么以此来培养微生物获得微生物来源的谷氨酰胺酶的合成途径将会引起人们更大的兴趣。 1.2谷氨酰胺转移酶微生物发酵 在含有高粱秸秆水解物的培养基中，经过72h的培养时间，生物合成的谷氨酰胺转移酶的活性为0.34U/mL[6]；当使用马铃薯酶解物作为培养基，另外添加酵母提取物、玉米浸出液和酪蛋白等成分培养后，酶活力可达1.12UA/mL[5]；利用S.ladakanum合成谷氨酰胺转移酶时，甘蔗糖蜜和甘油的同时存在会产生协同效应[7]；此外，当使用甘蔗糖蜜与甘油作为混合碳源时，测定的谷氨酰胺转移酶活力为0.72U/mL[8]；Ryszka[9]研究了一种利用S.mobaraense菌株生物合成谷氨酰胺转移酶的最适培养基，以aminobac、玉米浆、酵母提取物作为氮源，以葡萄糖、蔗糖、淀粉和糊精作为源碳，pH范围为6.5~7.0，培养30h后测定谷氨酰胺转移酶活性为2.0U/mL。蛋白胨、酵母提取物、酪蛋白和尿素是合成谷氨酰胺转移酶的常用氮源。另外有文献报告了使用植物原料如大豆、大米、玉米和小麦面粉、玉米浆、小麦麦麸或麦芽提取物作为氮源的可能性[10]。Zhu[11]和Tramper对培养基成分进行了优化设计，发现在含有蛋白胨的培养基中添加额外的含氮化合物，如适当的氨基酸，会显著提高S.mobaraense中谷氨酰胺转移酶的产量。然而，为了实现经济性，工业生产中需要更便宜的原料作为底物。此外，培养基的配方也是至关重要的，因为组成成分会影响产物的浓度、产率和单位体积生产效率。 1.3谷氨酰胺转移酶基因重组表达 谷氨酰胺转移酶能够改变蛋白质的理化性质，具有重要的实用价值。因此，开发能够用于食品行业的有效的谷氨酰胺转移酶合成系统是很必要的。由Itaya[12]和Kikuchi进行的调查结果表明，目前的谷氨酰胺转移酶大都是利用大肠杆菌菌株生产的。谷氨酰胺转移酶是以酶原的形式存在的，然后通过切除N-端前导肽可以直接生成具有活力的谷氨酰胺转移酶[13]。许多研究表明前导肽是在大肠杆菌中过表达谷氨酰胺转移酶的关键因素[14]，首先把酶的编码基因克隆到大肠杆菌中，然后经过培养后利用层析的方法纯化重组蛋白。利用这种重组大肠杆菌生产的谷氨酰胺转移酶的活力可达到22U/mg[15]。但是同时也应该注意与蛋白质翻译后修饰相关的问题，探究开发更便宜、更有效的生物合成系统，从而降低运输、保存、提取、纯化等有关成本。 1.4谷氨酰胺转移酶制剂 谷氨酰胺转移酶制剂可以成为解决很多与酶应用效率、食物质地等相关难题的解决途径。市场上有不同的微生物酶制剂，它们含有利用微生物合成的谷氨酰胺转移酶，这些酶可以中和由于冷冻而引起的肉类质地的变化[16]；也可以使香肠等肉类产品更快地加工成熟，并且具有良好的口感；它们可以改善肉的质地，使加热和配给过程的损失最小化。Poland公司的酶制剂可以作为发酵乳制品生产过程中的辅助剂，可以提高加工过程中蛋白质的热激能力，并改善成品的风味。利用这种酶制剂已经获得了更高稳定性的奶油、冷凝效果更好的干奶酪。在食品行业使用谷氨酰胺转移酶已成为一种自然的技术方法，并且利用酶法改变食物成分比化学方法更容易被食品行业所接受。 2谷氨酰胺转移酶的应用 含有谷氨酰胺转移酶的制剂可以用于食品中蛋白质的交联反应，因此引起了人们的研究兴趣。研究结果表明，交联后的β-酪蛋白比未交联化的酪蛋白对胃蛋白酶的消化作用抵抗性更强，利用这种特性可以开发具有更强的结构特性的食品[17]。在烘焙行业中，谷氨酰胺转移酶主要用于醇溶谷蛋白链之间的交联反应。谷氨酰胺转移酶对面团的稳定性和体积有积极影响，还可以提高利用较差面粉制作的面包的质量，提高其质地[18]。研究发现谷氨酰胺转移酶可以改善面团的流变性，可以保证烘焙后面包内适当的孔隙大小和弹性,与传统方法制作的面包糕点相比，体积增大了14%[19]。此外，还可以改善面团的吸水性和韧性，用来提高面包的风味、质地和体积[20]。谷氨酰胺转移酶也广泛用于肉类产业。谷氨酰胺转移酶可以促进肉块的强劲凝聚力，改善用猪肉、牛肉或禽肉制作的结构单一化香肠的质地，而不需要热处理或添加食盐或磷酸盐。谷氨酰胺转移酶处理过的钠酪蛋白可以取代以往的动物脂肪[21]，制作具有更低的脂肪含量、更高营养价值的肉制品。谷氨酰胺转移酶的应用为生产高质量的粗碎香肠、维也纳香肠和熏肉创造了新的技术。在乳品行业，为了防止酸奶的脱水收缩作用或使其质地更平滑、稳定性更好，常常在生产过程中使用谷氨酰胺转移酶。用谷氨酰胺转移酶改造后的酪蛋白可以作为生产面霜、冷冻甜点、冰淇淋、牛奶饮料和调料的原料[22]。同时，利用谷氨酰胺转移酶进行牛奶蛋白的聚合反应可以生产蛋白膜，改善奶制品的功能特性[23]。谷氨酰胺转移酶也用于奶酪的生产过程，并且可以提高凝乳的产率。目前常用于生产天然奶酪的酶有凝乳酶和谷氨酰胺转移酶。Cozzolino[24]等对提高奶酪产率和特性的因素进行了调查，结果表明在添加凝乳酶之前就添加谷氨酰胺转移酶可以防止牛奶凝固；而同时添加这两种酶可以明显降低奶酪的抗性和硬度，同时减少乳清中蛋白质和脂肪的含量。目前，谷氨酰胺转移酶越来越频繁地在多个行业中被用作蛋白质修饰酶。例如乳清蛋白经谷氨酰胺转移酶作用后可以用于生产蛋白质膜，这种可食用的蛋白质膜可以涂在新鲜蔬菜和水果表面上，用来延长食品的保质期和新鲜度[25]；有观点称，利用谷氨酰胺转移酶这种酶来消除大豆蛋白可能的过敏效应和抗水解性[26]；也有人建议也许在将来谷氨酰胺转移酶可以用来在醇溶谷蛋白中重建肽键，阻止T细胞对多肽链的识别作用，从而避免脂泻病的产生[27]。 3总结 谷氨酰胺转移酶可以诱导蛋白质之间的交联作用，被广泛地用于食品工业中，其廉价来源——即微生物合成方法的发现，为这种酶的实际应用提供了更多的机会。微生物来源的谷氨酰胺转移酶的广阔适用性也引起了人们对菌株筛选的兴趣，以期利用最廉价的底物获得高活力的酶制剂。为了获得更低成本的酶制剂而进行的微生物研究，也许可以促进易得的产品的开发以及其更大范围的使用。 作者：王美玲 单位：青岛科技大学 工业微生物论文:微生物酶造纸工业论文 1、微生物酶运用于制浆 1．1　漆酶在制浆中的应用 造纸厂的蒸煮制浆过程就是用化学药品溶出、脱除木素的过程，一般的化学制浆，不但成本高、能耗大，而且对环境污染也较为严重。而使用由白腐菌生产的漆酶将原料的木素降解成低分子木素，增加了木素的溶出和被抽提的能力，从而实现木素与纤维素、半纤维素的分离。用漆酶和介体HBT在蒸煮前对麦草进行预处理，可降低纸浆的Kappa值，提高纸浆的白度和强度。Jujop的研究表明，在20％～90％，pH值2～10条件下用漆酶进行预处理，可以对原料中的木素进行改性，磨浆能耗明显降低，每吨浆能耗由1300kW•h降至850kW•h，节省动力约30％，且机械浆的物理性能得到改善，纸浆质量达到化学热磨机械浆的水平。 1．2　纤维素酶在制浆中的应用 在机械制浆前加化学预处理，除去或改变一部分木素结构，可以改善纸浆的强度，但降低了纸浆的得率，损害了纸浆的光学特性，废水的排放量和污染负荷也相应增加，而经由木霉所产出的纤维素和半纤维素酶处理则结合了机械法制浆和化学机械法制浆的优点，克服其缺点，除了可以增加纸浆的强度性能之外，还能显著降低机械磨浆时的能量消耗。 2、微生物酶用于纸浆漂白 传统的含氯漂白产生大量有毒和强致癌性物质对环境和人类造成极大危害，已逐渐被无氯漂白所取代，而以某些真菌产生的漆酶不仅能氧化非酚结构，而且能使硫酸盐浆脱木素和脱甲氧基。佐治亚大学的研究者发现一株漆酶产菌———朱红密孔菌（Pycnoporus　cinnabarlnus），以产生自己的氧化还原中介物3－羟基邻氨基苯甲酸（3－hydroxyanthranilic　acid，3－HAA）。漆酶加3－HAA系统不仅能氧化非酚模式化合物，而且能降解合成的木素。通过筛选或诱变培育出假单胞菌（Pseudoznonas　sp．）G6－2，枯草杆菌（Bacillussp．）A－30等木聚糖酶高产菌株进行了分离纯化的酶学研究，其所产木聚糖酶运用于生物漂白技术，其结果表明木聚糖酶在多种浆种的不同漂白工艺中都有明显的助漂作用。用于桦木浆CEH三段漂和ECF漂白，在保持白度，得率，强度基本不变的情况下，可减少近50％氯或二氧化氯用量，漂白浆的白度稳定性也有所提高。 3　微生物酶用于造纸废水处理 在制浆和造纸生产过程中，造纸废水可分为黑液、中段废水和纸机白水。黑液是整个造纸过程中污染最为严重的废水，木素是造成造纸工业排放黑液COD和色度形成的主要原因。白腐菌具有能降解木素和变性木素的酶活系统，能将漂白废水中的有机氯化物转变成无机氯和CO2，并破坏发色基团组织和结构，降低漂白废水中的TOCl、BOD、COD和色度。范伟平等利用微电解－白腐菌生物降解－絮凝沉降联合处理系统对活性染料生产废水进行处理，在最佳pH和温度及接触停留时间下，其COD去除率达90％以上，色度去除率在95％以上。另有研究表明，使用坚强芽孢杆菌产生的絮凝剂处理印染废水和酵母废水，可取得良好的絮凝效果，由李云鹏等从剩余污泥中制得微生物絮凝剂LBF经实验相比于PAC效果更好，其COD、SS、色度去除率都高于PAC处理的废水样。 4　微生物酶用于造纸工业中的其他用途 与常规碱法脱墨浆相比，微生物酶法脱墨浆有更高的游离度，且滤水性好、物理性能优、白度高和残余油墨量低，还可缩短脱墨时间。利用纤维素酶处理回收的废纸，既可脱除油墨和化学处理难以去除的调色剂，又可改善二次纤维的抄造和使用性能。顾琪萍等研究表明，在优化条件下，废报纸经脂肪酶脱墨后，白度比原浆提高4．3％SBD，裂断长、耐破指数和撕裂指数可分别提高11．4％，19．8％和17．5％。由于传统造纸工业是耗能和环境污染大户，随着生物技术的发展，微生物酶应用于造纸工业的技术越来越受到广大研究者的重视，其规模也在不断提高。通过使用微生物技术或酶技术，不但能使资源充分利用，降低能耗与环境污染，而且能带来良好的经济效益，对造纸工业与环境保护都具有非常重要的现实意义。 作者：轶媛 单位：湖北轻工职业技术学院 工业微生物论文:微生物发酵食品工业论文 1材料与方法 1.1微生物发酵 以酱糟(30%)、木薯渣(10%)、玉米黄浆(30%)和玉米喷浆纤维(30%)食品工业废渣为发酵底物，添加乳酸菌、枯草芽孢杆菌和酵母菌进行固态发酵。接种用乳酸菌冰干粉为西南民族大学生命科学与技术学院动物科学实验室从牦牛消化道中分离筛选的优良菌株———嗜酸乳杆菌LAg12－7，该菌株已送中国典型培养物保藏中心———武汉大学保藏中心保藏，其保藏编号为CCTCCM2012305;枯草芽孢杆菌和酵母菌干菌粉购于北京华辰兴业科技有限公司。将乳酸菌、枯草芽孢杆菌和酵母菌的冻干粉按40.0%、30.0%和30.0%的比例制成混合发酵菌剂。取复合发酵菌剂1.0份，加红糖5.0、维生素C0.4、尿素3.1、磷酸二氢钾0.5和清洁水90.0份，30℃活化72h，制成混合发酵菌液。在发酵底物中按3%的比例加入活化后的混合发酵菌液。参考闫征等、王秋菊等和刘新星等方法，在30℃培养箱发酵5d。发酵期间适当补水，水分含量控制在30%左右，每24h翻动1次。发酵前1d和发酵后(第5天)的物料各取100g装于自封口塑料袋中，立即置于－20℃冰箱中保藏。以上微生物发酵饲料试验重复进行3次，即得3个批次的发酵饲料。 1.2样品处理 取适量发酵前和发酵后饲料鲜样－4℃保藏，用于活菌计数和pH测定。将发酵前和发酵后饲料样品置于90℃烘箱中烘30min以灭酶活，而后65℃烘6h，室温自然放置6h得到风干样品。将风干样品分2份粉碎，并过20目筛(用于纤维测定)和40目筛(用于粗蛋白和小肽测定)。 1.3指标测定 1.3.1活菌数的测定 乳酸菌、酵母菌和枯草芽孢杆菌分别梯度培养计数，培养基的配制参考杨雪峰等和刘惠知等的方法，计数方法依照GB/T13093－2006。 1.3.2pH的测定 pH的测定方法参照王旭明并有所改进，对样品10倍稀释混匀后采用Beckman离心机8000r/min离心，取上清液测定。 1.3.3常规营养成分的测定 中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)采用VELP纤维素测定仪;粗蛋白(CP)采用FOSS蛋白测定仪。测定方法参照张丽英饲料中常规成分分析一章。 1.3.4蛋白酶和纤维素酶活性的测定 以40目风干样品为原料测定酶活力，蛋白酶活力的测定参考张寒俊等方法，纤维素酶活力的测定采用二硝基水杨酸法(DNS)法。 1.3.5小肽含量的测定 小肽含量的测定参照郭玉东等方法，并对其进行聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS－PAGE)，定性说明小肽含量变化。 1.4统计分析 对3批次发酵饲料分别采样并测定相应指标，试验结果用平均值±标准差表示，发酵前后的差异性采用SPSS18.0统计软件中的t检验。 2结果与方法 2.1活菌数及pH 发酵后食品工业废渣中3种有益菌活菌数均极显著提高(P＜0.01)，乳酸菌和酵母菌达到108数量级。与发酵前相比，乳酸菌数增加454.90%，枯草杆菌数增加282.35%，酵母菌数增加403.70%。发酵5d后，由于微生物尤其是乳酸菌的新陈代谢，导致食品工业废渣的pH明显下降，由5.80降至3.91，降幅达32.59%，P为0.0041。 2.2常规营养成分 发酵后食品工业废渣CP含量极显著增加(P＜0.01)，增幅达21.68%;NDF和ADF含量均显著下降(P＜0.05)，其中NDF下降10.61%，ADF下降9.23%。 2.3活性成分 发酵过程中由于微生物不断分泌代谢产物，使得食品工业废渣的蛋白酶和纤维素酶活力均提高2倍以上，蛋白酶活力增幅达138.45%，纤维素酶活力增幅达143.20%。小肽含量显著提高，由0.87%增至3.20%，增幅达267.81%。发酵5d时，66200～97400的肽段含量较之发酵前1d时降低，而66200以下肽段含量增加，说明食品工业废渣经过发酵，部分大分子蛋白得以降解，并转化为低分子肽。 3讨论 3.1微生物发酵对活菌数和pH的影响 发酵过程中，益生菌和发酵底物中原有微生物利用饲料中的糖分等营养物质逐渐大量增殖，发酵后乳酸菌和酵母菌枯草杆菌活菌数分别达到2.83、1.36和0.65亿CFU/g。王旭明等用玉米－豆粕型日粮添加益生菌发酵，4d后乳酸杆菌数量达到最大值9.5亿CFU/g，2d后酵母菌数达到最大值4.1万/g，同时大肠菌群和腐败菌被抑制。魏爱彬等利用干酪乳杆菌和植物乳杆菌发酵全价饲料，2种菌的单一发酵组和组合发酵组的乳酸菌数量分别在发酵6、4和6d达到最大，分别为994、983和984亿CFU/g，而酵母菌在发酵过程中数量逐渐降低，发酵10d时2种菌的单一发酵组和复合菌种发酵组中的酵母菌活菌数分别为374、365和372亿CFU/g。任佐华利用枯草杆菌、黑曲霉和产朊假丝酵母发酵水稻秸秆，最佳条件下总活菌数可达118亿CFU/g。试验乳酸杆菌活菌数变化趋势与王旭明等相符，魏爱彬等和佐华活菌数较高可能因为发酵底物、发酵时间和菌种组合不同所致。微生物尤其是乳酸菌增殖过程中分泌酸性物质，降低了发酵饲料的pH，发酵后pH降至3.91，可提高发酵饲料的适口性，而酸性环境又可抑制许多有害菌的繁殖，从而可以延长发酵饲料的保藏时间。吴天祥对芭蕉芋酒糟接种嗜酸乳杆菌发酵，7d后pH降至3.8。王旭明等对玉米－豆粕型日粮添加微生物原液固态发酵，pH第4天即降至4以下。试验pH变化趋势与以上试验相符。 3.2常规营养成分的变化 通过益生菌的发酵作用，可使发酵底物中的粗纤维和粗淀粉降解，产生菌体蛋白，提高CP的含量，从而改善食品工业废渣的利用效率。试验中，发酵后CP含量由14.16%增至17.23%。张鑫利用酿酒酵母、白地霉、热带假丝酵母和植物乳杆菌混菌固态发酵马铃薯渣，根据响应面数据得出在最适条件下CP含量可达到36.96%，比发酵前提高了10.22%。试验CP变化趋势与其相符。发酵后，NDF和ADF含量分别降至46.83%和33.62%。NDF是植物细胞壁的成分，反映饲料容积，可用来衡量动物的饱腹度，与家畜采食量呈负相关。日粮中NDF高时，瘤胃容积限制干物质采食量;ADF的木质素比例较高，木质素为不可消化纤维，故ADF适于作为反刍动物饲料消化率指标，与家畜消化率呈负相关。故NDF含量的下降意味着动物采食量的增加，ADF含量的下降则可说明动物消化率的提高。院江等利用乳酸菌和酵母菌等组成的复合菌发酵棉籽壳，10d后测得NDF和ADF含量分别降至(63.10±4.55)%和(49.09±5.26)%。付敏等采用枯草芽孢杆菌、黑曲霉和白地霉对菜籽饼混合固态发酵，5d后测得NDF含量下降了38.70%，ADF含量下降了27.88%。试验NDF和ADF变化趋势与以上试验相近，院江等和付敏等试验结果降幅较大可能因为试验条件差别所致。 3.3活性成分的变化 动物自身分泌的消化酶很难消化植物性细胞壁及细胞壁内的营养物质。饲料工业中一般都会应用粉碎技术来破坏植物细胞壁，但很难将植物细胞壁完全破坏。纤维素酶可协同降解细胞壁，释放单糖等易被畜禽吸收利用的物质，从而明显改善饲料的营养价值。发酵过程中，在混合益生菌的作用下，饲料中纤维素酶活力增至411.8U/g，可有效降解发酵底物中的纤维素成分;经过发酵，蛋白酶活力增至172.4U/g，酶活力的提高可改善发酵饲料的营养价值。任雅萍用益生菌28℃下发酵苹果渣和马铃薯渣72h，自然发酵时:对于苹果渣，在酵母菌和黑曲霉组合，并添加氮素和油渣的条件下，蛋白酶活性最高可达168.50U/g，发酵增率为380.1%;纤维素酶活性最高达3829.63U/g，发酵增率为949.6%;对于马铃薯渣，在米曲霉单菌，并添加氮素和油渣的条件下，蛋白酶活性最高可达478.08U/g，发酵增率为657.0%;纤维素酶活性最高可达564.90U/g，发酵增率为794.5%。试验与以上试验酶活力均增加明显，变化趋势相近，增幅差异可能由于发酵条件不同所致。利用乳酸菌和芽孢杆菌等能分泌蛋白酶的菌种，可在合适微环境下酶解蛋白质底物产生小肽蛋白。同时，也能较大程度地降低植物蛋白中的抗营养成分，如胰蛋白酶抑制剂、脲酶和血凝素等，可有效消除大分子蛋白的抗原性，有利于动物的生长发育和肠道对肽类蛋白的吸收利用。小肽可提高机体蛋白质合成、消除游离氨基酸吸收竞争、增加动物生产性能并能增强矿物元素的吸收利用，对动物营养产业具有重要意义。试验发酵后，小肽含量增幅达267.81%，这可提升微生态饲料的附加值，并可改善动物的生产性能。马文强等利用枯草芽孢杆菌、酿酒酵母菌和乳酸菌发酵豆粕，结果表明:发酵后低分子蛋白质含量提高2.25倍。试验小肽含量变化趋势与以上试验相符。 4结论 食品工业废渣经乳酸菌、酵母菌和芽孢杆菌混合发酵5d后，其营养品质得以改善，为食品工业废渣的优化利用提供了参考。 作者：刘华南 高庆军 鲁登位 徐琴 夏天婵 郭春华 饶开晴 彭忠利 单位：西南民族大学生命科学与技术学院 四川省饲料工作总站 工业微生物论文:微生物发酵工业废水生产油脂研究 随着能源与环境问题的日益突出，人们迫切的寻找新型的清洁可再生能源，生物柴油凭借其独特的优点进入了人们的视野。生物柴油可采用天然油脂为原料。从目前的生产技术来看，动植物油是主要的生产原料。但生产成本较高，由此造成了生物柴油产业化发展的瓶颈。根据微生物的生长特点利用廉价的工业废水，不仅降低了生产成本，同时减小了对环境的污染，因此该项研究具有广阔的应用前景。 一、产油微生物及微生物油脂生产特点 微生物油脂是产油微生物在一定条件下将碳水化合物、碳氢化合物和普通油脂等碳源转化为菌体内大量储存的油脂，一般占菌体干重的20%以上[1]。 （一）产油微生物种类自然界中的酵母菌、霉菌、细菌、藻类等许多微生物都可以产生油脂。酵母菌中的粘红酵母的油脂含量最高可达72%。红冬孢酵母、斯式酵母的最大油脂含量可达60%~67%。霉菌中的深黄被孢霉油脂含量可达86%，绒毛棒质霉达75%，卷枝毛霉达65%。微藻中的丛粒藻、盐生杜藻、粉粒小球藻的油脂含量都在40%以上。细菌中的节杆菌油脂含量在40%以上。 （二）微生物油脂生产特点与动植物油生产相比，微生物油脂具有生产周期短、生长迅速、可规模化管理、不受季节、气候变化等优点。此外，能够供给产油微生物生长的原料来源也很广泛，工农业废弃物或工业生产过程中产生的废水、废气等都可以作为产油微生物的培养原料。产油微生物可以利用多种碳源，如葡萄糖、果糖、甘油等作为发酵底物，方真等[2]发现斯达油脂酵母在经过脱毒处理的木屑水解液中可以正常生长，油脂的积累率可达葡萄糖碳源的60%以上，为该种酵母利用废弃甘油和木质纤维素水解液作为发酵底物生产生物柴油提供有力支持。 二、工业废水的营养特点 适合微生物生长积累油脂的工业废水含有可作为碳源的丰富有机物、糖类，如淀粉废水、味精废水、啤酒废水等。这类废水属高浓度有机废水，COD、BOD浓度高，主要含有碳水化合物、蛋白质、油脂、纤维素等有机物，极易造成水体富营养化污染环境。 三、利用工业废水发酵生产微生物油脂的研究现状 工业废水尤其是食品工业废水中含有大量的还原性糖，可以被微生物利用作为碳源积累油脂。由于微生物的生长代谢分解利用了废水中的有机物，降低了废水的污染程度实现了资源合理化应用。 （一）利用淀粉废水发酵钟娜等[3]利用淀粉废水对高产油粘红酵母进行了驯化和筛选，使其对淀粉废水COD的耐受程度达到了75000mg/L，400L发酵罐实验表明，经33h的培养后，生物量达25.3g/L,菌体油脂含量为29.5%，COD降解率为92.5%。杜娟[4]等利用甘薯淀粉废水，采用添加营养因子的方法研究了产油菌株FR的生长、产油及COD去除，发现经淀粉酶液化处理后的产油率可达45.3%，淀粉酶和糖化酶先后处理后的COD去除率可达66.3%。 （二）利用味精废水发酵邢旭[5]等研究了粘红酵母RH8在味精废水中的生长、产油及COD去除率，发现调节废水pH至5.5后，添加废葡萄糖母液、酵母粉、KH2PO4、MgSO4、MnSO4均能够促进茵体的生长、产油和COD去除。生物量最高可达15.6g／L，干茵体中油脂质量分数达到29.61％，COD去除率达到45.1％。 （三）利用啤酒废水发酵郭淑贤等[6]用斯达油脂酵母发酵啤酒生产废水，发酵条件经优化后菌体生物量、油脂产量、油脂含量、COD降解率和油脂不饱和脂肪酸指数分别达到13.83g/L、5.25g/L、37.92%、79.08%和65.46%，较优化前分别提高了12.62%,19.32%,5.92%,57.15%和2.36%，优化效果显著。 四、存在问题及展望 目前微生物发酵废水生产油脂还处于实验阶段，要实现工业化发展还有亟待解决的几个问题：工业废水成分复杂，如味精废水和啤酒废水，由于废水中含有生产菌株产生的代谢废物和各工序产生的其他废水，有可能含有影响产油微生物正常生长的微量元素，但其组成较复杂难于分析；在微生物发酵前需对废水进行稀释调pH值等前处理，增加了生产成本和工序；以废水为培养基培养的微生物，其生物量、油脂积累量仍然较低，目前尚不能满足工业化需求。 结合国内外研究现状，可以从以下几方面展开相关研究：深入研究产油微生物在发酵中油脂的合成代谢途径；加强产油微生物对原料的适应性，通过基因重组、定向进化等手段筛选、驯化，获得具有更强适应性和更高产油能力的菌株；进一步优化发酵条件，减少发酵前处理工序、获得成本低、产油高的发酵模式。 作者：于雅潇 薛伟 何南思 单位：承德石油高等专科学校 化学工程系 承德石油高等专科学校 计算机系 工业微生物论文:微生物发酵工业废水生产油脂的研究 随着能源与环境问题的日益突出，人们迫切的寻找新型的清洁可再生能源，生物柴油凭借其独特的优点进入了人们的视野。生物柴油可采用天然油脂为原料。从目前的生产技术来看，动植物油是主要的生产原料。但生产成本较高，由此造成了生物柴油产业化发展的瓶颈。根据微生物的生长特点利用廉价的工业废水，不仅降低了生产成本，同时减小了对环境的污染，因此该项研究具有广阔的应用前景。 一、产油微生物及微生物油脂生产特点 微生物油脂是产油微生物在一定条件下将碳水化合物、碳氢化合物和普通油脂等碳源转化为菌体内大量储存的油脂，一般占菌体干重的20%以上[1]。 （一）产油微生物种类自然界中的酵母菌、霉菌、细菌、藻类等许多微生物都可以产生油脂。酵母菌中的粘红酵母的油脂含量最高可达72%。红冬孢酵母、斯式酵母的最大油脂含量可达60%~67%。霉菌中的深黄被孢霉油脂含量可达86%，绒毛棒质霉达75%，卷枝毛霉达65%。微藻中的丛粒藻、盐生杜藻、粉粒小球藻的油脂含量都在40%以上。细菌中的节杆菌油脂含量在40%以上。 （二）微生物油脂生产特点与动植物油生产相比，微生物油脂具有生产周期短、生长迅速、可规模化管理、不受季节、气候变化等优点。此外，能够供给产油微生物生长的原料来源也很广泛，工农业废弃物或工业生产过程中产生的废水、废气等都可以作为产油微生物的培养原料。产油微生物可以利用多种碳源，如葡萄糖、果糖、甘油等作为发酵底物，方真等[2]发现斯达油脂酵母在经过脱毒处理的木屑水解液中可以正常生长，油脂的积累率可达葡萄糖碳源的60%以上，为该种酵母利用废弃甘油和木质纤维素水解液作为发酵底物生产生物柴油提供有力支持。 二、工业废水的营养特点 适合微生物生长积累油脂的工业废水含有可作为碳源的丰富有机物、糖类，如淀粉废水、味精废水、啤酒废水等。这类废水属高浓度有机废水，COD、BOD浓度高，主要含有碳水化合物、蛋白质、油脂、纤维素等有机物，极易造成水体富营养化污染环境。 三、利用工业废水发酵生产微生物油脂的研究现状 工业废水尤其是食品工业废水中含有大量的还原性糖，可以被微生物利用作为碳源积累油脂。由于微生物的生长代谢分解利用了废水中的有机物，降低了废水的污染程度实现了资源合理化应用。 （一）利用淀粉废水发酵钟娜等[3]利用淀粉废水对高产油粘红酵母进行了驯化和筛选，使其对淀粉废水COD的耐受程度达到了75000mg/L，400L发酵罐实验表明，经33h的培养后，生物量达25.3g/L,菌体油脂含量为29.5%，COD降解率为92.5%。杜娟[4]等利用甘薯淀粉废水，采用添加营养因子的方法研究了产油菌株FR的生长、产油及COD去除，发现经淀粉酶液化处理后的产油率可达45.3%，淀粉酶和糖化酶先后处理后的COD去除率可达66.3%。 （二）利用味精废水发酵邢旭[5]等研究了粘红酵母RH8在味精废水中的生长、产油及COD去除率，发现调节废水pH至5.5后，添加废葡萄糖母液、酵母粉、KH2PO4、MgSO4、MnSO4均能够促进茵体的生长、产油和COD去除。生物量最高可达15.6g／L，干茵体中油脂质量分数达到29.61％，COD去除率达到45.1％。 （三）利用啤酒废水发酵郭淑贤等[6]用斯达油脂酵母发酵啤酒生产废水，发酵条件经优化后菌体生物量、油脂产量、油脂含量、COD降解率和油脂不饱和脂肪酸指数分别达到13.83g/L、5.25g/L、37.92%、79.08%和65.46%，较优化前分别提高了12.62%,19.32%,5.92%,57.15%和2.36%，优化效果显著。 四、存在问题及展望 目前微生物发酵废水生产油脂还处于实验阶段，要实现工业化发展还有亟待解决的几个问题：工业废水成分复杂，如味精废水和啤酒废水，由于废水中含有生产菌株产生的代谢废物和各工序产生的其他废水，有可能含有影响产油微生物正常生长的微量元素，但其组成较复杂难于分析；在微生物发酵前需对废水进行稀释调pH值等前处理，增加了生产成本和工序；以废水为培养基培养的微生物，其生物量、油脂积累量仍然较低，目前尚不能满足工业化需求。 结合国内外研究现状，可以从以下几方面展开相关研究：深入研究产油微生物在发酵中油脂的合成代谢途径；加强产油微生物对原料的适应性，通过基因重组、定向进化等手段筛选、驯化，获得具有更强适应性和更高产油能力的菌株；进一步优化发酵条件，减少发酵前处理工序、获得成本低、产油高的发酵模式。 作者：于雅潇 薛伟 何南思 单位：承德石油高等专科学校 化学工程系 承德石油高等专科学校 计算机系 工业微生物论文:微生物发酵工业废水探讨 一、工业废水的营养特点 适合微生物生长积累油脂的工业废水含有可作为碳源的丰富有机物、糖类，如淀粉废水、味精废水、啤酒废水等。这类废水属高浓度有机废水，COD、BOD浓度高，主要含有碳水化合物、蛋白质、油脂、纤维素等有机物，极易造成水体富营养化污染环境。 二、利用工业废水发酵生产微生物油脂的研究现状 工业废水尤其是食品工业废水中含有大量的还原性糖，可以被微生物利用作为碳源积累油脂。由于微生物的生长代谢分解利用了废水中的有机物，降低了废水的污染程度实现了资源合理化应用。 （一）利用淀粉废水发酵钟娜等[3]利用淀粉废水对高产油粘红酵母进行了驯化和筛选，使其对淀粉废水COD的耐受程度达到了75000mg/L，400L发酵罐实验表明，经33h的培养后，生物量达25.3g/L,菌体油脂含量为29.5%，COD降解率为92.5%。杜娟[4]等利用甘薯淀粉废水，采用添加营养因子的方法研究了产油菌株FR的生长、产油及COD去除，发现经淀粉酶液化处理后的产油率可达45.3%，淀粉酶和糖化酶先后处理后的COD去除率可达66.3%。 （二）利用味精废水发酵邢旭[5]等研究了粘红酵母RH8在味精废水中的生长、产油及COD去除率，发现调节废水pH至5.5后，添加废葡萄糖母液、酵母粉、KH2PO4、MgSO4、MnSO4均能够促进茵体的生长、产油和COD去除。生物量最高可达15.6g／L，干茵体中油脂质量分数达到29.61％，COD去除率达到45.1％。 （三）利用啤酒废水发酵郭淑贤等[6]用斯达油脂酵母发酵啤酒生产废水，发酵条件经优化后菌体生物量、油脂产量、油脂含量、COD降解率和油脂不饱和脂肪酸指数分别达到13.83g/L、5.25g/L、37.92%、79.08%和65.46%，较优化前分别提高了12.62%,19.32%,5.92%,57.15%和2.36%，优化效果显著。 三、存在问题及展望 目前微生物发酵废水生产油脂还处于实验阶段，要实现工业化发展还有亟待解决的几个问题：工业废水成分复杂，如味精废水和啤酒废水，由于废水中含有生产菌株产生的代谢废物和各工序产生的其他废水，有可能含有影响产油微生物正常生长的微量元素，但其组成较复杂难于分析；在微生物发酵前需对废水进行稀释调pH值等前处理，增加了生产成本和工序；以废水为培养基培养的微生物，其生物量、油脂积累量仍然较低，目前尚不能满足工业化需求。 结合国内外研究现状，可以从以下几方面展开相关研究：深入研究产油微生物在发酵中油脂的合成代谢途径；加强产油微生物对原料的适应性，通过基因重组、定向进化等手段筛选、驯化，获得具有更强适应性和更高产油能力的菌株；进一步优化发酵条件，减少发酵前处理工序、获得成本低、产油高的发酵模式。 作者：于雅潇 薛伟 何南思 单位：承德石油高等专科学校 化学工程系 承德石油高等专科学校 计算机系 工业微生物论文:工业微生物的发酵培养浅析 [摘 要]近年来，微生物发酵在相关工程技术领域的应用越来越V泛，该工艺包括培养基组分中碳源、无机盐、氮源、微量元素等的作用，并控制pH值、温度、溶氧等对发酵的影响，从而将微生物发酵工艺进行了优化，以推进生产效率的提高和产业的应用发展。 [关键词]工业微生物；发酵培养 生物发酵工程是与人们生活息息相关的一种技术体系，包括工业生产菌株选育、生化反应器设计、最佳发酵条件的选择及控制等过程。根据对目前国内外微生物发酵工艺的研究，相关研究团队进行了综合的分析和研究。通过对微生物发酵工艺中影响发酵的各种因素的分析，总结出了相应的技术经验并且制定了工艺的优化方法。近年来，微生物发酵在相关工程技术领域的应用越来越广泛，该工艺包括培养基组分中碳源、无机盐、氮源、微量元素等的作用，并控制pH值、温度、溶氧等对发酵的影响，从而将微生物发酵工艺进行了优化，以推进生产效率的提高和产业的应用发展。 1 发酵工程外界因素的影响 1.1 补料对发酵的影响 菌类的生长发酵所必须的因素都达标的同时，补料的及时准确的供给也是直接影响着菌类的发酵。补料的作用是及时的补充菌类生长发酵所需要的能源。例如在酵母菌的培养过程中，适当的补充营养物质会抑制乙醇的生成，从而避免了菌类的生长周期变长，产率下降等问题。在培养过程中准确的添加补料量可以有效的调节菌类的呼吸防止中间出现氧气的限制。这样做的办法很大程度上减少了酵母菌的发芽问题，同时促进酵母菌细胞的快速成熟，从而直接提高了酵母菌的产物的产量。在不断的利用先进设备进行检测的同时更好的了解菌类发酵过程中的动态信息从而更好的了解发酵过程中原料的需求情况。根据需求以及菌类种类的不同可以适当选择添加物的物理特征。例如添加液态物质，固态物质。 1.2 二氧化碳对菌类生长的影响 二氧化碳作为新陈代谢的最终产物直接影响到菌类的生存情况。当溶解在发酵液中的二氧化碳的浓度超过一定范围以后直接会对氨基酸、抗生素等出现抑制或者刺激现象。当菌类代谢产生的二氧化碳的浓度超过4%的时候，直接会影响菌类的糖代谢和呼吸速率。就算营养液中的氧气达到标准由于二氧化碳的浓度超过一定的范围也会直接影响到氨基酸的发酵问题。因此，在更快的提高发酵产率的同时也要考虑到产物二氧化碳的排放问题。在生产过程中，要考虑到二氧化碳随着液体深度压力变化的情况。为了更好的满足生产的需求常常采取减少通气量以及提高罐的压力来减少逃液，但是根据二氧化碳的性质这样做的在很大程度上增加了二氧化碳的含量从而直接影响菌类的生长。所以，在考虑到菌类生长发酵的同时也要考虑到二氧化碳浓度以及排泄的因素。 2 微生物发酵工艺优化的方法 2.1 正交试验设计法 正交试验设计法是一种数理统计方法，主要是通过正交表来进行多因素问题的分析，在研究得出结论以后可以通过直观分析或者是直接对比来确定微生物发酵的主要影响因素。该设计法在使用中具有工作量小、方法简单、效果好、效率高等特点，因此正交试验设计法是微生物发酵工艺优化的最常用方法。正交试验设计法在工业和农业生产中应用广泛，并且在其他科研领域也取得了显著的效果。该设计法曾被多名生物学家进行实际的优化应用，例如利用正交设计法对枯草芽孢杆菌的液体发酵进行优化，从而使发酵后杆菌的产量大大提高。 2.2 Plackett-Burman设计法 Plackett-Burman法主要针对因子数较多且未确定众因子相对于响应变量的显著影响，采用的试验设计方法。能够及时有效地筛选出对试验结果具有显著影响的关键因素。在通常情况下，使用Plackett-Burman设计法开展的N次试验最多能够研究（N-1）个因素，对每个因素取两个水平，通常是设低水平为原始培养条件，高水平为低水平的1.25倍，通过对各个因素两水平的差异与整体的差异进行对比分析来对因素显著性进行确定。需要加以注意的是，如果因素水平选取得不合适有可能导致Plackett-Burman试验结果无效，从而需要重新选取因素来进行再一次的试验；如果Plackett-Burman试验的模型有效，那么则可以确定对试验具有显著影响的因素，然后下一步可以通过开展响应面设计等方法来筛选出最优的条件。袁辉林等利用Plackett-Burman设计方法获得了预期结果。 2.3 响应面设计法 响应面设计法是一种统计方法，主要结合数学建模、统计分析、实验技术等方法经过试验设计进行数据的分析，并且通过多元二次回归方程进行函数关系的拟合，从而将工艺参数进行优化。该方法对于变量因素较多的微生物发酵有很好的参数优化效果，能够将各方面所需材料、发酵因素等进行准确的定量，从而保证微生物催化的顺利进行。响应面设计法的适用面较广，目前除了微生物发酵领域以外还遍布于生物学、医学、制药等多个方面，成为使用最广的微生物发酵优化工艺。 3 溶氧量对工程菌的影响 生物的生存发展都离不开氧气。氧气对于微生物来说也是一个关键因素。就拿葡萄糖的氧化分解来说，1mol的氧化糖彻底分解需要6mol的氧气。当菌类合成代谢产物是也需要消耗一定的氧气。根据计算，1mol的葡萄糖大概需要1.9mol的氧气。所以根据不同种类的细菌需要氧气的情况也各不相同，对于好样细菌来说生成产物所需要的氧气也就随之增加。但是由于菌类所需要的氧气并不是直接吸收大气中的氧气，而是吸收营养液中的溶解氧。但是大气中的氧气却很难溶解到水中。在外界压力为101.32kpa温度为25度的时候，氧气在水中的溶解度为0.26mol/L。在这个温度下氧气在发酵液中的溶解度确是0.20mmol/L，但随着菌类的新陈代谢的活动以及各种因素的影响，温度也会随之增加。随着温度的增加，溶解液中的氧气含量随之降低。因此为了更好的满足营养液中氧气的含量，必须及时的掌握培养液中的氧气含量的问题。通过不断补充氧气来弥补温度的增加营养液中氧气的降低。同样也可以采取一定的措施来控制液体的温度，把温度调整到酶的最适宜温度从而更大效率的提高产率。 4 结论 随着科技的发展工程细菌的不断研究的深入，如何才会更好的实现菌类的最大效益的发酵也是每个企业所关心的话题。微生物发酵工艺对生物技术的发展有良好的推动作用，该技术在工业和农业方面都得到了广泛的应用，通过微生物发酵能够解决很多正常生产无法解决的问题。合理的运用微生物发酵并且不断进行工艺的优化能够提高生产的效率，推动发酵工程技术的不断前进和发展。在技术纯熟以后还可以广泛运用于医药、卫生、工业等多个领域，为这些领域的发展开辟一个新的纪元。 工业微生物论文:工业微生物混合发酵的研究进展 摘要：指出了混合发酵是2种或2种以上微生物在同一培养基中进行的发酵，在某种特定情况下,混合培养在发酵过程中有利于微生物间的相互协调,提高产物的生产效率或降低培养基的要求等,比纯培养更快、更有效。对于工业微生物或者具有工业生产潜力的微生物混合发酵生产维生素、沼气等产品进行了探讨,阐明了工业微生物混合发酵的现状和发展趋势。 关键词：工业微生物；混合发酵；协同作用 1引言 人类对微生物的利用经历了天然混合培养到纯种培养2个阶段。过去的多数发酵食品都来源于混合发酵,由于多菌发酵是一个完整的或接近完整的生物体系,体系中的微生物之间大多数具有生长代谢协调作用。自从纯种分离技术被广泛应用以来,人们研究的重点、焦点似乎都在单一的菌种上,忽略了天然发酵的模式,那就是生存环境的完整性和协调性。利用混合菌种发酵生产饮料正是利用几千年以来各菌种之间的共生性。纯培养技术使得研究者摆脱了多种微生物共存的复杂局面,能够不受干扰地对单一目的菌株进行研究,从而丰富了我们对微生物形态结构,生理和遗传特性的认识。但是,在长期的实验和生产实践中,人们不断地发现很多重要生化过程是单株微生物不能完成或只能微弱地进行的,必须依靠两种或多种微生物共同培养完成。微生物混合培养或混合发酵已越来越被人们所重视。 2混合发酵生产功能性饮料 目前混合发酵在功能性饮料的开发和生产方面有广泛的应用。根据国际饮料行业协会的新规定,功能性饮料是指具有保健功能的软饮料。目前市场上的功能性饮料主要分为3类,即运动饮料、能量饮料和其他饮料,其大多含有氨基酸、矿物质,以及各种维生素等人体所需物质。这些饮料的开发多数采用了混合发酵技术,也有部分是采用直接从生物体提取和单菌发酵方法的。随着我国经济的快速发展和人民生活水平的不断提高,饮料消费迅速增加。据有关资料显示,1980年我国饮料产量仅28万t,1995年则猛增到1 000万t,2005年达到2 000万t,25年间平均以26.7%的速度增长。如此巨大的饮料市场,发酵功能性饮料必须占有一席之地。据国家统计局、中国饮料工业协会、中国食品工业协会、中国海关、中国经济信息中心、中国竞争情报网、中国食品商务网、全国及海外500多种相关报纸杂志的基础信息等公布和提供的大量资料显示,中国饮料市场成为中国食品行业中发展最快的市场之一。2003年中国饮料产量2373万t,比2002年增长16.84%。实现工业总产值（当年价）813.87亿元,销售收入774.42亿元,分别比上年增长40.12%和40.41%。以“红牛”“脉动”等新一代品牌为代表的功能性饮料已被广大消费者所接受,并在健康潮中掀起一股功能性饮料的热潮。就我国目前的饮料市场来看,功能性饮料正处于黄金发展时期,具有极大的开发空间［1］。 3微生物混合培养生产药品 3.1维生素的混合发酵生产 维生素C二步发酵是混合发酵的典型实例。这种方法是由中科学院微生物所和北京镧药厂合作,于20世纪70年代初发明的。其第2步发酵由氧化葡萄糖酸杆菌和巨大芽孢杆菌等伴生菌混合发酵完成,其中小菌为合成维生素C前体2-酮基-L-古龙酸（2KGA）的菌株,但很难单独培养,且单独培养产酸能力很低；大菌单独培养容易,但不产生2-KGA,与小菌混合培养时不仅可促进小菌生长,而且能大大增强小菌的产酸能力［2］。能与小菌混合培养合成2-KGA的伴生大菌有很多,除巨大芽孢杆菌外,还有蜡样芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌地衣芽孢杆菌,苏云金芽孢杆菌等,某些酵母亦有该作用。有关研究表明,大菌为小菌提供某种生长因子促进其生长,并且提供某些生物活性物质协助小茵合成2-KGA,二菌混合培养呈互生关系［3］。通过调节二菌比例、pH值、温度及溶氧量等因素,可使混合菌达到较适的生态状态,发挥较高的生产效能。二者间的关系和作用机制正在进一步深入研究中。此外维生素B12可利用谢氏丙酸杆菌和马铃薯芽孢杆菌或大肠杆菌的混合培养生成。 3.2抗菌肽的生产 乳酸菌素是一种由乳酸菌属菌株产生的抗菌肽类,可抑制多种革蓝氏阳性菌的生长,已被50余个国家用作食品保鲜剂［3］。1999年Shimizu等［4］报道,以Lactococcus lactis和Kluyveromyces marxianus混合培养可有效地生成乳酸菌素,这主要是由于Kluyveromyces marxianus可通过消耗前者产生的乳酸控制发酵体系的pH值,从而使乳酸菌素的产率维持高水平。 3.3甾体转化 多种甾体类药物的转化也是利用混合菌培养实现的。诺卡氏菌和节杆菌培养用于5α-Δ9（11）-16β-甲基-3β,17α,21-羟基-孕甾烯-3β,21-双醋酸酯-20酮和5α,17α-甲基-17β羟基-雄甾-3酮的1,4位上的脱氢转化［4］简单节杆菌和玫瑰产色杆菌的混合培养也可用于甾体转化。 4微生物混合培养用于生物降解 蛋白质是配合饲料中的主要营养成分,一般占20%左右。随着畜牧业的迅猛发展,对饲料蛋白的需求量日益增加。因此寻求新的饲料蛋白来源便显得十分重要。我国薯类作物产量很高,但因其本身蛋白含量很低,直接用作饲料其生物效价不高通过微生物转化技术可由丰富的薯类资源得到菌体菌蛋白饲料,从而可在一定程度上缓解日益突出的饲料蛋白短缺问题。对淀粉质原料而言,通常采用的工艺是原料先经酸法或酶法糖化等预处理,将淀粉降解为可发酵性糖,然后再接种相应的高蛋白产生菌合成微生物菌体蛋白。为简化生产工艺,直接采用具有淀粉分解能力的菌种发酵生产蛋白饲料已日益受到重视。 我国是蛋白质饲料资源短缺的国家,目前蛋白质饲料年缺口约为1 500万t。据预测2010年到2020年我国蛋白质饲料资源需求分别为6 000万t和7 200万t［5］。目前我国发酵工业的废菌渣和糟渣类农副产品下脚料以及废弃物大多没有充分利用,这不仅造成资源浪费,而且造成环境污染［6～13］。现在生产主要是以食用菌生产过程中的废菌渣为主要基质,筛选适合分解利用废菌渣的多种大型食用真菌和酵母菌,采用单独培养和混菌共同发酵工艺来生产饲料蛋白,以实现废弃物质资源化和物资的循环再生,减少环境污染。 4.1对原油的降解 生物修复是治理土壤石油污染的重要方法,主要原理是微生物利用石油作为碳源进行同化降解,使其转变为无害的无机物质。据文献报道,单菌株所能代谢的石油组分有限,大多数石油降解菌株只能代谢一种或几种石油烃。但经过混合菌对原油的降解及其降解性能的研究,发现经驯化后的烷烃降解菌GS3C、菲降解菌GY2B、芘降解菌GP3A和GP3B对原油都具有一定的降解效果。GS3C能基本去除原油中的直链烷烃化合物,GP3A对C 4.2对生活垃圾的降解 世界每年产生大量生活垃圾,处理方法主要是堆埋和焚烧,占用土地和浪费能源,既污染环境又带来一定危害。生活垃圾在经过发酵后可作为有机肥料,但在一般条件下,其发酵时间长且肥效低,影响了其实际应用［15］。 有研究表明纤维素分解菌可混合培养,自生固氮菌利用纤维素分解菌分解纤维产生的葡萄糖作为碳源,纤维素分解菌利用固氮菌固定的氮作为氮源,两者相互利用、相互依存,进行生长和繁殖。两者混合培养的菌数和发酵液总含氮量明显高于各自单独培养。自生固氮菌与纤维素分解菌的混合菌液作用于生活垃圾,可大大提高生活垃圾的降解速度,同时其降解物的含氮量也有明显的提高。用这种方法处理生活垃圾既可以提高生活垃圾的降解速度又使其含氮量增加,提高了肥力,同时其降解物中含有大量的有生物活性的固氮菌及纤维素分解菌,所以是一种优良的生物活性肥料。将其施用于土壤中,既增加土壤的肥力,又增加土壤中固氮菌及纤维素分解菌的数量,有利于土壤中有机质的分解及土壤自生固氮,进一步增加土壤肥力,改良土壤,减少化肥的施用,有利于环境保护［16］。 4.3氨基多糖生物降解氨基多糖 氨基多糖主要以几丁质和脱乙酰几丁质的形式存在于节肢动物外骨骼和真菌细胞壁中,在自然界中的含量仅次于纤维素。利用微生物对氨基多糖进行降解和转化,有可能生成具有生物功能的活性糖蛋白。王士奎以Beauveria Bassiana LB90为氨基多糖降解菌,以Candida sp.LB50作为氨基糖转化菌,建立了氨基多糖混合菌生物降解和转化模型。与纯培养比较,粘度下降比率提高23.0%,可溶性糖含量增加167.7g/mL,两菌呈互生关系［17］。 5混合发酵开发清洁新能源 5.1沼气发酵中的作用 沼气发酵是由多种产甲烷菌和非产甲烷菌混合共同发酵完成的。我国是农业大国,每年产农作物秸秆7亿t以上,禽畜粪便大约1.4亿t。随着农村经济发展和农业结构调整,牲畜养殖已经由过去的农户分散养殖过渡为集中养殖,并且大多集中在大城市附近,这必将造成农村户用沼气池发酵原料的短缺。因此,寻求新的发酵原料将是亟待解决的问题。然而单一以秸秆作为发酵原料,由于其碳氮比高、速效养分含量低、纤维木质素含量高,表面有一层蜡质,不利于微生物的附着,且降解率低、厌氧消化时间长、易出现漂浮分层,一直不能被广大农民所接受。将粪便和秸秆混合发酵,可以有效弥补秸秆作为发酵原料的弊端［18～19］。 5.2乙醇发酵 作为可更新可持续的生物能源,生物酒精是经济高速发展过程中替代传统石油燃料能源的最佳选择之一。把纤维素作为可更新资源通过微生物降解转化生成糖类,然后糖类进一步发酵转化成液体燃料具有广阔的应用前景［20～23］。然而,纤维素酒精的规模工业化生产还面临很多严峻的实际问题,其主要问题之一就是微生物对纤维素的降解效率以及糖类发酵转化成酒精的效率太低［20,21］。研究表明,热纤维梭菌（Clostridium thermocellum）是一种高效的纤维素降解细菌,但其酒精生产效率较低［22,23］；嗜热厌氧乙醇菌（Thermoanaerobacterethanolicus）不能降解纤维素,但其能够有效的发酵糖类而转化为酒精。因此对两者进行混合培养,可以利用热纤维梭菌高效降解纤维素转化成糖类,然后糖类可以作为嗜热厌氧乙醇菌的底物通过发酵转化成酒精,这样一个稳定的混合培养体系可以作为纤维素酒精工业化生产微生物群落较好的选择。本研究主要以热纤维梭菌和嗜热厌氧乙醇菌为对象,以Solka Floc为底物纤维素,系统分析了热纤维梭菌纯培养以及热纤维梭菌和嗜热厌氧乙醇菌混合培养对纤维素酒精生产能力、纤维素降解能力及终产物分布的影响,以期为纤维素酒精工业化生产提供理论依据。 6结语 虽然微生物混合发酵技术的部分成果已成功应用于部分工业生产,但在大多数混合菌体系中,菌间相互作用机制和发酵产物对于各种混合菌之间的影响的研究还很少。同时对于菌株混合时的安全性还没有系统的评估和研究。混合发酵关键是摸索pH、温度、混合比例、菌株混合时间等多菌种的共同培养条件,从而确定菌株发挥最大协同作用的结合点。为了使混合发酵能够更好地应用于工业发酵生产,使其最终具有良好的大规模生产的工业应用前景。针对目前混合发酵的随机组合和盲目的发酵实验,需要深入研究并且建立快速有效的混合菌发酵模型是非常必要的。因此,如果从生理、代谢和遗传角度对混合菌间关系和协同作用机制进行深入研究,对混合菌培养的理论和应用都将有巨大的突破。所以未来的研究重点可能集中在多菌组合模式、筛选适合菌株,并且优化混合培养的条件。混合发酵有广阔的发展空间,在工业发酵中如果得以合理的运用,就必定可以提高生产效率与产品质量,为实现绿色无污染生产提供了新的发酵模式。 工业微生物论文:《工业微生物育种技术》课程项目化教学实践 摘要：《工业微生物育种技术》课程以岗位需求为依据确定课程目标，以育种工作流程为主线设计教学项目，以学生为主体完成项目实施，以过程性评价为手段增强技能培养，为培养学生的岗位职业能力、动手能力和实践创新能力提供了较好的教育平台。 关键词：微生物育种；项目化教学；高等职业教育 早在4000多年前，我国劳动人民就会利用微生物来生产酒和酿造食品。如今，利用工业微生物育种技术对微生物进行改造，可以提高目的产物的产量、质量或获得新的目的产物，并符合工厂化生产的要求，从而使抗生素、酶制剂、氨基酸、维生素、核苷酸、生物碱、激素等微生物产品产量成倍甚至成千倍增长，同时产品质量也不断提高，各类微生物产品已深入到人类生活的各个方面。工业微生物育种技术是高等院校生物技术类专业的专业课程。在传统的教学过程中，教学内容往往太过理论化，理论知识与实际操作未能结合，学生学习难度大，感觉枯燥乏味；而且，教学实验安排大多是孤立的，在技术上不具有连贯性和系统性，不能将技能训练与生产过程有机结合，学生学完之后不知如何运用，解决实际问题的能力提高不明显。显然，传统的教学方式已不能满足现今高技能生物技术专门人才培养的要求。如今，许多高职院校正在积极探索新的教学方法，项目化教学就是其中常用的一种。它依照教学目标将课程内容设计成若干个操作性较强的项目，以工作任务为中心，以典型产品（或服务）为载体，开展课程教学，将理论知识、实践操作与素质培养融为一体，学生在完成项目工作任务过程中，既收获了知识，又锻炼了技能。与传统教学法相比，项目化教学强调行动导向、项目载体、任务驱动、素质渗透、学生主体以及理论实践一体化，主要解决“怎么做”和“怎么做得更好”这两个问题，是培养技能型人才的主要途径[1]。2007年，湖北生物科技职业学院生物工程系开设了《工业微生物育种技术》这门课程，它是生物技术及应用专业和生物制药技术专业的必修课。自2010年引入项目化教学方法以来，经过多年的探索和实践，该课程取得了良好的教学效果。 一、以岗位需求为依据确定课程目标 按照工业微生物育种技术在生物技术及应用专业人才培养方案中的定位，依据职业岗位的需求，确定本课程的教学目标，即能根据微生物育种原理和基本操作流程，制定育种的实施方案，并按照实施方案应用微生物育种技术获得高产突变株，同时能对实施过程和原有方案进行评价和改进。课程教学目标，包括知识目标、技能目标和素质目标三个方面。（1）知识目标：熟悉工业微生物的特征，了解工业微生物育种技术的方法种类；掌握基因突变及基因重组的机制；掌握工业微生物诱变育种的原理与方法；熟悉其他常用的工业微生物育种方法。（2）技能目标：能够根据微生物的来源与特性，选择合适的分离纯化方法，并进行分离纯化操作；能够根据微生物的类型，选择合适的诱变育种方法；会进行生产菌种的保藏及复壮技能；能正确使用微生物的培养设备，并进行维护。（3）素质目标：具有较强的责任心和严谨的工作作风；具有较强的人际沟通能力；具有较强的团队组织协调能力；具有良好的安全、环保和节能意识。 二、以育种工作流程为主线设计教学项目 项目化教学的关键，在于教学项目的设计。我们一般应根据课程教学目标，以职业活动的工作过程为依据，结合职业岗位的典型工作任务，按照学生的认知规律来设计项目。项目设计要打破传统学科体系的章节编排，不应以知识的逻辑顺序为依据来安排教学。每个项目都有其相应的知识、技能和素质要求，让学生在“做中学、学中做”。工业微生物育种技术的教学项目设计具有以下特色。 （一）课程设计思路 大多数项目化教学课程的设计思路，是将课程内容设计成基础项目、主导项目和自主项目。根据工业微生物育种课程内容、操作流程和职业活动的特点，笔者将该课程设计成一个综合性大项目，即果胶酶高产突变株的筛选。笔者将原先孤立、分散的单个实训项目综合为一个由9个子项目组成的前后连贯的大项目，其连贯性、整体性的特点更为突出（表1）。两个子项目互为依托，前一子项目的结果是后一子项目实验材料的来源。 （二）相关专业课程衔接 该课程项目产品为筛选出的果胶酶高产突变株，可作为后续课程发酵工程、酶工程、生物分离与纯化、生物制品技术的项目化教学的材料。比如，可对果胶酶高产突变株的发酵条件进行摸索，或对其发酵工艺进行优化，或从高产突变株中分离纯化果胶酶，或对提纯的果胶酶进行性质分析。从而完善了专业课程体系建设的连贯性、整体性及层次性，实现了专业课程之间的有机衔接。 三、以学生为主体完成项目实施 在具体子项目实施之前，笔者安排有项目概述环节，内容主要包括：①课程简介：告知学生本课程的教学目标、项目设计情况、教学组织方法和考核方案等。②行业企业概况：介绍工业微生物的应用状况、工业微生物的概念及特点和工业微生物技术种类等。③后续课程任务的布置：要求学生查阅相关资料，指导学生制定子项目实施方案。以微生物育种工作流程为主线，开展子项目的实施，每个子项目有各自的知识、技能目标。在子项目的完成过程中，教师只起组织、引导、指导和评价的作用，学生才是学习的主体。每个子项目的实施步骤如下。 1.项目导入。首先，教师通过案例或者问题导入学习项目，提出问题、给出提示，导入本次课程的内容，组织学生展开讨论。 2.方案制定。学生通过图书馆或者网络查阅资料，以小组为团队讨论并制定实施的初步方案。笔者通常安排学生利用课余时间完成该步骤。 3.方案确定。首先，每个小组以ppt形式向全班汇报制定的初步方案，分析实施可行性，并说明资料来源。然后，教师和其他小组对汇报组进行提问或评价。笔者通过交互式讨论，引入相关知识，最后由教师对各小组初步方案进行点评，同时提出修改建议，鼓励实施方案的多样性。 4.方案实施。学生按照确定的方案，合理分工，团结协作，共同完成项目。在实施过程中，教师随时检查学生实施的情况，进行现场指导，解答学生的疑问，参与学生的讨论，纠正学生的错误，全面掌控学生的实施效果及学习质量。 5.总结评估。总结以各小组向全班展示实训结果的形式进行。评估采取小组互评、教师点评等方式进行。每一个项目均制定了技能考核方案及评分标准，结合学生提交的实训报告进行过程性评价。 四、以过程性评价为手段增强技能培养 成绩考核是教学过程中的重要环节，好的考核方式对学生职业技能的养成会起到促进作用。传统的单一笔试考核方式很难反映学生在学习过程中的素质和能力，与强调以素质为基础、以能力为本位的现代高职教育理念不相符。本课程的考核以结果性评价为辅，重在过程性的评价，以静态知识考核为辅，重在动态能力的考核，学生综合成绩的评定以过程评价、技能考核和理论考核相结合的方式进行。每个子项目的实施都要求进行过程评价，评价内容涉及子项目实施的每个步骤，以子项目5诱变剂量的选择为例，子项目技能量化考核表如下（见表2）。 学生、组长和教师为评价主体的三方，依据量化考核标准分别给出过程评价成绩，然后按照一定比例折合成学生的过程评价终成绩。理论考核和技能考核通常在学期末进行。课程总评成绩的组成详见表3。 现代职业教育，应该是一种以服务为宗旨、以就业为导向、以职业能力培养为核心的教育，重心应在于培养学生的动手能力和实践创新能力，特别是毕业后从事某种职业的谋生能力[2]。项目化教学，充分体现了学生是学习的主体的特点，学生的学习主动性和积极性被有效调动了；和传统的教学模式相比，其教学效果得到明显改善。当然，以就业为导向，坚持走产、学、研相结合的路线，以岗位技能促进学生就业，在高职高专院校进行课程项目化教学改革是一个漫长的过程，需要学校和教师从多方面进行改革，比如教学观念、管理、内容设置、教学模式及结果评定等。 工业微生物论文:浅析微生物转化技术在现代医药工业中的应用 摘 要：随着现代科学技术不断发展，越来越多的化学制品在日常生活中得以使用。而在于现代医药工业使用之中，许多企业使用酶转化或者微生物转化技术加以产品的制作，而微生物转化技术在现代医药工业的具体应用之中，占有极为明显的优势，尤其是在一些手性药物的制备之中。因此本文主要对于微生物的转化使用所表现出来的积极作用进行了阐述，详细分析微生物转化技术在现代医药工业中的具体应用。 关键词：微生物；转化技术；现代医药工业；具体应用 过去三十年间，微生物转化技术在化学领域内不断地进行常识性试验，并且得到了全面的发展，而在实际的使用方面，也得到了极为长足的发展。现在社会中，大量的运用化学制品，而许多化学制品都是制作工艺十分复杂的产品，例如药品、食品添加剂、化妆品等日常生活中极为常见的生活必需品。而在这些产品的具体合成过程之中，许多重要性的反应已经可以使用微生物转化技术加以代替。因此，本文主要针对这一技术在现代社会中的具体应用加以分析。 1 微生物转化的简要概况 所为的微生物转化就是使用微生物将一种物质转化为另一种物质的这样一个过程，这一个过程主要是建立在微生物产生一种特殊的细胞内部的酶作为生物催化剂展开的化学反应。简单来说，是使用一种以微生物为基础进行合成的技术。这些酶对于微生物来说，是生命过程中的必需品，而在具体微生物的转换过程中，这些酶仅仅是作为一种催化剂而存在的。另外，在使用微生物进行处理过程之中，不仅仅是需要利用相似的产品，并且在相似产品中增加的底物也存在着同样的催化作用，所以我们可以将微生物转化技术看做有机化学的一个特殊的分支。 之所以微生物能够将某种物质转化成为另一种物质，主要是因为酶的作用。我们不需要对酶进行解释，只需要了解酶的转化和微生物的转化之间存在着细小的差别，酶是一种单一的化学反应，后者则是提供了一种合成酶的场所和反应。所以，从这一个方面来看，微生物转化是一种真正的生物转化。另外，因为生物转化过程中所使用的酶多数来自微生物，我们也可以从动植物中找到所需要的酶。因此再具体的微生物转化过程中，究竟是选择使用酶还是微生物进行转化，需要综合考虑多种因素，比如成本、例如环境以及生产机构的设备质量等方面。 同时，在研究微生物的具体转化过程中，需要充分考虑多个方面的问题，例如如何选择要转换的物质，所选择微生物的具体应用那个能力，转化的方式以及具体转化反应的选择等。这其中最关键的一点在于选择转化过程中的合适的微生物，以及如何提高这种微生物的转化能力，也就是酶的活力应该如何的提高。另外，一旦发现一种新的酶或者一种新的反应就要设计一种新的转化过程。要想寻找十分合适的微生物，除了要十分了解酶的反应，更加有效方法是通过筛选的方式来选择酶。 筛选的方式选择酶，所要涉及的范围必须尽可能的宽广，因为截止到现在已经出现了将近3000多种的酶，这些酶中有些酶的催化效果明显好过化学催化剂。另外，微生物呈现出多样性，从而能够帮助我们找到我们在预先设计中所想要得到的一种反应。 2 具体药物开发过程中的使用 现在越来越多的专家研究发现，作为药物使用的一种混合物有着不容忽视的弊端，而在最近一段时期美国FDA公布的一些药物使用原则加快了转换技术从已经开发出来的药物中开发出单一药物的脚步。 而制作手性药物的关键之处在于不能对称的一张合成型技术，并且长久以来，许多化学专家都开发使用化学药品来展开不对称合成技术的研究和发展。然而在最近的20年间，越来越多的化学专家将研究的目光头像到如何将微生物转化更好地运用到有机合成之中产生了兴趣。应用微生物进行催化的技术要比使用化学合成以及不对称合成的方式具有更加明显的优势，主要在于这样几点：（1）转化物质具有更强的转移性，也就是不需要专门的基因保护；（2）使用微生物进行转化条件更加优越，有着极高的转化率；（3）而在生物转化过程中对于外界的影响更小，尤其是对环境的污染方面。特别是近年来DNA重组技术的应用和新的转化系统的开发应用，使愈来愈多的原来使用化学方法进行不对称合成的化合物有可能被生物催化转化的方法来替代。 利用生物转化技术进行手性药物的开发主要进行两个方面的工作：一是进行药物关键中间体的制备，因为利用生物催化转化方法制备对映体纯化合物具有很大的吸引力，但试图利用这种方法来完成所期望的复杂的有机合成往往是困难的，甚至是不可能的，而利用这种方法获得某一关键中间体是切实可行的；另外，尽管用化学的方法能够在实验室条件下获得所需要的手性药物，但往往是由于成本和技术问题难以实现产业化。因此用化学一生物一化学的制备路线具有独特的优越性，即所谓的“绿色合成工艺”；二是进行消旋化合物的生物拆分或转化，得到单一构型的药物分子。 3 组合生物催化与新药发现 组合生物转化/催化，是指利用一种以上的具有特殊转化功能的微生物或酶，对同一个母体化合物进行组台转化，以得到化学结构的多样性，它是从已知化合物中寻找新型衍生物以及从简单化台物制备复杂化合物的有效手段。从某种角度讲，它比化学合成的方法更为简单和有效。这是一个新的研究领域。 天然产物的多样性和其结构的复杂性，是存在于生物体内大量酶的作用结果。生物体内负责一系列重要生命活动的酶，在体外同样具有相同的催化能力。因此，只要体外的催化环境与体内相仿，则能够实现一系列复杂的，特别是用传统化学合成方法难以实现的化学反应。利用生物催化剂或化学合.成一酶催化相结合的方法，能够大大地增加衍生物的多样性，以及能够有效地对复杂天然产物的结果修饰和从简单的分子构建新的化合物库，在这过程中，往往能够发现新的生理活性物质。生物催化剂为扩大组合化学提供了各种合成的可能性。 利用生物催化发现先导化合物的优越性在于：（1）可能进行反应的范围广；（2）能够定向进行区域选择性和立体选择性；（3）不需基团保护和脱保护，一步实现所需的反应；（4）在温和和均一的条件下可容易地实现自动化和一步反应的重现性；（5）温和的反应条件保证了复杂易变的分子结构的稳定性；（6）高的催化活性可以降低催化剂的用量；（7）酶的固定化可以使催化剂反复和循环使用；（8）生物催化剂可在环境中完全被降解。 结束语 综上所述，微生物转化技术在现代医药工业中起到十分重要的作用，并且对于药物等日常生活用品的生产方面也起到十分突出的作用。这就要求我们做好这一方面的具体工作，并且详细考虑在合适的场所选择合适的酶或者生物转化技术来进行生产和转化，从而确保生产产品的优异质量。 工业微生物论文:微生物絮凝剂及在食品工业水处理中的应用 摘要：主要论述了微生物絮凝剂的种类和特点，微生物絮凝剂产生菌，微生物絮凝的机理，影响絮凝活性的因素及在食品工业废水处理、乳化液的油水分离、发酵液的固液分离等处理中的应用，并展望了今后微生物絮凝剂领域的研究重点。 关键词：微生物絮凝剂；食品工业；水处理；应用 目前微生物絮凝剂的研究和应用越来越受到重视。微生物絮凝剂是一类由微生物菌体所分泌的一些分泌物或其产生的代谢产物，它是利用微生物技术，通过细菌、真菌等微生物发酵、提取、精制而得的。微生物絮凝剂作为一种新型微生物产品，具有絮凝范围广泛，效率高，运行方式灵活，无毒，可消除二次污染，使液体中不易降解的固体悬浮颗粒、菌体细胞及胶体粒子等凝集、沉淀。微生物絮凝剂多数相对分子质量较大，达到104～106。分离纯化的微生物絮凝剂主要有多聚糖、糖蛋白、糖脂、脂蛋白、DNA、RNA、纤维素等，其中以多聚糖和糖蛋白类物质占绝大多数。 一、微生物絮凝剂产生菌 至今发现的具有絮凝性的微生物达32个种［1］，其中细菌18种，真菌9种，放线菌5种，由它们生产的絮凝剂中，最具代表性的为以下三种：1976年Nakamura J.用酱油曲霉生产的絮凝剂AJ7002；1985年，H.Takagi用拟青霉属生产的絮凝剂PF101，对啤酒酵母、血红细胞、活性污泥、纤维素粉、活性炭、硅藻土和氧化铝等有良好的絮凝效果；1986年R.Kurane等人利用红平红球菌研制成功微生物絮凝剂NOC-1，对大肠杆菌、酵母菌、泥浆水、河水、粉煤灰水等均有极好的絮凝和脱色效果，是目前发现的絮凝效果最好的微生物絮凝剂。 二、微生物絮凝剂的分类 1.直接利用微生物细胞的絮凝剂，如某些细菌、霉菌、放线菌和酵母菌，它们大量存在于土壤、活性污泥和沉积物中。 2.利用微生物细胞提取物的絮凝剂，如酵母菌细胞壁的葡聚菌、甘露聚糖、蛋白质和N-乙酸葡萄糖胶等成分均可以作为絮凝剂。 3.利用微生物细胞代谢产物的絮凝剂，微生物细胞分泌到细胞外的代谢产物，主要有细菌的荚膜（菌胶团）和粘液质，除水分外，其余主要成分为多糖及少量的多肽、蛋白质、脂类及复合物，其中多糖在某种程度上可作为絮凝剂。 三、微生物絮凝剂的絮凝机理［2］ 1.“桥联作用”机理 “桥联作用”机理认为微生物絮凝剂是一种具有长链线状的结构的生物大分子物质，其借助静电引力、范德华力或者氢键的作用吸附多个不同的胶体颗粒，并在颗粒间产生“架桥”现象，生成粗大的絮团而沉淀下来。研究显示细菌细胞之间有胞外聚合物搭桥相连，正是这些桥使细胞丧失了原有胶体的稳定性而紧密聚合并在液体中沉淀下来。 2.“电性中和”机理 胶体颗粒的絮凝过程中，电中和效应也是不容忽视的。溶液中带有多个电荷的多价电解质能够与颗粒表面带相反电荷发生中和，从而减弱颗粒间彼此的相互排斥力，促进颗粒的絮凝沉降。 3.“卷扫作用”机理 该机理认为当微生物絮凝剂投加到一定量时可形成小粒聚体，在重力作用下迅速网捕，卷扫水中胶粒而产生沉淀分离，称为“卷扫作用”或“网捕作用”。 此外还有荚膜学说、病毒假说等多种理论可以解释絮凝机理。微生物絮凝剂作为带电荷的生物大分子，作用机理尚处于探讨和完善阶段。对于微生物絮凝剂的絮凝机理，其中的架桥机理是被广泛接受并认同的。 四、影响絮凝活性的因素 1.微生物絮凝剂本身特性的影响 （1）分子量。微生物絮凝剂的主要成分中含有亲水的活性基团，如氨基、羟基、羧基等，故其絮凝机理与有机高分子絮凝剂（利用其线性分子的特点起到一种粘接架桥作用而使颗粒絮凝）相同。絮凝剂分子量的大小对其絮凝效果有一定的影响，分子量越大的，絮凝活性越高；当絮凝剂的分子量减小，絮凝活性会明显下降。 （2）胶体颗粒表面电荷的影响。胶体颗粒表面电荷对絮凝有重要影响。相反电荷的聚合电解质能减少颗粒表面电荷密度，以至颗粒可以彼此充分紧密接近，使吸引力变得有效。 一般无分支结构的絮凝剂，絮凝效果较好；产生菌培养后期形成的絮凝剂絮凝效果较好。 2.反应条件 微生物絮凝剂的絮凝效果受加剂量、pH值、金属离子、温度、搅拌速度、水质等多种反应条件的影响。 （1）絮凝剂的投加剂量。每一种絮凝剂都有最佳投加剂量，过多或过少，絮凝效果均会下降。据分析，投加剂量的最佳值约是固体颗粒表面吸附大分子化合物达到饱和一半时的吸附量，此时大分子在固体颗粒上架桥几率最大。 （2）pH值。不同的絮凝剂对pH值变化所表现的效果也不一样，同种絮凝剂对不同的被絮凝物具有不同的pH初始值要求。故每一种絮凝剂都有其最适的pH值范围，大于或小于某一pH值都会影响微生物絮凝剂及其被絮凝物表面电荷、带电状态及中和电荷的能力。在最适的pH值范围内，微生物絮凝剂表现出良好的絮凝活性。 （3）温度。适当改变温度可提高絮凝效率。由于絮凝物质结构上含有蛋白质或肽链的絮凝剂一般都是热不稳定的，高温可使这些高分子物质空间结构改变，导致变性，从而使絮凝活性下降。而由糖类构成的絮凝剂则是热稳定的，它们对温度不敏感，絮凝剂活性不随温度的改变而改变，或者改变较少。例如R.erythropolis产生的絮凝剂在100℃的水中加热15min后，其絮凝活性下降50%。 （4）金属离子的种类和浓度。微生物絮凝剂受金属离子的种类和浓度影响较大。不同的絮凝剂，其适合的离子种类有所差异，目前研究较多的有二价离子中的Ca2+、Mg2+、Mn2+等，以及三价离子中的Al3+、Fe3+等；不同的金属离子在适当的浓度下与悬浮颗粒以离子键相结合，从而提高絮凝活性，这对于提高微生物絮凝剂的絮凝活性有重要意义。若金属离子的浓度过高，由于大量离子占据了絮凝剂分子的活性部位，把絮凝剂分子与悬浮颗粒隔开而抑制絮凝活性。 五、微生物絮凝剂在食品工业水处理中的应用 1.食品工业废水 由于微生物絮凝剂具有安全、无毒的特性，逐渐在食品工业废水处理中被采用，并可达到满意的效果。如用微生物絮凝剂普鲁兰处理味精废水，其COD和SS的去除率可达到40%左右，其浊度去除率可达99%［3］。用絮凝剂A-9处理淀粉厂的黄浆废水，其处理效果也明显优于目前使用的其它化学絮凝剂，且可回收其蛋白质成分作饲料。 2.乳化液的油水分离 乳化液中加入特定的絮凝剂，在一定程度上可使油水分离。如用Alcaligenes latus培养物可以很容易地将棕搁酸从其乳化液中分离出来。试验表明，向100mL的0.25%乳化液中加入10mLAlcaligenes latus培养液和1mL聚合氨基葡聚糖，乳化液中形成明显可见的油滴并浮于表面，下层清液的COD值从原来的450mg/L下降为235mg/L，下清液的COD去除率为48%，远好于无机絮凝剂和人工合成的高分子絮凝剂。 3.发酵产品的固液分离 利用絮凝剂对细胞具有优良的沉降性能来去除发酵液中的菌体，可大大减少能耗，降低成本，且操作简单，管理方便。在酿酒工业中，用具有絮凝性能的酵母替代没有絮凝性能的酵母可以酿出质量更好的啤酒；另外，在生物乙醇和面包发酵酵母的生产中也应用了这种絮凝剂，并可达到良好去除固体物的效果，减少处理时间，有助于降解不稳定生物物质以及节省成本。 六、结论 微生物絮凝剂作为一种新型的絮凝剂，虽然现在主要应用于废水处理方面，但在食品工业中也将有着良好的应用前景，并显示有强大的生命力。微生物絮凝剂将可能在未来取代或大部分取代传统的无机高分子和合成有机高分子絮凝剂，但微生物絮凝剂的应用还大多处于菌种的筛选阶段，存在成本较高的缺点，无法适应工业化生产的需要。目前，推广应用微生物絮凝剂的关键是应进一步降低微生物絮凝剂的生产成本。为此，今后的工作应主要集中在以下几个方面：①改进培养条件，研制出低成本的培养源。②优良絮凝剂高产菌株的筛选及产生菌的诱变育种和基因控制。③要达到大规模的工业化生产，需对微生物絮凝剂的合成条件和影响絮凝活性的因素进行更深入的研究，以便寻找廉价的培养基和控制絮凝剂发挥作用的最优条件。 工业微生物论文:工业微生物课程教学改革的探讨 【摘 要】文章介绍了工业微生物课程的特点及进行教学改革的必要性，并从教学内容、教学模式以及组织教学方法等方面对工业微生物课程教学改革进行了探讨。 【关键词】工业微生物 教学 改革 工业微生物学是微生物学的一个重要分支，它从工业生产需要出发研究微生物的生命活动规律，以及人为控制微生物代谢的规律性，从而利用微生物转化生产所需产品，是生物工程、生物制药等专业的必修课程之一。其内容和应用涉及到食品、医药、化工、环境保护等许多领域，与工农业生产和人们日常生活关系紧密。目前，工业微生物学的相关产业已成为整个国民经济的重要支柱，并随着对微生物研究和应用的不断深入拓展，工业微生物将会得到更大的发展。学习工业微生物学课程，对人类可持续发展的战略意义重大。工业微生物学是一门新兴的学科，单独作为教程的时间不长，存在的问题较多。本文针对教学内容、教学模式以及组织教学方法等方面进行探讨。 一、教学内容应体现基础理论知识与科研、实验教学和生产生活实践的有机结合 工业微生物学涉及许多领域，发展迅速，面对相关科学知识的大量增加，如何取舍和合理安排课程内容，明确教学目标，是全球高校共同面对的课题。目前教学大纲规定的教学内容太过陈旧，虽然罗列了大量的知识点，却较少兼顾学生的需要和社会的需求。社会对人才类型和层次的需求是多样化和动态性的。对生物教育而言，既需要从事科技研究的研究型人才，也需要从事设计和研发的工程型人才，同时还需要技术支撑与改进的技能型人才。因此，工业微生物讲授的课程内容应具有前沿性和实用性。内容既要紧跟学科发展，注重讲授最新研究内容和引用最新国际一流期刊发表的资料，这样对将来攻读研究生的学生具有启发性，还要针对本科毕业后进入企业就业的学生需求，系统讲授微生物菌种选育、微生物发酵及其控制等与学生将来从事专门领域工作相关的知识。由于信息随时更新，这就要求教学中所使用的教材、实践环节、教师的教学大纲不断更新，始终保持讲授学科专业的前沿知识。教学内容不仅要包括传统的微生物学知识，还要包括最新工业微生物学发展动态、热点话题和取得的新成果，以更新知识点、完善教学内容。工业微生物学是一门实验性很强的学科，特别注重微生物的应用，所以实验教学环节对巩固基础理论知识、掌握实验技能、提高灵活应用基础理论与技术解决实际问题的能力具有很好的效果。另外，工业微生物学具有很强的应用性，讲授内容如果能将工业微生物学的基础知识、基本理论与工业生产实践相结合，或在生产企业进行现场教学，会取得更好的效果。 二、采用多媒体教学模式 工业微生物教学涉及大量形态、结构的描述与讲解，各种代谢调控机制也较为复杂，传统的教学模式，会使学生感觉抽象无趣和晦涩难懂，而应用多媒体模式有助于提高教学效果。如在讲解“微生物的形态结构”时，运用大量色彩鲜明、形象生动的图片和动画，对学生了解微生物的立体结构有很大的帮助。又如讲授“乳糖操纵子模型说明底物对酶合成的阻遏”时，如果制作成动画展示，就能形象地把酶合成受到阻遏的过程表现出来，这样能够把复杂的问题简单化，且形象生动，便于学生理解和记忆。另外，教师在制作多媒体课件时还能随时更新内容和添加最新研究动态和成果，做到授课内容与时俱进。 三、以能力目标要求安排教学教师 目前高校工业微生物教学大多是一个教师独立讲授全部教学内容。然而，由于学科的飞速发展，一位教师很难对工业微生物学的方方面面都有较为深入的了解，这样就使教学只是停留在书本上，没有自己的研究和见解。为改善此种情况，可以在充分发挥教师特长的基础上将教师资源进行合理整合，根据课程内容，合理安排最合适的教师参与教学过程。教师的讲授内容可以联系主讲教师近几年的研究课题，因此能够保证讨论的深度和广度。由于不同教师学术背景和风格各异，具有完全不同的教学个性，他们在教学中联系各自的科学研究和自身体会，大大增强了课程教学的灵活性与个性化，极大地培养了学生的科学思维能力和创新能力，拓宽了学生的视野。这种教学组织方式可以充分保证每位教师都能将精力集中在自己的优势研究方向上，既减轻了教师的教学负担，又能最大限度地发挥教师的特长。 四、以学生为教学中心组织教学 目前，国内高校大多数课堂教学都是教师一言堂的情况，因为缺乏与学生的互动，很难调动学生的学习积极性。教育观念、教学方法的改革已成为当前高校教育改革最迫切的任务之一，其核心是使高校教学由现在的以教师为中心向以学生为中心的转变，使教学成为交互式和讨论式，激发学生主动学习的积极性，培养他们的创新思维能力。强调学生在教学过程中的主导地位，不是教师想教什么，而是强调学生们想学什么。通过这种方式的教学，每位学生都能得到自己想要的知识，满足了不同层次学生的实际需要。目前国内高校的反馈与评价通常也是在学期结束之后，学生对教师的评价也大多流于形式。如果教师能够在学期过程中及时获得学生对教学的反馈与评价，特别是在教学中需要改革和提高的地方，以及学生真正想学什么，才能真正有效地提高教学质量。由于学生毕业后去向不同，有些学生毕业后选择以学术研究为职业，有些学生则直接进入企业从事研发和销售工作等。因而，应该针对学生不同就业情况及其相应知识要求分别辅导、因材施教。教学过程中应重视对学生的答疑辅导，对于学生提出的某些共性问题安排课堂讨论，师生间形成良好的互动，可以极大地改善教学效果。还可以安排教学助理研究生开设大量辅导课，及时解决学生学习中遇到的难点。 五、以培养学生自主学习能力为中心组织教学 培养学生自主学习的能力已成为高等教育的共识。要做到这一点，除在课堂教学中要更新教学观念、改革讲授方式外，还必须充分利用各种现代化的手段，鼓励学生在课后对教学过程的主动参与，并对所学知识进行积极讨论及进一步深入学习。［5］充分应用网络技术、多媒体技术，将工业微生物学课程介绍、教师介绍、教学要求、学习方法、指定教材、教学大纲以及主要授课课件等放在校园网上，这样可以提高学生学习的自主性。学生能充分利用网络资源，在需要时可以随时上网查阅有关资料，与教师互动，解决学习困难。通过网络学习，学生能够学会如何从网络资源中选择自己需要的资料，进一步提高学习效率。这种教学方式有利于达成课程的教育目标，同时也改变了学生的课堂学习行为，拓展了学生在课堂外的学习。另外，工业微生物学是一门实验性、实践性很强的学科，很多学生在课堂上虽然看到了一些生产过程和设备图片，但仍然缺乏实际生产概念。鼓励学生了解和参加生产实践，教师可以介绍一些与教学内容有关的生产企业（如啤酒厂、制药厂、生物工程公司等），让学生了解生产的实际过程，及时将理论知识和生产实践相结合，加深对理论知识的理解。通过观察实际生产操作和运行，发现尚需解决的问题，并带着问题查阅资料或与老师讨论，寻找解决方法，形成学习、实践、再学习、再实践的良性循环的求知习惯。 在工业微生物课程教学实践中，我们对教学内容和教学方法作了一些改革，注重收集最新研究成果，增加了基础理论知识与科学研究和实际生产相结合的内容，使教学内容更加丰富和完善。采用多媒体课件授课并增加生产现场教学内容，提高了学生的学习兴趣和求知欲，教学质量得到明显提高。学生踊跃加入到教师的科研小组，参与实验设计和操作，也得到了一些有意义的实验结果。作为实验和实践性较强的课程，工业微生物学相关知识、信息量扩增较快，因此在教学内容上要注重课程基础性、系统性、先进性与应用性的有机统一，引入新的教学手段和教学方法，培养学生把所学知识化繁为简，并进行系统归纳和总结的能力，并在此基础上，有意识地培养学生利用所学知识进行实践应用的能力。 工业微生物论文:微生物在含油工业废水处理中的应用 摘要：随着社会的发展与进步，重视微生物在含油工业废水处理中的应用具有重要的意义。本文以包钢冷轧废水为例主要介绍微生物在含油工业废水处理中的应用。 关键词 ： 钢铁 工业 废水 处理 微生物 引言： 微生物技术在生活污水和可生化性较好的工业废水处理中的应用由来已久，但对于可生化性较差的工业废水，尤其是含油工业废水处理中应用得很少。因为微生物处理对COD：BOD和BOD：N：P的比例有较为严格的要求，而工业含油废水如轧钢废水中BOD较低而COD较高，氮、磷等营养物质的含量又非常低，特别是冷轧含废油水中油和添加剂含量均较高，可生化性差，通过常规自然驯化得到的菌群在短期内是无法适应，处理效果不理想，因此应用得较少。近年来，随着微生物技术的发展和其减量化、无害化处理的优势不断突现，国内国际已经陆续开始进行专门针对含油废水处理的专性菌的驯化培养和组合优化，以适应不同的水质。因此，难生化降解的冷轧含油废水也被列入微生物处理技术的应用范畴内。 1.国内外冶金行业生化法处理废水的发展现状 含油工业废水属难处理水，生化性能很差，国内大都采用物化处理的方法，即采用破乳、加药、混凝、沉淀、过滤以及强氧化的工艺，而这些处理工艺大都存在工艺复杂，安全性差，运行成本高，污泥量大，处理后出水水质不稳定或难以达标排放等问题，而且存在着二次污染的问题。 微生物处理技术主要是通过微生物的代谢，使废水中的油，CODcr转化为水和二氧化碳，因此，是一种减量化无害化处理的理想方法。因为不产生二次污染和污染物的真正减量化，所以生物处理技术成为最广泛使用的废水处理技术。虽然传统的生物处理工艺对难降解有机物的处理效率不高，但随着生物工程技术的发展，微生物在高浓度难降解有机工业废水的处理方面得到了长足的发展。利用微生物的可变异性，通过微生物活性和浓度的强化，可以开发出适合于处理高浓度难降解有机工业废水处理的技术及设备。目前许多国家都在进行这方面的研究，其中加拿大的EPI处于领先地位。近年来，美、日、意、新西兰，比利时等国家采用生物滤池结合加拿大EPI（环保研究所）培养的新型EPICIN EPIZYM微生物处理各种工业及城市污水处理取得了很好的效果。我国之前由于没有专性的微生物菌种，微生物处理技术在钢铁行业也没有实质性的应用，与国外的先进技术还有很大的差距，因此必须积极赶上去。目前，我国一方面通过微生物菌种的引进，另一方面通过长期的驯化和优选，得到了一些适合我国国情和可应用于各种不同废水水质的微生物菌种。 以生物滤池的问世为标志的生物膜反应器技术在走过了100多年的发展历程后，与活性污泥法一同成为现代污水处理技术的最重要组成部分。研究和实践表明，生物膜不仅可以取代活性污泥法用于生活污水和工业废水的二级生物处理，而且还具有运行稳定，抗冲击负荷能力强，更经济节能，无污泥膨胀问题，同时具有硝化和反硝化功能，可实现封闭运转以无异味等独特的优势。近年来生物膜工艺发展迅速，相当多的研究和工程实践使得人们对生物膜的特征及其基础理论研究不断加深，现有工艺也得到进一步的完善。与此同时也出现了各种新型生物膜反应器及其组合工艺，并逐步形成了一套较完整的生物膜法污水处理系列工艺和设备。 2.包钢冷轧废水处理工艺 包钢生产过程中产生四种废水,其水质水量分别如下： a.浓含油废水9.6m3/h，含油量1-11g/l，CODcr2000-15000mg/1，主要来源为酸洗－连轧机组的乳化液站和各液压润滑站地坑； b.稀含油废水50m3/h，含油量100-1000mg/l，CODcr1000-2500mg/1，主要来源为浓含油废水处理系统出水和热镀锌线碱洗系统排放的废液； c.酸碱废水llOm3/h ，pH 2-12，CODcr0-400mg/1，主要来源为酸洗－连轧机组的酸再生站、酸洗机组漂洗水和热镀锌机组漂洗水； d.含铬废水2m3/h，每3个月排放一次，悬浮物80000-100000mg/l，Cr6+≤10000mg/l，来源为热镀锌机组的钝化废液。 包钢新建冷轧废水处理站一座，专门接收和处理冷轧生产线所产生的全部废水，处理后的出水达到国家二级排放标准，排入包钢排水总网，经最终处理后排放。 废水处理站的处理工艺流程如图1．1所示，共分为四个部分：浓含油废水处理系统、稀含油废水处理系统、酸碱废水处理系统、含铬废水处理系统。其中稀含油废水包括酸洗－连轧机组含油废水、热镀锌机组、磨床排放的含油废水以及超滤系统出水，主要处理系统是采用的微生物处理技术。各机组稀含油废水先进入稀含油废水调节池前的分配槽，经水量分配后进入调节池。调节池内设刮油刮渣机一台，刮除表层浮油，底部污泥刮至污泥槽。调节池废水用废水提升泵提升至pH调节池，经二级pH调整后废水进入微生物反应池，考虑到含油废水的温度可能较高，不宜直接进入。微生物反应池，需要先将废水温度冷却至25～35℃后再进行生化处理。冬天可超越冷却塔系统。 微生物反应池是一种接触氧化生物膜反应器，池内设半软性填料，底层设可变孔软管，采用罗茨风机曝气，配备微生物反应罐，在初期运行和日常运行过程中，根据实际情况需要，定期向微生物反应池投加经过优化筛选组合的联合菌群，使废水中快速建立一条有效降解烃类、脂类等有机污染的生物群，对废水中各种复杂的脂肪族和芳香族进行生物降解，同时投加与之配伍的营养剂和抗表面活性剂，以维持联合菌群的优势和活性，有效地提高废水的可生化性和去除效率。由于大部分的有机物和石油通过微生物的代谢作用已转化为二氧化碳和水，废水中的油含量和化学需氧量等污染指标均符合国家二级排放标准的要求。微生物反应池的出水进入斜板沉淀池，使生化处理后的废水中的无机物、剩余污泥和部分生物污泥、细菌的代谢产物得到高效的沉淀去除。同时根据进入斜板沉淀池的废水水质，加入少量的高效絮凝剂，以提高混凝沉淀的效率。沉淀的污泥进入污泥浓缩池，上清液排放至排放水池或酸碱废水处理系统。考虑到运行成本和维护优势微生物菌群的反应活性，并提高废水的可生化性，斜板沉淀池排泥向微生物反应池的污泥回流率为20％。斜板沉淀池的剩余污泥泵送至污泥浓缩池，进一步浓缩脱水后定期外运。泥饼含水率小于75％。 3．微生物处理技术的目的和意义 随着中国国民经济的发展迅速，市场对钢材的需求正在迅速扩大，刺激了国内钢铁行业发展迅速，而冷轧生产线为钢铁行业的主要发展方向，它的生产过程产生的高浓度难降解的含油工业废水除了生化处理至今尚未有一个良好的解决方法。 采用微生物处理技术运行稳定，功能可靠，运行管理方便，投资费用和处理成本低。结合实际工程，谨慎合理地选择工艺路线，可确保处理系统长期运行安全可靠，出水稳定达标排放。同时可以合理地解决污泥的出路问题，避免二次污染等问题。 由于上海宝钢2030冷轧生产线的成功应用，以及随后上海宝钢1800冷轧生产线、邯钢1650冷轧生产线和包钢1560冷轧生产线的采用，国内有越来越多的冷轧项目开始采用微生物处理技术来处理冷轧和镀锌产生的高含油、高COD废水。但是，应用于冷轧含油废水处理的微生物处理技术在我国发展的时间并不长，难以找到与此有关且切实有效的参考依据，无法形成一套成熟的理论，致使处于探索阶段的各个钢铁企业无法有大的进展。包钢冷轧含油废水处理系统污水处理站的研究和应用旨在努力探索一套冷轧含油废水微生物处理系统的运行数据，以指导废水处理站的生产运行，从而为研究提供强有力的现实基础和微生物技术处理冷轧含油废水的应用理论。 结束语 随着我国高科技技术的快速发展，微生物技术已成为我国二十一世纪重点开发、研究的方向，在工业废水处理中的有着广泛的应用前景，微生物技术不仅起到净化环境的重要作用，减少污染和改造传统产业，也为保护环境和国家的经济建设和社会可持续发展做出了积极贡献。 工业微生物论文:工业微生物学教学初探 【摘要】 工业微生物学在教学内容和教学方法上,还需经过多方面的改革探讨。本文从工业微生物学这门课程的教学环节和实验环节出发,结合教学过程中的一些问题,对教学方法和教学内容进行了探讨实践,使学生对工业微生物学产生了较浓厚的兴趣,达到了教改的目的。 【关键词】工业微生物;教学;初探 项目来源:吉林农业大学质量工程课题 《生物工程特色专业》项目资助。 工业微生物学是微生物学的一个重要分支,它涉及食品、医药、化工、环境保护等许多领域,与工农业生产和人们日常生活有密切联系。现在,工业微生物学的相关产业已成为整个国民经济的重要支柱,并随着对微生物研究和应用的不断深入拓展,将会得到更大的发展。学习工业微生物学课程,对人类的可持续发展战略有着十分重要的意义。 工业微生物学授课范围适用于生物工程、制药工程等专业。在吉林农业大学生命科学学院主要是生物物理硕士学位课,由于开设时间不长,在教学内容和教学方法上,还需经过多方面的改革探讨。 1.工业微生物学教学方法的探讨 1.1根据本专业学生的特点,因材施教 由于此门课程是研究生课程,所以要根据学生本科学习阶段所开设课程,在教学方法上作适当调整,可以采用与学生互动和启发式的教学方式,就是在教师的诱导、点拨下,使学生积极思考并自己先做出判断的教学方式。工业微生物学是注重应用的一门学科,鼓励自主探究,鼓励对学习内容和过程的反思等。例如鼓励学生将所学东西和自己的科研方向相结合来加以证明;课堂上,鼓励学生随时提问题,大家一起参与讨论。通过这些方法,课堂气氛活跃了,学习兴趣也得到了很大的提高。主要表现在两个方面教学效果比较好:一方面可以让学生根据自己未来科研方向开展工业微生物相关知识、试验设计的查阅;另一方面可以让学生以报告的形式找到切入点,谈谈自己的想法或试验思路。 1.2采用计算机辅助教学模式 利用计算机多媒体技术辅助教学是目前高校多采用的一种教学手段,相对于板书教学有着它自身的优点,计算机多媒体技术是指:计算机综合处理多种媒体信息,如文本、图形、图像、音频和视频,使多种信息建立逻辑连接,集成为一个系统并具有交互性。工业微生物学的教学涉及大量的形态描述与试验设计的讲解及较复杂的各种调控机制,如采用计算机多媒体技术能很好地解决了这些问题,教学效果能得到较大的提高。 1.3选择合适的教材和参考资料 对于研究生的教学教材来讲,因为好多研究生阶段的学生在本科阶段并没有学习有关微生物的基本知识,所以教材除了要有基本知识点外,还要有适合研究的扩展性知识、应用性知识。因此,可以参考像岑沛霖等编辑的《工业微生物学》(化学工业出版)的基础部分讲解,更要参考像杨汝德编辑的《现代工业微生物学教程》(高等教育出版社)的应用性教材,另外更要查阅国内外重要查阅国内外重要期刊,讲解现在工业微生物主要的研究热点和方向,结合学生各自的研究方向跟学生进行探讨。总之,参考教材和资料要尽可能丰富。 2.工业微生物学教学内容的探讨 2.1理论知识与科研的结合 工业微生物学涉及许多领域,如食品、化工、制药和环境保护,而且发展非常迅速,信息也在随时进行更新。在教学中除了选择信息量大、适合教学和自学的优秀教材外, 由于此门课程是研究生课程因此在教学工作中,应注意和科研相结合,阅读专业的文献材料或对某个课题进行研究后,把最新工业微生物学发展动态,热点话题或取得的新成果给学生讲解,及时完善了教学内容的更新。或者让学生同学围绕自己感兴趣的问题查阅一些资料,然后以作报告的形式在课堂上进行讲解,使他们把知识和科研很好的结合在一起,这样既可增加学生学习的自觉性和积极性,又会有事半功倍的学习效果。 2.2理论知识与实验教学的结合 工业微生物学是一门实验性很强的学科,特别注重微生物的应用,所以实验教学环节对巩固基础理论知识,掌握实验技能,提高灵活应用基础理论与技术解决实际问题的能力,具有很好的效果。本课程也开设了一些设计性和验证性的实验课,使理论教学和实验教学很好的结合。这样一来,一般都是学生学了理论知识后,就进行相关的实验操作,如有不了解或者感到抽象的知识点,可以在实验课中得到很好的解决。 2.3理论知识与实践的结合 在讲授基础理论课时,我们将工业微生物学的基础知识、基本理论与工业生产实践相结合进行详细的讲解,及时穿插一些实用的小知识,并尽量做到前后呼应,学生也积极响应,希望学到更多的教材以外的东西。例如,在绪论中讲解工业微生物发展趋势时,向学生们讲述了酸奶制作, 使学生学习本课程的兴趣有了很大的提高,并开阔了知识眼界;讲解菌种筛选内容时,又以乳酸菌新菌种筛选为例,较详细的讲述了筛选过程,并与诱变育种的内容相结合,使学生对菌种选育的基本过程有了系统的了解。同时学生通过查阅资料发现:人们适用酸奶的最佳时间是饭后1~2小时,因为这个时候人胃中的酸碱度适中,不会影响乳酸菌的作用,使他们的知识得到了进一步的补充。 总之,在深化教学改革过程中, 我们按照课程建设的目标及要求,在教学过程中逐步加强课程的教法和教学内容的摸索探讨,改革课程组织形式,建立一个较好的教学模式和体系,培养学生的独立思考和创新能力,取得了较好的效果。

岩体力学论文:采矿工程岩体力学教学改革初探 摘要： 本文针对采矿工程专业本科生专业基础课《岩体力学》教学现状存在的不足，提出了理论实践并重、优化教学内容、革新教学方法、培养学生兴趣、拓宽学生知识结构等为一体的优化改革方案，教学实践表明，效果良好。 关键词： 采矿工程；岩体力学；教学改革 一、《岩体力学》教学现状 《岩体力学》作为采矿工程专业的一门重要的专业基础课，其目的在于培养学生掌握岩石工程（井工开采、隧道、地下空间工程等）中一些力学现象的分析能力，使学生接受矿山开采和岩层控制基本理论和试验技能的初步训练，为学生学习专业课程及从事理论研究打下良好的基础。《岩体力学》一般在先修课程（高等数学、弹性力学、材料力学、理论力学等）完成后开设，在学生学习本课程时，不仅可对先修课程进行系统回顾，又可有效运用前期基础课程相关分析与计算方法分析宏观工程问题；同时，该课程的学习可为《采矿学》、《矿山压力与岩层控制》等主干专业课程的学习夯实理论基础。但是，随着科技水平的提高及分析方法的多元化，岩体力学所涉及研究范围及方法日趋复杂，这也要求高校教师对岩体力学知识掌握更加全面，推陈出新，与时俱进。传统教学过程中，有关《岩体力学》的教学多以课堂原理的讲授，已不再适用于本科生的教育及行业人才培养的发展需求。因此，结合现有条件对该课程进行教学改革，适应工科专业发展方向，培养学生实践与应用能力势在必行。 二、《岩体力学》教学中存在的问题 对于采矿工程专业的学生，力学基础相对较弱，即使之前已对相关基础课程进行了学习，但由于前期多为应试型学习，且理论性较强，导致学生对于基础知识的掌握多为“碎片式”，无法有效形成知识网络，导致学生学习《岩体力学》时非常吃力。此时，若依然按照传统教育模式采用灌输式讲授方法，则事倍功半。总结传统教学方法下存在的主要问题如下： 1.学生基础知识薄弱，易形成被动接受方式。《岩体力学》是对前期相关力学课程的延伸学习，若前期基础力学知识及运算方法掌握不牢，将导致学生学习过程形成停顿感，由于课程逻辑性较强，一个知识点产生卡顿，学生对于后续知识的学习将产生被动接受的局面，学习效率低下。 2.教师课堂讲授方法单一，不易于接受。资料显示，目前非力学专业教师采用的《岩体力学》课件大同小异，均是对课本一些原理及方法的罗列，讲授过程中多采用灌输式，导致课堂教学环节枯燥乏味，缺乏与专业特点的联系，学生不易参与其中，知识点也难以接受。 3.教学方法机械性较强，难以融会贯通。《岩体力学》主要采用的教学方法包括课堂讲授与岩石力学实验，对于实验部分，一般由实验老师授课，学生容易将理论知识的学习与实验独立开来，因此，实验作为揭示岩体力学现象的一种有效手段，无法让学生理解其独特含义。 4.传统理论讲授过多，新型技术所占比例少。随着科技发展，行业内涌现了大批岩体力学分析软件，这些软件借助于力学原理，在分析工程问题中得到了普遍推广应用。高校教师分析岩体力学问题时，可充分利用新型技术，将问题分析方法多元化，辅助学生学习力学，又可拓宽学生知识面。 三、课程教学改革方法初探 近年来，随着国家经济的发展，我国逐渐跻身世界岩土工程大国，存在较大的发展空间。因此，对于工程类学生，掌握岩体力学分析方法及相关理论，为以后从事相关工作及科学研究铺垫良好的基石至关重要。针对采矿工程专业《岩体力学》课程教学中存在的一些问题，初步提出了课程教学改革，具体包括以下几个方面： 1.注重课堂效果，激发学生兴趣。由于《岩体力学》内容相对枯燥，学生容易失去兴趣，因此，教师在讲授时应注重方法，提高课堂效果。讲授内容时应充分结合本专业工程实例，循序渐进，让学生理解所讲知识的来龙去脉。如讲授平面应变问题下巷道弹塑性分析时，可以具体教学实例进行切入，首先对弹性力学中平面问题进行回顾，进而对问题进行假设简化，最后引入弹塑性力学知识对问题进行分析，不仅对前期所学知识进行了复习，同时应用于解决现场工程问题中去，事半功倍。 2.注重基础，构建知识框架。采矿专业学生由于力学基础相对薄弱，甚至对一些专业术语掌握都不够准确，给课程后期学习带来了极大的困难。因此，教师需注重基础理论、基础知识和基本技能的讲授，讲岩体力学中复杂的理论知识及工程实践成果浓缩在有限的课时内。同时，注重课本知识的统筹规划，强调基础的同时，合理规划授课内容，突出重点，构建知识框架，促使学生对知识内容形成一个宏观的认识，利于融会贯通。 3.理论结合实践，加强学习感知。《岩体力学》具有理论复杂和实践性强的特点，理论复杂体现在不确定性上，实践性强则因与工程实践密不可分。岩石力学实验则是连接理论知识与工程应用的桥梁，因此，在教学环节应注重对实验的教学，同时，实验应在授课教师与实验教师共同参与下由学生独立完成，提高学生的分析问题能力，调动学生独立思考的积极性，培养学生应用创新能力。 4.做好通识教育，触类旁通。岩体物理力学特性受外界条件及自身结构影响极大，不同行业接触的岩体也存在较大的差异性，不同专业分析问题的角度不尽相同。因此，应结合专业特点，对讲授内容突出侧重点，例如，边坡工程、地基工程及地下工程所涉及岩体力学问题求解方法存在较大差异，因此，非专业知识课简单讲授原理，专业知识则重点讲授，做到触类旁通。 5.创新教学方法，未雨绸缪。在《岩体力学》教学过程，可适当引入一些新型分析软件和方法，如有限元、离散元及有限差分等软件，做到与时俱进，同时辅助学生理解一些复杂的原理，学生对于一些数值分析软件的理解可为工作及深造后岩体力学问题的分析提供新的解决路径，做到分析问题针对性强、操作应用快，理解容易，易于自身能力的提升。结合工科采矿类本科学生的实际特点，加强《岩体力学》课堂讲授与工程应用的联系，优化教学内容，革新教学方法，培养学生学习兴趣，拓宽学生知识结构面，让采矿专业学生掌握岩体力学问题中涉及相关理论及分析方法，综合运用所学知识，在实际工程问题中找到突破口，提高授课效果，培养学生独立发现问题及解决问题的能力，为学生后期工作及学习打下良好的基础。以上具体方案，经过教学实践，授课效果得到良好改善。 作者：王猛 单位：河南理工大学能源科学与工程学院 岩体力学论文:关于岩体力学参数水利水电工程论文 1一般方法 1．1岩石力学试验法 (1)室内试验。 通过钻孔岩芯取样，利用室内岩块的单轴压缩试验确定岩石单轴抗压强度、弹性模量和泊松比。通过岩体的三轴压缩试验确定岩体的抗剪强度－凝聚力和摩擦角。通过岩体卸围压试验研究岩体卸荷过程中的变形和能量变化特点，确定卸载时岩体的参数，如弹模、泊松比、凝聚力、摩擦角。 (2)现场试验。 现场抗剪试验获得岩体、软弱夹层、混凝土与岩石接触面抗剪(断)强度;现场变形试验(刚性承压板法、狭缝法)获得岩体变形模量、弹性模量及泊松比。还有现场声波测试评价岩体完整性等。现场试验是确定岩体强度参数最准确的方法，但由于通常不具备施作原位试验的条件，而且试验周期长、费用高，所以这种方法应用较少。试验法是一种直接又可靠的方法，可以较好反映岩石特性。室内试验得到的是完整岩块的特性参数，但存在“尺寸效应”。现场试验受条件限制，试件制备难免受到扰动，试验结果分散，不能直接采用。 1．2工程岩体分级法 工程岩体分级法主要有:国标《工程岩体分级标准》、水利水电工程勘察规范的坝基和围岩工程地质分类法、巴顿的Q系统分类法及比尼威斯基的RMR分类法。这些分类方法往往是定性描述与定量评价相结合，采用多参数综合指标分级法给岩体进行评分和划分岩体级别，根据岩体级别并结合经验公式，给出岩体参数的范围值。国标《工程岩体分级标准》选取岩石坚硬程度和岩体完整程度这两个因素确定岩体基本质量，将影响岩体工程特性的因素如地下水、初始应力、结构面走向与工程轴线方位等作为修正因素，实现工程岩体的分级，并提供了各级别岩体物理力学参数表和结构面抗剪断峰值强度表。《水利水电工程地质勘察规范》的附录V提供了坝基岩体工程地质分类表，主要分类因素也是岩石坚硬程度和岩体完整程度，此外还有岩体纵波速度和钻孔RQD值，并在附录E中提供了坝基岩体抗剪断(抗剪)强度参数及变形参数经验值表和结构面抗剪断(抗剪)强度参数经验值表，用于规划和可研阶段。应注意该表的注明是参数仅限于硬质岩，软质岩应根据软化系数进行折减。 1．3工程地质类比法 工程地质类比法是利用大量已建工程的成功经验确定拟建工程的设计参数，是工程地质研究的传统方法之一。类比法是应用相似原理，要求主要的工程地质条件基本相同或相似，这其中最主要的是岩性和地层时代(或层位)，其余还有地质构造(岩体完整性)、风化状态、应力条件、地下水等等。实际应用时应结合具体工程的地质条件，在类比、分析、判断的基础上提出合理参数。同时，在施工过程中，根据工程实际进展情况和出现的问题，特别是根据现场观测结果，对设计进行必要的调整和修改。类比的资料可以参考《岩石力学参数手册》、《岩基抗剪强度参数》、《工程地质手册》、《水利水电工程地质手册》，以及地区工程经验(资料库、数据库)等等。类比法完全依靠地质师所掌握的工程实例资料和他对工程岩体的经验判断，人为因素比较大，有时仅仅通过少量个别因素相比较而得到的参数，其结果可靠性较差。然而该方法简单、方便、快捷，在中、小型水利水电工程中应用较多。 1．4反演分析法 反演分析法是利用现场所测得的位移等数值反求岩体力学参数，包括位移反分析、应力反分析、混合反分析等。其中位移反分析方法是根据现场实测的位移值，采用解析法、有限元等方法以及弹性、弹塑性等本构模型进行求解。位移反分析的方法主要分为两类:直接逼近法和逆过程法。由于围岩本构关系的复杂性，目前的逆过程方法的位移反分析研究计算大都采用了线弹性等假设，设岩体为均值各向同性，而天然岩体地质条件复杂，这样与工程实际情况相去甚远。反分析方法在边坡稳定分析中应用较多。反分析时稳定系数取值为:蠕动挤压阶段宜采用1．00～1．05，初滑阶段宜采用0．95～1．00。滑带土抗剪强度(c，φ)参数反演分析的方法分为单参数反演和双参数反演两种。前者假定一个参数已知的前提下，反算另外一个参数，通常选择对滑坡稳定性影响较敏感的作为未知参数。后者在反演中有两个未知的参数，通常选择两个距主滑动面等距的剖面建立极限平衡方程求解，此外，还可以做参数的敏感性分析。 1．5人工神经网络法及模糊数学预测法 人工神经网络法是通过完成输入与输出问题的映射，自动建立复杂现象(系统)的模型并指出其控制规律。该方法考虑了影响岩石力学参数的各种定性因素，应用人工神经网络进行训练，随着数据的积累不断地对样本集进行补充和完善，使参数取值结果不断趋于合理。缺点是学习样本的选取具有很大的主观性。模糊数学预测法是考虑到影响岩体变形强度参数的相关因素模糊不确定性，根据经验确定权重集及隶属度，在此基础上进行岩体力学参数预测。该方法实质就是把岩石与岩体力学指标之间的比例系数当作模糊子集，依据经验进行模糊综合评判确定一个最佳模糊折减系数的问题，从定量上考虑影响力学参数的各种模糊因素，但在运用上不是很成熟，仍借助于经验。 1．6其他方法 除上述方法外，还有一些其他方法可以用来确定岩体强度参数，如:计算机模拟、声波测试技术、岩体分形分维理论、断裂损伤力学、统计数学等方法。 2岩体力学参数综合取值 岩体力学参数取值方法有很多，由于岩体的不连续性、各向异性和非均匀性等特有属性以及岩体结构的复杂性，使各种取值方法存在局限性，至今还没有一种令人满意的取值方法。实际工作中应该综合应用这些方法，互相验证，取长补短。笔者基于上述岩体力学参数的取值方法，并结合工程的规模和地质条件的复杂程度，在满足规程规范的前提下提出了岩体力学参数综合取值方法。该方法针对地质条件简单的小型工程、地质条件复杂的中型以上工程、重要的大型工程和参数敏感的工程分为以下3个层次。 (1)第一层次。 对于地质条件简单的小型工程，或项目规划、可研阶段，可采用野外地质调查和钻孔取样室内抗压试验→进行岩体分级、查表→获得抗剪强度和变形模量范围值，通过相似工程类比，调整、修正取得地质建议值;或者采用RMR分类和Hoek－Brown经验强度准则公式计算，参考类似工程修正后得到地质建议值。 (2)第二层次。 对于地质条件复杂的中型以上工程，如重力坝、拱坝，结构面影响坝基、坝肩稳定，初步设计阶段应布置原位抗剪和变形试验，参考类似工程，结合现场地质条件进行调整，必要时由地质、试验和设计三方共同研究确定设计采用值。 (3)第三层次。 对于重要的大型工程和参数敏感的工程，应做专门研究，除运用上述方法外，还应开展计算机模拟试验、人工神经网络法、模糊数学预测法等，慎重确定地质建议值。在施工阶段可以利用监测资料进行反演分析，复核岩体稳定性，及时修改设计和施工方法，确保工程安全。总之，地质调查和岩石力学试验是基础，是岩体分级、经验估算及数值模拟的前提，因此应重视野外第一手资料的收集，并注意取样、试验成果代表性问题，使地质建议值符合现场实际。 3应注意的问题 反思多年来我们所做的中小型水利水电工程勘察设计，在岩石力学参数取值方面应注意以下问题: (1)在前期勘察时对设计意图不甚了解 设计方案不十分明确，加之勘察周期短，对地质条件的调查和分析不够深入，对试验只是要求做常规的内容，以室内试验为主，取样数量不足，成果代表性差，使得方案比选时难以取舍。按照有关规范，“小型水电工程岩土参数(取值)可在现场简易测试和必要的室内试验的基础上以类比为主。”“中型水电工程岩土测试以室内试验为主，必要时可采用大型野外原位试验。”对于拱坝和重力坝要特别注意，对影响坝基、坝肩稳定的岩土体及软弱结构面可视需要开展原位试验工作。尤其是软岩和完整性差的岩石，软弱结构面发育，且结构面对岩体稳定性不利，岩体稳定性的判别对工程影响很关键，这需要慎重研究，应在地质调查的基础上，布置适当的原位试验，并采取多种方法合理确定岩体力学参数。 (2)勘察报告中抗剪强度和变形参数仅仅根据室内岩石试验查规范，与现场地质调查结合不紧密。 抗剪强度和变形参数是混凝土坝稳定计算最重要的参数，对工程安全和造价影响很大。然而规范给出的值范围较大，勘察报告仅仅依据规范提供的参数表取值是远远不够的。中等规模以上和地质条件复杂的工程应进一步开展分析论证工作，结合现场地质条件调查，在岩体分级基础上，运用有关理论和经验公式，例如霍克－布朗(Hoek－Brown)经验强度准则公式等，并参考已建工程经验取值，必要时与地质、试验和设计专业共同会商，合理确定参数。 (3)在软岩地区建混凝土坝要特别注意 如页岩、千枚岩及白垩－第三系泥岩等，由于岩性软弱，构造发育，岩体强度较低，工程安全裕度小，岩体力学参数取值对工程安全和经济性影响大，甚至影响方案的成立。软岩地区一般不适合建中、高混凝土坝，万一要建，就应该投入一定的勘探和试验工作量，慎重研究和分析论证，并留有一定安全裕度。 (4)应考虑定值计算与可靠度问题。 实际勘察设计工作中，是由地质专业提供参数，设计人员进行计算。地质部门依据试验成果，结合地质条件和个人经验判断，提出地质建议值。设计一般直接采用地质建议值进行计算。问题是设计计算方法与地质模型是否一致，地质参数的可靠性或安全阈值是多少，即有多少安全储备。近十几年来国内外广泛开展了重力坝可靠度研究。结构可靠性分析是以概率理论为基础，采用极限状态设计方法，以可靠指标度量结构或工程的可靠性，比定值法不考虑参数的偏差有明显的优越之处。可靠度计算需要提供与大坝有关的各类荷载、材料和地基强度的统计特征值(均值、标准差、变异系数等)及分布类型，对地质参数的离散性进行评价。 (5)试验是基础。 如何看待试验成果，地质专业人员常常抱怨试验参数不准，造成的原因有几个方面，一是取样的代表性问题，或者原位试验选点问题，要考虑岩性、风化程度、构造等影响，对试验点做专门设计和布置;又譬如有的砂岩与页岩互层，页岩岩芯破碎取样困难，取样只能做砂岩的抗压强度试验，成果偏大;倾斜岩层抗压首先沿层面剪切破坏，成果偏小。二是试验中的误差，应采用数理统计法整理试验成果，在充分论证的基础上舍去不合理的离散值。对于原位抗剪试验，要了解试验点的岩性、构造、风化及地下水等因素对成果的影响。另外，试件制备时难免受到扰动，一般要求安排2组以上试验，以便对比和分析。 (6)确定参数时要处理好主观判断与客观评价的关系。 前述的岩体分级法、工程类比法及经验判据法(强度准则公式)都属于经验法，其取值时的人为因素和个人经验对结果影响很大，实际操作中应尽量避免人为因素干扰，从地质条件的客观出发，分别按不同因素对参数进行修正，减少取值的随意性。 (7)加强施工监测，利用监测资料进行“动态设计、信息化施工”。 由于工程地质条件的复杂性和不确定性，地质勘探、试验、计算分析方法的局限性，我们对工程岩体性状变化的认识有一定程度的不确定性。在施工中要加强岩体性状的监测，及时分析和判断，调整、修改设计和施工方法，以保证施工安全和工程安全。尤其是隧洞施工支护，要根据发现的新情况及时修改设计，即采取“动态设计、信息化施工”，既要确保工程安全，又不能造成浪费。 (8)利用已建工程进行类比确定岩体力学参数是我们常用的方法。 但是没有一个工程的地质条件是完全相同的，而我们个人掌握的资料有限，每个人的经验千差万别，往往仅通过少量个别因素相比较而获得参数，人为因素的干扰较大，其结果可靠性较差。应多参考类似工程，并不断积累工程经验。多年来笔者所在单位在湖北省水利水电工程勘测设计中做了大量的岩体物理力学室内外试验和原位测试，积累了丰富的实践经验。 4结论 (1)岩体力学参数的合理确定是水利水电工程中的一项基础工作 直接关系到坝基、边坡、地下洞室工程的安全性和经济性。由于岩体具有不均匀性、不连续性和随时间变化的特性，准确确定岩体力学参数是非常困难的。在研究了有关规程规范和各种取值方法特点的基础上，针对工程的重要性程度和地质条件的复杂程度提出了岩体力学参数的综合取值方法，分为地质条件简单的小型工程、地质条件复杂的中型以上工程、重要的大型工程三个层次。针对具体的工程应当选择合理的方法来确定岩体力学参数。水利水电工程岩体力学经验参数综合取值研究对水利水电工程坝基、边坡、地下结构稳定性研究和计算具有重要理论意义和现实意义。 (2)中小型水利水电工程具有规模小、设计周期短、勘察试验工作量有限的特点 在详细地质调查和少量室内试验的基础上进行岩体分级，参考已建工程的成功经验类比确定岩体力学参数是一种简单、快捷而有效的方法。结合工程经验指出了水利水电工程岩体力学参数取值时应该注意的问题，可以供相关的工程技术人员参考。 作者：陈汉宝 黄定强 彭义峰 熊友平 江妤 单位：湖北省水利水电规划勘测设计院 中国地质大学武汉工程学院 岩体力学论文:浅谈如何改进岩体力学教授方法 一、课程内容及教学安排 1.教材选择。 目前国内岩体力学教材比较多，侧重点也有所不同，通过对国内其他兄弟院校授课教材调研发现，基本上都是采用本校权威教授所编的教材或者是国家规划教材。结合我校地质学专业特色及课程教学团队经验，采用我校刘佑荣教授所编的，由中国地质大学出版社出版的《岩体力学》教材；2009年又再次对教材进行了重新编审，由北京化工出版社出版了修订版的《岩体力学》教材，对部分章节进行了合并，并增加了目前国内外研究方面的成果，例如结构面网络模拟等内容。近2年授课则是以这本修编教材为主，但在部分章节的授课中也兼顾了蔡美峰主编的《岩石力学与工程》教材，供学生课后学习，以满足本专业学生对岩体力学知识的需求。 2.课程内容优化。 结合教材的内容编排，主要从以下几方面的内容来进行重点讲解，包括岩体的地质特征，岩体的物理、地下洞室围岩应力重分布，边坡岩体稳定性分析等内容。在具体内容编排中也适当地增加了部分内容，如在岩体的地质特征章节，补充安排了工程岩体分类等内容；在岩体强度与变形性质方面，增加了地下工程岩体分级标准及体系的相关介绍；在内容编排上突出地下建筑方向的专业特点及需求。 3.教学学时安排。 本课程的课时安排在第三学年的第五学期，总学时为40个学时，2.5个学分，其中课堂教学34个学时，实验课6个学时。本门课程是在系统学习完理论力学、材料力学等力学基础课后进行开设的。 二、课程教学方法改革 1.围绕专业工程实例展开授课。《岩体力学》课本身就是实践性特别强的一门课，在进行每一章节的授课时，可以多以工程实例来展开，尤其是国内外比较知名的工程实例，多多采用照片、录像等生动形象的方式，来增加学生的感性认识，使学生投入其中，增强学生学习的兴趣及热情。例如，在讲第五章地应力的时候，可以结合水利水电工程中，如锦屏电站的高地应力问题来说明地应力研究的重要性；在讲边坡工程，可以选用大量边坡地质灾害的图片。由问题入手，来追根溯源找到解决问题的源头。 2.结合专业方向特色来授课。岩体力学作为土木工程、地质工程、采矿工程等诸多工程的主干专业课，面对的专业层次不尽相同，在授课的时候尽量能结合专业背景展开。针对地下建筑工程方向的学生，要从学生的专业方向特色及专业需求来阐述。作为土木工程地下建筑方向的本科生，《岩体力学》这门学科的发展都与地下工程的发展是密不可分的。从本质来讲，纵观岩体力学发展的几个重要阶段，从19世纪末～20世纪初的初始阶段诞生的静水压力理论、侧压系数，到20世纪初～20世纪30年代的经验理论阶段出现的普氏理论、太沙基理论，然后在20世纪30年代～20世纪60年代产生的围岩和支护共同作用理论及地质结构理论，这些重大理论及思想的诞生过程就是对地下工程认识实践不断深入的过程，并促进了岩体力学学科向前发展。在授课时，可以将这一发展脉络讲述给学生，并贯穿到后续的课程教学中，不仅大大地培养了学生对自己专业的自豪感，也加深了对自己专业的认识。 3.结合教师科研工作来授课。讲授这门课的老师，不仅有科研经历丰富的教授博导，也有刚走出校园的博士年轻教师，他们在长期的工作和求学中，完成和参与了大量的科研项目，也取得了一定科研沉淀。在授课时，可以将这些科研成果进行整理，在每章结束时，抽出专门的时间，做个与授课内容相关的小型专题讲座，丰富学生的专业眼界的同时，也可将岩体力学最新的研究方法、手段和技术介绍给学生。例如，在讲地应力一章，就曾经将参与过的地应力测试及地应力反演分析的课题成果向学生进行介绍；讲地下洞室稳定性时，就将参与的软岩隧道科研项目成果进行介绍；上课时的反响很热烈，大大激发了学生科研的热情，建立了专业教师和学生之间一座良好的沟通桥梁。尤其是对那些希望继续攻读研究生的学生，也为他们开启了一扇科研的窗户；此外，也让学生了解授课老师及其团队的专业方向及特长，为后续研究生报考提供了便利条件。 4.结合学生实践课来展开。我校《岩体力学》课程是安排在大三上学期，上这门课的学生仅仅经历的与此相关的实践环节就是大二结束时的地质学专业教学实习。虽然是地质实习，但也是与这门课的研究对象———各类岩体在打交道，例如各种岩石、结构面。在上课时，不妨将课程中提到的各种岩块、结构面等内容与实习中能看到的种类联系起来，使学生的认识更为深刻。例如，在谈岩块、结构面和岩体的地质特征时，便可列举实习线路中各类成因、不同类型、不同特征的结构面及岩石；在讲结构面的强度及变形性质时，可以将实习中遇到的各种断层、软弱结构面等现象作为实例来分析其性质上的差异。这些实例学生在实习中都亲自参与过，已经有了部分感性上的认识，重新回到课堂上学习其相关的知识，认识和教学效果也会更好。 《岩体力学》课程内容丰富，更要求我们在教学时进行一定的教学改革，要结合所教学生专业方向的特点以及未来需求，多采用先进的教学手段和方法，注重加强理论基础联系工程实际的教学模式，提高学生认识问题深度和广度，培养学生良好的工程专业素养和专业精神，为学生后续的发展奠定良好的基础。 作者：左昌群 孙金山 罗学东 单位：中国地质大学 岩体力学论文:基于高职高专《岩体力学》课程建设改革的思考 摘要 通过对传统的《岩体力学》课程建设的分析，根据教育部关于全面提高高等职业教育教学质量的要求，深刻认识到传统教学中课程建设的不足，从人才培养目标的定位、理论与实践的比例及对接关系、“双师型”教师队伍建设、教材学材的合理科学选用四个方面提出了适合高职高专的《岩体力学》课程建设的探索性方案。 关键词 1岩体力学； 2顶岗实习； 3工学结合 1、高职高专人才培养目标对课程教学的要求 根据《教育部关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》〔1〕，本着“工学结合、工学交替”，教学做合一的教学模式，人才培养要以就业为导向，突出实践技能和职业技能的培养。课程安排本着知识由浅入深。循序渐进，先基础后专业，在技能培养方面，将理论学习结合生产实践，实行“做中学、做中教”，力争实现实践教学与岗位工作零距离对接。 《岩体力学》是水文与工程地质专业的理论基础课，是力学的一个分支。主要研究不同受力条件（例如荷载、水流、温度变化）下岩体应力、应变、破坏、稳定及加固规律的一门应用性学科，其研究目的是解决岩土、地质、环境、水工、能源、土木、水利、冶金、交通、矿业工程等建设中遇到的相关问题〔2〕。《岩体力学》已经广泛应用于工程实践中，带来了巨大的社会经济效益和工程实用价值。 2 、《岩体力学》传统教学存在的问题 （1）从高职高专人才培养目标的定位上，很多教育工作者都很盲目，定位不准确甚至错位；这样的认识导致教师备课、讲课、学生听课等等环节都停留在对基础知识的认知层面，即专业、专业课程内容、教学过程、学历证书阶段，没有更加进一步的把职业、职业标准、生产过程、职业证书对接起来。 （2）理论内容偏重轻视了实践环节，本门课程是具有悠久历史的课程，在多年的教学中形成了比较完整科学合理的体系，但是这种教学方法比较适合教学研究型的教学，对于我们高职高专，已经显得理论的比例过于繁重，实践明显不足，教师和学生都注重理论知识的学习，轻视动手能力的培养，大批出现的高分低能学生，课堂和生产严重脱节。所以在传统的研究型的培养目标基础上应做比较彻底的改革。 （3）教材适应性较差，传统的研究型教学使一批又一批的教材偏于理论，轻于实践，学生学习难度大，乏味，因而也没有主动学习的积极性，对于高职高专的学生需要一套理论难度适中、够用，实践比例偏大的教材、学材和与之配套的影像资料等。 （4）教学经费的严重不足，由于在传统的教学领域，一个教师、一根粉笔、一本书就可以完成一门课程，形成了填鸭式教学的模式，导致学生学习积极性极低。 （5）生产实践教师的缺乏，切实加强教师队伍建设。 现有的教师队伍绝大部分从校门又走入校门，从理论中来又到理论中去了，更有甚者教材中的部分验，教师根本就没有接触过，照本宣科，讲起来乏味，听起来不知所以然，严重影响了学生的学习积极性和学习效率。 （6）教学方法比较单一 3、《岩体力学》课程建设的重点、难点和解决方案 岩体力学课程涉及多个相关学科领域，其课程综合性强、知识点多而杂、试验项目与工程实际联系紧密等特点，导致许多学生认为课程较难。所以采取有效的科学的教学方法引导学生尽快适应教学特点，并更好地掌握课程要求的知识技能是十分必要的。 课程建设的重点是对岩体的基本力学性质理清概念、明确试验原理及数理统计方法；难点是利用这些基本理论、原理能够分析不同工程岩体在不同的力学条件下的稳定性。 解决方案如下 （1）培养目标上遵循教高[2000]2号《教育部关于加强高职高专教育人才培养工作的意见》精神，明确指出：高职高专教育是我国高等教育的重要组成部分，高职高专教育人才培养模式的基本特征是：以培养高等技术应用性专门人才为根本任务；以适应社会需要为目标、以培养技术应用能力为主线设计学生的知识、能力、素质结构和培养方案，毕业生应具有基础理论知识适度、技术应用能力强、知识面较宽、素质高等特点。；以"应用"为主旨和特征构建课程和教学内容体系；实践教学的主要目的是培养学生的技术应用能力，并在教学计划中占有较大比重；"双师型"教师队伍建设是提高高职高专教育教学质量的关键；学校与社会用人部门结合、师生与实际劳动者结合、理论与实践结合是人才培养的基本途径。 （2）教学方法：课堂教学采用灵活多样的教学手段和方法：岩体力学的特点是概念多理论上较难理，但与生产实际紧密相连，所以在教学过程中解精讲重点、恰当复习、图文并茂、穿插一些案例结合理论，利用学生求知、求趣、求新的心理引导学生在轻松环境中掌握理论知识。 《岩体力学》本身的特点和传统的粉笔+黑板书写速度慢，单一，呆板，信息量小的缺点，课堂教学适当结合多媒体手段，充分利用多媒体课件授课内容多、图文并茂表现力丰富的优点，提高授课效率，调节学生听课情绪，调动学生积极性。这样就要求教师制作多媒体课件时 要投入大量的工作，准备多样的大量的图片、影像素材，特别是有代表性的工程案例、近期的工程现场视频以及新工艺、新设备、新技术等资料，从而使学生关注本专业领域的新动态，培养学生独立思考问题的能力，扩展学生的知识面。课堂上大量运用启发式：岩体力学课程中很多都是有大量的统计得出来的，亦多为经验公式，均有使用条件，在教学中强调经验公式地方性、条件限制性致使我们在实践中使用时，不能照抄照搬一定结合生产实际，再结合实例让同学们去修改完善经验公式，学生积极性会大大增强。多媒体教学是现代教学不可缺少的方式，充分利用好多媒体，让多媒体真正多起来，ppt、录像、动画、网络视频等等。 （3）《岩体力学》课程建设改革中教材的使用与建设 学院教学改革以来，大力加强教材的建设，提倡教师根据现有学生的接受能力和基础知识的掌握程度，编写一些实用性强，灵活方便的学材，教学效果比较好。由于教材的编写需要周期比较长，所以大多数落后于新的科技发展。为了让学生能够及时准确地接受新科技新技术，投入大量的人力进行学材的编写，这样使学生学习的内容和形式灵活多样，能够与新的科技成果，新的技术进步同步，效果显著。 （4）切实加强“双师型”教师队伍建设 国务院印发了《关于加强教师队伍建设的意见》，教育部配套制定了《职业学校兼职教师管理办法》，为加强“双师型”教师队伍建设提供了制度保障。我们将进一步加强教师培养培训工作，完善“双师型”教师队伍建设机制。希望学会在标准制定、基地建设、教师培训等方面发挥更大的作用，扭转“双师型”教师缺乏的局面，为技术技能人才培养提供的有力支撑。 教育部副部长鲁晰指出：中长期来看，产业加速转型和高技术的技术型的人才匮乏的矛盾也非常突出。技术技能型有三种人，第一类是工程师，第二类是高级技工，第三类是高素质劳动者。”鲁昕解释说，之前的职业教育只讲技能，随着信息技术的发展和产业升级，技能需以技术为基础。这就需要我们的教师队伍率先技能化。招聘教师要求参加过生产、或让现有的教师到生产单位参加实践，并把这个工作量化，即要求教师必须每年参加一定量的生产才可以授课。 （5）《岩体力学》课程建设改革中的实践教学建设 实践性教学环节 A、加强课堂讨论，提高学生学习兴趣，由一个案例入手，例如三峡水利枢纽是开发和治理L江的一项关键性骨干工程，三峡工程区内共有各类崩塌、滑坡体2490处。其中秭归县千将坪滑坡比较典型〔3〕，以此为契机，布置任务，同学们查阅资料，用岩体力学观点去分析滑坡的地质特征与成因机制。课堂可以展开讨论，最后教师总结边坡稳定分析的要素，内容充实、方法灵活，自然会有显著的效果的。 B、课堂实验环节要严格执行岩土试验的操作规程，《岩体力学》课程课内试验共有5―8个试验，学生在实验教师的指导下要求在规定的时间内完成教学标准中要求的每个试验的操作；并组织一年一度的岩土试验竞赛；组织力量强大教师团队编写配套的实验教材《岩体力学实验指导书》该指导书对于课程标准中规定的几个试验从原理、实验设备和操作步骤都有具体、详细的讲解，规定了规范的实验报告格式，为学生将来工作打下良好的基础。 C、现场参观和理论知识结合，促进学生从感性认识到理性认识的的飞跃。根据教学需要安排几个施工现场：边坡、洞室、岩体地基，让学生认识这几种工程岩体的地质、 地貌、应力等问题。参观后要求学生编写参观体会和简单的报告。 D、顶岗实习和毕业设计〔4〕，顶岗实习是坚持以就业为导向、创新“工学结合”人才培养模式，提高高素质技能型人才培养质量的重要环节。通过顶岗实习使学生能够尽快将所学专业知识、岗位技能与生产实际相结合，实现在学期间与企业与岗位零距离对接，使学生树立起职业理想，养成良好的职业道德，练就过硬的职业技能，从根本上提高人才培养质量，为确保顶岗实习各项任务的顺利完成，提高实习质量我们需进一步加强顶岗实习的组织管理，严格按照顶岗实习的课程标准要求学生。在顶岗实习基础上完成学习期间的毕业设计或毕业论文。使学生工作能力有进一步的提升。 结语：《岩体力学》课程是工程类专业的专业基础课，此次《岩体力学》课程建设的改革符合《教育部关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》要求的教学改革的发展趋势，教学手段、教学方法比较先进，实践教学能够与实际生产紧密结合，通过这样的改革能够达到高职教育的五个对接：专业与产业对接，课程内容与职业标准对接，教学过程与生产过程对接，学历证书与职业资格证书对接，职业教育与终身学习对接。使《岩体力学》课程的教学水平在高职高专教育中得到进一步的提升。 岩体力学论文:青岛地铁上覆岩层岩体力学参数研究 摘要:在岩体工程稳定性分析中,力学参数的选取会对计算结果产生重大影响。所以如何准确的反演青岛地铁上覆岩层岩体力学参数,进一步完善青岛地区岩体分级标准是本论文要解决的问题。 关键词:有限元强度折减法;安全系数;岩体力学参数 0引言 青岛坐落于大面积分布的燕山晚期花岗岩上,具有良好的地质条件,而且青岛市地铁一期工程,80%以上的线路处于花岗岩中,其余隧道处于第四系地层中。青岛市特有的花岗岩地质条件,对土建方面而言,将节约大量的投资,土建造价大大低于其他城市,所以对青岛地铁上覆岩层岩体力学参数的研究就有其重要意义!所以本文研究任务是针对现有规范对青岛地下工程设计不尽适应的问题,利用青岛地铁水清沟试验段的观测资料,对青岛地铁上覆岩层岩体力学参数进行验算和反演,为青岛地区岩体分类进一步研究打下基础。极限分析有限元法在边坡稳定分析中取得了成功[1-2],并逐渐在地基、基坑稳定分析中得到推广应用[3]。郑颖人、胡文清、张黎明等人[4-6]开始将有限元强度折减法应用于隧道,由此求得隧道的剪切安全系数。这就给我们提出了一个新的思路,通过安全系数反演岩体的力学参数,进一步修正岩体力学参数,最终得到适合青岛地铁上覆岩层的岩体力学参数。 1剪切安全系数的定义 安全系数是指剪切破坏面上实际岩土体的强度与破坏时的强度的比值。就是事先假定一滑动面,根据力(矩)的平衡来计算安全系数。将安全系数定义为沿滑面的抗剪强度与滑面上实际剪力的比值,如式(1)所示: ω==(1) 式中,ω――传统的强度折减安全系数;s――滑动面上各点的抗剪强度;τ――滑动面上各点的实际剪应力。将式(1)两边同除以,则式(1)变为: 1==(2) 其中:c′=,φ′=arc() 可见,极限平衡法是将岩土体的抗剪强度指标c和tanφ减少为和,使得岩土工程达到极限稳定状态时的ω即为安全系数,实际上就是强度折减系数。 2工程概况 青岛地铁试验段工程选取了地质条件具有代表性的区间(水清沟~国棉五厂),由1200m的区间隧道和218m的青纺医院站组成。 青岛地铁试验段区间隧道为双洞单线,双洞之间的距离为9m,区间隧道埋深为10~20米,横断面型式为直墙三心圆拱,跨度为4.86m,直墙高3.54m,拱高1.82m。计算选取三个不同埋深的截面,分别为10m、14m和18m。 岩体主要为花岗岩,处于微~未风化带,结构、构造清晰,岩体以整体块状结构为主,完整性好,根据国际《工程岩体分级标准》GB50218-94,分别属于Ⅱ、Ⅲ类围岩。 在节理方面:产状走向以NE~NEE向为主体,其次以NW~NWW向,倾角70~80度为主,部分50度左右,节理裂隙存在一定程度的未贯通岩桥,裂隙连通率统计在24~75%,结构面紧闭,岩块坚硬。结构面以闭合~微张裂隙为主,平面光滑,犹如刀切。 3均质岩质隧道围岩稳定分析 计算按照平面应变问题来处理,准则采用DP4准则,边界范围取底部及左右两侧各5倍隧道跨度[2],地面超载按照国家规范标准20KN/m2,按照《工程岩体分级标准》,各级围岩的物理力学指标标准值如表1,下标上下表示围岩的上下限。 经过ANSYS有限元计算,逐步折减强度参数,分别得到各种工况的剪切破坏安全系数见表2,分析发现:①安全系数随埋深深度减少,明显出现两侧直墙先破坏;②通过破坏时等效塑性应变图可找出最大应变发生在拱角和墙角处,而且根据围岩等效塑性应变发生突变时各断面中等效塑性应变最大点的位置,可以发现围岩的潜在破裂面。 在Ⅱ上围岩下、埋深18米的工况下,隧道的塑性区和应力应变图如图1、图2所示。 4节理裂隙岩质隧道围岩稳定分析和岩体力学参数反演 选取埋深18米的断面,因为埋深18米的跨度最长,且通过地质勘探发现大部分为微~未风化花岗岩,且所处断面最上面基本没有覆土层,分别属于Ⅱ、Ⅲ类围岩。为了简化模型,考虑如下情况:只考虑一组起重要作用的结构面(产状走向为NE~NEE向),倾角75°,间距2.5米,贯通率为75%。各级围岩参数见表3。 经过有限元强度折减,最终分别得到各类围岩下的安全系数见表4。 在Ⅱ上围岩下、埋深18米的工况下,隧道的塑性区和应力应变图如图3、图4所示。 所以在埋深18m情况下,通过均质岩质中给出的安全系数与节理裂隙岩质的安全系数比较,进行反演,最终在表5中,对一、二、三类围岩岩体的强度参数提出了建议值。 对表5中给出的各级围岩岩体的强度参数建议值研究发现:对II类和III类围岩的,值较规范值增大,这说明青岛地铁上覆岩层主要是花岗岩,岩性好,所以岩体强度参数建议值要大于规范中的给定值。 最后通过《青岛地铁第一期工程 水清沟――青纺医院试验段 施工地质、变形量测、环境检测总结报告》中的位移检测,验证了反演的强度参数建议值的合理性。 最终通过分析发现:相对于青岛花岗岩地区,规范中给出的岩体分类的强度参数偏低,按照规范中的参数进行设计就会偏于保守,所以针对青岛地区花岗岩的岩性特征,笔者对规范中给出的岩体分类的强度参数做了修正,为进一步确定了青岛地铁上覆岩层岩体分类打下基础。 岩体力学论文:浅述岩体力学参数监测在隧道施工中的重要性 摘要:采用新奥法进行隧道工程施工时,设计单位只能根据监控单位和施工单位反馈的监控数据和隧道开挖揭露情况对设计的合理性进行宏观判断,隧道设计时应把力学计算和实际背景岩体力学参数相结合,才能更科学、经济的按照新奥法的理念完成隧道工程的设计、施工。 关键词:新奥法;岩体力学参数;单轴抗压强度 0 引言 在现时的公路建设中,为满足线型、车速、里程、生态环境等要求,隧道工程已被大量采用。建设环境的不可预知性是隧道工程最大的特点,在施工中,开挖的围岩与设计不符的情况屡见不鲜。 鉴于此,新奥法(NATM)被流行地应用于隧道工程工作中。而施工监控量测则是新奥法施工方法中的重要工序之一。 施工监控量测是将施工过程中的围岩稳定性、支护结构承载能力、初期补强及二次衬砌合理的施作时间、开挖揭露岩体的力学参数等情况反馈给设计与施工以达到优化设计参数、优化施工方案及施工工艺目的的工序。 1岩体力学参数的重要性及其在新奥法施工中的现状 监控量测的内容在相关技术规范中已做了相关规定,着重于对揭露围岩情况的观察以及开挖洞室的净空变化、围岩的蠕变趋势、结构及围岩的应力、应变及位移大小量测等。由这些监控数据在指导施工中起到了很直观、重要的作用。但是对岩体的力学参数测试包括抗压强度、变形模量、黏聚力、内摩擦角、泊松比、围岩完整性指数、应力强度比等没有引起足够的重视。只有在少数工程中对力学参数进行了监测。在进行隧道的围岩基本质量分级和力学建模计算分析时,这些参数是必不可少的。 对于工程岩体这样复杂多变的隧道工程,为了选择一条正确的设计途径,一方面要使经验方法科学化;另一方面还要使设计中所进行的力学计算具有实际背景。 为了做到这点,现场的监控测试就应该提供更多的依据,这样才能把力学计算和实际情况更好的结合。 现在的勘察设计单位都存在时间紧、任务重的问题,勘察单位不能对隧道的地质情况做详细细致的勘察工作,而设计单位也只能根据勘察单位提供的有限的勘察资料更多的采用工程类比法进行设计。 然而隧道的围岩揭露情况与勘察情况有很大一部分不相符。在出现不相符时,设计单位只能根据监控单位和施工单位提供的资料进行设计变更。 变更时分两种情况,第一种,设计偏弱,设计只能根据有限的资料进行一定的补强设计;第二种,设计偏强,实际工作中,此种情况一般未变更设计。 第一种情况,在实际工作中影响施工进度,有时还给工程留下隐患,甚至造成质量安全事故;第二种情况,使工程不能体现其经济性,甚至造成不必要的浪费。要想隧道工程设计更加科学合理,设计方就必须要有足够的资料作为设计的背景。在施工过程中,监控量测作为提供设计资料背景方,应该不仅要为设计方提供净空变化、围岩的蠕变趋势、结构及围岩的应力、应变及位移大小等作为宏观判断设计合理性的依据,还应提供更细致的岩体的力学参数为隧道的力学计算提供直观依据,这样才能更为科学、经济的完成整个隧道的新奥法设计、施工。 2岩体力学参数测试和计算方法简介 2.1 抗压强度是指岩石单轴饱和抗压强度(RC),按照抗压强度试验的试件的尺寸、精度、含水率制作试件,以0.5~1MPa/s的速度加载直到破坏,记录试件破坏形态,逐级记录荷载及应变值,并绘制应力与纵向应变和横向应变曲线图,按照R=计算其单轴抗压强度,按照Eav=,μav=计算平均弹性模量、平均泊松比(σa,σb分别为曲线上直线段始点、终点应力值,εa-εb分别为σa,σb处纵向应变值,εda-εdb分别为σa,σb处横向应变值)。 2.2 黏聚力、内摩擦角可由原位试验得到。 2.3 围岩完整性指数可以由KV=求得,纵波、横波速度可以用岩石超声波参数测定仪、纵横波换能器测得。 2.4 应力强度比可由Sm=式计算得到,σmax为岩体的最大主应力。 3结论及改善建议 逐步的优化设计、施工参数,使隧道工程建设经济、科学、安全的完成,使新奥法施工广泛应用于隧道工程修建的主要原因,但此种施工方法只是更多的反馈于施工,在设计中其作用还未得到更好体现。 要想新奥法中的监控量测结果更好地反馈于设计,岩体的力学参数的监测在监控量测中的重要性就必须得到体现。 岩体的力学参数的监测在隧道施工监控量测中很少实施,原因是隧道工程实施的相关人员未意识到此项工作的重要性。为了新奥法能更好的应用到隧道设计、施工生产中去,相关人员应对此项工作的作用给予足够的重视,配备相应的人员和设备来完成此项工作。 岩体力学论文:岩体力学本科教学改革探讨 摘要：为适应当前勘察、土木、地质、石油等行业对相关专业本科毕业生的高要求，本文基于岩体力学的特点，详细分析了当前我国岩体力学本科教学的现状以及进行改革的必要性。在此基础上，从教学内容、试验环节、教学方法等方面提出了初步的改革措施。以期通过这些措施，提高岩体力学本科教学质量，培养适应社会发展和时代要求的复合型人才。 关键词：岩体力学;教学内容;试验教学;数值仿真;教学方法 岩体力学是土木工程、石油工程、地下工程、水利水电工程、地质工程、采矿工程、勘查技术与工程等专业本科生的重要专业基础课之一，是研究岩体在外界因素（荷载、水、温度等）作用下的应力、变形、破坏、稳定性与加固的学科，理论基础广泛，涉及地质学、固体力学、流体力学、计算数学、地球物理学等学科知识[1，2]。通过这门课程的学习，学生能够建立起有关岩体力学的基本理论体系以及相应的工程概念（如强度理论、工程岩体分类、稳定性分析），为后面的相关专业课（如基础工程、钻探工艺学、计算岩土力学、矿山压力与岩层控制）提供必要的知识储备，也为毕业后从事建筑、勘探、采矿、采油等相关工作奠定必备的理论基础。随着我国社会经济的快速发展，大量的岩土工程广泛兴起，复杂的岩体力学问题不断涌现，从而对高校培养的相关专业人才的综合能力提出了更高的要求：不仅要具有扎实的专业基础知识，还要有一定的分析和解决现场实际问题的能力[3]。 作为人才培育的主要基地，高校在岩土工程人才培养过程中，在培养模式以及相关的各类软硬件条件等方面已经远远跟不上社会发展的步伐及社会对复合型人才的需求[4]。因此，针对当今社会的实际需求，如何安排好岩体力学教学，培养合格的本科生，成为摆在各大高校相关教师面前的重要问题。 一、岩体力学教学改革的必要性 岩体在形成与存在过程中，长期遭受着复杂的建造与改造地质作用，最终变成一种被大量不同类型与规模的断层、节理、层理、片理、裂隙等结构面切割包围而成的材料，具有非均质、非连续、各向异性的特点。同时，岩体还赋存于复杂的天然应力状态和地下水中。这些使工程岩体的力学行为极其复杂，通常呈高度非线性。岩体力学问题大多是病态的、不确定的、多尺度的，很难找到一种解析或数值算法进行精确地求解[5]。从而，依托于岩体上的各类工程（如地下空间与地下隧道工程、岩质边坡工程、岩石地基与坝基工程、采矿工程以及钻井工程）的设计计算分析极为复杂，目前实际工作中，仍通过以工程经验、现场试验与监测为主，理论指导为辅来完成。可以说，岩体力学还很年轻，知识体系还不够完善，许多理论尚不成熟，自身发展速度远远落后于工程实践的要求。 随着中国能源、交通、水利、国防、城市建设等事业的发展，岩体工程建设越来越多，规模也越来越大，这些给岩体力学带来了新的机遇与挑战，也对相关从业人员提出了更高的要求。然而，作为培养高级人才的摇篮，高校在岩体力学本科教学方面还存在很多问题，比如教材陈旧、内容落后、试验教学不足、理论与实际脱节严重、课堂教学方法落后、教学手段单一，在很大程度上影响了本科生在实际工作中解决复杂问题的能力和创新能力。因此，开展岩体力学本科教学改革是十分必要的。通过教学改革，旨在既提高相关从业人员的基本素质与实践能力，又为培养高层次复合型人才打下坚实的理论基础。 二、岩体力学本科教学改革的主要内容 笔者认为岩体力学本科教学改革应从多方面着手：与时俱进地优化教学内容，以实际工程为教学案例密切联系实际，增加室内试验与数值仿真等试验教学环节，改革教学方法，从而探索满足当今社会快速发展条件下的岩体工程建设需求的复合型人才培育的教学方法。 （一）优化教学内容 目前国内高校岩体力学本科课程无统一教材，教学内容由任课教师自己掌握。相关教材也比较多，如沈明荣与陈建峰主编的《岩体力学》（2006），刘佑荣与唐辉明主编的《岩体力学》（2009），陈海波等主编的《岩体力学》（第2版，2013）以及阳军生与阳生权主编的《岩体力学》（2008）。各教材在基础理论方面的表述基本上是一致的，只是在工程应用方面侧重点有所不同。笔者认为各任课教师应根据其校本专业特点，依据教学大纲与学时安排，以一本教材为主、多本教材为辅的方针授课，在讲授岩体力学基本原理与知识的基础上，以实际工程进行案例教学，并适当向学生介绍当前的新概念、新技术、新方法等发展动态与学科前沿，提升学生的学习兴趣，拓宽学生的知识面。 本校地质工程专业（岩土钻掘方向）的岩体力学本科课程，根据国家学科组指定的教学大纲，编制授课计划，结合本专业的特色与发展需要，对大纲进行了适当调整与修改。教材以教育部地质工程教学指导分委会推荐的刘佑荣与唐辉明主编的《岩体力学》为主，以《Fundamentals of rock mechanics》、《岩石力学与工程》、《岩石力学与石油工程》、《钻井岩石力学》、《矿山岩石力学》等相关教材为辅，删除其他相关课程的重复性内容，同时补充隧道钻掘、地下工程支护、工民建勘察、大陆科学钻探以及石油钻井等方面的工程实例，根据本校本专业本科教学计划40学时左右的内容进行编辑，在满足本专业学生对岩体力学认知与掌握的需求的同时，实现专业基础知识扎实、知识面宽的复合型人才培养要求。 （二）增加试验教学环节 试验是岩体力学教学的重要环节，但是限于学时、设备、经费等原因，在本科教学过程中一般只能有选择地让学生动手做几种相关室内试验，难以很好地培养学生的动手能力，因此，增加试验教学环节势在必行。笔者认为可以从如下三个方面来解决这个问题： 1.通过与相关试验室相关人员协调，在课余时间借用试验，开展相关岩体力学试验，从而尽可能多地锻炼学生的实际动手能力;在不影响试验室正常运行的前提下，将学生划分多批次，参观有关科研项目的岩体力学试验过程，以实现尽可能多地感性认识岩体力学课堂上讲授的理论知识。 2.通过鼓励和指导本科生积极参与所在院系教师的相关科研项目、科技报告会项目、大学生创新基金项目等活动，在项目中实际运用岩体力学知识，进一步锻炼学生认识、分析与处理岩体力学问题的能力。 3.充分利用计算机仿真技术[6]，采用数值仿真手段弥补试验场地和设备的不足[7，8]，并初步培养学生运用数值模拟与理论相结合的方法，分析边坡稳定性、地下隧道与矿山开采围岩变形、地基岩体稳定性、井壁稳定性等实际工程问题。 通过以上措施实现室内试验与数值仿真试验教学环节的增加，使本科生在实践中体会所学知识，找到自己的不足，增强对岩体力学的理解与掌握，锻炼动手能力，提高分析问题、解决问题的能力与创新能力。 （三）改革教学方法 目前以多媒体电子课件为主、黑板板书为辅的教学方式已被广泛应用于高校教学中。岩体力学是一门理论性与实践性均很强的学科，教师应针对此特点开展教学活动。但是，限于学时、安全等原因，任课教师通常无法带学生到现场进行实地参观讲解。为了加强理论与实践的相接轨，就需要充分利用电子课件能够图文并茂、声像俱佳的优势，形象生动地向学生传递工程现场信息，从而弥补实践的不足。 对于理论方面，采用传统的板书教学方法补充多媒体教学，对重点、难点公式用板书一步步推导，便于学生理解与记忆。增加课上与学生互动环节，如让学生回忆上堂课内容，多多就知识点提问，增加课堂作业环节，添加学生分组演讲报告环节。增加课下与学生互动，如建立QQ群、微信朋友圈，在上面经常行业最新动态的图片、新闻、视频，发表小课题引导学生讨论，以及邀请学生参加自己的科研项目。改革考核方式，总成绩既包括期末闭卷考试成绩，又包括平时表现、试验报告、文献综述报告等。 通过以上种种手段，更好地调动学生的学习积极性，更好地培养学生的学习能力与解决问题的能力，更加公平地评价学生的课业表现。 三、结语 岩体力学内容丰富、知识复杂，给本科教学带来了挑战与机遇。笔者针对目前岩体力学本科教学方面的不足，从教学内容、试验环节、教学方法等方面提出了初步的改革措施。以期通过这些改革，既能促进学生更好地掌握岩体力学的基础知识与技能，又能培养学生的创新能力与实践能力，为国家培养满足行业需求的复合型人才。 岩体力学论文:基于颗粒流方法的节理岩体力学参数量化 摘 要：节理岩体的力学参数是与岩体相关的地下工程设计的主要依据。区别于实验室完整岩块，现场原岩中结构面的存在显著弱化了岩体的强度，为地下工程设计带来了一定的不确定性。为解决此问题，本论文拟采用基于颗粒流的数值模拟方法，为节理岩体的力学参数量化提供一种新思路。 关键词：颗粒流;岩体力学;模型参数 1 概述 颗粒流是近年来兴起的主要应用于硬岩的数值模拟新方法。区别于现有的连续性数值模型，颗粒流以不可破坏圆形颗粒作为基本单元，通过颗粒之间的粘结来显式模拟完整岩块的脆性破坏。当颗粒之间的拉应力超过颗粒粘结的拉强度时，裂纹被标记为拉破坏，反之当颗粒之间的剪应力超过粘结的剪强度时，裂纹被标记为剪破坏。通过这种简单的接触关系，颗粒流方法可以精确再现岩块在压缩或者拉伸状态下的裂纹扩展模式。颗粒流方法通过颗粒之间的微观接触来控制模型的宏观破坏模式，模型的宏观力学参数是通过不断校对这些微观接触参数来实现的。 2 颗粒流模型 本论文采用的实验室完整岩块的力学参数来源于灰岩，包括峰值强度：122MPa，弹性模量：80.0GPa，泊松比：0.25。图1显示了不包含任何节理的颗粒流模型，用于初始的颗粒接触微观参数校对，其中三个测量圆用于监测模型在单轴压缩过程中的应力应变变化。然后建立三个包含结构面的节理岩体颗粒流模型;每个模型包含三组节理，其中主节理组1的倾向为0度，主节理组2的倾向为90度，两组主节理的产状设置为相同;次节理组3设置为与两组主节理同时垂直。为了描述方便，本论文以主节理的倾角作为标识：R-30、R-60、R-90分别表示模型中主节理的倾角为30、60、90度。各组节理的平均直径均设置为0.5m。 3 模型解译 本论文主要考虑节理岩体在单轴压缩状态下的力学参数，包括岩体的峰值单轴抗压强度和弹性模量。由于工程岩体的尺寸在大多数情况下不适合现场原位试验，目前这两个力学参数主要通过经验或者半经验方法估算，这样不可避免地会产生适应性不足的问题。本论文介绍的颗粒流方法从数值模型的角度提供了一种新思路。通过一系列针对图1中完整岩块模型的单轴压缩试验，最终校对的颗粒流模型微观参数如表1所示。完整岩块在单轴压缩过程中的应力应变曲线如图2所示，从中可以确认基于表1的微观参数所得结果符合第2节列出的灰岩力学参数。表1同时提供了结构面的力学参数。 图2 完整岩块单轴压缩应力应变曲线 图3显示了节理岩体数值模型的单轴压缩应力应变曲线，这些节理岩体的峰值强度和弹性模量也标注于该图中。数值模拟的结果显示节理岩体的峰值强度明显受到结构面产状的控制。岩体强度随主节理的倾角变化显示出典型的U型特点，即当节理倾角从15度增加到45度时，岩体强度从47.1MPa减小到24.5MPa，然后逐渐增大到52.0MPa（主节理倾角90度）。强度的U型变化可以从节理岩体的破坏模式来分析（完整岩块控制和结构面控制）。根据简单力学分析，当结构面的摩擦系数大于结构面的倾角时，沿结构面的完整岩块剪切破坏会被阻止。这种条件下节理岩体的破坏主要由节理间的完整岩块控制，考虑到岩块的强度远大于结构面的剪切强度，当节理岩体的破坏是结构面控制时，岩体峰值强度会偏小。 节理岩体的弹性模量呈现出与峰值强度类似的U型变化特征（图3）。当主节理倾角从15度增加到90度时，弹性模量首先从42.2GPa减小到29.9GPa和30.2GPa，然后增加到40.7GPa和52.5GPa。类似的，由于结构面的刚度小于完整岩块的刚度，当岩体的破坏是结构面控制型时，节理岩体的弹性模量偏小，反之，节理岩体的模量偏大。 4 结论 本论文展示了应用颗粒流量化节理岩体的力学参数的新型数值模拟方法。通过作用于完整岩块模型的单轴压缩试验，本论文首先校对了颗粒之间的微观参数，然后通过一系列不同结构面分布的节理岩体模型，本论文确认节理岩体的峰值单轴抗压强度呈现出典型的U型变化，即当岩体所含节理有利于岩块的剪切滑移时，节理岩体的强度显著减小;而当节理不利于岩块的剪切错动时，节理岩体的强度更多地受到岩体中完整岩块控制，强度显著上升。节理岩体的弹性模量呈现出与强度相同的变化规律。本论文为量化节理岩体的力学参数提供了额外的途径，论文结论可以作为地下岩体工程设计的参考。 岩体力学论文:岩体力学发展史与新技术展望的综述 摘要：本文阐述岩土力学发展历史和概貌，岩体力学的基本研究内容和研究方法，以及当今岩土力学发展存在的问题，对岩石力学研究提出的更高一个层次的要求，使岩石力学面临许多前所未有的问题和挑战，急需解决和提高岩石力学理论和方法的研究水平，以适应工程实践的需要。 关键词：岩土力学，发展，新技术，展望 引言岩体力学是近展起来的一门新兴学科和边缘学科，应用范围涉及采矿、土木建筑、水利水电、铁道、公路、地质、地下工程等众多的与岩石工程相关的工程领域，一方面它是上述工程领域的理论基础，另一方面正是上述领域实践促使了岩体力学的诞生与发展，作为地球科学的一个重要组成部分面临一系列新的机遇和挑战。 一、岩体力学的发展历史和概貌 （1）初始阶段（19世纪末～20世纪初） 这是岩石力学的萌芽时期，产生了初步理论以解决岩体开挖的力学计算问题。海姆提出了静水压力的理论认为地下岩石处于一种静水压力状态，作用在地下岩石工程上的垂直压力和水平压力相等；朗金和金尼克也提出了相似的理论。 （2）经验理论阶段（20世纪初～20世纪30年代） 该阶段出现了根据生产经验提出的地压理论，并开始用材料力学和结构力学的方法分析地下工程的支护问题，最有代表性的理论就是普罗托吉雅柯诺夫提出的自然平衡拱学说，即普氏理论，该理论认为，围岩开挖后自然塌落成抛物线拱形，作用在支架上的压力等于冒落拱内岩石的重量，仅是上覆岩石重量的一部分。太沙基提出相同的理论， 只是他认为塌落拱形状是矩形，而不是抛物线型。普氏理论是相应于当时的支护型式和施工水平发展起来的，进一步说围岩和支护之间并不安全是荷载和结构的关系问题，在很多情况下围岩和支护形成一个共同承载系统，维持岩石工程的稳定最根本的还是发挥围岩的作用，尽管如此，上述理论在一定的历史时期和一定条件下还是发挥了一定作用的。 （3）经典理论阶段（20世纪30年代～20世纪60年代） 岩石力学学科形成的重要阶段，弹性力学和塑性力学被引入岩石力学，确立了一些经典计算公式，形成围岩和支护共同作用的理论，岩体工程技术问题的解决，这些都说明岩石力学发展到该阶段已完成为一门独立的学科。在经典理论发展过程阶段，形成了“连续介质理论”和“地质力学理论”两大学派。早在20世纪30年代，萨文就用无限大平板孔附近应力集中的弹性解析来计算分析岩石工程的围岩应力分布问题，20世纪50年代，鲁滨湟特运用连续介质理论写出了求解岩石力学领域问题的系统著作，同时，开始有人用弹塑性理论研究围岩的稳定问题，导出著名的芬纳-塔罗勃公式和卡斯特纳公式，塞拉塔用流变模型进行了隧峒围岩的粘弹性分析。 20世纪60年代，运用早期的有限差分和有限元等数值分析方法，出现了考虑实际开挖空间和岩体节理、裂隙的围岩和支护共同作用的弹性或弹塑性计算解，使运用围岩和支护共同作用原理进行实际岩石工程的计算分析和设计变得普通，促进了中国早期的地应力测量工作的开展。 地质力学理论注重研究地层结构和力学性质与岩石工程稳定性的关系，由德国人克罗斯创立起来的，理论反对把岩体当作连续介质简单地利用固体力学的原理进行岩石力学特性的分析，强调重视对岩体节理、裂隙的研究和结岩石工程稳定性的影响和控制作用，1951年在第一届地质力学讨论会，形成“地质力学研究组”并广泛应用于岩石工程。 （4）现展阶段（20世纪60年代～现在） 此阶段是岩石力学理论和实践的新进展阶段，其主要特点是用更为复杂的多种多样的力学模型来分析岩石力学问题，把力学、物理学、系统工程、现代数理科学、现代信息技术等的最新成果引入岩石力学，20世纪60年代和70年代，原位岩体与岩块的巨大工程差异被揭露出来，岩体的地质结构和赋存状况到重视。20世纪70年代开始出现用于岩石工程隐定性计算的数值计算方法，主要是有限元法，20世纪80年代数值计算方法发展很快，有限元、边界元及混合模型得到广泛应用，成为岩石力学材料分析计算的主要手段，20世纪90年代数值分析终于在岩石力学和工程学科中扎根，岩石力学专家和数学家合作创造成一系列计算原理和方法。20世纪80年代和90年代，岩石工程三维信息系统、人工智能、神经网络、专家系统、工程决策支持系统等迅速发展起来，并得到普遍的重视和应用。20世纪90年代现代数理科学的渗透是非线性科学在岩石力学中的重要应用。 智能岩石力学涉及人工智能、神经网络、遗传算法、模糊数学、非线性科学、系统科学、固体力学和岩石工程等许多领域。 二、岩体力学的基本研究内容和研究方法 岩石力学服务对象的广泛性和研究对象的复杂性，对任何岩石工程领域来讲，下列基本内容是首要进行研究的。 （1）工程岩体的稳定性包括：1）各类工程岩体在开挖荷载作用下的应力、位移分布特征；2）各类工程岩体在开挖荷载作用下的变形破坏特征；3）各类工程岩体的稳定性分析与评价等。 （2）岩石的基本力学性质包括：1)岩块在各种力学作用下的变形和强度特征以及力学指标参数；2）影响岩石力学性质的主要因素，包括加载条件、温度、湿度等；3）岩石的变形破坏机理及其破坏判据。 （3）岩石的物理、水理与热力学性质。 （4）结构面力学性质内容包括：1）结构面在法向压应力及剪应力作用下的变形参数及其确定；2）结构面剪切强度特征及其测试技术和方法。 （5）岩体力学性质包括：1）岩体变形与强度特征及其原位测试技术与方法，2）岩体力学参数的弱化处理与经验估计；3）影响岩体力学性质的主要因素；4）岩体中地下水的赋存、运移规律及岩体的水力学特征。 （6）地应力分布规律及岩体规律及其测量理论与方法 （7）岩石、岩体的地质特征，内容包括：1）岩石的物质组成和结构特征；2）结构面特征及其对岩体力学性质的影响；3）岩体结构及其力学特征；4）岩体工程分类。 （8）岩石工程稳定性维护技术包括岩体性质的改善与加固技术等。 （9）各种新技术、新方法与新理论在岩石力学中的应用。 （10）工程岩体的模型、模拟试验以及原位监测技术，模型试验包括数值模型模拟、物理模拟等。 根据所采用的研究手段或所依据的基础理论所属学科领域的不同，岩石力学的研究方法可大概归纳以下四种： （1）工程地质研究方法；（2）科学实验方法；（3）数学力学分析方法；（4）整体综合分析方法。 三、岩体力学研究的主要问题 主要研究的问题有以下几种： （1）水利水电工程；（2）采矿工程；（3）铁道和公路建设工程；（4）土木建筑工程；（5）海洋勘探与开发工程。以上只是一些主要方面，随着岩石工程建设的发展，还会有新问题的不断提出。 四、岩体力学与工程发展趋势和前景展望 国际上岩石力学与岩石工程研究的最新趋势： (l)岩石工程对环境的影响越来越受到重视，这是同全球的环境保护意识增强离不开的。 (2)对岩石或岩体的力学和水力学特性与温度场、应力场等相关场的耦合问题的研究越来越多，不再是对简单环境下单一岩石力学性质的研究。 (3)对岩石力学特性及岩石工程的数值方法和数据模拟的研究一直是长盛不衰的。 (4)岩石或岩体特有的节理裂隙对其力学性质的影响的研究越来越深入和细致。 (5)原位测试及勘探。水压致裂及三维裂纹勘探受到重视，声发射致裂研究裂缝扩展及强度的破坏。 (6)越来越重视岩石力学的研究成果在实际工程中的应用。 (7)高科技在岩石力学与岩石工程中的应用开始崭露头角。 以下五个方面的问题应成为我们的主攻方向。 （1）岩体力学研究由局限的岩体走向解决山体和地体等大范围、大尺度的工程和资源开发问题。 （2）岩体力学由研究单一的固体不连续材料向多场耦合和多相运动研究发展。 （3）岩体力学从单纯的地球内动力驱动或外动力驱动模型向内外动力耦合作用模型的转变。 （4）岩体力学从工程岩体稳定性研究向极端灾害的非线性动力过程的预测及防治进军。 （5）从常规的岩石开挖的失稳防治到新型大规模暴力攻击的防护，以及人地关系的协调。 这些问题都是对岩石力学提出的更高的要求，使岩石力学面临许多前所未有的问题和挑战，急需发展和提高岩石力学理论和方法的研究水平，以适应工程实践的需要。 岩体力学论文:深部开采岩体力学研究的现状 摘 要：在深部开采工程中产生的岩石力学问题是目前国内外采矿及岩石力学界研究的焦点，“三高一扰动”的复杂环境，是深部开采面临的挑战性、高难度课题。虽然目前对于深部开采工程的研究已经取得了部分成果，但对深层次、注重个案、侧重技术的基础研究重视仍然不够。今后主要研究方向应集中在深部岩石力学基本特性、深部开采工程稳定性控制、深部开采地表环境损伤控制以及深部厚煤层综放开采基础理论研究等方面。 关键词：深部开采；岩石力学；三高一扰动 深部开采岩石力学，主要是指在进行深部资源开采过程中引发的与巷道工程及采场工程有关的岩石力学问题。目前，对能源的需求逐步增加，开采强度也不断加大，这些都造成了浅部资源的日益减少，因而国内外的矿山都相继进入深部资源开采状态。而开采深度的不断增加，工程灾害也随之增多，这对深部资源安全高效的开采造成了巨大威胁。 1 深部开采岩体的力学特点 1.1 开采环境 深部开采和浅部开采最明显的区别在于深部岩石所处的特殊环境，也就是“三高一扰动”的复杂力学环境。“三高”主要是指高地温、高地应力和高岩溶水压。“一扰动”主要是指强烈的开采扰动。当进入深部开采后，岩体呈现塑性状态，即由各向不等压的原岩应力引起的压、剪应力超过岩石的强度，并且对岩石造成破坏。 1.2 力学行为特性 深部岩石的“三高一扰动”复杂环境，对深部岩体的组织结构、基本行为特征和工程响应产生根本性的影响。主要表现在深部岩体动力响应的突变性，深部岩体应力场的复杂性，深部岩体的大变形和强流变性，深部岩体的脆性一延性转化，深部岩体开挖岩溶突水的瞬时性等五个方面。 2 深部开采工程中的岩石力学问题 目前对于深部开采工程的研究已经取得了一系列成果，但是对于侧重技术、注重个案的深层次基础研究始终没有得到足够的重视。深部开采“三高一扰动”的复杂力学环境，使深部岩石力学行为及其深部灾害的特征与浅部开采明显不同，因而在浅部开采基础上建立的传统理论不能适应现在的研究环境。 2.1 强度确定 深部开采时地应力水平比较高，因而工程开挖后的工程岩体在高围压作用下，一个或两个方向上应力状态的改变所表现出的强度变化并不是简单的表现在受拉或受压，而是复杂的拉压复合状态，即径向产生卸载，同时切向产生加载。所以深部开采时工程岩体的强度不能单纯用岩块强度来确定，必须建立符合深部开采特点的工程岩体拉压复合强度确定理论。 2.2 设计理论 深部开采时，由于工程围岩所表现出的非线性力学特性，在稳定性控制设计时不能采用简单的一次线性设计，因而必须建立采用二次以至多次非线性大变形力学稳定性控制设计理论。 2.3 稳定性控制理论 在深部开采环境下，工程开挖后工程围岩就会有不同程度的破坏，必须采用二次支护甚至多次支护才能够实现工程稳定性。因此，原有的稳定性控制理论不能适合新的环境，必须建立适合深部开采工程的二次（支护）稳定性控制理论。 3 今后研究重点 随着我国国民经济的提高和科学技术的发展，在复杂地质条件下一些长深铁路、公路隧道的修建，有了许多深部开采事故的预防应用，并由此发展了先进的科学技术和理论。我们认为对岩石力学问题，今后主要研究方向应集中在对深部岩石力学基本特性、深部开采工程稳定性控制、深部开采地表环境损伤控制和深部厚煤层综放开采基础理论研究等方面。 3.1 “深部”的概念及其分类体系 目前国内外对深部工程中所引发的岩石力学问题研究十分重视，但是在“深部”、“深部工程”等一系列概念上的差异较大，这些对该领域理论与技术研究的发展及交流有一定影响。因而，对“深部”的概念、分类体系以及评价指标进行科学的定义，是推动深部岩体力学的基础理论研究的当务之急。 3.2 深部岩石力学的基本特性研究 深部工程的“三高一扰动”复杂环境，使得深部岩体的组织结构、基本行为特征和工程响应都发生了根本性的变化，同时也导致深部开采中灾变事故的多发性和突发性。因而，深部资源开采面临的核心科学问题正是采掘扰动表现出来的特殊力学行为。其中的深部高应力场成因以及多个应力场的耦合作用状态研究、深部复杂应力状态下岩体拉压复合强度确定方法及其灾变机理更是今后研究的重点。 3.3 深部开采工程的稳定性研究 深部开采工程的稳定性问题是研究围岩在开采破坏后与支护系统相互作用所达到的二次稳定问题。在深部条件下的工作面回采所形成的采动应力场与巷道掘进形成的开挖应力场相互耦合叠加，这些形成了复杂的三维应力场。同时，采动应力的分布与回采空间动态、多维的时空规律以及支承压力区的范围和峰值应力等也将产生很大变化。因此，应该结合深部岩体的非线性力学特性研究，在对深部采场以及巷道围岩采动的应力时空分布规律的深入分析基础上，探讨深部开采采场及巷道一体化的稳定性非线性力学控制对策。 3.4 深部工程灾害的发生机理以及控制对策的研究 在深部条件下，“三高一扰动”环境使深部岩体的基本行为特征、组织结构和工程响应发生了根本性的变化，这同时导致了深部开采中灾变事故的多发性和突发性。因而，研究岩体在地下水、瓦斯、高地应力、温度等作用下的稳定与非稳定变形，破坏状态以及转化机理、条件和规律，探索深部多相介质、多场耦合的作用下工程灾害频度和强度等特征，这些对揭示深部工程灾害的诱发机理和成灾过程，并对相应的灾害提出预测方法及控制对策具有重要意义。 在“三高一扰动”特殊地质力学的环境下，传统的理论、方法和技术已经部分或全部失效。因此，对深部开采工程岩石力学基础理论研究的大力开展，能够对深部资源开发提供可靠的理论基础，并为我国经济的可持续发展和国家安全战略的实施提供有效的能源和资源保证。 岩体力学论文:12081工作面煤岩体力学参数的选取及UDEC数值模拟分析 摘 要：由于12081采场围岩运移的复杂性，现场实测的数据反映的只是某一方面或者几方面的规律，对顶板活动难以有一个全面了解。研究方法采用相似模拟只能在部分方面取得较好的成果，但是会消耗较高成本。实验周期经较长，并且一次只能模拟一种状态。近年来，采用数值模拟方法能得到相似模拟所达不到的效果。 关键词：煤岩体 力学 参数 模拟 分析 由于12081采场围岩运移的复杂性，现场实测的数据只能反映某一些方面或某几方面的规律，难能对顶板活动有一个全面的了解。采用相似模拟的研究方法，虽然在某些方面能取得很好的效果，但是，模拟的成本高，实验周期经较长，并且一次只能模拟一种状态。近年来，采用数值模拟方法能得到相似模拟所达不到的效果。本次采用UDEC数值模拟方法，研究不同初撑力条件下，上覆岩层的稳定性。 1 煤岩体力学参数的选取 1.1 煤岩体力学参数的选取 关于岩体参数的参考值，其材料特性满足库仑—摩尔准则。确定模型材料参数如表1所示。 1.2 节理和角点圆弧化 可以将岩石块体之间的接触面认为是节理。根据不同的粗糙程度，个别的接触点构成接触面系，通常两个端点的接触可以代表，端点会在运动的时候发生相对的法向位移和切向位移。 块体不仅会有面接触还有点接触，不管是点还是面的接触，都会有数学上的奇异性，点接触会引起计算上的应力集中，但是实际情况是，尖角在力的作用下被折断钝化，因此还要将圆弧化处理加入到角点的计算中。 圆弧化处理角点之后，可以将圆弧的中心道边的垂线和边的交点作为边和角的接触点，节点的发现方向也就是垂线方向。两个焦点的接触点可以取两个圆弧中心的联机和圆弧交线的交叉点。经过圆弧化处理的角点增加了计算的时间，但是角点接触的奇异性被消除，这样的计算和实际接触点的物理图像更加符合。本次模拟时round取值0.2。 1.3 刚度系数 在UDEC中节理的法向和切向刚度系数kn和ks的正确选取是至关重要的。如果刚度系数取得太大，刚体块将连接成为一个整体，无相对运动可言；如果取得太小了，则刚体块将成为一盘散沙，相互间没有约束。作为一个经验的规则，刚度系数最大可取为刚度最大的邻接块体之间的等值刚度的十倍，即有： 式中：K为体积模量； G为剪切模量； Zmin为节理两侧块体单元的最小宽度。 如果取用太大的刚度系数，会将大幅增加计算时间，却不会改变物理图像。但是如果取用太小的刚度系数，时步会被增大，加快计算速度，但是节理“过软”，块体间“嵌入”太多，与实际情况不符。 刚度系数对于不同的岩石其变化是很大的。对于软弱粘土夹层可为10～100 MPa/m。而对于花岗岩或玄武岩等的致密节理，则刚度系数甚至可以超过100 GPa/m。 UDEC中的刚度系数不同于一般弹性体的刚度系数，它仅仅作为单元间传递力的因子。刚度系数应取足够大，以使计算结果趋于稳定值。同时考虑到计算费用的经济性，在满足精度和稳定收敛要求的前提下，宜尽量减小块体刚度，刚度系数一般取1010～1011 n/m较为适宜。计算中刚度系数取值1010。 2 UDEC数值模拟 2.1 低初撑力状态模拟 根据实测单体支柱平均支护力为13.8 kN，采用UDEC进行了数值模拟，按单体支柱平均支护力为90 kN，采用UDEC进行了数值模拟。 2.2 UDEC模拟结果分析 从模拟结果可以得出，低支护力状态下，顶板离层，平衡结构形成的层位相对较低，当地质条件发生变化时，遇断层或特殊地质结构岩体时，容易出现顶板事故。高支护力状态下，平衡结构的层位相对较高，对工作面的影响也较小，工作面变形量也较小，工作环境大大改善。 采场围岩运移是一个动态的过程，动态过程有两层内容，一是随着时间变化的动态过程；二是随支护力不同而变化的动态过程。如图1所示为低支护载荷条件下围岩运移状态，支护顶板距平衡结构8～12 m，平衡结构对采场的影响较大，由于支护力过小，顶板易发生离层，支护状态差。如图2为合理支护条件下围岩运移状态，平衡结构下方岩层厚度为15～19 m，距离支柱较远，支柱上方顶板发生离层的可能性较小，采场处于安全状态下。 2.3 FLAC数值模拟结果分析 从FLAC数值模拟可以看出，工作面的支护初撑力大小对工作面围岩应力分布有十分显著的影响。低载荷，应力峰值和高应力范围均显著增大，而导致顶板剪应力区显著扩大。而高载时，顶板剪应力仅在煤壁上方很小的范围出现峰值。 剪应力从煤壁附近向控顶区上方顶板的扩展是导致顶板破碎的主要原因，而顶板破碎范围与支架载荷有关。 随支护载荷的增加，煤壁前方的支撑压力明显减少。煤壁前方顶板应力减少。由于支架载荷较低，煤壁前方垂直应力增加，控顶区上方剪应力集中程度增加，范围增大。 控顶区上方的顶板铅垂应力随支架载荷的增加明显改善。支护载荷的增加，导致和围岩应力降低，从而改善围岩控制，避免顶板破碎。 随着支护载荷的加大，位移矢量也有所改变。位移矢量由低载垂直位移变为高载的水平位移。即控顶区围岩的稳定性有所增强。 在主应力图中低载时，应力矢量比较紊乱，很不规则。而高载时，主应力矢量在煤壁上方的顶板岩层，指向煤壁前方，显示了煤壁前方的应力集中效应和压力拱效应。 岩体力学论文:面向土木工程专业地下建筑方向的《岩体力学》课程教学改革 摘要：岩体力学课程理论性强、课程内容体系面广而复杂，在教学时一定要围绕学生专业方向特点及专业需求，将理论教学与工程实践教学相结合，有针对性地进行授课内容及授课模式的安排，加深学生对课程知识体系的理解。以我校土木工程专业地下建筑方向“岩体力学”课程教学为例，从教材选择与教学安排、教学方法改革等几个方面作了详细的阐述，为国内高校同类专业《岩体力学》教学提供有益的参考。 关键词：土木工程；地下建筑工程；岩体力学；教学改革 《岩体力学》是岩土工程、地质工程专业的专业基础课程之一，也是土木工程、水利工程等学科的主要专业课之一。岩体力学是近展起来的一门新兴学科和边缘学科，是一门应用性和实践性很强的应用基础学科。岩体力学是研究岩体在各种力场作用下变形与破坏规律的理论及其实际应用的科学，是一门应用型基础学科。岩体力学是一门认识和控制岩石系统的力学行为和工程功能的科学。因此，在岩体力学教学中必须加强教学内容改革和加强课程实践环节，体现岩体力学作为基础学科内容的完整性和土木工程专业基础的实践性，引导和推动学生积极地投身到该课程的学习中去。我校土木工程专业从成立时，一直将《岩体力学》课程作为主要专业基础课程，并已形成了良好的教学传统，教材及实验条件都十分充足；且该课程一直作为我岩土工程、地质工程硕士、博士入学考试的科目之一，经过多年的教学实践获得了较好的课程教学经验。但在我校也存在多个专业不同方向都沿用一套教材、一套大纲、一套讲义的教学现状问题，并未结合专业方向特色进行有针对性的改革；故此结合近几年对我校土木工程专业地下建筑专业方向本科生授课经验及感受，介绍面向地建专业方向的岩体力学课程安排和教学方法改革的相关措施及效果。 一、课程内容及教学安排 1.教材选择。目前国内岩体力学教材比较多，侧重点也有所不同，通过对国内其他兄弟院校授课教材调研发现，基本上都是采用本校权威教授所编的教材或者是国家规划教材。结合我校地质学专业特色及课程教学团队经验，采用我校刘佑荣教授所编的，由中国地质大学出版社出版的《岩体力学》教材；2009年又再次对教材进行了重新编审，由北京化工出版社出版了修订版的《岩体力学》教材，对部分章节进行了合并，并增加了目前国内外研究方面的成果，例如结构面网络模拟等内容。近2年授课则是以这本修编教材为主，但在部分章节的授课中也兼顾了蔡美峰主编的《岩石力学与工程》教材，供学生课后学习，以满足本专业学生对岩体力学知识的需求。 2.课程内容优化。结合教材的内容编排，主要从以下几方面的内容来进行重点讲解，包括岩体的地质特征，岩体的物理、地下洞室围岩应力重分布，边坡岩体稳定性分析等内容。在具体内容编排中也适当地增加了部分内容，如在岩体的地质特征章节，补充安排了工程岩体分类等内容；在岩体强度与变形性质方面，增加了地下工程岩体分级标准及体系的相关介绍；在内容编排上突出地下建筑方向的专业特点及需求。 3.教学学时安排。本课程的课时安排在第三学年的第五学期，总学时为40个学时，2.5个学分，其中课堂教学34个学时，实验课6个学时。本门课程是在系统学习完理论力学、材料力学等力学基础课后进行开设的。 二、课程教学方法改革 1.围绕专业工程实例展开授课。《岩体力学》课本身就是实践性特别强的一门课，在进行每一章节的授课时，可以多以工程实例来展开，尤其是国内外比较知名的工程实例，多多采用照片、录像等生动形象的方式，来增加学生的感性认识，使学生投入其中，增强学生学习的兴趣及热情。例如，在讲第五章地应力的时候，可以结合水利水电工程中，如锦屏电站的高地应力问题来说明地应力研究的重要性；在讲边坡工程，可以选用大量边坡地质灾害的图片。由问题入手，来追根溯源找到解决问题的源头。 2.结合专业方向特色来授课。岩体力学作为土木工程、地质工程、采矿工程等诸多工程的主干专业课，面对的专业层次不尽相同，在授课的时候尽量能结合专业背景展开。针对地下建筑工程方向的学生，要从学生的专业方向特色及专业需求来阐述。作为土木工程地下建筑方向的本科生，《岩体力学》这门学科的发展都与地下工程的发展是密不可分的。从本质来讲，纵观岩体力学发展的几个重要阶段，从19世纪末～20世纪初的初始阶段诞生的静水压力理论、侧压系数，到20世纪初～20世纪30年代的经验理论阶段出现的普氏理论、太沙基理论，然后在20世纪30年代～20世纪60年代产生的围岩和支护共同作用理论及地质结构理论，这些重大理论及思想的诞生过程就是对地下工程认识实践不断深入的过程，并促进了岩体力学学科向前发展。在授课时，可以将这一发展脉络讲述给学生，并贯穿到后续的课程教学中，不仅大大地培养了学生对自己专业的自豪感，也加深了对自己专业的认识。 3.结合教师科研工作来授课。讲授这门课的老师，不仅有科研经历丰富的教授博导，也有刚走出校园的博士年轻教师，他们在长期的工作和求学中，完成和参与了大量的科研项目，也取得了一定科研沉淀。在授课时，可以将这些科研成果进行整理，在每章结束时，抽出专门的时间，做个与授课内容相关的小型专题讲座，丰富学生的专业眼界的同时，也可将岩体力学最新的研究方法、手段和技术介绍给学生。例如，在讲地应力一章，就曾经将参与过的地应力测试及地应力反演分析的课题成果向学生进行介绍；讲地下洞室稳定性时，就将参与的软岩隧道科研项目成果进行介绍；上课时的反响很热烈，大大激发了学生科研的热情，建立了专业教师和学生之间一座良好的沟通桥梁。尤其是对那些希望继续攻读研究生的学生，也为他们开启了一扇科研的窗户；此外，也让学生了解授课老师及其团队的专业方向及特长，为后续研究生报考提供了便利条件。 4.结合学生实践课来展开。我校《岩体力学》课程是安排在大三上学期，上这门课的学生仅仅经历的与此相关的实践环节就是大二结束时的地质学专业教学实习。虽然是地质实习，但也是与这门课的研究对象——各类岩体在打交道，例如各种岩石、结构面。在上课时，不妨将课程中提到的各种岩块、结构面等内容与实习中能看到的种类联系起来，使学生的认识更为深刻。例如，在谈岩块、结构面和岩体的地质特征时，便可列举实习线路中各类成因、不同类型、不同特征的结构面及岩石；在讲结构面的强度及变形性质时，可以将实习中遇到的各种断层、软弱结构面等现象作为实例来分析其性质上的差异。这些实例学生在实习中都亲自参与过，已经有了部分感性上的认识，重新回到课堂上学习其相关的知识，认识和教学效果也会更好。 《岩体力学》课程内容丰富，更要求我们在教学时进行一定的教学改革，要结合所教学生专业方向的特点以及未来需求，多采用先进的教学手段和方法，注重加强理论基础联系工程实际的教学模式，提高学生认识问题深度和广度，培养学生良好的工程专业素养和专业精神，为学生后续的发展奠定良好的基础。 岩体力学论文:12081工作面煤岩体力学特性与电镜分析及底板特性测试 摘 要：为更好的服务生产，保证12081工作面回采顺利，并探索一套能够指导类似工作面的技术，我们在12081工作面进行工业性试验，对煤岩体力学特性与电镜进行分析并对底板特性进行测试。 关键词：煤岩体 力学特性 电镜分析 底板特性 测试 为更好的服务生产，保证12081工作面回采顺利，并探索一套能够指导类似工作面的技术，我们在12081工作面进行工业性试验，对煤岩体力学特性与电镜进行分析并对底板特性进行测试。 1 12081工作面煤体特性和电镜分析 12081工作面所采煤层为山西组二1 煤，煤种贫煤，煤质以低灰、发热量特高热值、特低硫、特低氯、低磷为主要特征，为一级含砷煤。煤灰属较高软化和较高流动温度灰。二1煤中无烟煤和贫煤可做为动力用煤和民用燃料。开采煤层煤质特征见表1。12081工作面煤体电镜分析见图1。 二1煤煤类有无烟煤和贫煤，以粉状为主，粒状、鳞片状次之，块状少许，易磨碎。二1煤为黑色-灰黑色，黑-灰黑色条痕，以粒状为主，次为块状，粉状，可见鳞片状。 块煤为金刚—— 玻璃光泽，贝壳状、参差状断口，内生裂隙发育，可见镜煤条带，莫氏硬度2～3度。粉、粒状煤污手、质软，煤芯疏松易碎。二1煤层相对真密度为1.49t/m3，相对视密度为1.45t/m3。 与底板特性测试的结果相吻合。说明煤体软而且酥，极易风化。工作面可见底板煤层浸水后，踩上去似泥窝一样把矿工靴陷进去。 2 12081工作面顶板和底板岩体力学性能与电镜分析 二1煤直接顶板多为砂质泥岩和泥岩，砂质泥岩为深灰色薄层及中厚层状，裂隙不发育。泥岩多为深灰色块状。也有砂岩为灰白色，一般致密坚硬，裂隙不发育。有伪顶，岩性为泥岩及炭质泥岩，厚度0.43～0.95m。 从电镜图可见，岩体破坏的界面与煤层截然不同，煤层的界面就像小米粒一样处于松散的状态；顶板岩体的界面就像坚硬的实木裂口一样，处于相互嵌合的状态。 综上所述，12081工作面即二1煤层直接顶板，为砂质泥岩和泥岩，岩石抗压强度较高，属易管理顶板。12081工作面即二1煤层底板，为泥岩和砂质泥岩为不易变形中硬度底板，亦易管理。 3 底板比压特性曲线图谱显示 12081工作面底板比压测点分布，如图3所示，在工作面每测区距煤壁1～4m之间建测点，共建16个测点。按照上述计算方法计算每个测点的对应数值，并绘出底板比压特性曲线图谱。 图3中编号：左起第一为数字是指，按照距离槽头的距离排序的序号；第二位数字是指，1代表用采用BPN型内注式静压比压仪测定底板实体煤层的比压，2采用DZD40-A底板比压仪测定底板表层煤层的比压。最后一位数字是与井下记录的联系，没有具体含义。空心曲线代表底板比压。当底板比压仪的底模尺寸大于的油缸内径时，因为折算后的值小，如空心曲线所示。 4 结论 为全面掌握12081工作面支柱与底板的相互作用现状，必须测量和研究12081工作面底板的煤层或岩层抗压入特性，确定容许的底板比压值，以选定单体支柱的底座面积与合理支护密度，增强支护系统的刚度。对指导和加强回采工作面底板管理工作，搞好安全生产有重要意义。

病毒感染免疫检验分析:慢性乙型肝炎病毒感染免疫耐受期特点和机制探讨 [摘要] 慢性乙型肝炎病毒（HBV）感染免疫耐受期与HBV感染非活动状态患者，肝脏炎症活动度为G0者，仅占10%~20%，肝小叶及汇管区均未见或仅有少许炎细胞浸润，汇管区与肝实质交界处无炎症表现，汇管区无明显扩大，无明显纤维组织增生。肝星形细胞（HSCs）、树突状细胞（DCs）、库普弗细胞（KCs）和肝窦内皮细胞（LSECs）等肝非实质细胞, 不但参与人体对病毒感染的抵抗和防御，还在HBV慢性感染免疫耐受期起着重要作用。 [关键词] HBV慢性感染；免疫耐受；肝组织病理 HBV慢性感染免疫耐受是指机体对乙肝病毒抗原不产生免疫应答反应，患者的免疫系统无法有效识别和清除乙肝病毒，机体没有清除乙肝病毒的免疫能力。感染HBV后，一部分人将成为HBV携带者和慢性肝炎患者，有20％～40％的HBV慢性感染患者会发展成为重型肝炎、肝硬化或肝癌。慢性乙肝世界范围内广泛分布，全球约有3.6亿人持续感染HBV，中国是高流行区。HBV并不直接导致肝细胞病变，机体不同的免疫状态导致HBV感染后结局有很大差异[1]。本文重点探讨免疫耐受状态下的流行病学、临床病理学特点及其机制进展。 1 HBV感染免疫耐受期流行病学和临床病理特点 乙型肝炎的自然发展过程受到许多因素的影响，一方面是感染时的年龄、病毒自身因素（如基因型、基因有无变异以及病毒复制水平高低），另一方面是宿主自身因素，包括年龄、性别和免疫力大小以及其他因素，例如伴有其他病毒感染、酗酒等。临床表现较为复杂多样，从非活动性HBsAg携带者状态到慢性肝炎，亚临床状态到急重性肝炎和暴发性肝炎，甚至肝硬化等多种变化[2]。有20%~40%的慢性HBV患者会进展为肝硬化、肝癌和晚期肝病。慢性HBV患者往往发展过程缓慢、症状轻微，感染的早期往往缺乏明显的临床表现，甚至症状轻微不易觉察。流行病学表明，在高流行区，主要的传染途径是围生期的垂直感染，婴幼儿和儿童早期从具有肝病家族史的人群中感染。在低流行发病区，特别是欧美发达国家，体液传播方式，静脉吸毒和高危性行为是乙肝的主要传染途径。 慢性乙型肝炎防治指南（2010年版）中指出，儿童早期HBV感染的自然史可分为免疫耐受期、免疫清除期、非活动性复制期和再活动期四个期。免疫耐受期：临床上患者常无症状，肝功能多为正常，人体血清HBsAg和HBeAg检测呈阳性改变， HBV DNA载量往往高于106 IU/ml，但丙氨酸转氨酶（ALT）检测在正常范围内或者正常高值。据文献报道，肝组织穿刺活检病理诊断表明，免疫耐受期HBV感染者，绝大多数为青壮年，一般年龄不大于30岁，可能与该年龄段患者学习、工作竞争压力大以及婚姻和生育要求有关，目的是得到可观数据从而进行针对性治疗。HBV感染者中，5岁以下婴幼儿30%左右有发展成慢性感染的可能，而5岁以后感染者仅有5%～10％发展为慢性感染[3-5]。另有资料显示围生期感染HBV的患者，大部分会进展为慢性肝炎，其免疫耐受期可持续几年至几十年不等[6-7]。 病理改变：只有少部分免疫耐受期慢性HBV感染者肝脏无炎症、坏死和纤维化改变，绝大部分存在轻度炎症反应和轻度纤维化，而且有极少部分患者出现严重的纤维化（S3～S4），所以ALT水平与肝脏组织学改变并不完全平行，也不能全面表达肝脏损伤程度。最新资料表明免疫耐受期与HBV感染非活动状态患者，肝脏炎症活动度为G0者，仅占10%～20%，肝小叶及汇管区均未见或仅有少许炎症细胞浸润，汇管区与肝实质交界处无炎症表现，汇管区无明显扩大，无明显纤维组织增生。肝脏炎症活动度为G1者，占40%～60%，显示肝组织汇管区及小叶内均有少量炎细胞浸润，汇管区周围轻度或局灶界面炎，汇管区轻微扩大，轻度纤维组织增生（S1）。肝脏炎症活动度为G2者，大约占20%，纤维化程度S1～S2。中度以上炎症者（＞G2）仅占5%左右[5-6]，纤维化程度一般较轻（S1～S2），明显纤维化（S3）或者肝硬化者（S4）极少。 据国内外文献报道，HBV健康携带者往往无明显症状、转氨酶处于正常范围内，但是其组织病理学显示肝脏有不同程度炎症细胞浸润、点灶状坏死以及纤维化，但是这些报道材料、研究样本几乎都包含了免疫耐受期和非（低）活动复制期的患者。非（低）活动复制期患者基本上都经历过不同程度的或者反复几次的病毒清除过程，在这个时期症状轻微可能不被觉察而无临床表现，许多患者不清楚肝功能是否出现过异常。由于病毒免疫清除过程中不可避免地造成肝组织损伤，继而以纤维化的方式修复坏死组织，造成肝脏程度不等的纤维化，而免疫耐受期患者没有经历过免疫清除过程，可推测其发生纤维化的比例和程度会明显降低[7]。 免疫组化检查：免疫耐受期肝细胞内HBsAg主要表达方式为细胞浆内的包涵体型，部分为细胞浆型，少部分有细胞膜表达。HBcAg以细胞核内表达为主，也有极少数出现在细胞核膜或者细胞核周边。免疫耐受期、免疫清除期及非活动性HBV携带状态的患者，其HBsAg阳性表达率未发现有明显不同，而HBcAg阳性表达率免疫耐受期则显著高于免疫清除期或非活动HBV携带状态患者。免疫耐受期HBV感染者肝内大多高表达HBcAg，以细胞核表达为主。HBcAg感染的肝细胞是细胞免疫效应攻击的靶细胞，当HBcAg局限封闭于细胞核内，无法成为受攻击的靶抗原，故而难以有效激发T细胞的免疫反应。当肝细胞溶解后HBcAg就能直接释放到血液中，故可用其直接反映肝细胞受损伤和病变的程度。 2 HBV感染免疫耐受期机制 肝脏耐受现象在很早以前就被人们认识了。早在1969年，Calne等就发现在一些物种中不具有组织相容性的肝脏移植物在不应用免疫抑制剂的情况下，就能够自发地被接受。基本上健康成人，具备完善的细胞免疫功能，HBV感染后能够准确无误地清除病毒，出现不同程度的肝损害。HBV感染转归主要有两个因素：一是病毒因素，病毒隐伏在人体的免疫特赦之处，能够躲避正常机体的免疫监视，引发慢性持续性的感染；另外就是宿主自身因素，成人免疫功能有缺陷和婴儿免疫机制发育还不完善，感染HBV后就容易出现免疫耐受现象。其中，宿主自身比病毒因素显得更为重要[8-9]。肝内免疫细胞包括肝窦内质细胞（LSECs）、肝星形细胞（HSCs）、库普弗细胞（KCs）和淋巴细胞等，其中淋巴细胞占16％～22％，包括TCRαβ+与γδ+T细胞、B细胞、自然杀伤细胞、自然杀伤性T细胞（NKT 细胞）和DCs等。HSCs促使T淋巴细胞凋亡是通过酪氨酸磷酸化信号通路水平76KDa蛋白的变化来实现的，证实了HSCs也是特异性免疫耐受细胞之一，与肝脏中的树突状细胞（DCs）、KCs、LSECs等肝非实质细胞一样，参与调节肝脏移植的外周特异性免疫耐受[10-11]。 2.1 LSECs LSECs是微血管内皮细胞，与其他大血管内皮细胞及其他器官的微血管内皮细胞相比较具有独特的表型。LSECs在肝内的含量十分丰富，约占肝内非实质细胞的50%。LSECs是有孔内皮，其上有许多直径约为100 nm的小孔，这些小孔聚集成簇，构成筛板。另外，LSECs缺乏典型的基底膜，其下层为疏松基质构成的Disse间隙。这些特点可能与其活跃的吞噬细胞外基质（如透明质酸）的能力有关，因为在干扰了LSECs对透明质酸摄取能力之后，LSECs上的小孔消失了，同时其基底膜也变得完整了[6]。LSECs被认为是一种独一无二的器官常住的抗原提呈细胞（APCs），原因：一是位置，LSECs位于肝内网状的血管网内，可直接与血液中的细胞发生接触；流经肝的血流量很大，但在肝血窦内的血流却非常缓慢，甚至可有暂时的停滞，故这一独特的位置可以使LSECs能够与血液中的细胞频繁而充分地接触。二是功能，LSECs具有强大的清道夫功能和抗原提呈能力，它可以在非淋巴组织内即肝脏局部活化原始T细胞。另外，它还可以捕获T细胞并诱导其在肝内发生凋亡。这些都是其他APCs所不具有的特性[10]。 2.2 肝内淋巴细胞 肝中富含大量淋巴细胞群、巨噬细胞群及专职的APCs， 其中APCs包括树突状细胞（DCs）、血管内皮细胞及LSECs。研究表明APCs是通过诱导凋亡等机制，引起T淋巴细胞免疫耐受的丢失。肝内的非实质细胞-淋巴细胞发挥了非常关键的作用，并且具有自身鲜明的生物学特点。人体特异性抗HBV免疫反应缺乏或者不足导致HBV免疫耐受的发生，其主要原因是特异性T细胞功能低下。研究发现，肝脏在正常情况下存在较多的的淋巴细胞储备，其中重要的是CD8+T和CD4+T细胞，都具有自身特殊的活性表位。血液中CD4+CD25+T细胞数量，HBV慢性感染患者明显高于健康人群。清除病毒主要依靠CD8+T细胞，而CD4+T细胞则促进CD8+T细胞的成熟，有利于其功能的发挥。可以推断CD4+CD25+T细胞是HBV慢性感染患者出现免疫耐受原因之一[11]。CD4+CD25+调节性T细胞可能是：在体外通过细胞间的接触依赖机制，在体内基本依靠抑制性细胞因子来调节免疫功能，比如TGF-β等因子会受到免疫强度和调节位点调控。还可与APCs联合调控机体免疫。 NKT 细胞是一种同时具有自然杀伤细胞（NK 细胞）和 T 细胞部分表型及功能的细胞亚群。它们能将固有免疫应答和适应性免疫应答连接起来，识别 CD1d-糖脂抗原，分泌细胞因子，参与调节机体的免疫应答。 2.3 DCs DCs作为一种非常重要的APCs，对初始型T细胞的激活起着独特的作用。从数量上看，仅占外周单个核细胞的0.5％，分布于全身各处。DCs有不同的亚型、不同的分子表达，因此DCs在发育的不同阶段与T细胞接触能够诱导分化出不同的形态性能的T细胞。来自国内外的报道表明DCs除了对外来抗原发挥免疫反应外，还对机体自身抗原有免疫耐受作用。其免疫耐受功能体现在免疫偏离、诱导T细胞无免疫应答以及促进T细胞凋亡等。虽然DCs在中枢免疫和周围免疫耐受中都发挥着主要作用，但免疫耐受是如何发生或诱发的，其分子确切机制仍在研究之中[12]。 扫描电子显微镜图像表明DCs间有大小不等的间隙，非常有利于初始T细胞和激活T细胞与肝细胞直接接触。DCs在迁移过程中由幼稚向成熟状态转化，其摄入、处理和加工抗原的能力在减弱，但抗原提呈能力逐步增强。随着DCs迁移和成熟，它不再表达趋化因子受体CCR-1和CCR-5，而表达CCR-7。 2.4 KCs KCs是定居在肝内的巨噬细胞，细胞形态不规则，有许多板状或丝状伪足，细胞表面有许多皱褶和微绒毛，并有较厚的糖衣。细胞常以其伪足附于内皮细胞上或穿过内皮细胞窗孔或细胞间隙伸入窦周隙内。胞质内溶酶体甚多，并常见吞噬体和残余体。具有变形运动和活跃的吞饮与吞噬能力，构成机体一道重要防线，尤其在吞噬清除从胃肠进入门静脉的细菌、病毒和异物方面起关键作用。肝巨噬细胞还可监视、抑制和杀伤体内的肿瘤细胞，尤其是肝癌细胞，并能吞噬和清除衰老、破碎的红细胞和血小板等。重要的是，肝巨噬细胞还有处理和传递抗原、诱导T细胞增殖及参与调节机体免疫应答等作用，与肝脏中的LSECs、DCs等肝非实质细胞一样参与调节肝脏外周特异性免疫耐受。 据国外研究发现[13]， KCs是肝脏本身固有免疫系统主要组成部分之一， 不但参与人体对病毒感染的抵抗和防御，还对HBV的免疫耐受起着重要作用。在乙肝慢性感染的初期阶段， 检测表明人体本身的免疫系统就出现了免疫耐受状态，因为没有检查出人体抵御HBV感染的有效指标。迄今为止虽然对HBV慢性感染的免疫耐受机制有了许多进展，但是还有一些问题有待解决。 病毒感染免疫检验分析:乙肝病毒感染者所生新生儿的免疫预防 我国是乙型肝炎病毒(HBV)感染的高流行区，母婴传播、血液和体液传播、密切接触是乙型肝炎传播的三大途径。在我国，母婴传播是最主要的传播途径。妇女感染HBV对其本人和婴儿均有影响。如果不采取有效的预防措施，HBV感染者(包括携带者和患者)所生的新生儿约有90％会受到乙肝病毒的感染，其中的90％-95％将成为慢性HBV携带者。因此，必须加强对所有妊娠妇女早期乙肝表面抗原(HBsAS)的筛查，以确定孕妇是否患有乙肝或携带HBV。一旦孕妇被确定感染了HBV，就应在早期采取阻断母婴传播的预防措施，包括产程中及新生儿出生后的预防措施，特别是对新生儿的免疫预防不可忽视。 对于HBV感染者所生新生儿的免疫预防措施，一般采取以下两种方式：一是通过注射乙肝表面抗体(抗HBs)的方式进行被动免疫，以达到预防乙肝的目的。其优点是，可以很快中和进入新生儿体内游离的HBV，从而减少或避免HBV对新生儿的感染和传播。二是通过注射HBsAg的方式进行主动免疫，以达到更为积极和持久的预防效果。其优点是，可促使新生儿体内产生抗HBs，直接对抗HBV，达到阻断HBV传播的良好作用。 目前医学专家的建议是，无论新生儿出生时是否受到HBV的感染，都应对其进行乙型肝炎的预防和隔离。对于HBV感染者所生的新生儿应当采取主动免疫和被动免疫相结合的方式来进行保护。 被动免疫方式：①感染HBV的孕妇从妊娠3个月起开始注射抗HBs，每月一次，每次注射高效价乙肝免疫球蛋白200国际单位，以降低其体内的HBV含量，从而减少对胎儿传播的威胁。②在新生儿出生后，要尽可能在最短的时间内(不超过24小时)为其肌肉注射高效价乙肝免疫球蛋白，剂量为0．05~0．07毫升／公斤，2周后重复接种一次。 主动免疫方式：即新生儿在出生后的24小时内接种乙肝疫苗，剂量为10微克，按0、1、6个月的程序，单用疫苗注射3次。这种方式的免疫效果可维持5年或更长。 总之，对HBV感染者所生的新生儿均应及时进行免疫预防，最好是把主动免疫和被动免疫两种方式结合起来应用。临床观察表明，乙肝免疫球蛋白和乙肝疫苗的联合使用对乙型肝炎母婴传播的阻断率可达90％左右，且注射时间越早、执行程序越严格，效果越好。 病毒感染免疫检验分析:关于病毒感染免疫检验的进展分析 【摘要】 因各种病毒感染而引起的疾病是临床常见病。由于病毒寄生在细胞内，且繁殖速度极快，变异机率极高，因此，如果按照常规方法诊断，并不能满足临床诊断的需求。而免疫检验法不但能对病毒感染做出相对准确的诊断，在预防接种、发病机理、免疫性治疗等方面也有重要意义。本文将主要对免疫检验法应用于病毒感染中的进展进行分析，以促进病毒感染免疫检验技术的发展。 【关键词】 病毒感染免疫；检验；进展 随着医疗事业的发展，传统的常规病毒检验方法已渐渐难以满足各种病毒感染的检验需求，免疫检验法应运而生。免疫检验法是在机体感染病毒后，通过所引起的免疫应答机理，根据免疫细胞的数量和发挥的功能来对病情进行判断。免疫检验还能较快的检测出待检标本中的病毒，并根据抗体产生的速度、类型和浓度对患者进行早期的病毒感染诊断，其作用不容忽视。 1 病毒感染引起的免疫性损害及机制 病毒是一种比较微小的生物，主要依靠宿主细胞而生存，其对宿主细胞的功能有一定损害作用，因此，会对机体的免疫功能产生抑制作用，从而会使机体的免疫病理发生改变。免疫抑制指的是通过感染免疫细胞而使免疫分子的表达下调，从而使免疫分子在血清中的有效浓度得到一定降低，进而使机体的免疫应答反应有所减缓。免疫损害指机体因病毒感染而出现病理性免疫应答，从而使非免疫应答组织或器官出现免疫损伤，进而对组织或器官受损。 2 早期病毒感染的免疫检验方法 2.1 酶联免疫吸附试验 酶联免疫吸附试验又叫ELISA试验，它能将免疫反应的特异性和催化作用相结合进行分析，并将已知的抗体或抗原吸附在反应平板上，再进行酶标抗原抗体反应的一种试验模式[1]。在病毒检验方面，酶联免疫吸附试验是检验蓝舌病、猪伪狂犬病等病症的标准检验方法。酶联免疫吸附试验的常用方法是双抗夹心法和间接吸附试验，其中，双抗夹心法是早期病毒感染抗原抗体检验中最常用的方法。酶联免疫吸附试验将酶的化学反应与抗原的抗体反应相关特异性结合，进而促使ELISA试验变成一种敏感且特异的免疫检测方法。 2.2 免疫荧光试验 免疫荧光试验是一项由荧光抗原法和荧光抗体法组成的免疫标记技术。由于荧光素能与已知抗体结合形成荧光抗体，并将反应后的荧光抗体置于荧光显微镜下观察，根据散发出的荧光，对待检标本中的抗原进行鉴定和判断[2]。还可以采用免疫荧光试验将荧光素与蛋白质结合，对抗体进行检测和定位。免疫荧光试验具有特异性、高效性和灵敏性，但检测结果不够客观，检验流程也过于复杂。 2.3 放射免疫技术 反射免疫技术又叫RIA技术，最早源自于1960年德国科学家创造的放射免疫分析技术，这种技术能让抗体与被同位素标记和未被标记的抗原产生竞争性抑制，是一项体外微量性分析技术。放射免疫技术具有特异性、简便性、灵敏度高、取样数量少等特点，现阶段主要用于对乙型肝炎病毒的鉴定与判断。但由于检测时会产生放射性物质，会对研究者身体带来一定的影，且有可能出现假阳性的检测结果，还容易受外界环境因素影响而使得检测结果出现异常。 2.4 血细胞凝集试验 血细胞凝集试验主要针对在当机体感染病毒后，会让病毒表面的抗原与红细胞表面的抗原受体结合，血细胞沉降率增加，形成血细胞凝集现象。这种试验方法能对病毒进行定性定量的检测，如果机体内存在病毒抗体，就会抑制因病毒而引起的血细胞凝集现象[3]。这种试验方法通常用于检测梅毒螺旋体等病毒，这种方法目前只能确诊梅毒患者，对其他病毒感染尚无法确诊。此外，研究人员还根据病毒凝集红细胞的能力和对相应抗体的抑制特性设计出了血凝抑制试验。 2.5 中和实验法 又称标准试验法，主要包括固定病毒-血清稀释法和固定血清-稀释病毒法两种。这种方法主要检测病毒的感染力，以病毒受到血清中和后的残留感染力为依据，来对该免疫血清抑制病毒扩散的能力进行判断。临床上常用它来分析坚定病毒的类型和病毒的抗原性等。 3 新型病毒感染免疫检验方法 3.1 重组免疫试验 重组免疫试验主要对HIV抗体和HCV抗体进行检测。与酶联免疫吸附试验方法相比，重组免疫试验能将各种横线式抗原结合在硝酸或纤维素膜的横条上，并置于长条凹槽反应盘中，加底物显色后就能显示血清中存在的针对性抗原。同时，这种试验方法也能用于口蹄疫病毒的临床检测[4]。 3.2 胶体金技术 以胶体金作为标志物，应用于抗原抗体反应中的一种新型免疫检验技术，具有特异性、简便性、安全性等特点。胶体金是一种能在还原剂作用下聚集形成较小金颗粒，并能与蛋白质结的生物药性，它还能与其他多种生物分子结合，因此多用于免疫学、组织学、病理学等领域，以及对HIV的筛查和人体血清甲胎蛋白的检验。 3.3 发光免疫试验 发光免疫试验是一种将化学发光物质与机体免疫反应相结合，并通过光反应来表示待测物质的免疫成分和浓度的新型检验方法。这种方法可以利用放光剂作为标记物，保证检验在安全可行的环境中进行，是一种无害无毒的安全检测方法。同时，发光免疫试验能在较短的时间内完成对病毒的检验，在一定程度上满足了临床检测的需要，在现代化病毒检测中有良好的发展前景。 4 结 语 随着科技的发展，传统的病毒感染检验技术正在被众多新型检验技术取代，越来越多安全、高效、快捷的检验技术被试验人员接受。同时，在对病毒感染进行检验的过程中，仍存在着如测量方法不当、试验流程混乱、浓度超标、标本选取时间及方法不当等问题，都不同程度地增大了病毒感染检验的难度。因此，在病毒检验过程中，要采用更高效、更安全、更简便的新兴检验方法，以更好地促进病毒检验技术的发展，也能更好地为病毒感染检验工作服务。 病毒感染免疫检验分析:浅析人类免疫缺陷病毒感染并发结核病死亡病例的特点 【摘要】目的对人类免疫缺陷病毒感染并发结核病死亡病例的特点进行分析。方法资料选取2007年3月――2012年3月本州人类免疫缺陷病毒感染并发结核病死亡的病例56例作为研究组，并收集本州同期非免疫缺陷病毒感染并发结核病死亡病例56例作为对照组，对两组病例进行分析。结果研究组和对照组就结核杆菌、肺外结核、X胸片分析以及CD+4细胞计数进行比较，比较有差异，具有统计学意义（P 【关键词】人类免疫缺陷病毒感染；结核病；死亡 我国人类免疫缺陷病毒感染并发结核病死亡率不断增加，本文主要探索人类免疫缺陷病毒感染并发结核病死亡病例的特点。 1资料与方法 1.1一般资料与分组资料选自2007年3月――2012年3月在本州住院期间确诊为结核病且病死的病例112例，将其分为研究组和对照组，人类免疫缺陷病毒感染并发结核病作为研究组，人类非免疫缺陷病毒感染并发结合病作为对照组。其中研究组患者56例，男女比例为33：23，患者年龄为24-65岁，平均年龄为（39±3.83）岁。对照组患者56例，男女比例为35：21，患者年龄为25-69岁，平均年龄为（40±3.49）岁。 1.2检测及分析方法研究组和对照组的患者进行咳痰取样，并将痰标本涂片进行抗酸杆菌检查，采用罗氏培养基对结核杆菌进行培养。并对研究组和对照组患者是否发生肺外结核、胸部X线片检查中病灶的范围，肺内空洞以及CD+4细胞的数量进行分析。 1.3统计学方法所有数据均用SPSS17.0软件包进行统计分析处理，计量资料采用t检验，计数资料采用χ2检验，当P 2结果 2.1结核杆菌检查情况研究组和对照组痰涂片抗酸杆菌比较中，研究组痰涂片抗酸杆菌阳性率明显低于对照组为26.79%，对照组阳性率为46.42%，差异具有统计学意义（P 2.2肺外结核情况研究组和对照组肺外结核对照比较，研究组肺外结核占34例，对照组占27例，且研究组肺外结核发生率明显高于对照组肺外结核的发生率为58.93%，对照组肺外结核的发生率为46.42%，比较有差异具有统计学意义（P 2.3X线片影像学分析研究组和对照组胸部X线片的检查过程中，研究组病灶 50%肺野病明显高于对照组为53.57%，对照组为42.85%，比较有差异，具有统计学意义（P 3结论 我国人类免疫缺陷病毒感染并发结核病死亡的病例随年增加，结核病是免疫缺陷病毒/艾滋病中最有机会感染的并发症，而且免疫缺陷病毒/艾滋病是导致结核病患者死亡最为重要的因素，人类免疫缺陷病毒感染的阳性患者并发结核病的病死率是单纯结核病患者病死率的4倍，不进行任何治疗时，病死率数月内达90%-95%[1]。 本次研究表明，研究组与对照组比较中，研究组人类免疫缺陷病毒感染并发结核病死亡病例具有的临床特点：①痰菌阳性的检出率相对非免疫缺陷病毒感染并发结核病死亡病例的要低；②肺外结核及全身散播的机会多；③肺内病灶比较广泛，肺内空洞的形成较低；④CD+4细胞数量逐渐减少；其减少的程度预示着人类免疫缺陷病毒感染并发结核病患者的生存力。 综上所述，人类免疫缺陷病毒感染患者的免疫力低，导致各种机会性的感染增加，因此在检查结核杆菌的过程中还应当注意其他的真菌、细菌的检查与诊断。通过探索人类免疫缺陷病毒感染并发结核病患者的临床特征能够提升治愈率，降低病死率。

现场实验室的检测功能体现在对物体特性的测量上。实验和比较结果，以确定它们的特性是否可以接受。在公路工程中，检测技术是必不可少的，是工程质量的保证。公路工程的施工质量与人们的出行安全息息相关。不用说，人民生命财产的安全是非常重要的。公路工程一旦出现问题，涉及的范围很广，会产生许多不良影响。为了提高公路工程质量，加强公路工程建设质量管理，有必要建立一个现场实验室。公路工程质量控制涉及图纸设计、技术规范、质量标准等多个方面。现场实验室的目的是实验观察在特定条件下在不同影响下所研究因素的变化。现场实验室的检测功能体现在对物体特性的测量上。实验和比较结果，以确定它们的特性是否可以接受。在公路工程中，检测技术是必不可少的，是工程质量的保证。 1公路工程工地试验室检测存在的问题 工程工地实验室的重要性从上述内容中可以了解到其自身的重要性，但在现实中，实验室检测方面仍然存在一些等待解决的问题。 1.1与其他部门之间的配合效率不高 在施工过程中，如果实验室与其他部门之间缺乏沟通会导致工作效率低下，影响工程的进程。从细节上来看，主要有三个难以协调的问题：第一，责任没有明确。网站工作人员实验室经常混淆其工作和质量监督部门，结果不清楚责任和权力。第二，没有进行专业的管理。实验室的工程中临时建设的，具有临时性特征，同时，这也导致了对其缺少相应的管理和监督，收到各方面的干扰比较严重。第三，部门之间缺乏有效的沟通。现场实验室的大量检查数据和结果只是在实验室中进行使用，并没有与其他部门进行共用共享，这对工程建设的效率有很大的负面影响[1]。 1.2试验人员专业和素质方面存在问题 对现场实验室来说，检验员的专业性是非常重要的，这直接影响到现场实验室的作用能不能有效的发挥。由于检验员的能力和水平都存在差异，所以，对于仪器的使用方面也有很大的差异，影响了现场实验室工作的质量和结果的可得性。由于水平的限制，我国的创新能力不足。新技术的认知度低、接受率低、利用率低，制约了施工现场实验室的现代化建设。实验复杂，工作环境不佳。实验室的检验员一般都是临时调配的，多数情况下，工作人员手中还会有其他的工作，所以，相比较下，就不可能全心全意的将工作重心放在实验室检测方面，对工作质量产生了影响[2]。 1.3工地试验室制度利用率低 公路工程现场实验室系统相对低效。现场实验室系统的充分实施要求施工监理单位和施工单位做好现场实验室检查工作。经检验合格后，报上级交通质量监督部门。如果可以采用网站实验室系统，将大大提高实验室网站的效率，及时响应施工现场情况，对工程质量进行实时检查，加强施工过程的控制，做好施工整改工作。 2加强公路工程工地试验室管理主要建议及应对措施 2.1实现工程实施各部门的有效协调 建立实验室的主要任务是为项目提供测试数据，并为项目的总体质量服务。因此，有必要加强与施工现场其他部门的联系和沟通。建议建立工作联系和报告制度，及时向有关部门提供测试数据和报告结果，并定期举行工程质量分析会议。所有实验室就重大问题进行讨论、研究和报告。从检测和检验的角度，对项目的质量控制进行了分析，并对测试数据进行了统计分析和分析，以帮助质量检验部门对工程质量进行控制[3]。同时，对于建设团队的评价，实验室的有关负责人必须参与，以实现对工程质量的全面控制，提高实验室对工程质量管理的权威性。 2.2加强对检测人员的管理 实验室质量以及它能否充分发挥其优势，加强项目质量的控制很大程度上取决于员工的技术操作水平和专业素质。因此，必须加强试验管理人员，必须配备专业的试验人员、实验室和实验室负责人必须具备相应资质才能完成这些任务。对人员进行定期培训和评估，包括相关的国家法律、环保知识、安全防护知识、仪表和设备操作程序和维护知识、试验操作程序、质量体系文件、公路工程建设规范等。熟悉相关标准，规范公路工程试验和测试及原有设备。合理高效，提高工作效率和准确性，提高检查员的综合素质和服务技能。同时加强检查员的质量和安全教育，提高员工的素质和安全意识。只有加强人才管理，才能不断提高员工的总体素质，使全体员工具备充分的能力和高质量，完成工作，适应科学技术不断发展的需要，确保检查工作的质量，提高工作效率。确保整个公路项目的质量。 2.3完善工地试验室管理制度 检查频次、技术要求和质量标准、检验项目、检验和检验助理应建立在岗位技术培训、检验和检验人员的基础上，持证上岗，进一步建立健全质量责任制、实验室检验和检验质量保证措施，对工作系统进行现场测试和检查，进一步规范内部管理。根据本项目的特点，组织和研究相关质量标准、施工规范、试验和试验规程，明确试验频率和试验方法，重点从各分项工程内容出发，重点讨论试验人员和试验人员的专业技能。半成品、成品、原材料。提高考试综合素质，规范考试的运作，确保考试和考试工作的及时性、准确性、标准化和科学性，提高考试和考试工作的水平。应采取有效措施，确保及时反馈和传输试验结果，并实施检查。 3结束语 要提高质量管理实验室的效率，必须实施全面的实验室管理体系，完善实验室的管理体系，做好信息管理测试工作，明确实验室的职责，做好管理工作，完善实验室的环境和设备，从而全面提高现场实验室的质量管理水平。 参考文献： [1]杨华.浅谈公路工程工地试验室的管理与施工质量控制[J].工程质量，2014，32（06）：63-65. [2]贺利兵.浅谈公路工程工地试验室的管理与施工质量控制[J].居舍，2018（34）：129. [3]颜雪.公路工程工地试验室的管理与施工质量控制研究[J].工程技术研究，2018（10）：109-110. 作者:张黎明 单位:中交第三航务工程局有限公司交建工程分公司

石油化工论文:绿色石油化工工艺 一、绿色石油化工工艺的主要内容 “原子经济性”是绿色石油化工工艺的核心内容之一,所谓经济性就是减少浪费,让所有参与的物品都能达到最大的使用性,原子经济性就是利用原料中参与反应物中的细小原子,在化学反应过程事能够得以充分的利用,尽量！向空气中少产生或不产生废弃物,既能充分利用资源,又能防止污染。回收再利用、减少使用量、再生新能源或是不使用有害原材料是绿色石油化工工艺的另外一个核心内容,回收再利用就是将已有废弃的产品经过化学工艺使之产生新的产品,减少使用量就是对于污染环境,给人类的生存健康的材料少用或尽量不用或是找新的材料来代替。这样就会大大减少三废排放;有效实现“省资源、少污染、减成本”的要求。 二、绿色石油化工工艺现存在的问题 1.危险性大绿色石油化工工艺术行业是一个存在潜在网险巨大的行业,它生产的任何产品都要经过化学反应来进行,稍有不慎就会造成巨大的经济损失或人员伤亡事件,行业危险系数高,危险性大。 2.原料种类少,资源浪费严重绿色石油化工工艺行业主要原料就是石油和煤炭,而我国两种原料的储藏资源在日异减少,要想发展好绿色石油化工工艺行业,就必须保证和两种有限资源的协调发展。目前,我国能源的使用率不高,单位能耗所创造的财富远远低于发达国家,我国创造每单位GDP的能耗比国际水平高出许多,是世界平均值的3至4倍,日本的11.5倍,美国的4.3倍,德国、法国的7.7倍。如果再按照高耗能、粗放式的方式扩大生产,全世界的能源也难以维系高速运行的中国经济快车。 3“.三废”排放多,对环境污染大汽车行业是石油化工行业最大的用户,它每年向空气中排放大量的CO2,全国一些大城市汽车尾气对空气的污染已达到50%以上,人生常期生活中这样的环境里会感觉胸闷,嗓子干痒,头晕等,严重威胁人类的健康。四、绿色石油化工工艺发展思路绿色科技内涵是要对环境污染进行合理控制,从根源上解决环境污染问题,传统的石油化工工艺已对环境产生了污染,而绿色化工工艺体现为绿色生产、无废物排放,这才是控制环境污染的最根本的方法。所以绿色化工工艺要向使用无毒害作用的反映材料与催化剂,追求原子经济,减少“三废”的排放目前标努力!第一要进一步开发研制“原子经济”反应,它是绿色化学工艺首要研发的反应类型,不断研制和改善反应中的催化剂,以实现反应中的各原子利用率最大化;第二,加强石油石化行业管理和内部控制,保证生关设施安全和人员安全,加强岗位责任制度建设,培养员工主人翁意识和责任感;第三选取环保的原材料,绿色石油化工工艺的一个要求就是杜绝使用毒害的原料,而是选择化学物质充当原料,要想从根本上免除环境污染,可以利用能够再生的自然材料例如:野生植物作为化学原料,以及一些农业废物,如:秸秆、稻草等进行反应成为酸、醇等化学物质;第四,选择绿色环保效果好的工艺,设计有利于环境的化学反应途径,形成物质与能量的良性循环。 三、结束语 绿色石油化工工艺的最终目标为生产出对环境和对人类健康有利的产品,保障人们正常的生活和生产中所需的能源。特别是能够研究出代替燃油,减少汽车对向空气中排放的废气,来保护生态系统。随着科技的发展,科研水平的提高,如今,一些高分子、精细化工产品都已问世。例如:生物生产干扰素、费事催化技术合成醛、醇等产品都取得了良好的环保效果。绿色石油化工工艺行业要想有效降低对对环境的破坏,达到没有公害的绿色生产的目的,就要尽量选取一些节约资源,耗能低的化工工艺,以及一些无毒害作用的原材料,利用绿色环保的生产技术,不断提高生产工艺。 石油化工论文:石油化工的防爆电气设备 摘要:近年来,随着对安全生产管理的进一步深入,石油、海洋石油、石油化工和化学工业等行业在争创效益的同时,以人为本、安全生产的意识正在逐步提高。因此,爆炸危险场所的电气和照明设备在采购、设计、安装、使用和维修后的防爆安全性能已经越来越得到石油、化工等行业的重视。 关键词:石油化工 防爆 环境 电气设备 采购 维修 石油化工企业因以石油、天然气及其产品为原料,在生产、加工、处理和储运石油、天然气产品过程中不可避免地会出现爆炸性混合物或火灾危险物质,而电气设备和线路在运行过程中因过载、短路、漏电、电火花或电弧等产生火源,工艺设备或管线会因静电产生火花,爆炸性混合物或火灾危险物质遇到火花、电弧或高温时,将可能引起爆炸或火灾,因此,石油化工企业与普通场所的电气设计相比,因爆炸和火灾危险环境的存在,在电气安全方面有较高的要求。 一、防爆电气应用的场所和环境 (1)具有易燃易爆气体/蒸气的爆炸危险性环境/作业场所。 (2)具有可燃性粉尘的爆炸危险性环境/作业场所。 (3)易燃易爆气体/蒸气和可燃性粉尘同时存在的环境/作业场所,在固态化工成品车间和其运输、包装、称重以及涂覆工艺装置中,这类场所较为常见。 (4)上述三种情况下又同时存在腐蚀性介质以及其他特殊条件(高温高湿、低温、砂尘、雨水、振动)影响的环境/作业场所。 上述爆炸危险环境/场所主要存在于危险化学品生产、运输、储存、应用和销售中。这种环境/场所在石化行业的企业中所占比例大约70%~80%;化工和制药行业占有大约50%。根据危险程度的高低,气体/蒸气危险场所划分为:0区、1区和2区,它们的划分主要取决于释放源(爆炸危险源)的释放程度。当然,场所中的建筑物结构、通风设施的能力以及场所所处的自然因素等都会对其划分有影响,有的影响很大。 二、电气设备选择 1 电气设备的防爆途径 电气设备的防爆主要是消除或控制电气设备产生的火花、电弧和高温。一般有以下几种途径:采用防爆外壳。当爆炸性混合物进入壳体内发生爆炸时,不会引起外壳变形,火焰从外壳之间的间隙传出时,受到足够的冷却,其能量已不能引燃外界的爆炸性混合物,从而起到防爆作用。 采用本质安全电路。当电流和电压都比较小时,在电路中采取一定措施,使线路或设备产生的电火花能量不能引燃外界的爆炸性混合物。隔离法。主要是将爆炸性混合物与产生火花等危险因素的部分隔离,如正压型、充油型电气设备。限制设备正常工作的温度,如增安型电气设备。爆炸性气体环境的电气设备防爆类型有:本质安全型,标志为ia、ib;隔爆型,标志为d;增安型,标志为e;正压型,标志为p;充油型,标志为o;无火花型,标志为n。 2 爆炸性气体环境的电气设备选择 电气设备应根据爆炸危险区域的分区、电气设备的种类和防爆结构的要求进行选择,选用的防爆电气设备的级别和组别,不应低于该爆炸危险气体环境内爆炸性气体混合物的级别和组别。当存在两种以上易燃物质形成的爆炸性气体混合物时,应按危险程度较高的级别和组别选用防爆电气设备。 三、防爆电气设备采购的一般要求 防爆电气设备采购渠道主要来自以下5个领域: (1)设计部门选型; (2)工程项目的招标; (3)成套进口设备采购配套; (4)企业通过网上或自主通过多家报价比较自主采购; (5)市场上企业经营部或商店采购。 采购过程中对供应商和产品资质的要求: (1)防爆合格证。 (2)防爆电气产品的检验报告和检验机构审查通过的技术文件。主要是防止防爆合格证的伪造以及更加详细地了解产品防爆参数和限制的条件。 (3)生产许可证,没有在生产许可证目录的,此项不考虑。 (4)企业的定点或入网证明,此项限于特大型企业。 (5)产品的其他质量证明,例如:船检型式报告、防腐报告、防护试验报告等。 石油化工论文:石油化工内部控制工作要点 随着集团公司各项改革工作的深入实施和管理转型，内控制度进入正式实施的第三年，也是内控管理工作的调整发展年。内控制度实施以来，各企业以完善制度体系为基础，以构建内控管理长效机制为主线，以强化执行力为重点，以检查考核为手段，坚持将内控管理融入日常工作，内控管理工作稳步推进，管理水平不断提升，在规范经营管理行为、防范经营风险、建立长效管理机制等方面起到了很好的保障作用，企业内控管理水平明显提高。但通过检查发现，企业在一些关键环节和细节上还存在部分问题，特别是去年集团公司及股份公司少数企业相继出现管理失控的情况，凸显出内控制度在深入贯彻执行及风险管理方面还存在很多问题。，我们要结合企业改革和转型的需要，以“有效和高效”为目标，围绕总部内控“一体化”、依托制度信息化、研究建立风险识别及预警和防范体系、优化内控检查思路等重心，狠抓内控制度的深入贯彻落实，推动内控管理的转型，提升内控执行力，确保内控管理实现可持续发展。总部及企业重点抓好以下工作： 一是强化风险管理，研究建立风险识别及预警防范体系 研究建立以风险管理为核心和导向的内控管理，企业应从加强关键环节、重点领域的业务管理入手，强化对招投标管理、信用管理、对外投资、分包管理、资产产权处置等生产经营管理过程中高危地带的监控，并加强风险分析和定期评估，避免重大风险和实质缺陷的发生。结合国资委全面风险管理指引的要求，逐步研究建立风险管理事件库。企业要按照统一的格式和要求，定期开展风险分析和评估，对已发生的事件或潜在的重大风险及重要风险进行分析，制定应对、解决或改良措施，按要求纳入风险事件库的管理，并按季度上报总部汇总更新，逐步推进内控管理与全面风险管理的有机融合，进一步提升风险的防范和抵御能力。风险管理事件库统一的格式和要求由总部制定下达，并负责汇总建立集团公司总体的信息库，定期进行分析。 二是开展外部项目调研督导，加强外部项目监管 根据近两年的检查和了解，总体感觉企业外部项目内控管理比较薄弱，考虑外部项目管理的现状，企业要加强对外部项目内控管理的支持和督导。一是加强外部项目管理人员内控培训学习，采取集中培训和现场培训相结合的方式，提高内控管理意识。二是加强外部项目的督导调研，了解外部项目内控执行的难点和阻力，制定切实可行的应对措施，强化对外部项目的支持，提升外部项目的内控执行力。三是加强对国际项目的监管和指导，研究国际市场的特点，有针对性探索和完善国际项目内控管理制度。今年总部拟组织对外部项目相对较为集中的地方，开展外部项目专项调研和检查，以促进提高外部项目的内控管理水平。 三是建立内控管理定期通报机制，定期内控管理动态（简报） 为解企业内控工作开展情况，定期总结管理经验，剖析执行中出现的案例，建立相互学习交流的平台，各企业要建立定期简报制度，通过总结本企业内控管理、风险管理经验或剖析执行中出现的问题与案例，以内控管理动态（简报）的形式下发所属单位，同时将每期内控动态（简报）每月25日前向总部进行报送。原则上规模较大的企业每月报送，其他企业按季度报送。总部依据企业的内控动态（简报），对各企业总结的先进经验和典型案例进行总结提炼和选编，以总部内控动态（简报）的形式定期下发企业，供所属企业进行学习和参考。 四是继续强化基础资料规范工作，推进内控管理要件的表单化工作 集团公司要分步推进实施制度全面信息化工作，将所有制度按照“制度流程化、流程表单化、表单电脑化”的要求进行信息化，该工作也与内控制度表格化联系紧密。企业要规范内控管理要件，结合企业管理实际，整理汇总企业成熟的要件资料，并结合内控制度要求对没有的要件进行制定和完善，对所有内控要件资料力求以表单的形式体现出来，形成本企业的内控管理要件，并于7月底前上报总部。总部借鉴各企业的管理要件格式，完善制定出统一的管理要件格式，形成系统的管理要件表单，为制度信息化奠定基础。 五是调整优化检查考核思路，提高内控检查质量 企业要继续加强内控检查评价，优化和创新检查思路，选拔、培养和选用经验丰富、责任心强的内控检查人员，完善专业队伍人才库建设。企业在做好内控重点流程测试及自查工作的同时，加强外部项目的检查评价工作，延伸检查范围和深度，提高检查频率，结合审计、稽核、效能监察等形式开展专项和复合检查工作。检查中重点控制风险点和关键环节的抽查样本，切实提高内控检查的质量和效果，并落实“严考核、硬兑现”机制，企业检查评价工作应在10月中旬底前完成，11月15日前将自查报告报总部备案。为了进一步提高内控检查的深度，延伸检查范围，总部也将研究优化内控检查的思路和方法。 六是继续加强宣传培训，通过多种形式扩大内控影响力 企业要抓好内控环境建设，扩大内控影响力，提升全员内控管理意识，坚持对内控宣传培训工作常抓不懈，并开展多种形式的宣贯方式。一是坚持业务流程讲解与案例相结合，引用国内外企业的典型案例，通过案例分析来加深对内控流程的理解。二是要加强企业间相互学习交流，内控培训可以聘请兄弟企业的内控专家进行交流讲课，也可组团到管理好的企业去现场学习。三是鼓励内控管理骨干参加有关权威机构或高校举办的培训班，了解内控新观点和新思路，加强理论知识学习。四是开展内控知识竞赛，丰富宣贯形式，强化对流程的学习和理解。五是开展内控论文征集和评比活动，提升内控理论学习和研究水平等。 七是开展专题研究，研究做好与内控相关的专项管理工作 为了更好地做好内控相关工作，配合解决好今年重点工作中的难点，确保内控工作深入并顺利开展，总部计划采取实践推进与课题研究相结合方式，选定部分重点课题，指导企业开展研究工作，以推进专项工作顺利开展。各企业要成立课题研究小组 ，指定相关人员，结合实际工作开展情况，对相关工作进行研究，在企业内开展优秀课题评选活动，并向总部提交推荐优秀研究成果。具体研究围绕以下课题开展：内控风险识别及预警防范体系的构建；内控“一体化”管理存在的问题及应对措施；内控管理与业务监督管理的关系；新形势下内控管理如何实现可持续发展；内控检查评价方法及考核方案的优化思路；内控管理信息化的实现途径及探索等。原则上规模较大的企业应选择多个课题开展研究。 八是做好内控日常管理和运行工作，狠抓内控制度的贯彻落实 内控制度贯彻落实的好坏决定内控管理水平的高低，为了进一步确保内控制度贯彻执行，企业要结合管理实际，继续做好日常管理和运行工作。一是跟踪抓好内控检查出问题的整改落实工作，开展检查回头看及复查工作，防止类似问题再次发生。二是做好年度内控工作计划的安排布置，结合企业实际和总部要求，有针对性地开展内控管理工作。三是抓好内控实施细则的完善，规范权限的细化和转授权机制。四是抓好内控制度的贯彻执行，切实提高内控执行力和自觉性。五是做好内控管理定期总结和汇报工作，并分别在6月中旬及12月中旬前将内控管理总结上报总部。 石油化工论文:石油化工工程项目管理的实用性 1质量控制上的项目管理 其实,质量控制可以看作是三个核心目标中最关键的一个目标,只有保证了工程的质量,才能够进一步讨论对成本以及进度的控制。工程质量的控制贯穿整个施工过程,从建设施工材料的采购,到具体施工流程的进行,到最后的工程验收,都需要进行非常严格的质量控制,才能够保证工程的质量达到要求。要从施工人员的专业技能水平以及职业道德素养入手,确保在整个施工流程中,工作人员严格按照规定进行材料的采购与工程的进行,杜绝偷工减料、违规操作等情况的出现。另外,对新技术、新工艺的开发应用也可以提高工程的质量,可以在实际的施工过程中更多地注意采用更加先进的技术。 2石油化工建设工程项目管理的主要内容 以成本、进度、质量三个核心目标为出发点,在现代的建设工程项目管理中,可通过多方面的措施来实现项目管理的作用。在当今科技水平飞速发展的背景下,项目管理主要包括了SHE管理、合同管理以及信息管理等三方面的内容,通过这三方面的内容,在建设工程中进行综合应用,可以让三个核心目标得以实现,充分体现出现代项目管理在石油化工建设工程中应用的完善性。 2.1项目管理中SHE管理的应用所谓SHE管理,也就是将安全(safety)、健康(health)、环境(environment)三者结合到一起的一个综合管理系统。将减少施工过程的安全事故,保证施工人员的健康状况,保护外界环境不受破坏作为管理的出发点,对可能存在着危险、不稳定的因素进行及时的纠正。特别是对于石油化工建设工程来说,在施工过程中会存在着相当多的安全隐患以及威胁施工人员健康和破坏生态环境的因素,进行SHE管理是石油化工建设工程最为基本的一项管理内容。 2.2项目管理中合同管理的应用 合同管理是通过建设工程中的不同参与方所应该履行的义务以及所具有的的权利来进行责任分配的一种管理方式。通过合同管理,可以更好地明确建设工程中每一个具体项目的负责方,将保证施工的成本、进度以及质量具体到每一个工程参与方。目前石油化工建设工程中参与方可能涉及到的合同包括设计合同、承包合同、分包合同等等,这些合同在签订于解除的过程中都具有相应的法律效应,加强合同管理是提高整体工程质量,实现工程参与方利益共赢的必要手段。 2.3项目管理中信息管理的应用 信息管理是在新时代高科技发展背景之下兴起的一种管理方式,通过信息手段,实现建设工程的高效系统化管理。在石油化工建设工程中,信息管理主要包括组织类信息管理、经济类信息管理、技术类信息管理、政策类信息管理等多方面的内容,通过对多种信息的综合管理,可以很好地实现对建设工程中成本、进度、质量等目标的有效控制,让石油化工建设工程得到更加快速的发展。 3结束语 经过多年的发展,项目管理的水平取得了很大程度上的进度。随着科技技术的逐步完善,许多高科技手段在项目管理中的逐渐应用,石油化工建设工程中的项目管理将会达到一个全新的台阶,在现代项目管理的调控与影响下,石油化工建设工程将会得到更加全面的发展。 石油化工论文:石油化工安全生产风险控制的措施 石油化工是以石油为原料生产化学产品的化学工业,安全生产时石油化工企业生存和发展的生命线,关系到国计民生,而在现实石油化工成产中,由于相关工作人员安全生产风险控制意识薄弱,没有贯彻落实安全生产要求,石油化工企业在化学药品开发、煤矿开采等方面发生的风险事故较多,给国家和人民的人身财产安全造成严重损失。因此,加强石油化工安全生产过程中的风险控制显得尤为必要。 1安全生产风险控制概述 石油化工属于高危行业,发生安全事故具有一定的必然性,但在生产过程中,进行严明的安全生产管理,严格控制生产流程,规范操作,可将风险发生率降到最低。一般可以从以下几个方面来进行安全生产风险控制:第一,人的安全可靠性。对于生产过程每一个环节,工作人员需要严格遵守规范操作,保证自身安全;第二,设备的安全可靠性。设备是石油化工顺利生产的重要决定因素,因而需要时刻保证生产设备安全稳定的运行状态;第三;环境的安全可靠性。保障设备、人员所处环境的安全性,避免因环境因素引发安全事故;第四;制定合理的生产管理制度,纪律严明,避免因管理不当而引发安全事故。安全生产风险控制是指企业根据风险评价报表,制定并落实相应的风险控制措施,从而将安全生产风险控制在合理范围[1]。一般风险控制措施包含两个方面:第一,预防安全事故的发生,即在石油化工生产过程中做好预防措施,防患于未然;第二,控制故事损失扩大的措施,即在事故发生以后,采取一系列针对性的挽救措施,将事故控制在最小范围,从而降低损失。 2安全生产风险控制措施 2.1安全生产风险控制措施内容 第一,采用先进工程技术手段实现安全生产,控制生产风险。工程技术措施是解决企业安全生产风险的优化方案,主要通过采用先进的工程技术手段来控制安全生产中的风险因素。例如,石油化工生产过程中易发生火灾等安全事故,可采用防火工程、消防技术等先进技术措施,做好风险控制管理,从而有效降低安全事故的发生率;第二,提高安全生产管理水平。人为因素在石油化工安全生产中起着决定性作用,因而在生产过程中,要加强安全管理,制定标准设备管理制度、员工行为准则和岗位职责制度,实现一体化的管理,从而提高化工生产安全性;第三;提高操作人员的综合能力。操作人员的专业能力和职业素质是影响石油化工安全生产的关键因素,企业需要提高操作人员的操作技术和职业道德素质,以此降低安全生产风险。例如,企业可开展思想道德教育讲座、讲坛等活动,利用多媒体技术播放优秀石油化工生产人员的工作事迹,以此对企业员工进行思想道德教育,增强员工的责任心;第四,加强个体防护措施管理。 2.2安全生产风险控制措施的制定与实施 安全生产控制措施是将风险程度作为参考依据,风险程度一般分为轻度风险、中度风险、重度风险。在制定控制措施时,要充分考虑到控制措施的可操作性、可行性、安全性和合理性。针对轻度风险,风险控制措施为:保持石油化工生产现状,检查生产设备,找出风险原因和解决方案,并作好记录;针对中度风险,一般根据风险制定相应的管理制度,从而控制风险;针对重度风险,首先要整理重大风险改进措施清单,清单中需要包含风险名称、风险现状、风险级别、责任部门和相应的风险改进措施。同时,还要制定包含风险名称、改进目标、改进指标、改进投入资金、实施时间和负责部门等条例的风险控制方案,严格按照风险控制方案执行风险控制措施,保证责任到人,以达到控制风险的目的。控制措施落实到位以后,还需要由该项目的负责人对实施结果进行审核评定,主要审核指标包括技术措施完成进度、完成质量和资金投入等,确保风险控制措施落实到位。 2.3风险信息更新 石油化工生产工艺繁多复杂,生产过程存在易燃、易腐、易爆炸以及有毒性等风险,易引发安全事故,因而企业要及时更新化工生产过程中的风险信息,以便做好防控风险措施,降低风险发生率。例如,企业每年定时对常规化工生产活动进行一次风险识别和风险评价[2],主要审核过去的风险评价是否完善、是否全面包含企业生产各个环节以及相应的风险措施是否有效、是否需要扩充等,进行必要完善后制成风险评价报告。针对非常规性、作业复杂、危险性较大的生产活动,在每一次开工前就需要对生产活动进行风险评价工作,确保生产设备安全可用、生产环境适宜等,并将其制成可行性报告上报给上级领导,得到审批后才可作业。 3结语 石油化工属于高危行业,也关系到国计民生,因而加强石油化工企业安全生产风险控制是十分必要的。企业可以从采用工程技术措施、提高安全生产管理水平、提高操作人员的综合能力、加强个体防护管理等方面来提高化工生产过程中的风险控制。针对轻度风险、中度风险、重度风险等不同风险级别采取针对性的控制措施,并定时进行风险信息更新活动,以此降低企业化工生产风险发生率。 石油化工论文:探析石油化工泵的节能技术 论文关键词：石油化工泵　节能技术　应用 论文摘要：随着社会分工的不断深化，全球工业化已经成为必然发展趋势。石油资源的开发和利用更是工业化发展过程中必不可少的重要手段。但是由于石油化工泵在设计的过程中为了型号统一等需要，导致不少机泵并没有真正发挥其应有的工作效能，“杀鸡用牛刀”的现象时有发生，造成了石油化工泵电能、功效的浪费。因此，本文通过详细介绍石油化工泵的具体应用，探讨石油化工泵的节能技术，真正做到节能减排，合理应用。 一、我国石油资源的现状以及石油化工泵节能的根本原因 随着工业化进程的不断加快，我国“十一五”科学技术发展规划中明确提出了“突破节能关键技术，实现降低国内生产总值能耗”的战略目标。石油是一个国家重要的战略资源，也是人民日常生活中必不可少的能量资源。 但是我国石油等能量资源依靠国外进口的程度已经高达百分之四十七，不仅严重影响到了我国能源的安全，而且对于全面落实产业结构调整，节约资源，大力发展循环经济的基本国策提出了挑战。 作为石油化工等领域必不可少的基础设备，机泵的节能技术的先进与否已经严重影响到了石油化工等能源的开发和成本结算。由于常年为了适应生产弹性的要求，石油化工企业大多数的机泵经常会出现“杀鸡用牛刀”，“小马拉大车”的情况。导致不少机泵的工业效能没有得到合理的配制和发挥，经常造成不必要的浪费。因此，加大力度探讨石油化工泵的节能技术啊，已经成为我们发展石油化工等重工业的必然趋势。 二、石油化工泵的节能技术 1、输送泵过剩扬程控制技术 为了适应生产操作的弹性要求和真正做到节能减排，维护数据质量的良好局面，加大能源统计分析力度，严格按照有关的技术指标的规定，积极的收集、整理、上报相关数据，增强技术指标统计工作的指导作用。方便更加深入的进行耗能原因的分析以及探讨石油化工泵的节能技术的结构原理，切实做到节能减排，提高能效的根本目标。 输送泵过剩扬程控制技术的关键是做到出口节流、进口节流、旁路调节以及根据具体情况，具体分析和实施是否需要切割叶轮外径，减少叶轮数量、更换叶轮大小。 首先，由于应用输送泵过剩扬程控制技术不适于调节要求太大的机泵，特别是具有陡降扬程性能曲线的机泵。所以出口节流成为机泵最常见、最简单的调节方法。通过关小出口阀的方式来增加管线系统损失，减少工作流量。但是阀门的开度一般不能够小于百分之五十，否则将会出现泵过大的情况。 其次，尽量避免进口节流比出口节流扬程少的情况发生，因为这种情况极有可能引起输送泵过剩扬程控制技术、抽空，会随时损坏机泵的轴承。因此，我们通常采用的方式是，利用对串联运行的第二台机泵的进口，吸入压力较大的裕量。这样不仅能够避免多级泵因为轴力的突然改变而引起的零部件的损坏，更能够节省能源，发挥机泵的最大效益。 除此之外，我们还可以通过旁路调节，即在机泵的出口管线旁设立另外一条管线，使部分液体返回泵的进口或者吸液罐。这样就可以保障实际泵送量比需要量大，不至于出现因为低于最小流量而产生的液体过热、气蚀和震动。 除了上述的几个基本方法以外，我们还可以通过根据流量或者扬程超过需要量的3%——5%时，切割叶轮外径，降低其流量。但是值得强调的一点是，叶轮切割时候，一定要注意叶轮是否是原型叶轮，如果之前因为某种原因，已经对叶轮进行了切割，那么再次进行切割时一定要注意切割量的掌握情况。避免叶轮外径和导叶内经间隙过大的情况发生；多级泵不能在进口处拆除叶轮，否则会出现因为阻力增加而导致的气蚀现象。因此在多级泵的流量或者压力调节较大的情况发生时，可以在排除端减少叶轮的数量并加定距套，保证机泵的正常运转。 2、变频调速节能技术在石油化工泵中的应用 随着科学技术的进步， 通过应用变频调速节能技术，我们可以更好的控制风机、泵类的负载量，进而达到节能减排的目标，换句话来讲，变频调速节能技术已经成为各个行业发展循环经济的重要举措，因此，变频调速节能技术在石油、化工等多个领域得到了最广泛的应用。 首先，变频调速节能技术在化肥装置渣油进料泵中的应用。以A-GA101渣油进料泵为例，该设备是将减压渣油原料输送到汽化炉，并合成氨装置的重要设备。该系统的工作原理是通过采用控制出口阀门的方法进行控制，即利用差压变送器检测系统的流量信号送至PID调节器，并通过PID调节器来控制出口调节阀的开度和输出控制信号，从而保持机泵流量的稳定。通过变频调速节能技术在石油化工泵中的应用，我们不仅解决了源系统中节流量较大、浪费大量电能、控制度低、电机噪声较大的问题，而且由于变频技术的改造，机泵投入运行之后，操作工艺控制的更加平稳，变频器的调节程度更加精准，不仅使系统控制的精准度达到了优化标准，而且节约了渣油进料泵的电源能量。 其次，积极实践渣浆泵的多段调速变频技术。在平时的生产环节中，尾矿泵是安全生产的重要组成部分，尾矿泵一般都是流水连续作业，在实际的生产过程中，尾矿系统的耗电量一般会比较大，因此，积极实践渣浆泵的多段调速变频技术是提高尾矿泵运行效率，实现自动化的重要保障。例如，某公司在利用花费装置检修的时候，针对3台渣油进料泵进行了变频优化节能改造。在经过调速变频技术之后，工艺控制水平逐步平稳，系统控制精准度也大幅度提高，不仅减少了以前机泵控制系统的有关滞后现象，更使得机泵的运行压力日趋平稳，工艺运行指标也得到了优化。 石油化工论文:大型石油化工企业供配电系统 摘要：大型石化企业内采用何种供配电方式，既能满足生产需要，又能使供配电系统安全、可靠、经济、合理地运行是摆在我们面前急需解决的新问题。本文根据大型石油化工企业供配电特点，介绍了石油化工企业内三种主要的供配电方式，并对其进行了较详细的分析比较。 关键词：石油化工 企业供配电 1　前言 目前我国的大型石油化工企业（简称石化企业）多数是由中、小型逐步扩容起来的，对于企业内的供配电系统没有很好地按照大型以及特大型石化企业统筹规划。随着我国经济建设的飞速发展以及现代生活的需要，还将新建许多大型以及特大型石化企业，如企业内供配电方式选择不合理将会给企业带来极大的经济损失。因此，大型石化企业内采用何种供配电方式，既能满足生产需要，又能使供配电系统安全、可靠、经济、合理地运行是摆在我们面前急需解决的新问题，也是与大型石化企业供配电特点息息相关的。 2　大型石化企业供配电特点 2.1 对供配电的可靠性要求非常高 对连续运行的石化企业来说，对供配电的可靠性要求是非常高的，仅几个周波的电力系统故障就能造成大量生产装置停工，甚至引起灾难性的后果。 2.2 负荷相对平稳 石化企业的负荷是相对平稳的，日负荷曲线的变化很小，生产装置运行正常后，负荷几乎数周甚至数月不变。 2.3 负荷以异步电动机为主 石化企业的负荷主要是以大型异步电动机拖动的风机、压缩机以及隔爆或增安型异步电动机拖动的机泵为主。由于石化企业供配电系统内具有大量异步电动机的运行，因此，应对其功率因数进行有效的补偿。当采用电力电容补偿时，电力电容器组宜安装在主变电所、多区域配电所或多区域变电所内，因为这些变电所内的负荷相对平稳，而且可缩短装置变电所故障时的备用电源自动投入时间。 2.4 大型电动机启动 催化主风机等大型电动机的启动虽然次数很少，但启动时间却较长，是影响大型石化企业内供配电系统的关键问题之一。 2.5 具有企业自备热电厂 大型石化企业都具有企业自己的热电厂，其规模与企业的规模及地域的需求有关，有些规模大的热电厂除满足本企业的用电需求外还可向电力系统售电，通常仅能为本企业提供一定负荷及保安电源。石化企业的热电厂的主要作用是为企业内供汽，因此汽轮机多以背压式、抽汽背压式或抽汽凝汽式为主。一旦电力系统发生故障造成石化企业大面积停电，生产装置会立即停止用汽，各发电动机很难保证此时的稳定运行。通常大型石化企业的热电厂既是企业供配电系统的中心。 2.6 逐步扩容 石化企业的另一特点是用电负荷的逐步扩容，增加新装置及改造扩容是石化企业司空见惯的事情，因此在设计石化企业内供配电系统时一定要考虑留有足够的扩展余地。 3　大型石化企业对供电电源的要求 大型石化企业的用电负荷较大，通常总运行容量大于60MVA，供电电压为（66）110KV，220KV，并应由两个以上独立的电源供电，运行方式一般为双电源单运行或双电源双运行。 所谓双电源单运行供配电方式是某个供电电源正常运行另一个供电电源作备用，正常运行供电电源故障后备用供电电源自动投入确保企业的连续供配电。该运行方式的优点是企业内供配电系统倒闸操作方便，缺点是正常运行供电电源故障后极易造成企业生产的混乱。 双电源双运行供配电方式是两个供电电源均正常运行，某个供电电源故障后母线联络断路器自动投入确保企业的连续供配电。该运行方式的优点是某一供电电源故障后对企业生产造成的影响较小，缺点是企业内供配电系统倒闸操作很不方便。 4　大型石化企业内的主变电所 大型石化企业通常是以热电厂或总降压变电所作为主变电所。一些大型石化企业内具有数个主变电所，运行方式等事宜通常供电力公司制约。大型石化企业内主变电所的接线方式通常是单母线分段带旁路母线及双母线等，一般位于企业的外侧以便输入供电电源，因此，必须采用电力电缆向生产装置变电所供电。企业内采用供配电电压及供配电方式应根据企业的负荷特点及地理位置等因素仔细选择。 5　大型石化企业内供配电电压及供配电方式 我国大型石化企业内供配电电压通常为： 35KV，10KV，6KV及0.4KV； 大型石化企业内主要供配电方式为： 主变电所直配供配电方式； 多区域配电所供配电方式； 多区域变电所供配电方式； 6　主变电所直配供配电方式 从主变电所6（10）KV母线采用放射式直接供配电至各装置变电所就构成了主变电所直配供配电方式。 该供配电方式构成简单，设备管理集中，容易实现全企业的微机化管理及保护，各装置变电所均可无人值守，人员需求较少，是目前多数石化企业主要采用的供配电方式。但该供配电方式主变电所配出回路过多，系统供配电损耗很大，另外，目前多采用电力电缆沿系统管架敷设的形式，多条电缆都从主变电所一处配出也给这些电缆的设计、施工、运行以及今后的扩容都带来了极大的不便。在该供配电方式中每个配出回路都必须按该生产装置的最大运行负荷考虑，因此，不得不增加电器设备及配出电缆的投资。由于该供配电方式仅从主变电所一处配出，供配电系统末端的电压波动很大，这给处于企业负荷远端的储运及给排水系统的电气运行造成了一些困难。 为了在主变电所配出线短路时维持主变电所6（10）KV母线的残余电压，以及限制装置变电所的短路容量，也不得不在主变电所母线配出端安装出线电抗器。出线电抗器的安装又给大型电动机启动及供配电系统运行等带来了一系列问题。大型电动机回路出线电抗器的选择是一个非常严格的问题，电抗百分值选择小了，不但短路电流限制的不够，而且大型电动机启动时对主变电所6（10）KV母线的冲击也很大；选择大了，又不能保证大型电动机启动时的机端电压及启动力矩。因该供配电方式从主变电所至装置变电所是采用电力电缆直配方式，主变电所的短路阻抗与装置变电所的短路阻抗几乎相等，不能用短路电流的幅值来选择装置变电所内故障与主变电所出线电抗器及其系统电力电缆故障，过电流保护必须采用时间阶梯方式，所以主变电所母线配出回路不能安装过电流速断保护。当某一装置变电所发生短路故障时，会造成在主变电所该段6（10）KV母线下各装置变电所的大量低压电动机因瞬时低电压停机，这会给生产造成混乱，而且主变电所配出的回路越多影响范围越大。由于大型石化企业的大型异步电动机很多，因此，除多区域变电所供配电方式外，在计算主变电所低压侧母线短路电流时应考虑多台大型异步电动机的影响。该供配电方式的主变电所6（10）KV母线的短路容量及变压器容量不能太大，否则无法选择电气设备。对于6KV系统，变压器容量不易大于31.5MVA；对于10KV系统，变压器容量不易大于50MVA。有效的处理方法是将主变电所6（10）KV母线分成多段，以降低主变电所每段母线的短路容量。 大型石化企业典型主变电所直配供配电方式电力系统接线简图见图-1。在该简图中，电力系统的供配电电源侧采用了双电源单运行供配电方式，四台变压器的容量应相同，而低压侧决不能简单的看作四台变压器的连接，各变压器的低压侧通过主母线、旁路母线、母联断路器及旁路断路器组成数个环状接线，它具有高度的灵活性和可靠性。该接线可看作是具有紧密连接的两个独立变电所，而且仅增加了LB23一台断路器并结合旁路母线，主变电所的运行最大负荷既可从各变压器总容量的50%增至66%，既正常运行时各变压器的负荷率均为66%，某台变压器故障后，该变压器负荷通过母联断路器、旁路母线及旁路断路器分别由另外两台变压器各负担33%，而且对故障变压器所担负的任何装置变电所的两段进线，还都是由主变电所的两台独立的变压器分别供出的。大型电动机的启动是采用两台变压器短时并联的方式完成的，对主变电所母线冲击很小，而且只有该接线才能确保在单台变压器故障后仍能有两台变压器并联完成大型电动机的启动。 图-1 典型主变电所直配供配电方式电力系统接线简图 7　多区域配电所供配电方式 在石化企业内用电负荷集中的多处区域建立区域配电所，由企业主变电所以6（10）KV电压向这些区域配电所供配电，再由这些区域配电所向各装置变电所供配电即形成了多区域配电所供配电方式。 该供配电方式与主变电所直配供配电方式相比仅是在主变电所的配出方式有所不同。配出回路数的减少，给这些电缆的设计、施工、运行以及今后的扩容都带来了一定的方便，也减少了电器设备及配出电缆的投资，系统供配电损耗也有所降低，设备管理还很集中，可较容易地实现全企业的微机化管理及保护。除一些重要区域配电所外，一般区域配电所及各装置变电所也是无人值守。该供配电方式也是目前一些石化工企业采用的供配电方式。由于该供配电方式增加一级配出，使主变电所母线配出回路过电流保护及各装置变电所的低电压保护与备用电源自动投入与主变电所直配供配电方式相比必须还要增加一个时间阶梯。主变电所母线配出回路也不能安装过电流速断保护。另外，该供配电方式仍没有解决供配电系统末端的电压波动很大及主变电所母线配出端电抗器的问题。瞬时低电压停机问题依然存在，大型电动机回路也仍然需要主变电所6（10）KV母线经出线电抗器直配的供配电方式，而且主变电所母线的短路容量及变压器容量受限问题也无法解决。 区域配电所的容量还要受到主变电所母线出线电抗器容量的限制。简单的解决方法见图-2，从主变电所母线增加S3回路与L13和L23母联断路器，可将S1和S2回路的负荷率从50%增至100%，L13和L23母联断路器也应增设备用电源自动投入保护。 8　多区域变电所供配电方式 同多区域配电所供配电方式相似，区域变电所供配电方式也是在石化企业内用电负荷集中的多处区域建立区域变电所，将电力系统获得的电源电压经数台主变压器变压为石化企业内可接受的35KV电压，由企业主变电所用35KV电力电缆向这些区域变电所供配电，再由这些区域变电所经过变压器变压后，再向各装置变电所供配电即形成了多区域变电所供配电方式。大型石化企业典型多区域变电所供配电方式电力系统接线简图见图-3。 该供配电方式是以35KV为主供配电系统，解决了供配电系统末端的电压波动很大及主变电所母线配出端电抗器的问题，而且主变电所母线的短路容量及变压器容量受限问题也得到了解决。主变电所母线配出回路可安装过电流速断保护，缩短了断开35KV电力电缆短路故障的时间。从主变电所经35KV电力电缆与变压器配至各大型电动机，使各大型电动机与其供配电的变压器组成了电动机—变压器组，设计人员可根据各大型电动机的有关参数很容易地选择变压器的容量及阻抗电压百分值。该供配电方式不必增加主变电所母线配出过电流保护及各装置变电所的低电压保护与备用电源自动投入的时间阶梯，瞬时低电压停机的影响范围也有所减小。虽然该供配电方式是以35KV为主供配电系统，但在主变电所附近的生产装置（见图-3装置1变电所）还应采用主变电所直配供配电方式。但由于在企业内增加了35KV电压等级，而且该供配电方式与上述两个供配电方式相比增加很多变压器，这给企业内供配电系统的设计、施工、运行管理及检修试验增加了很大的难度，目前我国大型石化企业还很少采用该供配电方式，但却是今后新建大型及特大型石化企业主要采用的方式。 图-3　典型多区域变电所供配电方式电力系统接线简图 9　装置变电所供配电方式 装置变电所通常均采用单母线分段的供配电方式，母联一般装设备用电源自动投入保护，配出方式则有母线直配至用电负荷与母线配至各电动机控制中心（MCC）再配至用电负荷两种。国外进口装置变电所多采用后者，该供配电方式可在MCC开关柜上减少一些投资，而且可缩小在MCC故障时对供配电系统的影响范围。在设计装置变电所开关柜时，宜将进线、母联、电压互感器、变压器及补偿电容器开关柜集中布置，以方便今后的运行管理。 10　保安电源的设置 当石化企业发生大面积停电事故时，极易发生着火爆炸事故，一些生产装置还会造成重大设备事故，因此，必须考虑企业全面停电时的消防及其它问题。企业热电厂应安装低周减载装置，以增加事故情况下的发动机运行的稳定，并通过安装大型柴油消防泵及在部分生产装置安装柴油发电系统以解决此类问题。 11　结束语 多数石化企业的供配电系统是根据本企业实际情况，采用上述各种供配电方式的混合形成的。建议对主变电所附近少量负荷较少的生产装置采用主变电所直配供配电方式；对距主变电所较远负荷较少的多个生产装置，采用多区域配电所供配电方式；对距主变电所较远或供电半径内负荷较大的多个生产装置，采用多区域变电所供配电方式。对于采用主变电所以直配及多区域配电所为主供配电方式的大型石化企业，建议考虑图-1的主变电所接线方式。对于新建大型石化企业的供配电系统，建议考虑多区域变电所供配电方式。 石油化工论文:石油化工企业消防污水收集与处理初探 摘要：阐述了石油化工企业消防污水的产生及特点，提出了石油化工企业须重视消防污水的收集与处理，结合工程实例介绍了消防污水的收集方法。文章建议国家环境保护法规增加关于消防污水的有关内容。 关键词：石油化工 消防 污水处理 前言 随着社会的进步，人们的环境保护意识不断增强。石化企业水污染防治工作取得了较大的成绩。但是，消防污水的收集与处理问题常常被人们忽视。本文就这一方面的问题谈谈自己的看法。不当之处，望同行们批评指正。 1 消防污水的产生 石油化工企业是以石油或天然气为主要原料，通过不同的生产工艺过程、加工方法，生产各种石油产品、有机化工原料、化学纤维及化肥的工业。各种成分的物料在这里加工、储存、装卸、输送。一旦发生火灾，导致容器和管道破裂，物料就会泄漏出来。消防时，泄漏出来的物料混入消防水，消防水即被污染。笔者将这部分受污染的消防水称之为消防污水。 从消防污水的产生过程来看，其产生须具备两个条件：其一，消防污水只有在消防时才会产生；其二，消防污水只有在物料泄漏并混人消防水时才会产生。 消防污水的产生过程决定了消防污水具有区别于其它形式污水的特点。 2 消防污水的特点 消防污水具有以下几个特点： ①污水量变化大。由于消防污水只是在消防时产生，因而其水量与消防时实际用水量有关，而消防实际用水量与火灾严重程度密切相关。当火灾处于初期或程度比较轻时，消防实际用水量就小，产生的消防污水也就少；当火灾程度比较严重时，消防实际用水量就大，产生的消防污水也就多；当火灾特别严重时，企业内消防设施不能满足消防要求，需要动用企业外部消防设施，此时产生的消防污水就更多。 ②污水中污染物组分复杂。石油化工企业产品种类繁多、化工装置千差万别。不同的化工装置、不同的工艺流程、火灾发生时不同的泄漏点位置，消防污水中污染物的组分都会不同。物料泄漏量不同，消防污水中污染物的浓度也会有很大差异。 消防污水具有区别于其它形式污水的特点，但是无论何种形式的污水，它都存在着收集与处理的问题。 3 消防污水的收集与处理 消防污水如不采取措施加以收集，便会沿地面流淌至雨水管道，最终汇入江河湖泊，造成地下水、地表水的严重污染。依据石油化工企业的环保法规，“石油化工企业应该做到清污分流”，受到污染的消防水也应该从未受污染的水中分流出来。因此消防污水的收集与处理是必要的，不能因为火灾就忽略了对环境的保护。特别是加工过程中含有毒物质的企业，这个问题更应重视。 针对消防污水的特点，在将其送入污水处理厂前，还应注意以下几点： ①消防污水在被送入污水处理厂前须进行检测。 ②消防污水收集池须有一定的调节容积。 ③当消防污水可回收利用时，应考虑回收利用。 下面以金陵拜耳1万t/a组合聚醚装置中，堆桶场和原料罐区为例，谈谈消防污水是如何收集的。 4 工程实例 金陵拜耳1万t/a组合聚醚装置是由德国BAYER公司与金陵石化化工二厂合资兴建。该装置由原料罐区、生产厂房、堆桶场、加热区、污水池等建构筑物组成。产品组合聚醚是由聚醚与添加剂混配而成，其中添加剂中含胺类物质。若胺类物质泄漏并流入水体，将会造成地表水、地下水的污染，造成环境的污染。为防止消防污水对环境的污染，德国BAYER公司提供的基础设计中明确提出，该装置原料罐区、生产厂房、堆桶场的消防排水均须考虑收集并将受污染消防水送至化工二厂污水处理厂。 以堆桶场为例，是将其设计成一块周围高、中间低的盆地状场地，供收集消防污水。场地中间设一水沟，水沟的末端接切换井。切换井有两个出口，一个出口接污水池，一个出口接阀门井。阀门井内的阀门关闭，水即进入污水池，污水池蓄满后，水被积在盆状场地之内；阀门井内的阀门打开，积水即可排至雨水系统。 消防污水与未受污染的消防水的切换，按以下步骤进行：平时将阀门井内的阀门关闭，消防时，消防水被限制在盆状场地之内。检测人员经取样分析，如确认消防水未被污染，打开阀门，将场地内积水排至雨水系统；若分析结果显示消防水已被污染，则启动污水池内的污水泵，将受污染水送至污水处理厂（图1）。 盆状场地的净容积是这样确定的：考虑到污水的检测时间约须1.5－2h，场地内按可容纳3h消防用水量。依据《建筑设计防火规范》，堆桶场消防用水量确定为25L/s，3h消防用水的溶积即为270m3，因而，盆状场地的净容积应不小于270m3。 堆桶场的设计要点：一是要计算盆状场地的净容积，确保堆桶场在堆好成品桶。原料桶、空桶和废料桶时仍能满足270m3要求；二是盆状场地的地坪应做好防渗工作，因为此时的盆状场地兼作消防污水收集池；三是污水泵的流量确定应综合考虑污水处理厂的承受能力和盆状场地的排空时间。 原料罐区有现成的围堰，只要保证其容量，并做好防渗工作，便可作为消防污水收集池。 以上设计得到德国BATER公司的认可。 目前，该工程已竣工投产，消防污水收集设施使用效果如何，还有待今后实践的检验。 5 存在的问题 ①由于我国环保规范未提及消防污水，消防污水的收集容积在规范和手册中均没有明确的计算方法。以上计算是否妥当，有待于实践的检验。 ②消防实际用水量可能远远大于规范中规定的消防用水量，实际消防用水量太大时，消防污水就会溢出收集池，流入雨水管道，污染环境。但是，如果将收集池做得很大，势必又增加了土建投资。如何经济、合理地确定消防污水收集池的容积，还有待于同行们的进一步探讨。 ③污水的检测项目不同、同一检测项目所使用的仪器不同，检测所需时间就会不同。而污水检测所需时间对消防污水收集他的容积影响很大。污水检测所需时间如何确定，依据不足。 6 几点建议 ①石油化工工程设计应考虑消防污水的收集。 ②建设石油化工企业污水处理厂应考虑消防污水处理量。 ③国家环境保护标准规范在有关章节应增加消防污水的有关内容。 石油化工论文:浅析石油化工装置工艺管线系统试压研究 [论文关键词] 石油化工　管线试压技术　管道工艺技术 [论文摘 要] 石油化工装置是以石油裂解加工为主体生产各种燃油和化工原料的生产装置。装置内的各种工艺介质多为易燃、易爆和有毒性的物质。因此，在石油化工装置施工过程中，各类工艺管道的安装质量必须严格控制，严禁其泄漏，否则将造成严重后果。本文旨是根据石油化工装置工艺技术的危险因素，安全设计方面进行深入的探讨。 目前我国石油的生产是越来越大，可是石油化工装置是以石油裂解加工为主体生产各种燃油，以及是以化工原料为主体的生产装置的，装置内存在着各种工艺介质很多都是有毒性的物质，易燃、易爆的物质和。也就是说，在石油化工装置施工过程中，各类工艺管道的安装质量必须严格控制，严禁其泄漏，否则将造成严重后果。工艺管线安装过程中，为检验焊缝的质量及法兰连接处的密闭性，管线的试压工作是十分重要和必不可少的一道关键工序。 实际上，从标本兼治的理念来看，设计成品的质量对安全生产有着不可忽视的影响。石油化工装置设计安全是预防火灾爆炸事故发生，实现安全生产的一项重要工作。那么要如何保证装置设计安全呢，当然就要严格、正确地执行相关法规、标准规范，特别是强制性标准。 一．石油化工装置管线试压工艺技术研究 1.技术准备。大型石油化工装置工艺管线系统多，走向错综复杂，为了使试压工作正常进行，必须预先做好充分的技术准备。试压前，应根据工艺流程图编制试压方案，理清试压流程，按要求确定试压介质、方法、步骤及试压各项安全技术措施等。 2.管线的完整性检查。管线的完整性检查是管线试压前的必要工作，没有经过完整性检查确认合格的系统一律不得进行试压试验。完整性检查的依据是管道系统图、管道平面图、管道剖面图、管道支架图、管道简易试压系统图等技术文件。完整性检查的方法一是施工班组对自己施工的管线按设计图纸自行检查，二是施工技术人员对试压的系统每根管线逐条复检，三是试压系统中所有管线按设计图纸均检查合格后，申报质监、业主进行审检、质检。完整性检查的内容分硬件和软件两部分。 3.物资准备。管线试压介质一般分为两类：一类是气体，一类是液体。气体一般采用空气、干燥无油空气和氮气等。液体一般采用水、洁净水和纯水等。因此，如果管线没有特殊的要求，试压介质一般多采用水。试压工作是一种比较危险的工作。因此，在此项工作开始前应进行充分的物资准备工作。主要包括试压设备的维护保养、安全检查和进场布设；各种试压用仪器、仪表的校验、检查和安装；试压临时管线及配件的安装布置；试压用盲板、螺栓、螺母、垫片等材料的准备；设备、仪表、阀门、管件、安全阀、流量计等隔离措施的实施；试压中各种安全技术措施所需物资的供应及现场的布置等工作。 4.压力试验。承受内压管线的试验压力为管线设计压力的1.5倍；当管道的设计温度高于试验温度时，试验压力应符合下式Ps=1.5δ1/δ2δ1/δ2 6.5时，取6.5值；当Ps在试验温度下，产生超过屈服强度应力时，应应将试验压力降至管道压力不超过屈服强度时的最高试验压力。气压试验管道的试验压力为设计。对于气压作强度试验的管线，当强度试验合格后，直接将试验压力降至气密性试验的压力，稳压30分钟，以无泄漏、无压降为合格。检验采用在焊口、发兰、密封处刷检漏液的方法。 5.试压安全技术规定。管线试压是非常危险的，应做好各项安全技术措施。液压试验管段长度一般不应超过1000米，试验用的临时加固措施应经检查确认安全可靠，并做好标识。试验用压力表应在检定合格期内，精度不低于1.5级，量程是被测压力的1.5～2倍，试压系统中的压力表不得少于2块。液压试验系统注水时，应将空气排尽，宜在环境温度5℃以上进行，否则须有防冻措施。合金钢管道系统，液体温度不得低于5℃。试验过程中，如遇泄漏，不得带压修理，缺陷消除后，应重新试压。试压合格后应及时卸压，液体试压时应及时将管内液体排尽。系统试验完毕后，应及时拆除所有临时盲板，填写试压记录。试压过程中，试压区域要设置警戒线，无关人员不得入内，操作人员必须听从指挥，不得随意开关阀门。 二．石油化工装置管道工艺技术 1.塔和容器的管线设计 依据工艺原理合理布置。分馏塔与汽提塔之间的管线布置。通常分馏塔到汽提塔有调节阀组，调节阀组应靠近汽提塔安装，以保证调节阀前有足够离的液柱。分馏塔与回馏罐之间的管线布置。当分馏塔的塔顶压力用热旁路控制时，热旁路应尽量短且不得出现袋形，调节阀应设在回流罐的上部。汽液两相流的管道布置时，管道上的调节阀应尽量靠近接收介质的容器布置，减少管道压降，避免管道震动。如图3所示。由此可见，管线不可随意布放。 2.泵的管线设计 泵入口偏心异径管的使用。泵吸人管道设计是确保泵经常处于正常工作状态的关键。当泵人口管系统有变径时，要采用偏心大小头以防变径处气体积聚，偏心异径管的安装方式如下：一般采用项平安装，当异径管与向上弯的弯头直连的情况下可以采用底平安装。这种安装方式可以省去低点排液。 布置泵的人口管线时要考虑到几个方面的因素： ①泵的人口管支架的设置。如泵的进口在一侧，则泵的入口管支架应是可调式，且人口管及阀门位置在泵的侧前方。 ②气阻。进泵管线不得有气阻，这一点很容易被忽视，某些布置虽符合工艺流程图，但在局部会产生气阻现象，从而严重影响泵的运行。 ③管道柔性。泵是同转机械，管道推力作用在管嘴上会使转轴的定位偏移，因此管道设计要保证泵嘴受力在允许数值内。塔底进泵的高温管线尤其需要考虑热补偿。 3.冷换设备的管线设计逆流换热 ①冷换设备冷水走管程由下部进入，上部排出。这样供水发生故障时，换热器内有存水，不致排空。如作为加热器时用蒸汽加热，蒸汽从上部引入，凝结水由下部排出。 ②安装净距。为了方便检修，换热器进出口管线及阀门法兰。均应与设备封头盖法兰保持一定距离，为方便拆卸螺栓净距一般为300mm。 ③热应力。换热器的固定点一般是在管箱端，凡连接封头端管嘴的管道必须考虑因换热器热胀而位移的影响。重沸器返回线各段管线长度的分配要恰当，可以防止设备管嘴受力过大。回线各段管线长度的分配要恰当，可以防止设备管嘴受力过大。 三．总结 设计方法和手段的不断进步能有效地提高设计质量。作为设计者，会受生理和心理等因素的影响，容易出现偏差，技术的进步，极大地补偿了人的缺陷。当前，计算机辅助设计CAD正在广泛应用，它使设计工作更高效、更优质，使一些易出差错的环节不复存在。掌握CAD设计手段是现阶段设计者的基本要求，也是设计者知识水平不断更新提高的体现。 石油化工论文:浅谈石油化工高效液相色谱仪检测技术 论文关键词：高效液相色谱仪　石油化工　检测 论文摘要：蒸发光散射检测器作为高效液相色谱仪的一个重要组成部分，具有高效、快速的特点，在石油样品的范围检测越来越广。本文主要针对蒸发光散射检测技术在石油化工领域中的应用进行了分析。 蒸发光散射检测器(ELSD)作为一种新型的通用型检测器,显示了极大的优越性,引起了广大科研工作者的注意,在一定程度上弥补了HPLC传统检测器上的不足。笔者综述了ELSD的仪器结构、工作原理以及影响检测的因素,重点介绍其在石油化工领域中的应用。 1.ELSD的结构和工作原理 1966年, Ford第一次介绍了ELSD,当时它被称为蒸发分析器( Evaporative Analyzer) ,后来又被称为质量检测器(Mass Detector) 、光散射检测器(Light Scaterring Detector) 等,属于一种具有较高灵敏度的通用检测器。它运用光散射技术使高分子量和低分子量化合物检测时通过质量敏感(Mass Responsive)模式来完成。对于各种已经商品化的ELSD主要由3部分组成:雾化器、加热漂移管和光散射池。 1.1雾化器 雾化器直接和分析柱的出口相连接,从柱后出来的流出物进入雾化器,在雾化器的末端与通入的气体(通常是氮气或氦气)充分混合成均匀的小液滴,可以通过调节气体的流速和洗脱液的流速来调节所产生液滴的大小。对于ELSD的稳定性在很大程度上取决于物化器气体流速,气体流速如果低于正常流速,会产生较大体积的液滴,大液滴会凝聚在加热漂移管上使响应值降低,大液滴中的流动相如果不能完全蒸发,则会形成尖峰;如果气体流速过高,则大液滴的数量会减少,响应值降低。 1.2加热漂移管 加热漂移管是ELSD的一个重要部件。柱流出物经过物化器后变成气溶胶,然后经过加热漂移管。加热漂移管的作用是使气溶胶中的易挥发组分挥发,流动相中的不易挥发组分经过加热漂移管进入散射池。加热漂移管的重要参数是在保证流动相完全蒸发的前提下设置尽量低的温度,特别是对于一些不稳定的化合物,更应该在低温下蒸发掉流动相。 1.3光散射池 在光散射池中,样品颗粒散射光源发出的光经过检测器产生电信号。在仪器的实际结构中,光源大多数使用多色光源,但是也有的厂家使用激光源。激光源除强度较大以外,有本征的缺憾,即对于一些具有生色基团的化合物,如果其吸收波长正好与激光光源波长相等,这种化合物就不会被检测到;另一方面,因散射光强度和(D/I)有关,所以多色光的散射强度使ELSD的响应因子更接近于一个真正的质量检测器,而单色光ELSD的响应因子会有较大的变化。经样品颗粒散射的光被光电倍增管或硅晶体光电二极管接收,其发展趋势是硅晶体光电二极管被逐步取代光电倍增管。 2．影响ELSD检测的因素 Charleswoortin最早研究了ELSD的检测原理,并为它以后的发展奠定了基础,后来经过大量的学者研究逐渐加以完善,并由Mengerink系统地总结如下: 2.1 物化器 散射光的强度与进入光散射池的颗粒大小有关, ,因此也就与在雾化过程中产生的液滴大小有关。可以用Nukiya-ma和Tanasawa的经验公式计算气溶胶中的液滴平均直径(D) 。液滴直径的大小与表面张力、流动相的密度和粘度以及气体的流速有关,可以通过调节这些参数来实现对液滴大小的调节,以提高检测器的灵敏度。 2.2 加热漂移管 加热漂移管的作用是把柱流出物中的流动相加热蒸发掉,只剩下化合物的颗粒。其温度的设定值应根据洗脱液的组成和性质而定,例如当流动相的沸点高时,应该升高操作温度,使其完全蒸发,同时要尽量保持较低的温度,以免使待分析的物质加热蒸发,而导致检测器的灵敏度降低。 2.3 光散射池 当一个颗粒与光作用时,共有3 种类型的散射过程发生: Rayleigh散射、Mie散射和折射- 反射。这3种过程均与颗粒的直径(D)及波长(λ)有关,当D /λ 0. 1时产生Ray-leigh散射;当0. 1 D /λ 1 时,产生Mie散射; 当D /λ 1时,产生折射- 反射。散射光的强度主要来自于两种不同的组合,即Rayleigh散射和Mie散射或Mie散射和折射- 反射。冯埃生和Trathnigg等人分别考察了影响ELSD检测的因素,发现加热漂移管的温度对基线水平和噪声的影响有明显的规律:温度较低时,流动相不能完全蒸发掉,基线水平较高;温度过高时可能会带来更大的噪声。 3. ELSD在石油化工领域中的应用 由于ELSD具有其它传统检测器无法比拟的优点,所以在碳水化合物、氨基酸、表面活性剂、医药、磷酯类化合物等检测方面发挥了巨大的作用,但是在石油化工领域,由于物质的复杂性而应用比较少。Padlo等人用HPLC - ELSD体系对VGO 馏分油和减压渣油进行模拟蒸馏,当加热漂移管的温度为40～80℃时流动相为正戊烷,工作温度为115～150℃时流动相为正己烷,结果发现当加热漂移管的温度为40℃时,对应油样中只有沸点大于315℃的组分才能被检测到,也就是说检测限为315℃,同样当加热漂移管的温度为80、115、150℃时,对应油样沸点检测限分别大于380、435、482℃,依据不同的ELSD操作温度可以得到油品的沸点分布结果。把实验结果与气相模拟蒸馏的结果进行对比,表明前者具有分析时间短、样品用量小、不使用色谱柱、使用范围广等优点。Padlo、朱继升等人采用Padlo建立了正相高效液相色谱法,用PAC (丙胺氰基柱) 、DNAP (二硝基苯胺丙烷) 、D IOL (正相硅胶键合二醇) 3个液相色谱柱串连,通过柱切换和梯度洗脱等手段将沸点大于315℃ (600°F)煤液化油分成饱和烃、芳烃(1～5环)和极性化合物3个组分,然后用二极管阵列检测器、蒸发光散射检测器分别对各个组分进行定性、定量分析,并把结果与气相模拟蒸馏法和重量法测得的结果进行对比,结果表明前者在准确性和重复性方面均与后者相媲美。Ashraf采用带有两个正相色谱柱(丙胺氰基柱PAC和二硝基苯胺丙烷DNAP)和两个检测器(二极管阵列检测器DVD和蒸发光散射检测器ELSD)的多维HPLC系统,成功运用于瓦斯油(VGO) 、重瓦斯油(HVGO) 、减压渣油(VR)以及深拔馏分(DD)中6种烃类组分的芳香烃含量、质量和支链分布的定量测定。这些烃类组分包括饱和烃(脂肪烃和环烷烃) , 1～4环芳香烃和极性化合物(高于4环的含N、O杂环化合物) 。这种独特的HPLC系统以正己烷、二氯甲烷和异丙醇为流动相,采用梯度洗脱有效分离烃类组分,对蒸发光散射检测器进行较宽范围质量校正以及独特的算法将二极管阵列检测器光谱转换成芳香烃含量。此方法在分离初、馏点高于340℃的样品时具有其它方法不具备的优点。Bartle对蒸发光散射检测器在凝胶渗透色谱(GPC)中的应用做了进一步的探索研究,研究发现在测定煤液化油提取物时,对于一些窄分布、高分子量(大于300)的馏分有较好的灵敏度和线性关系,从某种程度上可以称之为质量检测器,相对于传统GPC检测器而言具有巨大的优越性;但是对于低分子量的馏分,由于沸点低,在蒸发除去流动相的过程中,待分析物也一同被气化而损失掉,所以应用ELSD测定煤液化油提取物时只能测定高分子量(大300)馏分;Xie Rong等人采用配有蒸发光散射检测器、粘度计、示差折光检测器的GPC系统成功地分析了聚合物的螺旋半径、固有粘度、分子量及其分布; L i同样将ELSD应用在GPC上测定沥青和渣油的分子量和分子量分布,并把测定结果与用薄层色谱的测定结果进行对比。 4结束语 综上所述，通过调节气体流速和加热漂移管的温度,使响应值、信噪比达到最大。ELSD的响应不依赖于被检测物质的光学性质,只能检测沸点低于流动相的样品。ELSD检测灵敏度高,检测限达到ng级且检测过程中基线稳定,能进行梯度洗脱。 石油化工论文:石油化工企业消防污水收集与处理初探 摘要：阐述了石油化工企业消防污水的产生及特点，提出了石油化工企业须重视消防污水的收集与处理，结合工程实例介绍了消防污水的收集方法。文章建议国家环境保护法规增加关于消防污水的有关内容。 关键词：石油化工 消防 污水处理 前言 随着社会的进步，人们的环境保护意识不断增强。石化企业水污染防治工作取得了较大的成绩。但是，消防污水的收集与处理问题常常被人们忽视。本文就这一方面的问题谈谈自己的看法。不当之处，望同行们批评指正。 1 消防污水的产生 石油化工企业是以石油或天然气为主要原料，通过不同的生产工艺过程、加工方法，生产各种石油产品、有机化工原料、化学纤维及化肥的工业。各种成分的物料在这里加工、储存、装卸、输送。一旦发生火灾，导致容器和管道破裂，物料就会泄漏出来。消防时，泄漏出来的物料混入消防水，消防水即被污染。笔者将这部分受污染的消防水称之为消防污水。 从消防污水的产生过程来看，其产生须具备两个条件：其一，消防污水只有在消防时才会产生；其二，消防污水只有在物料泄漏并混人消防水时才会产生。 消防污水的产生过程决定了消防污水具有区别于其它形式污水的特点。 2 消防污水的特点 消防污水具有以下几个特点： ①污水量变化大。由于消防污水只是在消防时产生，因而其水量与消防时实际用水量有关，而消防实际用水量与火灾严重程度密切相关。当火灾处于初期或程度比较轻时，消防实际用水量就小，产生的消防污水也就少；当火灾程度比较严重时，消防实际用水量就大，产生的消防污水也就多；当火灾特别严重时，企业内消防设施不能满足消防要求，需要动用企业外部消防设施，此时产生的消防污水就更多。 ②污水中污染物组分复杂。石油化工企业产品种类繁多、化工装置千差万别。不同的化工装置、不同的工艺流程、火灾发生时不同的泄漏点位置，消防污水中污染物的组分都会不同。物料泄漏量不同，消防污水中污染物的浓度也会有很大差异。 消防污水具有区别于其它形式污水的特点，但是无论何种形式的污水，它都存在着收集与处理的问题。 3 消防污水的收集与处理 消防污水如不采取措施加以收集，便会沿地面流淌至雨水管道，最终汇入江河湖泊，造成地下水、地表水的严重污染。依据石油化工企业的环保法规，“石油化工企业应该做到清污分流”，受到污染的消防水也应该从未受污染的水中分流出来。因此消防污水的收集与处理是必要的，不能因为火灾就忽略了对环境的保护。特别是加工过程中含有毒物质的企业，这个问题更应重视。 针对消防污水的特点，在将其送入污水处理厂前，还应注意以下几点： ①消防污水在被送入污水处理厂前须进行检测。 ②消防污水收集池须有一定的调节容积。 ③当消防污水可回收利用时，应考虑回收利用。 下面以金陵拜耳1万t/a组合聚醚装置中，堆桶场和原料罐区为例，谈谈消防污水是如何收集的。 4 工程实例 金陵拜耳1万t/a组合聚醚装置是由德国BAYER公司与金陵石化化工二厂合资兴建。该装置由原料罐区、生产厂房、堆桶场、加热区、污水池等建构筑物组成。产品组合聚醚是由聚醚与添加剂混配而成，其中添加剂中含胺类物质。若胺类物质泄漏并流入水体，将会造成地表水、地下水的污染，造成环境的污染。为防止消防污水对环境的污染，德国BAYER公司提供的基础设计中明确提出，该装置原料罐区、生产厂房、堆桶场的消防排水均须考虑收集并将受污染消防水送至化工二厂污水处理厂。 以堆桶场为例，是将其设计成一块周围高、中间低的盆地状场地，供收集消防污水。场地中间设一水沟，水沟的末端接切换井。切换井有两个出口，一个出口接污水池，一个出口接阀门井。阀门井内的阀门关闭，水即进入污水池，污水池蓄满后，水被积在盆状场地之内；阀门井内的阀门打开，积水即可排至雨水系统。 消防污水与未受污染的消防水的切换，按以下步骤进行：平时将阀门井内的阀门关闭，消防时，消防水被限制在盆状场地之内。检测人员经取样分析，如确认消防水未被污染，打开阀门，将场地内积水排至雨水系统；若分析结果显示消防水已被污染，则启动污水池内的污水泵，将受污染水送至污水处理厂（图1）。 盆状场地的净容积是这样确定的：考虑到污水的检测时间约须1.5－2h，场地内按可容纳3h消防用水量。依据《建筑设计防火规范》，堆桶场消防用水量确定为25L/s，3h消防用水的溶积即为270m3，因而，盆状场地的净容积应不小于270m3。 堆桶场的设计要点：一是要计算盆状场地的净容积，确保堆桶场在堆好成品桶。原料桶、空桶和废料桶时仍能满足270m3要求；二是盆状场地的地坪应做好防渗工作，因为此时的盆状场地兼作消防污水收集池；三是污水泵的流量确定应综合考虑污水处理厂的承受能力和盆状场地的排空时间。 原料罐区有现成的围堰，只要保证其容量，并做好防渗工作，便可作为消防污水收集池。 以上设计得到德国BATER公司的认可。 目前，该工程已竣工投产，消防污水收集设施使用效果如何，还有待今后实践的检验。 5 存在的问题 ①由于我国环保规范未提及消防污水，消防污水的收集容积在规范和手册中均没有明确的计算方法。以上计算是否妥当，有待于实践的检验。 ②消防实际用水量可能远远大于规范中规定的消防用水量，实际消防用水量太大时，消防污水就会溢出收集池，流入雨水管道，污染环境。但是，如果将收集池做得很大，势必又增加了土建投资。如何经济、合理地确定消防污水收集池的容积，还有待于同行们的进一步探讨。 ③污水的检测项目不同、同一检测项目所使用的仪器不同，检测所需时间就会不同。而污水检测所需时间对消防污水收集他的容积影响很大。污水检测所需时间如何确定，依据不足。 6 几点建议 ①石油化工工程设计应考虑消防污水的收集。 ②建设石油化工企业污水处理厂应考虑消防污水处理量。 ③国家环境保护标准规范在有关章节应增加消防污水的有关内容。 石油化工论文:浅析石油化工装置工艺管线系统试压研究 [论文关键词] 石油化工　管线试压技术　管道工艺技术 [论文摘 要] 石油化工装置是以石油裂解加工为主体生产各种燃油和化工原料的生产装置。装置内的各种工艺介质多为易燃、易爆和有毒性的物质。因此，在石油化工装置施工过程中，各类工艺管道的安装质量必须严格控制，严禁其泄漏，否则将造成严重后果。本文旨是根据石油化工装置工艺技术的危险因素，安全设计方面进行深入的探讨。 目前我国石油的生产是越来越大，可是石油化工装置是以石油裂解加工为主体生产各种燃油，以及是以化工原料为主体的生产装置的，装置内存在着各种工艺介质很多都是有毒性的物质，易燃、易爆的物质和。也就是说，在石油化工装置施工过程中，各类工艺管道的安装质量必须严格控制，严禁其泄漏，否则将造成严重后果。工艺管线安装过程中，为检验焊缝的质量及法兰连接处的密闭性，管线的试压工作是十分重要和必不可少的一道关键工序。 实际上，从标本兼治的理念来看，设计成品的质量对安全生产有着不可忽视的影响。石油化工装置设计安全是预防火灾爆炸事故发生，实现安全生产的一项重要工作。那么要如何保证装置设计安全呢，当然就要严格、正确地执行相关法规、标准规范，特别是强制性标准。 一．石油化工装置管线试压工艺技术研究 1.技术准备。大型石油化工装置工艺管线系统多，走向错综复杂，为了使试压工作正常进行，必须预先做好充分的技术准备。试压前，应根据工艺流程图编制试压方案，理清试压流程，按要求确定试压介质、方法、步骤及试压各项安全技术措施等。 2.管线的完整性检查。管线的完整性检查是管线试压前的必要工作，没有经过完整性检查确认合格的系统一律不得进行试压试验。完整性检查的依据是管道系统图、管道平面图、管道剖面图、管道支架图、管道简易试压系统图等技术文件。完整性检查的方法一是施工班组对自己施工的管线按设计图纸自行检查，二是施工技术人员对试压的系统每根管线逐条复检，三是试压系统中所有管线按设计图纸均检查合格后，申报质监、业主进行审检、质检。完整性检查的内容分硬件和软件两部分。 3.物资准备。管线试压介质一般分为两类：一类是气体，一类是液体。气体一般采用空气、干燥无油空气和氮气等。液体一般采用水、洁净水和纯水等。因此，如果管线没有特殊的要求，试压介质一般多采用水。试压工作是一种比较危险的工作。因此，在此项工作开始前应进行充分的物资准备工作。主要包括试压设备的维护保养、安全检查和进场布设；各种试压用仪器、仪表的校验、检查和安装；试压临时管线及配件的安装布置；试压用盲板、螺栓、螺母、垫片等材料的准备；设备、仪表、阀门、管件、安全阀、流量计等隔离措施的实施；试压中各种安全技术措施所需物资的供应及现场的布置等工作。 4.压力试验。承受内压管线的试验压力为管线设计压力的1.5倍；当管道的设计温度高于试验温度时，试验压力应符合下式Ps=1.5δ1/δ2δ1/δ2 6.5时，取6.5值；当Ps在试验温度下，产生超过屈服强度应力时，应应将试验压力降至管道压力不超过屈服强度时的最高试验压力。气压试验管道的试验压力为设计。对于气压作强度试验的管线，当强度试验合格后，直接将试验压力降至气密性试验的压力，稳压30分钟，以无泄漏、无压降为合格。检验采用在焊口、发兰、密封处刷检漏液的方法。 5.试压安全技术规定。管线试压是非常危险的，应做好各项安全技术措施。液压试验管段长度一般不应超过1000米，试验用的临时加固措施应经检查确认安全可靠，并做好标识。试验用压力表应在检定合格期内，精度不低于1.5级，量程是被测压力的1.5～2倍，试压系统中的压力表不得少于2块。液压试验系统注水时，应将空气排尽，宜在环境温度5℃以上进行，否则须有防冻措施。合金钢管道系统，液体温度不得低于5℃。试验过程中，如遇泄漏，不得带压修理，缺陷消除后，应重新试压。试压合格后应及时卸压，液体试压时应及时将管内液体排尽。系统试验完毕后，应及时拆除所有临时盲板，填写试压记录。试压过程中，试压区域要设置警戒线，无关人员不得入内，操作人员必须听从指挥，不得随意开关阀门。 二．石油化工装置管道工艺技术 1.塔和容器的管线设计 依据工艺原理合理布置。分馏塔与汽提塔之间的管线布置。通常分馏塔到汽提塔有调节阀组，调节阀组应靠近汽提塔安装，以保证调节阀前有足够离的液柱。分馏塔与回馏罐之间的管线布置。当分馏塔的塔顶压力用热旁路控制时，热旁路应尽量短且不得出现袋形，调节阀应设在回流罐的上部。汽液两相流的管道布置时，管道上的调节阀应尽量靠近接收介质的容器布置，减少管道压降，避免管道震动。如图3所示。由此可见，管线不可随意布放。 2.泵的管线设计 泵入口偏心异径管的使用。泵吸人管道设计是确保泵经常处于正常工作状态的关键。当泵人口管系统有变径时，要采用偏心大小头以防变径处气体积聚，偏心异径管的安装方式如下：一般采用项平安装，当异径管与向上弯的弯头直连的情况下可以采用底平安装。这种安装方式可以省去低点排液。 布置泵的人口管线时要考虑到几个方面的因素： ①泵的人口管支架的设置。如泵的进口在一侧，则泵的入口管支架应是可调式，且人口管及阀门位置在泵的侧前方。 ②气阻。进泵管线不得有气阻，这一点很容易被忽视，某些布置虽符合工艺流程图，但在局部会产生气阻现象，从而严重影响泵的运行。 ③管道柔性。泵是同转机械，管道推力作用在管嘴上会使转轴的定位偏移，因此管道设计要保证泵嘴受力在允许数值内。塔底进泵的高温管线尤其需要考虑热补偿。 3.冷换设备的管线设计逆流换热 ①冷换设备冷水走管程由下部进入，上部排出。这样供水发生故障时，换热器内有存水，不致排空。如作为加热器时用蒸汽加热，蒸汽从上部引入，凝结水由下部排出。 ②安装净距。为了方便检修，换热器进出口管线及阀门法兰。均应与设备封头盖法兰保持一定距离，为方便拆卸螺栓净距一般为300mm。 ③热应力。换热器的固定点一般是在管箱端，凡连接封头端管嘴的管道必须考虑因换热器热胀而位移的影响。重沸器返回线各段管线长度的分配要恰当，可以防止设备管嘴受力过大。回线各段管线长度的分配要恰当，可以防止设备管嘴受力过大。 三．总结 设计方法和手段的不断进步能有效地提高设计质量。作为设计者，会受生理和心理等因素的影响，容易出现偏差，技术的进步，极大地补偿了人的缺陷。当前，计算机辅助设计CAD正在广泛应用，它使设计工作更高效、更优质，使一些易出差错的环节不复存在。掌握CAD设计手段是现阶段设计者的基本要求，也是设计者知识水平不断更新提高的体现。 石油化工论文:浅谈石油化工高效液相色谱仪检测技术 论文关键词：高效液相色谱仪　石油化工　检测 论文摘要：蒸发光散射检测器作为高效液相色谱仪的一个重要组成部分，具有高效、快速的特点，在石油样品的范围检测越来越广。本文主要针对蒸发光散射检测技术在石油化工领域中的应用进行了分析。 蒸发光散射检测器(ELSD)作为一种新型的通用型检测器,显示了极大的优越性,引起了广大科研工作者的注意,在一定程度上弥补了HPLC传统检测器上的不足。笔者综述了ELSD的仪器结构、工作原理以及影响检测的因素,重点介绍其在石油化工领域中的应用。 1.ELSD的结构和工作原理 1966年, Ford第一次介绍了ELSD,当时它被称为蒸发分析器( Evaporative Analyzer) ,后来又被称为质量检测器(Mass Detector) 、光散射检测器(Light Scaterring Detector) 等,属于一种具有较高灵敏度的通用检测器。它运用光散射技术使高分子量和低分子量化合物检测时通过质量敏感(Mass Responsive)模式来完成。对于各种已经商品化的ELSD主要由3部分组成:雾化器、加热漂移管和光散射池。 1.1雾化器 雾化器直接和分析柱的出口相连接,从柱后出来的流出物进入雾化器,在雾化器的末端与通入的气体(通常是氮气或氦气)充分混合成均匀的小液滴,可以通过调节气体的流速和洗脱液的流速来调节所产生液滴的大小。对于ELSD的稳定性在很大程度上取决于物化器气体流速,气体流速如果低于正常流速,会产生较大体积的液滴,大液滴会凝聚在加热漂移管上使响应值降低,大液滴中的流动相如果不能完全蒸发,则会形成尖峰;如果气体流速过高,则大液滴的数量会减少,响应值降低。 1.2加热漂移管 加热漂移管是ELSD的一个重要部件。柱流出物经过物化器后变成气溶胶,然后经过加热漂移管。加热漂移管的作用是使气溶胶中的易挥发组分挥发,流动相中的不易挥发组分经过加热漂移管进入散射池。加热漂移管的重要参数是在保证流动相完全蒸发的前提下设置尽量低的温度,特别是对于一些不稳定的化合物,更应该在低温下蒸发掉流动相。 1.3光散射池 在光散射池中,样品颗粒散射光源发出的光经过检测器产生电信号。在仪器的实际结构中,光源大多数使用多色光源,但是也有的厂家使用激光源。激光源除强度较大以外,有本征的缺憾,即对于一些具有生色基团的化合物,如果其吸收波长正好与激光光源波长相等,这种化合物就不会被检测到;另一方面,因散射光强度和(D/I)有关,所以多色光的散射强度使ELSD的响应因子更接近于一个真正的质量检测器,而单色光ELSD的响应因子会有较大的变化。经样品颗粒散射的光被光电倍增管或硅晶体光电二极管接收,其发展趋势是硅晶体光电二极管被逐步取代光电倍增管。 2．影响ELSD检测的因素 Charleswoortin最早研究了ELSD的检测原理,并为它以后的发展奠定了基础,后来经过大量的学者研究逐渐加以完善,并由Mengerink系统地总结如下: 2.1 物化器 散射光的强度与进入光散射池的颗粒大小有关, ,因此也就与在雾化过程中产生的液滴大小有关。可以用Nukiya-ma和Tanasawa的经验公式计算气溶胶中的液滴平均直径(D) 。液滴直径的大小与表面张力、流动相的密度和粘度以及气体的流速有关,可以通过调节这些参数来实现对液滴大小的调节,以提高检测器的灵敏度。 2.2 加热漂移管 加热漂移管的作用是把柱流出物中的流动相加热蒸发掉,只剩下化合物的颗粒。其温度的设定值应根据洗脱液的组成和性质而定,例如当流动相的沸点高时,应该升高操作温度,使其完全蒸发,同时要尽量保持较低的温度,以免使待分析的物质加热蒸发,而导致检测器的灵敏度降低。 2.3 光散射池 当一个颗粒与光作用时,共有3 种类型的散射过程发生: Rayleigh散射、Mie散射和折射- 反射。这3种过程均与颗粒的直径(D)及波长(λ)有关,当D /λ 0. 1时产生Ray-leigh散射;当0. 1 D /λ 1 时,产生Mie散射; 当D /λ 1时,产生折射- 反射。散射光的强度主要来自于两种不同的组合,即Rayleigh散射和Mie散射或Mie散射和折射- 反射。冯埃生和Trathnigg等人分别考察了影响ELSD检测的因素,发现加热漂移管的温度对基线水平和噪声的影响有明显的规律:温度较低时,流动相不能完全蒸发掉,基线水平较高;温度过高时可能会带来更大的噪声。 3. ELSD在石油化工领域中的应用 由于ELSD具有其它传统检测器无法比拟的优点,所以在碳水化合物、氨基酸、表面活性剂、医药、磷酯类化合物等检测方面发挥了巨大的作用,但是在石油化工领域,由于物质的复杂性而应用比较少。Padlo等人用HPLC - ELSD体系对VGO 馏分油和减压渣油进行模拟蒸馏,当加热漂移管的温度为40～80℃时流动相为正戊烷,工作温度为115～150℃时流动相为正己烷,结果发现当加热漂移管的温度为40℃时,对应油样中只有沸点大于315℃的组分才能被检测到,也就是说检测限为315℃,同样当加热漂移管的温度为80、115、150℃时,对应油样沸点检测限分别大于380、435、482℃,依据不同的ELSD操作温度可以得到油品的沸点分布结果。把实验结果与气相模拟蒸馏的结果进行对比,表明前者具有分析时间短、样品用量小、不使用色谱柱、使用范围广等优点。Padlo、朱继升等人采用Padlo建立了正相高效液相色谱法,用PAC (丙胺氰基柱) 、DNAP (二硝基苯胺丙烷) 、D IOL (正相硅胶键合二醇) 3个液相色谱柱串连,通过柱切换和梯度洗脱等手段将沸点大于315℃ (600°F)煤液化油分成饱和烃、芳烃(1～5环)和极性化合物3个组分,然后用二极管阵列检测器、蒸发光散射检测器分别对各个组分进行定性、定量分析,并把结果与气相模拟蒸馏法和重量法测得的结果进行对比,结果表明前者在准确性和重复性方面均与后者相媲美。Ashraf采用带有两个正相色谱柱(丙胺氰基柱PAC和二硝基苯胺丙烷DNAP)和两个检测器(二极管阵列检测器DVD和蒸发光散射检测器ELSD)的多维HPLC系统,成功运用于瓦斯油(VGO) 、重瓦斯油(HVGO) 、减压渣油(VR)以及深拔馏分(DD)中6种烃类组分的芳香烃含量、质量和支链分布的定量测定。这些烃类组分包括饱和烃(脂肪烃和环烷烃) , 1～4环芳香烃和极性化合物(高于4环的含N、O杂环化合物) 。这种独特的HPLC系统以正己烷、二氯甲烷和异丙醇为流动相,采用梯度洗脱有效分离烃类组分,对蒸发光散射检测器进行较宽范围质量校正以及独特的算法将二极管阵列检测器光谱转换成芳香烃含量。此方法在分离初、馏点高于340℃的样品时具有其它方法不具备的优点。Bartle对蒸发光散射检测器在凝胶渗透色谱(GPC)中的应用做了进一步的探索研究,研究发现在测定煤液化油提取物时,对于一些窄分布、高分子量(大于300)的馏分有较好的灵敏度和线性关系,从某种程度上可以称之为质量检测器,相对于传统GPC检测器而言具有巨大的优越性;但是对于低分子量的馏分,由于沸点低,在蒸发除去流动相的过程中,待分析物也一同被气化而损失掉,所以应用ELSD测定煤液化油提取物时只能测定高分子量(大300)馏分;Xie Rong等人采用配有蒸发光散射检测器、粘度计、示差折光检测器的GPC系统成功地分析了聚合物的螺旋半径、固有粘度、分子量及其分布; L i同样将ELSD应用在GPC上测定沥青和渣油的分子量和分子量分布,并把测定结果与用薄层色谱的测定结果进行对比。 4结束语 综上所述，通过调节气体流速和加热漂移管的温度,使响应值、信噪比达到最大。ELSD的响应不依赖于被检测物质的光学性质,只能检测沸点低于流动相的样品。ELSD检测灵敏度高,检测限达到ng级且检测过程中基线稳定,能进行梯度洗脱。 石油化工论文:探析石油化工泵的节能技术 论文关键词：石油化工泵　节能技术　应用 论文摘要：随着社会分工的不断深化，全球工业化已经成为必然发展趋势。石油资源的开发和利用更是工业化发展过程中必不可少的重要手段。但是由于石油化工泵在设计的过程中为了型号统一等需要，导致不少机泵并没有真正发挥其应有的工作效能，“杀鸡用牛刀”的现象时有发生，造成了石油化工泵电能、功效的浪费。因此，本文通过详细介绍石油化工泵的具体应用，探讨石油化工泵的节能技术，真正做到节能减排，合理应用。 一、我国石油资源的现状以及石油化工泵节能的根本原因 随着工业化进程的不断加快，我国“十一五”科学技术发展规划中明确提出了“突破节能关键技术，实现降低国内生产总值能耗”的战略目标。石油是一个国家重要的战略资源，也是人民日常生活中必不可少的能量资源。 但是我国石油等能量资源依靠国外进口的程度已经高达百分之四十七，不仅严重影响到了我国能源的安全，而且对于全面落实产业结构调整，节约资源，大力发展循环经济的基本国策提出了挑战。 作为石油化工等领域必不可少的基础设备，机泵的节能技术的先进与否已经严重影响到了石油化工等能源的开发和成本结算。由于常年为了适应生产弹性的要求，石油化工企业大多数的机泵经常会出现“杀鸡用牛刀”，“小马拉大车”的情况。导致不少机泵的工业效能没有得到合理的配制和发挥，经常造成不必要的浪费。因此，加大力度探讨石油化工泵的节能技术啊，已经成为我们发展石油化工等重工业的必然趋势。 二、石油化工泵的节能技术 1、输送泵过剩扬程控制技术 为了适应生产操作的弹性要求和真正做到节能减排，维护数据质量的良好局面，加大能源统计分析力度，严格按照有关的技术指标的规定，积极的收集、整理、上报相关数据，增强技术指标统计工作的指导作用。方便更加深入的进行耗能原因的分析以及探讨石油化工泵的节能技术的结构原理，切实做到节能减排，提高能效的根本目标。 输送泵过剩扬程控制技术的关键是做到出口节流、进口节流、旁路调节以及根据具体情况，具体分析和实施是否需要切割叶轮外径，减少叶轮数量、更换叶轮大小。 首先，由于应用输送泵过剩扬程控制技术不适于调节要求太大的机泵，特别是具有陡降扬程性能曲线的机泵。所以出口节流成为机泵最常见、最简单的调节方法。通过关小出口阀的方式来增加管线系统损失，减少工作流量。但是阀门的开度一般不能够小于百分之五十，否则将会出现泵过大的情况。 其次，尽量避免进口节流比出口节流扬程少的情况发生，因为这种情况极有可能引起输送泵过剩扬程控制技术、抽空，会随时损坏机泵的轴承。因此，我们通常采用的方式是，利用对串联运行的第二台机泵的进口，吸入压力较大的裕量。这样不仅能够避免多级泵因为轴力的突然改变而引起的零部件的损坏，更能够节省能源，发挥机泵的最大效益。 除此之外，我们还可以通过旁路调节，即在机泵的出口管线旁设立另外一条管线，使部分液体返回泵的进口或者吸液罐。这样就可以保障实际泵送量比需要量大，不至于出现因为低于最小流量而产生的液体过热、气蚀和震动。 除了上述的几个基本方法以外，我们还可以通过根据流量或者扬程超过需要量的3%——5%时，切割叶轮外径，降低其流量。但是值得强调的一点是，叶轮切割时候，一定要注意叶轮是否是原型叶轮，如果之前因为某种原因，已经对叶轮进行了切割，那么再次进行切割时一定要注意切割量的掌握情况。避免叶轮外径和导叶内经间隙过大的情况发生；多级泵不能在进口处拆除叶轮，否则会出现因为阻力增加而导致的气蚀现象。因此在多级泵的流量或者压力调节较大的情况发生时，可以在排除端减少叶轮的数量并加定距套，保证机泵的正常运转。 2、变频调速节能技术在石油化工泵中的应用 随着科学技术的进步， 通过应用变频调速节能技术，我们可以更好的控制风机、泵类的负载量，进而达到节能减排的目标，换句话来讲，变频调速节能技术已经成为各个行业发展循环经济的重要举措，因此，变频调速节能技术在石油、化工等多个领域得到了最广泛的应用。 首先，变频调速节能技术在化肥装置渣油进料泵中的应用。以A-GA101渣油进料泵为例，该设备是将减压渣油原料输送到汽化炉，并合成氨装置的重要设备。该系统的工作原理是通过采用控制出口阀门的方法进行控制，即利用差压变送器检测系统的流量信号送至PID调节器，并通过PID调节器来控制出口调节阀的开度和输出控制信号，从而保持机泵流量的稳定。通过变频调速节能技术在石油化工泵中的应用，我们不仅解决了源系统中节流量较大、浪费大量电能、控制度低、电机噪声较大的问题，而且由于变频技术的改造，机泵投入运行之后，操作工艺控制的更加平稳，变频器的调节程度更加精准，不仅使系统控制的精准度达到了优化标准，而且节约了渣油进料泵的电源能量。 其次，积极实践渣浆泵的多段调速变频技术。在平时的生产环节中，尾矿泵是安全生产的重要组成部分，尾矿泵一般都是流水连续作业，在实际的生产过程中，尾矿系统的耗电量一般会比较大，因此，积极实践渣浆泵的多段调速变频技术是提高尾矿泵运行效率，实现自动化的重要保障。例如，某公司在利用花费装置检修的时候，针对3台渣油进料泵进行了变频优化节能改造。在经过调速变频技术之后，工艺控制水平逐步平稳，系统控制精准度也大幅度提高，不仅减少了以前机泵控制系统的有关滞后现象，更使得机泵的运行压力日趋平稳，工艺运行指标也得到了优化。

摘要： 智能网联汽车是汽车“新四化”高速发展态势下的必然产物，其集互联网、大数据、人工智能等多种现代技术于一身，并具有多重复杂的应用场景，颠覆了传统汽车生产制造理念，对国家监管、企业生产、研发创新、检测认证等各个领域提出了全新挑战。文章结合智能网联汽车行业和技术发展现状，概述了国内标准政策对智能汽车信息安全监管要求，并从标准体系、行业应用、技术创新、监管要求等提出应对建议，促进智能网联汽车信息安全科学发展。 关键词： 智能网联汽车；信息安全；标准政策 1背景介绍 随着汽车工业的不断发展，汽车与信息、通信等产业跨界融合，智能网联汽车已经成为现代汽车产业发展的主要组成部分，代表着汽车产业未来的发展方向[1]。智能网联汽车在传统的汽车领域上融合多种现代技术，包括计算机技术、互联网技术、传感器技术、自动化控制技术、语音识别技术、图像识别技术、辅助驾驶技术和无人驾驶技术等，这些技术都高度依赖网络作为信息传输的载体[2]。智能网联汽车将通信功能与网络技术深度融合，具有诸如复杂的环境融合感知、智能决策和协作控制等功能。网络和数据等安全问题隐含重大安全风险，信息安全漏洞已经危及用户的数据安全、个人隐私、通信安全甚至车辆的功能安全，导致用户群体的切身权益面临被侵害的风险[3]。通过对智能网联汽车的信息安全进行监控，及时发现智能网联汽车运行网络中存在的威胁，可以有效保障智能网联汽车的信息安全和可靠性[4-5]。近年来，国家密集出台了大量针对智能网联汽车的网络安全和数据安全相关政策法规，立足总体国家安全观，落实企业主体责任，加强全方位信息安全监管，进行全生命周期信息安全管理，从而促进新技术、新应用发展[6]。 2标准政策现状 2.1国内智能网联汽车相关政策 为推动车联网创新发展、强化信息安全风险评估，国家发展和改革委员会、中共中央网络安全和信息化委员会办公室、工业和信息化部、交通运输部、公安部等各主管部委纷纷发布管理政策，协同制订智能网联汽车信息安全管理领域的顶层设计与规划，积极推动智能交通和车联网发展[7]。2007年6月22日，公安部、国家保密局、国家密码管理局、原国务院信息化工作办公室联合印发了《信息安全等级保护管理办法》，标志着等级保护制度正式开始实施[8]。2020年9月，公安部制定出台《贯彻落实网络安全等级保护制度和关键信息基础设施安全保护制度的指导意见》（以下简称指导意见），进一步健全完善国家网络安全综合防控体系，有效防范网络安全威胁，有力处置重大网络安全事件，切实保障关键信息基础设施、重要网络和数据安全[9]。2016年8月，国家发展改革委员会和交通运输部发布《推进“互联网+”便捷交通，促进智能交通发展的实施方案》，提出加快车联网、船联网建设，发展车联网和自动驾驶技术，构建国家级车联网无线技术验证平台等，以推动构建下一代交通信息基础网络[10]。交通运输部通过《关于加强道路运输车辆动态监管工作的通知》积极推动“两客一危”联网联控并取得积极成效，2016年发布的《网络预约出租汽车经营服务管理暂行办法》也对车联网产业的发展产生重要影响[11]。交通运输部所建立的交通的基础设施、交通的环境、智能交通的环境建设，对于后续智能网联汽车在大范围的国际应用非常关键。2021年7月5日中共中央网络安全和信息化委员会办公室联合国家发展和改革委员会、工业和信息化部、公安部、交通运输部发布《汽车数据安全管理若干规定（试行）》，自2021年10月1日起施行，明确了汽车数据、汽车数据处理以及汽车数据处理者的定义和范围、个人信息采集处理要求、汽车数据处理的原则、汽车数据出境管理、数据安全审查备案等[12]。2021年7月30日工业和信息化部印发《关于加强智能网联汽车生产企业及产品准入管理的意见》（以下简称意见），从加强数据和网络安全管理、规范软件在线升级、加强产品管理、保障措施等方面提出11项具体意见。《意见》要求加强汽车数据安全、网络安全、软件升级、功能安全和预期功能安全管理，保证产品质量和生产一致性，推动智能网联汽车产业高质量发展[13]。2021年9月16日工业和信息化部发布《关于加强车联网网络安全和数据安全工作的通知》，从网络安全和数据安全基本要求、加强智能网联汽车安全防护、加强车联网网络安全防护、加强车联网服务平台安全防护、加强数据安全保护以及法律责任六个方面提出了相关要求[14]。 2.2国内智能网联汽车信息安全相关标准 全国汽车标准化技术委员会基于汽车信息安全风险危害及诱因，围绕智能网联汽车部署纵深防御、韧性防御等系统性防御策略，从保护对象的真实性、完整性、可用性、可控性、可预防性等多维度开展研究分析，开展标准化工作，加快组织制定汽车信息安全测试、车联网防护定级、服务平台防护、汽车漏洞分类分级、通信交互认证、数据分类分级、事件应急响应等标准规范及相关检测评估、认证标准，智能网联汽车信息安全标准体系逐步完善[15]。2021年4月，正在撰写的《汽车整车信息安全技术要求与试验方法》立项为强制性标准，同年11月发布的《电动汽车远程服务与管理系统信息安全技术要求及试验方法》（GB/T40855—2021）、《车载信息交互系统信息安全技术要求及试验方法》（GB/T40856—2021）、《汽车网关信息安全技术要求及试验方法》（GB/T40857—2021），涉及车载信息交互系统、汽车网关和电动汽车车载终端三个部件，对于关键零部件的信息安全提出了较为具体的要求。此外，《电动汽车充电系统信息安全技术要求》《车联网信息服务平台安全防护检测要求》等标准正在陆续制定，还有涉及车联网密码应用、车载操作系统、车用安全芯片、车联网数据安全等多项标准正在预研中。 3应对建议 3.1建设智能网联汽车安全团体及国家联合标准体系 当前，汽车信息安全类标准体系仍属前期阶段，已经发布的国家标准与团体标准偏少，还需要加强标准研制工作，为产业发展提供可靠依据。建议加强相关国家与团体标准的统筹协调工作，制定符合汽车产业发展的政策标准，避免标准的重复建设和资源浪费，为汽车信息安全产业发展提供全局性的标准化支撑。加强智能网联汽车信息安全测试验证标准的制定，为行业安全监管提供有力抓手，可以为智能网联汽车信息安全的测试验证工作提供统一的标准基线，促进智能网联汽车信息安全的横向流程体系与纵向防护技术的能力提升，从而加速实现信息安全与汽车电子系统全生命周期各阶段的深度融合。 3.2以数据推动运营模式创新 数据是智能网联汽车中最有价值的资产，如何充分利用数据很大程度上决定了企业在智能网联汽车建设中的竞争力。要想真正释放数据的价值，必须实现数据在智能网联汽车建设的内部乃至生态系统伙伴之间的顺畅流动与高效共享，打造完整的数据供应链。随着数据量和数据种类的不断增加，传统的数据分析技术已经不能完全满足从数据中发掘洞见的需求，这对人工智能等更先进的技术提出了更多需求。智能网联汽车企业和服务机构在平台上产生的互动将积累大量有价值的数据资产，通过对这些数据的有效洞察，将帮助其在智能网联汽车的建设中更好地了解一级供应商（TIER1）与原始设备制造商（OriginalEquipmentManufacturer,OEM）的需求，并提供个性化服务，进而提升客户体验。这些数据还能提高运营效率，例如通过了解参与者的供应和需求，让互动与资源共享更智能和高效。最重要的是，这些数据经过分析整理，能衍生出新的商业模式，促进产业转型升级。 3.3国家监管与企业建设 智能网联汽车信息安全所建设的基础数据库与技术能力，需要在满足TIER1和OEM技术需求的基础上，进一步满足国家监管要求。在国家监管体系建设过程中，要积极发挥行业的优势，为国家提供决策的数据支持和监管的技术手段，辅助政府相关部门保障国家安全。首先，政府主管部门应加强顶层设计，构建国家信息安全认证体系。政府部委统一监管，采用行业公认的认证标准，授权具有资质和检测认证能力的认证机构开展认证工作，认证结果在可供全社会查询的平台发布。国家级智能网联汽车信息安全认证体系的建设，可避免重复认证带来的资源浪费、在全行业内建立统一的信息安全基准。推动汽车信息安全标准顶层设计工作，加快相关政策法规、国家与行业标准研究与落地[7]。其次，企业应按照标准要求研发产品，积极获得信息安全认证。汽车主机厂需要根据车辆产品应用场景和生命周期关键环节明确汽车信息安全需求，在汽车产品研发的不同阶段进行管理约束和测试评价，最后进行整体安全验证以及信息安全认证，并强化零部件供应商产品的信息安全管理，明确信息安全防护理念。最后，第三方机构应加强能力建设，为行业提供多维度服务。第三方检测认证机构作为汽车信息安全检测认证的主要实施单位，需要着力于突破安全检测核心技术，充分挖掘创新资源，大力开展智能网联汽车的车端安全、外接终端安全、平台安全、通信安全以及数据安全等前瞻技术研究。同时要加强跨部门、跨领域测试评价机构协同配合，建立权威的车联网安全测试评价体系，重点研发零部件级、系统级、整车级的安全测试评价体系。 3.4推广应用 智能网联汽车信息安全作为一个全行业的基础共性问题，应该严格遵循国家法规政策，同时承接国家的监督管理要求。因此，智能网联汽车信息安全的技术发展可以借助国家纵向课题和企业横向课题的模式推进，一方面从国家角度明确政策、提出技术方向指导，另一方面从企业角度开展符合国家技术要求的产品技术研究和开发工作，承接国家课题技术研究任务，协助企业内部完善技术开发能力。聚焦智能网联汽车信息安全的核心关键技术研发，并选择龙头企业进行试点示范，从技术可行性、应用性、平台化适应性等角度论证技术的成熟度，为进一步推进技术的产业应用推广奠定良好基础。同时在试点示范的过程中，技术成果往往可以为整车厂、检测机构、监管部门等行业机构提供技术服务和运行数据支撑。从点到面，从行业的一个分支拓展到全行业供应链，增进技术的推广和行业交流，更有效地推动智能网联汽车信息安全核心关键技术的应用落地。 4结语 智能网联汽车是未来汽车发展的重要阵地，其伴随而来的信息安全风险甚至已经上升到国家公共安全问题。从国家层面来讲，在国家法律法规制度的基础上，应该建立统一可行的智能网联汽车产品准入与测试评价规范，促进智能网联汽车的信息安全防护能力的进一步提升，保障智能网联汽车信息安全科学发展。从企业层面来讲，建立健全汽车全生命周期的信息安全风险评估和测试验证体系，是智能网联汽车信息安全的重要保障。 作者：谷阳阳 王磊 刘鹏飞 单位：中国汽车技术研究中心有限公司 中汽研软件测评（天津）有限公司

0引言 我国部分饮用水地表水源地存在水体富营养化的现象,在季节、水温等条件适宜时易爆发水华,引起藻类数量明显增加,进而产生各种具有嗅味的代谢产物。在各种嗅味中,土霉味较为常见,主要由土臭素(GSM)和二甲基异莰醇(2-MIB)等藻类和放线菌的代谢产物引起,且嗅阈浓度低[1]。我国《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2022)中明确规定两者的限值均为10ng/L。研究表明,混凝、沉淀和过滤等传统净水工艺对GSM、2-MIB的去除能力有限[2]。较为常见的方法是在传统工艺前端增设高锰酸钾预氧化、预氯化或粉末活性炭吸附单元,或在传统工艺后增设臭氧氧化和活性炭吸附单元,通过氧化和吸附作用,增加工艺对有机组分的去除性能,从而去除嗅味物质[3]。目前我国大部分水厂都采用传统处理工艺,深度处理工艺总体占比偏低[4],而且在实际水厂运行中,嗅味物质的去除往往受多种因素的影响,因此需要进一步加强实际水厂常规工艺条件下的嗅味去除应用研究。2019年和2020年的夏秋季,山东省潍坊市昌乐县城南水厂原水土霉味明显,严重影响水厂的制水效果。为保证供水水质安全,对原水水质开展了检测分析,针对原水藻类浓度高、土霉味明显的水质特点,分别开展了高锰酸钾、粉末活性炭与高锰酸钾联合投加、高锰酸钾与次氯酸钠联合投加的系列试验,对投加方式与投加量进行了优化,取得了较好的生产实践效果,可为其它类似情况的水厂提供运行技术参数和依据。 1试验材料与方法 1.1水厂概况 城南水厂位于潍坊市昌乐县城南约10km,设计规模为9.6万m3/d,采用混凝、沉淀、过滤、消毒常规工艺处理流程,重力流输水为城区供水。2020年平均日供水量为6.5万m3/d。水厂原水取自昌乐县最南端的高崖水库,经36kmDN1400钢筋预应力混凝土原水输水管线自流进入水厂。水厂工艺流程如图1所示。2019年和2020年6月至10月的原水水质情况见表1。在夏秋季,原水水质呈现相似特点,藻类最高浓度分别达到14448万个/L和11622万个/L,均有明显土霉味。 1.2试验方法 由于原水水质变化往往较为突然,特别是藻类爆发和出现异味的初期,水厂需结合水质变化和实际生产条件快速做出应急处理,因此在小试之前先开展了粉末活性炭、高锰酸钾、次氯酸钠的应急投加生产性试验。结合应急生产性试验的结果,开展小试,再对小试结果进行生产性应用验证。1.2.1生产性试验方法距高崖水库取水口下游1km处是孟津河备用水源,其取水管道与水厂的原水输水管线相连接,由于受限于场地条件及管理权限,该地点仅具备投加高锰酸钾的条件,不具备投加活性炭及预氯化的条件,因此选定该地点为高锰酸钾投加点。粉末活性炭投加点选在水库取水口处。次氯酸钠投加点分别在折板反应池前和V型滤池后。混凝剂为聚合氯化铝铁(Al2O3含量10%,Fe含量0.5%),在跌水网格混合池投加,浓度均为40mg/L。1.2.2小试方法用六联搅拌机烧杯试验模拟水厂混凝沉淀工艺,研究各种投加方式和投加量对藻类和嗅味去除的影响。试验用混凝剂为聚合氯化铝铁,与水厂实际所用品牌型号一致。在混凝剂投加量均为40mg/L的条件下,分别开展:①投加高锰酸钾;②粉末活性炭(300目)与高锰酸钾联合投加;③高锰酸钾与次氯酸钠(有效氯含量(以Cl计)13%)联合投加的小试。三种投加方式的烧杯试验搅拌程序见表2。1.2.3检测方法常规水质测定依据《生活饮用水标准检验方法》(GB/T5750.6-2006)和《水和废水监测分析方法》(第四版)中的方法。GSM和2-MIB采用《生活饮用水臭味物质土臭素和2-甲基异莰醇检验方法》(GB/T32470-2016)中固相微萃取-顶空-气相色谱质谱联用方法进行检测。采用六级嗅味强度法对水样进行嗅味测定。先由一人对系列水样的嗅味强度大小进行比较,再由另一人进行比较得出另一组嗅味强度,两人判定结果一致则有效,若有争议重复比较得出一致结论。 2结果与讨论 2.1应急生产性试验 2019年6月中旬至7月下旬,水厂根据原水水质变化采取应急措施,在取水口下游1km处投加0.5mg/L高锰酸钾,在跌水网格混合池投加40mg/L聚合氯化铝铁,在折板反应池前和V型滤池后分别投加次氯酸钠15mg/L和18mg/L。2019年7月单次取样结果表明,原水、沉淀池出水、出厂水GSM含量分别为486、88、35ng/L,去除率92.8%;原水、沉淀池出水、出厂水2-MIB含量分别为40.5、14.2、11.3ng/L,去除率72.1%。出厂水嗅味等级从原水的5级降为1级,有轻微土霉味。可见该处理方法对嗅味物质有较好的去除效果,但尚不能完全保障出厂水嗅和味达标,需要进一步探索和优化投加方式。2020年6月中旬,在原水开始出现藻类增长及异味的情况下,尝试在与2019年同期相同的工艺条件基础上,将前加氯量从15mg/L提高到26.5mg/L,以强化杀藻及预氧化助凝效果。但出厂水水质并未发生明显提升,而且余氯浓度达到0.75mg/L左右,三氯甲烷浓度最高达到0.058mg/L,存在超标风险,城区管网水中嗅味明显,可见单纯依靠加强前加氯的方式不可行。因此,水厂将前加氯量调整回15mg/L,在水库取水口处临时增设粉末活性炭投加装置,先对原水嗅味物质进行吸附,然后再依次投加高锰酸钾、次氯酸钠药剂进行预氧化。当粉末活性炭投加量为5mg/L,高锰酸钾投加量为0.35mg/L时,处理后的出厂水2-MIB含量仍达14.2ng/L,GSM达177ng/L,仍有明显土霉味。原因可能是原水的藻类大量占据了先投加的粉末活性炭的吸附容量,从而影响了活性炭吸附效果和整体处理效果。有研究表明,先投加高锰酸钾后投加粉末活性炭,且粉末活性炭投加量在20mg/L以上时对嗅味物质去除效果较好[5-6]。但因水库取水口及下游附近的场地及条件受限,不具备先投加高锰酸钾后投加粉末活性炭的条件,而且由于粉末活性炭价格较高,如果继续增加投加量,将会造成较高的水处理成本,水厂难以负担。为更好应对原水季节性水质问题,需要进一步开展小试,综合考虑处理效果和运行成本,确定氧化剂、吸附剂等药剂投加方式和投加量,从而指导生产实践。 2.2小试 2.2.1单独投加高锰酸钾由图2可见,在混凝剂投加量为40mg/L的条件下,随着高锰酸钾投加量的增加,出水的嗅味逐渐减小,藻类去除率逐渐增加。陈忠林等[7]的研究表明,高锰酸钾对嗅和味及藻类有很好的去除效果,主要通过其还原产物新生态水合二氧化锰的氧化、吸附和催化作用促进有机物去除。试验结果表明,当高锰酸钾投加量为1.0mg/L时,藻类去除率为68.4%,嗅和味等级由5级降为1级,但继续加大投加量,藻类去除率变化不明显,嗅和味等级也未继续降低。对上清液的色度进行测定,高锰酸钾投加量1.0mg/L时色度为10度,2.0mg/L时色度达到202.2.2粉末活性炭与高锰酸钾联合投加由于水厂仅具备先投加粉末活性炭、再投加高锰酸钾的条件,因此模拟实际工艺,先投加粉末活性炭,再投加1.0mg/L高锰酸钾进行试验,由图3可知,在混凝剂投加量为40mg/L的条件下,随着粉末活性炭投加量的增大,藻类去除率虽有提高,但总体效果一般,投加量为10mg/L时藻类去除率75.9%,嗅味等级为1级,与单独投加高锰酸钾的小试效果相比,并没有显著区别。其他研究人员指出,高锰酸钾与活性炭联用具有协同作用和互补性,但也会形成相互制约关系,在使用时要注意投加位置和用量,因为粉末活性炭表面能够吸附高锰酸钾,降低其氧化能力,影响除藻除嗅效果[8-10]。小试结果与前期投加粉末活性炭的生产性试验效果基本一致,证实了该方式不适合城南水厂。2.2.3高锰酸钾与次氯酸钠联合投加在依次投加1.0mg/L高锰酸钾、40mg/L混凝剂的条件下,逐步增加次氯酸钠投加量。由图4可见,次氯酸钠投加量为10~15mg/L时,出水无异嗅异味,藻类去除率达92%。相关研究表明,利用次氯酸钠进行预氧化去除小分子有机物及嗅味物质有较好效果[3,11]。随着次氯酸钠投加量进一步加大至20mg/L以上,出水的氯嗅味明显,嗅味等级升高。因此次氯酸钠投加量不宜大于20mg/L。小试结果与前期生产性试验中提高加氯量导致出水嗅味明显的结果基本一致。2.2.4结论从以上3种投加方式的烧杯试验结果可以看出,在混凝剂投加量一定条件下,高锰酸钾与次氯酸钠联合投加去除藻类和嗅味效果最好,其次为单独投加高锰酸钾的效果,而先投加粉末活性炭、后投加高锰酸钾的效果较差。从去除效果和成本角度综合考虑,高锰酸钾与次氯酸钠联合投加方式具有较好的性价比。 2.3生产应用验证 2.3.1运行效果分析水厂结合小试及前期应急生产性试验结果,进一步优化生产运行参数,确定在距取水口下游1km处投加1.0mg/L高锰酸钾,在跌水网格混合池投加40mg/L聚合氯化铝铁,在折板反应池前和V型滤池后分别投加次氯酸钠6mg/L和9mg/L,并于2020年8月中旬至10月中旬的藻类爆发期开展生产应用验证。运行情况见表3。在上述优化后的运行参数下,出厂水嗅味等级均为0级,2-MIB和GSM均低于5ng/L,符合10ng/L的限值要求。出厂水消毒副产物浓度也得到较好控制,三氯甲烷浓度为0.01mg/L左右,余氯为0.40~0.60mg/L,高锰酸盐指数、浊度等各项指标均符合《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)的要求。药剂投加运行成本为0.0604元/m3水。2.3.2运行实践模型根据水厂实际生产运行效果和经验,在原水水温15.0~25.5℃、浊度12.8~27.0NTU范围内,总结出以下原水藻类与高锰酸钾、次氯酸钠投加量、聚合氯化铝铁投加量和出水嗅味等级的水处理模型表(见表4),可为其他水厂提供类似参考。 3结论 (1)针对昌乐城南水厂实际原水水质条件的小试,为有效去除原水嗅味并综合考虑处理效果和成本,高锰酸钾与次氯酸钠联合投加方式优于单独高锰酸钾以及粉末活性炭与高锰酸钾联合投加方式。(2)结合小试及生产性试验,确定了在取水口下游1km的原水输水管线处投加高锰酸钾,水厂混合池投加聚合氯化铝铁,反应池前与滤池后分别投加次氯酸钠的投加方式和合理的用量,在藻类和嗅味高发期保证了出厂水各项检测指标均合格。(3)由于原水水质的季节性变化愈发明显,可考虑在常规处理工艺后增设臭氧生物活性炭深度处理工艺,强化水中异嗅异味的去除效果,进一步保障水质安全。 作者:杜崇岭 秦新玲 王令刚 李金霞 李鑫玮 单位:山东昌乐实康水业有限公司 北控水务(中国)投资有限公司

电气试验论文:浅谈供电企业高压电气试验中容易被忽视的一些问题 摘要 本文对供电企业高压电气试验中所碰到的一些问题进行了归纳、分类与分析，并探讨如何避免和解决这些问题提出了相应的措施。 关键词 供电企业；高压电气；试验；绝缘 0 引言 高压电气试验是考核电气设备主绝缘或电气参数是否满足安全运行的一个重要手段。然而，高压电气试验的结果往往会受到一些不为人们所注意的因素所干扰，造成试验结果与实际情况不符合，甚至得出错误的结论。比如，被试设备的缺陷没有被反映出来，造成设备带病运行；也可能把合格的设备判断为不合格，从而造成不必要的损失。笔者对多年来在高压试验中所碰到的一些问题，进行归纳、分类和分析，并对如何避免和解决这些问题，提出了相应的措施。 1 试验设备和被试设备的接地问题 1.1 高压TV及TA二次回路不接地造成测量数据错误 在测量高电压和大电流时，必须使用TV和TA进行变换。理论上，TV或TA的变比应遵循电磁感应定律，即它们的变比决定于一次绕组的匝数和二次绕组的匝数。然而，在实际应用中，如果高电压下的TV或TA的二次绕组没有将一端接地时，实际上反映出来的变比就会偏离铭牌值，所测量出的数据也是错误的。例如，对1台30mW水轮发电机进行交流耐压试验时，采用1台35 kV/100 V的TV和1块150 V的交流电压表测量电压，在第1次试验时发现电容电流比往年小得多，显然是试验电压没有达到预定值，所测量的电压是一个虚假的数据。经检查发现TV二次没有接地。将TV二次绕组一端接地后，数据恢复正常。试验数据见表1。 表1TV二次绕组不接地和接地的数据比较 如果按照电流与电压成正比的关系反过来计算第1次试验电压，应为：（21/38）×23.8=13.15（kV），这一电压与预定试验电压相差甚远。对于高压TA，我们在实验室也做过同样的试验，当高压TA二次绕组不接地时，电流的变比同样会产生严重的偏差。 无独有偶，在做1台电力变压器的空载试验时（试验电压10 kV），第1次试验所测量的空载电流和空载损耗与出厂试验数据不吻合，经检查也是TV和TA二次绕组没有接地所造成。 由于高压TV，TA的一次绕组和二次绕组与大地之间存在着分布电容，如果二次绕组不接地，二次绕组上的感应电压就会通过表计与大地之间产生杂散电流，从而产生错误的指示值。 通过对这一问题的分析，笔者认为以下两件事情在高压试验中必须重视： 1）高压TV和TA的二次绕组，不论是从安全的角度还是从测量的准确度来考虑，都必须将其中的一个端子可靠接地； 2）在进行交流耐压试验时，应同时测量试品的电容电流，因为可以从电流的大小来判断试验电压是否正常。 1.2 被试设备接地不良造成介质损耗增加 这种问题主要发生在电容量较大的设备上，比如耦合电容器或CVT（电容式电压互感器）。在变电站里，线路CVT或耦合电容器通常都与线路直接连接，在检修时为了保证线路检修人员的安全必须将CVT或耦合电容器的顶端接地，通常是将线路的接地开关合上或挂上临时接地线。如果接地开关或临时挂接的地线接触不良，相当于在电容器上串联了一个附加的电阻。如果电容量为C，电容器的介质损耗因数tgδ与等值串联电阻R有如下关系： tgδ=ωCR 从上式可知，当电容器串联的电阻一定时，电容器的电容量越大所产生的损耗越大。在实际试验中，已经多次发生因接地开关或接地线接触不良而造成被试品介质损耗超标的问题。表2是一个500kV直流中继站耦合电容器的测量实例。 当怀疑接地开关或接地线接触不良时，可以在被试品上直接挂上另外的接地线，并保证接触良好。 1.3 滤波器接地开关没合上造成测量数据异常 这种情况发生在测量耦合电容器（或带通信端子的CVT）上，如图1所示。由于耦合电容器顶部接地，所以在测量C1的介质损耗时通常采用反接屏蔽法，也就是将测量装置的屏蔽端子接于C2的下端，这种接法似乎是把C2以下的元件全部屏蔽掉了，而事实上并非如此。表3是一个测量实例，从表3数据来看，当接地开关打开时，不同的测量仪器所呈现的异常情况不尽相同，只有当接地开关合上后，才能测出正确的数据。这种情况说明异常现象还与仪器的测量原理有密切的关系。 因此，在测量耦合电容器的介质损耗时，应首先将结合滤波器的接地开关合上。 2 试验电压不同所引起的问题 2.1 对介质损耗因数测量的影响 在一次500 kV直流中继站的耦合电容器预防性试验中，由于耦合电容器电容量较大，为了避免仪器过载，采取降低试验电压的方法进行测量。在36台耦合电容器中其中有1台测量结果不合格，见表4序号1。为了查找试验不合格的原因，试验人员采取了各种各样的方法，如改变试验接线、擦拭外套等等，但测量结果仍不合格。第二天用另一型号的测量仪进行测量时，发现在0.5kV的电压下测量结果仍然不合格，但随着试验电压的提高，介质损耗却越来越小。然后再用回原来的仪器复测，在同样的试验电压下测量结果也已经正常，测量结果见表4中序号2~7。这种现象显然与绝缘材料中存在杂质有关。之所以出现这种现象，我们分析原因可能是：多元件串联的耦合电容器中存在连接线氧化接触不良的问题，在低电压下氧化层未击穿，呈现较大的接触电阻，所以介损变大；当试验电压提高后，氧化膜击穿，接触电阻下降，介损变小，这时即使降低试验电压，氧化膜仍保持导通状态，介质损耗不再增大。 2.2 对测量直流电阻的影响 某厂1台发电机在进行预防性试验时，用双臂电桥测量转子绕组的直流电阻，测量结果与历年数据相比显著增加。为了慎重起见改用外加直流电压电流法，测量结果却与历年试验数据接近，然后改用不同的仪器测量，数据变化很大。根据对测量方法和结果的分析，我们判定转子绕组已经存在导线断裂的问题。导体断裂后，在断裂面形成一层导电性较差的氧化膜，当用双臂电桥测量时，由于电桥输出电压较低，氧化膜不击穿，所以呈现较大的电阻;而采用外加电压电流法时，由于输出电压较高，所以氧化膜击穿导电，测量的直流电阻就变小。经拔护环检查，该转子绕组端部存在5处断裂的缺陷。 以上例子说明，对于与直流电阻有关的试验，采用输出电压低的仪器更容易暴露设备存在的缺陷。 2.3 对测量直流泄漏电流的影响 导体表面所产生的电晕电流在导体的形状、电压极性、导体间的距离确定以后，就与电场强度的大小有关。当外施电压小于一定的数值时，电晕电流很小，对泄漏电流的测量影响可以忽略，而当试验电压超过一定的数值后，电晕电流要比绝缘的电导电流大得多，这时就要采取措施减小电晕电流的影响。 1）实例1：徐州某电厂300mW发电机交接试验时，在30kV电压以下三相泄漏电流大致平衡，在60 kV电压下B相泄漏电流只有55μA，而A相达到355μA，C相超过1 000μA，我们分析是电晕电流所致。经检查发现中性点的软连接线相间及对外壳距离太近，经增加绝缘板隔离后复测，在60 kV电压下三相泄漏电流已基本平衡。 2）实例2：徐州某电厂300mW发电机检修后试验，在60 kV电压下，A相泄漏电流达到92μA，而B，C两相均小于20μA。经分析数据发现48 kV以下三相泄漏电流基本平衡，所以，我们认为也是电晕电流所致。用绝缘材料将出线导电杆全部包扎后复测，在60 kV下三相电流已基本平衡。 3 环境温度所引起的问题 在某厂1台发电机转子的预防性试验中测得转子绕组的直流电阻不合格，正准备进行处理，为慎重起见，先用原仪器进行复测，却发现数据是合格的。在后来的几天里，这种情况总是反复出现，所测得的数据有时合格，有时又不合格，令人费解。后来经详细分析，发现凡是白天测量的数据都是合格的，而晚上测量的数据都是不合格的。进一步分析发现，该电厂所处的地区白天和晚上的温差较大，极有可能是转子绕组导体存在裂纹，白天温度高时，由于导体膨胀，裂纹被顶紧而完全导通，所以直流电阻合格；而到了晚上，由于温度降低，导线收缩，裂缝被扯开，所以直流电阻增大而不合格。经拔护环检查，证明这一分析是正确的。 4 引线所引起的问题 4.1 绝缘带的问题 在一次测量500 kV断路器断口电容器的介质损耗因数时，所测得的数据总是不合格，为了找出原因，试验人员尝试了各种各样的方法，最后发现只有当取消固定试验引线的塑料带后，所测得的数据才是合格的。经用兆欧表测量，所用的塑料带绝缘电阻竟然只有几百兆欧，而被试设备的绝缘电阻均大于10 000MΩ，用这样的塑料带固定试验引线，无疑是在试品上并联了一个电阻，增加了试品的介质损耗。这种现象确实非常罕见，为了保证试验结果的准确性，检查所使用的绝缘塑料带的绝缘电阻还是很有必要的。 4.2 避雷器的引线问题 某厂1台500 kV主变中性点避雷器在预防性试验中，检修人员仅将引线的主变侧断开，引线保留在避雷器上，用塑料绝缘带固定并与周围设备保持足够的距离。然而，在试验中75%直流参考电压下的泄漏电流总是在70μA~80μA之间，大于50μA，按规程规定属于不合格。厂里只好打算更换。为了慎重起见，在拆下避雷器的引线后进行复测，泄漏电流已小于20μA。由此可见，在进行避雷器试验时，高压部位的引线必须全部拆除，而且高压直流发生器的屏蔽线必须直接接到避雷器的高压端，以防止引线所产生的电晕电流流入微安表造成测量偏差。 5 结论 综上所述，由于笔者专业上的局限，高电压试验中容易被忽视的问题不可能全都会碰上，有些影响试验结果准确性的因素可能一直没有被发现甚至还可能有些错误的做法一直没有得到纠正。为了提高高电压试验的有效性，还需要有关的专业人员在工作中不断地学习、分析和提高。 电气试验论文:CRC8校验算法及在飞机电气综合试验管理系统的应用 摘 要：为了满足飞机电气综合试验管理系统高速网络通信中数据校验的要求，通过分析串行算法的不足之后采用并行算法实现CRC8校验。为了推导出CRC8校验的并行算法，首先通过描述除法电路结构和运算步骤，推导出串行算法及其实现电路，然后进一步通过演算实现其并行算法。这里首次给出了应用并行算法基于LabVIEW实现CRC8校验的方法，并将其应用于飞机电气综合试验管理系统。 关键词：CRC8；并行算法；LabVIEW；多项式除法电路 0 引 言 在网络通信中，由于各种噪音干扰使数据传输产生未知差错，为保证通信的正确性，需要一种检错机制来判断接收到的数据是否正确。在这些检错机制中，循环冗余校验即CRC校验（Cyclie Tedundancy Check），是最常用最有效的差错检测编码。根据生成校验码的位数不同，CRC校验可分为最常用的CRC8校验、CRC16校验、CRC32校验等。在CRC校验算法方面，较早应用的是以多项式除法电路为基础的串行算法，这种算法代码简单，所占用的存储空间较少，故广泛应用于单片机嵌入系统。由于串行算法有很明显的弊端，已不能适应高速通信的要求，随后又出现了并行算法，并行算法在大存储容量处理器上的应用日益广泛。虚拟仪器的网络功能开发已成当今热点，CRC校验在虚拟仪器中的应用成为其中基础一环，本文实现了以并行算法为基础采用LabVIEW实现CRC8校验的方法，并将其应用到飞机电气综合试验管理系统中。 1 CRC校验的基本原理 对于CRCn校验，事先在数据发送端和数据接收端共同约定一个最高次幂为n次的生成多项式g(x)作为除数，用待校验字段左移n位后除以g(x)所对应的n+1位数字代码，会产生一个n位的余数，这个余数就是产生的CRCn代码。在发送的时候，将这个生成的代码附加在要发送的数据后一块发出去，这样待发送的数据就可分为信息字段和n位的校验字段。 在接收端接收到数据以后，用收到的数据（包括校验字段）除以约定多项式g(x)的数字代码，如果余数为零，证明传输无误，接收；若余数不为零，则传输错误，丢弃。 2 CRC算法的理论依据 在清楚CRC校验的基本原理之后，如何用编程软件简便高效的实现，这就涉及到算法的问题。为此，从多项式除法电路出发讨论CRC算法的理论依据。 2.1 多项式除法电路［1］ 多项式除法电路本质上是一个线性反馈移位寄存器，每拍中，寄存器的最后一位内容在输出的同时反馈回寄存器各位，反馈线的连接由除式的系数决定。若系数为1，相应位置上有反馈线接入；系数为0，则无反馈线接入。例如被除数A（x）=x6+x4+x2+x+1,除数B（x）=x3+x+1，分别表示为数字系数为｛1010111｝和｛1011｝，其除法电路如图1所示。 为了计算A（x）/B（x），其工作过程如下： 初始状态：移位寄存器各位均为0。 前3拍：顺序输入被除数的最高3位101，输出与反馈输入均为000。3拍结束时，移位寄存器各位为101。 第4拍：输入0到D1，此位原来的值与反馈值相异或移入D2，D2原来的值直接向右移入D3，D3原来的值作为反馈电路输入。完成后，寄存器各位为100。 第5~7拍：以此类推，依次输入111到D1。方法同第4拍，第7拍完成后寄存器各位为001。把寄存器各位颠倒以后的100就是A（x）/B（x）的余数。而商的各位恰好是各拍运算反馈电路的输入值。 2.2 CRC8串行算法 CRC8串行算法的基本原理就基于上述的多项式除法电路，移位寄存器的位数为8位，除法电路的结构由生成多项式g(x)决定， 将待校验的数据从高位到低位依次从移位寄存器的最左位输入，根据电路结构运算移位，直到待校验的最后一位输入为止，寄存器的内容颠倒过来就是生成的CRC8校验码。该项目所约定的CRC8生成多项式码为111010101，运算电路如图2所示。 图2 串行电路模型 2.3 CRC8并行算法 CRC8串行算法实现代码简单，所占用存储空间较少，但其最大缺点是一个节拍只运算一位数据，会占用很多处理器的处理时间，尤其在高速通信场合，这个缺点更是不可容忍［7］。因此可以考虑一次向移位寄存器移入8位待校验数据，而将中间省略的8次运算根据串行算法在图表中演算出来，然后直接利用演算结果进行编程，这就是并行算法。 结合串行电路模型图，演算方法如表1所示，R表示寄存器各位；C表示寄存器各位的初始值；D表示待校验数据1 B中的各位，最左边一列表示各节拍从Input端输入的值。表中最后一行就是8个节拍运算完以后寄存器各位的值。 实现步骤为： （1） 将待校验数据左移8位，同时移位寄存器初始化为0。 （2） 将待校验数据按字节分段输入，然后将输入字节的各位输出准备下一步运算，同时也将寄存器的各位输出准备运算。 （3） 根据并行算法的演算结果（上表中最后一行）将各位进行异或运算。运算结果存入寄存器。 （4） 输入待校验数据的第二个字节，重复（2）~（4）直至最后一个字节运算完。 （5） 将运算后的各位颠倒后转化为字节输出。此输出就是CRC8校验码。 图3就是基于LabVIEW 8.6编程实现。 CRC8校验的解码程序与编码程序基本相同，将编码程序去掉左移8位的步骤，并加一个逻辑判断就可实现。 4 在飞机电气综合试验管理系统的应用 在飞机电气综合试验管理系统中，基于LabVIEW 8.6的工控机通过以太网与各个终端实现通信，整个系统采用主从分布式控制，主机与各下位机采用询问-应答式机制实现控制，控制命令（或应答命令）以数据通信包（见图4）的形式发出。 CRC校验码位于通信包的最后一个字节，起着对前面所传数据的检测作用。在飞机电气综合试验过程中，工控机需要不停地向各终端发送控制命令及询问其命令执行情况，所传输的信息量较大，需要快速的校验算法。由于工控机不像单片机那样受存储空间的约束，故采用并行算法比较合适。 5 结 语 目前基于LabVIEW的CRC校验采用串行算法，本文首次将CRC8校验的并行算法采用到虚拟仪器的网络开发中，大大节省了工控机CPU的运算周期，加快了速度。CRC校验并行算法的缺点是运算时占用的存储空间较大，故其适用于处理器存储空间较大的高速网络通信场合。本文最后给出了其在飞机电气综合试验管理系统中的应用，将上述所编的LabVIEW CRC8校验程序做成一个子VI，供通信装包/解包程序调用。该程序已交付使用，经运行表明，其完全可以满足飞机电气综合试验管理系统的网络通信要求。 电气试验论文:浅谈电气设备高压试验及其安全保障措施 摘 要：目前绝大部分高压电网的故障均是由于电气设备绝缘遭到破坏所导致，而高压电气设备的性能直接取决于电气设备高压试验的结果，因此做好电气设备的高压试验具有十分重要的现实意义。然而，在进行电气设备的高压试验过程中，易产生对试验人员、试验设备的潜在威胁因素，所以我们必须全面分析并加以防范，以保障电气高压试验中的人员与设备安全。 关键词：高压试验；电气设备；安全保障 1 引言 保障高压电气设备的安全可靠运行是电力系统中的一项非常关键的任务。在电网的实际运行过程中，不同的高压电气设备具有不同的性能特征、技术特点以及功能结构，所以应对高压电气设备开展电气试验工作，以检验其相应的绝缘参数或是性能参数是否可以有效支持电力系统安全稳定运行的条件。 为了有效预防高压电气设备在运行过程中所出现的损坏或者事故，有效保证电力运维人员的人身安全与设备安全，有必要通过绝缘交接性以及预防性试验来检查设备的健康状态，通过高压试验以充分了解电气设备的绝缘水平，同时排除设备的缺陷与盲点。一旦发现电气设备存在缺陷，则必须对相应的设备进行检修，必要时要对其进行更换，以预防设备在运行过程中发生绝缘击穿，从而导致发生供电故障等严重事故。 2 电气设备高压试验的分类 电气设备的高压试验主要分为下面两种不同的类型： （1）绝缘性试验：主要测量电气设备的绝缘参数，包括绝缘电阻、介质损耗角正切值、泄漏电流等，通过这一类参数可以判断电气设备是否存在缺损，同时可以对其运行状态进行诊断；该类试验所使用的检测电流在设备的正常工作电流范围内，因而不会损坏设备内部的绝缘。（2）破坏性试验：对待检测电气设备的试验电压超过设备的正常工作电压，相比于绝缘性试验更为严格，可以较为充分地检测出设备中危险系数较大的缺陷，按照交直流分类，该类试验又可分为交流耐压试验和直流耐压试验。 3 高压试验基本原理与过程 对于电气设备而言，其绝缘电阻值的参数可以在一定程度上如实反映电气设备的一些内在缺陷，比如绝缘是否受潮、是否老化等等。对于电气设备的绝缘检测一般是利用仪表测试绝缘电阻。在绝缘设备中，介质损耗因数可以反映绝缘整体的受潮情况以及绝缘是否变质下降，此外该参数还可以发现小设备中的一些局部缺陷问题。 除了绝缘电阻之外，常用的测试参数还包括泄漏电流，本质上泄漏电流也可以反映电气设备的绝缘程度。如果电气设备存在缺陷，则其在高压作用下的电流要远高于低压作用下的电流，因此对泄漏电流的测试和绝缘电阻的测试在原理上是一致的。测量泄漏电流一般使用微安表，该种表要比兆欧表精度高，从而测出泄漏电流的精度也很高。在测量泄漏电流时，其试验电压要远远超过比兆欧表的电压，这会使绝缘缺陷原形暴露，同时能使一些未贯通的集中缺陷得以被发现，在试验时，我们可以通过对测量出的泄漏电流和其作用电压的关系进行分析，有效判断绝缘缺陷类型。 交流耐压试验作为一种直接测试电气设备的绝缘程度的手段，可以充分表现电气设备的绝缘状况。通过交流耐压试验的电气设备，其绝缘经受了严格的考验，使得绝缘中比较危险的缺陷暴露无疑。而在严格高压试验之后，设备绝缘中的一些弱点会变得更加严重，这会带来潜在的风险。这就要求我们在进行交流耐压试验必须进行绝缘电阻的试验、泄漏电流试验以及介质损耗等相关试验，如果试验结果合格之后再次进行交流耐压的测试试验。 4 电气设备高压试验的安全保障措施 电气设备的高压试验具有规定的标准与要求，尤其是对于检修人员的技术操作规范如《电力安全规程》。在运维检修人员的日常管理工作中，检修人员必须持有工作票才可以进入试验现场，并且在试验的过程中需要有相关的安全监护人员，严防试验过程中无关人员闯入打扰，遵守工作间断、转移以及终结制度，同时做好各项突发情况应对预案，以实F安全试验过程，同时还包括对于电气设备的试验前检查，尤其是电气设备的接地状态，以确保试验电气设备的接地状态良好。另外，在具体的试验过程中还应该重视对被试电气设备试验项目结束之后的放电工作，并做好下次试验的准备工作。 高压电气设备可能带有残余电量，因此在高压试验开始时需要将试验对象充分放电，具体为操作人员应当佩戴安全帽、绝缘手套以及符合要求的绝缘靴，为保证放电完全，需要预先闭合接地刀闸。此外，在电力电缆直流耐压试验工作中，操作人员在降压放电完毕之后，还需要在断开所有的试验设备电源后，再拆除试验引线。同时需要注意将与试验无关的一次设备和二次设备尽量断开接线，以避免引起串电或是感应电，烧毁二次设备。 电气试验论文:电气试验中的危害分析及预防措施 摘 要：在我国经济水平不断提升的情况下，对电气设备也具有了更高的要求，其运行的好坏将直接对系统安全产生影响。在该种情况下，做好电气试验则成为了非常重要的一项工作，但在该项工作开展中，也将存在着一定的危险因素。在本文中，将就电气试验中的危害分析及预防措施进行一定的研究。 关键词：电气试验；危害分析；预防措施 1 引言 在电力系统运行中，电气试验是保障设备安全运行的一项重要工作内容。但在该项工作实际开展当中，受到多种因素的影响，也将对具体试验效果产生影响，甚至会因此威胁到试验人员的生命安全。为了保障电力试验这项工作的稳定、安全进行，就需要做好开展该项工作中存在危险内容的分析，以科学措施的应用做好应对。 2 电气试验危害分析 在电气试验工作开展当中，存在的主要危害类型有：第一，线路短路。在我国近年来用电需求不断增加的情况下，为了对社会发展的电力需求进行满足，较多类型以及数量的电气设备被应用到了电气系统当中。在实际电气试验工作开展中，则将具有较多的电气线路以及设备，并因没有做出明确的区分而导致问题发生。在具体操作当中，试验人员很容易出现拆错线路或者接线错误问题，在导致电气设备故障问题发生的同时导致人员伤亡事故的出现；第二，高空坠落危害。在F阶段社会发展当中，电气设备具有了更为恶劣的运行环境，部分设备需要在高空安装，部分设备需要安装在平地上等。对处于高空的试验设备来说，当试验人员开展试验时，则很容易导致高空跌落事故的发生，并因此对试验人员安全造成非常大的威胁。而试验人员在使用梯子进行试验时，也存在着从其上方滑落风险；第三，触电事故。在具体电气试验中，部分操作需要带电作业，当对带电设备进行试验时，则很容易发生触电事故，并因此造成人员的伤亡。同时，电气设备在运行当中，在受到多种因素影响的情况下会发生绝缘层老化或者损坏情况，在具体操作当中，则将具有较大的触电风险，如试验人员在经验、技术方面存在不足，也将增加触电风险。 3 危害预防措施 3.1 防触电措施 在电气试验当中，触电是出现几率较高的一种危害类型，不仅将对电网的正常运行产生影响，甚至会因此危害到试验人员的生命安全。为了对试验人员的安全性做出保证，即需要做好以下防触电措施的应用：第一，在电气试验工作开始前，要对系统数据资料进行全面的分析，对电气设备运行环境尤其是气候等进行全面的了解；第二，在试验当中，试验人员需要做好电气试验确切时间的明确，保证时间的精确性，并能够严格按照操作以及规定要求开展试验。而对于设备绝缘层损坏情况，试验人员则需要做好电笔的配备，按照要求使用电笔方式做好设备绝缘层漏电区域的测量，并通过绝缘胶带的应用对其做好包裹；第三，在具体试验当中，工作人员严禁出现对安全措施随意更改的情况，也不能够对现场设施进行随意的搬动，严格按照工作票开展工作，避免出现扩大工作范围情况。 3.2 高空防坠落措施 在现阶段社会发展形势下，对于电气设备运行环境具有了更为严格的要求，尤其是对于高空电气设备试验来说，往往需要依靠梯子以及安全带等工具的辅助应用才能完成。在该种情况下，梯子的稳固性以及安全带质量的高低则将直接对试验人员的生命安全产生影响。安全带的作用，即是避免试验人员在实际操作当中发生意外事故，为了对工作当中的高空坠落风险进行最大程度的降低，电力企业即需要能够到正规商店进行安全带的购买，在要求去做好质量检测报告出示的基础上对安全带质量做出保证。同时，安全带相关设备在使用一定时间之后可能会出现一定的质量问题，对此，在每次试验活动开展前，工作人员即需要做好安全带的认真检查，包括其金属扣是否结实、是否存在破损情况等，以此保证其在具体应用当中能够充分发挥功能。梯子方面，在使用前同样需要做好检查，包括横档以及最大负荷等，在保证其在具体应用当中不会发生质量问题的同时对实验人员登梯安全做出保证。此外，也需要做好梯子使用当中滑动情况的考虑，即通过科学措施的应用将其同地面做好固定处理，对其稳定性做出保证，在必要情况下，也可以安排专门人员在梯子旁边做好把扶，保障试验的顺利完成。 3.3 线路错拆、误拆控制 在现阶段电网运行中，经常会根据工作的需要增加线路，该种情况的存在，也将影响到电气试验的具体运行。为了避免错拆、误拆问题的发生，则需要做好这部分线路的区分明确，即在通过不同颜色对线路做好区分的同时做好标签记号，以此为其实际工作开展提供便利。为了避免接错线情况的发生，则需要能够做好试验数据的统计，避免因此对整个电网的正常运行产生影响。并保证接线人员具有良好的专业水平，以此进一步保证正确接线。同时，要防止遗留试验用短路接地线，在完成试验后，要在做好相关物品检查的同时做好短路接地线的及时拆除，避免发生短路事故。 3.4 加强人员培训 在电力设备安全、稳定的保障当中，电气试验是一个非常重要的环节， 将对电力系统运行安全产生非常大的影响。从我国目前电气试验现状可以了解到，该种危害问题之所以会发生，同人才的缺失具有较大的关联。在我国现阶段电网运行环境当中，具有技术、专业过硬的人才更是保障试验安全开展的重要关键。尤其是在部分高压电气试验当中，更是需要一线工作人员以及管理人员能够具有充足的安全意识，在能够有效按照安全、自我保护作业的同时具有好的工作态度以及丰富的专业知识。对此，即需要企业能够积极加快这部分人才的培养，在对其进行专业知识培训的同时做好安全教育，在对其工作责任意识以及责任心不断提升的同时对具体试验以及人员的安全做出保证。 4 结束语 在电力系统运行中，电力试验是非常重要的一项工作。在实际工作当中，试验人员需要能够做好该项工作当中危险因素的分析把握，以科学预防措施的应用避免问题发生。 电气试验论文:高压电气设备绝缘耐压技术探讨及试验分析 【摘 要】随着我国现代化建设的不断发展，城乡居民与工业生产的需求越来越大，对于电力供应稳定性的要求越来越高，如何为用户提供更加优质的电力服务已经成为有关单位十分重要的研究课题之一，论文对高压电气设备绝缘耐压技术进行了详细阐述与分析，希望可以起到参考作用。 【关键词】试验分析；技术探讨；电气设备绝缘 1 引言 当前我国电网系统的规模与负荷不断增加，在高压电气设备出现绝缘问题的情况下，很有可能会对设备运行的可靠性与安全性造成十分严重的影响。这就需要电力企业采取实验的方式对电气设备的绝缘情况有一个深入的了解，第一时间发现问题并解决问题，最大程度上将设备损坏与停电事故的发生概率控制在最小范围内，本文系统介绍了高压电气设备耐压性与绝缘性的试验方法。 2 针对高压电气设备绝缘耐压性能的检测技术 2.1 常用的绝缘耐压检测技术 2.1.1 直流耐压试验 直流耐压试验所需要的实验设备通常有着比较大的体积，相比一般性实验来说，纹波系数明显较高，稳定性较差。在相关技术与设备不断发展的过程中，传统的试验方法已经无法满足新的实验需求。 2.1.2 介质损耗角试验 经长期的实验研究发现，高压电气设备在运行过程中介质损耗角与设备绝缘性能之间有着仍诹系。实验人员可以通过绝缘材料损耗状态对损耗角大小进行分析，在实验过程中重点加强对介质损耗角的检测能够帮助实验人员了解系统运行情况下绝缘体状态，及时发现问题并解决问题。 2.1.3 绝缘电阻试验 在对绝缘电阻进行试验的过程中会产生一个特定的电压值参数，试验人员需要事先记录下电压值参数，经过一分钟的加压处理后，仪表会将绝缘电阻值显示出来。其中吸收测验是最为关键的试验环节，通常情况下，电器设备在正常状态下的吸收比被严格控制在3：1以内，若超过这一参数就可以判定设备存在纰漏，进而可以判定设备自身存在返潮与绝缘体被损坏的问题。 2.1.4 局部放电试验 该试验方法就是对电力回路中的放电脉冲电流进行采集，所采集到的电流在经过放大处理后，能够通过电流对设备局部放电强度进行检测，同时也能够通过检测结果对绝缘体性能进行分析，看电气设备是否存在故障以及缺陷等方面的问题。 2.2 新技术 当前我国电力企业在检测设备绝缘耐压性方面可以选择的方法与技术比较多，然而不同的试验方法均存在一定的不足之处，在具体的试验过程中，通常需要投入比较多的财力、物力与人力，同时也会在一定程度上损害电气设备，影响到电气设备的使用寿命，设备故障检出率也有待提升[1]。为了使以上几方面问题得到改善，电力企业需要进一步加强在电气设备绝缘程度方面的研究，进而实现检测水平的进一步提升。比如，无需停运设备、解体设备，也不需要取样、不用接触红外线的诊断技术，这种技术一方面在操作上比较简便，另一方面在智能化程度上也明显较高。另外，在线检测技术与不定期带电测试技术也是比较有代表性的简便性与智能化水平比较高的检测技术。 3 高压电气设备绝缘耐压性能试验 3.1 试验分类 第一，依照不同试验方法影响设备绝缘性的程度进行划分，可以将试验方法分为破坏性与非破坏性两种，一般情况下，我们常说的耐压试验也就是破坏性试验，以测量为主的测试手段即为非破坏性实验，可以在不存在腐蚀性与高压状态的环境中进行试验，从根本上来说，也就是通过测量的方法对绝缘性水平进行判断，比如正切测量试验、绝缘电阻试验与局部放电试验等。针对电器设备绝缘性能进行实验的根本思路就是将一定程度的超标电压施加给待测电气设备，根据电气设备在高压环境下的运行状态来对其耐受性与抗压性进行分析，而这种试验方法必然会给电气设备造成一定的破坏，但是如果控制得当，也不会给电气设备造成十分严重的破坏，设备绝缘性依然可以维持在正常水平，比如针对雷击的绝缘耐压试验与针对交流的绝缘耐压实验等。 第二，以设备是否带电为依据的分类。在带电状态检测方面，可以对带电状态下的高压电气设备直接进行检测，这种检测方法相对比较简便并且实用。采用这种检测方法一方面可以得到比较真实的检测结果，对设备运行状态的反应也比较直接，可以得到连续性较好的实验数据，为绝缘参数的分析奠定良好的基础[2]。另一方面，也能够通过这种检测方法进行非破坏性试验。另外，对于不带电状态检测来说，试验人员需要严格遵循有关要求进行检测，可以采用非破坏性试验、直流试验与交流试验等试验手段。然而，不带电检测方法在周期试验判断方面存在准确性不足的问题，实际效用较低，在对测试结果进行分析的过程中，往往只能停留在理论层面。 3.2 试验方法 第一，串联补偿。这种试验法的具体优点主要体现在当试验电压被击穿的情况下，其会自动缠上谐振，高电压不会对电气设备造成破坏，即使在被击穿的情况下，电流也会逐渐降低，不会进一步扩大击穿点。第二，并联谐振法。这种试验方法通常应用于电压要求无法得到满足情况下变压器额定电压的检测中，采用并联谐振手段，可以对电流进行补偿，对容量不足问题进行一定的改善与缓解。而需要重点注意的是，在并联回路中容抗与感抗相等的情况下，回路中会出现谐振。去路电流虽然比较大，而回路总电流为0，即电源电压与容抗电压相等。对于积木式电抗器来说，需要事先根据试验电压来确定分接头位置与电压器串联个数，再确定电抗器并联数，保证变压器额定输出电流、试品电流与补偿电流三者之间的关系能够成立，只有在这样的状态下，试验才能够展开。第三，串并联谐振法。这种试验方法可以应用于变压器额定电流与额定电压无法达到要求的情况，起到补偿电流的作用。 4 结果分析 若在整体试验过程中，试验设备并未出现被击穿的问题，则代表电气设备具有良好的绝缘性。若在试验过程中出现局部保湿材料发热的问题，即可以判定该设备没有通过试验，需要对电气设备进行一定的补救处理，经过处理后再进行二次试验。因此，若电气设备绝缘值未出现变化，即可判定该设备所使用的绝缘材料不合格。试验人员需要重点注意的是，若实验室内部湿度与温度比较容易得到 控制，需要将试验设备转移至外部环境进行专门的试验，或者因其他方面的因素对试验测试结果造成影响，试验人员需要对试验环境进行有针对性的调整，最大程度上提高试验结果的科学性与准确性[3]。另外，即使电气设备能够通过实验，也不可以最终确定电气设备合格，而是需要将绝缘测试环节中全部的分析步骤与数据结果进行采集与记录，再对各项材料进行综合性的评判。必要情况下，也需要综合运用各种其他试验手段来开展相关的辅助试验。 5 结语 当前我国已经进入到改变经济发展方法、产业结构优化升级的关键阶段，电力企业有责任为工业生产与民用消费提供更加优质的电力服务。这就需要电力企业综合运用各种手段提高电气设备的运行稳定性。技术人员也需要对高压电气设备绝缘耐压技术进行深入研究与分析，一方面要保证电气设备在实验过程中其质量不会受到过于严重的损坏，另一方面也要确保试验结果具有充分的科学性与可靠性，将破坏性检测技术与非破坏性检测技术有机结合起恚提高非破坏性试验在整个试验体系中所占的比重。 电气试验论文:电力系统高压电气试验技术问题的重要性 摘 要：高压电气试验技术是实现现代电力供应资源安全供应的主要保障，在我国现代电力资源应用中发挥着引导检验细的作用，本文对高压电气试验技术的分析，结合现代电力高压输送系统的应用实际，对高压电气试验技术开展的重要性进行分析。 关键词：电力系统；高压电气试验技术；重要性 随着我国社会发展结构逐步完善，社会资源应用结构也实现专业化、针对性管理。一方面，电力系统的电力供应技术实现资源应用结构逐步完善，例如：电力传输、电力资源分布结构更加完善；另一方面，电力供应的安全性也受到较大的关注，以常见的高压电气试验技术为例，探究现代电力资源供应结构的开展实际。 一、高压电气试验技术的实际应用 1.技术概述 高压电气试验技术电力工者，对电力输送的继电器、线路等部分进行绝缘性检验，现代高压电气试验技术的开展在电力输送结构的安全、稳定的开展具有重要作用，高压电气试验技术也随着社会电力供应技术的发展逐步完善，并逐步实现高压电气试验技术开展不仅具有实际电路保护作用，同时融合合理的电流输送结构，为电力输送系统的安全发展提供理论支持。从而为社会电力供应结构的完善发展带来了更有力且协调的电力管理途径。 2.实际开展流程概述 电力系统高压电气试验技术的开展，并不是独立于电力输送系统之外，而是融合电电力输送的每一个环节，其一，高压电气试验人员进行依旧电力供应系统的电力应用需求，对高压电力系统整体进行绝缘性检验，实现现代电力供应结构整体电流控制，并做好电流输送系统的安全性和结构性进行分析，并对电流输送结构中的电流、电压、电阻之间的正常与否进行检验，做好实际分析记录；其次，高压电气试验人员依据实际检验结果进行电力系统的电力设备的绝缘性分析，同样也做好设备在实验中的绝缘性分析；其三，将电力系统的绝缘性与机械设备的绝缘性分析数据进行综合，为电力输送系统的电流传输提供安全的输送范围，后期电流输送在高压电气试验的绝缘控制范围内，保障了电流输送的安全性和稳定性，是我国电力供应系统技术逐步完善的重要保障。 二、电力系统高压电气试验技术问题的重要性 电力系统高压电气试验技术是现代电力结构发展不可缺少的一部分，对电力系统高压电气试验技术的研究，是现代社会资源综合开发发展的新领域，也是我国水分发展结构适应绿色化，循环性发展的必然选择。 1.技术层面 电力系统高压电气试验技术是电力输送系统安全性的主要保障，从技术层面对电力系统高压电气试验技术的重要性进行分析，我国现代电力系统高压电气试验的开展逐渐从设定实验场进行模拟实验，向现代电力输送系统实际检验发展，对电力系统的电力输送检验的绝缘性分析更切合实际，实验开展的实际意义也提高；其次，随着我国高压电气试验技术工作逐步完善，电力系统的绝缘性检验也逐步实现技术应用的绝缘性，电力系统各部分的绝缘性分析也更加专业，例如；电流输送线路的绝缘性检验采用红外照射的形式进行绝缘分析，而继电器的外部绝缘性分析不仅要采用红外进行绝缘检测，同样也要进行继电器的氧化层分析，实现了现代电力系统的安全输送管理更加专业化、其安全性也更强，为我国电力输送系统的技术创新应用带来更高效的技术保障。 2.电力运行结构 现代电力系统的资源逐步完善，做好电力系统高压电气试验，也是我国电力结构的主要分支，电力系统高压电气试验的开展流程结构更加规范，传统的电力系统安全性检验的随意性较大看，电力系统试工作没有确定的开展依据，检测人员的检测标准也是依旧其经验进行试验判断，使电力系统存在较大的安全隐患，实施电力系统高压电气试验，对试验的开展做好系统的合理规划，试验的最终评价与调整具有明确的参考标准，从而实现现代电力的部分结构管理更完善；其次，电力系统高压电气试验的专业发展，实现了我国电力系统的中安全管理发挥其内在作用，例如：电力系统的资源管理上，电力输送系统的线路、继电器的保护能力提高，电力运维人员可以及时对电力系统进行电力系统的安全隐患的处理，对电流系统中存在的安全问题及时解决，实现现代电力系统的技术开展在整体电力系统结构上，做好电力配送、电力运维等电力系统的各个环节之间做好结构对接的必然性选择。 3.电力应用率 电力系统高压电气试验技术的应用，是现代电力资源应用效率提升。一方面，电力系统高压电气试验开展，是基于电力系统的实际进行电力输送外部保障的试验分析，电力系统的绝缘性能够防止电流传输中线路之间的传输电波相互干扰，可实现现代系统电力资源传输的外部干扰性降低，提升电流传输的稳定性；另一方面，电力系统高压电气试验能够依旧电力系统的整体绝缘性和机械设备的绝缘性做好电流输送的可变空间，为后期电力系统的电流输送带来了更安全的电流输送保障，从而实现了电流输送的效率提升。 三、结语 电力系统高压电气试验技术的开展，是现代电力供应系统安全、完善的进行电力输送的前提和基础，结合现代高压电气试验技术的实际开展范围，对高压电气试验技术的进一步推进提供相应的建议，为我国电力资源应用网络进一步拓展与完善。 电气试验论文:论电力系统高压电气试验中技术问题的重要性 摘 要：高压电气试验是验证电气设备的主绝缘及其参数是否可以安全运行的主要方式。文章以记录电力系统高压电气试验中技术问题重要性特点为前提，对电力系统的高压电气试验的基本情况进行了论述说明，对高压电气试验技术应用产生影响的相关原因进行了剖析。随着我国相关电气行业的高压领域不断开阔创新，越来越多的实验设备可以在高压情况下进行电力生产，然而当下电气行业对相关电气设备的使用指标检验也十分严格，如何更好地掌握相关电气设备在高压环境下的工作情况异常重要，本文以电气设备的主绝缘和其在高压情况下的参数为切入点进行剖析，罗列一些在电力系统高压电气实验中可能出现的技术问题，并对这些技术问题可能出现的原因进行相关深度的探索。 关键词：电气行业；高压电气试验；主绝缘和参数 在进行电气生产中，电气设备的主绝缘及其参数是否能够完全达到安全和高质量生产的目的，是否具备一些来自电气设备内部和电气设备外部的安全故障的因素，这些因素又将对电气设备的性能研究造成多大的偏差，对利用电气设备进行高压下的生产造成多大的影响，这一直以来是众多电气工程师的研发和测试人员极其关注的问题，事实证明，倘若对电气设备在高压情况下的工作不够清楚，做不到设备的风险管控和误差管控，这会导致电气设备的使用性能和生产效果大打折扣，所造成的经济损失和安全风险也有可能是十分巨大的，本文提出了以下众多观点，从而对系统的对电气设备在高压试验中可能出现的故障进行合理地总结，并根据这些内容，阐述一些试验过程中可以采纳的措施。 1 电气设备高压试验的作用 1.1 保证电力系统更稳定安全地运作 在进行电气设备高压试验之前，相关试验人员应当对电气设备及其试验环境进行仔细的检测，这为试验检测电气设备在高压状态下的性能指标提供了安全保障和效率保障，一方面为使用相同设备的商家提供了可靠地依据，在另一方面，这也为电力生产中的电气设备使用提供了一定的思路，那就是加强相关电气设备的性能检验和定期的进行安全故障的排除，完善相关电气设备使用的管理机制，落实相关电气设备的维护维修环节，从而使得电气设备能够在安全稳定的情况下得到充分使用。 1.2 促进电气设备的性能不断优化 电气设备的试验意义不仅仅在于为相关电力的生产中设备的使用提供可靠地依据，还表现在通过试验对电气设备的故障排除，完善相关电气设备的构造，相关电力系统的研发人员，能够在试验中对电气设备的构造进行更加深入的剖析，也在测试中能够给自己和团队更多的电气设备创新改进的灵感，通过对电气设备的检验，不放弃每一个可能，进行发展创新，为电气设备的推陈出新做出了巨大的推动，也在宏观上促进了整个电力行业的高速发展。 1.3 为电力系统检测与维修工作提供科学依据 随着电力试验的增加，越来越多的新技术开始出现，也为电力系统检测与维修工作提供了更为有力的科学依据。比如电力技术人员在检测频带时，引入了局部放电超声波技术，这样就能全面地对高压电气设备系统进行检测，快速找到故障点，方便电气技术人员进行维修，提高了高压电气维修工作的效率和安全性。其次在高压电气试验工作中，引入气体色谱的分析方法，在电路优化过程中引入变压器绕组的变形结论，从而提高了高压电气试验的准确性和可靠性。此外，电气技术人员为了提高电气设备的抗干扰能力，应用超低频试验电源，这样就有效缩小的试验范围，增加了试验结果的精准度，新技术的诞生和应用，使得电力系统高压电气试验更为安全、准确。 2 试验结果误差及其原因 2.1 生产电气设备中，接地不规范造成介质损耗 在电气设备尤其是耦合电容设备在生产中，因为其与线路直接相连而出现故障的可能性较大，为了保证相关电气设备操作人员的安全操作，就会采取高压设备接地的方法来保证施工人员在生产和维护电气维修之间的安全性。然而在耦合电容器与电容式的电压互感想结合的方式，连电的概率就会大大增加，在这种情况下，设备操作人员应当注意电阻串联到电容器上的现实情况，正式因为这一次次的串联，而电阻本身的大小不变，可能造成较多介质的能量消耗。 2.2 电气设备高压试验中，接地不规范导致的数据误差 同样，在相关大型电气设备的高压测试试验中，倘若试验操作人员没有对相关的电气设备进行二次绕组接地，从而造成了试验数据与电气设备本身的数据不符合的情况，这是因为，操作人员在电气设备高压测试过程中，充当电力变压器的角色，因为与空载变压器之间达到了串联，提升了介质的损耗，从而使得电流数据及其能量损耗没有与电气设备的名牌数据吻合，其内在原因可以从电气设备本身进行剖析，那就是对于以上两类电容设备本身正常工作需要进行一定的接地保护，倘若电力人员做不到这一点，就很容易导致整个电路的电流紊乱，从而影响电气设备在测试数据上的电流颠簸等情况的出现。 2.3 设备工作环境不稳定导致试验结果误差较大 诚然，任何试验都应该考虑到环境的因素，大型的电气电容设备的高压测试试验更是如此，以电容的电压互感机器与耦合电容设备为例，当他们在变压站进行变压测试试验的时候，往往采用原本的仪器进行相关数据的采集测试，这似乎能够在很大程度上保证数据的准确性和稳定性，然而有些时候会出现一些数据不正常的情况，为整个实验的进度推进造成了不小的难题，因此科研人员对这个问题进行多方面的深入探讨，发现一个非常新奇的现象，那就是测试数据正常的情况往往是出现在白天，反而在夜晚的数据往往不是特别准确。科研人员根据这个现象进行了一些文献的查找发现，一家公司的研发团队已经就这个问题进行了细致的探索，他们发现转子绕组直流电阻的数据总是会起伏较大，因此这家公司的研发团队，采取了不同的环境因素对电气系统的相关数据进行了深入的探索，从而在环境因素中找到保证试验数据准确的匹配条件，在这个过程中，科研团队发现，真正导致绕组电流不稳定的原因并非是电路系统的内部原因，而是来自于外部试验环境的昼夜温差较大，正式因为这个环境因素，导致发电机的转子出现了众多微小的裂纹，从而影响了电流的稳定性，为了验C这一结论，科研团队对不同环境下的实验数据进行了比照分析，对此做出了相关的验证。 2.4 引线所产生的问题分析 对绝缘带的检验是电气设备的高压测试中的一个重要环节，然而绝缘带故障也是测验中的一个难题，尤其在接口电容器的测试中，介质因素测量结果往往具备较大的误差，其原因的寻找过程也是十分艰辛，采取多种方法结合的思路，首先利用兆欧表对塑料绝缘带进行电压测量，试验结果让很多人出乎意料的是绝缘电阻的只有两百多欧姆，与之相反的是设备的绝缘电阻却大的的惊人，有一万欧之多，后来经过长时间的反复观察，试验人员发现，低电阻的塑料绝缘介质消耗较大，往往用塑料固定引线的方法，是非常不可取的，因为这就相当于用给引线增加了一个点电阻，并联在电气系统内，自然会给试验数据造成一定的影响。 3 结语 我国已经成为世界上最大的电力生产和使用的国家，高压下的电气设备的正常工作对于电力生产有着重要的意义，电气设备的高压测试试验，不仅仅是一次理论与时间结合的科学实验探索，也是众多电力相关行业正常运转和不断发展创新的重要力量，因此，为了更好地进行电气设备的高压测验，使其更好地造福于生产生活，应当在相关研究领域建立相关的故障监管体系，不断发展创新出更加完善科学的研究方法，完善相关故障的规避方式方法，落实对科研人员的培训和教育内容，以提升相关研究的安全水品，让电气设备的高压试验更具备科学性和准确度。 电气试验论文:电缆附件电气出厂试验与交接试验 摘 要：电缆附件绝缘件出厂试验与电缆附件安装完成后的交接试验对每件产品的质量好坏起到关键检验作用，使用大量110kV电缆附件作为对比试验样品，分别使用120kV、130kV、160kV作为出厂试验耐压值，结果表明通过120kV出厂耐压试验的样品在交接试验中的击穿比例大于通过160kV出厂耐压试验的样品，而通过130kV出厂耐压试验的样品在交接试验中基本无击穿现象，与通过160kV出厂耐压试验的样品持平。130kV代替160kV作为出厂试验耐压值能满足试验及运行要求，且高效节能。 关键词：电缆附件；出厂试验；交接试验；标准 1 前言 XLPE绝缘电力电缆附件因其合理的工艺结构、优良的电气性能以及安全可靠地运行特点在国内大中型城市已得到广泛使用，电缆附件产品的质量直接关系到整个电力系统的安全稳定运行。而对于电缆附件整体而言并不存在严格意义上的整体产品例行试验，电缆附件产品的例行试验时分别针对电缆附件的各个部分组件而言，因此对于电缆附件绝缘件的电气性能试验又被称为各个生产厂家的出厂试验。出厂试验和交接试验是针对每件产品的制造、工艺质量以及检验产品安装完成后是否符合运行要求，因此，出厂试验和交接试验更能有效的控制每件投运使用的产品的产品质量，对于电力系统的安全运行有着更为直接的作用与意义。 2 出厂试验 电缆附件绝缘件的出厂试验有局部放电试验和电压试验。依据国标，110kV电缆附件绝缘件电压试验要求在环境温度下使用工频交流电压进行，试验电压逐渐升到160kV，保持30min，试样不应被击穿或闪络；局部放电试验要求试验电压逐步升到112kV并保持10s，然后电压慢慢降到96kV，在96kV下放电量不应大于5pC。 电压试验是用来检验产品的绝缘强度的最直接的手段，能充分反映电缆附件绝缘件在交流电压下运行的实际情况，能真实有效的发现其绝缘缺陷，它对于判断电缆附件产品能否投入运行起着决定性的作用。但电压试验也属于破坏性试验，出厂试验中的工频交流电压会使产品中原来可能存在的弱点进一步发展（但又不至于在耐压时击穿）。因此，设定合理的耐压试验值有利于在发现产品缺陷的同时有效降低试验本身对产品造成的危害。 局部放电试验是检验电缆附件绝缘件是否存在放电或放电量是否超标的检验手段，发现其他试验不能检验出来的绝缘局部隐形缺陷或故障。局部放电的特点为：放电能量小，短时间内不影响产品的绝缘强度；对产品绝缘强度的危害是逐渐加大的，它的发展需要一定时间；局部放电试验属于非破坏性试验，不会造成绝缘损伤。 因此，结合先进的局部放电检验手段，配合设定合理耐压值的耐压试验，可以进一步在有效判断产品电气质量优劣的同时更好的保护产品质量。 3 交接试验 电缆附件的交接试验（一般是结合电缆线路作为完整被试品进行交接试验）主要是在电缆线路投运前依据GB 50150来检查产品有无缺陷，安装是否合格，最终作为判断电缆附件产品是否投入运行并且为预防性试验积累参考性数据。目前我国执行的交接试验中主绝缘耐压试验在110kV等级的电缆线路上所采用的试验参数为施加2U0（128kV），保持60min不击穿、不闪络。当不具备试验条件时，可施加正常系统相对地电压24h的方法代替。 出厂试验与交接试验在诸多因素上存在不统一性，首先从运输、存储和安装状态作下对比；出厂试验的运输、存储是生产厂家库存；一般不经过长途运输。安装状态是一般不组装成成品电缆附件状态；试验电极固定；安装相对简单，人为影响因素小；绝缘件单独安装，无增强绝缘及场强改善措施。而交接验的运输、存储是一般经过长途运输；有可能经过长时间存放（1-2年）；受潮可能性大。安装状态是一般为户外安装条件，现场条件较差；安装人员水平参差不齐；组装为完整的电缆附件产品增强了产品绝缘且改善场强。对于试验电压值，试验时被试品安装状态对其绝缘能力的影响，以及试验的苛刻程度比较可知，试验电压：出厂试验 交接试验；试验时间：出厂试验交接试验；安装状态情况：出厂试验 交接试验；场强改善：出厂试验 4 模拟试验 110kV电缆附件运行电压、出厂试验电压、交接试验耐压试验电压数值差距较大，特别是出厂试验电压远大于其他两个电压值。出厂试验往往是每件产品生产完成后在生产单位的试验室完成的，试验条件良好，产品在接受实验前的储存情况及模拟安装情况良好，另外，电缆附件产品在前期设计时已考虑了充分的绝缘裕度。而交接试验条件则相对恶劣，主要可归纳为以下几个方面：首先，电缆附件产品在运输、储存过程中可能受损；其次，目前国内电缆附件安装行业水平参差不齐，而电缆附件的质量又由多因素组成，其中安装因素占比重较大；最后，现场试验环境不可控因素多。目前，国标规定的110kV电缆线路交接试验耐压标准为128kV，1h。而此试验参数标准经过多年来的施行，已经从实际运行中得到了验证，该参数值能有效的检验出电缆线路中存在的潜在缺陷。可见当电缆附件产品经过了长途运输、储存、安装过程后所耐受的交接耐压试验值（128kV）能够有效地判断电缆附件产品的质量优劣，因此，对于出厂试验阶段的电缆附件产品，选定120kV、130kV作为模拟出厂电气试验电压值。110kV电缆附件具体数据为运行电压：64kV（U0）；出厂电压试验：160kV（2.5U0）；交接耐压试验：128kV（2U0）；模拟试验：120kV 130kV。 GB/T 11017.3规定了电缆附件产品的电气试验方法，电缆附件绝缘件的电气试验可安装在成品电缆附件上进行试验，或安装在专供试验的装置或模拟附件上进行试验，这种装置或模拟附件提供了试验所需的电极，是被试绝缘件上的电场强度（径向及非径向电场强度）达到不小于成品电缆附件在其规定试验电压下的电场强度，专供试验的装置或模拟附件的电极尺寸可以设计得使降低试验电压仍能达到规定的电场强度。因此，模拟试验中用到的的试验电极如图1所示。 在模拟试验中，选用了国标中提供的第二种试验方法，电缆附件的绝缘件并未安装在成品电缆附件上进行试验，绝缘件完全裸露在空气中，没有任何的绝缘加强措施，这样使得试验的条件更为苛刻。将绝缘件样品分三组，每组耐压值分别为120kV、130kV、160kV，耐压试验完成后仍按国标中要求的试验值进行局部放电试验，耐压试验及局部放电全部通过的样品即安装在成品电缆附件上进行模拟交接试验。试验样品数量共2320件，第一组样品为通过120kV电压试验及96kV局部放电试验的样品，共计754件，其中有4件样品在随后的模拟交接试验中被击穿，耐压时间均不超过1min；第二组样品为通过130kV电压试验及96kV局部放电试验的样品，共计679件，均通过随后的模拟交接试验；第三组样品为通过160kV电压试验及96kV局部放电试验的样品，共计887件，均通过随后的模拟交接试验。 虽然试验样品的数量仍然有限，但仍能由试验结果初步判断得出，对电缆附件绝缘件施加130kV作为的出厂电压所得到的试验结果与使用160kV试验电压值所的到的试验结果有着一致性。 电气试验论文:电力变压器的电气试验与继电保护 摘 要：电力变压器是电力系统当中关键的电气设备，如果不能保障变压器的安全，就必然会影响整个电力系统的安全稳定性。所以加强对电力变压器的电气试验以及采用科学的继电保护措施，就能为变压器的正常稳定运行提高保障。本文主要就变压器的故障以及电气试验内容加以阐述，然后对电力变压器继电保护措施实施详细探究。 关键词：电力变压器；电气试验；继电保护 随着人们对电力需求的进一步扩大化，对电气企业来说也有着比较大的挑战。为保障电力系统的稳定运行，对变压器进行实施电气试验以及加强^电保护工作的实施就显得比较关键，通过从理论上，对电力变压器电气试验以及继电保护的研究分析，就能为实际操作提供有益思路。 1 变压器的故障以及电气试验 1.1 变压器的故障分析 变压器的故障中，声音异常是比较常见的故障。也就是变压器在实际的运用过程中，会发出不均匀的声音，以及发出特殊的声音。这就说明变压器出现了故障。结合声音的不同来找出故障位置，然后对其及时性处理[1]。在这一故障出现的时候，电网处在高压情况下，变压器的声音就会比较尖锐，这就需要对变压器的电压实施测试。在电流电压没有问题的时候，就可能是内部螺丝出现了松动情况。 变压器故障当中，出现了颜色以及气味异常的问题，在变压器的内部就出现了故障。最为可能的就是防爆管发生了破裂，从而使得水以及潮气进入到变压器内，这样就会变压器的绝缘性能有着影响。在实际运行过程中，就比较容易出现闪络问题。或者是由于变压器老化问题，也会出现烧焦气味出现，这就需要解决具体的情况来加以应对。 变压器的故障类型中，油温异常的问题也比较常见。如果是油温比平常高处10摄氏度或负载时候油温不断上升，也能判断变压器的内部出现了故障。可能是冷却器不工作，使得温度不能得到有效扩散，这就需要对冷却系统及时性的维修。 1.2 变压器电气试验 在变压器电气试验的内容中，主要有绝缘测试以及耐压试验和瓦斯继电器试验等。其中的绝缘试验就是其他试验的基础，在这一环节的试验过程中，就要在变压器一次和二次间对地电阻实施测试，这样能对一些比较简单性的故障加以判断，对设备的绝缘强度也能得到有效保证，可有效避免漏电以及破损的问题出现。在电压器存在着相间电阻平衡的时候，通过直流电阻试验对稳定性进行测试，就能满足实际的试验要求[2]。试验仪器为直流电桥或直流电阻测试仪，建议使用直流电阻测试仪，因为变压器线圈电感量较大，电桥充电时间较长，且电池耗电快，影响测试精度。利用直流电桥测量大容量变压器时，必须先按“B”按钮，然后再按“G”按钮，如果按“G”按钮，当按“B”按钮时的一瞬间中因自感引起逆电势对指零仪产生冲击而损坏。断开时，先放开“G”，再放开“B”。 2 电力变压器继电保护措施实施 对电力变压器继电保护要遵循相应的原则，这样才能起到积极保护作用。在可靠性原则方面要加强重视，保护装置规定的保护范围内，发生应该动作故障时，不该拒绝动作而在其他保护不动作下是不应当发生误动作的。在可靠性的原则方面，主要是保护装置自身的质量以及运行维护水平，能采用拒动率以及误动率对两者愈小则保护可靠性愈高进行衡量，为能保障其安全性就要加强自动检测以及闭锁报警等措施实施[3]。再有就是对电力变压器的继电保护就要注重选择性以及灵敏性的原则遵循，在选择性的原则方面，故障设备以及线路自身保护出现了故障，在故障设备以及线路保护要通过相邻设备以及线路保护将故障切除。 电力变压器继电保护措施的实施方面，可通过软件应用功能加以应用。也就是对各类二次信息实施查询，然后对三遥数据分析处理，对以前定试的记录实施比较，对动作的次数以及时间实施统计等，并能对二次设备试验材料以及记录和定值实施管理。设置一次装备参数接口，在电压以及功率和电流设备方面的试验记录要加强实施，并配合一次主接线图实施查询，只有在这些层面得到了加强，就能保障继电保护的效果良好呈现[4]。另外，在对电力变压器的继电保护措施实施中，在瓦斯保护方面的方法实施也比较重要，这一保护在变压器当中是比较基础的，也是变压器内部装置，通过气体变压器为主，瓦斯保护的主要目的就是保证电力变压器油箱内部气体及时排除，能有效避免油箱的温度突然上升，对绝缘油的基本性能能得到保障。 3 结语 综上所述，电力变压器电气试验以及继电保护的措施实施中，要能严格的按照标准进行实施，只有在措施方法上妥善实施，才能真正有助于变压器的应用质量水平提高。希望能通过此次理论研究，有助于电力变压器的继电保护操作。 电气试验论文:简论电气试验设备现状及技术改进 摘 要：对电气设备进行高压试验能够协助检修人员了解设备的绝缘状态，对于设备的管理和故障分析是非常有帮助的。本文针对电气设备试验进行研究，对其现状进行分析，并就如何提升试验设备的工作效率提出了改进办法。 关键词：高压设备；电气试验；管理系统 在高压电气试验中，主要工作是对设备的绝缘性能进行试验，以此来判断高压设备的运行状态，具体项目包括：吸收比和极化指数试验、介质损耗试验、电容试验、耐压试验等。就当前来看，试验的主要工具和手段是高压电气试验设备，它们能够检测出设备的性能和绝缘状态，发现隐藏的问题，防患于未然。 一、高压电气试验设备的现状分析 （一）电气试验车现状分析 在电气试验中，经常要用到高压程控电气试验车，它是中型客车改造而来的，在车上固定有相应的测试系统，能够十分方便的到达电气设备的试验部位。对于中型客车而言，使用的大部分试验设备都是从国外进口而来；包括：前端测试单元、测试通道控制单元以及数据通道等等。这些通道可以进行多种测试，在具体测试过程中，可以将电缆与测试设备相连接，测试时只需启动测试设备即可。作为一种自动化的验设备，电气试验车省略了很多中间环节，具有简答的操作步骤。其主要不足在于：价格贵，很多供电单位无法承担昂贵的费用，在维护上也需要耗费大量的人力物力，正因如此，这种试验车并没有得到普及。 （二）常规试验设备 当前，我国大部分的电气试验依然是采用传统的试验设备，这些设备不具备自动化测试的功能，体积大，不便于运输；另外，它们无法与计算机相连，因此，其所获得数据也无法导入到计算机中进行分析。这些试验设备需要人工操作，并通过工作人员的经验对数据进行判断；对于实践经验较缺乏的工作人员而言，有可能因为误操作得出错误的数据而导致最终的误判断；更值得关注的是，试验数据一般是通过人工记录的，查询和保存上都存在较大问题。受资金限制，这些设备依然是很多电力公司的主要试验设备，短时间内无法被淘汰，因此，研究人员你也只能尽可能的在此基础上进行试验设备和技术的改进。 二、改进方案分析 对于上文所提出的电气试验设备存在的一些不足和缺陷，采取有针对性的并且切合实际的改进方案十分有必要，这样可以保证电气设备运行于良好的工作状态，保证电网的安全运行。当前，计算机技术不断发展，已经日益成熟，不难想到依托计算机技术提升电气试验设备的水平。基于常规的电气试验设备，开发出一套设备的管理软件，并且对设备与计算机的接口进行设计是一条可行之路。这样一来，电气试验的工作效率可以得到大大提高。就该系统而言，完成的主要功能包括：在工作时，工作人员依据该系统中的提示进行相应的操作；实验过程中，得到的实验数据将会自动录入到相连接的计算机中，计算机中有对数据进行分析的软件，可以实现数据分析并且对电气设备绝缘情况等进行判断，最终给出试验结论。 在该系统中，软件环境包括：Microsoft Visual Basic，中文Win-dows XP， Microsoft Access；硬件环境包括：CPU 33MHz，显示器、硬盘、喷墨打印机、针式打印机以及激光打印机等。对该系统的功能进行划分，包括以下几个模块：试验报告的打印功能、试验数据的录入功能、历史试验数据的保存功能、试验数据的分析功能以及实验报告结果的显示功能等。在该系统中，使用的数据库结构为：通用测试结构，它与现场的常规组织方式是相符合的：首先，该系统的第一级牵引为变电站名称；第二级牵引为电气设备的名称，其中包括设备的运行编号和设备的类型；第三级牵引为试验的日期；通过以上的三级牵引，实现试验数据的存储和查找；另外，这种结构的数据库有利于管理以及今后的扩展，同时，以变电站作为第一单元，这就与其他变电站完全分离开来，实现了较强的数据独立性，数据的局部损坏现象减少了，自然也不容易出现数据丢失的现象，因此，维护起立较为方便。 在建立数据库时，应该按照以下原则进行：各个变电站建立独立的数据库，互相之间不会受到干扰；同一类设备或者是同一台设备使用数据库中的一个记录；一个测试项目在记录中占用规定好的字段。采用常规的电气试验设备进行高压设备的试验之后，通过手动的方式，将试验数据录入到指定的计算机中；在相应的管理程序中，有设计好的软件可以对这些数据进行必要的存储换算、管理分析以及比较判断等。该软件不仅能够进行与历史试验数据的对比分析，对于相同类型设备的试验数据还可以进行横向比较，依据试验数据的变化趋势判断设备的状况。为了对历史资料进行积累，对电气设备的性能进行跟踪监测，需要对试验结果进行存档，保留最具权威的试验数据，并且这些档案可以随时打印出来，便于工作人员的使用。 三、结语 电网的高速发展使得其高压设备越来越先进，相应的，针对这些设备进行的电气试验也应该得到改进和发展。传统的试验方法和试验设备已经逐渐暴露出弊端，需要得到改进，甚至是摒弃。但是受到经济条件的限制，很多设备还无法被淘汰，对此，只能尽可能的进行电气试验设备的改进，保证试验结果的准确。 电气试验论文:浅析电气试验中的危害因素及预防策略 【摘要】对电力设备进行试验，是为了避免设备中存在的隐患因素造成的影响，能够通过试验检验设备中的问题，及时发现并及时解决。但是，我们应该认识到，对电气设备实行试验工作具有一定程度的危险性。本文通过概述电气试验的重要性与概念，并对试验中存在的危害因素进行分析，初步提出了相应的预防策略。 【关键词】电气试验;危害因素;预防策略 为了确保配电设备在实际工作中能够稳定和安全的运行，需要对其进行电气试验工作。但是在试验中存在一些危害因素，应该对其引起足够的重视。试验人员应该充分了解试验中可能存在的危害因素，并采取有效的预防措施，尽量避免危害因素对其造成的影响。 一、电气试验的概念与电气试验的作用 （一）电气试验的基本概念 电气试验是指为了确保电力设备与其系统的安全性能，在其投入工作运行前，对设备与系统的安装与制造质量进行分析与判断，确定此设备是否在安装后可以正常使用。依据相关的规范与标准，对其电气特征、单体的绝缘功能、电气的机械功能等进行验证，检验其相关指标是否达到了规定要求。 （二）电气试验的作用 通过具体实践工作表明，电气试验对电网的安全运行具有重要作用，而且检验电气设备的使用质量，可以提高电力系统的运行性能，提升其设备的使用周期率，最后使得设备的使用效率提高。但电气试验是一项涉及多专业知识领域与多设备使用的工作，具有一定程度的复杂性。因此，所有的电气试验工作人员应该遵循相关的操作规范与操作步骤，仔细全面的进行试验工作，防止错误现象的产生，导致人身安全事故的发生。对电气设备做交接试验时，相关试验技术员可以判断此设备的设计工艺结构，分析其存在的不规范性，完善电气设备的结构。此外，技术员还可以依据预防性试验，找出设备的整体性缺陷，并采用有效方法来解决，阻住电力设备提前老化。这些试验，都提高了电网的安全性能。 二、电气试验的危害因素 电气试验中存在的危害因素是造成安全事故发生的根本原因，必须对其重要性进行分析。对电气试验来说，不同的任务其存在的危险因素也不同，应该依据具体情况进行分析。一般情况下，危险因素的评定条件具体有：电气试验人员的具体情况、试验设备的具体现场分布状况以及试验设备具有的不同电压级别等。所以，如果要提出相应的危害预防策略，则要根据电气试验存在的危险因素的严重情况来定。对危害因素进行分析与研究，不能依靠个人见解来判断，需要多位试验人员对其进行事故预想。例如，对于一个2m高度的变压器来讲，因其庞大性，所以就存在了一个危害因素，即如果从高处掉下来的话，可能造成的危害。所以，在电气试验时，应该按照相关的规范与要求，科学的罗列出设备可能存在的隐患或危害因素，并依据其重要程度的高低，找出相对应的预防策略。 电气试验中存在的危险因素主要由多个方面组成。第一，电气试验时，确定其可能存在的风险性。第二，在采取安全措施时，应该使其已确定的安全措施更规范与严谨。第三，应该确定电气设备试验的任一细小试验步骤会产生的危害性。例如：可能出现人员摔伤或者触电事故，以及设备运行出现不安全因素等。第四，定制应对危害因素的防御方法时，应该全面充分的考虑，并依据时间，判断预防措施的可行性，并不断改进预防方法，提高预防措施的完善性。第五，在通常情况下，电气试验的正常进行是将其分为多个小步骤，对每一个步骤都严格操作。预测所有小步骤中可能存在的问题，提前制定相关的预防策略。 三、应对电气试验危害因素的预防策略 （一）建立安全可靠的防护系统 对电气设备实施电气试验工作时，必须建立一整套的安全防护计划与制度，并尽量保持其完善性，有效分析与预防试验中可能存在的危害因素。在建立电气试验的安全防护制度时，必须保证此制度与计划的可靠性与实行性，使此制度具备可行性，防止出现制度与计划无法落实到实处的现象。在当前，电气试验的安全防护制度还具有某些问题。例如：对于其中的签发工作票制度来说，不但浪费时间和浪费人力，而且可能导致先试验后填票的现象，导致此制度丧失了该有的约束力。目前，为了避免此现象已经用计算机打印工作票，并且试验操作人员必须先签发工作票，得到许可之后，才能够进行试验操作，将试验流程操作规范化。 （二）试验前的预防策略 试验前，应该规范相关的试验步骤操作流程，明确其试验的相关内容。电气试验人员在具体试验时，应该将安全帽佩戴并将特定的试验服装穿好。假如要进行高空作业时，操作人员一定要系好安全防护带，避免高空作业事故的产生。此外，还应该避免电气试验对人体造成的伤害，需在试验场地的周围放置明显的警告牌，并安排相关的专业作业人员巡视场地，避免其他人员的进入。最后，应该在试验前，检查相关的试验电气设备，当其运行情况与就绪状态都没有问题时，才能够进行试验。 （三）试验过程中的预防策略 在试验中，对于被检测设备与试验设备来讲，需要保证其外壳是跟地面相连接的，且应该检查连接的正确性与安全性。严禁使地线接近自来水管等危险地方，应尽量使其远离危险处，确保其安全性。如果对试验电气设备加压，相关的试验操作人员必须思想高度集中，保持高度警惕性，能够对其存在的危险因素及时发觉，并采取有效的处理措施。如果进行电气试验设备的耐压试验，需要测定处试验设备，检验其绝缘阻值，确保接地的良好性，避免试验时发生的触电安全事故。在测量试验设备的绝缘阻值时，必须保持试验设备的无电状态，当试验完成后，才能开启试验设备的电源。如果是实施远程控制试验，其中的传动试验必须由专业的操作人员监管试验现场，并保持与上级的互动性，发现任何存在的危险问题，必须上报上级并终止试验工作，避免危险进一步恶化。 （四）试验后的预防策略 电气设备试验完成后，试验操作人员不仅需要详细地记载在试验中发生的问题，而且应该将这些问题立马反馈出去，通过这些试验记录，分析被试验设备的健康状况与稳定性能。另外，试验完成后，试验操作人员应该仔细检查现场，并拆除开始试验时安装的地线，检查电气试验的工作现场是否有其他物品的遗留，完成之后，保证所有试验相关人员能够安全撤离。 （五）提高试验操作人员的知识能力与技能水平 对电力设备进行电气试验工作，要求所有的试验人员必须具备一定的操作技能与知识水平。试验操作人员综合能力水平决定了电气试验的质量水平。电力公司，应该不断培养试验操作人员的安全意识，提高其节能意识。综合提高试验操作人员在紧急应变能力、对试验设备的操作能力、试验操作规范性、试验安全意识等方面的能力。试验操作人员通过试验提高其安全教育意识，建立起安全第一的思想试验观念，并使试验操作人员具备基本的处理紧急事故的能力，降低事故的发生率，提高整个电气试验工作的质量水平与安全性能。 四、结束语 总体来说，电气试验是必要且危险的。电力公司不仅需要提高对电气试验的关注度，而且需要了解电气试验中可能存在的危害因素，进行充分分析与研究后，采取有效的预防策略。避免在电气试验时出现安全事故，保证试验操作人员的人身安全。在对电气设备试验时，必须提高相关试验工作人员的安全意识与操作规范，加强对其操作技能和应急处理能力的培训，提高人员的综合素质，保证试验的质量。 电气试验论文:家用电器的泄漏电流和电气强度试验 摘 要：为了保证家用电器的使用安全，国际电工委员针对电器使用安全就明确强调了在工作温度下进行泄漏电流和电气强度试验的必要性，而非工作状态下的泄漏电流和电气强度测试也是其中一项重要的检测部分。基于此，文章首先分析了泄漏电流的定义，随后针对家用电器泄漏电流和电气强度试验的标准要求以及方法进行了分析。 关键词：家用电器；泄漏电流；电气强度；试验 引言 泄漏电流的定义为：在没有故障和外在的压力情况下，家用和类似用途电器中相互绝缘的金属之间和带电零件、接地零件之间，通过周围介质而形成的电流。泄漏电流直接影响到使用者的人身安全，因此，泄漏电流已经成为衡量产品绝缘好坏非常重要的一个指标。 1 泄漏电流的定义及试验目的 简单来讲，泄漏电流就是家用电器在没有设备故障和外施压情况下，绝缘部分所产生的电流。绝缘部分是使用者直接接触的部分，如果产生了电流危及到使用者的安全。因此，泄漏电流是衡量电器绝缘好坏的一个重要指标，也是目前衡量产品安全性能的一个关键性指标。 在家用电器中，对于安全性能要求较高的产品，都对泄漏电流有非常明确的要求，如家用电器中的水泵、空调、油烟机、冰箱。同时，大多数家用电器在特殊要求中对于泄漏电流均有明确的规定：在产品试验过程中，泄漏电流检测不合格，将会作为产品的致命缺陷，不予复检。我国电器行业规定，家用电器产品在出厂检测中，泄漏电流是重点检测项目之一。泄漏电流必须控制在一个很小的范围内，才能最终保证使用者的安全。 2 家用电器泄漏电流和电气强度试验 针对家用电器泄漏电流的重要性，下面针对泄漏电流和电气强度的试验谈谈自己的观点。 2.1 非工作状态下泄漏电流和电气强度 根据IEC60335-1：2010《家用和类似用途电器的安全第1部分：通用要求》中第16章的规定：在非工作状态下，即当家用电器处于室温状态，家用电器进行不连接电源的试验，这是家用器具在潮态试验后进行的泄漏电流测试，主要考核器具在经历耐潮湿试验后，器具本身绝缘材料导致的泄漏电流。针对单三相器具，试验电压有不同的要求，单相器具试验电压在1.06倍的额定电压下进行，三相器具的试验电压在1.06倍的额定电压下除以进行，并需在5s内进行泄漏电流的测量，其检测的网络与在工作状态下的泄漏电流测试不同，施加电压在带电部件和可触及的金属部件之间，检测回路的电流，不需要增加人体模拟网络。标准中还规定不同器具的泄漏电流有不同的限值要求，针对I类便携式器具不超过0.75mA，而I类驻立式电动器具不超过3.5mA，当然标准中规定针对带控制器的器具，其泄漏电流限值可以在原有的基础上增加一倍。在泄漏电流测试完成后，器具要立即进行电气强度的试验，针对器具中不同类型的绝缘（基本绝缘，附加绝缘，加强绝缘）施加不同的试验电压，考核绝缘是否被击穿。 2.2 电气强度（耐压击穿）试验的测试要求 电气强度试验，就是我们通常说的耐压测试，耐压测试有两种：一种是交流耐压测试，另一种是直流耐压测试。两种耐压测试的击穿原理是根据试验品的绝缘材料特性要求而有所不同。由于绝缘材料都包含了很多不同的介质，这些介质的导电性都不尽相同，因此，对这些绝缘材料施加交流试验电压时，电压要按照不同材料的介电常数和尺寸决定。而在施加直流电压时，只需要按照材料的电阻比例分配电压即可。在实际试验当中，由于绝缘结构发生击穿可能是电击穿，也可能是热击穿，因放点的形式多种多样，我们很难清楚的区分到底是哪种类型。此外，交流电压相比较直流电压击穿，发生热击穿的可能性大大增加，因此，我们认为在实际试验当中采用交流测试比直流测试更为严格。在选用设备时，注意若设备标准无另外规定，规定的试验电压值与试验电压的测量值之间的允许偏差在±3%。要求设备的试验回路中的试验电压也要足够稳定。在测试时，电气强度试验电压要根据标准要求进行选择设置。考虑升压操作瞬变过程而引起的过电压影响，通常对试验品施加电压时，应从相当低的数值开始，然后缓慢升高到试验电压值。 2.3 电气强度试验跳闸电流设定 关于电气强度试验的跳闸电流Ir的设定，在IEC 60335-1第13章与16章的标准要求，电气强度的高压电源在其输出电压调整到相应试验电压后，应能在输出端子之间提供一个短路电流Is， 电路的过载释放器对低于跳闸电流Ir的任何电流均不动作，Is与Ir值按照高压电源的特性进行设置，例如I类器具家用水泵，针对基本绝缘部分进行电气强度试验，试验电压按照1.2倍的工作电压加上700V/950V进行施加，标准规定，试验电压小于等于4000V时，一般Ir的值可以设定为100mA，但是很多试验人员还是会对设置多大的漏电流才为精确有疑问。这主要是与生产线上的电气强度试验有混淆，有些工厂线上试验人员设置耐压试验仪的跳闸电流为5mA，在检查过程中发现耐压仪报警，会再送至实验室进行1min的标准电气强度试验，通过后又调整生产线上的跳闸电流值。以此类推，这种可调跳闸电流的现象就会让试验人员，以为这个标准是不确定的。确实，在对家用以及类似用途器具的例行试验要求中，对跳闸电流的设置有做说明，即当你判定该器具为高泄漏电流的器具时，该限值是可以增加的，标准中规定可以增加到30mA。 2.4 工作温度下的泄漏电流和电气强度 根据IEC60335-1：2010《家用和类似用途电器的安全第1部分：通用要求》中第13章的规定：在工作温度下，器具的泄漏电流不应过大，而且电气强度应满足规定的要求。由于器具本身具有寄生电容，而人体本身也可以等效为一个电容，通过耦合器具和人体经过大地形成回路，这个回路电流就是泄漏电流。其检测的网络需要增加人体模拟网络。但是标准中规定的泄漏电流的限值与第16章节提到的限值是相同的，因此会很容易让试验人员以为这两个章节是重复的，但实际上他们考核的目的与测试的方法是有区别的。另外，如果器具装有电容器，且有一个单极开关，则还需要在开关断开时再进行重复测量。然后器具在工作状态下还需考核电气强度试验，即当器具断开电源后，器具绝缘应立即经受1min的耐压测试，其试验电压，与非工作状态下的电气强度试验施加的电压值不同。 3 结束语 综上所述，文章首先针对家用电器泄漏电流检测的重要性进行了分析，随后对泄漏电流和电气强度试验的有关问题进行了分析，介绍了常规的试验方法。相关厂家应采取正确的试验方法，选择恰当的仪器，选取合理的击穿电流设定值，才能保证产品生产的质量，满足生产线的生产需求。 电气试验论文:对电气设备高压试验及防范措施的探讨 摘 要：现如今，在现代化的生活生产中，电力是重要的能源。在电力能源系统中，电气设备的安全与否决定着整个电力能源是否能够正常的运行，在许多方面影响着生活生产的安全。对电气设备进行高压试验是检测电气设备是否安全的重要措施，高压试验可以很好地检测出电气设备中的各种问题，便于及时的发现与解决，防止事故的产生，保证生产生活的安全可靠，促进现代化建设的发展。文章对电气设备高压试验及防范措施进行探讨，以供参考。 关键词：电气设备；高压试验；防范措施 引言 随着现代化的不断发展，生产高效化的不断进行，矿山和工厂对于用电的安全性和可靠性有了更高的要求。而电力能否安全与稳定与电气设备有着密不可分的关系，如果在用电过程中电气设备没有达到应有的要求，那么就会造成用电的危险隐患，进而引发事故，很可能造成严重的生命财产损失。所以对电气设备在投入矿山和工厂应用之前进行高压试验，找出电气设备的隐患和防范措施是至关重要的，能保证电气设备工作的安全进行，满足矿山和工厂等生产企业正常的生产要求。 1 电气设备高压试验问题分析 在工业生产中，电气设备在运行时存在着一个运行状态，电气设备在这个运行状态下是否能够一直正常安全的进行，就需要用高压试验来进行检测。高压试验就是保持电气设备在规定下的运行状态不变，对电气设备进行或者是持续或者是间断的检测，通过信息收集设备对检测到的信息加以收集整理，之后通过对信息的分析比较，判断该电气设备内部是否存在着安全隐患和各种问题，探讨出相关的解决方法，解除隐患，使机器能够在运行状态下保持稳定与安全，将造成事故的可能性降到最低。综上所述，电气设备的高压试验需要的就是采用一些特定的试验装置，来进行一个信息的收集与分析，从而对电气设备完成性能的检测，对电气设备的性能有一个全面的了解，发现与解决其中的隐患，便于生产企业的使用。 2 电气设备常用的高压试验以及方法 2.1 直流耐压试验 直流耐压试验是高压试验中最普遍的方法，对电气设备加以上万伏直流高电压，进而检测出电气设备绝缘性能的好坏，在电气设备绝缘性能有缺陷的部位，会检测出异常现象。从而避免了局部绝缘性能有缺陷的电气设备进入到工业生产中，方法既方便又简单易操作。直流耐压试验还可以与后面提到的泄漏电流试验同步进行，保证了试验的效率，节约了花费，是试验中选择较多的一种方法。 2.2 交流耐压试验 交流耐压试验与直流耐压试验不同，它是通以交流高电压，以交流耐压试验来检测电气设备的绝缘性能，检测灵敏度更高，结果更全面。且发现的问题更加集中，是判断电气设备绝缘性能最可靠的方法。但是与直流耐压试验相比较而言，交流耐压试验过程更加麻烦，含有吸收比、泄漏电流和介质损耗等前提试验。操作复杂，周期较长。 2.3 泄漏电流的试验 不管是直流耐压试验还是交流耐压试验，在操作过程中都要进行泄漏电流的试验，以找出影响试验的客观因素。在泄漏电流的试验中，应用到的检查仪器是2.5kV以下的直流兆欧表。影响泄漏电流数值的因素有很多，除了电气设备本身的绝缘性能外，还有比如说环境的温度湿度，设备的老化程度等有关。所以说仅仅从泄漏电流的数值大小来判断设备绝缘性能的好坏是错误的，应该排除不必要的客观因素。如果电流过大应检查实验设备状况和屏蔽效果，电流过小则可能是线路接错。具体问题进行具体的分析。 2.4 绝缘电阻的测试 对与电气设备的高压试验来说，绝缘电阻的测试是必不可少的项目，这一测试周期短，实验操作简便，能可靠地反映出电气设备因老化和表面受污受潮所造成的绝缘缺陷问题。在绝缘电阻测试当中应用最多的仪器是绝缘电阻测量仪。 3 电气设备高压试验前的注意事项和试验程序 3.1 试验前的注意事项 3.1.1 仪器的检查 在连接线路钱要仔细检查仪器是否损坏，量表是否精准，排除因仪器本身原因造成的错误测量，并保持测量仪和电气设备的外壳良好接地。 3.1.2 数据检查 在高压试验和油务试验中，要注意观察其数据，如果超过DL/T596-1996电力设备预防性试验规程中所规定的注意值时，为了提醒试验人员以便及时进行研究，数据值会变成红色。在开放式变压器当中，当其中CO的值变化频率大并且超过0.0003时，则会有负载、油温的有关提示。 3.1.3 线路的连接 在接线过程中，要保持态度的严谨与认真，尤其是表计量程的检查。连线检查无误后方可进行下一步的操作。 3.1.4 外界环境的检测 在试验过程中要保证一个良好的外界环境，避免不必要的外界影响，场地要开阔，温度湿度要事宜等。 3.2 试验程序 在高压试验过程中，为了保证安全有效的进行，测试人员必须制定相关的工作口令。在试验开始前要进行调压操作，调压过程要缓慢均匀的进行。为了试验的安全性，在试验过程中，如果出现电气设备异常现象，则应立即跳闸，检查设备的问题。进行试验的电气设备更换时，也应跳闸断开电源进行更换。 4 电气设备高压试验中的错误操作以及防范措施 在电气设备高压试验过程中，存在着各种各样的错误操作行为。 （1）在操作过程中没有制定操作口令，比如说“开始”，“结束”，在高压试验中，口令的制定是十分重要的，关系到测试人员操作的相互配合，在对某个电气设备高压试验观测过程中发现，因忽略了口令，两方的试验人员无法进行很好的衔接，使得试验中出现无法进行的现象，浪费了大量的时间与精力，经过试验口令的制定，避免了试验过程中出现混乱甚至事故的现象。 （2）在高压试验过程中没有监测系统。电气设备的高压试验是存在较大安全隐患的，如果没有监测系统则会使高压试验的安全隐患被扩大，造成不必要的财产生命损失。某厂进行高压试验，因监测设备的损坏而忽视了这一环节，结果在试验过程中，电子设备发生了异常，这一现象并没有被注意到，结果导致了试验设备的烧毁。 （3）工作人员的安全意识不强，在电气设备的高压试验过程中，相关的工作人员都需要配备好安全用具，撤离大试验范围之外，某地的高压试验中，由于缺少对工作人员的培训，导致安全意识薄弱，安全工具配备缺失，造成了很大的人身事故，高压试验被强制停止。 5 结束语 电气设备的高压试验是检测电气设备是否合格的依据，因此对电气设备的高压试验和防范措施的探讨是十分必要的，它能使电气设备的应用更加安全有效，能够使矿山和工厂等工业生产企业更加安全有效的生产，对于现代化生产的发展具有重大的意义。

数据分析方法论文:土工实验数据分析方法探讨 【摘要】土工实验是进行土木工程的重要前提条件，其能够为施工建设提供可靠的数据支持，能够有效防止工程建设中可能存在的潜在危险事故。本文对其数据涉及的内容进行分析，分析了实验准确性的因素，进而提出相应的方法应用，希望可以为土工实验的发展提供借鉴。 【关键词】土工实验；实验数据；数据分析；分析方法 一、引言 在进行实验过程中，由于土体本身所具有的复杂性，土质质检所存在的物理学特性以及采样、运输、存储等等方面所表现出来的特点，都容易对数据造成一定程度的干扰，致使实验的结果出现误差。另外，因为实验本身受到很多因素的干扰，也同样容易发生数据偏差的问题。因此，本文着重从实验数据所涉及的内容，影响实验数据的因素，以及提升实验准确率的角度出发，对土工实验数据分析方法进行探讨。 二、土工试验数据所涉及内容 （一）土的比重实验。土工试验过程中，土的比重实验是非常重要的。一般来说，地域相同或者相近，那么土的比重也将会比较相近。但是，因为在实际操作中，其整个的操作流程比较复杂，所以不同的单位会采用本地所出具的或者考察的相关数据直接进行比重实验，这样容易导致实验数据的误差存在。 （二）土的密度实验。通过土的密度实验可以详细的了解土的组成，可以了解其组成成分的性质，能够为之后的施工提供更多的参考。土的密度与土粒的重量、孔隙体积、孔隙大小、孔隙水重等等内容息息相关，能够反映土的组成和基本结构特征。在进行实验的过程中，要注意尽量避免对取样即时进行实验，最好能够等待土样达到日常状态之后再进行试验，这样可以让土密度实验的结果更加准确。 （三）土的含水量实验。土的含水量实验可以说是土工实验中的核心内容，其实验的情况将会影响到工程地基建设，还会影响到后续工程的稳定性。不同地区的土样其含水量不同，并存在很大程度上的差异性。实验人员在进行取样的过程中，要保证其样品的均匀性，或者具有代表性，否则进行试验所获得的数据就没有任何指导意义，其数据在实践应用中的效率和质量也将会呈现大幅度的下降。 三、土性参数实验结果误差性的原因 （一）土体本身性质导致。依照相关的物理力学和力学性质，我们可以了解到土体的分层具有不均匀性，加上其所处环境的变化，可能发生的雨水冲击、水文变化、其后影响等等语速怒，都会让土体的性质发生改变。这样在进行土工试验的时候就非常容易造成实验结果的差异性，甚至有可能会成为差异产生的主要影响因素。 （二）系统误差。系统误差是由于仪器的某些不完善、测量技术上受到限制或实验方法不够完善没有保证正确的实验条件等原因产生。不同的单位所使用的仪器往往不尽相同，所使用的试验方法也有一定的出入，加上不同的试验方法让土工参数出现离散性，其所实验的数据也就会有所不同。系统误差的存在可以予以避免，其与偶然误差不同，这就需要实验室对设备和系统进行改进。 （三）偶然误差。偶然误差的特点是它的随机性。如果实验人员对某物理量只进行一次测量，其值可能比真值大也可能比真值小，这完全是偶然的，产生偶然误差的原因无法控制，所以偶然误差总是存在，通过多次测量取平均值可以减小偶然误差，但无法消除。偶然误差的存在属于客观存在的现象，其与人为原因所造成的误差有很大的差别，对于两者应当予以区分。 四、土工实验数据分析方法的应用 （一）进行数据检查，果断进行取舍。在进行实验的过程中，如果有明显不符合物理力学性质的值的范围点，则可以通过观察予以了解，实验人员要对其进行细致观察，一旦发现异常立刻予以放弃。一般判断的标准是大部分数值为范围内波动，但是有一点超出正常值或者距离正常值较远，则可以被认定为不合理。在实验数据较多的情况下可以运用3σ法则进行数据之间取舍的考量。在进行实验过程中，存在于之外数值所占比例较少，因此，大于和小于之间数值作为异常处理。 （二）土工实验数据中最小样本数问题。在土工试验过程中，最小样本数问题需要引起人们的重视。实验中的样本数要选取适当，如果样本数过小就会影响实验结果的准确性。但是，样本数的数量并不是随意定制的，其受到多种因素的影响，比如工程规模、工程精度要求、现场勘查情况等等。 （三）土体性质指标的自相关性的问题。根据以往数据实验的关联性，求的往往是其之间的线性相关系数，但是对于其自相关函数通常并没有表现出线性相关，而是指数相关。因此，不能简单依照求相关系数的方法判断其相关性。在进行土工实践过程中，往往可以通过δ对其独立性进行判断。在相关距离 范围内，图形指标基本相关；在此范围外，图形指标基本不相关。但是对于δ事先未知，因此其需要根据样本测值进行求算，一般使用递推平均法对相关距离δ进行计算，并使用间距Z对δ的影响进行综合考量。一般来说，Z /δ的数值越大，其各抽样点的土性越接近相互独立，抽样误差也就越小。 五、结束语 土工试验对于土工建设来说影响较大，其影响因素包括土体本身性质、取样仪器情况、人为因素等，需要对此方面予以重视。对其不合理点来说，可以通过3 原则进行剔除。对于其数据相关性来说，其可以通过迭代求解土性指标相关距离予以解决，通过样本的加权平均来对该区域的平均性指标进行估算。为了让样本能够满足实验需要，可以利用Bayes方法对其土性指标与因确认，从而弥补数目不准确的情况。通过此三个方面对其进行方法的应用，则可以有效提升实验数据的准确性、可靠性，可以让实验的结果更加符合实际需要。 数据分析方法论文:社会调查数据建模及基于超图的数据分析方法 摘 要：针对现今的社会调查数据处理与分析中存在的问题，该文通过三维矩阵建立了社会调查数据的数学模型。将每一题表示为空间中的一个维度，每一张问卷表示成一个矩阵，将多个矩阵叠加即可得到社会调查数据的三维矩阵模型。在建立三维矩阵模型的基础上，可以利用三维矩阵的性质对其进行多种数学处理，也可以采用超图理论对数据进行进一步的分析，大大丰富了调查数据的处理方法。 关键词：社会调查数据 三维矩阵 超图 社会调查是了解各方面信息的重要途径之一，社会调查数据主要是通过调查问卷的方法得到的。由于社会调查数据的维数较高，加上人为主观因素，数据类型主要为二元变量、离散变量、序数变量等为主，所以对于社会调查数据的分析和处理大都基于统计学，只对单一题目进行统计学分析，其分析方法主要是基于题型进行处理的，对于题目和题目之间的关系很少关心[1]。许多数据挖掘算法因为种种限制无法在社会调查的数据分析中得到应用。因为方法的限制，所以现在很多社会调查只能验证事先想好的内容和假设，很少可以对高维数据进行相对复杂的回归分析处理。 根据以上存在的问题，该文建立了基于三维矩阵的数学模型，将单选题、多选题和排序题用向量形式进行表示，每一题定义为空间中的一个维度，从而所有的题目就可以构成一个N维空间。每份问卷的信息用一个M×N矩阵表示。这样表示可以将所有问卷内容当作一个整体，作为后续算法的基础。 1 社会调查数据的特点 通常情况下，社会调查数据特点如下。 （1）相关性。对于一个样本个体而言，它具有本身的多个特征，这些特征之间就具有一定的相关性。对于多个样本而言，个体与个体的特征之间具有相关性。如果样本随时间而变化，那么该样本在不同时刻的特征之间又具有相关性。因此，由于上述多个原因使得社会调查数据具有了复杂的相关性，传统的统计学调查难以解决这样的问题。 （2）离散性。因为社会调查数据是通过自填式问卷、网络调查数据库等方法得到，所以社会调查数据一般以离散变量为主，且这些数据之间只有标示作用，并没有严格的逻辑关系。 （3）模糊性。社会调查数据当中不可避免的会接触到各种表达方式和概念，因此，它具有模糊性。 因为由自填式问卷或结构式访问的方法得到的社会调查数据具有以上特点，所以在实际应用中基于统计学的处理方法只能笼统的显示数据的部分特性，如频数、离散程度等[2]。对于数据之间的关系只能分析出维数极少的大致的关系。 而且利用软件进行数据挖掘时，因为现有的软件中的数据挖掘算法对于数据类型和格式要求较高，所以能应用到的数据挖掘算法很少。就算是数据要求较低的关联分析，其结果也存在大量的冗余。因此，我们需要建立一个合适的社会调查数据的数学模型来完善原先的方法并使跟多的数据挖掘方法可以运用到其中，使得结果更准确。 2 社会调查数据的建模 研究中我们发现，三维矩阵可适用于社会调查数据的建模。 2.1 三维矩阵的定义 三维矩阵的定义：由n个p×q阶的矩阵组成的n×p×q阶的矩阵A称为三维矩阵，又称立体阵。Ak，i，j表示三维矩阵A的第k层，第i行，第j列上的元素。其中n，p，q分别表示三维矩阵的高度，厚度和宽度。 2.2 三维矩阵模型的建立 调查问卷的题目一般有三种类型：单选题、多选题和排序题。这三类题目都可以表示成向量的形式，其中每一道单选题、多选题可以表示成一个向量，排序题可以表示成多个向量组成的矩阵。对于单选题和多选题，可以按选项的顺序可以表示成一个向量，其中选中的项用“1”表示，未选中的项用“0”表示。对于排序题，可以表示成一个n×n的方阵，其中n表示该排序题的选项个数，。这样，每一题就可以定义为空间中的一个维度，从而所有的题目就可以构成一个N维空间。每份调查问卷的信息用一个M×N矩阵表示（M为题目的最大选项数），其在每一维上的选择称之为一个元素，这样每份问卷的信息就包括了N个元素。以第1，2，3题数据为例，其中第1题为单选题选择“B”，用向量表示为一个元素，第2题为多选题选择“ACE”，用向量表示为一个元素，第3题为排序题顺序为CBADEFIHG，用矩阵表示，每一个列向量是一个元素，如图1所示。 那么，假设有一问卷信息用一个大小为M×N的矩阵表示。K份的问卷信息就可以用K个大小为M×N的矩阵表示。将这K个矩阵叠加，形成一个三维矩阵。这个三维矩阵就是我们建立的三维矩阵数学模型，如图2所示。 在图2中我们看到，该三维矩阵数学模型有三个坐标轴，它们分别是题目，人数，选项。题目轴以每一道题为一个单位；人数轴以每一份问卷为一个单位；选项轴的刻度为A，B，C，D，E，F等题目选项，其个数为该调查问卷中选项最多的题目的选项个数。 在此基础之上，这样的三维矩阵具有以下性质。 （1）在题目轴中选取对应的题目，将三维矩阵面向竖切得到截面1（如图2中01所示），截面2表示每一道题所有人选择的信息。 （2）在人数轴中选取对应的人，将三维矩阵横切得到横截面1（如图2中02所示），横截面1表示对应的人选择所有题目的信息。 在得到三维矩阵后，可对它进行像素化处理，置1的元素用黑点代替，置0元素的则空白，在得到像素化三维矩阵后我们可以将三维矩阵沿着人数维度上向下投影，这样就可以得到一个具有浓黑不一的点的平面。通过这些点的浓度，可以知道每一选项选择的人数。接下来我们可用灰度级表示点的浓度，筛选出浓度大于一定程度的点，在此基础上进行后续算法处理。 上述三维矩阵数学模型具有数学三维矩阵的所有性质，可依据调查问卷的需求进行转置，加权、相乘、筛选等数学处理，另外在数学处理的基础上，采用超图理论可以大大丰富了调查问卷的处理方法。 3 基于超图算法的调查问卷分析技术 超图是离散数学中重要的内容，是对图论的推广[3]。超图是有限集合的子系统，它是一个由顶点的集合V和超边集合E组成的二元对，超图的一条边可以有多个顶点的特性，这与一般的图有很大不同。超图分为有向超图与无向超图两类，在无向超图的每条超边上添加方向后得到的有向二元对就是有向超图。超图在许多领域有广泛的应用。 大家可以利用无向超图表示每一道题的选择情况，先将这每一题的每一个选项设成一个节点，然后将三维矩阵从上向下投影，如果某一题的若干个选项同时被一个人选择，就用一条超边包围这些节点，那么选这些选项的人越多，投影得到的超边就越浓。这样就用超图表示了问卷中每道题的信息，可以进行聚类处理。 利用有向超图，可以将关联规则表示成有向超图的形式，在得到了关联规则后，设实际中得到的关联规则的形式为：，前项和后项都是由多个项组成的集合。该文定义一条关联规则由一条有向超边表示，有向超边的头节点表示关联规则的前项，有向超边的尾节点表示关联规则的后项。每条有向超边的头节点和尾节点均可以为多个，如此便成功表示了复合规则，从而可以使用相关算法进行冗余规则检测。 通过基于有向超图的冗余规则检测就可以将关联规则之间存在着的大量冗余检测出，减少挖掘资源的浪费，从而增加了挖掘结果的有效性。 传统的聚类方法都对原始数据计算它们之间的距离来得到相似度，然后通过相似度进行聚类，这样的方法对于低维数据有良好的效果，但是对于高维数据却不能产生很好的聚类效果，因为高维数据的分布有其特殊性。通过超图模型的分割实现对高维数据的聚类却能产生较好的效果。它先将原始数据之间关系转化成超图，数据点表示成超图的节点，数据点间的关系用超边的权重来表示。然后对超图进行分割，除去相应的超边使得权重大的超边中的点聚于一个类中，同时使被除去的超边权重之和最小。这样就通过对超图的分割实现了对数据的聚类。具体的算法流程如下。 首先，将数据点之间的关系转化为超图，数据点表示为超图节点。如果某几个数据点的支持度大于一定阈值，则它们能构成一个频繁集，就将它们用一条超边连接，超边的权重就是这一频繁集的置信度，重复同样的方法就可以得超边和权重。 然后，在基础此上，通过超图分割实现数据的聚类。若设将数据分成k类，则就是对超图的k类分割，不断除去相应的超边，直到将数据分为k类，且每个分割中数据都密切相关为止，同时保持每次被除去的超边权重和最小，最终得到的分割就是聚类的结果。 如图3所示是基于超图算法的选题型调查问卷的分析技术的流程图，主要包括4个主要部分，一是用向量表示调查问卷结果，二是将向量表示的调查问卷转化为三维矩阵数学模型表示调查问卷结果，三是使用超图算法进行优化，四是根据要求显示调查问卷结果。 4 结语 该文针对社会调查数据处理与分析中存在的问题，建立了基于三维矩阵的数学模型，将单选题和多选题表示成向量，将排序题表示成多个列向量，从而每一题可以表示成空间的一个维度，每一个向量就是一个元素，这样每一张问卷就可以表示成一个矩阵，通过将多个矩阵叠加就可以得到三维矩阵。该数学模型可以利用三维矩阵的性质对其进行多种数学处理，如竖切、横切、像素化后投影等。在数学处理的基础上，该文又提出超图理论对数据进行聚类和检测冗余规则的分析。 数据分析方法论文:对企业数据分析与决策支持方法进行研究 【摘要】本文首先对数据仓库的概念和特征进行了介绍分析，对决策支持系统的概况进行了探讨，并对数据决策支持的实现和应用进行了介绍，通过实际应用，决策支持系统可以有效帮助企业进行决策，提高企业的管理效率和管理水平。 【关键词】大型装备制造 项目型制造企业 数据分析 决策支持 在我国制造行业的快速发展下，提升制造企业的管理水平已经成为当前需要重点解决的问题。随着信息技术的快速发展，促进了制造企业数据分析和决策支持的发展。通过创建企业信息管理系统，可以有效提升企业的生产效率，使各个部门之间的工作更加协调。对分散、零碎的信息进行充分挖掘和利用。利用决策模型，对企业生产管理中遇到的问题提供决策支持。 一、基于数据仓库的企业对集成的应用 （一）面向主题性 完成事务型处理的任务是传统操作型数据库进行的数据组织工作，各业务系统间存在相对独立性，按照一定的主题组织数据仓库中的数据。对主题而言，其概念比较抽象，通常情况下，一个主题同时与多个操作型数据库有关系。例如，在确定企业的采购订单时，需要分析供需情况、库存信息、供应商信息等多方面的数据的综合关系，然后做出最终的决策。 （二）集成性 一般情况下，操作型数据库进行事务处理工作与某些特定的应用关系密切，数据库间具有相对独立性，通常具有异构性。抽取、清理原有分散的数据库数据，然后对其进行系统加工、汇总和整理最终获得了数据仓库中的数据，并保证存储在数据仓库内的信息与规范的信息相一致。例如，在查询销售数据时，系统会根据输入的条件要求，进行筛选、整理后提供出最终的决策参考数据。 （三）历史变化的反映 当前的数据是操作型数据库主要关注的，但是数据仓库中还包括很多丰富的历史性信息，系统将企业从过去某一时点（如开始应用数据仓库的时点）到现在各阶段的信息完整的记录下来，企业可以以这些信息为依据，定量分析企业产品未来的发展情况。例如，企业可以通过分析产品上季度的综合销售情况以及市场反映来决策下一季度的生产量。 二、决策支持系统的概况 （一）决策系统的含义 Decision Support System 即决策支持系统，简称DSS，是指对大量数据和数学模型与数据处理模型等有机组合众多模型进行综合利用，通过人机交互功能，帮助企业各级决策者完成科学的决策的新型系统。机器学习（ML）兴起于80年代后期，自动获取知识有了新方法。数据仓库（DW）和数据挖掘（DM）两项新的决策支持技术兴起于90年代中期。数据仓库的发展是以数据库为基础发展的，支持决策是其发展目标。知识发现（KDD）是面向数据库的机器学习方法发展的结果；“数据挖掘”是发现知识的关键步骤。决策的支持也是数据库知识的功能。随着决策支持技术的不断发展，决策系统逐渐完善。 （二）决策支持系统组成部分 R.H.Sprague 提出DSS的构成部分为人机对话系统、数据库与模型库的两库结构。随着决策支持系统功能的增强与扩大，对模型与方法进行分离存储，因此，数据库、模型库与方法库构成了 DSS。近年来，DSS 将人工智能技术、专家系统、知识工程的相关思想方法引进后，以原来的结构为基础，新增知识库，将推理机制引入，最终DSS的四库结构框架形成。 随着决策支持技术的发展提高，决策支持系统的体系结构不断发展健全，传统决策支持系统中的数据库、模型库与方法库、知识库与推理机、数据仓库、OLAP、数据挖掘技术等都是其组成部分，将引进显性知识与隐性知识同时引进到决策支持过程中是这种体系结构最关键的特点，保证推理的结果更科学合理，为决策层做出决策提供更高价值的参考依据。 三、实现数据分析与决策支持方法 （一）建立制造业决策模型库 当前比较常用的决策模型系统如GIS、PDM、ERP、CRM、SCM 等。在选择决策系统时，需要根据企业的发展战略来进行选择。通过决策模型，可以为企业的生产经营提供指导，使企业可以更好的把握市场、顺应市场。企业用户决策分析的存放模型是决策模型库。进行决策的模型的建立是以大型制造企业生产过程中的材料采购、库存管理、产品生产、市场营销、财务管理、人力资源管理、研发设计、质量管理、售后服务等方面的数据为依据。决策模型被授予一定程度的权限，对数据进行访问。然后以数据仓库中获取的数据为依据，对用户指定的目标进行决策支持。系统描述现有模型的组成元素与其组成结构的知识，模型构造过程中的各类推理算法被获取。以模型构建推理算法为基础，使匹配模型的框架由新问题的属性值填充，最终决策问题模型得以建立。 （二）实施制造业决策分析 对决策模型进行求解的过程就是决策分析的实施。通过理解决策问题获得用户需要决策的目标、意图等方面信息，然后利用合适的决策模型分析获得的数据，再根据规则与模型的求解算法获得有价值的决策意见，将其提供给用户。本系统规范描述每个模型包含的求解算法利用含有通用求解算法的模型很容易求解问题。但是如果没有求解算法或者不确定利用哪种算法进行求解，平台依据以前比较成功的相似的案例，将范例的求解方法求解问题。平台会详细记录取得较好决策效果的案例，并用数据层的公用数据库进行存放，这样能够及时调用成功的相似案例进行决策分析问题的求解。 （三）协作决策支持的多环节性 通常企业决策不会通过利用单一的决策模型得到。企业管理的决策方案案是利用了多模型的协作来实现决策的。协作决策的实施系统从两个方面着手。 （1）为实现有效的智能理解需要利用人机智能交互接口实现，分解复杂的问题，最终可以得到结构有序的子问题、与决策问题有联系的事实与数据、求解方案等； （2）参与决策的模型可以利用平台进行调用，与决策相关的模型的选择可以通过分解的子问题实现，为了保证多个模型为特定的决策目标服务需要采用协调的合作机制。 四、结语 当前，国内制造普遍存在数据分析能力差，决策能力不足等问题，同时这也是制约企业持续、稳定发展的一个主要因素。本文首先对数据分析和决策支持的概念及构成进行了分析，并提出了一种基于数据分析的决策支持系统方案，为制造企业的信息化发展提供了指导。 数据分析方法论文:浅析电线线缆直流电阻测试方法与数据分析研究 摘要 ：电线线缆的导体直流电阻在相关的指标中比较重要，对其进行具体的测试时保证电线电缆正常工作的重要保证，也是促进当下电线电缆发展的中心环节。当前在电线电缆的直流电阻测试中主要是采用双臂直流电桥的方法，这一方法在具体的测试中具有优点，但是也因为设别和测试过程本身的问题导致的很多漏洞的出现，本文就测试过程中的相关测试方法进行了解，并在数据分析的基础上指出这种方法当下面临的问题以及改进的措施，从理论上完善双臂直流电桥测试直流电阻的方法。 关键词 ：电线电缆 直流电阻 测试方法 存在问题 1、 电线线缆直流电阻测试问题分析及解决措施 1.1 电线线缆直流电阻测试问题分析 电线线缆的导体直流电阻测试在当下的输电系统的发展中意义重大，双臂电桥在测量1欧姆以下的电阻值方面具有重要的应用。 《电线电缆电性能试验方法第4部分：导体直流电阻试验》3.4条对具体的这方面测量内容进行了标准化确定：在四段测量夹具的处理中，应该在注意电位接点跟电流接点之间的测量，要保证相应的电流、电位接点之间的距离要比断面周长的1.5倍大。但是在当前的测试设备的生产中，大部分厂家并没有考虑到这方面问题，在相关的产品使用中并不能实现距离的自由调试，而是跟绝缘材料之间连接在一起，这种情况就不能够满足当下电线线缆直流电阻的测试要求，这方面的问题也是当下亟待解决的。如果使用这种产品仅仅能够实现对断面周长在1.5倍情况下的测量工作，在准确性的控制方面还比较成熟，但是如果电线线缆的截面不在相关的标准范围之内，相关的测量结果就会出现很多问题，准确性也就受到很严重的影响这样的实例在现实的测量中有很多，比如：假设夹具电位接点与电流接点间距为60mm，那么它所对应的所能准确测量的导体断面周长最大为40mm，从中能够O到电线线缆的截面面积，具体数值约为127mm2。也就是说用此夹具来测量截面积为127mm2以上的导体电阻时不能够实现准确性的完全控制。？除此之外，在夹具夹持一些截面不规整的电线线缆的时候，特别是像大截面绞合成型电线线缆，这种电线线缆截面通常为扇形、弧形或三角形。如果出现夹持时电流接点夹头接触情况正常，而电位接点夹头接触不正常的状况下，甚至当电流接点夹头已经加紧，而电位接点夹头却还难以与导体接触，都无法完成正常的测量工作。在这样的情况下还坚持使用，就会造成夹具的磨损、变形，上述的状况也就会出现。 1.2 电线线缆直流电阻测试问题解决措施 在以上具体的测试分析中，本人针对实际的测试过程，提出了以下的改进方法：第一是针对电流夹具的调试问题，将导体夹具上电流接点夹头与电位接点夹头间距设置为自由变化的形式，测量人员在一般的情况系测量长度为1m的电线线缆的电阻，这种情况下可以将电线线缆夹具上电位接点夹头可固定为1m，而将电流接点夹头设计为可在底座上自由移动的结构，进行底座的合理调整。如果做到“每个电位接点与相应的电流接点之间的间距不小于试样断面周长的1.5倍”的情况，就能够对上述的状况进行解决。第二是进行解决电位接点夹头与导体不能良好接触的问题。这方面的问题也很好解决，在设计中可以将夹具上电流接点夹头与电位接点夹头设计为独立夹紧与松开的结构。在这种情况下能够保证电流接点夹头与电位接点夹头同时与导体紧密接触，并且能够对因长期使用夹头磨损、变形而不能夹紧的问题进行预防。 以上分析中可以发现，在相关的电线线缆测试中，需要对具体的测量标准进行数据的精确控制，也是保证测量精确度的关键，相关的数据分析中要以标准作为中心。注重在夹具方面的分析，并加强对具体夹具位置的设计，另外还要考虑到设备的使用周期，在维护设备方面制定合理的标准，保证测试的整个过程。 2、 电线线缆直流电阻测试中温度对测量的影响 大部分人都知道，温度在导体的电阻影响因素中占据重要的地位。gb/t？3048-2007中对导体直流电阻测量的温度范围进行了规定，如果温度达到不到相关的要求，测试人员一般情况下会人为改变环境温度，空调调节的方式在调试中的到了广泛的应用。但是在使用空调的时候会出现检流计滑动的现象，这就就不能够在稳定的条件下完成测量。这种情况下温度在变，也就导致导体电阻也会慢慢发生变化，而检流计的灵敏性也是一个重要问题，所以这种情况下的测量一般不允许出现环境温度变化的情况，要等到环境温度稳定的时候才能够完成测量。而且试样一定要在测量环境中保持足够长的时间，使其自身温度与环境温度达到平衡，因为当测量人员在调节环境温度时，这个过程中的试样温度并不会与环境温度出现一样的变化值，因此在测量过程中，温度变化的现象也时有发生。并且空调不应对着测量装置，以免检流计难以稳定。不管怎样说，测量中一定要对温度进行合理的分析，只有摆脱温度的限制，才能够实现测量的准确性。 3、 接触电阻及测量电流对测量的影响 由于测量电路连接电线的接触电阻侧面按键之间的问题会导致测量结果的变化，一定程度上，一定要确保电缆侧键和可靠的接触才能够保证测量结果的正确性。测量者经常使用的导体电阻不同的截面积，但是电流测量的大小确实相同的，这方面的取值不太合理。测量电流的保证实在最低灵敏度的前提下，应使用比较小的电流，电流过大容易产生过多热量，从而使阻力变大，测量应在最短的时间内完成，时间太长的情况下，也会让电线线缆产生热量。 4、结论 在电线电缆导体直流电阻测试过程中要对测量工具进行不断地优化，又要根据具体的数据分析，对相关测试数据范围进行控制，这样会取得很好的测量效果。另外要保持客观严谨的科学态度，在测量过程中保持清醒的头脑，对具体的流程进行精确的控制，这样才能够得到准确、可靠的数据。 数据分析方法论文:验证型实验的数据分析处理方法探讨 【摘 要】 本文以大学物理实验中典型的验证型实验――牛顿第二定律的验证实验为例，讨论了验证型物理实验中的数学处理方法，得出该类实验中，数学处理方法不但要得出所验证的物理规律的数学式，而且更重要的是要通过计算物理量的相关系数确证该数学式所确立的物理规律成立。 【关键词】 验证型实验 数学处理 物理实验中，验证型实验和研究型实验都是非常重要的两类实验。验证型实验是对已建立的物理规律的验证，研究型实验是通过实验得到物理规律，这两类实验虽然实验目的不同，但从数学处理方法上来看，具有相似性，都是通过实验数据分析确证物理规律或得到物理规律，所以对实验数据的分析处理方法是否得当就显得十分重要。下面以一个典型的验证型实验的数据处理为例进行相应探讨，以期望得出相对合理和妥当的实验数据处理方法。 以大学物理实验来说，验证型实验较多，诸如牛顿第二定律的验证、弹性碰撞实验等等都属于此类实验，其中牛顿第二定律的验证实验为该类实验的典型实验。牛顿第二定律的数学表达式是，力与加速度的大小关系可以表达成，要验证这个规律，就是给物体加一个大小为F的力，对应产生一个大小为的加速度，得到一个测量点，通过改变力，得到n个测量点后，即可通过适当的数学方法验证这个关系的成立。 类似这种线性物理规律，其数学模型都可以归结为的形式。要得到这个线性关系，就是要得出和。通过测量n组和的值，即、、……、、……、，在X―Y平面中得到n个测量点。若不考虑实验测量的系统误差，则测量误差应当服从高斯分布，反应在X―Y平面中，既是这n个测量点应当均匀地分布在所求表达式两侧，对第i个测量点，误差为，n个测量点导致的总体误差是最小的。若任意给一个直线，则一是测得到的这n个点不再均匀地分布在直线两侧，二是这n个测量点产生的总体误差水平将增大，甚至可以达到无穷大。由此可知，所求直线即是使得n个测量点的总体误差最小的那条直线。总体误差可以写成，但由于误差服从高斯分布，导致理论上而无法通过此求和值衡量总体误差水平。为使其不因为正负抵消而无法衡量总体误差水平，只要使得所有误差均为正再求和即可，故可用残差来衡量总体误差水平，虽然残差不再是总体误差。使得残差取最小值的和，即为所求直线的和。此即最小二乘法的数学思想。据最小二乘法处理，所求和即是使得取最小值的和，即有，解此式，得 将测量值供稿，即可得到所求和。通常大学物理实验中的处理方法，得到和，即是验证了[1]。但其实这是不太恰当的。 验证型或者研究型实验，特别是验证型实验，最关键的是需要解决两个问题，一是找出所要验证的关系，第二是要验证得出的关系的确成立，而第二点才是最重要的关键点。即使得出关系，但如果确证关系不成立，则第一步的工作就变得毫无意义。实际上，任意给出一组、、……、、……、，都可以根据最小二乘法得到和，即得出，但并不意味着此式的确成立，不能确证物理量和的确存在这样的数量关系，并没有检验此物理规律存在。因此，验证型实验做到这一步并不算已经验证被验证的物理规律成立，还需要研究和的相关性，通过计算相关系数，据的大小来检验和是否的确相关。 总之，验证型实验，是对物理规律的验证，最重要的是确证被验证物理规律成立，得出相应物理量间的数学表达式并不能说已经验证了相应物理规律的成立，最重要的是要通过计算物理量间的相关系数来确证所得物理规律是否成立。 数据分析方法论文:水轮发电机组高精度水平测量和数据分析方法 摘 要：水平度是机组安装的重要检测项目，有很多种测量仪器和测量方法。为了便于分析水平测量的数据结果，利用计算机软件，实现测量结果的可视化。本文分析了一些高精度水平测量的方法和数据分析方法，对提高机组安装精度和水平可以起到一些指导作用。 关键词：水平测量；精密水准仪；水平仪；CAYERE法 随着近些年来巨型机组越来越多，尺寸越做越大，机组安装的精度要求也随着加工制造水平不断提高。水平度作为水轮发电机组安装过程中非常重要的检测项目，测量方法和数据分析手段也在不断的创新，以适应高精度的测量要求。 水平度反映了被测工件面上各点相对于水平面的高低关系，表示方法一般有两种：一种是直接测量两点高程差的绝对高差值，单位有mm等，另一种是两点之间高程差除以两点之间距离的相对高差值，单位有mm/m、角秒（″）等。测量绝对高差时主要采用测量学方法，常用的仪器有水准仪、带测微器的精密水准仪、电子水准仪、流体静力水准等。测量相对高差主要采用机械工程测量方法，常用的仪器有框式水平仪、合像水平仪、电子水平仪等。 一、基于绝对高差值的测量方法 机组安装中测量绝对高差最为常用的是光学水准仪，适用于测量视距大于水准仪最小焦距（一般为1.5m左右）的情况，使用任何水准仪进行精密水平测量时，都必须注意以下事项：（1）水准仪使用必须具备的环境条件。目前常用的水准仪都是自动安平水准仪，通过自动安平补偿器使视线水平时标尺上的正确读数通过补偿器后仍旧落在水平十字丝上。自动安平补偿器的灵敏度非常高，有轻微振动时十字丝都会出现晃动。所以在使用时一方面要保证仪器的支架要十分稳固，不允许有丝毫晃动，另一方面应避免周围环境中风力、交叉作业的影响；（2）水准仪距离测点的距离尽可能接近。根据相关工程测量规范，一、二等水准测量时i角（仪器水准轴与视准轴在铅垂面上投影的交角）误差必须调校至15"以内。即便按此i角允许误差要求，两测点视距之间每相差1m产生的测量误差为：1000×tan（15″）=0.073mm，在机组安装中已经属于较大的测量偏差了。只有测点之间视距相等，由i角产生的误差在高差计算中相互抵消，例如测量两点间高差时，可以选择放置在两点的垂直平分线上，在测量座环、底环等大型环形工件的水平时最好将仪器放置在中心位置；（3）立尺时必须确保水准尺垂直度。以1m的视线高为例，水准尺每前后倾倒10mm产生的高程差影响为1000×（1-C0S（10/1000））=0.05mm。为消除水准尺垂直度的影响，应在测量过程中减小视线高度，使用深度尺、钢板尺等小尺寸量具作为标尺，或者使用带有水准气泡的变形监测专用铟钢尺。 （一）普通水准仪配合游标卡尺测量法 将水准仪安平于可观测到所立游标卡尺的适宜高度，为保证垂直度和稳定，可将游标卡尺靠在磁性表座上，底部与待测面贴紧。读数时观测者通过水准仪指挥把尺者缓慢微调游标，使游标的某一刻度线重合于水准仪十字丝的水平中丝，此时游标卡尺的读数即为该点的水准仪读数。每个测点读数时游标应对准同一刻度，对比相互之间的读数差值即绝对高差。此方法测量的读数精度一般为0.02mm。 （二）带测微器的精密水准仪测量法 精密水准仪一般配备了光学测微装置，将配套水准尺上的最小分化进行细分，测定小于水准尺最小分划值的尾数，进而提高在水准尺上的读数精度。一般精密水准仪将水准尺10mm分划成100格，可以读到0.1mm，估读至0.01mm。德国蔡司厂生产的Ni004、Ni007等精密水准仪则是将5mm的最小刻度分划成100格，可以读到0.05mm，估读至0.005mm。精密水准仪读数时需要通过测微螺旋上下微调望远镜的十字丝来对准同一刻度，此时测微器的读数差即为绝对高差。 （三）电子水准仪 电子水准仪是以自动安平水准仪为基础，在望远镜光路中增加了分光镜和探测器（CCD），并采用条码水准标尺和图象处理电子系统构成的光机电测一体化的高科技产品，与传统水准仪相比读数客观、精度高、速度快、效率高等特点。采用普通标尺时，又可以像一般水准仪一样使用。目前市场上常见的天宝DiNi03、徕卡BT28-DNA03等电子水准仪读数分辨率均达到了0.01mm。 （四）流体静力水准测量法 液体静力水准多用于高程变形监测等精密工程测量作业，由于它具有高精度、自动化、长期多点同时测量、安装简单的特点，可以引入到水平测量中，特别是座环、蜗壳浇筑过程中的监测。 二、基于相对高差值的测量方法 测量相对高差值一般使用各种水平仪，其中合像水平仪在精密水平测量中最为常用，使用水平仪测量时，应注意以下事项：（1）测量前应认真清洗测量面并擦干，检查测量表面是否有划伤、锈蚀、毛刺等缺陷；（2）水准器内液体对温度影响变化较大，因此，应注意手热、阳光直射、哈气等因素对水平仪的影响；（3）读数时，应在垂直水准器的位置上进行读数，以减少视差对测量结果的影响；（4）测量时应检查零位是否正确。操作时可以通过翻转测量法获得准确读数，消除零位误差，如果零位偏差较大则需要使用调整针对零位进行校正调整。 （一）水平梁测量法 水平梁测量法是经典的水平测量法，制作适当长度的平梁，加大水平仪测量的距离。在中间的顶部焊接一块经过精细加工的座板，用以放置水平仪。在两端的底面上安装三个球形头螺栓支撑，三个支点所在的平面应调整至与座板顶面平行。操作时为了消除水平仪及梁的误差，水平仪在梁上的位置必须固定，水平仪与梁要一起调头，取平均值计算的方法计算水平度误差。只要平梁刚度足够，跨距适合，把水平仪放在梁上就可以直接测量大尺寸平面上两点的水平度误差。 （二）“CAYERE”法 针对水平梁法长度固定，无法准确反映水平波浪度的情况，可以采用首尾衔接多点连续的测量方法。对于需要测量座环、底环、大轴法兰等大的环形面，可以沿圆周方向连续测量，可以得到一条反映圆周水平波浪变化的曲线，此方法称为“CAYERE”法，由ALSTOM在三峡使用后，国内很多电站都进行了推广和尝试，收到了良好的效果。 （三）网格法 对于设备基础等比较大的平面，可以采用“网格法”，将测量面划分成矩形方格网，用水平仪测量每条矩形边的水平值，从而得到一个反应水平趋势变化的曲面。 三、水平测量数据分析方法 水平测量的数据分析主要用来反映高低变化的趋势，以便分析不平度产生的原因，采取相应的处理措施。为反映高低变化的趋势，需要先将测量数值转化成相对于某一点的绝对差值，然后利用计算机软件方便地呈现出来。 用EXCEL“图表法”绘制趋势线。EXCEL是比较常用的办公软件，在线状或环形的连续测量情况可以直观的反映水平变化情况。下表1是某大型电站的分瓣座环组装过程中的某次测量结果，采用的设备为蔡司NI007自动安平水准仪，测微器将5mm分成100份，测微器读数的单位为0.005mm，各点与1#测点的高差均可用EXCEL的公式计算功能方便的计算出来。 四、结束语 本文所述的水平测量方法及数据处理方法，在很多电站机组安装调整中起到了良好的指导作用。计算机的运算反映的是数据可视化后的趋势，真正数据的准确度取决于测量的精度，因此，无论使用什么仪器或软件，都需要通过发挥人的主观能动性，积极探索实践，消除仪器自身带来的各种误差和人为读数误差，这才是提高安装质量的关键。 数据分析方法论文:大数据分析的方法及其在情报研究中的适用性初探 摘 要：对基于数据或信息分析的情报研究来说，大数据分析方法带来了新机遇。文章在现有研究的基础上，先梳理了基于数据、流程及信息技术三种视角的大数据分析方法，并从中归纳出了面向统计、挖掘、发现、预测与集成等5种分析层次的17种相关研究方法。接着探讨了大数据分析方法在情报研究的适用性，分别找出10种可直接移植的方法、2种调整后可移植的方法、2种不适用的方法、3种需要继续研究或关注的方法。 关键词：大数据 大数据分析方法 情报研究 适用性 大数据分析（Big Data Analytics，BDA）是以“深度的发现分析、引领行动”作为目标的工作[1-2]，它包括由多个任务组成的高度重复执行的步骤[3-4]。BDA通常要集成多种分析技术与软件工具，以便让海量数据的处理及分析变得更加容易，从数据中提取有用信息并形成结论，用来验证、指导及规范组织或个人的决策行动;BDA的执行过程一般包括问题需求及假设提出、数据获取及记录、信息抽取及清洗、数据整合及表示、选择建模及分析方法、结果诠释、评测结果有效性及监控等几个阶段。从以上BDA的定义及过程来看，BDA与情报学领域中的情报研究（也称情报分析）在本质上是一致的，两者至少在方法与技术（以下简称方法）上可以相互借鉴或补充。本文基于情报学的视角，关注哪些BDA方法可以为情报研究提供借鉴，并解决情报研究的相关问题。因此，本文首先概略总结BDA的方法体系，然后探讨BDA方法在情报研究中的适用性。 1 大数据分析的方法分类 到目前为止，尚没有公认的BDA方法的分类体系，甚至对BDA包括哪些方法，也有不同的认识。本文首先综述现有的相关研究，并以此为基础提出我们的分类体系。 1.1 相关研究 不同学者对BDA方法的看法各有差异，概括起来，主要有三种分类体系，分别是面向数据视角的分类、面向流程视角的分类以及面向信息技术视角的分类。 （1）面向数据视角的BDA方法分类。这类研究主要是以BDA处理的对象“数据”作为分类依据，从数据的类型、数据量、数据能够解决的问题、处理数据的方式等角度对BDA方法进行分类。 Power[5]依据分析需求将数值型数据的分析方法划分为三类：①若是模式理解及对未来做出推论，可采取历史数据及定量工具进行“回顾性数据分析”;②若要进行前瞻及预测分析，可采取历史数据及仿真模型进行“预测性数据分析”;③若要触发事件，可采取实时数据及定量工具进行“规范性数据分析”。美国国家研究委员会在2013年公布的《海量数据分析前沿》研究报告中提出了七种基本统计数据分析方法[6]，包括：①基本统计（如一般统计及多维数分析等）;②N体问题（N-body Problems）（如最邻近算法、Kernel算法、PCA算法等）;③图论算法（Graph-Theoretic Algorithm）;④线性代数计算（Linear Algebraic Computations）;⑤优化算法（Optimizations）;⑥功能整合（如贝叶斯推理模型、Markov Chain Monte Carlo方法等）;⑦数据匹配（如隐马尔可夫模型等）。 针对非纯粹的数值型数据，Li、Han[7]梳理了面向“时空数据”（Spatiotemporal Data）的BDA方法，通过对动态数据挖掘出主体的预测性，如运用物理工程领域的傅立叶变换（Fourier Transform）及自相关匹配（Autocorrelation）侦查某一时间区段的信号、发生的事件或生物基因中的周期性节律，也可运用时间序列方法预测地点位置的变化;魏顺平[8]以教育领域为例，梳理了面向学生与学习环境的“学习分析方法”（Learning Analytics），此方法集成了内容分析、话语分析、社会网络分析、统计分析、数据挖掘等多种方法，从中挖掘学习的各种语义关系，并回答“谁在学、学什么、怎么学、学的结果如何”等问题，为教学与优化学习提供参考。 Mohanty等人[3]从数据获取（Data Ingestion）角度，依照处理的数据量从小至大的顺序，区分出八种分析方法：①流分析（Streaming Analytics），以预定模式及时处理数据流;②高速的数据采集（High Velocity Data Ingestion），不转换任何格式，可稍晚处理; ③链结分析（Linkage Analysis），构建不同数据源的关系与链接;④罕见事件侦查（Rare-Event Detection），从庞大数据集中寻找特定模式;⑤数据聚合（Data Mash-Ups），需要对数据属性发展故事线或链接关系进行分析;⑥文本分析（Text Analytics），如观点挖掘或社会网络分析等;⑦时间序列分析（Time-Series Analysis），通过模式侦测及事件发生概率来处理时空数据;⑧数据辩论（Data Forensic），用于数据科学家探索大规模数据集。 Chen等人[9]认为，在商业智能分析发展的过程中，商业智能分析经历了从处理结构化程度较高的数据、到处理网络上半结构化数据、再到处理移动数据的发展，涵盖了五类核心的分析方法：①数据分析，涉及数据仓储、ETL、联机分析及数据挖掘等分析技术，可应用在时间序列挖掘、网站挖掘、空间数据挖掘等;②文本分析，涉及信息检索、查询处理、相关反馈等分析技术，可应用在QA系统、观点挖掘、多语义分析、可视化分析等;③网站分析，涉及信息检索、网络爬虫、日志分析等分析技术，可应用在云计算、社会网络分析、网站可视化等;④网络分析，涉及信息计量、引用网络、数学网络模式等分析技术，可应用在链结分析、社区发现、社会影响力及扩散模式等;⑤移动分析，可应用在移动通讯服务、个性化分析、游戏营销分析等。 （2）面向流程视角的BDA方法分类。这类研究主要是依据BDA的步骤和阶段对BDA方法进行分类。 美国计算社区协会出版的《大数据的机会与挑战》白皮书指出BDA是一个多阶段任务循环执行过程[4]，从整体看，其分析的过程包括了五个阶段，每一个阶段都包含该阶段需要使用的方法：①数据获取及记录，从各种感知工具中获取的数据通常与空间时空相关，需要及时分析技术处理数据并过滤无用数据;②信息抽取及清洗，从异构数据源抽取有用信息，并转换为结构化的格式;③数据整合及表示，将数据结构与语义关系转换为机器可读取、自动解析的格式;④数据建模及分析，从数据中挖掘出潜在规律及知识，涉及可扩展的挖掘算法或知识发现等方法;⑤诠释，为了让用户容易解读分析结果，可视化分析技术变得十分重要。此外，严霄凤、张德馨[10]依照搜集、分析到可视化的流程，梳理了适用于大数据的关键技术，包括：遗传算法、神经网络、数据挖掘、回归分析、分类、聚类、关联规则、数据融合、机器学习、自然语言处理、情感分析、网络分析、空间分析、时间序列分析等多种方法。 （3）面向信息技术视角的BDA方法分类。这类研究强调大数据技术本身涉及到的新型信息技术，将大数据处理架构、大数据计算模式、大数据系统等作为BDA方法分类的依据。 孟小峰、慈祥[11]着眼于大数据处理框架，梳理了数据抽取与集成、数据分析及数据解释所使用的分析方法，在数据抽取与集成方面，可区分为基于物化（Materialization）或ETL的方法、基于联邦数据库或中间件的方法、基于数据流的方法以及基于搜索引擎的方法等四类;在数据分析方面，传统的数据挖掘、机器学习或统计分析面临数据规模、算法调整等困难，需进一步发展;在数据解释方面，引入可视化技术或交互式的数据分析过程，有助于用户理解分析结果。覃雄派等人[12]认为，非关系数据管理（如MapReduce）扩展了数据分析的多维视角，使数据分析的生态系统从“大量数据的移动”转向“直接对数据进行分析”。 2012～2013年在印度召开了两次BDA国际研讨会[13-14]，会上分别就BDA中的机器学习面临数据规模与多维度问题、可扩展的机器学习算法（如随机映射、随机梯度下降等）、机器学习在MapReduce的应用、社交媒体数据挖掘（如话题检测与跟踪、地点推理、语义连接等）、高维数据降维分析（如主成分分析、因子分析、经典相关分析等）、图像挖掘（如Main Memory Approach、Disk-Based Approaches、Database-Oriented Approach）及图像比对分析（如特征提取、Iterative Methods）等进行了探讨。2013年IEEE计算机协会在美国召开大数据国际研讨会，BDA结合MapReduce、Hadoop等模型的分析方法仍是主流，研究的内容包括了Map-Based Graph Analysis、Sketch-Based Load Balancing Algorithm、Large Scale Neural Networks等方法。 1.2 BDA方法的分类――面向层次的BDA方法框架 上述三种视角的BDA分类各有特点，都有一定的道理。从面向数据的视角来看，BDA方法正从统计（Statistics）转向挖掘（Mining），并提升到发现（Discovery）和预测（Prediction）。基于流程的BDA分类则更能反映BDA过程的集成性（Integration），也就是说，在完成一项分析任务时，需要综合使用多种方法。从面向信息技术的BDA分类中可以看出，这种分类方式强调使用新技术对传统数据处理方法进行改进和创新，同时更重视新型系统架构与分析方法的集成，例如，各种数据挖掘算法的MapReduce化，就是这方面的典型实例。 本文认为，如果综合上述三种分类体系中体现的层次性，将可以更准确描述BDA方法。在此，本文提出一个面向层次的BDA分类框架，将BDA方法分为统计、挖掘、发现、预测及集成五个层次，并初步归纳出17种BDA相关方法（见表1）。 2 BDA方法在情报研究中的适用性探讨 如前所述，BDA与情报研究在本质上有共同之处，BDA方法可为情报研究提供借鉴，因此，探讨BDA方法对情报研究的适用性就很有必要性。以下综合考虑方法本身的完善性及可操作性、情报研究的分析对象特征、方法的可移植性[15]等因素，对本文所列举的17种面向层次的BDA方法在情报研究中的适用性进行分析。 2.1 可直接移植的方法 可直接移植方法是指这些方法的原理、流程、算法等可以直接应用于情报研究，用来对情报研究的数据源（如科技文献、网络资源等）进行处理，解决情报研究过程中的一个或几个步骤中要解决的问题。在本文所列举的17种面向层次的BDA方法中，数据挖掘、文本挖掘、知识发现、观点挖掘、话题演化分析、多元统计分析、时间序列分析、海量数据的基本统计方法、高维数据降维分析方法、多源数据融合方法等10种方法均属于可直接移植方法，其中有些方法在情报研究中已经有多年的应用历史。 （1）数据挖掘与文本挖掘。数据挖掘与文本挖掘是不同概念，两种方法分别使用不同的发现技术，文本挖掘属于基于计算机语言学及统计方法的发现技术，用来揭示文本中的词与句法特征;数据挖掘以数据库中的大量结构化的数据挖掘为基础，用来揭示数据中潜在的、可能的数据模式及关联规律[16]。在情报学领域的实践应用中，数据挖掘多应用在图书馆自动化技术与服务方面，例如，馆藏采购决策、个性化服务、信息检索、读者管理、馆藏布局等。文本挖掘在情报研究的价值在于弥补了情报学专门分析方法对科技文献内在知识挖掘不足的缺欠，例如，祝清松、冷伏海[17]为了解决引文分析方法无法揭示论文的研究内容这个问题，提出引文内容分析，先建立基于规则的引文内容抽取来识别引用句，再通过基于C-value多词术语识别算法找出高被引论文主题，相比于引文分析，这种方法较能提供客观的语义信息与文献之间的语义关系。 （2）知识发现。情报研究中所说的知识发现，主要是指基于文献的知识发现，例如，张树良、冷伏海[18]在共词、共引、文本挖掘等方法基础上，提出了“基于文献的知识发现”，包括：基于相关文献、基于非相关文献及基于全文献三种条件下的知识发现，完整揭示文献的知识结构与演化情况。在网络环境下，李楠、张学福[19]认为关联数据的RDF数据模型、数据访问机制、URIs及自描述数据等规范所形成的数据共享环境，为知识发现提供了新的研究潜力，包括知识发现的范围被扩展成全球数据空间、高效率理解及处理数据间的语义关系等。简言之，知识发现从不同数据源之间的复杂关系中获得隐含的知识或规律，甚至可对未来进行预测。 （3）观点挖掘与话题演化分析。观点挖掘与话题演化分析两种方法实际上是数据挖掘及文本挖掘的具体及深化应用。观点挖掘主要有三种挖掘任务：情感分类、基于特征的观点挖掘、比较语句和关系挖掘[20]，例如，黄晓斌、赵超[21]通过对网络舆情信息的文本挖掘，找出不同民众对某一社会事件的情绪、态度及观点，再通过关联分析找出网络舆情信息的各种关联性。赵洁、温润[22]认为微博情感分析的关键是观点句识别，并根据文本特征的差异性，提出了基于新词扩充和特征选择的观点句识别方法，即先扩充情感词典来提高分词准确率，再结合微博特征进行句子选取。话题演化分析方法是近年文本挖掘的研究热点，借助不同的话题模型，包括基于LSI模型、基于pLSI模型、基于LDA模型等，获取文本中的一组词语，表示为某一话题的集合，再引入时间信息模拟该话题随着时间推移所表现的受关注程度及关注点的变化[23]。又例如，贺亮、李芳[24]利用LDA模型抽取科技文献中的话题（即主题词），再计算话题的强度与内容演化，从而区分热门与冷门话题及其历年特征词的演化趋势。 （4）多元统计分析与时间序列分析。多元统计分析与时间序列分析两种方法也是情报研究常见的定量分析方法[25]，前者研究客观事物中多个变量（或多个因素）之间相互依赖的统计规律，后者则是基于随机过程理论和数理统计学方法，研究动态数据序列的规律性。这两种分析方法的一个重要特点在于能基于历史数据的变化，评价事物现状或预测事物未来的发展。 （5）海量数据的基本统计分析方法。海量数据的七种基本统计分析方法适用于情报研究的原因是，专家们普遍认为，在现有硬件技术条件下要开发一个海量数据分析系统的难度过高，且高性能计算领域也面临许多困难，因而转向寻找共通的基础性计算方法来帮助运算[6]，同时这些统计方法也经常应用于数据挖掘或文本挖掘。对情报研究来说，处理的数据量不及高性能计算领域的海量数据，因此可以容易地应用这些基本统计分析方法。尽管如此，随着情报研究处理的文本量增加，包括文献计量或信息计量方法在内的定量分析方法，仍然要经常借鉴基础性的计算方法，并进行公式改进。 （6）高维数据降维分析方法。高维数据降维分析方法反映了海量的数值型数据在数据缩减的重要性，常见的降维（Dimensionality Reduction）方法包括主成分分析、因子分析、典型相关分析、独立成分分析、投影寻踪等[26]。高维数据经常存在大量的弱相关内容或噪音，通过线性（如主成分分析、典型相关分析等）或非线性（如投影寻踪、核方法等）映射可以将数据样本从高维空间映射到低维空间，从而提高机器学习的效率[27-28]。情报研究在处理文本语料时，广泛使用基于向量空间模型来表示文本，形成的高维特征集会对文本分类或机器学习的效果产生很大影响，通过特征选择（如特征频率、互信息等）进行特征抽取（如PCA、LSI、NMF等），转换成一个低维的特征集来提高训练效果，是非常必要的[29]。 （7）多源数据融合方法。多源数据融合方法是解决大数据环境下异构数据整合而提出的方法，例如，为了解决不同研究阶段产生的各类科学数据集成问题，白如江、冷伏海[30]认为解决关键在于中间件构建，例如，通过基于XML模型将异构数据源的元数据映射到全局视图，解决了不同数据源的关系描述问题，并提供用户可灵活订制查询规则;但基于XML模型只能提供语法层次的整合，为了提供数据在语义层次的整合，可通过基于语义模型对XML的对象进行分类，在对象模型的基础上生成逻辑规则，揭示隐含在科学数据中的语义信息。此外，也可以通过基于物化或ETL方法、基于数据流方法或其他方法对异构数据源中的数据抽取出实体与关系，再进行数据集成或数据清洗[11]。多源数据融合方法是进入数据分析之前的重要任务，对情报研究来说，需要多种来源支持情报分析工作，包括同型异源信息、异质异构信息、多语种信息等，都需要通过异源信息字段的映射、拆分、滤重、加权等进行融合分析[31]。 2.2 调整后移植的方法 调整后移植的方法是指其在原本的领域已经成功应用，但由于该方法最早或成功应用的领域在任务需求、数据处理、分析过程有自身的特点，若移植到情报研究时，需要根据情报研究自身的特征进行调整。数据可用处理及分析方法、时空数据分析等两种分析方法就属于这类情况。 （1）数据可用处理及分析方法。大数据环境中容易产生许多劣质数据来降低数据可用性，为了提高数据可用性及数据质量，李建中及刘显敏[32]梳理了数种数据可用性的相关方法，包括高质量数据获取与整合、数据错误自动检测与修复、弱可用数据处理与分析等，分别解决了大规模数据集预处理阶段常见的一致性、精确性、完整性、时效性及实体同一性等问题。对情报研究来说，情报素材、产品形式及工作任务分解的质量控制是情报工作的核心[33]，其中，情报素材的质量对后续的情报分析成败存在着至关重要的作用，当数据或信息是错误或不完整时，提炼出来的情报势必会存在缺陷或错误。过去对情报研究的质量控制取决于人，如果能引入数据可用处理及分析方法解决数据或信息源可能存在的不一致、不精确、遗漏、滞后或重复等问题，有助于提高情报分析素材的可用性与正确性。 （2）时空数据分析。时空数据分析是地球信息科学相关领域的研究热点，其中最常使用“周期性行为”（Periodic Behavior）分析，例如天气预报、环境监控、地理信息系统、城市交通网络管理等都是常见的应用实例[7]。现有研究的多数做法是采取基于时间序列的方法进行周期性行为建模，但建模过程容易出现对象可能没有周期性行为、时间点分布不一定呈现周期性等问题，为了解决这些问题，王阅等人[34]提出基于ERP的周期检测方法解决周期长度定义问题，孟志青等人[35]提出多粒度时间文本下的周期模式挖掘算法解决时态文本数据挖掘问题。对情报研究来说，时间是文本中一个重要的属性，如文献发表规律、舆情监控、科研人员的研究主题周期等。在原有数据基础上增加时间维度进行长时段分析是多数研究的常见做法，但并没有呈现出其中的周期性规律，特别是文本中的规律特征较难发现，如果能引入此类方法，将有助于找出情报演化的周期模式。 2.3 不适用的方法 考虑学科领域差异，本文认为 “翻译生物信息学分析”及“学习分析方法”两种专门研究方法不适合情报研究。 （1）翻译生物信息学分析。翻译生物信息学分析是生物信息学的专门分析方法，这种方法是依据特定目的整合多数据源及促进领域知识的有效利用，其结果可应用在生物医学研究、产生支持医疗人员在治疗点中的“可操作的决策”（Actionable Decision），同时能对人类与疾病的关联关系提供更好的理解。生物信息学为了找出更多基因与疾病的关系，通过翻译生物信息学分析，可以将分析方法与工具开发从系统层面横跨到分子、个人或全人类层面，分析视角从单一基因或多肽（Polymorphic）挖掘的研究转向新基因或遗传性状组合与预测研究[36]。从分析方法的操作过程来说，考虑到数据源的特殊性（如DNA编码数据、蛋白质结构等）、分析视角、工具构建及使用等因素，并不符合情报学的学科研究特色。 （2）学习分析方法。学习分析方法是搜集、分析及评测学习者及其学习语境的分析方法，目的在于理解与优化学习及其学习环境[8]。从UNESCO IITE机构在2012年11月出版的学习分析方法政策简报可知，学习分析方法的数据分析功能是基于数据挖掘从而开展相关分析内容，包括行为分析、学习资源浏览分析、各种关联分析与影响因素分析等。虽然数据挖掘是情报研究的常见方法，但学习分析方法的结果意义在于解释学习者的学习语境，为教师或管理者提供决策支持，从而改善学习者的学习习惯及促进学习效果。由于这种方法有其特定的含义和应用环境，离开了学习语境，方法的内涵和外延可能就会产生变化，因此，难以移植到情报研究。 2.4 需要继续关注的方法 基于MapReduce或Hadoop的衍生分析方法、图模型分析与挖掘以及商务智能分析，是近年研究探讨较多的方法，但目前尚未形成一个成熟且完善的方法体系，例如，MapReduce或Hadoop等之类的工具还在持续发展中，本身也存在不断的改进空间，它们与各种分析方法的集成缺乏公认的标准和规范，同样地，对于关注图像与事物之间关联的图模型分析与挖掘也尚没有发展出固定的技术，又例如，商务智能分析被定义为由数据仓库、ETL、联机分析、数据挖掘、客户关系管理、知识管理等多种技术融合的一组系统，通过BI系统管理组织内部及个人相关的商业数据、专家信息及知识，涉及数据的融合、取用及分析等方法与工具[37-38]，目前也没有标准化的体系架构。 因此，本文还无法明确回答上述三种方法将如何应用于情报研究、在应用过程中需要做哪些调整、这些方法与现有的情报研究方法的关系如何等相关问题，但可以肯定的是，这些方法对未来的情报研究具有借鉴价值，例如，一旦情报研究的处理对象（即数据）积累到了一定程度，成为传统关系数据库处理不了的大数据，那么，使用基于MapReduce或Hadoop的衍生分析方法就成为了必然。又如，图模型分析与挖掘可补充情报研究在图像分析的不足，而商务智能分析可理解为一套集成系统，可应用在情报机构的知识库或机构典藏，找出组织的知识缺口等方面。 3 结语 大数据时代就是一个数据分析的时代，学界和业界提出了很多大数据分析的方法与技术，这些方法与技术对情报研究产生了积极的借鉴作用，本文总结了大数据分析的方法，提出面向层次的BDA方法框架，归纳总结了其中的17种BDA方法，并从可直接移植、将调整后移植、不适用于情报研究以及需要继续关注等四个方面对这些方法在情报研究中的适用性进行了分析，以期为情报研究借鉴或移植BDA相关方法提供参考，促进情报研究的理论与实践发展。 数据分析方法论文:考虑采用数据分析方法表明飞机撤离能力经验介绍 【摘 要】民用飞机的应急撤离能力是民用飞机安全性能的要求之一。目前国内外对民机应急撤离能力的分析对采用实景撤离试验的方法。针对实景撤离试验危险系数高、花费昂贵、周期长等诸多问题，本文阐述应用数据分析的方法，在积累试验数据的基础上通过建立应急撤离元素数据库实现对飞机撤离能力评判的经验介绍。 【关键词】撤离能力；数据分析；撤离元素 0 引言 如何在飞机发生故障时使机上乘员快速的撤离（即应急撤离）是民用飞机安全性要求之一。根据中国民用航空规章第25部（CCAR-25）运输类飞机适航标准要求[1]：“对客座量大于44座的飞机，必须表明其最大乘坐量在90秒钟内在模拟的应急情况下从飞机撤离至地面。对于这一点的符合性，必须通过按CCAR25部附录J规定的试验准则所进行的实际演示来表明，除非中国民用航空局（CAAC）适航部门认为分析与试验的结合足以提供与实际演示所能获得的数据等同的数据资料（§25.803（c））”。 进行全尺寸应急撤离试验，有以下不可避免的缺点：真人验证非常危险、试验花销昂贵、准备周期较长以及参与试验者在撤离中随机行为等问题。根据美国联邦航空局（FAA）的研究发现，在进行全尺寸应急撤离试验中平均6%的参试者受伤。在1972年至1980年，美国进行了7次全尺寸应急撤离试验，2571名乘客和机组参加了试验，其中有168人次受伤[2]。 在1985年FAA开始讨论用分析与试验结合的方法替代全尺寸应急撤离试验来表明对于§25.803（c）的符合性。允许申请人使用分析的方法，其目的是证实飞机能在90秒以内能将机上人员全体撤出[2]。 1 积累试验数据 对于采用分析方法进行证明新型号飞机或已有飞机进行了型号设计更改后符合§25.803（c）的要求，这需要之前的全尺寸撤离演示及其他的试验积累的充足的数据和知识。 分析必须有适当的试验支持，这些试验可能包含，但不限于： （1）应急出口和辅助撤离设施组合的撤离率； （2）确定开门和撤离人员准备时间； （3）确定乘务员训练和程序是充足的以帮助乘客迅速撤离飞机； （4）确定通道的影响，包含通向应急出口或交叉过道及合并乘客流量的过道交点位置等； （5）确定飞机内外部应急照明照度更改造成的影响的试验； （6）确定乘务员座椅位置更改对组织撤离的影响的试验。 成功的应急撤离试验是分析的数据源，分析应基于对确定应急撤离系统元素的信任，（客舱内部特征，门的尺寸，撤离辅助设备和与门的结合和相对位置），引用合适的涉及更小的或者相同的元素的试验记录，然后这些性能数据对需要验证的构型，进行有效的分析。 如果使用未能成功的全尺寸试验数据为基础，对型号飞机的撤离能力进行分析，首先失败的原因应被确定（设备、构型、或程序），然而说明现需要验证的飞机构型中不包含这些失败的元素。 2 建立应急撤离元素数据库 基于上述，对于新型号的飞机及涉及影响飞机撤离能力的设计更改，应进行评估其对于符合§25.803的影响。如果考虑用试验和分析方法结合方法代替全尺寸应急撤离试验，应急撤离元素的数据库的建立，是进行应急撤离分析的基础，同时，相应的试验是应急撤离元素数据库建立的前提。 首先数据库中需要建立对飞机内部构型进行了详细描述的具体模型，在这些模型中，乘客容量与撤离能力的应清晰表述，审定基础应清晰。 客舱内部安排特征和撤离系统元素（例如过道和交口，出口通路、乘务员辅助空间，门和应急出口等）对分析是至关重要的。应详细的描述客舱安排和撤离系统元素，这些表述应该包含位置、操作和客舱的尺寸和特征等，这些对于分析是非常重要的。 关于撤离系统元素任何专用条件、豁免、和等效安全的均应被讨论，和评估，视情况进行相应的试验。在进行应急撤离分析时，这些评估均需包含其中。 如果采用与先前验证飞机相似的特征。经全尺寸演示的构型被考虑作为原验证构型，两个构型的共同特征需要描述清晰。代表性的描述：门和辅助系统是没有更改或与原基本构型相似。内部特征完全没有更改或客舱主要部分没有更改。两个构型的不同之处及构型的独特特征应重点关注。例如，安装了一个新的门，这个门的影响需要进行评估，在其他飞机上相似的门系统的验证数据可以是的源泉。“相似”是使用这些数据基础，“相似”也是分析中的重点表述内容之一。例如：独特特征的空间参数应与已验证的相匹配。这些系统的性能数据应在分析中包含以确定新的构型满足条款要求。当一个新的安装更改了早期的安装详细特征，改变了系统性能，这个更改应该被验证，分析中应包含新安装和早期的安装的性能数据。 数据源应被包含除全尺寸应急撤离演示的以外的试验数据，例如：一个新滑梯的抛放/充气时间数据应被考虑进入撤离时间序，因为滑梯和救生筏抛放和充气，因此一旦开始，不受人为的进一步干涉和CCAR25（和FAR25部）附录J中试验条件的影响。相似的，拉丁文正方形试验（AC25-17A附录4运输类飞机客舱内部失坠性手册）可能被使用确定一个新撤出系统或系统元素的性能能力（需要在附录J的试验条件下执行），以确定乘员和新系统之间的界面是合适的，例如：滑梯的灯光是否是充足的鼓励参与者最小犹豫的跳下去[5]。 3 应急撤离元素 应急撤离元素越涉及小单元的元素，并引入其相应的是试验记录，其分析的可信度越高。 3.1 应急出口 3.1.1 应急出口大小和分布 应急出口的选择和布置需满足§25.807（应急出口）和§25.809（应急出口的布置）的要求。对于申请人已要求豁免的适用的联邦航空条例中的非标准出口布局，必须确定它的可接受性，在一定的条件下进行全尺寸试验，以便与标准出口进行精确的比较。 试验目的是使用所提供的出口构型来确定的平均撤离时间等于或少于运输类飞机适用的联邦航空条例中规定的出口构型所规定的时间。这个结果可用作证实豁免的等效性或证实等效的安全水平。这个试验程序不用作确定出口率或出口构型。 3.1.2 撤离辅助设施 撤离辅助设施展开的时间需满足§25.810的要求。 3.1.3 撤离路线 §25.810 （c）中对撤离路线的选择和制定进行了详细要求。 3.1.4 应急出口标记 应急出口标记要求乘员能认清应急出口及其位置，易于接近通路并易于开启。应急出口标记的的设置满足§25.812的要求。 3.1.5 应急出口和辅助撤离设施组合 如果应急门开启时，由应急门带动并触发辅助撤离设施的启动装置，应急门的运动过程与辅助撤离设施的完美组合是对于应急撤离性能的影响是非常关键的。辅助设施系统的安装需要进行相应的验证工作。应急门辅助设施除完成TSO-C69验证试验外，还需要完成§25.810（a）（1）（v）的要求的5次连续抛放试验。对于应急出口和辅助撤离设施组合有影响的更改，例如：滑梯装饰罩、地板铆钉突出等，存在影响应急门运动和辅助撤离设施开启的组合过程的因素，均需要进行评估分析，视情况进行试验，并记录试验结果。 3.2 过道和通道 3.2.1 应急出口通道 §25.813中明确规定了主过道通往各类型出口和连通各个区域的通道的详细尺寸要求。 3.2.2 应急出口可达性 3.2.3 乘员辅助空间 必须按下列要求规定提供足够的空间，便于机组人员协助旅客撤离：该辅助空间不得使用通道的无障碍宽度减少到低于出口所要求的无障碍宽度。 当邻近出口的区域被要求用于许可机组人员辅助乘客在使用逃生装置，一个12×20英寸的辅助空间在长矩形和清晰的20英寸靠近通道或相当设备是被提供，这个地方是充足的允许乘务员直立站着去执行需要的辅助服务在乘客撤离。较小的偏离从12×20英寸辅助空间是被允许如果已经进行了出口影响减少的评估。一个演示可能是需要的以显示乘员能有效的撤离。 座椅椅背前折不应该被使用侵占辅助空间。依赖辅助空间和坐垫压缩是允许的。如果座椅是容易向前推动和坐垫是容易压缩的。 如果辅助空间是在头顶上的架子下面，例如乘务员不能直立站直，增加空间是被要求的，例如免除外部座椅。辅助空间的效果必须要验证。 辅助空间不需要直接靠近出口。在一些情况下辅助空间可以是在出口稍稍靠里但在主要通道的外部。 辅助扶手是常常被提供在与地板水平的应急出口为乘务员提供稳定性在应急撤离期间。对于辅助扶手没有具体要求。在撤离演示中已经使用了辅助扶手以符合规章要求，那么辅助扶手应该安装，并且在辅助空间上的位置不能更改。 3.2.4 过道宽度 §25.815对飞机应具有符合性合格审定要求的最小无障碍过道和通道进行了规定。这可以组合多模式特征。各种组合模式特征下的撤离速率的影响，需要进行试验。最小的座椅宽度考虑了动态试验座椅的变形影响。 通过§25.815（过道宽度）表明符合§25.807（应急出口）是符合25.803的序幕。构型满足§25.807和§25.813（应急出口通道）的要求的讨论是应急撤离能力分析的重要部分和可接受的重点。这一节定义了各种应急出口的类型，各种类型数目的要求和易于接近和T■=T■+T■位置的要求。这些分析应直接阐明客舱乘客分布的和出口能力分布的问题。当物理约束，例如机体结构、机翼和发动机位置、防止舱门位置合适的几何独特性、提高应急撤离能力的补偿因素应该被讨论。出口的几何分布，出口类型的规定能力，乘客舱区域客座椅密度应该被记录。布置图上出口的几何分布是明显的。涉及到乘员分布的出口均匀分布可能不是立即可视的。 3.3 应急照明 飞机应急照明系统的设计需要满足§25.812的要求。 3.4 乘员座椅位置 乘务员和提供的座位应在合适的构型中定义。 3.5 乘员培训 3.6 撤离者行为（犹豫不决等）对试验的影响 3.7 应急撤离的其他客舱特征 例如：飞机外部影响应急撤离的特征（例如发动机和机翼副翼）应详细描述。 4 撤离时间的分析计算 4.1 撤离时间计算公式 FAA确定了撤离能力分析工作和一个可接受的标准的公式，基于撤离系统的时间链或全尺寸撤离演示录像带中观察的事件的次序[4]。 T■=T■+T■ （1） 式中，T■表示总的撤离时间，即从演示开始到最后一个参与者到达地面的间隔事件；T■表示撤离出口前的时间，即从演示开始到第一个参与者到达地面的时间或站在出口前的时间；T■表示出口的撤离时间，即从第一个参与者到达地面到最后一个撤离者到达地面的时间。 其中，T■主要包括： （1）开门时间； （2）辅助设施抛放，和充气（如适用）； （3）第一个参试者犹豫的时间（定义作为设备可以开始使用和第一个参与者已经朝地面的动作）和参试者到达地面的时间。 4.2 支持分析数据 （1）上文讨论数据库中包含了从试验和演示中得到的数据，并定义了定义每一个数据的对于验证的需要程度。 （2）当分析中使用的数据是一个时间间隔，数据库中包含了在两个事件时间中增加了时间间隔。事件是可视的和可直接验证的，因此间隔是源于事件时间。用于支持分析的所有的单一事件时间表格在数据库中是易见的。 （3）一个不平常的数据影响时间间隔，例如一个参试者在辅助设施完全开启前跳出，或辅助设施抛放在演示中，这些数据应合适的调整。这样的调整应在分析中验证。 4.3 整体撤离时间计算 计算撤离时间和参与者计算在出口附近的可以被使用提供一个简单的图标结果。一个简单的构型图表可以满意出口描述的多种目的。乘客和机组允许出口（客舱定义线）和每个出口的撤离时间。 4.4 成功判据 飞机在CCAR25部附录J或CCAR121部附录D确定的演示条件下具有总撤离时间小于90秒的撤离能力，出口撤离能力的时间裕度是需要的。 可以使用以下的公式定义时间裕度TM： T■=∑■■90-T■ （2） T■表示第i个出口的总体撤离时间（秒）；n表示总体使用出口的数目。 在以上公式计算使用的可用裕度应该等于或大于9秒。9秒的时间间隔（目前标准90秒的10%）是基于目前运输类飞机验证的能力[4]。 5 总结 使用分析与试验组合的方法替代全尺寸应急撤离试验，表明符合§25.803，是飞机设计验证发展的方向，其依靠大量的试验数据作为分析的支持数据，试验是飞机应急撤离能力分析的基础。同时，申请人如果考虑采用此方法，需要尽可能早的与适航部门沟通讨论，以确定所有的重要因素均得到考虑和评估，这些因素的考虑对于应急撤离能力的分析是至关重要的。 数据分析方法论文:质量管理数据分析方法在船舶设计中的应用 摘要：采用一种全新的质量管理数据分析方法，对某船送中国船级社（CCS）广州审图中心审查的所有图样文件进行了统计和分析。通过采用此方法，能清晰地反映出各专业的技术力量情况，从而可根据需要对各专业进行调整，最终达到提高产品项目设计质量的目的。 关键词：质量管理，统计分析，船舶设计 1概述 在船舶设计项目质量管理中，对设计图纸的差错率进行统计分析非常重要，不仅可以总结经验，还可以找出设计环节中的薄弱之处，进而有针对性地采取改进措施，降低图纸差错率和图纸修改率，最终达到提高设计质量的目的。本文将一种全新的质量管理数据分析方法应用到船舶设计项目中，对某船送中国船级社（CCS）广州审图中心的各专业图样文件进行了统计和分析。首先对CCS审图意见类别及其导致修改的原因进行统计，然后对统计结果进行分析，最后针对产生原因采取相应的改进措施。 2专业审图意见类别和原因分析 对各专业分别进行统计和分析，有利于了解各专业本身技术力量的实际情况，以便专业负责人做出适时的调整，对薄弱之处加以改进和提高。根据CCS的审图意见类别，对某船各专业的图样文件进行统计，然后根据CCS提出的意见进行原因分析。 为了方便分析，设置下列不同的代码，表示不同的审图意见类别和原因分析含义。 （1）审图意见类别代码含义： A－认可无意见； AC－认可有意见； N－备查无意见； NC－备查有意见； TS－转送现场验船师审核； RS－不予批准，需修改后重新送审。 （2）原因分析代码含义： B1-设计方案欠妥； B2-设计接口不协调； B3-不符合现行有效的规范、法规要求； B4-标识不明或有误； B5-其它。 下面对轮机专业进行举例说明： 该专业的意见类别统计见表1，原因分析统计见表2。 表1轮机专业CCS审图意见类别统计表 表2轮机专业原因分析统计表 由表1可清楚地看出某船轮机专业图样文件的退审意见分布情况。其它专业也分别如此进行归类和统计，便能了解本专业图样文件的退审意见分布情况，并且还可将各专业的退审情况进行比较。 由表2可清楚地看出某船轮机专业图样文件的差错分布较为集中在B3 （不符合现行有效的规范、法规要求），其次是B1（设计方案欠妥），说明轮机专业在这两方面需采取措施加以改进。其它专业也分别如此归类和统计，这样就能清楚地了解各专业自身的薄弱环节在何处，从而可采取相应的措施来改进和提高。 3全船审图意见类别和原因分析 为了使分析具有全局性，对各专业之间进行比较之后，需对全船进行统计和分析，这样有利于找出整体中的薄弱环节在何处。某船全船图样文件的CCS审图意见类别统计见表3；原因分析统计见表4。 表3全船CCS审图意见类别数据统计表 表4全船原因分析统计表 由表3可清楚地看出各个专业退审图样文件的总体情况。由表4可看出各个专业图样文件的退审意见主要集中在B3（不符合现行有效的规范、法规要求），说明在这一环节所有专业均比较薄弱，特别是电气专业，因此需专门针对这一环节制定改进措施。 通过对全船的退审图样文件进行统计和分析后，使项目负责人能清楚地掌握各专业的实际工作情况与整个项目组中的薄弱环节所在，以便采取改进措施，从全局出发对各专业的技术力量进行调整，进而提高产品项目设计质量。 4结论 在船舶设计项目中采用这种全新的质量管理数据分析方法，不仅能清晰地反映出各专业本身的优劣势，还能反映出各个专业之间技术力量的强弱差别。这样不但让专业负责人能了解本专业的问题所在，并采取相应的改进措施，同时也能让项目负责人掌控全局，根据需要对各专业进行协调，从而提高产品项目的质量，降低图样文件的差错率。 数据分析方法论文:正交设计及数据分析方法在工业中的应用 【摘 要】试验设计在工业生产中具有重要的地位，本文采用正交设计优化试验方案，系统地对正交试验数据的分析方法进行了研究，涉及极差分析与方差分析。探讨了方差分析的几种情况：有交互作用、无交互作用、有重复试验和无重复试验类型，并讨论了其在工业中的应用，总结出其编程实现。 【关键词】正交设计；方差分析；极差分析；试验设计；工业应用 一、正交设计的应用类型 基本上有四种情况：有交互作用和无交互作用，重复试验和无重复试验。相应的对这四种情况所构造的正交表也有所区别具体情况如下：（1）无交互作用是指实验各因素之间是相互 独立的，只是单个因素的水平变化对指标有影响，因素间各水平的联合搭配对指标没有影响或影响可以忽略不计，这种情况对正交表的构造没有影响。（2）有交互作用是指在进行实验时，有时不仅因素的水平变化对指标有影响，而且有些因素间各水平的联合搭配对指标也产生影响，这种联合搭配作用称为交互作用。当出现了交互作用时，正交表的构造也要发生相应的变 二、方差分析在工业上的应用举例 下面以一个三因素、三水平的无重复实验，无交互作用的工业生产例子进行分析一下：例，某水泥厂为了提高水泥的强度，需要通过试验选择最好的生产方案，经研究有三个因素影响水泥的强度，这三个因素生料中矿化剂的用量，烧成温度，保温时间，每个因素都考虑3个水平，具体情况如表，试验的考察指标为28天的抗压强度（Mpa），分别为44.1，45.3，46.7，48.2，46.2，47.0，45.3，43.2，46.3。问：对这3个因素的3个水平如何安排，才能获得最高的水泥抗压强度？ 上述例子中指标为抗压强度，影响指标的因素为A（矿化剂的用量），B（烧成温度），C（保温时间），例中只有三个因素，三个水平，L9（34）、L27（318）这两张表都至少有四个列。因此，都可以用来安排这个试验。我们要求尽量少做试验。 对上述例子应用SAS编程，只用输入主效应项，运行后的结果如下： 从输出结果中可以看出，在A（矿化剂的用量）的第二个水平下的均值最大，在B（烧成温度）的第三个水平下的均值最大，在C（保温时间）的第三个水平下的均值最大。根据实际因素，（抗压强度）越大越好，因此在A2B3C3的条件下，即在矿化剂的用量4%，烧成温度1450℃，保温时间40的条件下生产，抗压强度最大。 三、正交设计法的应用步骤 （1）定指标，挑因素，选水平；（2）选择正交表、排表头；（3）排试验方案表，做试验，填数据；（4）分析数据，选取合适的生产条件。通过验证试验，找出较稳定的较优生产条件，进行小批量考验，最后纳入技术文件，才算完成一项正交试验的全过程。

力学性能论文:水性聚氨酯胶粘剂力学性能研究 1实验部分 1．1材料与仪器 三乙胺(TEA)，分析纯;甲苯二异氰酸酯(TDI-80)，化学纯;聚己内酯二醇(PCL220N)、二羟甲基丙酸(DMPA)、三羟甲基丙烷(TMP)、1，4-丁二醇(BDO)、环氧树脂(E-44)、丙酮、松香均为工业级。D211-2水浴锅;JJ-1型电动搅拌器;XWW-20电子万能试验机。 1．2环氧树脂和松香改性的TDI水性聚氨酯胶粘剂的合成 将一定量的PCL220N、TDI-80加入三口烧瓶中，在75～85℃反应到一定程度后，加入一定量的扩链剂BDO进行扩链约1．5h，再降温至70℃左右，加DMPA(或E-44、TMP和DMPA)，继续反应约4h至—NCO含量达到预定值后加入松香，搅拌均匀，然后冷却至40℃，在高速搅拌下加入三乙胺水溶液中和、乳化，即得产品环氧树脂和松香改性的TDI水性聚氨酯胶粘剂。 1．3力学性能的测试 材料的力学性能常用其拉伸强度来衡量。拉伸强度(TS)的测定:采用电子万能试验机，将样品制成哑铃状(样品的有效长度t为20mm，厚度为0．5mm，宽度W为10mm)，在常温，拉伸速率为100mm/min条件下进行测定。其TS按下式计算［6-8］:TS=Fm/WT式中TS———拉伸强度，MPa;Fm———记录的最大力，N;W———裁刀狭小平行部分宽度，mm;T———试验长度部分的厚度，mm。 2结果与讨论 2．1环氧树脂用量对改性TDI水性聚氨酯胶粘剂力学性能的影响 当不含松香和三羟甲基丙烷(TMP)时，不同环氧树脂用量对改性TDI水性聚氨酯胶粘剂力学性能的影响见图1。由图1可知，环氧树脂的引入增加了水性聚氨酯的韧性，表现为软而韧的特性。随环氧树脂含量的增加，拉伸强度均先增加，后降低，当环氧树脂用量为5．73%时，改性TDI水性聚氨酯胶粘剂的拉伸强度达到最大，为1．94MPa。这是由于随着环氧树脂用量的增加，环氧树脂(E-44)中的环氧基和羟基通过反应将交联点引入聚氨酯主链，提高了聚氨酯的交联密度，同时聚氨酯分子链上苯环的数量也增加，从而使得改性TDI水性聚氨酯胶粘剂的拉伸强度增加;但是环氧树脂含量增大到一定程度后，再继续增大环氧树脂含量时，使聚氨酯的交联密度提高，而亲水性基团的数量不变，这样就降低了聚氨酯分子的亲水性，从而使分散颗粒变大，乳液稳定性下降，使得改性TDI水性聚氨酯胶粘剂的力学性能亦变差［6-7］。 2．2松香用量对改性TDI水性聚氨酯胶粘剂力学性能的影响 保持环氧树脂(E-44)含量为5．73%，改变松香的用量进行实验，其中松香用量对改性TDI水性聚氨酯胶粘剂力学性能的影响见图2。由图2可知，随松香含量的增加，其拉伸强度先增加，后降低。这是由于松香与聚氨酯有良好的相容性，可增加胶粘剂的塑性。当体系中松香含量较低时，松香所起的稳定作用超过其增塑作用，造成胶膜的拉伸强度有稍许上升，当松香含量增加到8.92%时，改性TDI水性聚氨酯胶粘剂的拉伸强度达到最大，为2．38MPa;但是再继续增加松香含量时，松香所起的增塑作用远大于稳定作用，从而造成拉伸强度快速下降［8］。 2．3三羟甲基丙烷(TMP)用量对改性TDI水性聚氨酯胶粘剂力学性能的影响 当环氧树脂含量为5．73%，松香含量为8．92%时，不同TMP用量时对TDI水性聚氨酯胶粘剂力学性能的影响见图3。由图3可知，随三羟甲基丙烷(TMP)含量的增加，拉伸强度先增加，后降低。这是由于TMP虽然不利于聚氨酯的结晶，但能显著提高聚氨酯分子链的交联度。随TMP用量的增加，预聚体的内交联度增加，从而使得胶膜的拉伸强度较高，当TMP用量为2．68%时，产品的拉伸强度达到最大，为3．43MPa，同时曲线有一个明显的屈服点;而当TMP用量超过2．68%时，由于交联度太大，预聚物难以乳化，不能形成稳定的乳液［9］。 2．4n(—NCO)/n(—OH)比值对改性TDI水性聚氨酯胶粘剂力学性能的影响 当环氧树脂含量为5．73%，松香含量为8.92%，三羟甲基丙烷含量为2．68%时，不同n(—NCO)/n(—OH)比值对改性TDI水性聚氨酯胶粘剂力学性能的影响见图4。由图4可知，随n(—NCO)/n(—OH)比值的增加，拉伸强度先增加，主要是由于随着n(—NCO)/n(—OH)比值的增大，分子链中含有氨基甲酸酯基、芳基、脲基等刚性基团增加［10-12］，当n(—NCO)/n(—OH)=1．23时，产品的拉伸强度达到最大为4.72MPa，当n(—NCO)/n(—OH)比值大于1．23后，产品的拉伸强度随着n(—NCO)/n(—OH)比值的增大而降低。 3结论 本实验合成了环氧树脂和松香改性的TDI水性聚氨酯胶粘剂，主要对其力学性能做了简单的研究，结果表明，环氧树脂、松香、TMP含量以及n(—NCO)/n(—OH)比值对环氧树脂和松香改性的TDI水性聚氨酯胶粘剂的力学性能影响较大。当环氧树脂含量为5．73%，松香含量为8．92%，三羟甲基丙烷含量为2．68%，n(—NCO)/n(—OH)比值为1.23时，TDI水性聚氨酯胶粘剂的拉伸强度达到最大值为4．72MPa。 作者：王孝华 李传强 汤琪 牟元华 单位：重庆交通大学 力学性能论文:材料力学性能课程改革思考 1建构主义理论及学生特点 1.1建构主义理论 建构主义理论创始人著名心理学家皮亚杰认为，学生是教学关系中的主体，教学应以学生为中心，教师应引导学生积极主动的探索、发现和对知识意义的主动构建[1]。皮亚杰认为，教师是学生学习的促进者，学生的学习是积极主动且不断地建构认知和知识结构的过程。建构主义理论认为学习是学生在原有经验的基础上主动进行意义建构的过程，这种过程要在实践中或者在学生与环境的相互作用中通过新旧知识间反复的相互作用而建构成的。在教学中教师不能把对知识的理解传递给学生，而是从学生原有的知识经验出发，引导学生从原有的知识经验中生长出新的知识经验，即教学的关键是向学生展示这些结论是如何得到的[2]。 1.2分析学生特点 现在的本科生自幼开始接受传统的以教师为主体的“填鸭式”教学，基本未接受过“启发式”教学等新的教学方法。他们在经过严格的应试教育和惨烈的高考竞争后进入大学，逐渐放松了紧绷的神经，普遍失去了奋斗的目标并且对学习渐渐放松。学生的状态大体分为三类[3]：(1)少数同学有长期的规划和学习目标，能够自觉努力地学习。(2)多数同学比较茫然，没有规划也没有努力的方向，随波逐流，学习上敷衍了事。(3)极少数同学彻底放松，对学习和未来前途都漠不关心，认为到了大学就应该轻松自在地享受生活，花费大量时间和精力去玩游戏或者谈恋爱，对学习完全是应付甚至厌学情绪严重，即使不能毕业也毫不担忧。离开了家长的呵护和老师的督促，多数学生不能合理的安排自己的学习和生活，更不能保证学习态度和学习热情。习惯了接受教师“消化”加工好的知识和方法，学生在大学的学习过程中对知识的归纳、总结能力以及在旧知识的基础上生长新知识点的建构能力和知识的迁移能力比较差。鉴于学生学习能力、学习状态和学习目标大不相同，本课程在讲授过程中，务必不能采用传统的灌输式教学，应该积极探讨新的适合本课程的教学方法和手段。 2改革教学方法及评价考核 2.1树立新的教学观 现代教育学倡导“以教师为主导，以学生为主体”的新型教育观，对大学教育也同样适用。在教学过程中，如何把以教师为主导的“教”与以学生为主体的“学”有效结合起来；老师如何能够引导学生在已掌握的知识和已有的生活经验的基础上构建起新的知识增长点；结合本门课的特点和学生特点，怎样能够更有效的引导学生学习本课等问题都需要教师深刻思考。 2.2采用多种教学方法 本课程工程应用性较强，单纯的讲授知识点，会增加学生理解的难度。多媒体课件的制作尤其重要，大量图片、动画的运用，能够对视觉、听觉形成有效冲击，有助于学生将枯燥的知识形象化。在讲解本门课程时，应较多的结合生活实际和工程实际，采用“举例法、对比法”等教学方法，引导学生构建新的知识要点。例如在讲解脆性的章节时，可以列举二战期间，美军8艘自由轮因脆性断裂问题失事等历史事件，形象具体的描述脆性的产生原因及危害，给学生直观的印象。根据各部分的教学目标和教学内容，精心设定题目请同学来回答，也可以布置作业来引导学生完成，从而考查学生对知识的掌握程度。在这个步骤上可以“因材施教”，即对于学习目标明确、学习能力突出的学生，给他们的题目或作业可以适当拔高，难度或深度更加突出；对于多数同学来说，采用数量、难度普通的题目；对于厌学或者对学习漠不关心的学生来说，即要努力培养其学习积极性，又要严格作业的规范，明确告之不能完成作业就会影响期末成绩的考核规定。由于《材料力学性能》涵盖的概念较多，也可在进行了一定的教学内容后总结各知识点，有利于学生深入理解。 2.3改革评价考核 对学生的评价考核，既要体现学生的学习能力的差别，又要体现其学习态度及平时表现的差别。这样的评价考核要求仅凭期末一张试卷是不能完成的。对学习态度端正、学习目标明确、学习能力突出的同学，考核成绩应对其有所肯定；对于学习目标不明确、随大流的学生，在调动其学习积极性的同时，应有平时表现的约束，督促其保持学习习惯；对于完全没有学习目标的同学，在培养其学习兴趣、督促其平时表现的同时，教师要经常找其谈心，帮助他们培养学习习惯。笔者根据多年教授《材料力学性能》课程的经验，建议期末试卷中增加附加题，得分以附加题目分值的40%计入总分；增加平时表现分数，建议占总分30%比例，70%比例为卷面成绩。增加平时出勤率的检查，该门课教学时长内累计旷课次数达5次及以上的同学，建议取消考试资格，重修后再参加考试。这些措施对优秀学生有鼓励作用，并且能督促学生出勤、端正其学习态度。 3优化教学内容 很多版本的《材料力学性能》教材是基于金属材料板块编写的，已经不再适应材料一级学科的教学要求，优化教学内容需要对三方面进行改革。 3.1修订教学大纲 复合材料是一种较为新兴的材料，与金属材料和无机非金属材料息息相关。随着复合材料的进一步发展，它与高分子材料的关系也会越来越密切。修订复合材料专业教学大纲，既要满足兼顾复合材料、金属材料、无机非金属材料和高分子材料的共性要求，又要满足以介绍金属材料和复合材料特性为主、以介绍无机非金属材料和高分子材料特性为辅的教学要求，且需要将各类材料有机的协调起来并融合到各个章节中去。在学习本门课程之前，学生应该学习了《材料科学基础》《材料力学》和《工程力学》，对于已学知识可以略讲或不讲，达到节约课时的目的。 3.2编写适合本专业的《材料力学性能》教材 《材料力学性能》所包含的概念公式较多，公式推导步骤也很繁琐。在编写教材的时候，既要注意到本课程与其他课程的联系，又要减少公式的推导步骤。太多的公式推导不利于学生对知识点的理解，不必要求学生掌握公示的推导过程。编写适合本专业的教材，难点是如何体现知识点的实际应用。例如讲授冷脆性时，可结合《金属材料与热处理》中钢的常存元素为开篇导语，复习五种常存元素对力学性能的影响。另外，还可以配图且采用小号字做知识延伸，将与材料力学性能有关的著名历史事件和日常生活的事例与本课程结合起来。例如泰坦尼克号的沉没，就是由于当时冶炼技术落后，钢板中的硫元素过多从而造成材料具有较高的冷脆性，在船体撞击冰山后导致了船体破碎、快速沉没等内容。这些看似不重要的知识延伸能都够直白的展现各知识点的工程背景，使知识不再抽象，调动了学生的学习积极性。 3.3整合实验课程内容 现行教材中涉及材料力学性能的实验总共三个，“拉压实验”、扭转实验和弯曲实验。这样的实验安排容易使学生将材料的各种性能割裂开来，认为各种力学性能的检测方法是彼此独立的[4]。虽然各种力学性能检测方法的适用范围、操作方法不同，但可以起到相互补充的作用。只有将不同的测试方法有机的结合起来，才能更好地理解材料力学性能。所以，该课程将三个实验合并为“材料性能综合实验”，安排在整体课程之后。此外，精心设计实验过程，合理安排实验报告的知识点等，都有助于调动学生实验课的积极性，从而形象直观的理解《材料力学性能》。 4结语 《材料力学性能》课程改革进行了多年，收效甚微。深化该课程的教学改革，不能仅停留在某一方面。探讨行之有效的教学方法，就要全面分析现在学生特点、结合现代教育理论、结合现代教学手段并对课程内容和教学大纲进行相应的调整。经过两年的探讨和教改尝试，复合材料专业《材料力学性能》的课改已经取得显著的成效，学生的学习积极性和对知识的掌握程度都有明显提高。在后续的教学过程中，我们将对新发现的问题继续进行改革，并以此课程为试点，逐渐推广并形成一套成熟完善的教学体系。 作者：张振亚 陈刚 杨睿 赵玉涛 单位：江苏大学材料学院 力学性能论文:TIG焊焊接接头的组织与力学性能 铝及铝合金材料具有密度低、强度高、导热性好、断裂韧性高等优点［1］，已经广泛应用于航空航天和交通运输等行业．近年来，中国飞速发展的飞机和高铁制造行业，对性能优良铝合金材料的需求越来越大．AlCuMg硬铝合金是一种室温性能优良的高强铝合金，但因其焊接性能不佳，从而限制了其在工程中的应用．搅拌摩擦焊［2－4］和激光焊［5－6］的出现在较大程度上改善了AlCuMg硬铝合金的焊接质量问题．然而，这两种焊接方法的设备成本都很高，在发展中国家难以得到普及．因此，传统的交流TIG焊焊接方法依然具有较高的研究价值．已有研究［7－10］表明，AlCuMg硬铝合金TIG焊焊接接头主要存在焊接热裂纹、焊接接头软化、气孔和焊接变形等缺陷．本文采用典型的AlCuMg硬铝合金（2A12）进行了焊接实验．文献［7］表明，焊接硬铝合金2A12时主要采用抗裂性较好的ER4145、ER4043或BJ380A焊丝．其中，ER4145（Al10Si4Cu）焊丝的抗热裂能力很强，但焊丝及焊缝的延性很差．ER4043（Al5SiTi）焊丝的抗热裂能力较强，形成的焊缝金属的延性也较好．当ER4043焊丝用于钨极氩弧焊时，能有效防止焊缝金属产生结晶裂纹，但该焊丝抑制近缝区母材产生液化裂纹的能力较差．BJ380A（Al5Si2CuTiB）焊丝的主要成分与ER4043（Al5SiTi）焊丝基本相同，而且添加了较多的Cu元素及适量的B元素，因此，BJ380A焊丝能很好地防止焊缝的结晶裂纹以及近缝区液化裂纹的产生，但该焊丝在市场上的销量非常小，很难购买到合格的产品．综合比较后，本文选用了容易购买的ER4043焊丝．选用ER4043焊丝的另一个优点是在焊接过程中，母材中的部分Cu、Mg等合金元素可以过渡到焊缝中，使焊缝金属产生微合金化．已有研究［11］表明，微合金化能够增加由ER4043焊丝焊接得到的焊接接头的强度和塑性．本文将热影响区中的软化区域称为“过时效区”，而将热影响区中的硬化区域称为“固溶区”． 1实验材料及方法 实验母材为2A12硬铝合金，且其热处理状态为T4态，即经过了固溶（495～505℃）＋自然时效处理．试板尺寸为150mm×60mm×4mm．实验采用ER4043焊丝，且其直径为12mm．母材与焊材的化学成分如表1所示．由于焊丝中Si元素的含量较高，可以有效地抑制焊接热裂纹的产生．采用自动送丝机构和自动行走机构配合交流TIG焊接电源进行焊接实验．在焊接过程中，利用琴键式卡具强制固定试板．焊前对母材坡口周围进行机械清理，同时注意保持焊丝的洁净．试板的坡口角度为60°，在焊接过程中需要使用引弧板和收弧板，且试板背面需加散热铜垫板．实验中采用单面单层焊接工艺．其中，焊接电流为140A；焊接电压为17V；焊接速度为15cm／min；送丝速度为250cm／min；钨极直径为32mm．焊缝正反面成型照片如图1所示．可见，由ER4043焊丝焊接得到的焊接接头成型良好．在外观检查合格后，再对焊接接头进行拉伸、硬度与金相试样的制备．金相腐蚀剂采用Keller试剂（1mLHF＋15mLHCl＋25mLHNO3＋95mLH2O）． 2实验结果与分析 2．1硬度曲线 采用维氏硬度计测量焊接接头的硬度曲线，由于焊接接头具有对称性，实验中只测量了焊接接头一侧的硬度值，结果如图2所示．由图2可见，焊接接头的硬度曲线中存在两个低点，一个位于热影响区的过时效区，另一个位于焊缝区．处于热影响区的固溶区的硬度值得到了提高，且几乎与母材的硬度水平相近，且固溶区与母材的硬度均约为140HV．近缝区的硬度值朝着熔合线方向呈现出较为剧烈的下降趋势，且近缝区的硬度从120HV下降到了90HV左右．熔合线区的硬度约为95HV．焊缝中心的硬度约为90HV，故该区硬度约为母材硬度的65％．处于热影响区的过时效区硬度约为120HV，且该区硬度约为母材硬度的86％． 2．2显微组织 图3为焊接接头各区域的显微组织．图3a为焊接接头的母材的显微组织．可见，该区域晶粒大小均匀，变形程度一致，并沿轧制方向有序排列．母材基体上散落分布着一些较大的黑色颗粒，这些黑色颗粒主要为固溶时未溶入母材的粗大S相（Al2CuMg）和杂质．图3b为位于热影响区中的固溶区的显微组织．可见，经腐蚀后该区域的金相图片发黑，且粗大黑色颗粒略微长大．造成固溶区金相图片发黑的原因是在焊接过程中，由于该区域温度高于人工时效温度，但是低于母材固溶温度，基体中的Cu原子发生聚集，使得过渡相（S′相）转变为粗大的S相，即出现过时效现象．这些弥散分布在基体中的S相被腐蚀剂腐蚀后会变黑，因此，固溶区的金相图片也同样发黑．另外，S相生成的同时基体也会变软，因而在金相试件的制备过程中很容易产生划痕．图3c为位于热影响区的固溶区的显微组织．可见，该区域晶粒变形程度低于母材，但依然沿着轧制方向有序排列．该区域基体中散落分布的粗大颗粒进一步长大并发生聚集．在焊接过程中，固溶区温度达到了母材的固溶温度，但是低于母材的固相线温度，因而平衡相（S相）重新溶入基体，并在冷却后形成了过饱和固溶体．随后在焊后自然时效过程中析出S′相．经过上述过程，该区域相当于经历了一次固溶处理，强度能够得到恢复，因此，该区域称为固溶区．图3d为近缝区的显微组织．可见，该区域晶粒呈等轴状，并未出现明显长大的晶粒．该区域发生了明显的晶界液化现象，散落分布的黑色颗粒已经全部溶入基体中．在焊接过程中，该区域温度达到了母材的固相线温度，因而可使母材中的低熔点共晶体和散落分布的粗大颗粒相发生熔化，而熔化后的低熔点共晶体会聚集到晶界，形成了粗大共晶体，从而降低了基体中合金元素的含量．越靠近焊缝，基体承受的温度越高，晶界形成的低熔点共晶体也就越多，基体中的合金元素含量也就越低，基体强度也就越低，因此，在硬度曲线上表现出硬度急剧下降的趋势．同时，虽然近缝区温度达到了母材的固相线温度，但是由于母材中由各种合金元素形成的弥散分布的细小强化相颗粒较多，限制了晶界的大范围移动，因而晶界只能进行平直化运动，因此，晶粒并未大幅度长大，只是形成了正常大小的圆润等轴晶．图3e为靠近熔合线的焊缝组织．可见，此区域为柱状组织，形成原因是在结晶过程中，该区域的温度梯度很大，晶粒平行于温度梯度方向的生长速度较快，而垂直于温度梯度方向的生长速度较慢，因此，最终形成了朝焊缝中心生长的柱状晶．图3f为焊缝中心的显微组织，该区域呈现出明显的枝晶组织，晶界处出现了大量低熔点共晶体聚集的现象．由于焊丝中的Si含量很高，在焊缝金属结晶凝固的过程中，Si元素和从母材中过渡而来的Cu、Mg等合金元素将会被排挤到晶界，因而在晶界形成大量的低熔点共晶体．这些低熔点共晶体一方面能够改善焊接接头的抗结晶裂纹能力，但另一方面也会降低焊接接头的塑性． 2．3TEM分析 图4为处于热影响区的固溶区的透射电子显微（TEM）图像．由图4可以观察到大量均匀分布的S′相，这些S′相是在固溶后的自然时效阶段形成的，可以对基体起到有效的强化作用．固溶区的脱溶序列可以表示为GP区—S″—S′—S（Al2CuMg）固溶区在受到焊接热循环作用后，基体中的平衡相（S相）会发生溶解，而分解出来的Cu、Mg原子将会重新固溶到基体中形成过饱和固溶体．随着温度的下降，过饱和固溶体中的Cu、Mg原子将会发生聚集，依次形成GP区、S″相和S′相．S′相为非平衡组织，是基体快速冷却后形成的可以在室温下长期存在的强化相，且与基体存在部分共格关系，因此，S′相能够产生较大的畸变能，并起到应变强化、弥散强化和化学强化的作用．S′相不但可以提高焊接接头的强度，而且也能提高其塑性，故S′相的强化效果最为理想．但是S′相在受热时容易聚集转变成S相，S相的尺寸较为粗大，与基体无共格结合，故其强化效果大大降低．这就是处于热影响区的过时效区硬度低于母材和固溶区的原因． 2．4拉伸实验 焊接接头的拉伸实验结果如表2所示．在拉伸实验中，拉伸试件大多断裂于焊缝中心区域．由表2可见，焊接接头的平均抗拉强度约为270MPa，为母材平均抗拉强度的60％．焊接接头的断后伸长率为65％，为母材的断后伸长率为176％．因此，焊接接头的平均抗拉强度和断后伸长率均大幅度低于母材． 2．5SEM与EDS分析 对近缝区和焊缝区的低熔点共晶体进行扫描电子显微（SEM）观察和能谱（EDS）分析，结果分别如图5和表3所示．图5a为近缝区晶界共晶体的SEM图像，可见亮灰色共晶体沿着晶界断续分布（如图5a中A区所示）．结合能谱分析结果可知，该区域Cu元素的含量高达2671％，导致基体强度会由于Cu元素含量的急剧降低而随之降低．同时，存在于近缝区晶界的大量低熔点共晶体也会增加近缝区的液化裂纹敏感性．图5b～d为焊缝组织中具有不同形貌的低熔点共晶体的SEM图像．结合表5中的EDS数据可知，由于这些共晶体的Cu、Mg和Si元素含量各不相同，因此，这些共晶体应该是由不同成分的组元构成的低熔点共晶体．由图5b～d可见，焊缝组织存在大量的低熔点共晶体．在这些共晶体的共同作用下，焊缝金属在结晶过程中具有“愈合”作用，能很好地抑制结晶裂纹现象，但其塑性变形能力较差．这是因为在焊缝凝固后期，如果晶界处存在的低熔点共晶体较少，则容易被焊接拉应力拉开形成裂纹；如果晶界存在较多的低熔点共晶体，则被拉开的晶界可以及时得到足够的液体（低熔点共晶体）来补充，即起到“愈合”作用． 3结论 AlCuMg硬铝合金焊接接头的组织和性能变化较为复杂，焊接接头的各个区域均具有各自鲜明的特点，且AlCuMg硬铝合金焊接接头的焊接性能较差．本文选用ER4043焊丝对AlCuMg硬铝合金进行焊接，并研究了所得焊接接头的组织与性能．通过以上实验分析，可以得出如下结论：1）在焊接接头的过时效区，由于S′相转变为强化效果较差的S相，因此，该区域硬度值大幅度下降．2）焊后焊接接头的固溶区强度可以自行恢复，且在该区域能够观察到大量的S′强化相．3）近缝区晶界存在大量富含Cu元素的低熔点共晶体聚集现象，造成基体中合金元素的含量下降，并对基体硬度产生了明显的影响．4）利用ER4043焊丝焊接得到的焊缝组织存在大量的低熔点共晶体，这些低熔点共晶体在结晶过程中可以产生“愈合”作用，能够有效地抑制结晶裂纹，但同时也会降低焊缝的塑性． 作者：刘政军 刘继国 苏允海 单位：沈阳工业大学 材料科学与工程学院 力学性能论文:等通道角挤压力学性能研究 1实验材料和实验方法 1.1材料的制备 实验材料以铸造高纯铝(纯度为99.99%)作为实验对象。将材料加工为尺寸为15mm×15mm×90mm的长方体试样。将试样放入等通道角挤压模具中，采用石墨润滑剂，以1mm·s－1的速度，进行多道次的室温ECAP变形。其中ECAP模具通道的内角φ=90°，外角Ψ=20°。采用Bc路径反复挤压1～8道次。采用C路径反复挤压1～4道次。Bc路径是指前一次挤出的试样按同一方向旋转90°后进入下一次挤压。C路径是指前一次挤出的试样按同一方向旋转180°后进入下一次挤压。 1.2拉伸试验 对高纯铝多道次等通道角挤压后的试样进行拉伸性能测试，按照GB/T228.1—2010［9］制备拉伸试样，采用200kN型电子万能试验机进行拉伸试验。 1.3硬度实验 金属材料的硬度是其力学性能的主要参考之一，试样的晶粒越细，硬度越高，所以通过硬度值也可以反映出材料晶粒的尺寸变化。切取硬度试样，采用FM－700数字显微硬度计，对挤压后的试样进行显微硬度测试。 1.4热稳定性实验 为检测高纯铝经过ECAP实验后的热稳定性，设计两组实验:第1组将1～4道次的试样进行加热到100℃保温1h的退火实验;第2组将1～4道次的试样进行加热到200℃保温1h的退火实验，对退火后的试样进行拉伸试验和维氏硬度实验。 2实验结果与分析 2.1抗拉强度和伸长率分析 高纯铝经过ECAP实验后的拉伸力学性能见表1。可见高纯铝的抗拉强度在经过挤压后有了明显的提高，抗拉强度从第1道次到第3道次不断提高，升高趋势相似，在第3道次达到最大值为108MPa。在第4道次时抗拉强度出现下降趋势，如图1所示。这应该是由于第1次变形后高纯铝晶体内部晶粒减小且产生大量位错，使抗拉强度大幅度提高，随着应变量增加，抗拉强度不断提高。到挤压至第4道次时，位错被堆积和湮灭，位错数量有所下降，且保持稳定，进而出现动态回复和动态再结晶使强度下降［9］。在5道次挤压后，抗拉强度比前一道次略有提升，但随后几道次的抗拉强度还是呈下降趋势，在第6道次达到最低，为81MPa。高纯铝经过ECAP挤压变形后的伸长率在经过第1道次的挤压后明显下降，随着挤压道次的增加，试样的伸长率略有提升，但总体呈下降趋势并逐渐趋于稳定。这是因为经过第1道次挤压后高纯铝内部产生大量内应力，导致伸长率下降。 2.2硬度分析 经过Bc路径ECAP第4道次的挤压后高纯铝的硬度从最初的43.38HV提高到59.8HV，提高了37.8%。同样，C路径ECAP挤压至第4道次后，硬度也达到了54.6HV，提高了25.8%。可见从1道次至4道次晶粒在不断地细化。从图2看出，对比Bc路径和C路径可以发现在第3和第4道次挤压后，Bc路径挤压得到的硬度比C路径挤压后的硬度高。Bc路径在第2到3道次之间硬度剧烈提高，相比C路径硬度则均匀升高。 2.3热稳定性分析 高纯铝热稳定性的检测是通过对加热处理过的高纯铝进行拉伸试验和硬度测试。图3和图4分别是Bc路径和C路径制得的高纯铝退火后硬度，从图中可以得出，经过加热到100和200℃进行退火后，试样的硬度明显下降。对比可以发现，经Bc路径挤压的试样退火后，第3和第4道次比前两道次硬度下降的幅度大。而C路径则是第2和第4道次的硬度下降幅度大，而其他两道次退火后硬度下降较小。对比加热温度可以发现，加热到100和200℃后退火，对退火后的硬度没有太大的影响。图5是挤压过第5道次至第8道次的高纯铝试样，从图5中可以看到:高纯铝在经过较高道次的ECAP挤压后，试样经过200℃退火后，其抗拉强度下降;试样经过100℃退火后，抗拉强度在第6和第7道次均高于未经热处理的挤压试样。对比100和200℃退火，试样经200℃退火后的抗拉强度明显下降，下降幅度比100℃退火后大很多。可见退火温度不同对抗拉强度的影响不同。 3结论 (1)高纯铝在ECAP第3道次后抗拉强度达到最大值为108MPa，伸长率在第1道次后剧烈下降，由44%下降至18.3%，随后抗拉强度下降，随挤压次数增加趋于稳定。(2)高纯铝的硬度随着挤压道次的增加不断上升，到4道次后，Bc路径高纯铝硬度为59.8HV，C路径高纯铝硬度为54.6HV。(3)退火后高纯铝的的硬度和抗拉强度都有所下降，不同的退火温度对退火后硬度的影响几乎相同，而对抗拉强度的影响差别较大。 作者：高松松 王进 单位：青岛理工大学 力学性能论文:酚醛树脂炭力学性能研究 1实验方法 1．1原材料 ①多聚甲醛，分析纯，天津福晨化学试剂厂生产；②苯酚，分析纯，天津博迪化工有限公司生产；③氨水，分析纯，天津福晨化学试剂厂生产。 1．2热固性酚醛树脂的制备 根据反应中引入催化剂的不同，酚醛树脂可分为酸催化合成的热塑性树脂和碱催化合成的热固性树脂。其中，热固性酚醛树脂具有不溶不熔的特性。本文将使用热固性酚醛树脂为树脂炭材料的前驱体，具体的合成工艺如下：将多聚甲醛与苯酚按照1∶1．3的摩尔比混合后，加入到三口烧瓶中；将三口烧瓶置于水浴炉中加热至65～95℃，同时加入少量NH3·H2O，保持反应过程中体系的pH值在7．5～9．5；搅拌反应一段时间后得到粘稠状液体，即为热固性酚醛树脂。 1．3酚醛树脂炭的制备 将合成的热固性酚醛树脂模压固化（即树脂注入模具中，160℃固化48h以上脱模），再置于电阻炉中，在氮气保护下进行炭化处理（炭化温度为850～900℃），得到酚醛树脂炭材料。 1．4酚醛树脂炭结构与性能的表征 采用NETZSCHSTA409型热重分析仪表征酚醛树脂炭的前驱体———酚醛树脂在N2气氛下的热失重行为。采用JSM6700型场发射扫描电镜观察酚醛树脂炭的微观形貌。采用RenishawInVia拉曼光谱仪分析酚醛树脂炭的元素杂化态。采用CMT－5304电子万能试验机测定酚醛树脂炭的压缩强度。加载速率为0．5mm／min，试样尺寸为10×10mm3。并通过试样的压缩应力－应变曲线，分析试样的断裂失效机制。 2力学性能分析 2．1酚醛树脂炭的微观结构 高聚物材料的热分解温度定义为失重10wt．％所对应的温度［11］。固化后的酚醛树脂在N2气氛中的热失重曲线，酚醛树脂的热分解温度为239℃，失重5wt．％时的温度为211℃，至850℃时的残炭率为50．7％；酚醛树脂在237和543℃附近的两个阶段发生明显的失重现象；600℃后，酚醛树脂进行结构重排，有机芳环结构逐渐向无机结构演变。第一阶段的失重是因为固化反应过程中残余的低分子物质挥发及分子间的交联缩合而引起的；第二阶段的失重则是因为自由基裂解、大量分子链断裂、脱氢等非均相分解所致，该过程分解出CO、CO2、CH4等气体，同时释放大量的热量。在1348cm－1附近出现代表sp3杂化的无序乱层炭结构的D峰，而在1589cm－1附近出现代表sp2杂化的取向度较好的微晶石墨炭结构的G峰。根据D峰与G峰的强度比值判断材料中炭结构的类型。使用Origin8．0软件计算两峰的积分面积，得到ID／IG＝2．15，大于1，表明酚醛树脂炭主要以非晶炭结构为主。从图2（b）可以看出，酚醛树脂炭主要由树脂炭基体、微孔和微裂纹组成。酚醛树脂在固化和炭化热处理过程中出现小分子逃逸，因而在炭基体中留下大量微孔，微孔的孔径为3～8μm。在炭化过程中酚醛树脂内部产生较大的热应力，在热处理结束后未得到完全释放，残余应力留在树脂炭基体中，从而形成一些宽度为1～2μm的微裂纹。 2．2酚醛树脂炭的压缩性能 酚醛树脂炭典型的压缩应力－应变曲线酚醛树脂炭的压缩强度为8．58MPa，酚醛树脂炭的压缩过程主要为弹性变形区，无屈服平台区。弹性变形区主要受静应力影响，反映了炭泡沫泡孔结构的强度特性，而屈服平台区主要反映了微孔孔隙结构被压垮的过程［3］。酚醛树脂炭的压缩应变较小，当应变达到4％左右，材料突然失效，曲线无屈服平台区，压缩断裂过程呈脆性断裂模式；应力－应变曲线出现一些“台阶”（图中箭头所示区域），表明在受压过程中，裂纹在材料内部发生多次偏转。由此可推测酚醛树脂炭的断裂过程（如图4所示）：酚醛树脂在固化过程中残存一定的内应力，其在炭化阶段未得到完全释放，并在材料内部形成一定数目的微裂纹；这些微裂纹在受压过程中不断扩展－连通，形成更大的裂纹；当大裂纹在其生长方向上遇到基体相中的微孔，发生裂纹偏转和裂纹弯曲效应，并吸收少量裂纹扩展能。由于树脂炭基体的脆性较大，微孔的出现不足以吸收足够的裂纹扩展功，难以阻挡裂纹进一步扩展。随着载荷的不断增大，材料内部的大量长裂纹迅速扩展－连通，致使其发生脆性断裂，同时在应力－应变曲线上出现明显的瞬间应力衰减现象。通常情况下，吸收的总能量越低，材料的韧性越差。由图3可计算出酚醛树脂炭在压缩过程中吸收的总能量为0．135MJ／m3。而多孔树脂基炭泡沫断裂韧性最差的试样，其吸收的总能量为0．3018MJ／m3［3］。与该研究结果相比，树脂炭在压缩过程中吸收的总能量降低了55．3％以上。平台区是吸收能量的主要阶段，而树脂炭的压缩断裂呈现脆性断裂模式，其压缩变形主要以弹性变形区为主，因此在断裂过程中吸收的总能量较低，断裂韧性较差。 3结论 （1）采用碱催化法合成的热固性酚醛树脂，其热分解温度为211℃；酚醛树脂经固化－高温炭化热处理形成了以非晶炭为主，含有树脂炭基体、微孔和微裂纹的酚醛树脂炭材料。（2）酚醛树脂炭的压缩强度为8．58MPa，应变较小，仅为4％左右；压缩应力－应变曲线以弹性变形区为主，压缩断裂特征为脆性断裂模式。（3）酚醛树脂炭的断裂韧性较差，由于压缩应力－应变曲线无屈服平台区，压缩断裂过程中吸收的总能量较小，仅为0．135MJ／m3。 作者：赵毓梅 单位：西北工业大学 力学性能论文:980钢组织与力学性能探究 1试验材料和方法 试样采用980钢试样，尺寸为150mm×50mm×20mm，共制作4个试样，打钢印进行标记。试验使用炉膛为260mm×160mm×100mm的实验室箱式炉。热处理工艺为调质，即860℃×0．5h水冷10s转油冷至室温+620℃×1h回火，开炉门冷却至室温，工艺曲线如图1所示。对1号试样不进行调质，对2号试样进行一次调质，3号试样进行两次调质，4号试样进行三次调质，每次调质工艺相同。试样经打磨、抛光、4%硝酸酒精侵蚀后，于高倍金相电子显微镜下观察显微组织。按照GB/T228．1—2010《拉伸试验第一部分:室温试验方法》进行试样制作和拉伸试验;按照GB/T229—2007《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》进行试样制作和低温冲击试验。 2试验结果与讨论 2．1调质次数对力学性能的影响 980钢经过不同次数调质后的力学性能如表1及图2所示。结果表明，980钢经过第一次调质后，强度显著提高，但低温冲击吸收能量无明显提高。980钢经过第二次调质，强度与第一次调质相比无明显变化，低温冲击吸收能量显著提高。980钢经过第三次调质，强度与第一次调质相比无明显变化，低温冲击吸收能量略有降低。 2．2调质次数对显微组织的影响 为不同次数调质态980钢的显微照片。可以看出，980钢未进行调质时，组织为铁素体，晶粒度级别为7．0级，进行第一次调质后，组织为回火索氏体和残留奥氏体，晶粒度级别为7．5级，存在颗粒状碳化物。经过第二次调质，残留奥氏体基本消失，为回火索氏体，晶粒度级别提高到8．0级，存在少量颗粒状碳化物。当进行第三次调质时，组织为回火索氏体和粒状珠光体，晶粒度级别为8．0级。回火索氏体是铁素体与粒状渗碳体的混合物。回火索氏体使钢的脆性降低，冲击性能提高［3］。析出的细小颗粒状碳化物，作为第二相质点，可以阻碍晶界的迁移长大，所以，随着调质次数增加，晶粒细化。此外，淬火的冷却过程存在形核和核心长大的过程。淬火冷却时间受到控制，新的晶粒没有长大到原始晶粒尺寸时，重新进行加热后冷却，再一次进行形核和核心长大，在原始晶粒中形成多个细小的晶粒，晶粒得到细化。钢的冲击韧性与晶粒大小有关［4］，韧脆转变温度T与晶粒直径d的关系可用公式T=K－lnd－1/3描述，因此，细化晶粒可以提高钢的冲击性能。从屈服和抗拉强度来看，经过第二次调质，980钢的屈服强度和抗拉强度明显提高，这可能与晶粒得到细化有直接关系。塑性变形过程中，由外加切应力直接引起滑移的晶粒只占少数，多数晶粒的塑性变形是由前面晶粒中的位错塞积群的应力集中所引起的，只有所有晶粒都进行了塑性变形，才会引起塑性变形的宏观效果，它的作用效果与晶粒尺寸有关。可见，通过细化晶粒，可以提高屈服强度和抗拉强度。 3结论 1)980钢经过第一次调质，屈服强度和抗拉强度明显提高，低温冲击吸收能量提高不明显，显微组织为回火索氏体和残留奥氏体。经过第二次调质，屈服和抗拉强度无明显变化，低温冲击吸收能量显著提高，显微组织转变为回火索氏体，晶界变得明显，晶粒得到细化。经过第三次调质，屈服强度、抗拉强度无明显变化，低温冲击吸收能量略有降低，显微组织为回火索氏体和粒状珠光体。2)980钢经过两次调质处理后，力学性能显著提高，效果最好。 作者：陈亮 单位：武汉船用机械有限责任公司 力学性能论文:高阻尼橡胶隔震支座力学性能研究 1力学性能试验研究 本实验所用的水平加载设备是美国MTS公司提供的动力液压伺服作动器，此作动器由MTS公司提供的FlexTestGT控制系统控制。同时FlexTestGT控制系统留有外部输入信号的接口，这样拟动力子结构实验中的数值子结构计算程序和DSP中控制程序就能和FlexTestGT控制系统连接进行数据信号交换。实验中使用的动力液压伺服作动器在动力加载时可以达到±1000kN，水平位移的范围是±300mm。竖向力由4个750kN的静力作动器产生，整个竖向加载是自平衡装置，大幅度的减少了设备的自重和加载过程中的摩擦力。本实验的试件为4件性能相同的新型高阻尼橡胶隔震支座，其平面尺寸和橡胶层数都为400mm×400mm×6层，橡胶每层厚度为20mm，橡胶层总厚度为120mm，橡胶的水平剪切弹性模量采用G12(1.2N/mm2)。 1.1试验方案 首先进行顺应变加载实验，实验中支座的竖向荷载为960kN(面荷载6N/mm2)，并在实验中保持恒定。水平方向通过水平动力液压伺服作动器输入正弦激励波，为了研究频率对支座性能的影响，对3件新型高阻尼橡胶隔震支座分别输入频率为0.1Hz、0.3Hz、0.5Hz的正弦波，对于每一频率的正弦波其振幅分别按100%、175%、250%应变的顺序进行改变，每一应变往返进行6次。而每一振幅实验之间将支座静置24h，使其能恢复到弹性状态。其次，为了研究加载经历对新型高阻尼橡胶隔震支座的力学性能的影响，对未进行过实验的1件新试件进行逆应变加载实验。实验中竖向荷载还是保持960kN不变，水平方向输入频率为0.5的正弦波，其振幅按250%、175%、100%应变顺序进行改变，每一应变往返进行6次。同样对于每一振幅实验之间将支座静置24h，使其能恢复到弹性状态。 1.2实验结果及分析 顺应变与逆应变实验中得到的新型高阻尼橡胶隔震支座的滞回曲线如图1所示。并且根据每一频率下第2～第6回的滞回曲线按最大位移法计算在不同应变下的等效水平刚度与等效阻尼系数。其等效水平刚度、等效阻尼系数和加载频率、应变的关系如图2、图3所示。从图2中可以看出随着加载频率的增加，等效水平刚度有增加的趋势，大致上频率每增加0.01Hz，其等效水平刚度增加0.042(kN/mm)。但是实验结果等效阻尼系数随着频率的变化几乎没有多大的变化，这说明新型高阻尼橡胶隔震支座的阻尼性能是稳定的，与激励频率的相关性小。同时从图3中可以看出随着应变的增加，等效水平刚度与等效阻尼系数都变小。从逆应变滞回曲线可以看出，当新型高阻尼橡胶隔震支座首先经历了大应变变形后，小应变实验的初始刚度比顺应变实验结果降低了，同时等效水平刚度与等效阻尼系数也发生了变化。根据每一频率下第二回至第六回的滞回曲线按最大位移法计算逆应变实验的等效水平刚度和等效阻尼系数，并与顺应变实验结果进行对比，其结果如图4所示。可以看出，在顺应变实验中100%、175%应变的等效水平刚度比逆应变分别高25%、19%，而250%应变时两者却几乎相同。对于等效阻尼系数，逆应变实验结果均比顺应变的实验结果小，100%、175%、250%应变时分别小了7.3%、0.9%、16.9%。由此可见新型高阻尼橡胶隔震支座的等效水平刚度、等效阻尼系数与加载顺序有很强的相关性。 2隔震性能分析研究 (1)力学模型。在分析中采用了10m高的混凝土桥墩，桥墩基础的平面尺寸6.3m×6.3m，基础高度为2.0m，桥墩的断面尺寸为5.22m×2.4m，高度为9.5m，桥面的重量为714ton.实验的桥墩模型的1次振型为{0.08，0.133，0.991}T，其周期为1.27s，(2)橡胶隔震支座及其地震波。在本次分析使用的是板式橡胶支座NR，新型高阻尼橡胶隔震支座HDR.其平面尺寸都采用方形400mm×400mm，纯橡胶层总厚度为120mm，橡胶的剪切弹性模量为1.2N/mm2。其175%应变时的阻尼比设计值分别为0.04，0.21.采用针对2类场地的地震波L2T1Soil2，其最大加速度峰值为0.22g，地震波的标准输入时间间隔为ΔT=0.01.(3)实验结果及分析。10m高桥墩在L2T1Soil2地震波输入条件下，2种支座的地震反应滞回曲线如图7所示。为了定量的评价其隔震效果，从分析结果中直接得桥墩顶部的最大位移，桥面的最大位移，桥面的最大加速度，同时通过计算求得桥墩底部的最大弯矩，结果如表1所示。分析结果表面新型高阻尼橡胶隔震支座对桥梁有良好的隔震效果。 3结论 本文对新型高阻尼橡胶隔震支座的力学性能与对桥梁的隔震性能进行了实验研究。实验结果表明新型高阻尼橡胶隔震支座是速度相关型支座，加载频率对其等效水平刚度有较大的影响，但对其等效阻尼系数影响不大。通过分析精确的定量地验证了新型高阻尼橡胶支座对桥梁的减隔震效果。 作者：邵丽霞 单位：长安大学 力学性能论文:骨料对混凝土力学性能的影响 1引言 混凝土是以骨料为填料，以硬化水泥浆为基体组成的复合材料。骨料在混凝土中占其体积的70%～80%，是组成混凝土的骨架，骨料的粒径、颗粒形状、级配、弹性模量等均会对混凝土的强度、耐久性和抗渗性等产生重要影响，尤其对混凝土的力学性能影响较大。本文从混凝土宏观力学、断裂力学和细观力学三个方面总结分析骨料对混凝土力学性能的影响，期望为改善混凝土的力学性能和研制出高性能混凝土材料提供参考。 2基于混凝土宏观力学的影响研究 天然骨料粒径、种类和级配等对混凝土抗压、抗拉等性能的影响较大，轻骨料、再生骨料的粒径、替代率等对混凝土力学性能的也有较大影响。成振林等［1］通过实验发现粒径小的粗骨料，在相同浆体条件下，其混凝土抗压强度较低，在非连续级配中，当单粒径增大时，混凝土强度呈递减趋势;在连续级配中，最大粒径占量最多时，混凝土抗压强度最大;随着粗骨料粒径增大，抗压强度增加，粗骨料级配好，混凝土抗压强度较高。徐仁崇等［2］发现在相同水泥用量的情况下，使用大粒径碎石配制的透水混凝土抗压强度较低，但透水系数较高。何锦云等［3］认为小颗粒的骨料存在缺陷的几率小，可降低骨料与水泥石界面的应力差，增加与水泥浆的粘结面积，使粘结强度提高;大颗粒的骨料下沉速度快，造成混凝土内部分布不均匀，影响混凝土的强度，过小的颗粒影响粘结强度。李嘉进等［4］发现混凝土抗拉强度随骨料粒径的增大而降低，骨料最大粒径为150mm试件的抗拉强度，只有骨料最大粒径为40mm试件抗拉强度的80%左右，但是骨料粒径对抗压强度的影响不明显。田砾等［5］通过三点受弯和直拉试验，研究发现放大骨料最大粒径，并通过颗粒级配来调整界面过渡区的组成，在满足必要的力学性能要求下，可显著改善纤维增强水泥基复合材料的应变硬化特性。周立欣等［6］通过试验研究发现，骨料类型对早龄期混凝土抗压强度和弹性模量影响较小，对早龄期混凝土劈裂抗拉强度影响较大。周敏等［7］发现无论是由单粒级还是连续粒级配制的无砂大孔混凝土，随着骨料最大粒径的增大，抗压强度逐渐减小，在浆体总量相同的情况下，单粒级骨料抗压强度低，且最大粒径增加，强度降低。Jawahar等［8］发现不同粒径混合的粗骨料，对自密实混凝土的抗压强度影响不大，在粗骨料含量一定的情况下，最大粒径粗骨料含量越多，自密实混凝土弹性模量、劈拉强度越大，粗骨料含量越大，自密实混凝土弹性模量、劈拉强度越大。Vu等［9］发现无侧限压缩时，粗骨料粒径对混凝土强度影响不大，在高围压下，粗骨料粒径越大，对应极限变形的平均应变越小，在高围压和高偏压力条件下，粗骨料粒径越小，混凝土轴向切线刚度越大。李凤兰等［10］发现当粒径小的轻骨料所占混合比例多时，可获得强度高于普通混凝土而弹性模量低于普通混凝土的复合骨料混凝土，当粒径大的轻骨料所占混合比例与粗骨料比例相当或多时，复合骨料混凝土的抗拉强度明显降低。于本田等［11］过对混凝土强度和电通量的测试，采用灰色关联分析方法研究发现，粗骨料的紧密空隙率与混凝土不同龄期强度的关联度最大，破碎面所占比例和压碎指标值次之，针片状颗粒含量最小，故降低粗骨料的紧密空隙率，提高破碎面所占比例可使混凝土获得较高的抗压强度。对于普通混凝土，一般情况下，骨料粒径越大，抗压强度越大，抗拉强度越小，级配越好，抗压强度越高，非连续级配下，骨料粒径越大，抗压强度越大，连续级配中，最大骨料粒径含量越大，抗压强度越大，一定条件下，放大骨料最大粒径，可以改善应变硬化特征，对受高围压的混凝土，粗骨料粒径越大，对混凝土应变，刚度越有利。但是对其它类型混凝土，如对无砂大孔混凝土，骨料粒径越大，抗压强度越小，对轻骨料混凝土，粒径小的轻骨料含量越多，抗压强度越高，故骨料对不同混凝土的影响不同。 3基于混凝土断裂力学的影响研究 混凝土宏观力学性能的研究，很难揭示材料变形和破坏的物理机制，研究骨料对混凝土断裂参数的影响，分析骨料对混凝土内裂纹的扩展演化过程的影响，这些基于混凝土断裂力学理论的研究受到关注。林辰等［12］利用双参数模型研究发现对于高强混凝土最大粗骨料粒径增大，临界应力强度因子增大。吴智敏等［13］发现当骨料最大粒径Dmax≤40mm时，混凝土断裂韧度、断裂能随Dmax的增大而增大，当Dmax＞40mm时，断裂韧度和断裂能随Dmax的增大而减小且趋于稳定，而临界裂缝尖端张开位移与Dmax无关。应荣华等［14］发现粗骨料可以较大地减小应力强度因子，其作用类似于加筋作用，粗骨料的粒径越大，粗骨料离裂纹尖端的距离越近，加筋作用也就越明显，裂纹尖端的应力强度因子降低的幅度越大，应力强度因子的值越小。朱亚超等［15］基于试验结果和改进的J积分计算方法，得出砂浆-骨料界面的ⅳ型断裂能随着砂浆基体强度的提高和骨料表面粗糙度的提高而提高。郑丹等［16］采用断裂力学方法分析了混凝土在拉压多轴情况下的破坏准则，结果表明拉压状态下的不同尺寸和骨料级配的混凝土试件抗拉和抗压强度均低于相应的单轴拉压强度，并且混凝土的骨料粒径越大，其双轴强度下降越大，最大骨料粒径对混凝土的双轴破坏准则并无影响。Zhang等［17］发现对普通强度的混凝土，骨料总含量一定时，小骨料颗粒导致高抗拉强度和急剧的峰后应力下降，骨料颗粒越小，峰后应力σ-w曲线越陡;但对高强度混凝土，对不同的骨料颗粒σ-w曲线基本相似，峰后应力σ-w曲线比普通强度的混凝土更陡，骨料颗粒越小，抗拉强度越高;对普通和高强混凝土，断裂能和特征长度随骨料颗粒的增大而增大。张海等［18］利用四点剪切加载的试验方法发现骨料不同，主要的断裂形式不同，骨料对混凝土断裂韧度影响较大;陶粒混凝土断裂韧度低于花岗岩和石灰石混凝土的断裂韧度。刘进宝等［19］基于稳定断裂试验，采用逆分析方法，发现断裂能随骨料粒径的增大而增大，表明骨料对裂缝有阻碍作用，随着骨料粒径的增大，骨料从基体中拔出的长度越大，最大黏聚裂纹宽度逐渐增大。郝彩哲等［20］发现不同骨料的混凝土断裂轨迹不同，骨料的强度越大，混凝土的断裂荷载越大，变形越小，也就是脆性越大，骨料不同，裂纹扩展的方式也不同，陶粒几乎完全断裂，花岗岩和石灰石少部分断裂。吴静等［21］认为弱化了的细集料-水泥石界面，细集料表面的初始缺陷将宏观分离裂缝诱导为均匀分布于砂浆基体中的弥散裂缝，增加了有效裂缝长度，也增大了断裂过程区，提高混凝土的断裂能和延性指数。通过断裂力学理论研究混凝土力学性能，发现粗骨料粒径越大，断裂韧度、断裂能、临界应力强度因子越大，表明粗骨料对裂缝的发展有阻碍作用，可以提高混凝土的延性和抗压强度，骨料越小，抗拉强度越高，峰后应力下降越剧烈，与骨料对混凝土宏观力学的影响一致。此外骨料强度越高，断裂荷载越高，变形越小，骨料表面越粗糙，断裂能越高，这些都提高了混凝土的强度，延性等。 4基于混凝土细观力学的影响研究 断裂力学研究宏观裂缝对混凝土性能的影响，但是无法分析宏观裂纹出现以前材料中微缺陷或微裂纹的形成及其发展对材料力学性能的影响，研究者将细观力学引入混凝土的研究。在混凝土细观力学的发展中骨料对混凝土力学性能的影响主要集中在细观力学数值模型建立，细观层次混凝土损伤研究两个方面。基于混凝土的细观结构，人们提出了许多混凝土细观损伤断裂的数值模型，如格构模型、随机粒子模型、随机骨料模型、随机力学特性模型等［22］，数值模型仍不断改进发展。孙立国等［23］提出了一种新的高效投放算法，通过一次性随机投放形成同种骨料的所有三角形基骨料，然后在此基础上随机延凸，生成任意形状的随机骨料。李建波等［24］通过提出骨料粒径极值比阈值的方法，剔除奇形骨料颗粒，并针对骨料填充过程采取半人工干预方式，切实做到在保证骨料目标填充效率及成功率的条件下，兼顾骨料形状与分布的随机性。汪卫明等［25］把骨料当作刚体，砂浆当做弹性体考虑，骨料用块体元模拟，砂浆用有限元模拟，提出了运用于混凝土细观力学仿真分析的块体元-有限元耦合方法，可以大大地减少有限单元的数目，简化前处理，减少计算量。王旗华等［26］提出的混凝土三相结构细观模型生成方法，避开了复杂的侵入判定，提高了骨料的投放效率，综合应用的极坐标方法、布尔运算方法以及图层管理方法，使筛分简单、计算量小、有限元处理便捷。Chen等［27］应用自定义的3D细观离散单元法分析沥青混凝土的断裂性能，在建立的细观模型中，骨料的形状、颗粒级配、骨料含量通过定义的功能能容易的控制。梁听宇等［28］应用随机骨料模型，进行数值模拟，发现骨料随机位置对混凝土试件强度的影响比较小，对变形影响比较大，骨料尺寸对强度的影响比较大，混凝土骨料相对试件越小，其脆性越明显。琚宏昌等［29］运用Monte-Carlo方法模拟三相复合材料混凝土试件，采用各向同性的Mazars损伤演化模型描述混凝土细观各相弹性损伤退化过程，利用有限元方法分别进行了混凝土二、三、四级配圆形、多边形骨料试件的单轴拉伸数值模拟。试验结果表明，同一级配任意多边形骨料试件的极限承载力总体上要大于圆形骨料试件的承载能力;二、三、四级配混凝土试件强度依次递减;在应力-应变曲线的软化阶段，圆形骨料较多边形骨料试件软化曲线平缓;多边形骨料混凝土试件的脆性指数较圆形骨料混凝土试件的脆性指数高。唐欣薇等［30］对混凝土切口三点弯梁试验进行了数值仿真，分析了同级配不同骨料颗粒分布特征对裂纹扩展性态及宏观力学性能的影响。裂纹主要沿着骨料与砂浆界面扩展，当离开界面时，则从砂浆内部扩展，强度较高的骨料颗粒对微裂纹扩展有阻碍作用，断裂一般不发生在骨料内，数值仿真的力-位移曲线的应变软化段存在微幅波动现象。黄修山等［31］首先通过试验测定了数值模型中需要的砂浆、骨料强度和变形参数，在颗粒流数值平台上实现了砂浆、1～3mm、1～4mm和1～5mm粒组骨料数字混凝土单轴压缩虚拟实验，发现骨料对混凝土材料强度和变形特性具有明显的增强特性，骨料越大，微裂纹多绕骨料产生和发展，骨料粒径范围越大，越容易形成架空结构，造成应力应变曲线峰值附近的波动，形成次稳定和多级强化。Zhang等［32］运用骨料生成和打包算法建立了考虑混凝土非均匀性的数值模型，此模型表达了骨料分布的随意性，三点弯曲梁试验和数值分析发现骨料对断裂性能影响较大，裂缝不沿着原有裂缝发展，而是在附近呈Z字行分布，断裂方向上的骨料也破裂。王宝庭等［33］采用适宜极限分析及处理微裂纹行为的刚体-弹簧元法，以随机圆形颗粒模型代表混凝土的结构，模拟计算了混凝土试件的单轴抗压的本构特性，全级配混凝土试件的弹性模量与骨料的弹性模量的关系为二次曲线。黄俊等［34］用有限元方法模拟了轻骨料混凝土在单轴拉伸载荷作用下的破坏形式，发现轻骨料混凝土裂纹首先在轻骨料中萌生、扩展，断裂面扩展几乎不受骨料阻碍，破坏过程比较突然。骨料形状、颗粒级配、骨料分布、骨料含量、骨料和砂浆的模拟方法等都极大地影响了普通混凝土细观力学中数值模型的建立和处理，在数值模拟分析中，骨料粒径、强度越大，微裂缝多绕骨料产生和发展，骨料粒径范围越大，越易形成架空作用，任意多边形骨料试件的极限承载力大于圆形骨料试件的承载力等，可见骨料的粒径、级配和形状等影响了裂缝的萌生和发展，对混凝土细观力学性能影响同对混凝土断裂力学性能和宏观力学性能的影响基本一致。 5结语 本文从混凝土宏观力学、断裂力学和细观力学三个方面分析总结了骨料的粒径、颗粒形状、级配和密度等性能对混凝土的力学性能的影响。骨料特性影响了混凝土的抗压、抗拉强度等，影响了混凝土断裂形式、断裂参数、强度判据、数值模型，裂缝发展等，骨料对混凝土断裂性能、裂缝扩展、应力应变场变化等的影响和对混凝土宏观强度的影响基本一致。混凝土宏观力学、断裂力学和细观力学的研究，使人们从不同层面全面了解骨料对混凝土性能影响、混凝土的破坏机理及其复杂的应力应变场等，可为改善混凝土的力学性能和研制出高性能混凝土材料提供参考。 作者：王赟 单位：陕西理工学院土木工程与建筑学院 力学性能论文:钢渣混凝土性能及力学性能应用 1试验概况 1．1原材料 水泥:呼和浩特市冀东水泥厂生产的P·O42．5级水泥;细骨料:呼和浩特市产河砂;钢渣采用包钢转炉钢渣，本试验选取钢渣均经过热闷工艺，释放其膨胀性，符合混凝土粗骨料相关标准，经破碎筛选，粒径15～25mm。试验对比用天然碎石采用呼和浩特市大青山机制硬质花岗岩碎石，粒径15～25mm。水胶比为0．3、0．4时，使用聚羧酸高效减水剂;水胶比为0．6时，使用萘系减水剂。 1．2试验配合比 混凝土配合比共三种，分别为0．3、0．4、0．6;钢渣代碎石率(体积比)分别0、50、100%。1．3试验内容试验内容分为三类:一是骨料性能测试，具体依照JGJ52—2006《普通混凝土用砂石质量及检验方法标准》;二是混凝土拌合物坍落度及含气量测试，参照GBT50080—2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》;三是钢渣代碎石混凝土的力学性能测试，参照GBT50081—2002《普通混凝土力学性能测试方法标准》。混凝土强度试件尺寸为100mm×100mm×100mm，采用试验室标准养护，压缩强度试验龄期分别为3、7、28、90d、半年及一年，劈裂抗压强度试验龄期为90d。 2试验结果与分析 2．1骨料性能测试结果 密度、含水率测试结果见表1。钢渣表观密度为3126．67kgm3，含水率为2．17%。碎石表观密度为2843．35kgm3，含水率为1．1%。钢渣表观密度及含水率均大于碎石。表2为钢渣与碎石压碎指标测试结果。有试验结果可知，钢渣压碎指标平均值为4%，碎石压碎指标平均值为7%，钢渣压碎指标小于碎石压碎指标。 2．2混凝土拌合物 混凝土拌合物含气量及坍落度试验结果见表3。当水胶比为0．3时，相同配合比条件下，钢渣代碎石混凝土的坍落度与普通混凝土相近。当水胶比为0．4时，要达到与普通混凝土相同流动性，钢渣代碎石混凝土减水剂用量需增大到普通碎石混凝土的2．3倍。当水胶比为0．6时，钢渣代碎石混凝土单独增加减水剂已无法调配出与普通混凝土相同的流动性，需要同时增加水的用量。观察不同钢渣代碎石率的混凝土含气量，可发现在同等水胶比条件下，钢渣代碎石混凝土含气量比普通混凝土含气量大，且随着钢渣代碎石率的增大，拌合物的含气量逐渐增大。随着水胶比的增大，钢渣混凝土拌合物含气量有进一步增大的趋势。 2．3硬化混凝土力学性能 2．3．1抗压强度 表4显示了混凝土抗压强度试验结果。表5是混凝土各龄期相对强度增长率。图1为混凝土抗压强度随龄期的发展曲线。期龄90d后，普通混凝土抗压强度增长率开始逐渐减小，不足8%;而钢渣代碎石混凝土增长率逐渐增大至15%左右，钢渣代碎石混凝土增长率明显大于普通混凝土。到180d时，同水胶比下钢渣代混凝土已和普通混凝土抗压强度非常接近。180d后，不同钢渣代碎石率混凝土抗压强度增长速率已逐渐趋于稳定，钢渣代碎石混凝土强度增长率仍大于普通混凝土。且同等水胶比下钢渣代碎石率越高，混凝土强度增长越快。 2．3．2劈裂抗拉强度 表6为90d劈裂抗拉试验结果，图2为不同水胶比钢渣代碎石混凝土与普通混凝土90d劈裂抗拉强度变化曲线。由试验结果可知，不同替代率的钢渣代碎石混凝土与普通混凝土的劈裂抗拉强度随水胶比的变化趋势相同的，均随着水胶比的增大，劈裂抗拉强度不断减小。相同条件下，钢渣混凝土与普通混凝土劈裂抗拉强度无明显差异。 3结论 (1)钢渣与碎石在物理性质上存在的差异:钢渣表观密度和含水率比碎石大，压碎指标要小于碎石。(2)在相同配合比条件下，要配出与普通混凝土流动性相同的钢渣代碎石混凝土，需增大水和减水剂的用量;且随着水胶比的增大，所需水和减水剂用量逐渐增大;混凝土拌合物含气量随钢渣代碎石率的增加而增大。(3)与普通碎石混凝土相比，钢渣代碎石混凝土抗压强度早期增长率基本相同，长龄期抗压强度增长率大于普通碎石混凝土。(4)钢渣代碎石混凝土与相同配合比条件普通混凝土的劈裂抗拉强度接近。 作者：石东升 单位：内蒙古工业大学 力学性能论文:瓦楞纸板力学性能论文 1引言 近年来随着经济社会的发展和人们生活水平的不断提高，使得社会对物质产品消费不断提高，从而促进了作为商品重要包装形式的瓦楞纸板行业迅速发展，瓦楞纸板的需求量十分巨大。商品在流通过程中，瓦楞纸板这类纸质包装材料受到流通环境温度、湿度制约，其力学性质和动力学特性也直接受到环境的影响[1]。所以要求产品包装必须满足流通运输环境要求，保证产品的安全可靠性。在实际的流通运输环境下，引起瓦楞纸板力学性能变化的影响因素很多,温度和湿度的变化影响尤其显著,直接影响到瓦楞纸板包装物品的安全性和使用时限。王俊丽、李广生、肖文娟、程小琴等[2-5]通过在不同的含水率条件下瓦楞纸板力学性能的测定，得出瓦楞纸板的力学性能随纸板含水率的增加而下降。DongMeiWang[6]等人在不同温度下，研究温度对纸蜂窝夹层板的含水率的影响，结果表明瓦楞纸板的含水率随着温度的升高而下降；随着温度的变化，瓦楞纸板的含水率发生了变化，最终影响到瓦楞纸板的力学性能。在实际运输过程中，瓦楞纸板的力学性能在不同温湿度环境下的变化比较显著,但目前对瓦楞纸板在模拟运输环境下力学性能的研究却鲜有报道。当前，瓦楞纸板的种类繁多,不同类型的瓦楞纸板会有不同的力学性能。三层UV型瓦楞纸板的需用量非常大，已在精细产品、中小型和高档包装领域逐渐扩展，特别是在一些精密仪表、中小型家电、玻璃陶瓷器皿、医药、干鲜果品、饮料及礼品等的包装上体现得尤为明显。为了更好的解决三层UV型瓦楞纸板实际使用过程中出现的问题，为企业提供更多实际可行的借鉴方案，很有必要的对三层UV型瓦楞纸板的力学性能进行深入研究。 2材料与方法 2.1材料与仪器 实验材料：三层UV型瓦楞纸板，A型，克重为180g/cm2，南宁新大海纸箱厂。实验仪器：17-76型抗压强度测试仪，美国TMI仪器制造公司；LP-80U型恒温恒湿实验试验箱，广东宏展科技有限公司。 2.2实验方法 选择在流通环境下比较常见的温湿度。一般在车厢里面或集装箱内的温度为10℃-50℃，湿度为30%-80%。结合实验室相关条件，相对湿度选取40%、50%、60%、70%、80%、90%，100%的7个水平。温度选取20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃的7个水平。裁切100mm×25mm（长×高）的试样，试样采用GB/T22906.2-2008《纸芯的测定第2部分：试样的温湿处理》[7]进行试样温湿度处理。平压强度采用GB／T22906.9-2008《纸芯的测定第9部分：平压强度的测定》[8]；边压强度采用GB/T6546-1998《瓦楞纸板边压强度的测定法》[9]，粘合强度采用GB/T6548-2011，《瓦楞纸板粘合强度的测定》[10]。 3结果与讨论 3.1温湿度对瓦楞纸板力学性能的影响 3.1.1温湿度对瓦楞纸板平压强度的影响 不同湿度条件下，随着温度升高，各条曲线呈上下波动趋势，波动值在20℃-30℃和40℃-50℃范围内变化不大，在30℃-40℃范围内的变化大，说明三层UV型瓦楞纸板平压强度在温度为30℃-40℃时的影响大；引起这一变化的原因是在30℃-40℃时，在各相对湿度下，瓦楞纸板内的纤维之间容易散失水分，瓦楞纸板的含水率不高，纸板纤维间的氢键力作用比较大。相对湿度为80%时的曲线波动最大，说明温度对相对湿度为80%时的影响是最大的；相对湿度为100%时的曲线波动最小，说明当相对湿度达到最大值时，在各个温度条件下瓦楞纸板内的含水率都非常高，平压强度在此湿度下随着温度的变化比较小。当相对湿度为40%，温度在35℃-45℃时，瓦楞纸板的平压强度达到最大值，这是因为纸板内纤维之间的水分含量比较低，纤维之间的作用力比较大。不同温度时，当瓦楞纸板的相对湿度增加到70%-80%，瓦楞纸板的平压强度下降明显加快。影响瓦楞纸板平压强度主要因素是纤维的作用力，纤维间水分的含量直接影响着纤维间的相互作用力，当环境相对湿度增加到70%后，纸板纤维润胀达到最大程度，纤维间的氢键就会被破坏，使瓦楞纸板的平压强度下降。 3.1.2温湿度对瓦楞纸板边压强度的影响 不同湿度条件下，随着温度升高，各条曲线呈上下波动趋势，波动值在20℃-30℃范围内，变化大，在30℃-50℃范围内，波动值小。说明三层UV型瓦楞纸板边压强度在低温时容易受到温度变化的影响；引起这一变化的原因是当温度升高到25℃左右时，纸板纤维之间的作用力变小造成的；相对湿度为90%和100%时的曲线波动最大，说明在高湿度环境下，瓦楞纸板内随着温度的升高水分散失严重；从图可看出边压强度最大值范围出现在相对湿度为40%温度在35℃-45℃之间，这是因为在低湿高温的环境下，纸板内的水分含量低，水分对纸板结构力学造成的影响比较小，所以纸板结构力比较大。边压强度随着相对湿度的增大不断地变小。不同温度时，当瓦楞纸板湿度增加到80%，瓦楞纸板的边压强度下降更快，说明当瓦楞纸板的湿度到达80%以上时，瓦楞纸板的平压强度受湿度的影响加大，若湿度继续增加，瓦楞纸板就可能失效，在运输中就丧失了作为运输包装的保护产品的功能。 3.1.3温湿度对瓦楞纸板粘合强度的影响 不同湿度条件下，随着温度升高，各条曲线呈上下波动趋势，波动值在30℃-40℃范围内，变化比较大，说明三层UV型瓦楞纸板粘合强度对高温的影响是比较明显的，粘合强度主要的影响因素是粘合剂，在此温度范围内，水分的散失比较慢，导致粘合剂的含水量大，降低了粘合剂的粘合力。从图3还可以看出，随着湿度的增大，粘合强度都在不断下降。粘合强度的最大值范围出现在相对湿度40%，温度为40℃-50℃时，在高温低湿环境下，粘合剂的含水量比较少，粘合剂的粘合力比较大。当相对湿度大于70%时，三层UV型瓦楞纸板的粘合强度下降速率非常大，可能由于相对湿度大于70%时，水分增加较快，瓦楞纸板的粘合剂开始慢慢变软，粘合剂的粘合力不断下降，使得瓦楞纸板的粘合强度下降的速率变大。综合图1-图3所示，在温度为35℃-45℃的运输条件下，当相对湿度为40%时，三层UV型瓦楞纸板的三种力达到相对的最大值，在此条件下最适合物品的运输，可以更好的保护产品。对三层UV型瓦楞纸板力学性能影响比较大的是相对湿度，温度次之。 4结论 本文探讨了模拟流通环境中不同温度和湿度对三层UV型瓦楞纸板的力学性能的影响。研究表明，流通环境的相对湿度对瓦楞纸板的影响较大，温度对瓦楞纸板影响次之；当温度在35℃-45℃之间、相对湿度为40%的状态下，瓦楞纸板的力学性能达到最佳值，此时瓦楞纸板可以最大限度的保证产品的安全性。在运输流通环境下，保证相对湿度不超过70%，瓦楞纸板可以更好保护产品。但要探究其原因，还需要从微观层面，楞纸板的内在纤维的影响等因素进行深入研究，在未来的瓦楞纸板力学性能研究中需要结合结构力学，材料力学等进行细致地分析瓦楞纸板内在的影响因素，开展深层理论研究。 作者：黄剑宗 单位：广西大学轻工与食品工程学院 力学性能论文:汽车用钢连续退火力学性能论文 1试验材料及方法 试验原料为真空冶炼并锻造而成的锻坯，首先在锻坯上截取直径为4.0mm、长10.0mm的圆柱试样，采用热膨胀仪测得合金钢材料的A1和A3分别为710℃和930℃。采用二辊轧机将1200℃保温90min的锻坯热轧为厚度为3.0mm的热轧板，并对其依次进行酸洗、冷轧，最后得到厚度为1.2mm的双相钢冷轧薄板，其主要化学成分w(%)：0.10C、1.35Si、1.88Mn、0.007P、0.0056S，余量为Fe。在冷轧钢板上沿轧制方向截取长220mm、宽60mm双相钢试样，并进行连续退火试验。根据实验测得的A1和A3，确定退火温度分别为735、760、785、810和835℃。将试样加热至退火温度并进行保温处理，保温时间为6min，然后将试样冷却至685℃后淬火到240℃，保温12min后冷却至室温。对工艺参数不同的退火板取样，利用热场发射扫描电子显微镜及EBSD技术对其进行显微组织观察和相结构分析，并采用电子万能试验机对其力学性能按照国标要求进行测试。 2试验结果及分析 2.1显微组织 图1是退火温度为735、760、785、810和835℃时双相钢连续退火后的组织。可以看出，不同温度条件下的退火组织均为马氏体和铁素体，无明显差异。同时发现马氏体（硬相）呈凸起岛状，且均匀分布在铁素体（软相）的晶界上，形成了由软相和硬相组成的双相组织[4]。通过ImagesProPlu和彩色金相图片对不同退火温度下马氏体的体积分数进行定量分析，研究组织中的相构成[5]。统计数据显示，马氏体的体积分数随退火温度的升高由13.8%增加至19.7%，且马氏体岛尺寸增大。这是由于在退火过程中，奥氏体随退火温度的升高逐渐增多；同时，C元素以及其他合金元素的扩散率也增大，奥氏体的尺寸增大。大部分奥氏体组织在淬火处理后转变为马氏体，增加了马氏体的体积分数以及尺寸。由图1还可以看到，马氏体岛中心位置颜色较暗，而与铁素体交界区域出现了光亮圈。这是因为C元素的热扩散速率较大，使其在连续退火过程中扩散较充分，使铁素体与奥氏体中的碳浓度达到了平衡状态。而Mn元素在奥氏体组织中的扩散速率小于其在铁素体组织中的扩散速率，导致铁素体与奥氏体的交界区域成为富Mn区，而淬透性与Mn的含量呈正比例关系，不同淬透性导致其内部较暗，而与铁素体的交界呈现光亮圈。 2.2相结构 退火温度分别为735℃和785℃时，汽车用高Si双相钢材料连续退火后的EBSD图像如图2所示。（采用黑色标记残余奥氏体，其他颜色标记马氏体和铁素体）可以看出，不同退火温度条件下双相钢组织中均得到了分布于铁素体晶界上的粒状残余奥氏体组织。这是由于双相钢材料中Si元素的含量较高，在退火过程可促进铁素体中C元素向奥氏体扩散，提高了奥氏体相中的含碳量；同时在冷却过程中Si元素还可以对碳化物的析出起到抑制作用，降低了奥氏体相中的碳损失。高碳奥氏体相的Ms点较低，因此具有较高的热稳定性，在室温条件下稳定存在并被保留。经测量，残余奥氏体的晶粒直径均小于1μm，稳定性较高。图3给出了双相钢在760℃时退火后的透射照片。可以看出，部分残余奥氏体组织呈薄膜状，分布于板条马氏体组织中。薄膜状奥氏体由于尺寸较小，同时周围包裹了马氏体束，提高了其成核所需表面能，因此增加了其向马氏体转变的难度。 2.3力学性能 表1给出了不同退火温度下双相钢连续退火后的力学性能。可知，随着退火温度升高，试验钢抗拉强度呈现先升高后降低。这是由于当退火温度高于735℃后，马氏体的体积分数开始急剧增加，抗拉强度也随之大幅提高；当退火温度超过785℃后，马氏体的体积分数不再增加，但在冷却阶段生成的铁素体体积分数逐渐增加，相比原始铁素体，新生铁素体的含碳量较高，导致马氏体的含碳量下降，抗拉强度也随之降低。传统低Si双相钢材料的抗拉强度为630MPa时，伸长率为23.0%。相比之下，退火温度为785℃时高Si双相钢材料的综合力学性能较高，抗拉强度为702MPa时，伸长率为25.5%，均高于传统低Si双相钢。伴随退火温度的升高，试验钢的屈强比未发生明显变化，最大为0.58，最小为0.44。传统低Si双相钢材料的屈强比为0.47，相比之下，除735℃退火外，双相钢的屈强比较低，因此其成型性能较好。这是由于钢中的Si元素不仅可以降低铁素体中C元素的含量，还可以对冷却及时效过程中碳化物的析出起到抑制作用，使C元素聚集在奥氏体中；此外，由于新生铁素体出现的无沉淀区降低了双相钢的屈服强度，因此其屈强比也随之下降。 3结论 （1）在汽车用高Si双相钢在连续退火后，铁素体晶界上均匀分布有岛状马氏体和粒状残余奥氏体，这是由于Si元素在退火过程中促进C元素的扩散，在冷却过程中抑制碳化物的析出造成的。（2）随着退火温度的升高，双相钢的抗拉强度呈现先升高后降低。当退火温度为785℃时，高Si双相钢的综合力学性能均高于传统低Si双相钢，有利于改善双相钢的成型性能。 作者：莫树懂 单位：广西交通职业技术学院 力学性能论文:混凝土力学性能试验研究 1原材料性能试验分析 1．1水泥 试验所使用的水泥是江西省生产的万年青牌P．O42．5，其细度为1．23。 1．2砂 采用武夷山当地的河砂，中砂，级配良好。 1．3粗骨料 采用武夷山当地产的碎石，表观密度为2867kgm2，最大公称粒径为40mm，级配良好。碎石的含水率小于0．2%。 1．4废弃混凝土 废弃混凝土集料(简称RG)，是武夷山当地旧建筑物上拆下来的废弃混凝土块，经人工破碎筛分、分级，按一定的比例混合后，粒径为5～40mm，级配良好。 1．5矿渣微粉 矿渣微粉是福建三钢集团龙海分公司生产的，比表面积为450m2kg。 1．6水 武夷山当地的自来水。 1．7减水剂 选用福州君安建材有限公司生产的YS－A型混凝土高效能减水剂，减水率为15%。 2试验研究 2．1混凝土基准配合比 根据《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55—2011)的要求，按照强度等级C35设计混凝土基准配合比，水胶比为0．4，坍落度120mm，砂率取38%。 2．2矿渣微粉再生混凝土配合比 试验采用废混凝土等质量取代天然粗骨料，取代率分别为0，25%，50%，100%。在废混凝土取代率试验的基础上，掺入矿渣微粉等量取代水泥用量，取代率分别为0，30%，50%，70%。采用均匀设计法制定了16组试验方案。 2．3混凝土试件的制作 根据《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GBT50081—2002)(以下简称《标准》)的规定，试块采用150mm×150mm×150mm标准试模，按照试验方案制作成16组试块，分别测试7，28，60d的抗压强度和工作性能，每次确定的强度值取3个数据的平均值，故每组按照7，28，60d的养护龄期分别制作9个试块，总计144个试块。2．4流动性测试根据《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》(GBT50080—2002)进行坍落度试验，测定不同组别混凝土拌合物的流动性。2．5抗压强度试验根据《标准》进行抗压强度试验，使用微机控制电液伺服压力试验机(HCT306A)进行试验，以0．5～0．8MPas匀速加压，试验分7，28，60d共3次进行，每次试验3个试块，抗压强度结果取平均值。 3试验结果分析 3．1流动性影响分析 以矿渣微粉和废混凝土掺量为变量，通过测试不同方案再生混凝土的坍落度值，得出对再生混凝土流动性的影响规律。当矿渣微粉取代率不变时，随着废混凝土掺量的增加，再生混凝土的坍落度呈现出比较明显的降低趋势;当掺入矿渣微粉后，再生混凝土的坍落度均有所提高;当废混凝土取代率不变时，随着矿渣微粉取代率的增加，再生混凝土的坍落度也有一定程度的提高。研究结果表明:废混凝土在破碎过程中产生很多的颗粒棱角，使其具有表面粗糙、孔隙率大和吸水性好的特征［5］，进行混凝土拌制时，在水胶比不变的前提下，由于废混凝土自身要吸收水分，减少了实际用于拌合混凝土的水量，导致混凝土的流动性变差。而矿渣微粉是细微球状体，其颗粒直径比水泥细，且表面光滑，可以起到填充水泥颗粒空隙的作用，而且吸水量小［6］。因此，在水泥刚开始水化时，矿渣微粉包围着水泥颗粒，起到了减水剂的作用，降低了水化速度，提高了混凝土拌合物的流动性。 3．2抗压强度影响分析 本试验以矿渣微粉和废混凝土掺量为变量，通过测试不同方案混凝土的抗压强度值，得出每组方案对不同龄期混凝土抗压强度的影响规律。混凝土7d的抗压强度的变化规律:在废混凝土取代率不变时，当掺入矿渣微粉后，其抗压强度降低。这是由于矿渣微粉的水化速度慢，当水泥用量随着矿渣微粉的掺入而减少时，混凝土的早期强度会出现明显降低。混凝土28d和60d的抗压强度的变化规律:再生混凝土后期抗压强度相比7d的抗压强度高，能够达到设计强度等级C35。当废混凝土取代一定量天然骨料，混凝土强度有一定程度地提高，但随废混凝土取代率的提高，抗压强度呈下降的趋势。当取代率超过50%时，混凝土的抗压强度下降较快;当再生骨料取代率为50%时，掺入适量矿渣微粉，使再生混凝土的流动性得以改善，抗压强度影响不大，28d均能达到35MPa;当再生混凝土中矿渣微粉掺量为50%时，其抗压强度随着废混凝土取代率的增加而提高，28d最高达到40MPa。分析表明:废混凝土不仅棱角多，而且表面粗糙，具有粘结面较好、界面粘结强度较高的特性［7］;另外，由于废混凝土的吸水性强，遇水后能很快湿润，促使其表面的许多微裂缝的立刻吸入水泥颗粒，使水化更加充分，形成致密的界面结构，在一定程度上补偿了废混凝土强度较低的缺陷;同时，矿渣微粉的细度比水泥颗粒细，起到了很好的填充作用，改善了再生混凝土的孔隙结构，使孔隙率降低，形成了密实充填结构［8］;此外，由于废混凝土的吸水率较高，降低了混凝土的有效水胶比，提高了再生混凝土的抗压强度。 4结语 当再生混凝土中矿渣微粉掺量为50%，采用水泥标号为P．O42．5时，其抗压强度随着废混凝土取代率的增加而提高，28d最高达到40MPa。由此可见，矿渣微粉再生骨料混凝土既能节约资源，又能消耗大量的建筑垃圾，对于减轻环境污染十分有效。随着科学技术的快速发展，矿渣微粉再生骨料混凝土一定会成为可持续发展的绿色材料。 作者：谷艳玲 单位：武夷学院土木工程与建筑学院 力学性能论文:石灰石粉混凝土力学性能研究 1试验原材料及配合比 1.1试验原材料 水泥:采用P.O42.5水泥，其主要性能见表1。石灰石粉:密度2700kg/m3，需水量比95%，其化学成分见表2。细骨料:采用天然河砂，表观密度2640kg/m3，细度模数2.77。粗骨料:采用天然卵石，粒径分别为5～20mm、20～40mm，表观密度2670kg/m3，压碎指标6.6%。外加剂:采用Gk—4A固状缓凝高效减水剂和GK—9A固状引气剂。 1.2试验配合比 试验采用内掺法，以石灰石粉替代不同掺量的水泥然后按表3的配合比成型混凝土试件。试验以R0为基准配比，通过改变石灰石粉掺量，研究石灰石粉对碾压混凝土工作性能、力学性能和耐久性能的影响。 2石灰石粉对碾压混凝土工作性能的影响 碾压混凝土工作性能按《水工混凝土试验规程》(DL/T5150—2000)进行测试。掺入石灰石粉后，碾压混凝土拌和物的VC值出现降低的趋势，但随着掺入量的增加降低幅度减小。不掺石灰石粉时R0配比的VC值为8s，当掺入石灰石粉时，配比R1、R2、R3、R4都降至5s以内，说明石灰石粉具有固体减水剂的作用，适当的石灰石粉对改善碾压土的工作性能有益。VC值的大小是决定碾压混凝土可碾性和层间结合技术的关键。随着石灰石粉的加入，碾压混凝土液化泛浆时间缩短有利于碾压混凝土的层间结合，这主要是由于石灰石粉的密度低于水泥密度。采用等量替代法大大提高了碾压混凝土中浆量的体积，同时提高了浆砂比。同时，把混凝土看作是一个连续的颗粒堆积体，石灰石粉中的细颗粒对碾压混凝土起到级配微调作用，从而改善碾压混凝土的工作性能［3］。 3石灰石粉对碾压混凝土力学性能的影响 碾压混凝土抗压强度、静力抗压弹性模量和极限拉伸值按《水工混凝土试验规程》(DL/T5150—2001)进行测试。配比编号为R1和R2的7d强度比基准配比R0强度高，28d时虽仍有提高但提高幅度不太明显，到了90d强度基本接近;配比编号R3和R4的早期强度和后期强度均比基准配比强度低。说明:当石灰石粉的掺量不超过20%时可提高碾压混凝土早期抗压强度，对碾压混凝土后期强度无不利影响;当石灰石粉的掺量超过20%时，随着其掺量加大，碾压混凝土各个龄期强度降低。同时，从表4中可知，随着石灰石粉掺量的增加，碾压混凝土的静力抗压弹性模量出现先降低后增加的趋势，而碾压混凝土的极限拉伸值则出现与其相反的趋势，即先增加后降低。这表明适当石灰石粉掺量对防止碾压混凝土坝的裂缝是十分有利的。混凝土可以视为连续的颗粒堆积体，石灰石粉的细度比水泥小，石灰石粉的细粉分散在水泥颗粒之间，起分散剂的作用，可以对碾压混凝土进行级配微调，使碾压混凝土内部更加密实。同时在水化早期，有大量的网状C—S—H生成，石灰石粉的支点咬合作用有利于水化物产生，从而加速了C3S的水化［4］，这种作用在早期十分明显，故一定量的石灰石粉可提高碾压混凝土的早期强度，但随着掺量的增加，混凝土内部参与水化反应的水泥越来越少，从而影响了碾压混凝土的强度。由于石灰石粉的等量替代提高了碾压混凝土的浆砂比，降低了碾压混凝土的VC值，从而起到提高碾压混凝土极限拉伸值、降低碾压混凝土静力抗压弹性模量的效果。 4石灰石粉对碾压混凝土抗渗性能的影响 碾压混凝土抗渗性能按《水工混凝土试验规程》(DL/T5150—2001)采用逐级加压法进行测试，抗渗等级以每组6个试件中2个出现渗水时的最大水压力表示。抗渗等级按公式:W=10H-1计算。分别对5组试件90d龄期进行抗渗实验得出如下结果:R0试件的抗渗等级大于W10;R1、R2、R3、R4试件的抗渗等级均大于W12。碾压混凝土的抗渗性能是指碾压混凝土抵抗压力水渗透的能力，碾压混凝土的密实程度决定了其抗渗性能的高低，随着石灰石粉的掺入，碾压混凝土抗渗性能有一定程度的提高，这是由于石灰石粉的掺入起到了微填充的作用，阻断了碾压混凝土内部的毛细通道，提高了碾压混凝土的密实度，进而提高了碾压混凝土的抗渗性能。 5石灰石粉对碾压混凝土抗冻融性能的影响 碾压混凝土工作性能按《水工混凝土试验规程》(DL/T5150—2001)进行测试。不同石灰石粉掺量的碾压混凝土90d龄期200次快速冻融结果。随着石灰石粉掺量的增加，碾压混凝土的质量损失率增加，相对动弹模量降低。当石灰石粉掺量不超过20%时，碾压混凝土试件可达到200次冻融循环;当掺量达到30%时，只能达到150次冻融循环;当掺量达到40%时，只能勉强达到100次冻融循环。碾压混凝土抗冻性能的好坏与碾压混凝土用原材料、碾压混凝土内部的孔结构及碾压混凝土密实程度等因素有关系。目前常用的方法是提高碾压混凝土的密实度和掺加引气剂。由于石灰石粉中的细粉颗粒对碾压混凝土有级配微调的作用，在一定程度上提高了碾压混凝土的密实度［5-6］，但随着石灰石粉掺量的增加，碾压混凝土中的含量明显降低，导致其抗冻性能降低。所以，在碾压混凝土中掺入适量石灰石粉，并合理调整引气剂的掺量，仍可保证碾压混凝土具备一定的抗冻融循环能力。 6结论 a.一定掺量的石灰石粉具有降低碾压混凝土VC值、改善碾压混凝土的工作性能的作用。b.当石灰石粉的掺量不超过20%时，可提高碾压混凝土早期抗压强度，对碾压混凝土后期强度无不利影响。当掺量超过20%时严重影响碾压混凝土的抗压强度。c.适当掺量的石灰石粉具有提高碾压混凝土极限拉伸值、降低碾压混凝土静力抗压弹性模量的作用，对防止产生碾压混凝土坝裂缝十分有利。d.石灰石粉的加入对碾压混凝土的抗渗性能无不利影响。e.石灰石粉的过量加入会大大降低碾压混凝土的抗冻性能，但若掺量合理并适当调整引气剂的掺量，碾压混凝土仍具有一定的抵抗冻融循环的能力。石灰石粉作为一种新型掺和料，在碾压混凝土中的应用显得尤为重要，其合理利用具有广阔的应用前景和良好的经济效益，符合变废为宝、节约资源、保护环境的可持续发展的思路。 作者：赵哲 单位：石家庄滹沱新区投资开发有限公司 力学性能论文:管线钢组织及力学性能应用 1有限元模型建立 对模型作如下假设：基体是连续相，填料粒子是分散的；填料粒子具有均匀性和周期性；填料添加比例为5%。根据假设，建立反映不同填料粒子分布形式的有限元模型。实验所用材料为建筑工业用X90管线钢，其化学成分如表1所示。对真空脱气工艺冶炼后的工业用钢连铸坯料进行轧制。采用MULPIC层流冷却设备对矫正后的轧制钢板进行热处理。并依据多相组织调控机理对层流冷却设备进行参数设置，试验板材尺寸为18mm×3000mm×12000mm。对试验钢板的轧制表面、沿宽度方面的截面和沿长度方向的截面分别取样，进行打磨和抛光处理。其中所使用的金相腐蚀液为3.5%的硝酸酒精溶液。采用Axiovert-200MAT型光学显微镜(OM)和FEIQuanta600型扫描电镜(SEM)对试验钢组织进行观察；使用H-800型投射电镜(TEM)对双喷薄后的试样进行微观形貌的观察；采用GenesisXM2对实验样品进行能谱分析(EDS)。 2试验结果及分析 2.1X90钢的组织分析 热处理前试验钢板厚度中层纵截面处的微观组织。可以发现，试验钢的原始奥氏体组织为长50.0~65.0μm，宽20.0μm的长条状扁平形晶粒，并沿着钢板轧制的方向分布。同时在其晶界处出现大量多边形的铁素体组织，尺寸范围为3.0~7.0μm。由于基体的相变温度受到钢内高能奥氏体晶粒的影响，因此随着奥氏体晶粒的长大，相变驱动力增加，促进相变发生。同时，生成的铁素体的力学性能、晶粒大小及相变过程中的动态也与原始奥氏体晶粒尺寸相关。在工程生产实际中，可以采用细化奥氏体晶粒尺寸的办法，达到增加其形变量和降低形变温度，优化X90管线钢材料的力学性能。与X70管线钢不同，X90管线钢的主要组织为粒状和板条的贝氏体、多边形的铁素体以及残留M/A。图2为试验钢不同位置光学和扫描电镜分析。可以发现，试验钢的基体组织为贝氏体、铁素体以及M/A构成的多相组织。准多边形铁素体在横、纵截面的试样中沿轧制方向呈带状分布。这是由于过冷处理增加了奥氏体晶界能量，促使铁素在轧后空冷过程中形核、生长；经挤压后，试验钢中贝氏体相互交错且取向不同，增大过冷处理的冷却速率不利于增加粒状贝氏体及M/A的数量。终轧厚度为18mm的试验钢板透射电镜分析如图3所示。其中，粒状贝氏体和板条贝氏体分布在准多边形铁素体周围。板条状贝氏体是在中低温的转变温度下制备得到的，其宽度为0.5μm，位错密度高，可提高钢强度。在试验钢板条束间隙中发现M/A相，该相在TEM图片中呈白色或黑色条状，如图3(d)和3(e)所示。另外，由于试验钢添加了0.09%的Nb元素作为晶粒细化剂，因此X90钢的晶粒得到了一定程度的细化。这是由于Nb可以抑制奥氏体晶粒的生长。 2.2力学性能分析 试验钢不同位置试样的力学性能测试结果如表2所示。可知，轧制钢板的最高屈服强度为653MPa，最低为609MPa；抗拉强度为713~723MPa；最大的屈强比为0.89。在低温的抗冲击实验中，DWTT重锤冲击实验的剪切面积不小于80%，冲击做功的范围在213~247J的范围内。X90第三代管线钢的具有较低的屈强比及较高的延展性能，可减少裂纹和开裂的产生，增加其在应用过程中的安全性能。 3结论 （1）建筑用X90第三代管线钢组织由板条和粒状的贝氏体、M/A以及准多边形的铁素体的多相组织构成。低密度的准多边形铁素体能够提高钢基体的韧性；含Nb析出物可抑制位错的滑移和扩展；夹杂在位错之中的极硬M/A可以提高钢的强度。（2）经热处理后，试验钢具有较低的屈强比，较高的延展性能，能有效减少裂纹和开裂的产生，提高材料的安全性能。 作者：申喆 单位：焦作大学 力学性能论文:铝硅合金力学性能探析 1实验方法 1.1合金成分 为使合金具备较高的抗拉强度、良好的充型能力及较高的耐磨性等性能，选择硅含量为18%。实际生产中，常将含铁量超过2.0%的回炉料，做废铝处理或给压铸厂回用，为增加高铁铝合金的回收利用率，同时保证良好的工艺性能和使用性能，将加入铁含量定为3%。根据文献报道［1-2］，高铁铝硅合金中锰的最佳添加量存在差异，现有报道主要集中在w(Mn)/w(Fe)=0.5～1.1，锰和铁含量相同时对高铁含量铝硅合金中的富铁相具有较好的中和效果，因此选锰加入量为3%(即w(Mn)/w(Fe)=1.0)。有资料表明［3-4］，随着铜含量增加，合金密度和热裂倾向增大，耐腐蚀性和铸造性能降低，根据合金的种类和用途的不同，所选铜的含量不一样，铜的含量取5%。 1.2热处理工艺选择 根据相关文献［5］，T6处理对于铝合金效果最好，即固溶处理后再进行人工时效。该热处理工艺可使高温时出现的富铁相扩散于基体中。人工时效可使富铁相均匀化。固溶温度选择525℃，保温时间4h，淬火采用水介质，温度为70～80℃的水。人工时效选择温度180℃，保温5h。 2试验结果与分析 2.1抗拉强度检测方法与数据 零件试样按GB/T228-2010《金属材料拉伸试验室温试验方法》规定尺寸加工，在电子万能试验机上进行拉伸试验，高铁含量的铝硅合金在加入一定量的锰后性能有所提升，但提升幅度较小(抗拉强度由118MPa提升到135.2MPa，提升幅度为14.58%)，不足以消除铁元素对合金的影响。在加入锰的基础上，加入铜后合金性能有较大提升(抗拉强度由135.2MPa提升到168.8MPa，提升幅度为24.85%)，基本已经能够消除铁元素带来的不利影响。合金经过T6热处理后，可以使性能再次提升到193.1MPa，相对于不含铁的铝硅合金(Al-18Si)抗拉强度提升28.73%，有利于扩大合金使用范围，这对铝硅合金的回收再利用具有重大意义。 2.2合金SEM及EDS分析 图1为Al-18Si-3Fe-xMn合金中主要相的SEM形貌。图1(a)为未加锰时即Al-18Si-3Fe中长条状和细长的针条状富铁相的形貌，含铝、硅、铁分别为65.79%、21.42%和12.79%，不含锰。图1(b)和图1(c)为Al-18Si-3Fe-3Mn中富铁相形貌。图1(b)含铝0.85%，含硅99.15%，不含铁和锰。图1(c)含铝、硅、铁锰分别为64.77%、18.51%、8.68%和8.05%。当锰含量为零时，即Al-18%Si-3Fe合金中富铁相的组成元素为铝、硅、铁，可认为这些相为三元富铁相。当锰含量为3%时，富铁相组成元素为铝、硅、铁、锰，可认为这些相为四元富铁相。图中浅灰色的相为初生硅。Al-18Si-3Fe-3Mn-5Cu合金热处理前后主要相的SEM形貌和微区成分分析的位置，图2(a)含铝75.65%、铜24.35%，图2(b)含铝78.34%、铜21.66%。图2(a)中白色珊瑚状组织和图2(b)中白色组织是铝和铜组成的一种物相，铝和铜的原子比例分别为3.11和3.62，结合Al-Cu二元合金相图可以判定为Al2Cu相，虽然实际测得铝铜比大于2∶1，这是因为受到基体中α-Al的干扰和能谱仪电子束聚焦能力有限的影响。从图2可知，富铜相是以富铁相为核心方式析出和(Al+Al2Cu)共晶形式析出两种方式同时进行，这与文献［6］记载，当铜的质量分数大于1%时的析出方式吻合。从图2(b)中存在富铜相可以得知，部分富铜相尺寸较大，固溶处理并不能将其完全溶解。 2.3铸态组织结构观察与分析 从图3(a)和图3(b)可以观察到，Al-18Si合金中加入3%的铁后，出现粗大的双锥状富铁相，这种富铁相一般称为α铁相，双锥状富铁相对合金基体的割裂作用非常明显(合金强度从150MPa下降到118MPa)。从图3(c)可以观察到，在富铁含量的铝硅合金中加入3%锰可使富铁相和初生硅得到细化，富铁相形态由双锥状转变为三叶状、四叶状、块状、田字状和块状(即β相)。通过对相关文献分析［7-8］，α铁相和β铁相都是通过δ高温铁相和剩余液相发生包晶反应生成，α铁相也可以通过包晶反应转变为β相。在平衡凝固过程中，δ高温铁相先析出。非平衡凝固组织中出现δ高温铁相，是由于在较大冷却速度下，δ高温铁相向β铁相的包晶反应变得困难，而不是较大的冷却速度抑制了β铁相的形核生长。在高温区，α铁相和β铁相分别通过包晶反应转变为β铁相，当冷却速度非常大时，包晶反应难以进行，而使δ高温相保留至室温。锰的加入，使α相从准稳定相转变为稳定相，L+αβ的包晶反应不再发生，L+δβ的包晶反应也受到抑制，L+δα的包晶反应受到促进。因富铁相由α铁相转变为β相，以及晶粒的细化，合金的抗拉强度得到一定提升(从118MPa提升到135.2MPa)。从图3(d)可以看到，在富铁含量的铝硅合金中加入3%锰的基础上加入5%铜后，合金中富铁相形态变化不大，Al2Cu相在富铁相周围析出。是由于Al2Cu相包裹了富铁相，从而减小了富铁相对合金基体的割裂作用，使得合金抗拉强度得到提高(从135.2MPa提升到168.8MPa)。Al-18Si-3Fe-3Mn-5Cu合金经过T6热处理后，富铁相和初生硅相边角被钝化，铸态下的CuAl2在固溶处理过程中，重新溶解入基体中，形成过饱和固溶体。此时，快速淬入70～90℃的热水中，溶质的扩散和重新分配来不及进行，CuAl2的形核和长大无法实现，从而得到过饱和的单相α固溶体。从图4可以看到，固溶处理后铜元素的分布明显均匀化，铜元素在单相α固溶体中有较大的过饱和度，共格界面处的基体晶格产生畸变，对基体起到强化作用。同时认为，由于高温下原子扩散作用增强，热处理后富铁相周边剩余的CuAl2相与富铁相结合更紧密，CuAl2相与基体结合部分更圆滑，因此更有利于消除富铁相对基体的割裂影响，提高合金强度。通过两种方式对合金的强化，合金的力学性能得到较大提升(从168.8MPa提升到193.1MPa)。 3结论 Al-18Si-3Fe合金中加入3%锰后，富铁相形态得到改善，能够小幅度提升(抗拉强度幅度为14.58%)高铁含量铝硅合金强度，但不能完全消除铁元素带来的不利影响。Al-18Si-3Fe-3Mn合金加入5%铜后，析出的Al2Cu相包裹富铁相，减小富铁相对合金基体的割裂作用，使得合金抗拉强度得到提高(从135.2MPa提升到168.8MPa)。Al-18Si-3Fe-3Mn-5Cu经过T6处理后，铜元素在单相α固溶体中形成较大的过饱和度，对基体起到强化作用，同时由于高温下原子扩散作用增强，热处理后富铁相周边剩余的CuAl2相与富铁相结合更紧密，CuAl2相与基体结合部分更圆滑。通过两种方式，合金的力学性能得到较大提升(从168.8MPa提升到193.1MPa)，优于不含铁Al-22Si合金性能，实现铝硅合金的有效回收利用。 作者：李林鑫 单位：四川化工职业技术学院

随着高速铁路运营年限的不断增加，钢轨或焊接接头在长期服役过程中不可避免地产生服役伤损或偶发性外因致伤损，此时需要对病害钢轨进行更换作业。当病害钢轨较短时，不宜采用大规模换轨施工，如对钢轨局部擦伤或焊接接头重伤等伤损钢轨进行更换时，采用短轨插入焊技术是适宜的作业方式[1-3]。高铁钢轨插入焊技术主要有2种方式，即铝热焊和闪光焊。当前铝热焊最为常用，按照高铁修规要求，插入不短于20m的钢轨，在两端均采用铝热焊作业，其优点是仅插入段钢轨轨温不易受控，其他方面对线路扰动小。其缺点主要是增加了线路上铝热焊接头数量，钢轨重伤和断裂的风险更高一些。该方式施工组织相对来说较为简单，现场作业风险较小。闪光焊近几年开始大范围应用于线上插入焊接，随着闪光焊轨机或焊轨车的大范围普及，高速铁路新建和既有线区间无缝线路基本都采用闪光焊接[4-6]。插入轨首尾两端均采用闪光焊接，第1个接头采用常规的线上闪光焊接就可完成，施工难度主要在第2个接头（合龙口处），由于闪光焊需拆卸较多钢轨扣件，对线路扰动相对大一些，原有施工一般在实际轨温处于锁定轨温条件下进行，并且应兼顾对左右股轨温差及同一单元轨温差的控制。当实际轨温低于锁定轨温时须采用拉伸焊接的方式进行，需要满足插入焊合龙口接头的焊接和锁定轨温恢复两方面需求[3]。通过调研分析高速铁路现场插入闪光焊接需求及关键技术方案，制定了满足高铁既有线施工需要的焊接装备、作业模式和施工组织技术，并进行了现场试验，形成了高速铁路现场插入焊接成套方案，为我国高铁后期轨道运营维护提供了新的技术手段。 1现场插入闪光焊接关键技术 高速铁路现场插入闪光焊接施工难度主要在第2个接头（合龙口处），需要在保证焊接接头质量的前提下，解决合龙口焊接的同时恢复线路锁定轨温的难题。 1.1拉伸锁定焊关键问题及解决方案 （1）钢轨纵向阻力。长轨或拉伸长轨在现场焊接过程中须克服额外的钢轨纵向阻力（轨底摩擦力和拉伸力），对闪光焊接过程中的闪光、加热、连续等阶段的影响较大。非自由状态的长轨内在纵向阻力会影响焊轨机实际有效顶锻力值，从而影响闪光焊接过程中的送进和后退速度，最终影响焊接过程，导致加热过程不稳定，对接头质量影响也较大，造成与自由状态下钢轨焊接的较大差异。本研究将闪光焊接过程分为2个大的阶段：闪光加热阶段和顶锻阶段。控制方式改进为：全过程采用恒位移控制方式。闪光加热阶段长钢轨处于低纵向阻力的自由状态（采用钢轨拨弯+支垫滚筒方式）；顶锻阶段实现顶锻量精准控制，焊接实际数据和短轨相当，而要实现相同的顶锻效果需要提高焊轨机额定顶锻力以满足拉伸状态下的顶锻能力。（2）钢轨内应力。当接头焊接完成进行焊后热处理作业时，长钢轨由于处于拉伸状态（实际轨温与锁定轨温的差距）而存在一定的内应力，钢轨接头热处理过程中易出现变形或被拉细的情况，须采用保压焊后热处理。虽然近年来现场焊后热处理装备也逐步实现了感应加热、全程保压以及自动化作业的方式[7]。但是钢轨拉伸锁定焊接一般都是在换轨合龙口或者应急抢修中运用，焊接只是换轨维修中的一项，维修天窗时间的限制是考验新技术、装备和施工组织的关键。焊轨车和热处理作业车配合作业1对接头一般需要70~80min，2个车的编组及调车作业也带来了现场施工组织的问题。 1.2拉伸焊接技术及装备 移动式钢轨闪光焊接和感应热处理一体机可采用一次钢轨夹持实现钢轨焊接和热处理自动化作业，实现了钢轨闪光焊接后直接原位保压感应热处理作业[8-9]，方便了现场钢轨焊接需求，尤其是工务大修换轨线上锁定焊的作业。进行拉伸锁定焊接1对接头只需要25～30min，将闪光焊接和感应热处理两种作业一机化，减少相关装备、作业时间、人员等投入，可显著提高现场闪光焊轨生产效率。 2合龙口焊接主要技术方案 2.1闪光焊接钢轨消耗量 闪光焊接接头钢轨消耗量（ΔS）由闪光烧化量（Ls）和顶锻量（Ld）两部分组成，现场闪光焊接头消耗量一般在25～40mm。通过型式检验确定钢轨闪光焊机焊接参数后，钢轨消耗量也随之确定，但是由于焊接过程存在不稳定性，钢轨消耗量存在少量的波动。比如某移动闪光焊机现场焊接钢轨消耗量在28～33mm之间波动。钢轨消耗量波动的原因是目前焊接参数模式主要采用位移和时间双控，闪光烧化的各个阶段以时间作为节点控制，导致各阶段的位移由于焊接工况（轨温、气温、机械稳定性、阻抗等）的影响产生较明显的波动。要实现拉伸锁定焊拉伸量的精确控制，需要保证在拉伸焊接过程中钢轨消耗量的稳定，焊轨机焊接参数模式改进为恒位移控制，使每个接头即便在焊接工况有一定差异的情况下仍可达到稳定的钢轨消耗量[10]。 2.2拉伸量与锁定轨温差 拉伸锁定焊接的拉伸过程选在对焊接质量影响较小的顶锻阶段，拉伸量最大值为顶锻量（一般为15～16mm），钢轨拉伸量（锁定轨温差ΔT）取决于待拉伸长轨的长度。以长钢轨自由拉伸为基准计算拉伸量ΔL与锁定轨温差ΔT，计算公式如下：∆L=∆T×a×L（1）式中：ΔL为钢轨拉伸量，mm；ΔT为锁定轨温差，∆T=T1-T0，T1为锁定轨温，T0为实际轨温，℃；α为钢轨线膨胀系数，α=11.8×10-6/℃（常温）；L为钢轨在自由状态下的长度，mm。如果钢轨最大拉伸量为16mm（顶锻量为16mm），按100m长轨拉伸，最大可拉伸锁定轨温差为14℃；按84.75m长轨拉伸，最大可拉伸锁定轨温差为16℃。长钢轨可拉伸长度ΔL的范围选取，为了保证拨弯作业可靠且方便操作，一般来说不少于80m（一般在40～60m区间拨弯，太近会影响待焊端钢轨的顺直对齐，太远摩擦力过大会影响拨弯回直的拉力）。但是选取长轨长度过大(如500m)，则可拉伸的温度只有3～4℃，恢复线路锁定轨温的能力还是偏小，适应不了大多线路实际作业需要。 2.3拉伸力与锁定轨温差 以长钢轨垫辊轮为基准计算拉伸力F与锁定轨温差ΔT，计算公式如下：F=E×ΔL/L×A+f（2）式中：F为总的拉伸力，N；E为钢轨弹性模量，E=210GPa；ΔL/L为钢轨伸长率；A为钢轨横断面积，A=77.45cm2（60kg/m钢轨）；f为摩擦力，f=μ×G，μ=0.15为钢轨与辊轮的摩擦系数，G为长钢轨重力，N。如果以84.75m长轨作为拉伸区间，拉伸锁定轨温差16℃需要的拉伸力为314.72kN。2.4增加额定顶锻力为了满足长钢轨拉伸锁定需求，在满足原有顶锻力基础上，还需满足钢轨拉伸力和摩擦力需要，因此需要提高顶锻力。但是由于锁定轨温差（ΔT）随着环境变化，所需要的拉伸力也随之变化，而额定顶锻力不变，因此实际作用在接头的顶锻力会随着锁定轨温差（ΔT）不断变化，实际顶锻量和顶锻效果也不断地变化。因此需要根据每个接头不同的拉伸力条件实现相同的顶锻效果，同时保证相同的顶锻效果也可以实现钢轨拉伸量的精准控制，保证线路锁定轨温的准确可控。 3现场插入闪光焊施工组织及控制方法改进 3.1插入焊作业流程 插入钢轨首尾两端均采用闪光焊接，第1个接头采用常规的线上闪光焊接作业就可完成。施工难度主要在第2个接头（合龙口处）。当实际轨温与锁定轨温相当时，采用常规合龙口拨弯焊接；当实际轨温低于锁定轨温时可采用拉伸焊接的方式进行，满足合龙口接头的焊接和锁定轨温恢复两方面需求。将实际轨温与锁定轨温相当时候的常规合龙口拨弯焊接作为拉伸量为零的拉伸锁定焊接。根据线上焊和拉伸锁定焊的特点及需求，制定相对应的施工组织方案，高铁现场钢轨插入闪光焊接施工作业主要流程如图1所示。 3.2焊轨机位移控制方法改进 焊轨机为了满足不同锁定轨温差的拉伸需求，保证每个受拉力不同条件下的接头能够质量稳定，需要实现相同的顶锻量。采用恒位移的方式可满足长轨、拉伸状态的长轨（顶锻力加大）与短轨相同的钢轨闪光烧化量和顶锻量，实现钢轨消耗量的精确控制。具体改进后控制方式是：闪光加热阶段，由原来的位移和时间双控改为采用位移控制的方式；顶锻阶段，顶锻前期（顶锻位移前12mm）采用快速（大流量）顶锻方式（伺服阀+换向阀控制），顶锻后期（顶锻位移12mm之后）采用慢速（小流量）顶锻方式（伺服阀控制）。 4现场试验 合龙口拉伸焊接施工组织方案制定选取拉伸长轨的长度为84.75m，施工组织方案及施工过程中均按照84.75m作为拉伸长轨长度布置和计算，施工示意见图2。 4.1搭接量和位移观测量 4.1.1拉伸量与搭接量的计算 根据式（1）计算钢轨拉伸量ΔL。根据公式（3）计算钢轨合龙口的搭接量ΔD。ΔD=ΔS−ΔL（3）式中：ΔD为钢轨搭接量，mm；ΔS为焊接时钢轨消耗量，根据焊接型式检验确定，mm。通过型式检验确定焊轨机焊接参数后，钢轨消耗量也随之确定。比如目前某移动闪光焊机现场焊接钢轨消耗量为30mm（采用位移精确控制闪光焊烧化量），其中顶锻量为16mm。按84.75m长轨拉伸，最大可拉伸锁定轨温差16℃，平均每拉伸锁定轨温差1℃，拉伸量增加1.0mm，换算结果见表1。 4.1.2设置位移观测点 拉伸锁定焊接前位移观测及焊后位移观测点设置离合龙口接头1～2m和42.5m处。2个位移观测点：1～2m处应向焊接位置方向移动1个钢轨拉伸量距离（ΔL）；42.5m处应向焊接位置方向移动1/2个钢轨拉伸量距离（ΔL/2）。测得实际位移观测量，计算作业误差。 4.2现场试验情况 2021年在某高铁伤损钢轨插入焊换轨施工中进行了合龙口拉伸线上闪光焊接技术现场运用试验。在每个作业点施工中，采用钢轨闪光焊接和感应热处理一体机先完成插入焊首端常规线上闪光焊接头，再完成尾端合龙口拉伸锁定焊接头。连续4个施工天窗的合龙口拉伸锁定焊接试验接头数据情况见表2。从现场试验效果和数据来看：（1）改进后的钢轨闪光焊接和感应热处理一体机顶锻力可实现不同锁定轨温差的拉伸需求，且完全能满足16℃钢轨锁定轨温差拉伸需要，还有一定余量。（2）钢轨现场实际消耗量和顶锻量的误差会造成最终线路拉伸锁定轨温的误差，但是误差范围可控，可实现5%以内。（3）合龙口拉伸线上闪光焊接质量控制的一个关键因素是自由端长轨的拨弯和焊接过程中回弯效果，需要保证无阻挡，顺直可靠。 5结论 （1）高速铁路钢轨现场插入闪光焊施工宜在实际轨温不高于锁定轨温下进行，首尾两端均采用闪光焊接。当实际轨温与锁定轨温相当时，采用常规的合龙口拨弯焊接；当实际轨温低于锁定轨温时可采用拉伸焊接的方式进行，可满足合龙口接头的焊接和锁定轨温恢复两方面需求。（2）合龙口接头拉伸锁定焊接（实际轨温小于锁定轨温）关键技术及措施：加热阶段长钢轨处于自由状态；顶锻阶段采用恒位移方式实现拉伸状态的长轨与短轨相同的顶锻量，钢轨焊接实际数据和质量与自由状态相当，钢轨拉伸量精确可控。钢轨闪光焊接和热处理过程都须实现保压作业，防止高温接头受钢轨应力出现拉细、拉伤的情况。（3）现场作业根据实际轨温情况计算钢轨搭接量、位移观测量等，按照插入焊成套施工组织进行作业。（4）当前的钢轨闪光焊接和感应热处理一体机通过改进顶锻力及控制方式后可实现不同锁定轨温差的拉伸需求，满足不高于16℃钢轨锁定轨温差拉伸需要。现场钢轨实际消耗量和顶锻量会造成最终线路拉伸锁定轨温的波动，但是误差范围可控。插入焊合龙口拉伸线上闪光焊接质量控制的关键因素是自由端长轨的拨弯和焊接过程中的回弯效果。 参考文献： ［1］李力，高振坤，杨云堂，等.高速铁路钢轨铺设施工方案概述［J］.高速铁路新材料，2022，1（5）：57-60. ［2］刘丰收，杨光，陈朝阳，等.我国高速铁路钢轨现状及技术展望［J］.高速铁路新材料，2022，1（2）：1-6. ［3］马丁乙，曹俊鑫.闪光对焊工艺进行无缝线路合龙锁定焊的研究［J］.铁道建筑技术，2005（5）：16-19+75. ［4］李金华，丁韦，李力，等.钢轨现场闪光焊焊接和感应热处理一体机工艺研究［J］.焊接技术，2019，48（6）：33-36+5-6. ［5］马军，李金华，李力，等.非自行式焊轨车线上焊接工艺和施工组织研究［J］.铁道建筑，2014（4）：132-134. ［6］王莹莹，李力，宋宏图，等.钢轨移动闪光焊感应热处理装置及工艺研究［J］.铁道学报，2018，40（3）：120-125. ［7］陈伟国，高成钢，邹良甫.钢轨闪光焊接头热处理工装和工艺的优化［J］.铁道建筑，2014（11）：167-170. ［8］贾晋中，程建平.重载铁路75kg/m钢轨移动闪光焊焊接施工技术［J］.铁道建筑，2014（7）：143-146. ［9］陈宽军，靳刘刚，嵇民，等.伤损焊头处插入短轨的闪光焊施工方法［J］.科技创新与生产力，2015（5）：57-60. ［10］李金华，李力，陈伟国，等.现场钢轨拉伸锁定闪光焊技术研究［J］.焊接技术，2022，51（4）：56-59+113-114. 作者:李金华 李力 陈伟国 高振坤 吴丹 康志坚 周烨 单位:中国铁道科学研究院集团有限公司金属及化学研究所 广州铁路轨道装备有限公司 中国铁路广州局集团有限公司

科研设计论文:临床医学科研设计的基本程序 关键词：医学科研 一 选题与立题 选题就是想研究或准备解决的问题，如某一疾病尚未解决的病因、发病机制、诊断、治疗、预防等各个方面的问题。选定要研究的问题后，才能确立研究的题目，进行设计，制定计划。立题要有明确的目的性，临床医学研究的目的就是要针对疾病，特别是危害人类最多见，造成后果最严重的疾病，如心脑血管病、恶性肿瘤等，也可研究国内外新出现的疾病。研究内容包括探索疾病的病因，或危险因素，阐明疾病发生发展的过程及其机理，解释某些临床现象以及在诊断和判断预后上的意义，探索或评价新的诊断方法、技术，观察新的治疗措施的效果、毒副作用或探讨影响疾病的预后或病死率的因素等，其目的是为了提高对疾病发生发展规律的认识，改进诊断、治疗和预防的方法，以提高医疗质量和防治水平，总之，研究的题目在一定程度上反映科研工作的水平，课题要有创新性、科学性和应用性，要有保证完成的手段。用最简洁明确的文字写成题目，立出的题目基本上就是后来研究论文的题目。必须全面考虑，作出决定。 一个既有理论基础又有丰富经验的医师，应在临床医疗工作中有计划、有目的地进行临床科学研究，为实现上述研究目的，发展医学事业，为保护和增进人类健康作出自己的贡献。 题目来源：供研究的题目很多，从疾病的发生到防治有许多环节，各环节中都有这样或那样的问题值得研究探索。在过去，这些题目可以由研究者结合自己的专业、兴趣、条件选题、立题上报、申请资助，也有很多是上级下达任务给以条件、单位或协作进行，随着经济体制改革引入竞争机制，开展了科研招标，招标的题目也就是疾病防治中的各方面问题，以决定人群中常见病、多发病为主，国家、卫生部、各省每年都有各自的招标项目，如2000年国家自然基金“项目指南”招标，可以在“项目指南”上选自己欲研究的题目，写科研设计与进行投标，一旦中标，可获可观的研究经费，确保研究任务的完成。 二 查找医学文献 临床医生为了更好的认识和处理疾病，需要学习前人及当代专家学者的经验教训，就须要查阅医学文献，临床研究人员在进行某一临床课题研究时，在立题之前，为了少走弯路，出高质量成果，不去重复旁人已经解决了的问题也须要查阅医学文献，了解国内外对该题目已作过的研究工作的成就，现状、动态及其方法学，进行比较选择和借鉴，改进或创新，在研究过程、资料总结和撰写论文时还须要查阅最新医学文献，以利自己研究工作的提高。总之必须查阅文献资料，特别是有代表性的各主要刊物上的有关资料。要认认真真的查阅，不能草率从事。查找医学文献是研究者应熟练掌握的经常性工作，如何能花较少时间，较快的找出所需要的文献也是研究人员应具有的基本功。 传统的医学文献形式是以文字形式记录的医学资料，仍以印刷出版物为主。随着科学技术的发展，有计算机储存阅读形式，以及缩微胶片、幻灯片、投影胶片、录音带、录像带、电影等声相资料。 医学文献按性质可分为1、原始文献（一次文献）来源于各种医学杂志，学报及学术会议论文等。2、文献索引（二次文献）将分散的文献加工、整理、编排、形成具有系统性的文献目录，即检索工具，如目录、索引等，便于读者查找和利用，通过它可以找出原文的出处。3、综述、专著、进展、指南、手册等属三次文献，是对原始文献的系统整理，有选择地加以概述并进行分析综合，使之更具有条理性，对问题阐明更为详尽深刻。4、由光盘记录的书目、刊物索引，由计算机进行检索，属四次文献。 若按医学文献的种类分为教科书、参考书、专著、杂志、学报、文摘、综述、学术会议论文汇编等。 查找医学文献的方法：可以用手工检索，条件许可亦可用计算机进行检索。 1、查找引用原文的出处：从论文、专著、综述教科书等参考文献中追朔，查找引用原文出处，可先国内后国外，由近及远，查有权威性，有代表性刊物。 2、查阅期刊索引，大多数期刊为每年一卷，全年原始文献一查即得。 3、查文摘 有分类，查阅较方便，查到线索后再选所需要的进一步查原文，如〈〈中国医学文摘〉〉现有15个分册，它们是中医学、内、外、儿、计划生育妇产、耳鼻咽喉、眼、皮肤、口腔等学科及卫生学、肿瘤等，基础医学、放射诊断学、护理学和检验与临床等分册。〈〈国外医学〉〉现有46个分册，该刊采用综述、译文、文摘三种形式，全面介绍国外医学各领域中新成就、新技术、新进展，是学习国外医学经验重要情报刊物体系。 4、利用检索工具，如〈〈中文科技资料目录（医学）〉〉〈〈国外科技资料目录（医学）〉〉，用手工检索亦可用计算机检索。 计算机检索服务，凡是计算机普及程度较高的科研机构、医学院校、医学中心、大中型医院的图书馆大都已经建立这种服务项目，由于计算机对文献储存数量大，使用代号检索甚快，目前都由专业人员操作联机检索系统，不需用户自己去操作按键。交一定费用，即可获得所需文献资料。 5、查阅个人累积卡片 临床医学研究人员在日常工作中，常常要查阅有关刊物，了解新进展，并养成制作卡片的习惯，将对自己有用的内容作简短摘要，分类放置，在须用时可以查找。 6、向专家请教，一般讲一位医学专家、教授应该经常注视本专业的学术动态，故有时可以指点从哪些文献中去查找有关资料。 科研设计论文:超声医学科研设计与撰写论文 1、超声医学科研设计 超声医学科研设计，基本与其他临床学科的科研设计相同。通常可分为两大类，一类为前瞻性，一类为回顾性。前者是既往初步作过或尚未作过的课题，作以预计性的研究，如研究一种新技术、新治疗方法对临床的诊断、治疗价值如何， 其结果可有实际应用价值，也可得出相反的结论。而后者是将过去所做的工作给予回顾性的总结评价。目前采用前瞻性研究更具有新的实际意义。 在作前瞻性的课题研究时，首先要立题，而立题一定要新颖，最好通过查新，以确定待作的这项研究，他人是否作过，如果多人已作过并已有了明确结论，自己再作则仅是重复他人的项目而无新的意义。当然，在实际工作中发现了与前人不同的结果，此时为了进一步深入研究，仍可立题，其结果可能是一项重大突破或发明。立题后，继之要对本课题作合理的设计，并且绝对要严谨。 在确定了具体的科研题目后，应按以下几点去做并固定不变。 研究对象：要恒定。包括病人、对照健康人（志愿者），某种动物或其他。这个栏目中，对人体最好不用“实验”两字，对动物或其他类可用“实验研究”。对所研究对象的年龄、性别、条件等应当一致且固定不变，特别在病人组与对照组间的性别、年龄要相当方可。 研究方法：要新颖。检测和治疗方法切勿全部重复他人所用的内容，并且应由专人、专机完成。例如技术熟练者与新参加工作者的技术条件不相同，其检测的结果则会出现人为的差异。又如仪器性能相差过甚时，所作结论会有一定的差异，否则作出的结论均一致，其可信性则值得考虑。 检测指标：要准确。选择容易观察和意义明确的客观指标。如观察胎儿脐带绕颈的时间，最好在分娩前，若距分娩时间较长，则其结果之可信性就不如分娩前。 若使其科学性强，检测的指标要有旁证，如检测诊断冠脉狭窄最好有冠脉造影结果的对比。诊断腹部某脏器之恶性肿瘤则应有手术病理或针吸细胞学的证实。这些在科研设计时应安排好。 研究结果：要有科学性。要按科研设计的目的研究和观察，得出结果以统计学的客观数据为结论，作为本项课题研究的结果最佳。 统计方法：设立对照组：要条件相似。为使结果更具有说服力，应设对照组，通过实验组与对照组的结果对比，分辨出处理因素与非处理因素对研究结果的差距。处理因素包括对病人的检测、治疗方法、剂量等，非处理因素包括社会、环境等。非处理因素在两组均相对一致时，例如，两组间的年龄、性别均一致，检测时期亦相同，如同在某一季节内等，其得出的结果才具有较高的科学性。 随机化：要客观。随机化即研究两种不同检测方法、治疗方法、用药方法等对检测或治疗结果的观察。随机化是保持实验组与对照组相对均衡的方法，即应用抓阄、抽签等方式。这并非按主观愿望挑选，而是被研究对象是从总体中随机抽取的，即每个对象都有同样的机会被抽到。 样本量：要大。样本量越大，其反映客观的真实性越大。病例组与对照组样本最好各在30例以上或再多些。如常见的病例在观察药物疗效时，最好 100～200例或更多，对照组也应有50～80例或更多。如果某种新疗法作鉴定性研究时，样本量应超过200例。有时大样本有一定困难，但应确保研究结果的科学性。样本少时，要求： （1）个体间差异不大； （2）两组间效应差异大（p＜0.01）时； （3）严格控制非处理因素； （4）罕见或少见病例，例数可少到10例左右； （5）特殊疾病可个案报道。 2、撰写论文 将自己所做的各种研究，予以真实的、客观的作一总结和评价。但不应同于一般的工作总结。撰写时应重点突出、简明扼要，文字通顺、条理清楚、用词得当、数据可靠。一般论著不超过3000字（含图、表及参考文献），短篇和个案500～1000字，综述亦勿超过5000字为宜。 题目：立题应简明确切。通常20个字左右，最多不超过26个字为宜。应能准确的反映出论文的主要内容。 作者：一般论著不超过5人；综述1人，审校不应超过2人。 摘要：250字左右，并按结构式摘要撰写，即： （1）目的：本项检测或研究的出发点。 （2）方法：所观察或检测的指标，如病人及对照组的数目、性别、年龄、病种，使用的仪器、探头频率以及采用的方法等。 （3）结果：检测或实验方法得出的具体效果或指标，对比数据，最后结果，以及对上述各项的附加解释。 （4）结论：本项目的观察、研究或检测后的总结性的定论。 关键词：凡有摘要的论文皆应标引关键词。关键词主要自文题中选取，不足时可自摘要或正文中选用。选自论文所研究的目的、对象和涉及的新技术等。 （1）定义：可直接表达论文要点、中心内容和特征的词。 （2）用途：提供检索窗口。 （3）数量：3～10个，一般3个。 （4）词性：名词或名词性词组、形容词性。而代词、介词、冠词、连词、情态动词等皆不能作为关键词。 （5）方式：按顺序排列成关键词索引。 （6）要求：用规范化检索语言，即主题词。应查阅中国医学科学院信息研究所编辑出版的《医学主题词注释字顺表》（Medical Subject Headings Annolated Alphabetic List.Me SHAAL）。当所用词未查及时，可用同义词、近意词或关联词，并可配用有关的副主题词，亦应查阅《Me SHAAL》副主题词字顺表〔1〕。 引言：应在250字之内。应概括简明的叙述立题的理论依据，研究思路与基础，国内外现状，并应明确指出本研究的目标。 材料与方法（资料与方法）：此部分是论文的基础和关键。评价论文主要看材料和方法的可信度和确定结果的标准。应写明病人、对照组、所用仪器种类、探头频率、检测的方法、药物名称（不用商品名）、剂量等。 结果：此段是论文的核心部分。研究和检测的最终目的，即所获得的结果。此部分可分别用文字、图表表示。可强调或摘要叙述本研究的主要发现。 结果应有充分的数据及对比性研究，最后结果应是科学的、合乎逻辑的，而不是作者自行判断或推断的。例如：应用B超诊断胎儿脐带绕颈30例分析。在此文章中，仅有诊断多少例的所见及数据，而无最后的分娩证实，这样的文章则欠科学性。 讨论：是论文最重要的部分是反映文章水平高低的主要部分。应重点突出自己的新发现、新概念、新学说、新规律，及所作出的结论和观点。对研究中所发现之不足处亦应说明，此外，可以提出设想或建议。 在书写讨论段时，应注意撰写技巧，要简明扼要、语言顺畅、抓住重点、条理分明的表达出所要说明的主要问题，使读者易懂，看后有收益，但要避免口语化。 （1）讨论之重点是应有自己的某些独到观点和见解，并将之讲深讲透，切勿仅重复他人的或众所周知的内容。如：超声检查法对人体无痛、无损伤、价格低廉……。 （2）讨论段与其他段相关联，特别是结果段中的某些数据及最后的结果，用以进一步表明自己的观点，但并不是结果中的数据又全盘搬到讨论中，造成重复。 （3）讨论中切勿引用他人文献过多，更不要写成：本研究结果与×××和×××的结果一致或符合×××的结论。一来是将论著写成了综述，二来是仅说明自己是重复他人所作。 （4）通常讨论是文章中较长的一段，应突出重点，不要洋洋数百字，冗长的内容反而使该说明的问题模糊不清。此外，不要对某一问题尚未解释清楚时，又另讨论其他内容，使读者费解不得要领。 （5）用语尽量勿重复，如在前言或结果中已用过的语言，讨论中最好不用或少用，更勿过多的使用“国内外未见报道、笔者、我们”等。 科研设计论文:我国医学院校临床医学科研能力评估指标体系量化设计研究 科研能力评估指标体系量化设计要避免高分值掩盖下的缺项现象的发生。为此,我们采用了设置控制指标,只登记第一作者的学术论文、科技成果,指标间不能互补等措施。就控制指标而言,本指标体系科技实力评估设控制指标35项,上述控制指标的设置对参评单位的科研实力应具备的条件以及学术论文、著作、成果的等级质量等作了相应限定,以防某些指标间可能发生的掩盖。保持原始资料数据可靠准确,没有准确数据的结果是不可信的结果。我们采取了以下措施:确定各项参数的统计时间为3年。同时由于科研工作受创造性、探索性和效益的滞后性等因素的影响,一个单位或个人的科技活动时涨时落。我们将统计数据取值的时间区间适当扩大,就是为了避免这种现象的发生;在三级指标中以其基础要素为计分单位(位、项、篇),并全部采用了量化指标,如在46项三级指标中,以其基础要素为量化单位的指标38项,占指标总项数的82%,以相对数(百分比)作为量化单位的指标8项,占指标总数的17%。 1 科研实力评估定量数据统计指标评分标准 1.1 科研项目及交流的量化设计 科技活动的二级指标分为科研项目及学术交流。科研项目又分为国家级重点项目、国家级一般项目、军队省部级重大课题、军队省部级一般项目,学术交流分为国际学术交流、国内学术交流。国家级重点项目包括科技攻关、“863”项目、“973”项目及自然科学基金重点项目、杰出人才、“1035”工程项目或国家创新药物基金,所有项目只计以课题负责人承担的项目。国家级一般项目包括国家级自然科学基金面上或青年课题、国家新药研究基金课题、中医药管理局基金课题、国家级其它课题。军队、省部级重大项目包括重点攻关、省自然科学基金重点课题、团队项目、军队重点课题及指令性课题。军队、省部级一般项目包括省自然科学基金、中医药基金课题、医学科研基金、军队面上及青年课题、其他军队省部级课题。国际交流指国际(地区)合作研究项目、在华召开国际学术会议、出国参加国际学术会议、海外留学人员短期回国工作讲学。国内交流指的是主持全国性专业学术会议。 1.2 科研成果的量化设计 科研成果分理论成果、获奖成果、鉴定成果、专利成果。我们指的理论成果主要是论文、著作。考虑到目前工作中无论是科研排序还是评奖,一个成果的意义,更多的是其被引用次数来体现的,学校基础理论研究的实力更多的是以被美国四大检索收录次数来衡量。为此,我们采用了中国科技信息研究所信息分本文由论文联盟//收集整理析中心提供的期刊源来作为评价论文的标准。获奖成果三级指标的所有奖项不重复计算,只取最高级别的奖励进行统计,如某项成果既获得国家级二等奖,又获得省部级一等奖,则只计国家级二等奖,不计省部级一等奖。 1.3 人才情况的量化设计 同一个人应就高不就低如某专家是院士又是长江学者,只计入院士。学术任职也以得分最高的级别为评分根据,任多个职务不重复评分。指标说明:国内外院士包括中国科学院院士、中国工程院院士、国外院士。杰出人才:973首席科学家、长江学者特聘教授、教学名师、何梁何利基金奖励人员,杰出青年基金获得者,跨世纪人才专项基金获得者。优秀青年学者:中国青年科技奖获得者、优秀青年教师资助计划获得者、国家自然科学青年基金项目获得者。学术任职是指:全国学会常务理事、省(部)级学会正副理事长、国务院学位委员会学科评议组成员,部级学术(教学指导)或评审委员会委员。国务院学位委员会学科评议组成员和全国学会理事长得分10,部级学术(教学指导)或评审委员会主任委员得分为8,全国学会副理事长得分5,部级学术(教学指导)或评审委员会副主任委员或省(部)级学会理事长得分为4,全国学会常务理事得分为3,部级学术(教学指导)或评审委员会委员和省(部)级学会副理事长得分为2。 1.4 科研经费的量化设计 经费投入按科研经费年平均投入及科研人员年人均课题经费计算,科研经费年平均投入每获得100万元计10分,科研人员年人均课题经费按每万元5分计算。 1.5 科研条件的量化设计 科研条件分为硬件条件和科技情报。硬件条件分为国家级科研基地和省部级科研基地,国家级和省部级科研基地是指重点学科、重点实验室、工程中心、技术中心等。国家级科研基地每项20分,省部级科研基地每项10分。科技情报分为中外文期刊和馆藏图书,中外文期刊每100种5分,馆藏图书每万册3分。 2 科研实力评估定性评议指标计分标准 2.1 科研投入的量化设计 科研投入中的二级指标人力投入分为职称结构、年龄结构、知识层次结构。职称结构的主要参考评价信息按专业技术职务(按实际聘任计算)结构是否合理(正高∶副高∶中级∶初级职务为1∶3∶5∶7),年龄结构评价主要参考信息按学校高职人员中中青年比重(%),知识层次结构评价主要参考信息按高职人员拥有博士学位者比重(%)。二级指标经费投入主要参考国家级科研经费占总经费的百分数,横向课题经费占课题总经费的百分数。 2.2 科研条件与环境定性指标的量化设计 科研条件与环境的定性指标校局域网医学信息满足度的主要评价等级按能够满足,基本满足、部分满足、不能满足四个等级来评价,学术氛围的评价主要参考信息室按是否能加强人才队伍、提高专业水平,积极为广大科研人员创造民主、平等、自由的学科环境及参与各种学术交流的机会,评价等级分好、较好、一般、差四个等级。 3 结语 科研实力评估指标体系量化的规定是三级指标以基础要素为计分单位(位,篇,项等),以总累计分值高低判定评估结果,控制指标是我们对参评对象的评估项目应具备或达到什么样的要求所设置的基本指标限定。设控制指标的主要目的是防范部分指标互相掩盖或吃分现象的发生,保证和控制评估质量。这就是本指标体系有别于当前实行的达标评估的重要标志之一。达标评估是以达到标准者为合格;选优评估是以分值高低为依据,但这种依据必须建立在对参评对象全面考核的基础之上。因此,其指标选择、分值分布等必须严谨、科学,必须具有很强的针对性,必须起到平衡制约指标间内在关系的作用。 科研设计论文:如何提高中医药科研课题的科研设计质量 【关键词】 统计学；医学论文；科研设计 很多科研人员(包括临床医生)在进行科研工作过程中,习惯用专业知识取代一切其他知识。其突出表现是：等科研工作已经完成,甚至论文已写完,因某些数据处理有问题被退稿时,才想起要找统计学工作者帮助处理论文中的实验数据；考虑问题稍周到一些的科研人员在科研工作完成之后,在撰写论文之前就想到要运用统计学知识来分析实验数据。这两种运用统计学的科研人员都是在把统计学当作分析数据的“计算工具”或当作发表学术论文的“敲门砖”,是对统计学重要性认识不足的突出表现。理由很简单,科研数据是否正确可靠、是否值得进行数据分析、结论是否可信等一系列重要问题都没有令人信服的证据来帮助说明,换句话说,若缺乏科研设计或科研设计不科学、不完善,即使花费10年时间和数亿人民币进行调查或实验获得了大量科研数据,与某人用计算机产生的毫无专业含义的任意多个随机数据没有什么区别,除了浪费了大量国家和人民的血汗钱,对科学技术进步、对人类的贡献不仅为零,甚至是负数！因此,在进行科研工作之前,制定科学完善的科研设计方案,特别是其中的实验设计方案或调查设计方案的质量好坏,是科研工作成败的关键所在！ 科研设计包括专业设计和统计研究设计。专业设计主要包括基本常识和专业知识的正确、全面、巧妙地运用；而统计研究设计包括实验设计、临床试验设计和调查设计。值得注意的是：在很多科研人员所做的科研课题中,不仅严重忽视统计研究设计,就连专业设计也有严重错误,主要表现在犯了基本常识错误和违背专业知识错误。这类错误所发生的频率还相当高,是一种不能容忍的不正常现象！ 在统计研究设计所包含的3种研究设计中,实验设计是最重要的,因为很多关键性的内容都包含在其中,其核心内容是“三要素”、“四原则”和“设计类型”。所谓“三要素”就是受试对象(或调查对象)、影响因素(包括试验因素和重要的非试验因素)和实验效应(通过具体的观测指标来体现)；所谓“四原则”就是随机、对照、重复和均衡原则,它们在选取和分配受试对象、控制重要非试验因素对观测结果的干扰和影响、提高组间均衡性、提高结论的可靠性和说服力等方面将起到“保驾护航”的作用；所谓“设计类型”就是实验中因素及其水平如何合理搭配而形成的一种结构,它决定了能否多快好省且又经济可靠地实现研究目标。科研人员若对重要非试验因素考虑不周到、对照组选择不合理、设计类型选择不当或辨别不清,导致科研课题的科研设计千疮百孔、数据分析滥竽充数、结果解释稀里糊涂、结论陈述啼笑皆非。下面笔者就“实验设计”环节存在的问题辨析如下。 1 在分析定量资料前未明确交代所对应的实验设计类型 人们在处理定量资料前未明确交代定量资料所对应的实验设计,对数千篇稿件进行审阅后发现,大多数人都是盲目套用统计分析方法,其结论的正确性如何是可想而知的。这是一条出现非常频繁的错误,应当引起广大科研工作者的高度重视。 2 临床试验设计中一个极易被忽视的问题——按重要非试验因素进行分层随机化 例1：原文题目为《气管舒合剂治疗支气管哮喘的临床观察》。原作者写到：“全部病例均来源于本院呼吸专科门诊和普通门诊,随机分为治疗组40例和对照组30例。其中治疗组男21例,女19例；年龄21～55岁,平均(36.28±9.36)岁；病程2～23年,平均(10.31±17.48)年；病情轻度者16例,中度24例。对照组30例,男16例,女14例；年龄20～53岁,平均(35.78±9.53)岁；病程3～24年,平均(11.05±6.47)年；病情轻度者13例,中度者17例。两组间情况差异无显著性,具有可比性。”请问这样随机化,其组间具有可比性吗？ 对差错的辨析与释疑：显然,研究者在试验设计时未对重要非试验因素采用分层随机保证各组之间的可比性。这条错误的严重程度为不可逆,出现不可逆错误意味着原作者的试验设计具有无法改正的错误,必须重做实验！究其原因,主要是原作者未理解统计学上随机的概念。统计学上随机化的目的是尽可能去掉人为因素对观测结果的干扰和影响,让重要的非试验因素在组间达到平衡。稍微留意一下原作者随机化分组,明显带有人为的痕迹,治疗组40人比对照组30人多出10人；治疗组病程的标准差17.48是对照组病程的标准差6.47的近3倍。笔者很疑惑怎样的随机化才能达到如此的不平衡？事实上随机化有4种：子总体内随机、完全随机、分层随机和按不平衡指数最小原则所进行的随机,原文条件下应当选用分层随机,即以两个重要的非试验因素(性别和病情)水平组合形成4个小组(男轻,女轻,男中,女中),然后把每个小组内的患者再随机均分到治疗组和对照组中去,这样分层随机的最终结果一定是治疗组和对照组各35人,且使2组间非试验因素的影响达到尽可能的平衡,从而可大大提高组间的可比性。在本例中,若“病程”对观测结果有重要影响,在进行分层随机化时,在按“性别”和“病情”分组的基础上,还应再按“病程”(设分为短、中、长)分组,即共形成12个小组,将每个小组中的患者随机均分入治疗组与对照组中去,这是使“性别、病情、病程”3个重要非试验因素对观测结果的影响在治疗组与对照组之间达到平衡的重要举措,也是所有临床试验研究成败与否的最关键环节！ 3 实验设计类型判断错误 例2：某作者欲观察甘草酸、泼尼松对慢性马兜铃酸肾病(aan)肾损害的干预作用,于是,进行了实验,数据见表1。原作者经过用甘草酸和泼尼松分别与同期正常对照组和模型组比较,一个p＜0.05,另一个p＜0.01,于是得到甘草酸、泼尼松对慢性aan肾损害具有一定程度的保护作用,且泼尼松的效果更佳。请问原作者的结论可信吗？表1 各组大鼠血bun及scr变化比较（略）注：与正常对照组同期比较,*p＜0.05,**p＜0.01；与模型组同期比较,p＜0.05,p＜0.01 对差错的辨析与释疑：本例错误极为典型,通常科研工作者欲观察某种药物是否有效,习惯上会建立正常对照组、模型组(即该药物拟治疗的病态组)和在模型组基础上的用药组(如本例中甘草酸组和泼尼松组)。这样的设计本身并没有错,但这仅仅是专业上的“实验安排(可称为多因素非平衡组合实验[1])”,而并非是统计学中所说的某种标准实验设计类型。写在“组别”之下的4个组,并非是一个因素的4个水平,而是2个因素水平的部分组合。这2个因素分别是“是否建模(即正常与模型2个水平)”和“用药种类[即不用药(相当于安慰剂)、用甘草酸和用泼尼松3个水平]”。2个因素共有6种水平组合,即“组别”之下缺少了“正常基础上用甘草酸”和“正常基础上用泼尼松”。这样设计的实验才可能反映出“是否建模”与“用药种类”2个因素之间是否存在交互作用。 在本课题研究中,由于未在实验前作出正确的实验设计,处理数据时错误就悄然产生了。具体到本例,从原作者在表1的注解中可以看出,通过单因素方差分析分别比较同期(即相同观测时间点)的甘草酸组和泼尼松组与正常对照组和模型组之间的差别是否有统计学意义。这样的做法有3个严重错误：第一,严格地说,在模型组基础上的用药组是不适合直接与正常对照组相比较的,因为这样的比较解释不清到底是药物的作用还是由于模型未建成功而造成的假象；第二,将各个时间点割裂开分别比较破坏了原先的整体设计,数据利用率降低,误差估计不准确,导致结论的可信度降低。将一个重复测量实验的各个时间点割裂开来考察,就等于在各个片段上估计实验误差、作出统计推断,好像盲人摸象一样,摸出来的结果差别何其之大；第三,要想说明两种药物哪个效果更佳,在得出差别具有统计学意义的基础上,衡量的标准是应看组间平均值的差量的大小而不应看p值是否足够地小,不能说p＜0.01时就比p＜0.05时更有效,这种忽视实验误差、忽视绝对数量和脱离专业知识的想法和做法都是不妥当的。 如何正确处理表1中的实验资料呢？关键要正确判定该定量资料所对应的是什么实验设计类型。由前面的分析可知,表1定量资料对应的是“多因素非平衡组合实验”,而不是某种标准的多因素实验设计类型。明智的做法是对“组别”进行合理拆分,即根据专业知识和统计学知识,对“组别”之下的所有组重新进行组合,应使每种组合对应着一个标准的实验设计类型。正确地拆分结果分别见表2和表3。表2 正常对照组与模型组大鼠血bun及scr变化的测定结果（略）表3 模型组和2个用药组大鼠血bun及scr变化的测定结果（略） 事实上,由科研习惯形成的这一套实验方案笔者形象地称之为多因素非平衡的组合实验,或者说,它是实验设计的表现型。通常可以进行统计分析的都必须是标准型(即统计学上所说的某种实验设计类型),因此需要能看出代表表现型本质的原型(本例中组别之下应该有6个组,这6个组构成一个2×3析因设计结构,但原作者少设计了2个组)。通常需要将表现型或/和原型拆分成标准型后再选择合适的统计分析方法进行数据分析。本例根据原作者的意图,可以将表1拆分成2个标准型,形成2个具有一个重复测量的两因素设计定量资料,见表2和表3。相应的统计分析方法就是具有一个重复测量的两因素设计定量资料的方差分析。此处请读者注意：第一,具有一个重复测量的两因素设计定量资料的方差分析和一般的方差分析虽然都叫方差分析,但它们的计算公式却有本质区别,绝不可混用；第二,重复测量因素(本例中为时间)不要与实验分组因素(表2中叫“是否建模”；表3中叫“药物种类”)同时列入左边,它们是本质不同的两种因素,一般应该把“重复测量因素”放到表头横线下方。 通过本例可以看出,在实验前明确实验设计是多么重要的一件事情。试想,若让本例原作者写明他的实验设计类型,他必然就会对基本的实验设计类型作一番调查和学习,自然就能发现他所“设计”的实验并不是统计学上相应的实验设计。那么通过咨询相关人士必能做出比较正确的实验设计,不仅可以提高科研设计水平,而且可以大大提高科研课题和论文质量。 例3：原文题目为《土荆芥-水团花对胃溃疡大鼠黏膜保护作用的研究》。原作者使用单因素多水平设计定量资料方差分析处理表4中的数据。请问原作者这样做对吗？表4 各组黏膜肌层宽度、再生黏膜厚度变化（略）注：与正常组比较,ap＜0.05；与ns组比较,bp＜0.05；与cp 10 mg·kg－1 组比较,cp＜0.05 对差错的辨析与释疑：本例涉及到统计学三型理论[1]中的一些概念,简单地说就是可以直接进行统计分析的来自标准设计的数据表叫标准型,反映问题本质但并非是标准型的数据表叫原型,而掩盖了原型信息的数据表叫表现型。“组别”之下的6个组,似乎是某个因素的6个水平,其实不然！这6个组涉及到多个试验因素,应对“组别”拆分重新组合后,再分别判定各种组合所对应的实验设计类型,并选用相应的统计分析方法。组合1：空白对照组(正常)、阴性对照组(ns),这是单因素两水平设计(简称为成组设计)。由于正常组无实验数据,故该组合无法进行统计分析；组合2：ns组、ra组、cp(20/mg·kg-1)组,这是单因素3水平设计,因素的名称叫“药物种类”；组合3：ns组、cp(10/mg·kg-1)组、cp(15/mg·kg-1)组、cp(20/mg·kg-1)组,这是单因素4水平设计,因素名称叫cp的剂量(其中,ns组可视为cp的剂量为0)。 对于组合2和组合3,若定量资料满足参数检验的前提条件,可选用相应设计定量资料的方差分析,否则,需要改用相应设计定量资料的秩和检验。 4 人为改变设计类型且数据利用不全 例4：某作者使用表5中的数据进行分析,欲比较治疗组和对照组在治疗后的各个时间点的疗效情况,使用的分析方法为一般卡方检验,请问原作者这样做对吗？ 对差错的辨析与释疑：从给出的统计表可以看出,该作者有意或者无意之间收集了一类相当复杂的实验设计类型下的定性资料,结果变量为多值有序变量的具有一个重复测量的两因素设计定性资料,处理这个设计下收集的定性资料要使用相应设计定性资料的统计模型分析法。由于上述方法过于复杂,因此,通常在实际运用中,实际工作者将重复测量因素武断地视为实验分组因素,从而使该资料变为结果变量为多值有序变量的三维列联表资料。在已经出错的前提下,原本应当使用cmh校正的秩和检验或者有序变量的多重logistic回归分析处理资料。然而,该作者显然在此基础上进一步合并了数据,将结果变量变成二值变量(有效、无效),也就是说,原作者实际使用的仅仅是最后一列数据(即总有效率),并且最为严重的错误是将三维列联表资料强行降维成二维列联表资料,使用一般χ2检验进行分析。经过一系列的简化与错误合并,最后结论的可信度还剩下多少呢？表5 原作者对2组疗效比较的试验设计及数据表达（略）注：与对照组同期比较,*p＜0.05 由于篇幅所限,这类错误笔者只给出1例,实际上此类例子在很多杂志中普遍存在。这说明在进行实验设计时,很多研究人员并未做到心中有数；分析数据时,按自己熟悉的简单统计分析方法所能解决的数据结构强硬地改造数据,严格地说,在用表格表达实验资料的那一刹那就已人为改变了资料所对应的实验设计类型,这种做法的科学性和得出结论的正确性都将受到质疑[2]。 5 正交设计及数据处理方面的错误 人们在进行正交设计和对正交设计定量资料进行统计分析时,常存在下列3个误区：很多人过分强调用正交设计可以大大减少实验次数,因此,无论各实验条件(正交表中的每一行)下的实验结果波动有多大,都不做重复实验,这是第1个误区；将正交表各列上都排满试验因素,用对实验结果影响最小的试验因素所对应的标准误作为分析其他因素是否具有统计学意义的误差项,导致误差项的自由度较小,结论的可信度较低,这是第2个误区；在对正交设计定量资料进行方差分析后,即使存在多个无统计学意义的因素,仍对少数几个有统计学意义的因素进行解释,未将无统计学意义的因素合并到误差项中去重新估计实验误差,以获得具有较大自由度的误差项,这是第3个误区。 科研设计论文:设计临床科研试验的主要原则 作者：张振馨 [关键词] 临床科研 原则 随着医学的发展，新的药物和治疗方法不断涌现，在这些新药物和治疗方法中，有的有效，有的无效，有的甚至对人体有害。医生要为病人选择疗效好和副作用少的药物和方法，必须了解新药临床试验的概况，掌握疗效评价的原则。 临床试验是一种医学研究的方法，属于实验性研究的范畴。通过成功的临床试验能科学的评价药物、疗法和预防性干预措施的效果及副作用，并使试验结果外推到总体病人或总体人群。现从临床流行病学角度谈谈设计临床试验的主要原则。 一、新药临床试验分期 1.ⅰ期临床试验是在人体进行的新药试验的起始期，主要是观察药物的安全性，确定用于临床的安全有效剂量和给药方案，包括药物耐受性试验，药代动力学和生物利用度研究的小规模临床试验。 2.ⅱ期临床试验是通过随机对照临床试验评价药物的疗效和安全性。 p 3.ⅲ期临床试验为扩大临床试验，是多中心的，在较大的范围内进一步评价新药的疗效、适应证、不良反应、药物相互作用等。 4.ⅳ期临床试验为上市后的监察，目的是对已在临床广泛应用的新药进行社会性的考察，着重于新药的不良反应监察，其次为研究和鉴定药物的远期疗效和新的适应证。 我国的ⅱ期临床试验分两个阶段，相当于国外的ⅱ期和ⅲ期试验；我国的ⅲ期临床试验相当于国外的ⅳ期临床试验。 另外，早期的临床试验常不分期。例如，有的制药厂研制出治疗脑血栓的新药，在动物实验中疗效显著，制成针剂在临床应用，其给药方案和剂量参照国外“同类”产品。而医生在应用此类产品时，进行了严格的血液学指标的监测，发现和国外“同类”产品并不相同，存在着潜在的不安全因素。此类药物未经完善的临床试验而用于临床是值得我们关注的。 二、临床试验中的关键设计 (一)设立对照组 早期临床疗效研究多是病案分析性质的临床经验总结，不设对照组，也不论疾病是否有自愈倾向，根据治疗后病情的变化用治愈率表示疗效。此后，有的设计根据医生或病人的主观愿望先确立治疗组，然后随意选择同期或不同期，在同一医院或不同医院，应用不同治疗方法的同类病人为对照，并非确立了研究对象后，将他们随机分配到治疗组和对照组中。虽然有的论文报道临床试验采用随机对照，但没有描述二组治疗前均衡性检验的结果。这些方法(无对照、无随机对照或无证据说明进行了随机对照)都不能真实地反映所研究药物的疗效。影响临床试验的因素很多，包括：(1)治疗措施；(2)疾病的特征(不同的疾病有不同的病理发生期和临床期特征和结局，同一种疾病在不同的病人中表现的类型、病程、严重程度、试验前的治疗、并发症和预后也不一样；如脑血管病有自愈的倾向，变性病呈慢性进行性发展直至死亡)；(3)安慰剂效应(根据报道安慰剂对临床多种疾病的有效率达30%；(4)霍桑效应(某些疾病的病人，因迷信或厌恶某医生或医院而产生一种心理效应，对疗效产生正负两方面的影响)；(5)其他因素(对象的选择，观察测量的指标和方法，以及受试者的失访率等)。由此可见，在接受某种治疗的实验组中，在研究终点时所统计出来的“? 菩а保???嵌嘀忠蛩氐男в?恢?谝黄鸬淖酆献饔茫?晒φ牧俅彩匝檠芯坑δ芙?煌?вη?挚??怪瘟拼胧┑男в?凸鄣谋┞冻隼矗?赐ü?员燃?鹧芯恳蛩睾头茄芯恳蛩厮???男вγ???图跎傺芯康奈蟛睢?/p 临床试验采用的对照方法如下。 1.随机对照：随机不同于随意和随便，有特定的含义和实施方法。随机是指通过不同的方法(简单、分层、区组随机)，使研究对象有均等的机会被分配到试验组或对照组，使除研究因素以外的非研究因素(包括已知和未知的)，在两组间分布均衡，保证试验组和对照组的可比性，如果在研究结束时无其他方面的偏倚，则可以把两组间疗效差异归因于治疗方法的不同。此外，很多统计学处理方法建立在随机原则基础上，随机分组是统计学分析的基础。 2.随机的自身对照和交叉的自身对照：此类对照是随机对照的特殊方式。自身前后对照是受试者接受前后两个阶段的治疗，分别应用两种不同的处理措施，并分别对其效果进行观察和对比分析。两阶段之间通常有一个间隔时间，即洗脱期，以消除前阶段用药对后阶段的影响。洗脱期约为所用药的5个半衰期，多用于慢性疾病，如高血压、神经系统变性病。交叉试验是用随机的方法把病人分为两组，一组先用甲药试验，后用乙药对照；另一组先用乙药试验后用甲药对照。试验与对照间有洗脱期，实施此类对照的条件是原有的治疗作用在间歇期内被洗脱掉。第二阶段开始前两组病例的基本情况应与第一阶段开始时完全一样。 3.历史性对照：不同病例前后对照研究，又称历史性对照研究，以过去疗法为对照组，以现在的新疗法为试验组。历史性对照比较方便，节省人力物力，但偏倚往往很大，因为随时间的迁移，诊断标准、治疗条件、医务人员水平都在改变，因此两组病人很难有可比性。为了增加可比性，宜将两组病例的主要特征进行配对；不同时间的两组病人应是同一医疗机构，由同一批医生进行；历史对照应是最近临床试验的研究对象，并具备和试验组同样的诊断标准、纳入标准、疗效评价指标和方法等。此外，所研究疾病的自然史(发病原因、机理、临床过程、并发症及自然转归等)必须明确。 4.无对照组研究：除治疗措施外，多种因素都将影响临床试验的结果。因此，无对照组的研究结果通常很难说明问题。对于随机事件的抽样研究必须设有对照组。如果使不可能的事件变成可能，甚至成为必然，这种突破性研究无需对照，如肾移植手术。 (二)控制假阳性(α)和假阴性(β)错误，使临床试验真实可靠 假阳性率是用某药(研究因素)治疗某种疾病(研究疾病)实际无效，而研究结果却判为有效的错误概率，也称α值，第ⅰ类错误概率。假阴性率是有效的研究因素判为无效的错误概率，也称β值，第ⅱ类错误。设立对照组和将研究对象进行随机化分组是控制混杂偏倚，减少这两类错误的重要环节。此外，必须考虑下列几方面。 1.正确地估计样本量，避免抽样误差，以便在计算治愈率时能得出差异有显著性的结果。样本过小，往往造成研究结果的假阴性。 2.选择研究对象要有确切具体的诊断标准、纳入和排除标准，避免因选择的受试病人不能代表总体，而仅代表部分病人所产生的选择偏倚。例如在缺血性脑血管病的静脉溶栓治疗的临床设计中，选择病人入组条件之一是发病到治疗时间限于3小时以内。另一种情况，患者清晨醒来发现偏瘫。如果把发现时间当做发病时间来计算治疗时间窗，有可能因实际的时间窗超过3小时而出现降低疗效，增加出血的危险。因此，必须制定排除标准，把不能肯定确切发病时间者除外。临床试验中通常把具有下列情况的患者，作为排除对象：(1)同时患有另一种影响本次科研效果的疾病；(2)同时患其他严重疾病者；(3)已知对药物有不良反应者。此外，选择研究对象应选能服从试验安排的依从性好的患者，否则会影响研究结果的准确性。 3.采用盲法收集资料，控制信息偏倚。如果研究对象知道自己，研究人员知道研究对象的分组情况，则将产生观察性偏倚。已知分在对照组的受试者往往对治疗失去信心而中途退出。被试者可能会因入治疗组受益而报告不真实的结果。研究者希望自己的研究得出阳性结果，有可能歪曲观察结果。为了避免这种偏倚，最可靠的方法是使上述两者均不了解分组情况，即谓之“盲”法原则。 4.确定统一的治疗方案、观察指标和方法，使两组得到同样的处理和观察，以取得较为真实的结果。观察指标是衡量疗效的主要内容，无论是主观指标( 临床症状和体征)，还是客观指标(临床实验室检查)的观察，其测量的可靠程度都影响“疗效”。主观指标易受研究对象和研究人员的心理状态，启发暗示和感官差异的影响，因此在测量时应将这类临床的定性测量进行量化处理(量表法、测量项目分级化和加权以及形象排列分级)，试验中尽量用有客观测量数据的指标作为评价指标(如死亡或仪器测量数据)。这是控制信息偏倚的另一个重要环节。 科研设计论文:论科研项目管理系统的设计与实现 论文摘要：随着计算机应用水平的提高和科研管理的规范化和制度化，建立一套适用于科研院所科研管理工作的科研项目管理信息平台，已经成为各大科研院所较为迫切的需求。采用面向对象的思想设计科研项目管理系统，并在delphi和数据库工具下实现。利用本系统能对科研项目进行规划和管理，对成本、进度和功能特性进行跟踪，在出现问题时，能够识别并及时修正。 论文关键词：软件项目管理；面向对象；科研项目管理系统 科研院所的科研开发、试验分析、生产经营等各项活动，每时每刻都会产生大量信息。这些信息需要在企业内部上下之间、部门之间、总部与分部、外部供应商与企业以及企业与客户之间，进行输人、处理、输出、反馈。但目前，这些重要的信息大部分或被分散保存在各个互不兼容、自成一体的计算机系统中，或被锁文件柜和抽屉中，甚至没有形成文字，或者文字资料不完整，从而形成了一个个“信息孤岛”。本文建立一套适用于科研院所科研管理工作的科研项目管理信息平台，从而实现对科研项目的管理和规划。 1科研项目管理系统总体设计 一套较完善的科研管理系统应以项目管理为中心，涵盖计划、合同、实事、成果、专利、资金、人员、设备等方面，并可关联到办公、人事、财务、设备等其它业务系统。本系统可以实现从项目的计划申报、审批、项目开发、鉴定、成果登记、评奖到归档、查询和统计全过程的计算机网络化管理和信息共享。 1．1科研项目管理系统功能描述 该软件项目管理系统实现的主要功能有：项目管理和研发信息的添加、修改、删除，各个阶段基本信息的查询，报表的生成，实现在应用程序中对以word形式存储的文档模板的新建、保存功能，并可以完成已有文档的调用，实现文档的自动化，随时、快捷的查阅和修改文档，并作为研发后续阶段的参照。 1．2系统总体功能模块分析与设计 首先，进行科研项目计划编制。项目开发单位经市场调查，并经有关专家进行技术审查和审核，向管理部门进行计划申报，经管理部门审批后下达项目计划。申报的计划被批准后，项目开发单位组织项目的研究开发，管理部门可以对项目开发的各阶段实施管理，了解项目的进展情况，评估每一阶段的工作，必要时进行调整或撤销该项目。项目开发完毕，由开发单位提出鉴定或验收申请，管理部门可以组织有关专家对项目进行鉴定、审查和评议，得出相应的结论。 本系统还可以对以上各个环节进行查询、统计，随时从宏观上了解所有项目的进度及相关材料。其功能模块结构如图1所示。 1．3系统管理文件流程 科研项目管理涉及大量的管理文件，文件处理应遵守流程，从立项(项目申报)开始，审批、开发、鉴定到最后归档的过程如图2所示。 2数据库设计 本系统通过数据库进行管理，可以方便管理数据、文档以及快速查询。数据库设计是系统设计很重要的部分，设计质量的好坏，数据结构的优劣，直接影响到系统的成败。数据库设计是指对一个给定的应用环境，构造最优的数据模式，建立数据库及其应用系统，使之能够有效地存储数据，满足各种用户的需求。 2．1数据库表结构设计 本系统的数据库是采用delphi自带的databasedesktop工具设计的，根据系统的需要，设计了立项管理、进度计划表、配置管理表等多个数据库表。如表1～表3所示。 2．2系统模块设计 系统划分为4大模块：过程管理模块、研发管理模块、查询统计模块和系统管理模块，其中每个模块都包含一系列子模块。过程管理模块包括：立项管理、结项管理、项目计划与监控、配置管理、质量保证、人员管理；系统管理模块包括项目新增、项目打开、权限管理、代码管理、文档模板管理和系统退出。研发管理主要指进度管理，该模块是系统核心部分，内容也较多，有需求分析、概要设计、详细设计、实现管理、维护、计划、进展报告和进度控制与调整模块。各模块分别形成相应的文件，内容文件名填人相应的项目信息表中。进展报告在进度管理中占有很重要的地位，是项目调整和监控的主要参考。 为了方便及时了解各个项目的相关信息，系统查询模块分为4个部分：基本信息查询模块、进度查询模块、计划查询模块和设计查询模块。各部分完成的功能是对相应的信息进行查询。 3系统实现 sqlserver2000大型数据库具有大容量、高效率等特点，为用户提供强大的功能支持。因此，后台数据库选择的是sqlserver2000。在sqlesvrer2000中新建数据库，命名为cmm2。在数据库cmm2中，建立以表1～表3为主的数据库表结构，通过delphi中提供的数据模块窗体，避免了向每个窗体中添加数据访问组件来访问数据库中的数据。系统的实现，完成的主要工作——文档管理，通过在edlphi中调用word软件实现。在wordapplication组件的ondocumentbeforeclose事件中添加如下代码： wordapplication1．quit； wordapplication1．disconnect； 报表采用ed lphi7自带的rave5．0报表设计器进行设计。rave报表是一种基于组件的可视化报表设计工具，使用它可以简化设计过程，提高设计效率，并且可以制作出漂亮的样式，从简单的分带报表到复杂的、高度个性化的报表都能轻易完成。利用rave制作的报表有下面的特征：带字回绕功能、图形化、页边间距调整、精确页面位置控制、打印配置、字体控制、打印预览、重复使用等。 4结论 本系统可以使科研项目管理部门从繁琐的项目材料管理中解脱出来，将精力集中到对项目本身的管理，从而加强技术创新工作，推动科学技术成果向现实生产力的转化。 利用本系统，为一些科研项目建立了软件项目管理的策略和实施这些策略的规程，使得软件开发和维护的过程相对稳定，已有的成功经验可以被复用，并可以对同类的新项目进行规划和管理，还可用于对成本、进度和功能特性进行跟踪，在出现问题时，有能力识别，并及时修正。 科研设计论文:交叉学科研究型课程设计与教学方法 摘要: 为有效地培养本科学生的创新意识，切实提高人才培养质量，本文提出了交叉学科研究型课程的教学方式。本文针对当前应用型本科院校在创新人才培养方面存在的主要问题，明确了相关的教学问题，进而从课程建设目标、教学内容、实施方式及评价方式等方面阐述了解决主要教学问题的途径与方法。实践表明：本文提出的教育模式有效地提高了教育教学质量和学生的创新意识，具有一定的示范性和很好的推广价值。 关键词: 创新人才培养;交叉学科;研究型课程 我国已经逐渐步入创新驱动的发展时代，这使得高等院校所肩负着的学术创新和培养创新型人才的任务有了新的时代内涵和更为迫切的需求[1]。在这样的背景之下，高等教育、教学体系面临着战略性变革的要求，其核心即是把创新意识贯穿于人才培养的全过程中[2]。作为高等教育的基础环节，如何在本科阶段的人才培养策略中体现创新驱动，日前越来越受到学者的关注。本科研究型课程的出现为解决这一问题提供了有效的途径[3][4]。然而单一学科的研究型课程开设有其弊端。首先，研究生阶段的创新型研究有大量灵活的时间做基础，可以通过文献深度研读和实际项目参与增加研究深度，利用大量不同学科的学术讲座和学术交流活动拓展宽度，为创新研究积累足够的土壤。而以课程教授为主的本科学习过程中，没有这么多灵活可用的时间可以支配。单一学科的研究型课程虽然为进行一定深度的研究提供了课上的时间，但并不能弥补广度上的不足。其次，本科阶段的公共选修课虽然为其提供了一定的知识广度，但对创新的针对性不强，也缺乏与本学科知识相融合的指导。在这样的背景下，本文提出一种新颖的创新人才培养方式，将交叉学科[5]与研究型课程相结合，通过合理的课程设置，以交叉学科应用背景为导向，以问题探究及在本学科内的创新解决方法为主体，为本科学生创新意识、创造型思维的培养提供了丰富的土壤。 1研究出发点 在充分调研国内外对交叉学科研究型课程开展情况和研究成果的基础上[6]~[9]，作者对本专业本科学生围绕现有课程课堂教学的感受、评价以及实施研究型课程教学模式改革的认知度与期望度进行了抽样调查分析。结果表明，大多数课程的课堂教学内容偏重于对学生理论知识的传授，教学方式上缺乏对学生主动探究式学习的引导，针对运用理论分析解决实际问题能力的培养也有所欠缺。另外，由于学科、专业设置的限制，很多学生对本专业外的知识了解很少或对本专业与其他专业、学科的关系了解很少。在大一到大四的过程中，受到教育逐渐由通识教育转变为专业教育，由综合素质培养逐渐转变为以就业为导向的专业知识技能培养，反而在一定程度上压制了一部分同学的求知欲和好奇心，降低了他们的研究热情。对于面向就业的学生而言，除了专业知识之外，往往也需要思维方式的创新和转变；而对于面向研究的学生而言，保持好奇和研究热情、持续激发其想象力和创造力就显得更为重要。实施以交叉学科研究型课程为导向的人才培养方式，不仅有助于弥补现有教学模式的缺陷，同时也适应了高校培养创新型本科专业人才的时代要求，更能够受在最大程度上激发本科学生的创新意识和创新热情。 2交叉学科研究型课程设计总体思路 作者在深度调研广大应用型高等院校已实施的研究型课程的成功经验和存在不足的基础上，以所在信息类学科开设的本科研究型课程“复杂网络基础”为载体，对交叉学科研究型课程的建设展开了研究，总结了以下几点作为课程设计的总体思路。 (1)交叉学科研究型课程建设目标的设置 研究型课程旨在培养学习者的探究意识和探究能力，其重点在于改变学生的学习方式，即改变学生在原有的教育、教学条件下所形成的偏重于记忆和理解、立足于接受教师所传授知识的单纯的学习方式，使学生在体验、探究、合作、实践等活动中形成一种主动探求知识、重视解决实际问题的新型学习方式，进而形成科学探究能力，并在探究的过程中逐渐培养科学信念和创新精神。交叉学科研究型课程建设目标的设立比普通研究型课程更为复杂。除了主动探求、重视实际问题之外，增加了与其他专业、学科甚至其他门类不同思维方式和学习、研究方法的交流能力的培养。在有限的课程时间内，如何合理设置学习目标，使课程设置对学生能力的培养既全面又要层次分明、主次突出，还要兼顾因材施教、因人而异，通过不同侧重、不同顺序设置多维培养目标，是首先需要探讨和明确的问题。 (2)交叉学科研究型课程的内容设置 研究型课程在内容上涉及各类学科领域及学科间交叉的领域，本身就具有“交叉性”。如何基于我校的实际情况，根据现有的专业设置、各学科科研情况、综合利用已有的交叉学科研究资源设置合理的研究型课程内容，是对单一学科研究型课程进行改革的重中之重。 (3)交叉学科研究型课程实施方式的设计 要实现研究型课程的教学目标，其课程实施方式尤为重要。研究型课程在原则上主要通过组织一些探究性的项目研究活动来进行。交叉学科研究型课程的教学方式需要在此基础上进一步增强多样性、交互性和合作性，从而有效帮助学生从学习形式上作为切入点，逐步转变学习思维和学习习惯。 (4)交叉学科研究型课程评价方式的设计 研究型课程评价的目的是要检验课程目标达到的程度，引导学生不断努力去达到或趋近目标，以评价促进学生的不断发展。这决定了研究型课程的评价是多元化的发展性的、重视过程性的评价。交叉学科研究型课程的评价在此基础上还需增加对跨学科交流能力和解决其他学科问题结果的评价。如何根据教学实际设置有效的评价体系，是交叉学科研究型课程能否最终实现预期目标的关键所在。 3交叉学科研究型具体课程设计及教学方法 3.1课程目标设置 根据交叉学科研究型课程的特性，作者对其课程目标的设置过程相比目前传统的课程目标设置做了以下改革：(1)改变传统课程目标设置以教学大纲和授课教师为主体的设置方式，转而以学生、交叉学科导师及专业导师三者共同参与的设置方式；(2)改变传统课程目标设置以整个专业为对象的设置方式，而以学生各自特点分类制定多元的课程目标，最大限度体现出小班授课、因材施教的课程优势；(3)改变传统课程目标设置以知识掌握作为唯一衡量标准的一维目标，转而根据多元的不同设定，设置实践探究能力、理论学习能力、组织交流能力、交叉合作能力、总结表述能力等多维的课程目标；(4)改变传统课程目标设置以一个培养计划周期或一个课程周期为基本时间单元的设置方式，转而以一个“目标更新→内容调整→实施形式修改→评价方式修正”的课程循环单元为周期，及时对多元多维目标的具体参数指标进行动态调整。 3.2课程内容设置 作者组将交叉学科研究型课程的内容分为课程基础和主体内容两部分：(1)课程基础包括该课程所必须掌握的基本理论和基础知识，与传统课程不同之处在于，课程基础部分所占比例远小于主体内容部分，约占整个课程内容的20%—30%。(2)主体内容由学生通过与交叉学科导师的交流，以发现问题的方式提出，并通过专业导师指导下的分组开题的形式最终确定。此部分为交叉学科研究型课程的核心内容，课题选择以学生为核心，以解决问题为线索，以课程知识为理论支撑。 3.3课程教学方式设计 对交叉学科研究型课程围绕“发现问题→理论学习→建模求解→总结分析”四个子模块，分别设计相应的教学方式：(1)在学期开始前由专业导师负责联系交叉学科合作单位，每门课程确定3到4名合作导师，以合作指导不同分组的学生。(2)以组织学生与交叉学科团队开展研讨会、交流会的形式组织学生开始收集资料，并从所获得信息中找到问题，形成第一阶段的问题形成报告；根据该报告，以专业导师指导下的讨论课的形式，对问题进行分类、抽象，并以此明确课题的划分，由同学自愿参加相应课题组。(3)以课题组为单位，在专业导师的指导下，针对本课题学习相应的课程理论，对课题进行预研，形成预研报告。预研报告通过的课题允许进行开题，并以课题组为单位开展后续研究型学习。预研报告不通过的课题在课程导师和交叉学科合作者共同指导下重新选定课题进行开题和后续研究型学习。(4)研究学习过程通过文献阅读汇报、平台及仿真工具使用学习、模型设计实践和问题求解讨论等多种形式开展，其中专业导师以指导为主。在学期中邀请相关专家或科研团队对较难的部分以专家座谈的方式进行交流，协助攻关。(5)每个阶段分组开展阶段总结和分析，不断修正课题方案，必要时对课题目标进行小范围的调整。 3.4课程评价方式设定 与传统课程单纯以教师评价的方式不同，交叉学科研究型课程在评价环节做出以下改变：(1)在评价主体上，由学生、专业导师和交叉学科导师三者共同给出评价，具体包括以下五种形式：a.自评，即同学的自我评定；b.互评，即组内成员的相互评定，其中课题组长的评定所占比重最大；c.团评，即以课题组为单位，有专业导师参与的团队之间的相互评定；d.师评，即专业导师对各个课题组进行评定；e.专评，即交叉学科合作导师对各课题组最终方案的有效度、实际价值等给出评判。(2)在评价周期上，以过程评价为主，即以每一个“目标更新→内容调整→实施形式修改→评价方式修正”的课程循环单元为周期，以过程评价的结果促进方法的改进或目标的修正，整个评价过程以档案的方式保存。 4成果推广与应用效果 青岛理工大学通信与电子工程学院积极探索和实践信息类学科创新型人才培养模式，取得了一定的成果。自2015年以来，得到其他学科专业的教师及相关从业人员的高度评价；学院先后获得多项相关教学研究及专业建设项目资助。学生在“全国大学生电子设计大赛”、“全国大学生创新创业项目”等国家级学科竞赛和培养项目中获奖人数、获批项目不断增加、档次不断提高。本科生参与科研项目人数也逐年增加，与合作导师联合发表学术论文、申请发明专利及软件著作权等自主知识产权数量、质量都较从前有大幅度提升。此外，该成果在电子信息工程、通信工程等多个信息类学科专业中进行了推广，推广效果良好，受到相关地市级媒体关注，相关成果被包括《半岛新闻网》等多家媒体的报道，为本文研究成果在其他学科中进一步推广打下了良好基础。 作者:赵锟 吉爱国 张冬梅 周立俭 宋传旺 王绪虎 单位:青岛理工大学 科研设计论文:科研管理推广系统设计 1系统需求分析 1.1系统功能需求 实现课题申报、立项评审、任务书提交、项目审核、结题申请、结题验收全过程系统化、信息化、项目化管理。实现项目申请立项、结题验收专家网上评审功能,由系统自动进行计算排名。申请人提交立项或者结题申请材料后,由科技秘书对项目进行汇总分类,按照项目内容进行分组,安排评审专家。课题评审专家接到任务后,在系统设置的规定时间内,只需一台可以上网的计算机和相关附属设备(键盘、鼠标等)即可登录系统开展评审工作,时间灵活度高,同时也节约了纸张的大量使用,节约学院办公经费,提高评审效率。把学院历史立项的所有项目和院外申报项目进行电子系统进档,建立项目数据库,使科研管理工作规范化、科学化和信息化;实现科研项目综合查询与统计功能。对相关类别科研项目数据实现图形化统计,生成水晶数据报表;实现科研课题项目化管理。 1.2用户功能需求 系统的用户角色有:普通教师、二级部门管理者、科研处管理人员、评审专家、系统管理员。各用户角色功能如下。普通教师:普通教师即课题的申报者,访问系统具有的权限主要有:浏览、录入个人信息、查询个人信息;填写、上传课题立项申请、任务书、结题验收的材料;查询项目评审情况;查询科研课题进展;科研档案输出打印、项目补录等。二级部门管理者:在系统中设置学校二级管理部门的管理者,主要是对属于本部门科研课题的立项申请、合同任务书和项目结题验收申请作基本的审核,查询本部门科研情况。科研处管理人员:主要是科技秘书,主要权限是查询项目立项申请、验收申请情况,对项目进行形式审核、分类,安排评审专家,填写科研处、校学术委员会意见;补录历史项目和院外项目;同时,对优秀项目进行成果推广。 1.3系统架构 高职院校科研管理系统的开发过程中,是以MVC三层架构为依托,并在其基础上进行了改造,增加了管理权限层,使其更符合本系统开发的需要,增加的全新权限层,能更好的控制权限管理,使其可实现到对每一底层按钮的控制。 2系统主要功能模块开发 2.1系统时间段设置模块的实现 通过对系统时间段的设置来限制系统使用者对系统的操作权限,同时也为规范科研处对科研项目的管理起到一定辅助作用。主要有立项申报开始、结束时间,任务书提交开始、结束时间,中期审查开始、结束时间,验收申请开始、结束时间等4个时间段(点)的设置。并提供了新增时间段和修改已设置时间段的功能。 2.2科研项目管理模块的实现 项目申报模块:主要页面元素有:列表窗控件、按钮、下拉菜单等等。通过该页面可以完成项目申请立项书的录入和保存;项目修改导出模块主要提供了在查询、修改、输出打印和删除申报书的功能。项目任务书管理模块:提供了项目任务书的录入和输出打印功能。对已超出系统规定的立项申请时间和已通过科研处审核的项目进行操作将出现相应报错提示。项目验收申请管理模块:提供了项目验收申请信息录入和结题验收申请表的输出打印。对输入数据格式不正确和已通过科研处审核的项目操作显示报错提示。项目主持人可以查看立项评审、验收评审的评审专家打分情况和评审意见。 3结语 科研管理系统上线运行以来,顺利完成了多个项目全过程项目信息化管理,取得了良好的效果。展望未来,随着云技术、跨平台移动终端技术的逐渐成熟,为高校科研项目管理提供了新的思路。 作者：邵检江 单位：广东交通职业技术学院 科研设计论文:卫生科研管理信息系统设计应用 1研究方法 1.1问卷调查 问卷调查表包括卫生计生委行政主管部门、医疗机构科研管理人员和专业技术人员3种。主要收集系统需求，系统应用前后各项流程及所需时间，共发放卫生计生委行政主管部门问卷2份，单位科研管理人员问卷22份，专业技术人员问卷44份。 1.2深入访谈 采取个人深入访谈方法，对卫生计生委、医疗机构科研管理人员和专业技术人员共10人进行了访谈，深入了解对系统的需求及系统使用前及使用后的科研管理模式、管理效率、经济效益等的变化。 2研究结果 2.1系统设计 分析需求调研结果后对科研管理信息系统进行了设计，本系统设计卫生计生委管理人员、单位管理人员、单位科研管理人员、科研人员和评审专家5种角色。角色不同，权限等级不同，可使用的功能菜单项也不同。共设10个模块，包括科研通知、科研项目、科研成果、、学术交流、学术专著、发明专利、统计查询、下载管理和系统管理。 2.2系统功能实现 通过科研管理信息系统的设计构建，实现了项目申报、审核、立项、中期考核、结题、成果、、学术交流等真正意义上的规范管理、实时管理、动态管理，科研人员能够及时了解个人的科研情况，及时有效地总结阶段性工作，规划科研目标；区卫生计生委和各单位科研管理人员可以快速汇总检索科研课题、成果等信息；管理人员可以随时了解各方面的科研信息及相关数据，从而制定出科学、合理、有效的中、长期发展规划。 2.3系统应用效果分析 2.3.1系统应用前后的工作流程比较 该系统应用前后的工作流程。传统模式下，科研管理是常规的项目管理和每年统计一次的成果管理；信息化模式下，增加了机构管理和科研人员管理；项目管理更精细；建立了各种科研成果库。 2.3.2系统应用前后的工作效率比较 系统应用前后工作效率的改变主要体现在科研通知、项目申报、科研经费管理、科研信息汇总等几方面。（1）科研通知。经调查，传统管理模式下，科研通知下达至专业技术人员的时间平均为10.1个小时，时间最长的单位达48小时。信息化管理模式，卫生计生委下发通知的同时，科研管理人员和专业技术人员可实时接收到通知。（2）项目申报。传统管理模式下，区级项目标书申报流程中各项工作需要的时间。信息化管理模式下，卫生计生委管理人员就可以在系统中直接查看和检索各单位提交的标书及相关信息。传统管理模式下，卫生计生委科研管理人员各项工作需要时间。信息化模式下，系统可对项目负责人相关信息直接隐藏，项目申报汇总、初筛分数汇总仅需8秒钟即可完成。（3）科研经费管理。传统管理模式下，项目经费使用情况登记在经费记录本上，卫生计生委年终考核时进行抽查。信息系统应用后，项目经费分类严格按照《闸北区卫生系统医学科研经费管理实施细则》的规定项目报销，超出类别比例，系统提示警告；可以实时查询每一笔账目的使用情况，经费使用明细、已使用经费总额、剩余经费总额在信息系统中一目了然。（4）科研信息汇总。传统管理模式下，专业技术人员、区属医疗机构、卫生计生委对年度科技成果等相关科研信息的汇总时间。信息化管理模式下，每项汇总时间只需8秒钟即可完成。 2.3.3系统应用前后对经济效益的影响 每年节省纸张7900~9400张，其中区级课题标书3000~4500张（每份标书20~30页，全区申报项目数量150项/年）；12家单位下发通知使用纸质版分发的形式，按照每年中期考核通知3页纸，结题通知两次共4页纸，立项评审通知申报2张纸、初审通知5张纸、复审通知2张纸，科研信息汇总通知5张纸，科研考核通知10张纸，其他通知20张，每家单位平均分发通知至8个科室估算，共4896张纸，约4900张。 3讨论 科研管理是一项系统工程，实践证明，科研管理信息系统在医院科研管理中发挥了极其重要的作用，本文对上海市闸北区科研管理信息系统设计对应用效果进行了分析研究，系统从2013年7月投入使用以来，产生了积极的管理成效，优化了科研工作流程，实现了科研相关信息实时共享；节约大量人力、财力和时间成本，提高了区域卫生科研管理工作效率；实现了依托系统的专家“背靠背”盲审，最大限度的减少了人为因素的干扰，提升了项目评审的公平性和公正性；科研经费支出审核更为高效准确，能够实时动态掌握科研项目情况，全面监管项目经费的使用；为管理者的决策提供了及时有效的支持，达到了智能化管理的目的。系统取得了较好的效果，仍有以下几方面需要改进：（1）不断规范工作的流程,改进和完善工作方法：应用的同时，要不断规范工作流程，改进和完善工作方法，才能相得益彰，比如，将年终科研奖励与个人科研信息维护挂钩等方式保证系统科研信息录入的及时性。（2）系统还要进一步改进升级，优化功能：目前信息系统具备了对科研相关信息汇总统计的功能，科研考核需要的数据能部分统计，而缺少报表的直接生成功能。以后系统进一步升级优化，年度科研考核表直接生成，帮助实施考核和分析。（3）与平台对接，实现资源共享：考虑与卫生信息化平台对接，实现与其他数据的互联互通、信息交换，进一步增加数据利用率。（4）进一步探索科研电子档案归档应用：科研电子档案能缩短档案能节省大量人力、物力和财力，且从接收到提供利用的流程，实效性强，利用率高。因此，将进一步探索科研项目、成果等电子档案归档的保存和应用，以便进一步节省资源，提高管理效率。 作者：买淑鹏 周洲 宗文红 单位：上海市闸北区卫生科技与信息中心 科研设计论文:机械设计大赛科研型人才的培养 1从参赛作品看目前高校机械专业人才培养战略 1）高校更加重视大学生创新能力的培养。 此次机械创新大赛中，很多作品创意新颖，结构巧妙，充分发挥了年轻人的想象力，他们将应用构思诠释到作品的开发设计之中，将专业理论知识实用化，锻炼了大学生的思维创新能力，说明高校已经认识到对机械类专业技术人才的培养，不能仅仅局限于理论知识的传授和单调程式化的常规设计能力培养。机械专业人才的培养，应该是个性化创新能力培养的过程，通过特定教师专业指导和学校统筹资助，使大学生将创新思维想象变为现实的成果作品，锻炼了发现问题、思考问题、解决问题的思维创新和实践动手能力，经过锻炼的大学生在进入社会工作岗位后，保持创新思维的习惯，用出色的业绩成果在工作岗位上展示自己的能力价值。 2）参赛大学生的动手实践能力获得了出色的锻炼。 从机械创新大赛作品的制作水平来看，绝大多数作品制作的比较粗糙，说明这些作品都是学生团队自己亲手制作的。正是通过这些制作较为粗糙的作品，体现了参赛大学生锻炼和提高自身能力的过程，并且是一种不受传统思想束缚的综合实践能力的锻炼，这个锻炼过程，不但可以将专业理论知识实践化，而且可以将知识学习和应用的范围扩展相关专业领域，使学生的知识理解运用和创新实践能力提高到更高的水平。 3）创新实践能力的提高带动了学习专业知识的兴趣。 机械专业大学生参加此类组织形式正规、评比严格的比赛，会激发他们学习专业知识的兴趣，锻炼他们创新的头脑。拥有了知识运用的兴趣，获得了鼓励性的成果评价，他们会更加主动寻找实践锻炼的机会，并以获得社会评价为至高无上的精神乐趣。尤其是机械类专业，专业知识内容繁杂，理论枯燥艰深，如果知识教育的内容仅仅是课本理论和课堂教育模式，很多学生会产生厌烦甚至逆反的心理，失去了知识应用的乐趣，对学习无兴趣，对进步无追求，对创新的感觉，对实践没有动力，而整日沉迷于游戏或其他不求进取的娱乐活动，这样的毕业生，将来走入社会，在很长一段时间内，难以适应社会工作的需求，更难以成为突出的人才。 2机械设计大赛亟待改进的不足之处 尽管参赛作品众多，但是在作品评判和学生答辩过程中，也发现了一些不足需要引起重视。 1）缺乏高技术含量作品。 纵观这次比赛的参赛作品，尽管作品众多，但通过分析作品技术应用发现，参赛作品所使用的技术，基本上使用的都是机械行业传统技术，甚至是过时落后的技术，缺乏高科技创新与应用方面的亮点作品，说明大学生的创新实践内容与社会最新技术发展与应用之间存在的差距和脱节，这种落后的专业知识内容和落伍的技术应用会极大限制大学生们机械科技创新的思维广度，使高校的创新培养方案事倍功半。 2）创意方案缺乏社会实用性。 实用性是机械产品设计与生产的本质，是产生经济效益的源泉，因此创意任何一件机械作品的前提是能够在社会上具有实用性，能实际应用于社会生活。但是很多参赛作品的创意只是为了能够制作一件参赛的机械作品，而没有考虑实用性和经济性，因此这样的作品从创意之初就走入研发误区，缺乏应用价值。例如有一件作品，名称为“粉笔灰回收及粉笔再造机械”，主要功能是将黑板书写过程中的粉笔灰收集起来，利用这些粉笔灰再造粉笔，这台机械生产成本巨大，不具有实用性和任何社会推广价值。对于这样的参赛作品，指导教师负有很大责任的，没有掌控好作品设计开发的意义，作品从创意之初就已经是一个失败的方案。 3）作品制作缺乏严谨的科研开发方案。 由于大学生主要是以接受理论知识教育为主要目的，科研只是其学习生活中的很小一部分，因此大学生普遍缺乏严谨的科研素养，在制作机械作品过程中，缺乏科学的规划和步骤，大部分参赛作品的所谓实用功能有不少临时拼凑的痕迹，缺乏机械设计制造所需的严谨规范性，作品制作与加工水平较低，性能不稳定，故障率很高。 3面向社会应用的高素质科研型人才教育策略 倡导大学生参加机械创新设计大赛之类的竞赛活动，主要目的是拓展大学生的创新思维，提高大学生的工程实践能力，但是创新实践的过程不能无的放矢，不考虑实用性、新颖性、技术先进性、社会经济性。要让大学生通过社会调研、知识应用和实践开发等标准的科学研究步骤，养成良好的科研习惯，拥有深邃的科研素养。 1）对于机械专业大学生来说。 首先，要创造机会让他们多接触最新机械技术在制造企业中的应用现状和发展方向，多参加一些高水平的学术论坛、创新大赛和社会工程实践活动，适当扩大专业知识的领域，从各种各样的实践和调研活动中汲取和积累知识素材、创新源泉。其次，大学生要端正自己学习和研究的态度，专业学习和科研开发既是一个提升自己能力的过程，但也是一个枯燥的过程，学习和科研要耐住寂寞，用踏实的态度去获取知识、提升能力。再次，大学生的科研创新，要紧扣实用性和新颖性，创新内容不分大小，而以社会价值和经济效益为主要衡量标准。因此，对于机械专业大学生，要充分理解“创新”的内涵，让自己辛苦的付出得到社会的认可。 2）对于高校来说。 培养高素质人才，要逐步改革传统教育模式中落后的知识培养内容和学生考核模式，建立一套“专业知识与最新科技应用接轨、跨学科知识综合应用、个性化实践能力锻炼、灵活高效成绩考核”的人才培养战略，尤其要培养大学生拥有一定的科研素养，提升大学生发现问题、分析和解决问题的科研能力，为大学生发掘自身最优潜能、实现人生价值提供最佳的锻炼环境。 3）对于指导教师而言。 更应该加强学习，努力提高自身业务水平，扩大知识广度，了解各领域的最新技术成果和发展方向，从而指导学生保持正确的科学研究方向，为学生快速进步成长提供最优动力。 4结束语 定期举办的机械创新设计大赛，为机械专业的大学生提供了一个非常好的锻炼机会，使他们在提高学习知识兴趣的同时，也获得了创新实践能力的提高，为逐渐成长为高素质的技术人才打下良好的基础。这样学生们才能在走入社会后，以最佳的状态发掘自己创新的潜力，以最优的方式创造社会价值，以最快的速度实现自己的人生理想。 作者：邓飞 冯运 单位：河北科技大学机械工程学院 科研设计论文:企业科研设计知识型员工管理论文 一、科研设计企业知识型员工管理存在的问题 （1）薪酬计划及分配不合理。 科研设计企业普遍存在着偏向机关管理阶层的现象，专业技术人员未得到足够重视，知识型员工感觉自身价值得不到企业认可；即便一些企业目前开始认识到引进知识型员工的重要性，但仍然采用的是单一的高薪酬方法，这种方法要求企业具有一定的现金流量，否则，员工一旦得知其他企业具有更高报酬，便会跳槽。 （2）不重视知识型员工的培训和职业发展。 目前大多数科研设计企业对员工的职业发展仍然没有一个清晰的计划，当知识型员工从基层操作人员晋升为管理者时，基本是不顾及其是否能够继续发挥其自身专业优势的这种传统的金字塔型的发展通道，不利于知识型员工潜力发挥。 （3）工作缺乏自主性和团队性。 知识型员工往往追求自主性，他们不习惯被指挥、操纵，而现今科研设计企业仍然把知识型员工当成普通员工，没有提供给他们工作的自主性和在组织中的参与权，这样压制了知识型员工的积极性，不能充分开发其潜力。由于科研设计人员的知识层次非常接近,因此在工作中人人都想争第一,人人都想做主角,所以他们更忠于自我，缺乏团队和合作意识。 （4）科研人员流动率高。 一直以来,科研人员流动意识比较强、流动率也比较高。科研设计企业花费高成本引进了一些高精尖专业人才,而其中的部分人才却成了其发展过程中的“匆匆过客”，单位无法拥有和控制，给企业造成了一定的人才损失。主要原因，一方面是科研设计企业在引进科研人员时,往往只重视专业技术水平,而忽视了科研人员的道德因素和社会责任心,这部分人因为个人收入、工作兴趣等原因很容易流失；另一方面,有些科研设计企业体制改革过程中退休工资制度、公费医疗保障和创收压力等方面的变化,使得科研设计人员缺乏工作的安全感和稳定性；此外,科研设计企业在人员使用、绩效考核、薪酬分配和晋升制度等方面不完善，使科研设计人员感受不到公平与成就,也是导致科研人员流动率高的一个重要原因。 （5）存在“劣才驱逐良才”现象。 一方面，部分科研设计企业为了解决机构臃肿、人浮于事的状况,采用竞争上岗、优胜劣汰的办法裁减冗员。然而在此过程中,出现了低素质人员不愿走、高素质人才不愿留的不良局面,造成了“劣才驱逐良才”的后果。另一方面，部分科研设计企业在选人用人机制之中,不是论业绩,而是论背景、论关系、论资历,有时甚至出现了庸才排挤能人的现象。 二、科研设计企业知识型员工管理方式探讨 （1）公平且富有竞争力的薪酬。 一改知识型员工单一的薪酬模式，实行岗位等级与薪酬紧密挂钩。实行岗位薪级工资制，在什么岗位，拿什么岗位的工资，岗位越重要、贡献越大的地方，工资越高。科研设计企业可通过公开透明的过程，实行岗位管理、任务管理、项目管理等相结合的绩效模式，建立相对公平合理且富有竞争力的薪酬奖励体系，同工同酬，不同工则不同酬。 （2）为员工规划职业生涯及培训。 职业生涯发展规划可以防止科研设计企业知识型员工出现职业枯燥，保持对职业的激情；有利于建立企业人才梯队，使不同的员工对应于不同的发展和上升空间员工的职业生涯发展需要企业和个人的共同努力，即企业要为员工提供必要的培训，员工也需要在相近的专业中进行学习，以此来完成员工个人的职业生涯规划。在知识经济的今天，我们所接触到的知识更新速度迅速，因此，企业所提供的培训与教育将会成为知识型员工管理成功的重要条件之一。 （3）富有挑战的工作和目标。 对科研设计企业而言，为知识型员工制定合理的工作目标非常必要。科研设计企业每年都应根据自身发展的需要，将整个组织需要达到的目标细化分解，使每一名知识型员工都明确自己年内要按时保质完成哪些工作，应保证目标具有一定的难度和挑战性，并注重知识型员工主观能动性的发挥，给知识型员工更多的自我安排、自我发挥的空间。 （4）给予更多的自主权及尊重。 科研设计企业不仅仅是归属于股东,而是归属于企业包括员工在内的相对利益主体。给予知识型员工较高的工资奖金等经济报酬已不是最重要的条件,他们似乎更关心来自管理者的尊重与理解，如实行弹性工作制，这样既可以减少缺勤率、迟到率和员工的流失，又保证员工有充足的休息时间来降压解压。由于员工感到个人的权益得到了尊重，满足了社交和尊重等高层次的需要因而产生责任感，提高了工作满意度和士气。 （5）打通成长发展通道。 根据科研设计企业实际特点，可划分为操作技能、专业技术、行政管理等通道，每个通道垂直划分为多个层级和等级。当员工希望全面发展或认为当前的职业通道不适合自己时，可以选择转换。这样既拓宽了知识型员工成长通道横向的可选择性，又延长了其持续发展性，使其在自己的职业发展通道上不断进步、成长。 （6）创造良好的文化氛围。 科研设计企业应当营造相互尊重、清新和谐的工作环境,建立“学习、合作、创新、共享”型的企业文化。知识型员工的成长和发展,需要一个健康、和谐的工作环境和自主创新、有团队精神的企业文化氛围,企业也有责任为他们的自我发展和价值存量提升等提供宽松平台。 三、结语 科研设计企业是知识型员工的聚集地，对知识型员工的有效管理直接关系到企业的兴衰成败，因此，科研设计企业要依据知识型员工的特点，搭建施展事业的平台，以严格的制度来加以约束，采用灵活的方式，以人为本，依靠企业文化的软约束，造就适合人才发展的空间和环境，最大限度的开发员工潜力，使优秀人才“成长有通道，发展有空间”，有效激活知识型员工创造热情和工作积极性，使他们与企业同呼吸共命运。 作者：唐孝亮 单位：中冶长天国际工程有限责任公司 科研设计论文:数据库结构设计的科研管理论文 1本校科研管理需求 在我院的科研管理过程中，科研处需要了解教师的每个项目．每个项目又包括项目名字、项目经费、项目人员、项目状态等;最特殊之处是本校项目经费编号必须和财务统一，只能按照财务软件默认给出的编号建立数据编号．这样才能核对项目经费、纵向经费等;项目所获得奖励(科技进步奖等)按照科研管理规定给予相应奖励;项目人员的信息和项目的每个内容都相关，这里需要指出的是任何单位都有相同名字的人员，所以每个人员的信息至少要包含一个区别码，可以是身份证，也可以是工作证代码等等． 2数据库结构设计 2．1数据库选择 由于科研管理的保密性，本校科研管理不对校外开放，基本不用考虑并行查询的系统需求，另外，鉴于本系统目标用户普遍应用Windows系统，所以项目采用了WindowsServers系统下的SQLServer，在跨平台操作时，可直接用SQL语言进行数据读写和查询等操作命令．用于数据库中的标准数据查询语言项目在开发过程中得到了验证． 2．2数据库结构设计 数据库的结构设计一定是在项目的最初完成的．构造数据库必须考虑所有需求规则．在关系数据库中，我们习惯称之为范式，参考关系数据库的多种范式，依据科研管理的需求分析，为扩大操作功能和减少冗余度选择了第三范式．科研工作者的信息是贯穿于整个数据库中的，必须单独建立的，同时为了避免多人同名可以采用唯一身份证号码加以区别．其表内信息依据需要建立以下字段:包括年龄、性别、单位院系、职务职称、技术领域、个人信息(电话)等．每个表单都有一个和人员相关的字段，这个字段可以是工作证号，也可以是身份证号码．每个表单都可以单独进行，甚至可以在备份的同时也不影响录入．如果将来需要查询某科研人员的详细成果，只要每个库调用相同工作证号或身份证等就可以．科研经费是每年国家审计管理的重点，每笔经费一定要保证和唯一项目编号准确对应．所以建立经费和经费分配两独立表单．两个单独表中经费都含有项目编号，这个项目编号和项目管理中的项目编号一致．由于项目管理表中有人员信息相连，所以只要通过调出科研经费相关联的项目编号后自动在逻辑层调用项目表和科研工作者库中信息，就可以得到全面的经费信息．而经费分配表中的人员必须符合人员库，这样就杜绝了非项目人员经费报销的可能性，大大降低了查找同一个人员参加的不同项目的经费结果的复杂度．成果管理模块通过建立专门的成果库，成果库可以包括论文、专著、专利、软件著作权等．在设计时同样建立一个单独的表，而成果中也有和经费模块一样的地方，也就是包含项目人员，这样将来查询某人员的时候，项目和成果可以一起得出． 2．3用户接口设计 根据科研管理需求分析，设计为多用户．第一种是数量最多的科研工作者的访问模块，每个科研人员可以利用互联网将在任何地点输入本人的科研信息和成果，这样可以将科研管理人员从大量录入科研工作者的项目成果、专利等繁琐工作中摆脱出来，同时也可以在保密许可范围内查询到自己参加过的所有项目、论文和成果;第二种是科研管理人员的入口(科研处人员)，科研管理人员必须通过授权才可以通过接口进入后台．在有记录的情况下，直接管理数据，包括输入到数据库、项目审核、项目修改(教师录入错误等)及删除等．这个入口可看到项目和经费，还可以审批经费等管理功能．超级管理员还可以对科研工作者授权，使之对本人输入数据的错误进行修正．一般来说，科研处的分工有多细，这个入口就有多细．比如项目管理科的人员就只能针对项目管理，项目经费管理科只能针对项目经费管理和项目状态管理等．这样，在管理上的细分导致多用户之间是严格不相关并且不能互相越权管理． 3数据库接口应用 本校科研管理平台用户功能在面板左侧以项目为例:分别为项目录入、项目修改、项目查询和项目分析． 3．1项目录入 该平台突破了传统的手工录入方法，避免了项目数量巨大，录入工期长等问题．最重要的是保证了非手工录入的正确率．创新方法为先在熟悉科研管理方法的基础上提出一个完善的项目资料存档要求，并对每个存档内容给予明确的指示，应包含一个科研项目的所有基本信息．其中项目类型中应包含附加属性，如是否双十项目等;项目状态应添加自动修改的功能，当项目合同时间已到却仍未结题者，项目应变更为延期．当所有功能都已确定完成后，直接由项目负责人提供符合后台数据库格式的excel表格，无论申报还是结题，都由各科研处统一通过审核将各个项目表格汇总，项目录入工作就是直接导入．这样大大避免了手工录入的人为错误．如果有临时的突然增加项目，让项目负责人填好相应表格，直接导入即可． 3．2前台的查询功能 前台应将任意条件如项目名称、项目负责人、工作单位和项目编号等检索，同时应考虑到将来的科研管理需求，如想查询所有结题项目或经费等于4万的项目等其他条件等，这样的检索可以让我们在左边的可选字段中自由搭配，以便于应对不同的科研管理需求．所以平台开发为检索条件完全自由组合。 3．3项目修改 设计了对应不同功能的不同账号，并分别给予不同权限，如普通院系老师给予查询功能，首先通过教师的身份证号或者工资卡号等登陆，教师一旦登陆就相当于默认为查询自己的所有项目．如果是科研处的管理科研工作者登陆，则可以修改和确认．为防止科研处管理科研工作者的人工误差，可以在确认上有两个账号，由领导审核后方可生效． 3．4数据导出 项目查询完毕后，可以导出的EXCEL表格应是前面检索条件下检索结果的表格，要求应包含所有的科研信息．由于现有的数据仓库技术发展，将导出的数据中与现有其他数据来源(如其他大学的科研数据分析图)对比，可根据对比数据修整本校科研发展的方向． 4结语 科研项目管理，不仅可以用于本校，也可应用于各个科研院所及高校研究机构进行科研项目管理;也可用以绩效考核等．通过该系统，科研处可对任意项目随时进行管理．由于所有的数据都在SQL数据库中，随时可以调取项目的状态，使科研管理者能够为项目服务，从而提升高校的科研能力及成果率．本数据库未来发展是以科研管理部门为科研人员服务为基础，推动科研人员的科研积极性为目标．既可以让项目负责人对项目可以随时管理，也便于科研处、财务处等宏观掌控所有项目的情况，建立科研处、财务处以及人事处等统一应用平台，可以及时有效地掌握最新的科研情况。 作者：李杨 武莹 单位：长春建筑学院科研处 吉林建筑大学思想政治理论教研部 科研设计论文:信息系统设计的科研管理论文 1需求分析 开发和建设科研管理信息系统是利用信息技术和网络技术突破传统科研管理模式存在的弊端，构建代替人工、信息共享、学科化服务、数据分析的快捷、准确、高效的科研管理新模式。其工作流程是科研人员通过系统对科研工作进行日常管理，科研管理人员的工作主要是对信息的审计和更高层次的利用。而科研管理信息系统具有远程性、规范性、动态性、集约性等特点，能很好地收集、整合与传递科研信息，提高工作效率，保证科研数据的及时性和准确性，较好地解决传统科研管理带来的程序繁琐且重复的弊端。系统管理工作的动态性和参与性为科研人员提供了日常科研工作的信息化管理平台。 2系统设计 2．1基本原则与目标 研究所科研管理信息系统是基于网络的科研信息数据管理平台，在系统整体过程中要充分把握规范性、安全性、实用性、可靠性、可扩充性原则，采用面向对象的程序设计语言和模块化的软件开发方法。系统建设目标是建立一个能够覆盖研究所主要科研业务管理的计算机信息管理系统。以网络为平台，利用计算机网络技术简化人工管理流程，通过信息的一次录入，实现信息多方共享、综合分析加工和信息的批量导出导入，满足不同管理层次对各类信息的需求。 2．2功能设计 系统除了能够实现数据录入、权限浏览、报表打印、留言板等功能外，还需要实现节点推送功能、关联查询功能、统计/汇总功能和批量导入导出功能。节点推送功能:系统将业务流程串接起来，将节点任务推送给相关人员，并及时反馈相关工作任务和要求。关联查询功能:系统支持全信息的查询和关联功能，当用户需要了解一个项目时，系统能把项目相关信息一并展现给用户。统计/汇总功能:系统通过数据库层汇总分析原始数据，自动形成报表和数据，无需人工参与加工。批量导入导出功能:系统能够实现标准格式文件的批量导入，如任务书、开题报告、中期检查报告、结题报告等，也可根据需求将数据批量导出。 2．3结构设计 根据科研管理的业务范围和管理要素，科研管理信息系统主要包含以下功能模块。信息模块:该模块由科技处基于门户网信息动态、最新通知和学术活动公告。项目管理模块:该模块是系统的关键部分，主要包括课题立项、开题、结题和成果申报管理。由用户通过权限账号进行全过程管理，包括课题研究过程性文件和成果，科技处通过管理员权限进行浏览审核并反馈。成果管理模块:用户登录后，通过该模块对个人成果进行填报和管理，包括论文、著作、获奖等方面的信息。研究生管理模块:该模块属于用户信息管理和课题管理一体化的部分，主要包括用户基本信息、选课明细和课题管理相关内容。研究生通过登录该模块，填报入学基本信息，选课明细，提交课题研究过程中的所有文件。科研条件管理模块:该模块对研究所科技资产进行统计管理。用户管理模块:该系统设置3种用户类型，分别为科技处系统管理员、各科室领导管理员、科研人员，并根据用户角色和单位不同分配不同的权限。另外，系统还通过网站提供日常所需的科研相关文件下载功能。 3系统技术实现 系统采用基于J2EE技术框架的B/S构架，以Eclipse+JBossTools为开发平台，以MicrosoftSQLServer2005为数据库平台，应用Tomcat6．0轻量级服务器，采用JSF、JavaBean、JPA等多种开发技术，在WindowsServer2003或WindowsXP以上操作系统环境运行。科研管理信息系统在开发和完善时需重点考虑以下问题。一是系统的安全性。为确保研究所科研信息的安全，系统通过权限管理为每个用户分配相应的角色，不同的角色使用户使用的系统功能和查看信息的范围得到控制。除系统管理员外，所有用户只可修改自己所添加的数据。此外，系统还提供了操作日志记录功能，用户在系统的所有操作都有所可查，进而保证了用户的操作都是可审计、可追溯的。二是系统的可维护性。系统采用模块化设计，每个功能模块的编程、调试独立进行。三是与现有系统的集成。结合研究所科研人员内部局域网账号，系统开发局域网内部系统的统一认证功能，方便用户注册。 4结语 基于网络的科研管理信息系统的研发和应用，能够实现科研数据的共享，保证科研数据的及时性和准确性，为决策者提供科学的数据支持，将有力提高研究所科研管理工作的效率，增强管理工作的透明度。该系统距离先进、科学、实用的科研管理信息系统还有差距。其不足在于对信息的关联、数据的标准和规范、信息的共享以及全院甚至全军科研院所的通用等都未涉及。如何使科研管理信息系统更加完善、合理，还需要每一位科研人员的共同参与推动。 作者：李长芹 尉景辉 吴东 单位：军事医学科学院卫生勤务与医学情报研究所

岩土工程地质勘察论文:工程地质勘察与岩土工程施工的水文地质研 摘要：水文地质研究在工程勘察与岩土工程施工中有着十分重要的地位，本文主要阐述工程地质勘查和岩土工程施工中水文地质评价内容，岩土水理性质，地下水引起的岩土工程危害等问题。 关键词：工程勘察；水文地质；岩土工程；施工；危害 1 工程地质勘察中水文地质评价内容 在工程勘察中，对水文地质问题的评价，主要应考虑以下内容： 1.1 应重点评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响，预测可能产生的岩土工程危害，提出防治措施。 1.2 工程勘察中还应密切结合建筑物地基基础类型的需要，查明有关水文地质问题，提供选型所需的水文地质资料。 1.3 应从工程角度，按地下水对工程的作用与影响，提出不同条件下应当着重评价的地质问题，如：①对埋藏在地下水位以下的建筑物基础中水对砼及砼内钢筋的腐蚀性，重点查明地下水的化学类型。②对选用软质岩石、强风化岩、残积土、膨胀土等岩土体作为基础持力层的建筑场地，应着重评价地下水活动对上述岩土体可能产生的软化、崩解、胀缩等作用。在地基基础压缩层范围内存在松散、饱和的粉细砂、粉上时，应预测产生潜蚀、流砂、管涌的可能性。③当基础下部存在承压含水层，应对基坑开挖后承压水冲毁基坑底板的可能性进行计算和评价。④在地下水位以下开挖基坑，应进行渗透和富水试验，并评价由于人工降水引起土体沉降、边坡失稳进而影响周围建筑物稳定的可能性。⑤其它情况需评价地下水的运动规律，调查因人工开采和各类工程建设引起的地下水补给、径流、排泄条件的改变，水质变异和由此引起的地质环境问题。 2、岩土工程施工中水文地质评价内容 在岩土工程施工中涉及建（构）筑物、矿区坝体、水工构筑物、地质灾害治理山体等，对水文地质问题的评价，主要应考虑如下内容： 2.1建（构）筑物施工中其基础是保证建筑物稳定的前提条件，应重点评价地下水对基坑开挖稳定性的影响，提出防治措施。 2.2 矿区坝体（如尾沙坝、拦沙坝）中矿砂堆积至一定高度，其库内水位增高，静水压力增大，对坝体侧向压力加大，存在垮坝的危险，应重点评价库区内水体对坝体的影响评估，提出相应排渗措施。 2.3 水工构筑物施工，应评价地下水的动态情况、水体对围堰施工的影响，提出防治措施。 2.4 地质灾害治理的山体，需重点评价区域水文地质情况、岩土体的富水性。并提出山体排水措施。 论述地下水在岩土工程施工中的影响，水文地质研究的重要性 1、如矿区内尾矿库的拦砂坝因库内砂体堆积剧增，严重影响至坝体的稳定性，通过水文地质评价，按调查结果采取坝体设置排渗管、集渗井排水施工，排除水体对坝体稳定性的影响。 2、地质灾害治理的山体，像南方地区降水充沛，对多危岩体的山体存在极大的隐患，通过水文地质调查，按评价情况设置排水沟、截水沟也是关键。 3、基坑施工中地下水对基坑开挖支护有着重要影响，水体是引起基坑坍塌的主要因素。地下水改变了土体以及支护结构的应力状况以及受力情况,并弱化了土体自身的物理力学性质和支护结构的支护强度。水文地质评价对基坑施工起至到头重要的作用。 3岩土水理性质 岩土水理性质是指岩土与地下水相互作用时显示出来的各种性质。岩土水理性质与岩土的物理性质都是岩土重要的工程地质性质：岩土的水理性质不仅影响岩土的强度和变形，而且有些性质还直接影响到建筑物的稳定性。以往在勘察中对岩土的物理力学性质的测试比较重视，对岩土的水理性质却有所忽视，因而对岩土工程地质的评价是不够全面的。岩土的水理性质是岩土与地下水相互作用显示出来的性质，下面首先介绍一下地下水的赋存形式及对岩土水理性质的影响，然后再对岩土的几个重要的水理性质及研究测试方法进行简单的介绍。 3.1 地下水的赋存形式：地下水按其在岩土中的赋存形式可分为结合水、毛细管水和重力水三种，其中结合水又可分为强结合水和弱结合水两种。 3.2 岩土的主要的水理性质及测试办法：①软化性，是指岩土体浸水后，力学强度降低的特性，一般用软化系数表示，它是判断岩石耐风化、耐水浸能力的指标。在岩石层中存在易软化岩层时，在地下水的作用下往往会形成软弱夹层。各类成因的粘性上层、泥岩、页岩、泥质砂岩等均普遍存在软化特性。②透水性，是指水在重力作用下，岩土容许水透过自身的性能。松散岩上的颗粒愈细、愈不均匀，其透水性便愈弱。坚硬岩石的裂隙或岩溶愈发育，其透水性就愈强。透水性一般可用渗透系数表示，岩上体的渗透系数可通过抽水试验求取。③崩解性，是指岩浸水湿化后，由于土粒连接被削弱，破坏，使土体崩敞、解体的特性。④给水性，是指在重力作用下饱水岩土能从孔隙、裂隙中自由流出一定水的性能，以给水度表示。给水度是含水层的几个重要水文地质参数，也影响场地疏时间。给水度一般采用实验室方法测定。⑤胀缩性，是指岩土吸水后体积增大，失水后体积减小的特性，岩土的涨缩性是由于颗粒表面结合水膜吸水变厚，失水变薄造成的。 4地下水引起的岩土工程危害 地下水引起的岩土工程危害，主要是由于地下水位升降变化和地下水动水压力作用两个方面的原因造成的。 4．1 地下水升降变化引起的岩土工程危害。地下水位变化可由天然因素或人为因素引起，但不管什么原因，当地下水位的变化达到一定程度时，都会对岩土工程造成危害，地下水位变化引起危害又可分为三种方式： 4.1.1 水位上升引起的岩土工程危害。潜水位上升的原因是多种多样的，其主要受地质因素如含水层结构、总体岩性产状；水文气象因素如降雨量、气温等及人为因素如灌溉、施工等的影响，有时往往是几种因素的综合结果。由于潜水面上升对岩土工程可能造成：①土壤沼泽化、盐渍化，岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。②斜坡、河岸等岩土体岩产生滑移、崩塌等不良地质现象。③一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化。④引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂，管涌等现象。⑤地下洞室充水淹没，基础上浮，建筑物失稳。 4.1.2 地下水位下降引起的岩土工程危害。地下水位的降低多是由于人为因素造成的，如集中大量抽取地下水．采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝，修建水库截夺下游地下水的补给等。地下水的过大下降，常常诱发地裂、地面沉降、地面塌陷等地质灾害以及地下水源枯竭、水质恶化等环境问题，对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住环境造成很大威胁。 4.1.3 地下水频繁升降对岩土工程造成的危害。地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形，当地下水升降频繁时．不仅使岩上的膨胀收缩变形往复，而且会导致岩土的膨胀收缩幅度不断加大，进而形成地裂引起建筑物特别是轻型建筑物的破坏。地下水升降变动带内由于地下水的渗透，会将土层中的铁、铝成分淋失，土层失去胶结物将造成土质变松、含水量孔隙比增大，压缩模量、承载力降低，给岩土工程基础选择、处理带来较大的麻烦。 4．2 地下水动压力作用引起岩土工程危害。地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱，一般不会造成什么危害，但在人为工程活动中由于改变地下水天然动力平衡条件，在移动的动水压力作用下，往往会引起一些严重的岩土工程危害，如流砂、管涌、基坑突涌等。流砂、管涌、基坑突涌的形成条件和防治措施在有关的工程地质文献已有较详细的论述，这里不再重复。 5 结束语 综上所述，水文地质工作在建筑物持力层选择、基础设计、工程地质灾害防治等方面都起着重要的作用，随着工程勘察的发展，将受到越来越广泛的重视，切实做好水文地质工作将对勘察水平与岩土工程施工的提高起着极大的推动作用。 岩土工程地质勘察论文:探讨岩土工程地质勘察中地下水问题的重要性 摘要：地下水的勘察工作对岩土工程的勘察具有十分重要的地位和作用。在岩土工程勘察中，必须对地下水水位进行测定，因为水位的高低决定着岩土工程好坏，地下水位高，会引起沙化，漏管的问题，水位低则会引起地表塌陷、地面裂缝等诸多问题。还有一些经常会用到的勘测方法，也需要装也人士的正确运用与青雀的计算，才能使得岩土工程的勘探得到快速有效的结果。本文从勘察地下水位、水位的变化幅度、地下水质等对岩土工程地质勘探中将会出现的问题进行探讨提出了相关的举措。希望能够给更多的工程人士提供帮助。 关键词:地下水质勘察；水位变化幅度；影响 ；措施 在工程勘察和施工过程中,地下水的问题对岩土工程地质勘察有着十分重要的作用，它的勘察需要从多方面入手，包括还要考虑当时的气候温度，地表温度以及地下表层中的上表层与下表层的水位的高低。而且它对对岩土中的物理性质、水理性质和岩土的存在形态都有不小的影响。在我们的城市建设当中，地质勘探对人类有这巨大的贡献，也许有一方土地适合开发楼盘，也许有一方土地适合挖凿隧道，还有适合建造开通地铁的城市，这都离不开对岩土工程地质的勘察，当然了，要想勘察岩土工程的地质，那也绝对离不开对地下水的勘察，地下水的勘察直接影响这其工程的地理位置、地上建筑物的高度、轻重和开发项目等等。所以要重视对地下水的勘测工作，以免引起因地下水问题而导致的工程影响。因此应在勘察岩土工程及时对对地下水质做出评估，为施工方提出有效的建议，避免或减少对岩土工程造成的危害。 一、水位变化对岩土工程的危害 1、 自然环境会对岩土工程造成危害 在之前已经说过，地下水位的变化对岩土工程地质勘查影响颇大。其中天气因素也是一个影响因素，尤其在北方城市，四季温差明显，这就会给测量工作带来诸多不便，自然界的影响因素也应该在测量人员的考虑当中，可是现在有很多人为了节省时间，往往不会把自然温差测算在内，认为只要对水位的测量准确即可，的确，水位的测量很重要，但测量天气的温差、湿度也是必不可少的，这也是为测量地下水的温度，湿度在做铺垫。例如多雨的季节，地下水位会上升。在旱季，地下水位会下降，这也说明了其天然的变化性。然而，人为的影响应该是最为严重的。人为的注水灌溉、或施工等问题，会使地下水位上升，这一上升就会对岩土工程造成影响，会改变岩土的结构，一层一层的慢慢软化，从而引起液化、出现流砂、管涌等现象。地下水位下降也可以是人为的,如打井、抽取地下水用以澡堂、或是开采煤矿之类的行为都会使得地裂、地面沉降、地面塌陷等轻则水源枯竭、水质恶化，重则造成地质灾害, 对岩土体、建筑物的稳定性和人们居住环境有严重的危害。这就需要知道那里是适合建设的，哪里是适合维护的，才能有效的阻止人为的对地表产生的伤害，对城市维护建设产生的不可预计的危害。 2、地下水的勘察不利对岩土工程的危害 想要提高工程地质勘察质量，就得对水文问题进行科学合理的勘察，勘察不能漏掉任何一个死角。首要条件，先要观察周围的地理环境和天气状况，对细节的掌控要具有条理性，包括所在地的气候、湿度、热量等都要按部就班的一一测量。其次，要观察当地的地质环境，主要看当地的地质构造、基建构造等。还要看地下水位的情况，主要包括水位的变化趋势、高低等。最后是隔水层，这样仔细的勘察是为了更好，更合理的进行后续项目，否则必定会造成数据测量不准确，不可靠的现象。 3、地下水动水压力作用对岩土工程造成的危害一般情况下，正在活动的的地下水在正常的状态下压力是较弱的，并不会对建筑物造成危害。但是，施工技术人员在具体实践的过程中，有可能对地下水原本来天然的动力平衡状态进行了人为的干预，做出了一些不正确的或是违反规定测量的行为，使地下水不能在正常的压力作用下正常的形式活动，对于整体的工程质量和施工安全性都有着一定的影响。 二、地下水位对岩土物理力学性质的影响 我们在生活当中经常会看到有些地面裂缝的情况 ，这是因为当地下水位降低时，岩土就会萎缩，造成地面干裂，形成我们所见到的地面裂缝的状态。但当地下水位升高时，有可能造成岩土的松动，这就不利于地面的建设，有可能会加速对地上建筑的破坏。因此，如果是在膨胀性岩土地区进行勘探时应该对地下水的变化规律做出基础的判定与选择，要利用所学的参考值跟经验做出正确的判断。 但当地下水位在发生收缩变化时，就有可能使得地上建筑下沉或造成破坏变形。 三、岩土的水理性质 之前有很多从事水位地质研究的人员光是倾向于研究岩土的物理学性质，但实际上岩土的水理行研究也是不能够舍弃的，岩土的水理性质在与地下水相互作用时，同时能作用得到的各种性质。岩土的水理性质与岩土的物理性质有相等的重要性，应认真分析水理性质。岩土的水理性质、软化性、透水性、崩解性、给水性和涨缩性，这些都是勘察岩土各项性质的重要指标和参考依据。水文地质勘察是岩土工程勘察中不可忽视的问题，在工程的施工前应进行科学的勘察，确定当地的水文条件，制定相关的应对措施确保工程的质量 四、结束语 对岩土工程地质勘查工并不是非常难的，只要计划好工作范围，同脚测量数据，做到认真负责，责任高于利益之上就能保证人们的生命财产安全不受侵害，同时还可以提高岩土工程的施工效率。 岩土工程地质勘察论文:岩土工程地质勘察与基础设计的作用 摘要：作为一项工程的基础工作，岩土工程勘察的工作对象较广，工作范围较大，勘察内容多且复杂。随着岩土工程的快速发展，岩土工程的勘察方法也得到了不断地改善，越来越多的高科技运用于地质的勘察中。由于基础地质对岩体工程勘察具有重要影响。 关键词：岩土工程；地质勘察；基础设计；作用 引言 近年来，随着国内建筑行业的不断发展，建设项目和加工环境的基本设计也是在不断变化，越来越多的建设项目在地质条件极为复杂。传统观念和技术已经难以适应不同地质条件下的基本设计要求，并通过合理的技术手段和措施，创新和完善其道。在现代化建设的基本设计工作，地质调查的合理应用的设计理念，充分证明，以提供更多的便利、丰富的设计技术。 1.工程概况 拟建东苑华都位于江阴市华士镇，穿山河西侧，人民路以北，原江苏龙华集团厂区内。受江苏华西房地产开发有限公司的委托，我江阴市城乡规划设计院勘察室承担了该工程的岩土工程详细勘察工作。拟建建筑物的平面布置方案与地下室情况详见“建筑物及勘探点平面位置图”。拟建工程主要参数和特点见表１： 拟建工程概况 表１ 2.场地工程地质条件 2.1 地理位置及自然条件 江阴市位于北纬31041′～320，东经1200～120035′。本地区地处太湖平原北部，是长江三角洲冲积平原的一部分，地形以平原为主，全境地势低平，大部分地区在海拔10米以下，中部、东部有零星分布的低山丘陵，大致来说，全市的地势中部高，四周低。市境南部属古芙蓉湖的一部分，地势最为低平。本地区属北亚热带季风气候，气候温和，年平均气温15.10C，1月份最低,月平均气温为2.40C，7月份最高，月均气温27.70C，初夏有梅雨，夏秋多台风，雨量充沛，年平均降水量1067.4毫米，年水面蒸发量在900mm以下，年陆面蒸发量在700～800mm之间。 2.2区域地质条件 据有关资料表明，江阴位于扬子断块区的江南断褶带内，由晚元古代的变质基底和震旦纪以后的沉积盖层组成。江阴位于常澄中断束的东北端，即称之为江阴断褶带，北西侧为申港中断凹陷，南东侧为青阳-锦丰中断凹陷，在构造形态上表现为断褶隆起，其边界受断裂所控制，常澄中断束带总体构造线方向为北东至北东东向，以泥盆系茅山群及三迭系青龙群为核部，分别组成了本区内的江阴复背斜三个构造带。江阴复背斜为一复背斜构造带，轴部在江阴香山、凤凰山、澄江镇一线，走向由NE450逐渐变为NE650，呈略向NW凸起的NEE向弧形展布。复式背斜两翼产状变化大，北西翼陡，倾角一般在250～600；南东翼较缓，倾角200～400。本区内的第四纪沉积物受基岩构造、长江河道的变迁及海平面的升降控制，可分为长江冲海积平原和山前残积两大类，本场地的第四纪沉积物属长江冲海积平原。 2.3 位置和地形 拟建东苑华都位于位于江阴市华士镇，穿山河西侧，人民路以北，原江苏龙华集团厂区内。勘察期间本工程场地已拆迁推平，由于场地原为龙华集团厂区，局部杂填土较厚；本工程场地有两个工业用井，直径2.6-3.2米，现场施工时需注意。本工程勘察孔口标高4.05～6.12米，最大高差2.07米。 2.4地基土的特征及工程特性评价 拟建场地勘察深度范围内土层属长江中下游冲积相，为第四纪冲积、淤积层，根据野外勘探、原位测试、结合土工试验资料，按其成因、沉积环境及土层的工程地质特性，自上而下共分为七个工程地质层，场地各土层分布详见工程地质剖面图和钻孔柱状图，土层分述如下： ① 杂填土：杂色，结构松散，上部含大量碎石、砖块、混凝土块等建筑垃圾，下部以素填土为主。本次勘察揭露层厚0.50～3.60米，其工程特性差，不宜利用。 ② 粉质黏土：灰黄色，硬～可塑状态，含较多铁锰质物及少量青灰色钙质团块、条带，韧性中等，干强度中高，切面有光泽反应，本层土中等压缩性偏低，中高强度，本次勘察揭露层厚1.70～6.00米，其工程特性好。 ③ 粉质黏土夹粉土：灰黄色，粉质黏土为可塑状态，局部偏软，粉土为稍密～中密状态，含少量铁锰质结核及少量石英碎屑，韧性中等～低，干强度中低，切面稍有光泽。本层土中等压缩性，中低强度，本次勘察揭露层厚4.30～6.50米，其工程特性一般。 ④ 粉质黏土：灰色，可塑状态，含少量铁锰质结核及少量粉土，韧性中等，干强度中等，有光泽反应。本层土中等压缩性，中等强度，本次勘察揭露层厚6.50～9.40米，其工程特性一般。 ⑤ 粉质黏土：灰黄色，硬～可塑状态，含较多铁锰质物及少量青灰色钙质团块、条带，韧性中等～高，干强度高，切面有光泽反应。本层土中等压缩性偏低，中高强度，本次勘察揭露层厚6.60～7.20米，其工程特性好。 ⑥ 粉土夹粉砂：灰黄～灰色，湿～很湿，稍密～中密状态，含大量石英碎屑及云母片，韧性低，干强度低，中等摇震反应。本层土中等压缩性，中等强度，本次勘察揭露层厚5.50～6.20米，其工程特性一般。 3.基础地质在岩土工程勘察中的作用 3.1基础地质的野外踏勘和资料搜集 实践中，野外勘察工作的重要性日益突显出来， 因为野外勘察第一手资料是室内高质量勘察报告的基础。这种一手资料不仅可以了解工程现场的地形、地貌、地层、地质和施工的条件，减少无用功，使勘测保有余地，还能合理化勘察成本，减少施工勘探单位的社会必要劳动时间，增强其相对竞争力。为了使野外的岩土勘察工作高效率、有计划、有目的地进行，应在勘察出发前做好充分的准备工作，工程勘察准备工作的重要性不容忽视，如果不充分，直接影响岩土工程勘察工作的质量。 3.2对基础地质岩土的室内测试 工程基础地质室内测试要解决的问题是岩土样在送达试验室后必须及时进行开样测试，且严格操作规程。例如，对要求饱和的土试样，未达到饱和时间再行测试；岩石固结试验的压力值达不到上覆自重应力与附加应力之和的要求；很多固结测试未按规范要求进行平行测试，导致报告不准确、可靠，甚至与现场数据矛盾，后果便是工程投资的浪费。因此，地质室内试验时应及时并严格按照国家操作规程进行。原状的土、岩样在科学、正确的试验分析方法下，可以测定岩土的物理力学性质，但是必须满足所有条件才有可信度。主要体现在： 原状土、岩样的采取、保管：土和岩石应采用相对应的取样器取样，如软土宜采用薄壁取土器，坚硬的土应采用单动或双动二重管取土器。所取土样的保管要做到，送样及时(尤其是易失水的粉土等)、存放要合理，避免振动、受热；土石样的定性划分：抓住各种土的基本工程地质特性，洞悉各种土的区域分布情况。如膨胀土的特征是液限及塑性指数高、具裂隙，此外，对粉土定名时既要达到塑性指数≤10的指标，还要兼顾粒径 0.075mm的颗粒质量不超过总质量的一半的指标，仅靠前者会造成误判，另外，无论是对粉土进行承载力深宽修正还是液化判别时切勿忘记要依据其粘粒含量数值，因此，粉土的粘粒含量是必不可少的；工程剪切方法的选择：直剪切试验与实际土石体剪切面不一致，差异在于排水条件的控制，按《土工试验方法标准》(GB/T5O123—1999)规定，快剪切试验只适用于渗透系数 4.结束语 岩土工程勘察作为我国工程建设的一部分，虽然取得了很大的发展，但仍有一些理论有待完善。要想提高基础地质在岩土工程勘察中的应用技术，必须严格遵循勘测的程序，科学并有序地进行基础地质的研究改良，如此才能保证工程的正常、有序地实施。 岩土工程地质勘察论文:桥梁岩土工程地质勘察探讨 摘 要 桥梁岩土工程的地质勘察是桥梁工程建设的基础和重点，为桥梁的设计与施工建设提供依据。随着桥梁工程建设的迅速发展，岩土工程地质勘察工作也取得了一定的进步。本文主要在分析桥梁岩土工程地质勘察常用的方法和目前勘察存在的问题，并针对这些问题提出了几点对策和建议。 关键词 桥梁；岩土工程；地质勘察 桥梁岩土工程地质勘察的目的就是为了了解、掌握和解决与桥梁建设工程中存在的与岩土介质相关的问题，是桥梁建设工程中必不可少的部分。只有通过地质勘察才能够了解桥梁工程建设所面临的地质条件和水文地质，进而为桥梁设计提供基础数据，设计合理的施工方案，从而为桥梁建设打下坚实的基础。 1 桥梁岩土工程地质勘察常用方法 地质测绘。这是桥梁岩土工程地质勘察的基础性工作，是对现场地面的地质构造和地表状况进行观察和描述，通过分析地表所表现出来的特征来推断地下的地质状况。 勘探取样。运用物探、钻探等手段对现场进行勘察和取样，通过勘探手段对场地的地质状况进行进一步了解，并对各岩土层进行取样。 试验测试。将取得的岩土样本带回实验室进行室内试验，以获得准确的各项技术指数，如岩土的渗透性指数、岩土的强度指数等。另外对岩土层进行原位测验，即在不脱离岩土本身所处环境的情况下对岩土的性质和特征进行检测。 现场监测。把地质测绘结果和试验检验结果与现场实际状况结合起来，进一步核实岩土工程的性质和存在的问题，主要包括对岩土所表现出来的性状进行监测、岩土对施工产生的影响以及岩土环境影响进行监测。 2 桥梁岩土工程地质勘察工作中存在的问题 2.1桥梁岩土工程地质勘察纲要不规范 桥梁岩土工程地质勘察的前期工作要制定一份较清晰的、有具体要求的、规范的勘察纲要，对勘察的目的和内容要进行详细准确的规定。但是在实际操作中，由于桥梁岩土工程地质勘查涉及到桥梁投资者、桥梁设计者以及桥梁技术顾问等各个方面，是一种相互合作、相互配合的运行机制。但是在目前的岩土工程勘察体制下，没有明确各个部门的义务和权利，不论是投资者、设计者和施工单位都有权利对桥梁岩土工程进行勘察，都会基于自身的角度对岩土工程的地质勘察提出要求，这样就会导致桥梁勘察纲要不明确。另外，现有的岩土工程地质勘察技术标准较多，并且这些标准之间存在较大的差异，这些都会影响桥梁岩土工程地质勘察纲要编制的规范性。 2.2桥梁岩土工程地质勘察技术存在问题 勘察技术包括勘察手段、勘察质量以及勘察报告三个方面。在勘察手段方面，由于许多勘察单位所使用的勘察设备落后、勘察手段单一造成勘察的进度跟不上桥梁建设的速度和要求，如在勘察设备方面，许多单位采用的是立轴式岩心钻机进行钻探，但是这种设备的技术标准落后，不能很好满足勘察要求和取样，同时大多数的勘察人员存在缺乏专业知识技能和技术水平不高等问题。在勘察质量方面，由于我国有着较为明确的工程勘察收费标准，但是建设单位在实际操作中为了节约成本，往往对勘察价格进行尽可能的压低，加上许多勘察单位为企业发展和生存而进行激烈市场竞争，往往出现为了追求经济利益，缩短勘察时间和勘察成本，进而影响到勘察质量。由于勘察质量不高，勘察报告就显得较为简陋，很多勘察报告只是对勘察内容简单的定性描述，没有相应的数据支撑，缺乏定量分析。 2.3桥梁岩土工程地质勘察外部环境恶化 桥梁岩土工程的外部环境主要是指自然灾害和人为环境破坏。由于地质环境进入新一轮的地质活动期，因此地震、滑坡以及泥石流等自然地质灾害加剧，这种不可抗力对岩土工程的地质勘察造成十分严重的影响。另外由于人为的破坏，导致的环境问题也会对勘察工作造成影响，如人们大量的抽取地下水导致的地面沉降，资源的大量挖掘造成的塌方等，都对岩土工程勘察造成不利影响。 3 改进和加强桥梁岩土工程地质勘察工作的措施和建议 3.1规范桥梁岩土工程地质勘察体制 根据相关法律法规和工程技术标准，结合桥梁工程的特点，制定一套合理、严谨的桥梁岩土工程地质勘察体制，对勘察责任、勘察内容、勘察要求、勘察标准和勘察技术等进行明确的规定，明确违反规定的处罚办法，对勘察工作进行规范有效的指导。此外，还要加强对工程勘察的监督和管理，完善监督机制，及时发现问题并采取有效措施进行解决。 3.2优化桥梁岩土工程地质勘察技术 做好勘察工作的前期准备工作，加强现场勘察与相关资料的搜集，更好的了解地形地貌和地质条件。勘察设备方面尽可能的选取精度高、勘察效果好的设备进行工作，采取代表性强的样本；勘察技术不要拘泥于固定的方式和步骤，根据现场实际状况灵活运用理论和方法，另外还要加强对勘察人员知识和技能的培训，提高从业素质。保证桥梁岩土工程地质勘察工作的质量，不能为了眼前利益而缩短勘察时间和降低质量。 3.3提高桥梁岩土工程地质勘察区域环境研究 由于我国地质条件多种多样，桥梁架设在不同的地域所采用的方法和面临的环境是不同的，因此在实际勘察过程中，要加强区域性地质研究，制定相应的勘察技术要求。另外由于桥梁工程建设可能会对区域的土壤环境、水环境和生物等产生负面影响，因此在岩土工程地质勘察工作中要注重环境保护工作。 4结论 随着我国经济的快速发展，各项基础工程建设全面展开。岩土工程勘察是工程建设的基础和重中之重，为建设工程设计提供可靠依据。在实际操作中，要不断总结经验，根据桥梁建设的区位和所在的环境，采用合适的勘察技术进行地质勘察，为桥梁的合理设计和顺利施工建设提供有力保障。 岩土工程地质勘察论文:岩土工程地质勘察 摘要：调查研究地质情况的不同的重点就是地质勘察工作，有助于我国的经济建设和国防建设。在进行地质勘察的工作时，为了提高工作的效率，要了解地质勘查工作的内容。本文阐述了岩土工程地质勘察。 关键词：岩土；地质；勘察 工程概述 某城市某地区居住小区二期工程，整个场地用地面积为58930.00㎡，总建筑面积为19876.00㎡，建筑物高25.00m，局部设有1层地下室，地下室面积19876㎡。受建设单位委托，我院拟对该项目进行岩土工程详细勘察投标活动，建筑物工程重要性为二级，勘察等级为乙级。 1、初步勘察 1.1初勘工作步骤：可按收集资料,工程地质选定隧道线位，工程地质调绘、勘探、试验，资料整理等顺序进行。 1.2收集资料：初勘也应收集已有资料，包括可行性研究报告，取得隧道所在位置的初步总平面。 1.3初勘资料整理：工程地质勘察的原始资料，包括调查，测绘 、勘探、试验等资料，并按有关规定填写，进行复核与检查。提交的资料包括图件，文字等资料要求清晰正确，并符合有关规定和设计文件编制办法的规定。 2、详细勘察 2.1详勘的目的是根据已批准的初步设计文件中所确定的修建原则，设计方案，技术指标等设计资料。通过详细工程地质勘察，为线位布设和编制施工图设计提供完整的工程地质资料.。详勘的任务：是在初勘的基础上进行补充校对，进一步查明沿线的工程地质条件，以及重点工程与不良地质区段的工程地质特征。并取得必需的工程地质的数据，为确定隧道位置的施工图设计提供详细的工程地质资料。 2.2详勘工作步骤：可按准备工作沿线工程地质调绘勘探，试验资料整理等顺序进行，由于详勘工作需在初勘的基础上进一步查明隧道中线两侧的工程地质条件和不良地质区段的主要工程地质问题。因此详勘工作更为详细|深入，最后提交的资料深度应满足施工图设计的需要. 3、工程地质条件简述 3.1地形、地貌 建筑物场地地形比较平坦，局部有起伏，地貌单一，属岩溶孤峰平原亚区地貌。 3.2场地岩土层分布 第①层填土层：杂色，结构松散，均匀性差，高压缩性，成分复杂，主要有碎石、混凝土、碎砖瓦、块石等建筑垃圾组成，该层平均厚2.0m。第②层淤泥质土：黑色，饱和，流塑状态，强度低，具高压缩性，成份为粘性土及砂土，含有机质，具腥臭味，平均0.50m。第③层粉质粘土：粉质粘土硬塑、可塑或软塑状态均有分布，厚度不均匀，一般2～6m，平均约4.0m，但局部有6.0m以上，具软土发育条件。第④层砂土：砂土有细砂、粉砂等，多为稍密～松散状态，厚度不均匀，一般2～4m，平均约3.0m，但局部有4.0m以上，具松散土发育条件。第⑤层卵石层或含粘土卵石：多为稍密～中密、密实状态，厚度不均匀，一般大于3～6米， 平均约5米，具松散层或砂土透镜体发育条件。该层局部分布于基岩面附近。第⑥层灰岩: 基岩面一般埋深5.0～8.0m，局部大于10.0m，局部浅部有溶洞、溶槽（沟）、等岩溶现象发育，岩溶特别发育，地质条件复杂。 4、岩土工程中常采用的钻探方法及其适用条件 岩土工程勘察中采用的钻探方法很多，根据其破碎岩土方法的不同，大致可分为回转钻探、冲击钻探、振动钻探与冲洗钻探等四大类。 4.1回转钻探就是利用钻具回转使钻头的切削刃或研磨材料削磨岩土使之破碎而钻进。又可进一步分为孔底全面钻进和孔底环状钻进（岩心钻进）两种，岩土工程勘察多采用岩心钻进。 4.2冲击钻探就是利用钻具的重力和下冲击力使钻头冲击孔底以破碎岩土而钻进。又可进一步分为钻杆锤击钻进和钢丝绳冲击钻进两种，岩土工程勘察中均有使用。 4.3振动钻探就是将机械动力所产生的振动力通过连接杆及钻具传到圆筒形钻头周围的土中，使土的抗剪力急剧降低，圆筒形钻头依靠自身及振动器的重量切削土层而钻进。 4.4冲洗钻探就是利用上述各种方法破碎岩土，然后利用冲洗液将破碎后的岩土携带冲出而钻进，冲洗液同时还起到护壁和润滑等作用。此法在钻孔灌注桩等岩土工程施工中使用较多，而在岩土工程勘察中使用较少。 5、岩石勘探 5.1勘探与取样 勘探就是采取某种方法去揭示地下岩土体（含地下水、不良地质作用等）的岩性特征及其空间分布、变化特征。取样则是为了提供对岩土的工程特性进行鉴定和各种试验所需的样品。勘探与取样也是岩土工程勘察中最基本和最重要的工作方法之一。 岩土工程勘察所采用的勘探方法主要有钻探、坑探、物探和触探。 5.2钻探 钻探就是利用专门的钻探机具钻入岩土层中，以揭露地下岩土体的岩性特征，空间分布与变化的一种勘探方法。它是岩土工程勘察中所采用的一种极为重要的技术方法和手段，其成果是进行岩土工程评价、岩土工程设计与施工的基础资料和依据。岩土工程地质钻探应符合下列要求：能为钻进的地层鉴别岩性，确定其埋藏深度与厚度。能采取符合质量要求的岩土试样，地下水试样和进行原位测试。能查明钻进深度范围内地下水的赋存与埋藏分布特征。 6、岩土工程地质钻探的特点 一是勘探线网的布置不仅要考虑自然地质条件，还要结合工程的类型、规模与特点。二是钻探的深度一般较小，多在数米到数十米范围内。三是钻孔孔径变化较大，小者数十毫米，大者数千毫米。常用钻头直径为91~150mm。四是钻孔多具综合目的，除了查明地层、岩性、水文地质等条件外，还要进行各种力学试验和采取试样等。五是对岩心采取率要求较高，软弱夹层、岩石破碎带等也应千方百计取出岩心。六是在拟做试验的孔段，要求孔壁光滑平整以便进行测试工作。七是为了了解岩土天然状态下的物理力学性质，要求采取原状岩土试样，以便进行物理力学性质试验。 7、质量保证措施 7.1钻进深度、岩土分层深度的量测误差范围应为±0.05m。终孔口径不得小于0.11m。岩芯采取率：粘性土100%；砂及碎石土不低于80%。保持孔内干净，不允许孔壁坍塌，应随地层变化采取护壁措施（泥浆护壁或套管护壁） 5、地下水位以上必须干钻，不得向孔内注水。准确测量稳定水位。 8、原位测试按作业文件中标准贯入试验作业指导书进行 8.1岩性描述：必须按绘测描述，粘性土应描述其颜色、状态、包含物、结构及层理特征；粉土应描述其颜色、颗粒级配、包含物、湿度、密实度及层理特征；砂土应描述其颜色、颗粒级配、颗粒形状、粘性土含量、湿度、密实度及层理特征。 8.2土样应详细标明孔号、取样深度及野外定名。原状样及水可比样品应封严，防止失水，运输过程中防震等，保证样品质量。土工试验严格按照相关试验规范规程执行。 9、钻探方法应符合要求 一是对要求鉴别地层岩性和取样的钻孔，均应采用回转方式钻进，遇到碎石土可以用振动回转方式钻进； 二是地下水位以上的地层应进行干钻，不得使用冲洗液，也不得向孔内注水，但可以用能隔离冲洗液的二重管或三重管钻进取样；三是钻进岩层宜采用金刚石钻头，对软质岩石及风化破碎岩石应采用双层岩心管钻头钻进。需要测定岩石质量指标时，应采用外径为75mm的双层岩心管钻头；四是在湿陷性黄土中，应采用螺旋钻头钻进，或采用薄壁钻头锤击钻进，操作时应符合“分段钻进，逐次缩减，坚持清孔”的原则。 10、结束语 综上所述，一是安全生产，认真落实安全工作责任制，项目部设专职安全员，定期和不定期检查安全，发现事故隐患及时妥善解决。各种劳动保护用品应配置齐备，进入工地必须配戴安全帽。施工现场禁止与工程无关人员进入。不准在勘察作业现场打闹，不准酒后上班。严禁赤膊、赤脚进入工地，严禁从钻探三角架下过往。二是文明施工，施工中应做必要的宣传，特别注意周边环境污染及清洁卫生，不乱倒生活垃圾，工作中不造成环境污染。 岩土工程地质勘察论文:工程地质勘察与岩土工程技术发展现状与展望 摘要：上世纪八十年代岩土工程勘察体制逐渐形成，而岩土工程技术是指在工程建设过程中对岩石或图的利用、整治或改造的科学技术。而作为岩土工程中比较重要的技术环节岩土工程勘察能够为岩土工程的实施做好准备工作。本文笔者结合相关经验，论述了工程地质勘察与岩土工程技术的发展现状，基于此展望了工程地质勘察与岩土工程技术未来的发展。 关键词：地质勘察、岩土工程技术、现状、展望 一、前言 岩土工程勘察体制始于上世纪八十年代，现阶段，岩土勘察技术的重要性日渐凸显出来。岩土勘察是岩土工程技术中的重要组成部分，直接关系着岩土工程的造价、质量和安全使用周期，通过先进技术和先进设备的引用，岩土勘察技术将更能满足超高层建筑和基础建设项目工程的要求。 二、工程地质勘察与岩土工程技术的发展现状 1.工程地质勘察的发展现状 （1）岩土参数难于确定 大多数岩土体受力状态复杂，是非均质、各向异性的，难以直接观察和检查，岩土设计参数就难于确定。如对粉土的划分，粉土试验复杂，经常会出现塑性指数的误判现象；粗颗粒土、残积土和风化岩等这些岩土层，难于取到原状岩土样和进行室内室外试验，其参数确定亦比较困难。 (2)工程地质测绘不到位 工程测绘是岩土勘察的基础工作，主要是观察、分析和推断地质性质，为后续勘测工作提供依据。由于测绘工作的技术性措施不够，会存在对岩土体和岩石风化层厚度分析不够，对软弱结构面和地质构造、地质形态的界定不准确等情况，这样会导致地形地貌、断层、地层界面、风化程度等资料离散，不能充分显示地质特点。 （3）监察机制不完善 《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)规定：“搜集附有坐标和地形的建筑总平面图，建筑物的性质、基础形式、规模，荷载，结构特点、埋置深度和地基允许变形等资料”。但因为缺乏系统的、完善的监理监察机制，使得不规范岩土勘察现象存在，勘察时不参照设计要求不依据建筑物实际荷载等，导致勘察报告深度、广度和精确度难以满足要求。 （4）勘测的数字化水平低 如果技术条件欠成熟欠规范，那么数字化的某些设计系统环节就会有失连贯和精准。岩土勘察提供的勘察信息资料一般以表格、文字、图片等形式呈现，描述偏向于定性内容，数字化程度低，就会造成勘察资料理解、处理、运用上的难题。 2. 岩土工程技术的现状 岩土工程起源于二十世纪六十年代的欧美国家，它是在土木工程实践中建立起来的一种新的技术体制。岩土工程研究解决岩体与土体工程问题，包括地基与基础、边坡和地下工程等问题。 就勘察现状的情况来看，“只认识自然而不能改造自然”“只提出问题而不去动手解决问题”。只局限于“地质资料”，虽然也对“勘查报告”提出一些很抽象宏观的观点，但对于设计是否合理，施工后效果怎样，却少有人认真探讨过，而只对基础工程的效果和工程质量的好坏、成败负一定责任。这可以看出许多地质勘察人员在提高岩土工程技术水平上没有责任感、紧迫感。结果是勘察资料的水平、深度和质量一直都在原有的基础上重复，却无突破。 从设计方面来看，就岩土工程体制的做法，岩土工程师发挥很大的作用，不但要提供基础设计基准，而且要决策工程方案，结构工程师通常都要采纳听取岩土工程师的意见。但目前国内的做法却是：结构工程师是基础方案的制定者和决策者，他不直接对岩土进行勘查测试，有些对复杂场区无直接认知者，仅仅根据“勘察报告”的资料进行基础工程设计，就很难提出既合理安全又经济的方案来。然而，为了保险起见，设计师就采取加大安全系数的方法，这样既不经济，还会导致不安全因素。 从施工角度来看，由于把勘察，设计，施工三个方面分开来，因此勘察人员对开挖基坑检验的工作没有明确责任，如果有补充试验工作也不会主动去做。所以基础工程施工和建筑物竣工后的表现性状监测，勘察人员也不再负任何责任．在这种脱节的情况下，基础工程施工技术的发展和提高就很难进行下去。 我国岩土工程技术发展如此缓慢，原因有二：第一是在人才培养上存在缺陷，造成岩土工程技术人员奇缺。另一条是体制上的弊端，把一个完整的工程体制比如勘察、设计和施工分开来。近些年，在工程建设越来越多的情况下，人们也意识到把勘察、设计和施工人员统一在一条战线上，更有积极的岩土勘察人员仅仅在公司名称上下功夫，把 “工程地质勘察公司”更名为“岩土工程公司”的现象。但由于知识面不够，只懂勘察不懂设计 ，岩土公司最后还是停留在勘察和施工方面。 三、关于工程地质勘察与岩土工程技术发展的展望 1. 岩土勘察秩序将会更加规范 因为岩土勘察的工作比较复杂，它可能会同时涉及很多方面的测量工作，所以如果每一项测量工作都由单一的部门进行就会使得勘察的效果比较低，同时如果不加规范还可能使得勘察的工作进行的比较混乱。随着岩土技术的发展需求，岩土勘察的工作在未来必定会对勘察过程进行规范，主要是对勘查中的各个工序进行规范，确保在多个工序同时进行时的勘察不会混乱的同时保证勘察结果。只有这样才能使得勘察效率得到提高使得勘察工作更加科学化。 2.岩土工程勘察将向数字化方向发展 数字化的发展已经使得现代化的设备取代落后的生产设备，新设备的运用在生产中起到了不可磨灭的作用。岩土工程中的岩土勘察在未来肯定也会朝着现代化的方向发展。岩土工程中的岩土勘察需要对很多东西进行测量，与此同时会产生大量的数据，传统的陈旧工具已经不能满足这些需求，所以在现代的岩土勘察中已经出现了用红外线进行勘察的技术，这些先进设备在岩土勘察中的应用使得勘察结果更加精确，同时提高了勘察工作的效率，大大节省了人力物力。随着科学技术的不断发展，对岩土工程中的岩土勘察必定会加大投入研究的力度，可以想象在未来一定会有更多数字化的设备满足勘察的需求。 3. 岩土勘察监理机制将会更齐全 不健全的岩土勘察监理机制会影响施工计划。因此，为提高岩土勘察的效率和质量，岩土工程部门需要全程监理岩土勘察的全过程，但仅仅这样是不够的，还需要严格监控岩土勘察工作的每个工作阶段，进一步健全岩土工程勘察机制，同时随着监理机制的齐全，对岩土工程勘察监理力度的加强，岩土勘察过程中出现的种种不良现象将会被制止，这样不仅岩土勘察的工程质量和效率会被显著提高，而且又促进了岩土工程中各个环节的实施，保障了岩土工程的施工进度。 4. 岩土工程勘察员素质将会越来越高 岩土勘察工作的专业性很强，所以勘察人员的素质在一定程度上决定了勘察工作的质量，为了满足岩土工程的需求，必须加强对岩土勘察人员的素质培训工作，从而提高人员素质，同时勘察人员在进入实际勘察工作之前要经过长时间的实习期，才能正式进行勘测工作。另外，有关岩土勘察方面的法律法规也必须加紧健全，从而为勘察工作的顺利开展提供依据。只有通过这两方面的改善，勘察人员才能更好的在工作岗位上工作，同时统一的规范使得勘察人员的技术水平得到了统一，从而使得勘察结果也更加统一。勘察人员的素质提高了，也会改善勘察工作中的不足现象，提高了岩土工程的经济性。 四、结语 综上所述，岩土工程是国家各项建筑工程的前提，对国家基础设施的建设具有重要的意义。岩土工程建设中最重要的环节是岩土勘察，并且根据建设程序基本的要求，各项工程建设在施工设计前必须进行岩土工程勘察，以保证工程整体质量，更好地为国为民服务。 岩土工程地质勘察论文:探讨工程地质勘察中地下水对岩土工程的危害 摘 要：本文笔者根据多年的实践经验，分析了地下水对岩土工程的危害等问题，并主要阐述工程地质勘查中水文地质评价内容以及需要的注意事项，以供相关工作人员参考。 关键词：地下水岩石工程危害 一、前言 总所周知，在自然界中地下水的各种变化以及运动的现象被称之为水文地质。其主要的研究内容是地下水的形成以及分布的规律，研究地下水的屋里性质以及化学成分，研究地下水资源及其综合利用，同时也研究地下水对工程建筑以及矿山开采的不良影响及其防治的措施。在工程项目的设计、勘察以及施工当中，水文地质问题是工程项目勘察的重要问题，也往往是容易受到忽视的问题。工程地质与水文地质之间具有密切的联系，二者之间相互联系相互作用，在工程项目的实际勘察过程中，由于较小使用到水文参数，水文地质的问题往往不被重视，而仅仅作为一般性的评价，由此容易由于地下水的各种变化而引发岩石工程的危害问题，例如诱发水库的地震、导致岩溶的渗漏，影响坝基以及坝肩的稳定性问题和枢纽区深层承压水问题等等。 二、地下水对岩土工程的危害 1.地下水上升而形成的对岩土工程的危害 从地下水升降变化方面来看人类活动因素方面讲，使得潜水位上升的原因如下：工业废水的排放、工程建筑施工用水点的地下渗透、生活污水的渗透、农作物灌溉用水的渗透等等；从水文气象因素方面来讲，有以下集中因素会导致潜水位的上升：降水量的增加、气温的升高导致的河流汛期的到来等等，这是是对地下水动态影响最为普遍的因素；从地质因素方面来讲，含水层土壤的渗透性、地震等等都会使地下水的水位受到影响。因而，我们认为地下水水位的上升是众多因素综合的结果。它会对岩土工程引起以下几种危害：①使土壤受到地下水的浸泡而形成沼泽或者被盐渍化，同时，由于地下水会对建筑进行腐蚀，使建筑物的耐久性受到影响；②地下水的上升使土壤中含水量增加，加大了土壤的重量，在一些斜坡、河岸地区极易发生一些不良地质现象，例如滑坡、崩塌等，使地质灾害的发生率增加；③地下水水位的上升导致一些粉细砂、粉土的含水量超过饱和而被液化，极易导致土壤颗粒被渗流带走而形成管涌和流砂现象的产生；④地下水水位的上升使得一些岩土受到水的侵蚀、水解、浸泡而被软化，导致建筑物抵抗剪切破坏的极限能力降低等。 2 地下水升降变化引起的岩土工程危害 通常，人为因素是地下水水位下降的主要原因，导致地下水水位下降的人为因素如下：对地下水的大量抽取、在河流的上游筑坝导致下游地下水水位下降等等。地下水水位的下降会导致以下几种岩土工程的危害形成：一，由于地下水位的下降，而导致地表受到的地下水的浮力减小，从而导致地质灾害的发生，例如地面塌陷、地裂缝等，影响建筑物的稳定性，使得人类的生命、财产的安全受到威胁；二，对水资源的浪费和无节制的抽取地下水，导致水资源的枯竭、水质的恶化，恶化了生态环境，严重地威胁着人类的生存居住环境等。地下水位变化可由天然因素或人为因素引起，但不管什么原因，当地下水位的变化达到一定程度时，都会对岩土工程造成危害，地下水位变化引起危害又可分为三种方式：①水位上升引起的岩土工程危害，潜水位上升的原因是多种多样的，其主要受地质因素如含水层结构、总体岩性产状；水文气象因素如降雨量、气温等及人为因素如灌溉、施工等的影响，有时往往是几种因素的综合结果。由于潜水面上升对岩土工程可能造成：土壤沼泽化、盐渍化，岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。斜坡、河岸等岩土体岩产生滑移、崩塌等不良地质现象。一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化。引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂，管涌等现象。地下洞室充水淹没，基础上浮，建筑物失稳。②地下水位下降引起的岩土工程危害，地下水位的降低多是由于人为因素造成的，如集中大量抽取地下水.采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝，修建水库截夺下游地下水的补给等。地下水的过大下降，常常诱发地裂、地面沉降、地面塌陷等地质灾害以及地下水源枯竭、水质恶化等环境问题，对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住环境造成很大威胁。③地下水频繁升降对岩土工程造成的危害，地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形，当地下水升降频繁时，不仅使岩上的膨胀收缩变形往复，而且会导致岩土的膨胀收缩幅度不断加大，进而形成地裂引起建筑物特别是轻型建筑物的破坏。地下水升降变动带内由于地下水的渗透，会将土层中的铁、铝成分流失，土层失去胶结物将造成土质变松、含水量孔隙比增大，压缩模量、承载力降低，给岩土工程基础选择、处理带来较大的麻烦。 三、工程地质勘察中水文地质勘察过程中需要注意的事项 1. 在工程地质勘察中水文地质勘察的基本要求方面应进行明确要求 ①查明相关的水文地质条件：a区域性气候资料，如降水量、蒸发量、历史水位、水位变化趋势；地下水补给排泄条件、地表水与地下水的补排关系及对地下水位的影响。b主要含水层的分布、厚度及埋深，各含水层和隔水层的埋藏条件、地下水类型、流向、水位及其变化幅度；通过现场试验测定地层渗透系数等水文地质参数。c场地地质条件下对地下水赋存和渗流状态的影响。d是否存在对地下水和地表水的污染及其可能的污染程度。② 水文地质问题评价内容：a查明地下水在天然状态及天然条件下的影响，分析预测在人为工程活动中地下水的变化情况，及对岩土体和建筑物的不良作用。b按地下水对工程的作用与影响，提出在不同条件下应当重点评价的地质问题并提出防治措施。如对埋藏在地下水位以下的建筑物基础中水对混凝土及混凝土内钢筋的腐蚀性；对选用软质岩石、强风化岩、残积土、膨胀土等岩土体作为基础持力层的建筑场地，应着重评价地下水活动对上述岩土体可能产生的软化、崩解、胀缩等作用；在地基基础压缩层范围内存在松散、饱和的粉细砂、粉土时，应预测产生潜蚀、流砂、管涌的可能性。c密切结合建筑物地基基础类型（如基坑工程、边坡工程、桩基工程）和施工需要，查明有关水文地质问题，提供所需的水文地质参数。 2 对工程勘察中水文地质参数的测定给予足够的重视 ① 地下水水位的测定，在工程地质勘察中，凡遇含水地层时，均应测定地下水位。其中静止水位的量测应有一定的稳定时间，其稳定时间按含水层的渗透性确定，需要时宜在勘察结束后统一测静止水位；当采用泥浆钻进时，测水位前应将测水管打入含水层中 20cm或洗孔后量测；对多层含水层的水位量测，必要时应采取止水措施与其他含水层隔开。② 测定地下水流向可用几何法，并同时量测各孔内水位，确定地下水的流向。地下水流速的测定可采用批示剂法或充电法。③抽水试验应符合抽水试验方法可根据渗透系数的应用范围具体选用不同的方法；抽水试验宜三次降深，最大降深应接近工程设计所需的地下水位降深的标高；水位量测应采用同一方法和仪器，读数时对抽水孔为厘米，对观测孔为毫米；当涌水量与时间关系曲线和动水位与时间的关系曲线，在一定范围内波动，而没有持续上升和下降时，可认为已经稳定；抽水结束后应量测恢复水位等规定。 四、结语 终上所述，虽然水文地质和工程地质二者之间存在着极其密切的关系，然而，在工程勘察的一系列活动中，水文地质问题十分容易受到忽视。作为岩土体的一个组成部分，地下水对岩土体工程的特性起着直接影响的作用，同时作为基础工程的环境，它对建筑物的稳定性和耐久性有着直接影响的作用，因而，我认为工程勘察中的水文地质勘察是极为重要的活动。 岩土工程地质勘察论文:高层综合楼岩土工程地质勘察的综合评价 摘要：作为建筑工程施工前的基础工作，岩土工程勘察所提供的数据为建筑工程的设计以及施工起到了关键的作用，本文首先分析了岩土工程勘察的必要性以及意义，在此基础上，结合工程案例，详细的介绍了搞成综合楼岩土工程地质勘查的内容。在分析水文地质以及地层土性的基础上，对高层综合楼岩土工程地质勘查给以了综合判断和评价。 0 引言 建筑工程地质勘查的主要目的是为了查明建筑施工现场及其附近是否存在对建筑物产生影响的不良地质因素，勘察的内容包括明确施工场地的底层时代、结构、岩性以及具体分布情况，此外，还需要对施工现场的地下埋水条件以及其腐蚀性做出科学的评价，在明确地质情况的基础上，采取科学合理的地基应对措施来保证建筑物质量要求。现场勘察工作本身必须遵循相关抗震以及勘察设计要求，通过结合建筑物的各项性质，采取多种方法如井探、钻探等进行综合勘察与评价，确保各项数据的准确性、合理性以及科学性，从而为建筑工程的基础设计提供科学的参考依据。 1 岩土工程勘察的目的及意义 1.1 岩土工程勘察的目的 岩土工程勘察在工程建设中起到了重要的作用，它是各项工程建设前提，没有对岩土进行勘察，就不能进行接下来的工程设计以及施工环节。岩土工程勘察的目的是为了确定拟建工程场地的地质情况，经过对地质进行分析，从而为接下来的工程设计、施工环节提供场地的各项地质参数，并通过运用一些勘察测试手段及方法，对拟建工程场地进行调查，通过分析，判断出修建某种工程所需要的地质条件要求，并确定此工程建设过程中对自然环境可能造成的影响。除此之外，通过岩土工程勘察，可以采取相应的措施，保证地基在施工过程中不至于产生过大的沉降变形。最后，岩土工程勘察能够为工程的基础设计以及施工提供地基加固所需要的各种岩土工程资料。 1.2 岩土工程勘察的意义 岩土工程勘察通过运用岩土工程的技术及方法，分析及评价拟建工程场地的地质环境特点以及岩土工程条件。岩土工程所涉及的专业很广，它综合了气象、水文、岩土力学、地质学、工程学、化学以及环境学等学科，从这个方面来讲，岩土工程是一门及其复杂的学科。目前，我国对岩土工程学科的研究还比较浅，对岩土工程需要用到的仪器及设备也比较短缺，正因为如此，我们所采用的岩土工程勘察技术还比较落后。受地理位置的影响，我国的地质灾害的发生频率比较高，同时，岩土工程所遇到的问题极其复杂多样。进行各种工程建设前，我们必须对拟建工程场地的地质情况进行测定，确定该场地的各项地质参数，一旦遇到不良工程场地情况，可以提前采取措施以避免地质灾害的发生。在投资所占比重方面，岩土工程勘察所占的比重很低，但是却能够为接下来的工程设计、施工提供可行的依据以及指导意见，这样能够充分利用一些有利的条件，尽量避免不利的条件，从这方面来讲，岩土工程勘察在一定程度上降低了工程的后期费用开支。综合以上内容可以得出岩土工程勘察在工程建设中起着重要的预防及指导作用。 2 工程概况 江西某高层综合楼工程，主体建筑22层，高度80.5米，地下3层，裙房4层，建筑面积为36780.8平方米，工程的基础结构为钢筋混凝土-剪力墙结构框架。为了得到该建筑的详细地质情况，采用钻探以及物探等勘探技术，对该工程的地质进行勘察。图1是勘察专控的平面布局图。 图1 工程勘察钻孔平面布局图 3 施工场地土质类型及场地类别分析 3.1 建筑施工场地的类别 在实际岩土勘察中，常采用瑞利面波法在ZK4、ZK5、ZK7等钻孔中进行压缩波波速的测定。计算出剪切模量和泊松比，根据结果对场地的类型机型划分。最后计算出场地的卓越周期。 经计算，场地土层的平均波速Vsm为：ZK4为4920m /s; ZK5为491 m /s; ZK7为472 m /s。表明Vsm均在250 m /s~550 m /s的允许范围内，根据《GB500112008》的相关规定，表明该施工场地土质类型为中硬类型，建筑场地的类别为Ⅱ。根据相关计算公式，我们可以得出地基的卓越周期分比为：ZK4为0.30 s, ZK5为0.29 s, ZK7为0.32 s。其卓越周期在0.29 s~0.32 s的范围内。 3.2地基基础持力层设计参数值原与建议值 岩土各物理学参数的确定，必须在进行完动探试验以及土工试验后，其设计参数的建议值见表1。 表1地基基础设计参数建议值 4工程地质勘察结果分析与判定 在建筑施工区域内没有的证以及构建断裂情况，因此从地壳的稳定性来看，该建筑区域内属于稳定区域。在开挖范围内，主要以中密层底层为主。 4.1 地基的均匀性评价 （1）按照地基持力层坡度评价结果，其持力层坡度小于2度，建筑物地下室内顶板的深埋度为80米，天然基坑开挖深度为10米，在这一开挖深度，土体主要以中密的砂卵石为主。但是在实际的勘察中我们发现，场地内还分布这较为明显的砂层，埋藏的深度约在9.5-26.8m之间，厚度在0.65-2.12m之间，因此确定该地基为均匀地基。 （2）按照压缩层的摸压缩量勘察结果，确定地基土的均匀性主要靠建筑物的四个钻孔在基础宽度上、压缩范围内以及压缩模量方位内，通过对相关数据进行加权平均处理进行评价。具体的分析结果见表2。 表2 按压缩层内各土层的压缩模量评价地基土的均匀性分析表 4.2 地基土的沉降性分析 根据地基土的沉降量计算公式： 按上式对地基土的沉降量以及横向倾斜值进行计算，计算结果见表3。 表3 地基土沉降量及基础横向倾斜值 从表3中可以看出从基础横向倾斜均小于基础的允许倾斜。 5 结语 综上所述,本工程布置勘察工作量较为适度,并采用多种原位测试和室内试验手段,查明了岩土结构、地基土工程性能及波速等有关数据、地下水赋存条件以及水文地质参数,满足了设计和岩土分析评价的要求。 岩土工程地质勘察论文:论岩土工程地质勘察技术 摘要：目前，我国经济在随着快速的发展，而城市建设的速度也随之前行，尤其在岩土工程当中的勘察技术也在不断的革新与进步，并成为了工程建设的一个先导，有着重要的作用。本文主要针对在岩土工程当中应用的勘察技术，并且通过在勘测的主要程序，以及科学研究勘察的技术，从而确保工程的顺利进行。 关键词：岩土工程基础地质勘察技术 在我国的基础建设性工程当中，由于地质勘察技术是作为主要的程序，并且在施工之前必须要仔细的做好地质勘察工作，从而科学全面的为工程提供一个合理的勘察条件，以及技术帮助。 一、对于基础地质勘察的具体概述 （一）、现阶段，由于在工程地质的勘察工作当中，对于岩土工程的勘察技术已经得到了显著的发展，也有了一定的提升，同时，在岩土工程的勘察技术当中，其主要的测试设备、勘察方法、仪器以及相应的技术都具有日新月异的提高。然而，在岩土工程当中，由于要求的勘察技术已经不仅仅是传统应用手段和方法，必须要面对更多的技术考验，对此，我们必须要应用更为有效、更为科学的方法进行解决。而基础地质所要针对的就是调查区域地质以及研究基础地质，它可以为岩土工程充分的提供一份原始的地质资料，并且在一定程度上达到了技术要求也降低了勘察成本。 （二）、在一般的岩土工程当中，对其勘察的目的就是为了全面了解岩土工程在基础地质的主要情况、设计要求、地质勘察的结果、岩土的各项工程参数等方面，而勘察报告质量的好坏则会直接影响到工程的造价以及安全性，所以，它是非常重要的一项内容。而对于其中的岩土参数，它的科学依据不仅只是联系在基础设计的经济性方面、安全性，并且也包括了工程可行性的论证。 （三）、在岩土工程当中，对于工程勘察主要包括在现场的钻探、室内的试验、对于原状土进行取样，以及在现场原位的测试方面等，所以必须要严格控制在工程勘察当中的每个环节，并按照国家的相关标准规定执行。此外，也应结合具体的施工经验，从而确保勘察依据的可靠准确性。由于可靠的勘察报告必须要达到国家的规范要求，并且在一定程度上要客观真实的反映出现场的地形地貌、岩土的性质、地质的构造、地层、地下水，以及地质的副作用等方面，同时也应科学合理的对岩土工程进行准确的评价分析，从而提供一个可靠的岩土工程的建设参数。 二、地质在岩土工程勘察的应用 对地质岩土的室内测试工程地质室内测试的主要问题是地质岩土样送达试验室后未及时进行开样测试，或不按操作规程要求进行试验操作。例如，对要求饱和的土试样，未按规范要求达到饱和时间再行测试；岩石固结试验的压力值达不到上覆自重应力与附加应力之和的要求，但很多固结测试并未按规范要求进行平行测试，提供的岩土勘察报告的准确、可靠性较差，经常出现与现场数据矛盾的情况，有时会造成工程投资的浪费现象。因此，地质室内试验时应及时将送达的地质岩土样进行开样测试，并严格按照国家各种操作规程要求进行试验操作。 岩土的室内试验可以测定岩土的物理力学性质指标，但这是建立在原状的土、岩样和科学、正确的试验分析方法基础上的，脱离其中任何一个方面都会大大削弱试验指标的可信度。主要体现在：原状土、岩样的采取、保管。不同的土和岩石应采用相匹配的取样器采取样，如软土宜采用薄壁取土器，坚硬的土可采用单动或双动二重管取土器。所取土样要妥善保管，这样要及时(尤其是易失水的粉土等)、存放要合理，避免使土样振动、受热；土石样的定性划分。要对各种土的基本工程地质性质加深理解，掌握各种类型土的区域分布情况。如膨胀土的特征是液限及塑性指数高、具裂隙，而且在50 及100kPa 压力固结试验时会出现百分表测出的变形量小于同级荷载作用下的仪器变形量的情况(因我国膨胀土的膨胀力一般在50～100kPa 之间)。此外，对粉土定名时不能只重视塑性指数≤l0 的指标，还要注意粒径 O.075mm 的颗粒质量不超过总质量的50％的指标，若仅按塑性指数划分必然会造成一些误判，另外，对粉土进行承载力深宽修正和液化判别时均须根据其粘粒含量数值来进行计算，因此，地质中粉土的粘粒含量是必做的工作工程剪切方法的选择。直剪试验剪切破坏面与实际土石体剪切破坏面不一致，剪切时排水条件不易控制，按土工试验方法标准》(GB／T50123—1999)规定，快剪试验只适用于渗透系数 三、基础地质的野外踌勘和资料搜集 工程勘察人员逐渐认识到野外勘察工作的重要性，意识到野外勘察第一手资料是室内高质量勘察报告的基础。野外勘察和相关基础地质资料的搜集不仅可以帮助施工技术人员了解工程现场的地形、地貌、地层、地质和施工的条件，减少勘探工作的盲目性，减少无谓工程量的增加，做到勘测的有的放矢，还能使勘察成本科学、合理，增强施工勘探单位的相对竞争力。 岩土工程勘察工作主要在野外现场进行，为使工程现场的工作有计划、有目的地进行，避免工程窝工和返工，应在勘察出发前做好充分的准备工作，工程勘察准备工作是岩土工程勘察的重要前提和内容。准备工作做得是否充分，直接影响岩土工程勘察工作的质量、进度见表1。 表1 工程勘察工作调查的主要内容 资料名称 选址 初勘 详勘 地形图 区域 1/l000～1/5000、带坐标 大比例足、附建筑总平面布置图、带坐标 建筑物 性质、用途、平面尺寸、层数、高度、结构形式、荷栽大小、有无地下室及深度 可能采取的基础形式、尺寸、埋深、地基允许变形等资料 已有资料 区域地质、地形地貌、地裳、矽产等 邻近钻孔及试验资料、建筑经验 现场条件 历史变迁、故河道、塘沟、井、坟、填土等 地下管道、结构物、地下电缆、水管、煤气管位置 原始基础地质资料的获取，岩土工程勘察一般时间短、任务重，获取准确、全面的原始资料是岩土工程勘察中最基本的工作，任何误判和假象均会直接影响工程勘察的质量主要体现在以下几方面：工程野外勘察地层的划分应尽量详细、科学。按岩土的颜色、状态、湿度甚至钻进程度的难易，岩心采取率等不同指标进行详细的划分，这些为勘察工作室内资料整理提供最详实的编录地质资料；对多钻机共同作业情况，应首先集中技术人员勘探l～2 个钻孔，统一勘察编录形式，避免野外勘察资料的分层、定性、描述等难以统一，给勘察资料整理带来困难；勘察工作的原位测试应严格按规范进行。静力触探试验时为减少零漂应定深调零，尤其是在施工区域的气温与地温相差较大的季节，工程勘察的触探指标相差较大；标准贯入试验按照规定进行杆长和孔深校正，不仅可以保证在缩径和孔底有残留时测试位置控制在应测试段，还为及时发现极软弱地层标贯自陷、自沉现象，从而确保标工程贯入数据的真实性。重型及超重型动力触探按规定需连续贯入。由于碎石类土采样难、岩心采取率低(因钻进多采用泥浆循环，细颗粒易冲失)，对碎石类土的相对软弱夹层较难发现，而且碎石土的承载力一般较好，但其均匀性对基础地基变形的影响很大，现实中不乏因碎石土的局部夹层导致建筑不均匀变形过大的实例，连续贯入是发现碎石土有无相对软弱夹层、判定碎石土均匀性和密实程度的必然要求。但也有人认为，连续贯入效率较低且起杆困难，在勘探时不能做到连续贯入；区域地下水位的观测，不仅要充分考虑周围地下水开采因素，还应在观测的最后一个钻孔施工24h 后进行，其次，水位观测宜与钻孔标高回测相结合。水位换算地下水的正确流向允许±2cm 的误差，水位量测直接参照孔口是根本无法满足要求的。 3结论 随着我国工程建设的飞速发展，岩土工程勘察取得长足、可喜的发展，但仍有一些理论尚不成熟、处于经验或半经验状态。岩土工程勘察是一项工程基础性工作，涉及的对象和范围很大，且涉及的勘察内容很多而且十分复杂。岩土工程勘察的手段是间接的、非直观性的。提高勘察和工程设计水平，充分利用基础地质资料，全面掌握岩土工程有关的规范、规程，不断的交流学习，才能有效地开展工作，确保勘察工作的顺利进行。 岩土工程地质勘察论文:浅议岩土工程地质勘察与基础设计的应用 摘要：本文对岩土工程勘察及地基设计之间问题，有诸多理论仍很不完善，仍局限在经验状态，有许多的工作需要有志之士去完成，提出了以下几种解决的方案。 关键词：岩土工程 地质勘察 基础设计应用 一、岩土工程地质勘察 1、踏勘与资料搜集 这2项工作可以帮助我们了解场地地形、地貌、地层及施工条件，一方面减少勘探工作的盲目性，做到有的放矢，另一方面使勘察成本合理，增强勘探单位相对竞争力。 2、原始资料的采取 岩土工程勘察一般时间短、任务重，取准、取全原始资料是岩土工程勘察的最基本的工作，任何误判和假象均会直接影响工程勘察的质量。这主要体现在以下3个方面： (1)野外地层的划分应尽量详细。按颜色、状态、湿度甚至钻进难易程度、岩心采取率等不同指标详细划分，为室内资料整理提供最详实的编录地质资料；对多钻机共同作业情况，应首先集中技术人员勘探一二个钻孔，统一编录形式，避免各行其是，尽而造成野外资料分层、定性、描述等难以统一，给资料整理带来困难。 (2)原位测试应严格按规范进行。静力触探试验时为减少零漂应定深调零，尤其在气温与地温相差较大的冬天、夏天，触探指标相差较大；标准贯入试验按规定进行杆长和孔深校正，一方面可以保证在缩径和孔底有残留时测试位置控制在应测试段，另一方面可以及时发现极软弱地层标贯自陷、自沉现象，从而确保标贯数据的真实性。重型及超重型动力触探按规定需连续贯入。由于碎石类土采样难、岩心采取率低（因钻进多采用泥浆循环，细颗粒易冲失)，对碎石类土的相对软弱夹层较难发现，碎石土的承载力一般较好，但其均匀性对地基变形影响很大，现实中不乏因碎石土的局部夹层导致建筑不均匀变形过大的实例，连续贯入是发现碎石土有无相对软弱夹层、判定碎石土均匀性和密实程度的必然要求。但也有人认为连续贯入效率较低且起杆困难，在勘探时不能做到连续贯入。 (3)地下水位的观测。一方面充分考虑周围地下水开采因素，另一方面观测应在最后一个钻孔施工24h后进行，再者水位观测宜与钻孔标高回测相结合。我们知道，由水位换算地下水的正确流向允许±2cm的误差，水位量测直接参照孔口是根本无法满足该要求的（水位深度会因孔口参照位置不同而不同)。 3、室内试验 室内试验可以测定岩土的物理力学性质指标，但这是建立在原状的土样和正确的试验方法基础上的，若脱离其中任何一个方面均会使试验指标可信性大大降低。这主要体现在以下3个方面： (1)原状土样的采取、保管。首先，不同的土应采用相匹配的取土器采取土样，如软土宜采用薄壁取土器，坚硬的土可采用单动或双动二重管取土器，有些勘探单位为图省事经常采用钻进岩心切取土样（既欺骗甲方又欺骗自己）；其次，土样要妥善保管，夏天要防晒、冬天要防冻、送样要及时（尤其是易失水的粉土等）、存放要合理（不宜放到汽车钻驾驶室内，以免使土样振动、受热）。 (2)土的定性划分。要对各种土的基本工程地质性质加深理解，掌握各种类型土的区域分布情况。如膨胀土的特征是液限及塑性指数高、具裂隙，而且在50及100kPa压力固结试验时会出现百分表测出的变形量小于同级荷载作用下的仪器变形量的情况（因我国膨胀土的膨胀力一般在50～lOOkPa之问），若不注意这些特点，很容易把膨胀土定名为常规的粘性土。此外，对粉土定名时不能只重视塑性指数≤10的指标，还要注意粒径 0.075mm的颗粒质量不超过总质量的50％的指标，若仅按塑性指数划分必然会造成一些误判 ，粉砂有时也可测定一定的塑性指数)，另外对粉土进行承载力深宽修正和液化判别时均须根据其粘粒含量数值来进行计算，故粉土的粘粒含量是必做的项目。在有些地方，由于建筑不需进行液化判别且粉土非持力层不必进行深宽修正，而常常省略了粘粒含量试验。 (3)剪切方法的选择。直剪试验剪切破坏面与实际土体剪切破坏面不一致，剪切时排水条件不易控制，按《土工试验方法标准》(GB／T50123—1999)规定，快剪试验只适用于渗透系数 二、基础设计 地基基础必须坚持因地制宜、就地取材、保护环境和节约资源的原则，根据岩土工程勘察资料，综合考虑结构类型、材料情况与施工条件等因素，精心设计。这主要体现在以下5个方面。 1、粉土及粉砂地基承载力特征值深宽修正问题 如果对粉土仅按粘粒含量是否小于10％选取深、宽修正系数ηb、ηd，在应用中发现，中密以下粉土修正后承载力特征值偏不安全。另外，对粉砂(不包括很湿与饱和时稍密状态)取ηb=2、ηd =3，但对很湿、饱和、松散、稍密的粉砂无法修正。因此，经请教有关专家并结合地方经验，对中密以下粉土及很湿、饱和、松散～稍密的粉砂层，深度修正系数ηb=l、宽度修正系数ηd =0。 2、地基均匀性评价问题 《建筑地基基础设计规范》(GB5007—2002)虽要求进行地基均匀性评价，但没有给出相应评价方法，有些地方按《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ79—2002)评价高层建筑地基均匀性的方法来评价一般建筑地基是不恰当的。按经验：符合《建筑地基基础设计规范》（GB5007—2002)第3,0.2条规定，不必进行地基变形计算的建筑地基属均匀地基，否则就是不均匀地基，该方法是一种评价途径，也得到了较多的岩土工作者的认可。 3、地震效应问题 (1)波速测试数据直接影响场地类别的准确判定及建筑工程的抗震造价，规范规定对抗震重要性为甲及乙类的建筑必须进行波速测试。而有的单位往往一句话就估算场地等效剪切波速是多少、根据区域经验覆盖层厚度有多少，进一步依此数据确定场地土类型及场地类别，这是对规范认识的不足。 (2)地基处理后其剪切波速值也发生变化，场地地基土类型及场地类别也会随着发生变化，但这在地基设计中有时没有得到足够重视。 (3)对饱和粉土及砂土，按照《建筑地基抗震设计规范》(GB50011—2001)第4.3-3条在液化初判时，地下水水位深度宜按设计基准期内年平均最高水位采用，也可按近期内年最高水位采用，不可按勘察时水位采用。在地面下15～20m深度地层初判液化后，再按第4.3.4条进一步判别时，据标准贯入锤击数临界值公式； 中，规范中ds 有误，应为地下水位埋深dw ；一般情况下液化判别应按多数取结果，如3孔中2孔不液化、1孔液化，则可认为场地土层不液化。 4、 复合地基承载力特征值的确定 (建筑地基基础设计规范》(GB5007—2002)规范规定：复合地基确定基础底面积及埋深时，地基承载力的基础宽度修正系数应取0，地基承载力的基础埋深修正系数应取1。但当在某些地基承载力提高幅度不太大的土层进行CFG桩复合地基处理时，发现复合地基深宽修正后的地基承载力特征值还没有该天然土层进行深宽修正的地基承载力特征值大，这种问题应该是新旧规范衔接不当造成的。 5、 基础形式的选择问题 (1)基础形式的选择应依据场地地层情况及区域经验综合进行，忽视任何一方面均可能造成错误。 (2)基础方案的选择应综合考虑结构类型、材料情况与施工条件等因素，而不应与习惯或不正当利益挂钩；基础设计既不能不考虑地层情况、当地建筑材料及施工条件，只采用设计者熟悉的基础形式，也不能以利益的驱动违心改变合理的基础形式。 三、结 语 岩土工程勘察与地基设计取得了长足的进步，通过对岩土工程勘察与地基设计中存在的一些问题进行分析并提出了几个解决问题的方法。 岩土工程地质勘察论文:论岩土工程地质勘察 【摘要】岩土工程地质勘察的目的是为了查明各类工程场区的地质条件，对场区及其有关的各种地质问题进行综合评价，分析、预测在工程建筑作用下，地质条件可能出现的变化和作用，选择最优场地，并提出解决不良地质问题的工程措施，为保证工程的合理设计、顺利施工及正常使用提供可靠的科学依据。 【关键词】岩土工程；地质；勘察 1 岩土的分类及其工程性质 1.1 岩石的分类及其工程性质岩石的分类,岩石是天然产出的具有一定结构的矿物天然集合体,少数岩石也可由玻璃或生物遗骸组成。岩石构成地壳及上地幔的固态部分,也是地质作用的产物。目前岩石的主要按其形成原因来分,可以分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三类。岩石的工程性质,岩石的工程性质是指岩石的物理力学性质。岩石的工程性质的因素主要有矿物成分、岩石的机构和构造及分化程度。岩石的物理性质主要包括的指标有比重,重度,孔隙性,吸水性,软化性,抗冻性。岩石的力学性质主要包括岩石的变形特性,岩石的强度特性(抗压强度、抗剪强度、抗拉强度)。 1.2 土的分类及其工程性质 土的分类土是一种三相体系,其主要物质成分包括作为土骨架的固体矿物颗粒(固相)、孔隙中水及其溶解物质(液相)和气体(气相)。根据地质成因土的工程分类主要包括残积土、坡积土、洪积土、冲击土、湖积土、海积土、冰水沉积土和风积土。土的工程性质土的物理性质指标有土的颗粒比重、重度、含水量、饱和度、孔隙比和孔隙率等。土的工程特性主要有渗透性、压缩性、抗剪强度、触变性和蠕变性、塑限性等。 2 岩土工程勘察等级的划分及其要求 不同的建筑物的重要性也不同,其破坏后产生的后果严重性也不同。因此针对工程重要性的不同以及场地和地基复杂程度的差异,岩土工程的勘察也要划分不同的等级,针对不同的等级,各个勘察阶段的工作内容、方法及详细程度也会具有显著地差别。 2.1下面介绍几种岩土工程重要性等级的划分 2.1.1 根据工程的规模和特征以及工程破坏或影响正常使用所产生的后果,将工程分为三个重要性的等级,如下所示:一级工程:工程性质是重要工程,破坏后引起的后果属很严重二级工程:工程性质是一般工程,破坏后引起的后果属严重三级工程:工程性质是次要要工程,破坏后引起的后果属不严重 2.1.2 根据地基复杂程度,可按规定分为三个等级,具体划分如下:一级地基(复杂地基):特征是岩石种类多,很不均匀,性质变化大,需特殊处理,多年冻土,严重湿陷、膨胀,盐渍,需要专门处理,;满足前面一个特征及以上者。二级地基(中等复杂):特征是岩石种类多,不均匀,有特殊岩石;满足前面一个特征及以上者。三级地基(简单地基):特征是岩石种类单一,均匀,无特殊岩石;全部满足前面全部特征。 2.2 岩石工程勘察等级的划分 确定了上面的工程的重要性等级、地基等级复杂程度等级以后,就可以进行岩土工程的勘察等级的划分了,具体划分如下,岩土工程勘察等级分甲、乙、丙三级。甲级:在工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度中,有一项或多项为一级。乙级:除勘察等级为甲级和丙级以外的勘察项目。丙级:工程重要性、场地复杂和地基复杂程度等级均为三级的。 3 岩土工程地质勘测的测绘和调查及其它相关工作内容 工程地质测绘和调查一般在岩土工程勘察的早期阶段进行,也可以用于详细勘察阶段的对某些专门地质问题进行补充调查。工程地质测绘和调查能在较短的时间内查明较大范围的主要工程地质条件,不需要复杂设备和大量资金、材料,而且效果显著。 工程地质测绘和调查的主要任务是在地形地质图上填绘出测区的工程地质条件,其内容应包括测区的所有工程地质要素,即查明拟建场地的地层岩性、地质结构、地形地貌、水文地质条件、工程地质动力地质现象、已经有的建筑物的变形和破坏情况及以往的建筑经验、可利用的天然建筑材料的质量及其分布等方面,因此它属于多项内容的地表地质测绘和调查。 4 工程地质测绘前的准备工作 4.1 资料收集和研究。应收集的资料主要有区域地质资料、遥感资料、气象资料、水文资料、地震资料、水文及工程地质资料、建筑经验等。 4.2 踏勘。现场踏勘是在收集研究资料的基础上进行的,目的在于了解侧区的地形地貌及其地质情况和问题,以便于合理的布置观测点和观测路线,正确选择实测地质剖面位置。 4.3 编制测绘纲要。测绘纲要是进行测绘的依据,其内容应尽量符合实际情况。测绘纲要一般包含在勘察纲要内,在特殊的情况下可单独编制。测绘纲要应包括工作任务情况(目的、要求、测绘面积、比例尺等)、地理情况(位置、交通、水文、气象、地形地貌)、测绘区的地质概况(地层、岩性、地下水、不良地质现象)、工作量、工作方法及精度要求、人员组织和经费预算、材料物资器材、工作计划及工作步骤。 5 测绘的方法 工程地质测绘的方法主要有两种,一是相片成图法,二是实地测绘法。主要介绍一下实地测绘法。实地测绘是工程地质测绘的野外工作方法,它由细分为三种方法。路线法:沿着一定的路线,穿越测绘场地,把走过的路线正确地填绘在地图上,并延途详细观察和记录各中地质现象和标志,如地层地层界线、构造线、岩层产状、各种不良地质现象等。布点法:不点法是过程测绘的的基本方法,也是根据不同的比例预先在地形图上布置一定数量的观测路线和观测点。追索法:它是沿着地层走向、地质构造线的延伸方向或不良地质现象的边界线进行布点追索,其主要目的是查明某一局部的工程地质问题。在完成了工程地质测绘的基础上,接下来完成的就是非常重要的工作了,主要包括工程地质的勘探和取样,岩土工程原位测试,室内试验,房屋建筑与构造物的勘察评价,地下洞室的勘察与评价,边坡工程的勘察评价,岩土工程分析评价和成果报告的编写。 6 结语 综上所述，工程勘察工作地任务是查明情况,提供各种相关的技术数据,分析和评价场地的岩土工程条件并提出解决岩土工程问题的建议,以保证工程建设安全、高效运行,促进经济社会的可持续发展。 岩土工程地质勘察论文:岩土工程地质勘察数字化技术研究 摘要：岩土工程设计的基础是地质勘察，传统的勘察表达方面存在局限性，存在直观性差的缺点，既不能将岩土地质空间的变化情况全面反映出来，也难以将岩土的性质准确和完整地表达出来，勘察结果不能完全满足岩土工程设计的要求。本文将在分析传统地质勘察方法存在问题的基础上，探讨推广地质勘察数字化技术的必要性，以突破传统勘察的技术弊端，更好地推断岩土区域分布规律、预测岩土工程性质等，为岩土工程施工提供科学的地质资料依据。 关键词：岩土工程 地质勘察 数字化技术 1.岩土工程地质勘察存在的问题 出于多方面的原因，地质勘察技术仍然存在一定的问题，使得岩土工程的地质勘察难以取得长足发展：①设计部门和勘察部门属于两个独立的部门，作业分散，勘察技术方法分支多，涉及多方面的专业知识，再加上勘察人员鲜有参加设计工作者，致使岩土勘察的相关数据资料表现形式超出了设计部门人员的理解范围之外。笔者认为主要是因为设计人员的专业水平局限性使然，设计过程中没有勘察人员进行现场对勘察成果的解释，才导致勘察成果在设计中利用效率低的情况出现。各种专业之间多以书面形式进行资料信息交流，网络等数据共享模式基本为零，这样既耗时又费力，而且容易出现资料数据的丢失。②设计软件功能不够齐全，只能够胜任编制文件和绘制图纸等简单工作，对于经验工作等评价工作，存在网络化与共享等方面的瓶颈。其次是软件系统缺乏共通信息交流的渠道，譬如在勘察所得的数据资料直接反馈给技术部门，而没有通过信息交流的方式对这些资料进行处理加工，专业分离式的信息共享模式使得系统呈现封闭性特征。③勘察辐射的信息面广，包括气象、水文、地理、交通、经济、环境以及风俗习惯等，这些信息资料的掌握，需要掌握各自的属性特征，也需要对其进行定量和定性分析。但勘察系统缺乏必要的采集、表达、识别和分析等方法，致使勘察所得情报不全，无法形成设计与决策的优势。再加上系统不具备空间分析功能，致使设计与决策需要依靠设计人员的经验与水平进行理解。 2.岩土工程地质勘察数字化系统的建立 2.1地理信息系统 地理信息系统旨在运用计算机、信息科学和地理学等综合学科手段，实现地质勘察场地的数字化。地理信息系统针对岩土工程地质勘察，直指岩土工程的空间和属性数据，根据勘察地点的方位坐标，通过管理、检索、评价分析和结果分析的处理流程，以提供设计的决策依据。地理信息系统技术的实现，需要兼顾以下功能的实现：①根据地质勘察数字化技术的要求，系统必须具备采集和编辑数据的功能，保证在获取完整、逻辑和准确数据的同时，通过跟踪、扫描和遥感等数字化手段完成编辑加工。②在数据操作的过程中，数据存储、组织、格式化、转换等继承过程，是地理信息系统数据库体现数字化要求的关键点。另外、数据的查询、搜索、统计等数字化功能也必须在系统中体现出来。③数字化系统具有空间分析需求，通常分为空间检索、拓扑叠加、模拟三个层次。在检索方面，地理信息系统以空间实体的属性以及属性特征检索依据。拓扑叠加既在输入某空间实体的属性以及属性特征时，会同步显示类似的空间实体。而空间模拟分析旨在发挥系统使用者的主观能动性。④在通过收集、编辑、继承和分析等数字化流程之后，最终将数据以图表等形式输出，既系统的输出功能。总之，基于地理信息系统的岩土工程勘察设计数字化技术，为推动勘察设计的现代化，不失为一种较为科学的数字化开发手段。 2.2地质勘察建模技术 建模技术由来已久，岩土工程的建模技术，是根据工程的情况、条件和实际状态，根据一定的比例将实体用图形表现出来。地质勘察建模技术是实现场地地层数字化的重要手段。根据地理信息系统提供的数字依据，进行资料筛选分析，建模的一般过程如下：首先对工程地质变量进行预测，譬如地下水水流速度的变量预测，又如地层构造、断层等的空间分布，由于地质的变量因素过多，建模不可能进行全方位量测，因此只能选取较有代表性的部分，然后利用各种手段预测地质的综合变量情况。其次是对地质的特征进行条件化和离散化解释，通过现场勘察获取资料之后，进行地质描述，而变量描述需要地质的变量预测和工程地质控制共同实现，最终确定地质的边界以及特点。岩土工程勘察地质的建模数字化技术，以图形和数学表示的方法，将工程和地质条件的关系表现出来，解决工程与地质脱节的问题，让设计人员摆脱勘察专业数据资料的束缚，形象地认识岩土变形、破坏等情况，以便掌握岩土的运动规律等，将勘察内容充分地在设计文件里体现出来，并全面提出设计方案。 2.3场地虚拟实现技术 场地虚拟数字化技术的实现，即建立数字化岩土勘察工程的数据库系统。该系统囊括两方面的内容，一是勘察区域内的地理规划、道路、市政设施、住宅区等地理信息，二是勘察区域内的山川、河流等自然地貌地形的情况。关于数据库系统的建立，需具备以下几方面的基本条件：①收集勘察区域内的地质勘察资料，包括勘察点的地理、环境、土质、地层等信息。②根据系统信息需求，为弄清楚所需数据类型和数据之间的关系，把用户的数据需求用较为形象方法表现出来，需要设计能够反映信息世界的概念性模型。③数据库需要囊括三种数据，一是用户输入的原始数据，二是系统自动生成的中间数据，三是最终的数据。④数据库的主要功能，首先是输入数据注意有效性和规范化，以保证输入库内的数据资料精准性，减少误差。第二是让用户能够在最短时间内利用检索功能获取数据中的地质信息，搜索的条件是图示点、图示矩形、区域、交叉条件等。第三是叠加、缓冲区和多层立体叠加三种空间分析功能。第四是数据库单向、多向和多组合的输出方式。 3.结束语 综上所述，岩土工程地质勘查要摆脱传统勘查模式的弊端，必须尽快建立以地理信息系统、建模技术、场地虚拟等数字化技术为核心的勘察系统，并加快该系统的应用研究，以尽快实现在岩土工程中广泛应用数字化的勘察技术方法。 岩土工程地质勘察论文:岩土工程地质勘察与建筑工程地质勘察的对别分析 摘要: 随着国家经济不断的快速发展，对国家资源的开发利用也在不断的加深，各种各样的科技设备不断的更新、出现，也为加强地质勘察能力与准确程度提供了有力的科技和物质保障。同时，各种各样的建筑不断的规划建设，地质勘察的需要也越来越大，也为地质勘查提供了很大的研究需求和研究条件，促进了地质勘察的发展。本文针对岩土工程勘查和建筑工程地质勘察的内容、特点、方法等方面的阐述与比较，详细的说明二者的联系与区别，目的通过叙述来说明二者的作用以及现实意义。 关键词: 岩土工程；建筑工程；勘查对比 岩土工程地质勘查主要针对岩体和土体以及地下水作为勘察对象，通过对岩土的各种特征以及参数的测试，研究不同地区的不同类型的岩土的结构特点、形成过程、地质运动作用等方面。另外，通过对岩石以及土质的判断分析，可以用来寻找矿藏资源等用途。岩土工程地质勘察是一项多用途、综合性的工程技术。 建筑工程地质勘查是工程建设前期的一项工作，是运用地质、工程地质和其他有关学科的知识、技术，对建筑场地和附近的区域进行调查研究，从而为工程建设提供建设依据，保证建筑工程能够顺利的实施，确保建筑工程地基基础的质量，以及环境资源的有效利用而进行的工程施工的重要环节。 1.岩土工程勘察与建筑工程勘察目的与内容对比 岩土工程是土木工程的一个分支，主要运用工程地质学、土力学、岩石力学解决各类工程中关于岩石、土的工程技术问题。岩土勘察常常研究地质的结构、地应力场环境，各地质时期各地区的风、水和冰川的侵蚀和搬运等作用形式。 岩土工程勘察研究主要方式有：工程地质调查和测绘、勘探和取土测试、原位测试、室内试验、现场检验和检测，并根据以上几种方法，对建筑工程地质条件进行定性或定量分析，编制满足不同阶段所需的成果报告文件。 建筑工程地质勘察的任务主要探察工程项目建设地点的地形地貌、地层土壤性质、地质结构和水文条件等性质从而为科学规划、施工建设提供依据。 建筑工程地质勘察的内容以工程测量、水文地质勘察和工程地质勘察为主。工程测量主要为平面测量、高程测量、地形地貌测量等。水文地质勘察主要以水文地质的测绘、地质勘探、钻探、抽水等过程，此过程可以分为初勘和详勘两个阶段。初勘查明水文条件，评价地下水的位置、深度等情况。详勘则进一步勘查，提供工程相应的方案，结合数据设计、选择合理的施工方法。 2. 岩土工程勘察与建筑工程勘察特点对比 岩土工程勘察与建筑工程勘察都时对地质结构等因素进行勘察，同时对区域范围内的地质结构进行分析、判断，对该区域内的整个地质特点进行总结。并为该区域的未来的规划提供依据。 但二者也有着截然不同的特点： 岩土工程的特点是针对地质结构的分布研究，研究范围广阔，深度也很大。小范围的勘察不足以得出准确的结论，需要大量的调察研究综合分析。例如岩土工程勘察报告研究我国长江中下游的矿层、云母、重金属等分布特点，也有介绍附件石英砂的变形特性、强度特性等实验结果。 而建筑工程勘察的特点是小范围内的，针对建筑项目工程的规划要求，而进行的具体因素进行的勘察，更多的是为建筑工程施工建设的要求服务，保证建筑的稳定性、功能性等一系列特点，因此具有较强的针对性。 3. 岩土工程勘察方法和建筑工程勘察方法 岩土工程的勘察方法试验技术、原位试验技术、现场检测技术、虚拟测试技术等。原位测试技术主要针对地质结构表面的土压力测试、应力场测试等。现场检测技术则是利用勘探设备进行较深层的地质结构研究，其探测的深度可达到几百米。室内试验技术主要是对采集的样本在实验室通过进行试验，对实验数据进行分析而得到地质条件的方法。虚拟测试技术是采用先进的光电设备、磁声设备等等仪器对区域地质进行测试，随着测试技术的不断提高，越来越多的传统测试方法将会被高科技的设备所取代，现代测试技术中，虚拟测试技术在岩土测试技术中也得到了广泛的应用。 建筑工程地质勘查是针对建筑工程规划建设而进行的勘察，因此建筑工程地质勘查的方法也更加的具体。其主要方法有工程地质测绘、工程地质勘探、工程地质的试验、工程地质的长期观测等，其中工程地质勘探又包括物探、钻探、和坑探等。建筑工程地质勘察重点勘查地质结构形式以及地下水的相关参数。例如地下水位高度、深度等因素。同时针对相关的数据进行分析，分析的重点也是在地质结构和地下水位可能对规划、对建筑产生的影响，应如何的解决，以及在施工过程中的影响等。 总结 岩土工程地质勘察是与资源开发、工程建设紧密结合的工作，主要应用岩土工程的技术和方法对地域内的岩土情况进行勘察。目的主要是确定该区域的地质结构、岩土的性质、特点、应力趋势等，同时根据岩土勘察的情况，对自然资源的开发利用形成详细的说明。因此，岩土工程地质勘察则更注重宏观的地质勘探，以及未来相当长的一段时间内该区域的变化趋势等。 建筑工程地质勘察则更针对于建筑工程本身，通过对规划建筑的现场实地勘察而了解到相关地形地貌、地质结构特点、建筑对地质结构的影响等一系列的参数，从而对建筑本身的稳定性分析、施工方案的确定等有一个全面综合的确定。 岩土工程地质勘察论文:岩土工程地质勘察技术的应用现状 摘要：就目前岩土工程地质勘察技术的应用现状分析，可以看出存在一定的问题。本文将根据岩土工程地质勘察技术的应用现状，对存在的问题进行分析，并针对问题的原因提出相应的勘察方法和建议，以保证建筑地基的强度和稳定性。 关键词：岩土工程 地质勘察 技术应用 1.岩土工程地质勘察技术应用现状 1.1地质勘察的技术问题 岩土工程必须建立在地质勘察的基础上，掌握一手的岩土工程质量，是后期工程成败的关键点之一，就目前地质勘察的技术应用现状分析，存在以下几方面的技术难点问题：界面划分上缺乏针对性，地质勘察人员对界面的划分没有根据岩土的各种性质进行区别性看待；岩土的取样不全，由于岩土的复杂性，某些原状的岩土样本在取样时被忽略，譬如风化岩、残积土和粗颗粒土等，因此无法进行全方位的岩土室内外试验，其参数触及面狭窄；岩土地质勘察人员勘察能力的牵肘，各种野外作业和资料整理分析等方面的能力，无法胜任勘察的实际需求，另外作业人员往往将勘察当成一项独立性的工作，没有结合地基未来将建的建筑结构特点进行作业，致使勘察目的过于片面，所取得的勘察资料与建筑工程的设计、施工脱节。 1.2问题原因分析 笔者结合以上的勘察技术问题，结合施工经验，对存在问题的原因进行如下浅析：首先是勘察依据不足，地质勘察方法的取舍需明确建筑设计意图，方能针对性布置勘察任务，目前部分勘察报告缺少对未来将建的项目性质、规模、结构、荷载等资料的分析，在勘测点的布置上缺乏可行性，致使勘察的结果不能满足建筑对地基的施工要求，譬如某高层小区临江而建，勘察之前没有综合地形地貌作出地质灾害调查，也没综合考虑到高层小区所需求的最大限度荷载，致使勘察不到位，在工程桩基施工时，工地某地段出现了特殊的岩土结构，需改用水桩方可完成桩基任务，而且此部位的建筑物层高等结构必须进行重新设计修改，带来巨大的人力、物力和财力资源浪费。其次是勘察工作不合理，根据相关规定，不同建筑物的地质勘察间距和勘察点布置是由差别性的，在实际勘察操作中，不按照规范要求作业的现象相当普遍，存在孔深不足、勘察点超范围等情况，究其原因，主要是因为没有将勘察等级等纳入考虑范围之内，譬如某住宅小区地质勘察用普通民宅的标准进行，经测试地基条件良好，但经后期进行剪切波速测试，发现建筑物高度要求的钻孔深度内存在微风化岩层。再次是技术勘察手段的问题，譬如勘察水平落后，碎石土层采用静力触探法，致使触探试验不连贯，在钻进岩层中时，忽略岩心采取率，使得钻探效果不全。 2.岩土工程地质勘察技术建议措施 2.1地质勘察测绘 岩土工程地质勘测测绘，是对岩土的地貌地形、变化情况和地质条件等情况进行测绘，具体内容包括：在岩土工程勘察界限内外的一定宽度内，调查是否存在滑坡、土洞和坍塌等不良地质现象，以及岩石、软弱层地质体的出露部位、范围和分布，按照一定比例将这些调查内容标示在图纸之上；岩土所在地的气候等水文气象，以及周边生活和生产建筑物对岩土的破坏程度等的调查，并对岩石的特征、风化程度，所在位置的地貌与岩土层关系进行分析，初步划分地貌单元；调查岩土位置的地下水情况，包括地下水的类型、水位情况和流量等，并按照一定比例标示在测绘图纸上。以上的调查内容除了标示在图纸之上，还要进行调查情况的野外照相或者素描，作为编制地质勘查报告的基本资料。 2.2钻探技术 岩土钻探是岩土地质勘察掌握一手资料的重要环节，钻探技术的应用需要掌握以下的方法：①钻探技术的选择需要针对不同的地质环境，一是地下水以上的地层，适合用勺型钻锤击干法掏土钻进法，这种钻探方法简单便捷，但对土层扰动性较大，因此钻探深度要求高的地层，此法不适用；二是针对多种岩土工程勘察的深度，可采用岩芯回转泥浆护壁钻进法。三是双管单动钻进、冲击钻探等其他的钻进方法较为适用普通地质勘察，因为这些方法的工艺复杂，而且不利于原状土样，对土层的扰动性较大。②钻进深度的控制，与岩土层的分层深度测量误差不能超过5厘米，如果采用岩芯回转泥浆护壁钻进法,为控制分层的精度，非连续取芯钻进的回次进尺应该进行严格控制，一般是在2米之内；③针对不同性质的岩土，控制取芯率，土层为百分之百，岩石风化的残积土为百分之八十五，半岩半土为百分之九十，破碎岩为百分之六十五，软质岩为百分之六十五，完整岩为百分之八十以上。④根据钻进回次填写钻探记录，作为钻探技术应用情况的依据。 2.3取样和试验技术 首先是取样技术。取样需要根据工程地基的情况进行采取，一般采集中风化和微风化岩的上部位置，因为这些风化带具有过渡的特点，而上部位置就具有代表意义，其他位置超风化带实验值过于离散。采集后的样本做及时蜡封处理，用胶带包括岩样，以防止其水分流失，并分类妥善保存，每种样本都要有标签清楚记录孔段的深度，然后送到土木试验地点进行土样和岩样的分析和试验。 其次是原位试验，即在保证检测对象不被扰动和破坏的天然状态下，通过各种试验手法进行指标测定。原位试验是岩土工程地质勘察的重要部分，获取岩土的设计参数，也是岩土工程施工质量检验的重要手段。原位试验的方法很多，包括荷载、静力触探和标准贯入试验等。试验方法具体根据工程条件和需求而定，常用的试验方法是标准贯入试验法。根据《建筑地基基础设计规范》规定，标准贯入试验是自动落锤的试验法。该法应根据地基的条件，以1米到1.5米为一次钻进单元深度，如果地质为松土，则钻进深度应该结合实际而定，风化残积土和全风化带钻进以1.5米为一次钻进单元深度，强风化带以2米到2.5米为一次钻进单元深度。 编写地质勘察报告，根据《岩土工程勘察规范》的具体要求进行编写，编写的前应该将各类勘察资料进行汇总整理，结合实际拟定大纲后再进行编写，内容包括勘察基本内容、地质条件、工程分析评价以及相关的结论和建议。地质勘察报告也是勘察技术应用情况的检验总结。 3.结束语 综上所述，岩土工程地质勘察属于综合型的地质勘察工作，具有复杂性和多变性等特征，在技术应用方面，存在界面划分上缺乏针对性、地质的形态掌握不全、岩土的取样不全以及勘察能力限制等问题，笔者对这些问题分析之后，对这些问题的原因进行了总结，认为岩土工程地质勘察只有综合运用各种勘察手段，重点提高地质勘察测绘、钻孔、取样、原位试验和地质报告编写等方面的技术含量，方可对地质环境作出综合性的客观判断与评价，全盘掌握地基的强度和稳定性情况，为建筑工程的施工奠定基础。 岩土工程地质勘察论文:岩土工程地质勘察实践理念的问题 摘要根据岩土工程勘察中的勘察要求,对工程地质勘察实践理念问题的分析,并结合实例探讨平原区的含水层特征。以期给工程勘察工作人员提供方便制定相应的防护措施和施工计划,以确保工程质量。 关键词岩土工程;地质勘察;理念分析 先进技术(含理论、技术设备)的推广应用是工程地质勘察好、省、快的强大技能和物质基础。如地下洞室围岩分类,坝基岩体质量分类,边坡稳定分析,岩体弹塑性理论,地质力学模型、岩(4-)体物理力学性试验方法的发展应用,电脑与工程地质软件包的开发应用,钻探钻进取芯技术的提高,物探各种测试手段的广泛应用等,都强有力地促进了工程地质勘察周期的缩短和工程地质条件分析评价的快速与先进。设计、施工方面先进技术的应用,如新坝型、新建材、新工艺、新施工方法的运用,也进一步促进了工程地质勘察中对较差岩体的充分利用。 1工程地质勘察实践理念问题 “实践理念”泛指人们在工程地质勘察实践活动中,所持的思想、观点、方法的综合而言,其核心内容包括以下三点: 1)坚持一切从客观地质实际出发,并做具体分析区别对待,即辩证唯物论观点。例如:万家寨坝基夹层两侧岩体存在着强大的侧向抗滑效应,即个性规律。如果我们遵照规范的共性规律,绝对地不予考虑就不符合坝基地质实际了。否则,如果我们机械地绝对予以考虑,也不一定是必要的。其实,按通常的对待办法,将它只作为安全储备,而不参与坝基稳定计算是可行的。但当坝基稳定需要时,做适度的考虑也是安全可靠的。 2)坚持采用系统分析和综合评价方法,即整体论观点。任何工程地质问题都属于一定层次的,由诸多要素组成的―个系统问题,需采用系统分析方法做整体的综合评价与决断。系统方法论认为,人们在研究和解决系统问题时,仅仅重视各要素自身的可靠性(或安全储备)是不够的。而应当将重点放在如何通过对具有必要可靠性的诸多要素的优化组合,以达到系统的整体效应最佳,而并不追求每个要素自身可靠性都达到最高等级。否则,工程地质决断就必然是偏于保守的。这就是说,专家们需要坚持运用“系统整体效应(或功能)大于其组成部分之和”这一重要思想和原理,以指导工程地质勘察实践。 3)坚持依靠工程经验与创造性思维的积极贡献,即经验支持论观点。工程经验与创造性思维是宝贵财富。它影响到工程地质勘察实践的各个方面,而且至今人们对工程地质环境的认识,依然是有些地质问题可以说得清楚,并可用数学模型给予量的表达;又有些地质问题虽可以说得清楚,但无法以数学模型给予量的表达;还有些地质问题说不清楚,只可意会,无法言传;更有些地质问题既说不清楚,也无法理解等。所有这些问题在工程地质决断过程中,都要做出相应的分析和评价。而正确的工程地质决断,恰恰在于对那些说不清楚的地质问题做出合理的价值判断。这正是专家们工程经验与创造性思维的积极贡献和强有力支持的重要表现所在。 2坝基主要工程地质问题评价 坝工建筑物对坝基的要求有三个核心问题:一是坝基所承受的荷载作用下不会发生滑动失稳。而且还应有必要的抗滑稳定安全度;二是在各项荷载作用下,坝基各部位的应力及变形值要在许可的范围内。避免产生过大的局部应力集中和严重的不均匀变位。影响坝基和大坝的安全;三是坝基在渗透水的长期作用下,要能保持坝基岩体在力学和化学性质上的稳定,渗漏和渗透压力都要控制在允许的范围内,因此,围绕这些问题,拱坝坝基主要工程地质问题包括坝基压缩变形、坝基渗漏及渗透变形和坝基抗滑稳定等问题。坝基压缩变形问题。主要根据坝基岩体强度、岩体风化特征、岩体结构类型和软弱结构面的发育情况及其分布特征做出分析和评价。若坝基岩体中存在抗变形能力差的缓倾角夹层、陡倾角断层和风化、卸荷破碎带。要提出必要的工程处理措施建议。坝基渗漏及渗透变形问题。主要根据坝基岩体的岩性类型、岩体风化状态、结构面发育程度、分布特性及其性状和地下水发育情况等,评价坝基岩体的透水性及其渗漏通道,并提出相应的工程处理措施建议。坝肩岩体抗滑稳定问题。主要根据岩体强度、岩体结构、岩体完整性、结构面发育程度等岩体质量分类相关的因素,结合软弱结构面的分布特征及其性状、组合切割关系等进行分析和评价,提供坝基岩体及结构面、软弱层和断层抗剪断强度,进行坝肩岩体抗滑稳定计算。并提出相应的工程处理措施建议。 3水文地质试验和地下水监测 水文地质试验是水利水电工程地质勘察中的一个重要环节。通过水文地质试验,求取岩土层的水文地质参数,可以判定岩土层的透水性,评价工程的渗透稳定性。亦文地质试验包括抽水试验、压水试验、注水试验、渗水试验,以及水位恢复试验等等。不同的地层条件下,选用适宜的试验项目和计算公式。一般地,砂砾(卵)石层和河边地层中适宜做抽水试验和提水后的水位恢复试验,基岩做压水试验,填土、含泥砂土和粘性土层适宜做注水、渗水试验。文献对每一种水文地质试验的操作规程都有明确而详尽的规定。必须按规程的规定连接设备和进行操作,使用合格的水表、秒表、水位仪、压力表等,观测足够长的时间,确保每―个试验观测数据的准确性,减少误差。 4几点体会 根据场地的工程地质条件和水文地质条件,场地下部卵石层呈高强度、低压缩性、层厚大、层位稳定,无下伏软弱土层,是水闸理想的桩端持力层,但在桩型方案选择上,如何根据场地的工程地质条件和水文地质条件、建筑物特性及当地的建设经验等综合分析确定一种安全可靠、技术可行、经济合理的桩型。便是本水闸工程地质勘察中的又一个重要环节。 1)在水闸的工程勘察过程中,由于基坑开挖深度一般较大,应充分考虑地下水的影响与作用。不仅要分层求取基坑坑壁范围内各含水层的水文地质参数,还要注意求取基坑以下可能对基坑工程造成影响的含水层的水文地质参数。 2)在深基坑工程中,在考虑坑壁稳定性时应同时考虑基底稳定性来进行支护结构(方案)的设计。在工程勘察中应分析评价和预测可能引起基底失稳的原因和表现形式,并提出相应的防护或监测等工程措施。 3)应在充分分析场地工程地质和水文地质条件、建(构)筑物特性、地区建设经验等各方面因素的前提下,综合确定一种安全可靠、技术可行、经济合理的基础方案,真正做到勘察规范要求的“确保工程质量、提高投资效益”。 5结论 工程地质勘察工作的对象是复杂的工程地质系统。强调勘察对象整体性质和整体功能,从工程地质勘察的基本目标是建立工程地质结构模型,最终目标是建立工程地质模型,而最优目标是以适当勘察工作量,建立“灰度”适度的工程地质模型。

生物统计论文:生物统计课教学思索 生物统计学是运用数理统计学的原理和方法，收集、整理、分析数据，解释生物现象，寻求其内在规律的一门学科。与一般数理统计学相比，它不仅要通过事物外在的数量表现去揭示事物可能存在的规律性，而且要根据专业知识去探讨、解释为什么会存在这种规律性。[1]生物统计学的特点就是研究对象是抽象的随机变量，而且要和农业实际紧密联系起来。“生物统计”主要包括田间试验中常用的、基本的试验设计方法与统计分析方法两部分，是生物科学、植物生产类专业的一门专业基础课。[2]如何提高“生物统计”课堂教学的有效性，在有限的教学时数内高质量、高效率地完成“生物统计”课程的教学，为学生奠定一个丰厚、扎实、牢固的试验设计和统计分析的基础，是摆在每一位从事“生物统计”课程教学的教师面前的严峻现实。为了提高“生物统计”课堂教学的有效性，提高教学质量，笔者所在教研室一直以来对教学方法、教学手段等进行反复探索，不断进行新的尝试，并有一些体会。以下浅谈教学过程中的一些心得。 一、营造平等的师生关系，构建和谐的课堂氛围 “生物统计”这门课程比较抽象，以往学生在学习过程中普遍感到枯燥难懂、学习兴趣不高。要想让学生喜欢这门课首先要让学生喜欢任课老师，从而对这门课感兴趣。“教者乐其教，学者乐其学”，良好的师生关系是“生物统计”课堂教学成功的基础和保证。只有师生之间确立一种朋友关系，课堂教学的效果才会事半功倍。“生物统计”课堂教学在规范管理、形成良好学风的前提下，应该营造轻松、民主与和谐的氛围，教师要放下架子，有缺点和错误要敢于承认，与学生像朋友一样共同研究，共同探讨，师生互动，心灵沟通，引起共鸣；让课堂充满笑声，一句笑话，一句简单风趣的语言，都可以激活课堂，学生在轻松、民主与和谐的课堂氛围下按照老师的思路和要求，不知不觉地学到和掌握知识，达到教学的目的。此外，教师在课堂讲授的过程中，教学内容的引入要突出趣味性。加入一些和讲授内容有关的耐人寻味、引人入胜的情节，这为激发学生认知动因提供了良好的环境和条件。如2011-2012学年第一学期在讲授“显著水平”时，就以“天宫一号”的研制和发射、中国航天器空间对接技术为例，说明显著水平的依据和重要性；又如在讲授第四章“显著性检验的配对设计”时，以佳洁士牙膏为例：“在20世纪50年代后期，宝洁公司推出了佳洁士牙膏，这是第一个带有氟化物的牙膏。为检验佳洁士在检验减少蛀牙方面的效果，研究者对多对双胞胎进行了实验，每对双胞胎之中的一个使用了含氟化物的佳洁士牙膏，而另一个则继续使用不含氟化物普通牙膏。”这时提出问题，即将双胞体作为非独立样本使用的目的是什么。通过这个例子既可以启发学生的思维，又能让学生轻松地明白什么样的设计属于配对设计，直观地体现了有关知识的客观背景，使学生通过自己的思维再现知识发生的过程。因此，教师在教学的过程中应把握好每个概念，善于挖掘教材的内在魅力，精心选择一个个有趣的实例，使课堂教学妙趣横生，触发学生学习的兴趣，使学生在趣味性中掌握生物统计的基本思想和方法。老师要认真对待学生提的每一个问题，有思考、研究价值的，教师要及时予以充分的肯定，让他们享受到质疑的成就感；浅显幼稚甚至不太合适的，要选择不同角度给予评价鼓励（鼓励其有所发现，表扬敢于质疑的勇气、勇于探索的精神）。这样，才能消除学生的畏惧心理，激发他们质疑的热情，提高他们质疑的勇气，从而增强其主体意识，调动学生学习的积极性。 二、针对不同专业调整教学内容和教学实例 笔者所在生物统计教研室给石河子大学农学院所有学生讲授“生物统计”课程。农学院农学、植保、林学、园艺、资环五个系使用的生物统计教材都是四川农业大学明道绪主编的《田间试验与统计分析》。因此，在教学过程中，如何结合专业实际、选取和专业相近的例子，分清重点难点，对现有内容进行合理取舍是一个十分重要的问题。[3]我们在讲清基本原理、思路和方法后，在举例时尽量结合专业，便于学生理解和掌握，将所学知识应用于专业实际。如给林学系的学生上课时，参考了续九如、黄智慧主编的《林业试验设计》，所举例题均与林木遗传育种、栽培、生理生化和森林资源调查等有关。对资环系则尽量采用农业资源调查、植物营养与施肥、环境监测与评价、生态效益分析、气象观测等方面的例子，有时即使将植保或者农学类的例题仅在文字上变动一下而数据不变也能取得较好效果。针对不同的专业特点，同一章节的应用问题也有所侧重。如在讲“直线回归与相关分析”时，不同的系在理论联系实际时侧重点也不同。如给农学系上课时，参考童一中主编的《作物育种常用的统计分析方法》，重点讲授回归分析和相关分析在作物遗传育种和栽培上的应用；在给植保系上课时，参考山东省农作物病虫测报站主编的《农业病虫数理统计预报》，重点讲授根据害虫发生发展规律及影响的有关环境因素预测害虫未来的发生发展趋势，为害虫综合治理提供决策依据等应用。通过实例分析，使学生们明白了统计方法的重要性和实用价值。总之，通过课堂讲授、作业和上机操作，使学生学完该课程后不仅仅学到一些统计学的常用术语和公式，而且要意识到他们所接触的统计学比单纯地计算平均数以及用彩色图表示出来复杂得多，它是一个强有力的分析工具。对各个系都要讲授“生物统计”的基本知识，内容涉及到实验方案的实施、数据的收集、整理和统计分析等，即“田间试验”、“资料的整理与描述“、“常用概率分布”、“假设检验”、“方差分析”、“X2测验”和“直线回归与相关分析”。对于有些章节如“百分数资料的假设检验”，因为数据涉及到有两个属性类别的质量性状和利用统计次数法得来的次数资料，农学系和植保系学生用的较多，因此只对这两个系讲授。对于“两因素系统分组试验资料的方差分析”，因为植保和资环专业用的比较多，因此只对植保系和资环系的学生讲授；对有些难度较大的章节，如“方差分析处理效应分类与期望均方”等一般只对农学系学生讲授；“样本平均数抽样分布与标准误”一节虽然最难懂，但它是生物统计思想方法的重心所在，是重要基础知识，既是重点又是难点，要仔细、耐心地给学生讲清楚。通过本课程的学习，使学生能熟练制定实验方案、进行数据的处理与分析，并作出科学的结论。 三、加强实践教学，注重学生能力培养 1.将统计方法的讲授与统计软件的介绍紧密结合随着计算机的普及和广泛使用，统计分析方法在自然科学的各个领域中得到越来越广泛的应用。统计软件的应用已经成为高校学生与科研工作者必备的技能。生物统计教研室根据不同的专业开设了Excel和SPSS等统计软件的实验课，收到良好的教学效果。我们在介绍Excel、SPSS等软件基本操作的基础上，结合统计学基本理论和方法，通过实例，由浅入深、深入浅出地讲解利用Excel、SPSS进行统计分析的方法和步骤，从而达到将抽象统计理论与直观现象操作相结合的目的。很多统计方法的计算量大，例如方差分析、直线回归等，以前传统的教学方法是手工计算，教师花费大量时间在黑板上逐步计算，学生学习时觉得计算繁杂。现在我们在讲课时一边讲解理论，一边把实例的处理结果做出来让学生分析。把重点放在讲授基本原理、思路、方法的适用条件和统计结果的解释上面，要求学生能根据不同的实验设计选择相应的统计方法用统计软件处理，并能做出科学、正确的解释。 2.理论联系实际，提高学生解决实际问题的能力生物统计学是生物领域中非常重要的一种分析工具，对将来从事农业和生物科技工作的学生来说是一门有重要实用价值的课程，与数理统计学不同的是，这门课程重在应用。因此在教学过程中一定要突出和强调“用”这个特点，学生学习这门课程的最终目的是要会应用。老师在上课过程中要注重学生统计思维能力的培养。为了提高学生综合分析问题与实际动手能力，教研室积极开展第二课堂，让学生根据自己申报的大学生研究训练计划（SRP）项目和本科毕业论文进行讨论和交流，每个学生给大家介绍自己的试验设计和实验方案，并说明自己的项目或者毕业论文用是什么统计方法来分析。此外还安排上机实习，并且是让学生带着自己的试验数据独立处理，让学生体会“学有所用”。在处理数据的过程中，进一步培养学生的统计分析与逻辑思维能力。在实践中培养创新能力。这样使学生能够真正利用统计学方法解决实际问题。 四、针对课程特点采用多种教学方法相结合 “生物统计”的特点是内容抽象、枯燥，理论性、逻辑性较强。而且该课程内容多、公式多、图表多、计算量大，单一的教学方法容易导致学生注意力涣散，产生视觉、听觉和思维疲劳，因此，教师应该针对不同的教学内容采用不同的教学方法。由于多媒体教学加快了教学进度，提高了课堂教学的效率，因此多媒体教学应用广泛。但是并不是所有的教学内容都适合用多媒体来讲授。就拿“方差分析”这一章来举例。在讲方差分析的基本原理和步骤时建议用板书讲解，因为这部分内容比较难，教师在黑板上一步步进行讲解和分析有利于学生更好地理解和掌握，满足大多数学生的要求；在讲不同试验设计资料的方差分析时，用板书讲解该试验设计的田间试验设计图、资料整理表及方差分析三步骤中涉及的公式，而讲具体实例时应采用多媒体。这种板书和多媒体相结合的授课方式很大程度上缓解了学时和教学内容之间的矛盾，还为启发式教学提供了时机，让学生有足够的时间在老师的引导下活跃思维，积极思考，及时理解和消化知识。针对“生物统计”逻辑性较强的特点，老师在讲课过程中应“授之以渔”而不是“授之以鱼”。我们在讲课过程中逐步引导学生掌握解决问题的方式方法，让学生直接参与探索教学，充分发挥学生的主观能动性，开发学生的创新能力，使学生在学习中有成就感。因此，我们采用最多的就是启发式教学法。在课堂上，着重问题的创设，提供氛围，让学生发现问题并着手解决问题，使学生成为学习的主人，教师则成为学生的协作者。 五、小结 要想提高“生物统计”课堂教学质量，教师要把教学当成一门艺术来对待。教师感情的投入、学生学习兴趣和动机的培养、教学内容的处理、教学方法的选择、教学结构的编排、教学节奏的控制都在构建着现代教学趋势，教师只有全身心投入并不断总结方法，才能探索出有生命力的教学方法。 生物统计论文:生物统计课锻炼学生综合能力 统计是认识客观现象的方法和手段，也是一种意识和观念，统计能力是信息时代对国民素质的基本要求。生物统计课程是一门培养统计思维的专业基础课程，理论性和实践性都很强，该课程重在用统计学的原理和方法解决生命科学研究中的实际问题，以概率论为基础，揭示生命现象的规律性;生物统计涉及面广，具有大量的数学概念、数学符号和计算公式，同时具备内容丰富、理论抽象、实践性强的特点，对学生综合运用基础知识及理论联系实际的能力要求较高，也是培养学生学习兴趣、科研精神和创新能力不可缺少的基础。由于统计课程性质的独特性，学生学习、教师讲授过程中存在与其他专业课程不同的特点，如果采用传统的教学方式，死记硬背一些公式定理，将会造成学生学习兴趣的丧失。1999年，国务院在关于深化教育改革全面推进素质教育的决定中指出:“对大学生进行素质教育的核心是创新教育”，河北农业大学动物科技学院生物统计课程组逐步改变教学方法，调整教学重点，把培养高素质的创新型综合人才作为教学的最终目标，收到了较好效果。 1用启发式教学法培养学生的学习兴趣 《生物统计附试验设计》教材的前4章内容包括绪论、资料的整理、平均数与标准差和变异系数及常用概率分布，这4章内容看似简单，但却是后面各种假设检验方法的铺垫、基础，统计推断的基本思想都来源于概率分布，所以需要在该课程开始的前4章下足功夫，打牢基础。采用启发式教学将统计思想融入学生喜闻乐见的生活实践和专业知识中，引导学生产生学好统计解决实际问题的迫切需求，培养学习生物统计的强烈兴趣，使各种统计方法、大量的公式不再是枯燥的数学计算，而是推断规律、揭示本质的必要手段。例如，资料的整理章节中要将100只种蛋出雏天数资料整理成频数分布表，整理的目的是表达数据，将数据特征用图表的形式简单、清晰地表达出来以代替繁琐的文字描述。首先，要引导学生从种蛋出雏天数、频数分布表中发现种蛋出雏天数的平均值及出雏天数的分散程度(不同天数出雏种蛋的百分比)，理解指标的稳定性和变异性。其次，要启发学生思考该指标特征的生产实践价值，即生产中需要集中人力在哪几天，使学生认识到理论知识与生产实际的紧密关系，学习专业知识的价值所在，进而启发学生懂得数据整理不仅在于简化表达，也是挖掘检测数据特征的一种方法，使学生对专业知识的获取方式有所了解，即知其然，更知其所以为然。教育家叶圣陶说过:“教师之为教，不在全盘授予，而在相机诱导”。19世纪德国教育家第斯多惠有句名言:“一个坏的教师奉送真理，一个好的教师则教人发现真理”。两位教育家的教学理念实质就是启发式教学，教师要注意发挥学生的主体作用，启发学生思考，充分调动学生的积极性，使学生积极主动地学习，以提高课堂教学的实效性，培养创造型人才。 2采用探究式教学法培养学生逻辑思维能力 所谓探究式教学就是以探索、研究为主的教学活动，是一种符合教学规律的在教师精心策划指导下学生自主探究知识、提高能力的教学方法，它是一种新颖的教学形式，有别于传统教学方法。探究式教学不是单纯的对学生进行知识传授，而是对学生创造性思维能力的培养，学生由被动学习变为主动学习，激发学生持久的学习兴趣，使教师的主导作用和学生的主体作用贯穿于教学的全过程，符合课程“一切为了学生”的价值取向。苏霍姆林斯基曾说过:“在人的心灵深处，都有一种根深蒂固的需要，这就是希望自己是一个发现者、研究者、探索者”。在教学过程中，应用“探究式”教学，通过创造和谐的教学氛围，可以充分调动学生的积极性，激发学生的求知欲，引导学生主动学习，满足学生成为“发现者、研究者、探索者”的愿望。各种统计分析方法(假设检验)的基本原理是生物统计的难点所在，对假设检验原理的讲解要在已掌握的描述统计，尤其是概率分布的基础上，采用探究式教学，可以收到良好的效果。以课本“判断某品种猪的怀孕期是否有114d”为例，引导学生从逻辑推理上进行思考。首先，分析的实质是判断该样本是否来自μ=114的正态总体;其次，分析采取什么方法判断该样本是否来自这一总体，如果样本和总体完全相同，就没有分析的必要，也就没有统计推断的必要，因为有差别存在，才有统计推断;最后，分析造成差别的原因，即来自同一总体的差别是样本间的，也就是样本标准误(抽样误差)，来自不同总体的样本也是有差别的，该差别即μ1－μ2(总体间的差别)及抽样误差。所以分析差别是由抽样误差造成，还是由总体差别造成，即可得出样本是否来自同一个总体，继而考虑从数学上解决该问题，即构造适宜的统计量，并计算得出样本统计量，依据小概率原理推断得出结论。这一原理涉及的知识点较多，包括试验误差、概率分布、小概率原理等，必须是在学生对这些知识点都已理解吃透的基础上，才能把原理搞清楚;所以，采取探究的方式来学习统计原理是必要的，也是可行的。 3采用比较式教学法培养学生分析问题的能力 比较思维是创造性思维活动中常见且行之有效的一种思维方式。比较思维是通过联想分析比较，综合归纳，把已经熟知的知识、思维经验与所研究的分析方法、过程联系起来，找出它们的相似性和不同点，并用类似方法分析、处理问题或是根据2个或2个以上具有相同或相似特征的事物间的对比，从某个事物的某些已知特征去推测另一事物的相应特征的存在，异中求同，同中求异，从而产生新知，得出有创造性的结论，通过比较更好地掌握其特征。统计分析方法是统计推断的核心内容，是学习生物统计的重点所在，数据资料不同，统计分析方法也就不同。在阐述不同统计分析方法时，首先明确资料的类型，由于不同教材资料分类标准不同，类别及其名称也存在差异，将不同分类标准对照比较，引导学生掌握资料的类型。在此基础上，引导学生分析教材中t检验、方差分析、χ2检验各种统计推断方法的分析对象(数据资料的类型)，使学生对资料类型这一概念不仅有理论上的认识，更要掌握数据资料在统计推断中的地位，以及各种统计分析方法差异的数据基础。通过课堂讲授和课后作业的“找不同”活动，即将课堂教师讲授的概念或术语与教材名称的差别或教材中在课上没有讲解的内容(如统计量与统计数、双侧检验与两尾检验等)进行比较，分析原因，不仅能督促学生课上积极参与教学，课下认真总结，对一些基本概念、基本术语产生深刻的印象，同时可以激发学生学习的主动性。 4采用案例式教学法培养学生解决问题的能力 案例教学是连接统计理论与统计实践的桥梁，是学生在教师指导下运用所学统计理论知识和方法对案例进行思考、研究并对计算结果分析和评价的过程。只有将统计学的原理和方法应用于实践，找到理论与实践的结合点，才能体现出其价值所在，才能使生物统计获得最大的生命力;也只有构建以课堂、实验室和社会实践多元化的立体教育教学体系，才能有效提高学生的动手能力和创新能力。结合不同专业方向精选案例。例如，针对兽药营销专业的学生，举例讲解营销培训的效果验证，通过营销培训与不培训2组销售量的比较判断培训的价值。如果没有统计学知识而去分析这一问题，会因为销售量平均值的大小直接得出培训效果的优劣，但这一结论是没有经过统计分析、没有科学依据、经不起实践检验的。如果有统计学知识作基础，分析销售量的差别是由本质差异引起的、还是随机误差引起的，从而得出概率基础上的统计学结论和专业结论。通过这一案例，不仅使学生了解学习生物统计的目的所在，而且还激发了学生学习生物统计的兴趣，更激发起学生学习的积极性和主动性。 5通过统计分析培养严谨务实的科学研究精神 马克思认为:“一种科学只有在成功地应用数学时，才能达到真正完善的地步。”在探索事物规律性的过程中，应用统计方法来定量分析是科学研究的必要工具。统计推断结论有二种:一是有统计学意义的差异或叫“存在显著差异”;二是没有统计学意义的差异或叫“不存在显著差异”。统计思维是概率思维、推断思维，是在一定概率基础上的推断，而不是确定的、100%的、完全正确的，是有可能犯错误的。所以统计结论并不能完全代替专业结论，统计学上没有意义，专业上不一定没有价值，不能把统计结论作为专业结论的唯一指挥棒。例如，分析限饲对肉鸡生长发育的影响，当9个限饲组的饲料转化率全部高于对照组，但统计分析组间不存在显著差别时，专业上不能认为限饲对饲料转化率没有影响，只是由于肉鸡个体间差异较大，致使没能利用统计工具分析出组间差别。所以，统计学上“没有显著差异”，专业上未必就一定没有意义。统计分析是判断处理效应的工具，但并不是100%的绝对正确，需要根据实际情况分析最终获得专业结论，统计只是用来揭示事物规律的必备工具。科学研究是一个揭示本质、把握规律、创造新知的过程，同样也是探求真理的过程。事物的本质、规律不是暴露于事物的表面，而是在复杂的现象之中，因而只有以求真务实的精神，通过大量的调查研究并将取得的材料经过一番去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里的加工制作，才能透过现象把握本质，透过偶然把握必然，使认识到达真理的彼岸。 创新是民族进步的灵魂，是国家走向发达的不竭动力。一个国家、一个民族要发展，造福人类，必须注重自主创新，在统计教学中灵活运用启发式、探究式、案例式等教学方法，培养学生的专业兴趣、逻辑推理能力、分析和解决问题的能力、严谨务实的研究精神，对培养21世纪创新型综合人才具有非常重要的作用。 生物统计论文:生物统计教学内容 1生物统计的教学原则思考 概率统计学近年来发展迅速，在各个领域的应用向深度和广度两个方向扩展。同时商业化统计软件如SAS、S+及SPSS广泛应用，给数理统计的教学提出了挑战和新的要求，对此应该在教学中有所反应和体现。 1.1数理统计基本概念和基础理论的学习 对统计思维的培养很大程度上依赖于对基本概念与原理的准确把握。虽然不同统计模型的具体方法不同，但均由样本容量确定、随机抽样、参数估计、假设检验、统计推断、统计预测、模型验证等一系列环节构成。由样本、统计量、抽样分布、置信区间、弃真概率α、取伪概率β、检验效力(powerofatest)、P值等概念所表达的统计思想在不同统计模型中是完全一致的，因而在条件允许时，应该用统计模拟方法进行直观化教学，以加强对概念和基本原理的把握。 1.2统计模拟方法辅助教学 随机模拟试验可以加强学生对统计基本概念和理论的理解，及分析问题、解决问题的能力[1]。例如，对显著性水平为α置信区间的正确理解应该为:(1)由两个随机变量(上下限)所确定的一个随机区间;(2)在同等条件下无限多次反复抽取相同容量的样本时，随机区间包含未知总体参数的概率为1-α。对此抽象概念的直观教学，可以用统计软件如S+简单完成。对于其他概念，如抽样分布、假设检验中弃真和取伪错误概率、检验效力、线性回归模型参数估计量的抽样分布、预测误差分解、离差平方和分解等，均可利用统计模拟进行直观化教学。另外，统计模拟还可以取代部分定理和结论的证明，通过模拟试验进行经验性验证。 1.3理论和实验技能的同步提高 首先应加强实验环节，使学生掌握一种常用统计软件的基本使用方法。SAS由于数据结构简单、功能强大、运算速度快而应成为首选。另外，S+具有强大的、可编辑的图形功能和易于编程特点，可用于统计模拟。共享统计软件R有与S+几乎完全一致的语法，为S+的使用提供了方便。虽然学生可以用统计软件快速完成统计运算，但由于理论知识的不足而无法正确地提取和解释软件输出结果。对这个问题的解决可以一方面保证一定的实验学时，加强对统计结果的分析能力。另一方面，通过课堂讲解、课后作业和统计模拟实验的形式加强理论学习。加强理论学习的观点，在学时压缩的前提下与一些学者的观点相左[2]。我们认为统计软件的使用，一方面减轻了时间负荷使学生有更多时间用于理论学习，另一方面也对理论水平提出更高的要求，即要求学生能够理解和利用软件分析结果。在有限学时内，加强理论学习的核心在于精讲式和概论式教学的有机结合。 1.4精讲式和与概论式教学的相互结合 数理统计的内容极其广泛，不加选择的教学使学生难以抓住重点。应在数学基础允许的前提下，重点地讲解核心内容。例如单一正态总体统计分析虽然简单，但涉及了所有核心统计概念，应作为重点内容讲解。根据统计模型间的区别与联系，应注意将核心结论自然地扩展到相近或相似的统计方法中去。如简单线性回归向多元线性回归、协方差分析、方差分析乃至非线性回归的自然扩展。与精讲相对应的，可以进行一定学时的概论式教学，对专业领域内的常用分析方法进行一般性介绍，并以典型案例分析的形式拓宽学生的眼界，做到点面结合。 1.5典型案例分析 典型案例分析指对科技论文中常用统计方法的剖析和讲解。典型案例分析可以使:(1)学生体会到统计方法在实际科研和生产中的应用，培育学习兴趣；(2)实际案例基本上包含了统计分析的各个方面和环节，可以使学生直观地体会统计分析的内涵。对典型案例的进行详略得当、点面结合的分析，可以使学生建立统计分析的系统观念；(3)通过案例分析使学生能够学习科学研究的内涵与方法，并融会贯通地掌握统计分析在本专业的应用。概论性地介绍一些统计方法在专业领域的应用，不必苛求对统计方法和理论的深刻理解，仅要求学生体会具体案例中随机抽样、参数估计、假设检验、统计推断、统计预测、验证模型等环节所体现的统计思维方法，及对具体案例和所用统计方法的感性认识。同时，应该抽出一定的学时(如2学时)对高级统计分析方法进行概论式介绍。 1.6自学能力和学习兴趣的培养及考核方式 授人以鱼，不如授人以渔。课堂教学永远无法包含将来所需要的全部知识，因而培养学生的自学能力和激励学习兴趣应成为教学指南。典型案例分析、模拟研究项目、统计模拟验证、课堂讨论、概论式介绍应用现状和前景都是激发学习兴趣的有效手段。课后作业是督促学习、培养自学能力和检验学习效果的主要手段。精心设计的作业，不仅可以帮助学生及时地理解和消化课堂所学知识，而且是培养自学能力的主要途径。可以将简单的理论证明和一部分教学内容以作业形式让学生通过自学完成，逐渐培养自学能力。平时作业成绩、分段考核成绩、实验成绩、课程设计应在总评成绩中占50％左右的比例，这样不仅可以保证以上教学环节的实施并达到预期效果，还可以减轻期末考试时的学习压力。考试可以采取分段多次考核的方法，以2～3次为宜。这样教师和学生都能及时发现教与学中的问题并及时加以调整，减轻终考压力，以免一次考试决定成绩和突击学习应考的现象。 2教学内容和教学结构的思考 虽然数理统计内容庞大，但在本科阶段所涉及的教学内容均为基础统计方法。对生物学而言主要包括与正态分布相关的统计模型，如单一正态总体的统计模型、线型回归、协方差分析、方差分析和非线性回归分析等，及与二项分布和泊松分布相关的统计模型，如二项分布的统计分析、逻辑斯第回归以及关联表等。根据以上内容的区别与联系，我们考虑按照如下顺序实施教学。 2.1单一正态总体的统计模型 指的是对一个正态总体的统计分析，包括参数点估计、区间估计、假设检验、两个正态总体参数的对比分析等。虽然在概率论教学中有所涉及，但强化这部分内容的教学对建立统计思维方式有极其重要的意义。通过这部分内容的学习，应该使学生准确把握样本、统计量、抽样分布、置信区间、假设检验中弃真概率α、取伪概率β、检验效力、P值等重要概念，为后续学习奠定基础。在实际应用中，对数据进行正态性检验是不可或缺的，需要增加QQ图的原理与应用教学内容，即可以使学生了解这一简单而广泛应用的图形判别法，又可以强调在统计分析中必须对模型所依赖的假设进行验证的统计思想。 2.2线性回归线型 简单线性回归的参数估计、参数估计量的抽样分布以及参数假设检验等内容的推导证明仅涉及二元函数极值、数学期望和方差的基本性质、以及简单的代数运算，因而在学时允许时应尽量加以证明，使学生知其然知其所以然。应介绍用图示法判断线性回归模型的IID假设是否满足。由于对非IID数据的广义线性回归方法已经成熟，故无需对非IID模型的传统矫正方法多做介绍。对于线性回归中的统计预测，应着重使学生掌握预测误差的来源，即参数估计量和模型内在随机误差项两个因素对预测的影响。多元线性回归在基础统计学中占有核心地位，是衔接回归分析和方差分析的纽带。由于多元线性回归的推导涉及随机向量和随机矩阵，而不宜进行详细的推导。可以首先将简单线性回归主要结论用矩阵表示出来，并推广到多元线性回归。在多元回归阶段应强调:(1)应客观地评述预测变量数目对确定系数R2的影响作用，避免在模型评价时对R2的过度依赖；(2)应使学生理解回归模型中的方差分析是对多个参数同时为0的假设进行检验，以便于和以后试验设计与分析的学习衔接起来；(3)离差平方和的分解的意义及参数子集的F检验；(4)对拟合残差的图形分析法，使学生能够对IID的假设满足与否进行判断；(5)回归分析和相关分析的区别与联系。 2.3协方差和方差分析 通过对多元线性回归模型引入离散型的回归变量而介绍协方差分析方法，使学生学会如何构造虚拟变量，并通过虚拟变量将离散型的回归变量加入到回归模型的方法。虚拟变量的理解和使用，对逻辑斯第回归、方差分析、非线性回归的假设检验的学习非常有帮助。在理解协方差分析和多元线性回归的关系后，自然而然地将多元回归过过渡到方差分析，即全部回归变量均为离散型的多元线性回归模型即方差分析模型。可通过对虚拟变量加以限置的方法(使数据矩阵满秩)，用多元回归方法进行方差分析。由于方差分析数据矩阵的特殊性，可以方便地推导出单因素和双因素方差分析的公式。通过以上学习，应该使学生建立回归分析、协方差分析和方差分析属于同一类模型的概念。 2.4非线性回归 可以简单介绍如何用泰勒多项式对非线性函数线性化后，通过多元线性回归和迭代方法估计参数。由大样本理论，参数的区间估计、假设检验和统计推断等均与多元线性回归相同。 2.5与二项分布相关的统计模型 二项分布相关的统计模型主要用于处理计数类和频数类数据。对于频数类数据，主要介绍对二项分布数据的参数估计、假设检验及统计推断等。逻辑斯第回归是分析频数类数据的有力工具，可以进行类似于正态数据的回归分析、协方差分析和方差分析工作，因而应作为核心内容而加以介绍，包括逻辑斯第曲线意义、参数估计方法、参数解释等。可以通过例题及作业的方式使学生了解逻辑斯第回归和普通回归的区别与联系。 生物统计论文:生物统计中统计软件对比 生物学研究结果常需生物数理统计处理结合才能够客观准确的的分析和解释生物界各种现象和实验调查资料[1-2]。在研究两个或多个变量之间相互制约、相互依存关系时，生物数理统计方法及其软件亦广泛应用，目前常用的有Excel、SPSS和SAS。三者当中SAS以其最为强大的统计功能是熟悉统计学并擅长编程的专业人士的首选。而Excel、SPSS则受到非统计学专业人士的青睐；两者相比，SPSS分析的结果更简单、直观，更易于掌握。本文结合相关分析综述三种软件的优缺点。 1常用统计学软件的特点 Excel是我们日常工作中最常用的软件之一。主要用于数据处理、统计分析与计算，简单的数据库管理，而且它能绘制图表，具有检查与删除宏病毒的功能，并能与Internet网络共享资源[3]。此外，还能利用VisualBasicforApplication（VBA）语言开发面向特定应用的程序，但实际应用中很少有人使用。实际工作中我们经常用Excel的两大服务，一是自动计算功能，进行一些报表处理，这时Excel相对于Word来说不仅制表容易，更重要的是Excel有自动重算功能，一个数据被改动了，相应的结果会自动重算；二是Excel的制图功能，它能根据输入表中的数据自动生成曲线图、柱形图、饼形图等，大大减轻了手工制图的工作量。SPSS（StatisticalPackagefortheSocialScienceorStatisticProductsandServiceSolution）forWindows，与Excel相比，SPSS的统计分析功能、图表功能和数据库互接功能更为强大。SPSS软件处理庞大的受随机因素影响的数据时具有速度快、无编程、数据接口方便和功能模块组合灵活等特点。它使用Win-dows的窗口方式展示各种管理和分析数据方法的功能，并使用对话框展示出各种功能选择项，只要掌握一定的Windows操作技能，只需粗通统计分析原理，就可以使用该软件为特定的科研工作服务。SPSS集数据整理、分析功能于一身。其基本功能包括数据管理、统计分析、图表分析、输出管理等等。SPSS统计分析过程包括描述性统计、均值比较、一般线性模型、相关分析、回归分析、对数线性模型、聚类分析、数据简化、生存分析、时间序列分析、多重响应等几大类，每类中又分多个统计过程，比如回归分析中又分线性回归分析、曲线估计、Logistic回归、Probit回归、加权估计、两阶段最小二乘法、非线性回归等多个统计过程，而且每个过程中又允许用户选择不同的方法及参数[4-5]。SPSS也有专门的绘图系统，可以根据数据绘制各种图形。其分析结果直观、易学易用，而且可以直接读取Excel及DBF数据文件。由于其操作简单，已经在我国的社会科学、自然科学的各个领域发挥了巨大作用。SAS是一套大型集成应用软件系统，具有完备的数据存取、数据管理、数据分析和数据展现功能。SAS系统中提供的主要分析功能包括统计分析、经济计量分析、时间序列分析、决策分析、财务分析和全面质量管理工具等等。SAS中各模块具有相对独立的功能范围。常用的模块有base，graph，stat，insight，assist，analyst模块等，分别执行基本数据处理、绘图、统计分析、数据探索、可视化数据处理等功能。编程操作功能的无比强大是SAS系统的长处。尽管高级版本的SAS出现了可视化窗口，然而要想完全发挥SAS系统强大的功能，充分利用其提供的丰富资源，掌握SAS的编程操作是必要的，也只有这样SAS在各个方面的杰出特长才能得以体现。 2结合相关分析探讨比较Excel、SPSS和SAS优缺点 2.1变量的相关分析及两个变量的相关分析 相关分析用于属于平行关系的两个变量的分析。在相关分析中，变量无自变量和依变量之分，而且都具有随机误差。相关分析只能研究变量间的相关程度和性质，不能用一个变量的变化去预测另一个变量的变化。事物间的联系是普遍的。生物学中，作物产量与施肥量、气温、土壤湿度等都存在一定的联系。这种说明客观事物相互间关系的密切程度并用适当的统计指标表示出来的过程就是相关分析。现以20种细胞系的细胞膜和细胞质中蛋白质含量的测定结果为例，通过三种软件的操作来进行两者之间的相关分析。如本例题命名X为细胞膜中蛋白质含量，Y为细胞质中蛋白质含量，见表1。 2.1.1Excel操作Excel通过其分析工具库实现统计分析。数据在工作表中组织后，在“工具”菜单中单击“数据分析”命令。如果在“工具”菜单中没有“数据分析”命令，则需要安装Excel的“分析工具库”。安装过程如下：在“工具”菜单中，单击“加载宏”命令，单击“浏览”按钮，定位到Office安装盘所在位置。安装完成后，再打开“加载宏”对话框，选中“分析工具库”复选框。选择“工具”菜单中的“数据分析”命令，此时弹出“数据分析”对话框。在分析工具列表框中选择“相关系数”。在弹出的对话框中选择输入区域，即数据所在区域；分组方式根据输入数据的方式选择“逐列”或“逐行”。如果输入区域的第一行中包含标志项，则选中“标志位于第一行”复选框；如果输入区域中没有标志项，则此复选框不选。“输出选项”中选择相应选项，以确定分析结果的显示位置。选择完成后，点击确定即可显示相关系数的值。Excel中若要显示统计描述需要在“数据分析”中选择“统计描述”。可显示的结果有：平均、标准误差、中位数、众数、标准差、方差、峰度、偏度、区域、最小值、最大值、求和、观测数、最大、最小、置信度（95.0%）等。相关系数结果见表2。本例X与Y的相关系数为0.55461，相关系数检验的P值为0.001，按α=0.05水准，拒绝H0，接受H1，相关系数检验有统计学意义，膜蛋白和质蛋白之间有55.461%的相关性。这样的统计分析结果对于我们的后续实验有一定的指导作用。 2.1.2SPSS操作SPSS相关分析通过Statistics菜单的Corre-late选项完成。该命令允许同时输入两个或两个以上变量，但系统输出的是变量间两两相关的相关系数。此过程通过对变量进行相关关系的分析，计算有关的统计指标，以判断变量之间相互关系的密切程度。初始设置：单击窗口左下角的“变量窗口”（VariableView），在名称、类型、长度、小数点等处适当设置。完成相关设置后，单击窗口左下角的“数据窗口”（DataView），返回数据填充区。在SPSS工作表中输入表1中的实验数据。输入数据后，即可进行相关性分析。具体步骤如下：选择菜单栏中的分析（Analyze）相关分析（C）两个变量相关分析（B），弹出“两个变量相关”对话框。分别将X,Y变量选入“变量”的方框中，点击“选项”（Options），弹出“两个变量相关：选项”面板，选择“统计”中的“描述”（Descriptive），即可显示出“平均值和标准差”（M），交叉乘积的标准差和协方差（C）选项,然后点击“继续”，重新回到“两个变量相关”界面，本例分别选中“Pearson”，“双侧”和“标识显著相关”，然后点击“确定”，即出现SPSS统计的结果见表3（省略统计描述表格）。从表中可以看出，变量X,Y的相关系数为0.555，交叉乘积的标准差和协方差为267.314，14.069。PearsonCorrelation（相关系数）一列中的星号含义是：显著性水平为0.001（默认值）的情况下，变量X，Y相关系数存在显著差异，与“Sig”一列的结果相对应。从给出结果我们可以看到，比起Excel，SPSS的结果内容更详尽，结果分析更全面。 2.1.3SAS操作与上述两种操作不同之处在于，SAS操作在建立数据集时应指定膜蛋白X与质蛋白Y两个变量。再调用CORR过程求出相关系数。1）设定数据库环境：LIBNAMEA''''C:\USER'''';2）数据步，建立数据集：DATAA.YTLI7_1;INPUTYX@@;CARDS;12.2115.214.5416.712.2711.912.0414.07.8819.811.1016.210.4317.013.3210.319.595.99.0518.76.4425.19.4916.410.1622.08.3823.18.4923.27.7125.011.3816.810.8211.212.4913.79.2124.4;RUN;3）CORR过程，进行相关分析：PROCCORRDATA=A.YTLI7_1;VARXY;RUN;CORR过程的默认输出结果主要包括各个变量的简单统计描述（图略）和一个相关系数矩阵。结果见表4。SAS这种程序化操作过程简单，但需熟练掌握相关的编程语言，而且结果内容也没有SPSS的结果详尽。 2.2Excel、SAS、SPSS的评价 2.2.1数据处理Excel是日常办公的通用软件，也是作为计算机文化基础的一部分而被广泛学习。作为简单的数据处理工具，Excel操作简便，结果直观。SPSS的数据编辑器很像Excel，可以输入数据。SPSS的可视窗口界面和下拉列表可以选择特定命令。但运用SPSS一次只能编辑一个数据文件，在一次涉及多个文件的数据处理中并不强大。SAS在数据处理上可谓功能强大，几乎可以进行任何可能的处理。SAS中的sql数据库可以执行sql查询。只是需要耗费大量时间来学习和理解那些在excel和SPSS中相对容易处理的简单命令。但是SAS可以同时处理几个文件相关联的数据，同时SAS还可以处理多达32768个文件，记录的数量能限制在磁盘最大容量范围内，因此它以强大的数据管理和同时处理大批数据文件的功能，得到高级用户的青睐。 2.2.2统计分析三种软件用于统计分析的高级程度从高到低依次是:SAS,SPSS,EXCEL,就像例题中的操作一样，只要是Ex-cel“数据分析”库中包括的统计部分，都能通过简单的操作给出简单的统计结果。但是Excel只能进行有限的几种运算（平均、标准误差、中位数、众数、标准差、方差、峰度、偏度、区域、最小值、最大值、求和、观测数、最大、最小（1）、置信度（95.0%）等）。SPSS可以运行众多统计分析。其长处在于变量分析和多变量分析，可以进行多种特定效应检测。SPSS的缺点是运算方法不多，只能依照软件中提供的模式进行运算。SAS可以运行多数常用的统计分析。SAS和SPSS一样都属于专业分析统计软件，而SAS的强势在于方差分析，混合模式分析和多变量分析，其不足在于依次多项逻辑回归，运算方法受到SAS语言的限制。 2.2.3图表Excel的图表生成简单，可视化窗口模式形象直观，是日常图表生成的有利工具，而且修饰加工的图形尤其美观，单元格数据与数据分析结果具有“联动”关系，改变其中一个单元格数据，与之相关的Excel公式或图表就会发生相应的改变，具有“即改即见”的效果。Excel2007使之更加完善，这些功能均为SAS、SPSS所望之不及。SPSS窗口界面可以像Excel一样轻松的创建图表。图片质量较高，因此被很多发表文章的作者采用。SAS包括最强大的图表工具SAS/Graph，但是SAS/Graph学习起来很有难度。这种图表大多是通过程序性语言创建的。尽管SAS8以后的版本在创建图表方面出现可视化界面，但还是没有SPSS容易操作，一般适用于高级人士。 3结语 综上所述，Excel易学易用，功能有限；但其内置函数数量多且使用方便。公式、图形等具有即改即可见的特点，此功能在目前的SAS、SPSS等统计软件尚无法实现。SPSS操作简易，功能强大，结果详尽，是生物统计等非计算机专业人士的首选；SAS要求用户非常熟悉编程语言，这需要漫长的学习过程。但一旦掌握后就可以享受其强大的数据处理功能。总之，三种统计软件各有千秋，每个软件都有其独到之处，也难免有其软肋所在。总的来说，SAS，SPSS和Excel是能够用于多种统计分析的一组工具。通过Stat/Transfer可以在数秒或数分钟内实现不同数据文件的转换。因此，可以根据你所处理问题的性质来选择不同的软件。如果想通过混合模型来进行分析，可以选择SAS；但SAS要求用户非常熟悉编程语言，这需要漫长的学习过程，但一旦掌握后就可以享受其强大的数据处理功能。若是要进行方差分析，最佳的选择当然是SPSS，它能完成多种特殊效应的检验和多变量分析（多元方差分析，因子分析，判别分析等），SPSS11.5版还新增了混合模型分析的功能，但其缺点是没有稳健方法，无法完成稳健回归或得到稳健标准误，缺乏调查数据分析（SPSS12版增加了完成部分过程的模块）。因此对他们有整体性的功能了解将对我们的实际科研工作具有重要的意义。 生物统计论文:生物统计课假设测试 假设检验是畜牧兽医类专业生物统计课程的核心内容，如何把握课程脉络，把假设检验的理论、方法讲解透彻，让学生轻松地掌握统计学原理，并能在生产实践中灵活运用，是生物统计课程教学的基本目标。在教学基本目标实现的基础上，使学生产生强烈的求知欲望，树立正确的专业意识，培养学生的统计思维，培育创新型的畜牧高级人才，是统计课程教学的总体目标。生物统计学建立在数理统计和概率论基础之上，具有数学课程的性质，如何把数学的逻辑原理转化为畜牧专业语言，是学生能够轻松学习统计原理、学会统计方法的基础。假设检验即是运用统计方法解决畜牧生产科研实际问题的一种必需方法。假设检验的方法有U检验、t检验、χ2检验和方差分析，各种方法的基本步骤、推理方法以及基本原理是相同的，只是分析的对象不同，数学上的计算方法不同，从而产生了这4种假设检验的方法。 1课程体系设置围绕假设检验 1.1假设检验的目的———揭示规律生物统计课程设置同其他课程一样，首先是绪论，讲解生物统计的基本概念、研究内容、常用术语及发展历程，其中蕴含统计分析的基本特点：由样本推断总体———即假设检验的最终目的为揭示规律。假设检验是方法，是工具，是开启生命科学的钥匙。 1.2假设检验的推断依据———小概率原理课程的第2部分是描述统计，关于数据资料特征的描述，由简入繁、由浅至深，由样本到总体，描述数据的分布特征。重点在于对数据总体分散变异性和集中稳定性特征的理解，数学上用概率特征来描述计算。数据总体的分布特征决定了临床诊断标准值、医学参考值范围以及异常值的确定方法，此即为假设检验的推断依据：小概率事件实际不可能原理，简称小概率原理。这也是建立推断思维方式的基础，是统计课程有别于其他课程的特点，是学生学习统计课程产生为难情绪的原因之所在。所以从传统的确定思维模式到统计的推断思维模式的转变，是学好统计学的基础。 1.3假设检验的本质———利用数据变异揭示规律课程的第3部分即为推断统计，详细介绍各种具体的假设检验方法，把握的重点为分析利用的样本数据，需要推断说明的是样本所在总体的参数。所以利用假定总体，判断样本属于假定总体分布的正常值范围（接受域）还是异常值范围（否定域），即可对样本是否取样来源于假定总体作出推断。数学上的解决方法是根据已知信息以及数据条件分别构造不同的检验统计量：U、t、F或χ2，计算造成数据变异的原因是本质效应造成，还是由抽样误差引起。U检验和t检验是利用数据的表面效应与抽样误差大小的权衡比较来推断本质效应（处理效应）是否存在；F检验是利用数据的组间变异（处理效应）与组内变异（试验误差）大小的权衡比较推断处理效应是否存在；χ2是通过实际观察例数与理论例数差别大小的权衡比较推断处理效应是否存在。由此可以得出，假设检验就是利用数据的变异来揭示规律。 1.4假设检验的具体应用———相关回归分析和试验设计相关回归分析是统计推断的另一项主要内容，试验设计是分析数据的来源，是统计推断的上游。相关回归分析中有关回归方程和相关系数的显著性检验以及回归截距和回归系数的参数估计，就是假设检验的具体应用，假设检验的大荟萃。试验设计中拉丁方设计和正交设计的数据分析是方差分析的延伸应用。 2课堂讲授跃动假设检验 2.1围绕假设检验展开课堂内容生物统计课程的第1堂课解释该课程在畜牧科学中的具体应用，例举当前畜牧业生产面临的问题及科学研究中的热点，不仅使学生明白统计课程要解决的问题，并引导学生对专业有深入的认识、培养专业兴趣。随后在数据资料的分类中，依据生产和科研试验的研究目的，讲解获取的各种类型数据资料，使学生对数据资料的类型有了深入认识，而且对统计分析方法解决这些专业问题产生迫切的需求，从而引发学习生物统计课程的主动性。进而在讲解二项分布时，利用课本例题及收集的有关案例，如检验某药物是否达到药商宣传的治愈率或杀伤力；试验判断某人是否具备特异功能；检验某疫苗是否达到免疫效果等，通过概率计算，利用小概率原理进行推断，从而得出推断结论。通过该类问题的解决，使学生对统计推断产生浓厚兴趣，并初步掌握简单的统计推断方法，具备一定统计推断的能力。最后通过假设检验的各种具体方法的系统学习，全面把握各种假设检验的应用条件、具体步骤，获取推断结论。 2.2围绕假设检验安排课程内容 2.2.1概念、公式为假设检验做铺垫生物统计的教学不要局限于名词如何解释，数学公式如何计算，而要把重点放在每个章节、每个知识在解决什么问题，在统计分析中发挥什么作用。从而在每一章节的讲解以引入问题入手，以解决问题为最终目标，名词、知识点、公式穿插在解决问题的途径中。每个问题的解决方法先从逻辑思维方式考虑解决途径，而最终解决问题的方法是通过数学计算。 2.2.2打破课本局限，安排课程内容讲解标准差的概念时，先忽略课本中关于标准差的特点，而在讲解正态分布的特征时，再拿出来讲解，标准差的第3个特点实质就是正态分布的特征。通过课本两次突出这一特征，进而说明该特征在统计推断中的重要地位。再如讲解方差分析中，由于不仅有方差分析数据变异来源的整体分析，还有多重比较的各个处理间的相互比较，所以首先按课本例题及有关习题把方差分析这一步骤讲清楚、弄明白之后，再去讲解多重比较的方法和结果标记方式。把复杂问题分解步骤简单处理，便于学生接受。 生物统计在生产实践和科学研究中具有重要的地位，让学生学懂学通会用，对推进畜牧产业发展和畜牧科技进步有不可或缺的重要作用。生物统计课程体系的不断发展完善，对我国畜牧业发展有不可低估的推动作用。讲好生物统计课程，培养畜牧高级人才，我们在不断探索追求。 生物统计论文:田间测试与生物统计教改 《田间试验与生物统计》是农学类专业的一门专业基础课,由田间试验设计和生物统计两部分构成。该课程主要培养学生进行农业科学试验的能力和对试验结果进行科学分析的能力,为今后从事农业科学研究打下坚实的理论基础。 1《田间试验与生物统计》课程的教学难点 《田间试验与生物统计》是农学类专业最困难的课程之一,是应用概率论和数理统计的原理来研究生物界数量变异规律的一门学科,是概率论与数理统计在生物方面的应用,属于应用数学的范畴,因此学好该门课程要求学生有较扎实的数学基础和较强的逻辑推理能力。现在高职学生普遍数学基础差,入学后开设的数学课程又很少,数学基础普遍薄弱。而该课程课堂教学抽象的概念较多,数学公式多,前后章节的基本知识、公式联系密切,学生如果有一点没掌握好,以后的学习就会遇到很大的困难。所以相比其他专业课来说,难教、难学、难掌握,学生容易产生畏难情绪。 2教学中存在的主要问题 (1)田间试验的教学与生产实际相脱节,课堂讲授多,实践操作少;各项实习要求与生产季节紧密联系,而在实际教学中很难达到,学生普遍操作能力差。(2)教学过程大都以课堂讲授为多,缺少生物统计应用的实践环节,学生缺乏应用生物统计知识的实际训练。(3)高职教材相对落后,只是本科教材的一个翻版,理论性强,原理多,公式推导多、与生产实际联系不紧密,缺少学生实训环节。(4)由于学生开设的课程多,每门课的教学学时被大大压缩,不能完全满足教学的需要。 3加强实训基地的建设,结合科学研究,开展现场教学 田间试验的操作性极强,只在课堂上无法使学生完全掌握,提高其操作能力。因此充分利用教学实训基地,开展现场教学,将课堂上枯燥的理论教学放在基地中,由学生来进行实践操作完成,这样即可以增强直观性,调动学生的学习积极性,又可以提高学生的动手能力。教学过程中,可以结合教师的课题研究,使学生有目的的参加到科学研究之中,对学生今后从事相关工作有很大的帮助。在具体实施过程中,我们将学生分成不同的课题小组,将教学内容分解为田间试验方案的制订;试验前的准备;播种;田间管理;田间调查;收获计产等部分,由学生来研究制订方案,最后通过一起讨论,完善试验方案,按照试验方案来进行。学生通过对田间试验的全程参加,以现场教学的方式,自己动手操作,培养了学生进行科学试验的兴趣,提高了进行科学试验能力。 4积极进行教学方法的改革,提高教学质量 4.1改进教学方法,提高学生学习兴趣单一的教学形式容易导致学生注意力涣散,产生视觉、听觉和思维疲劳。生物统计部分理论性强,内容枯燥和抽象,对于学生来说难以接受。针对高职学生的特点,授课时尽量减少深奥的基础理论和繁杂的公式推导,在注重系统讲授的同时,充分结合启发式、讨论式等教学方法,活跃课堂气氛,吸引学生的注意力,引导学生思考,避免“满堂灌”。讲授完基本的理论和运算后,给学生充分的时间来进行训练,消化理解所学的内容,对学生提出的问题及时给予解决,进一步加深学生对所讲授内容的理解记忆,增强学习生物统计的兴趣。 4.2教学组织严谨,灵活,协调好教与学的关系在教学的组织上,讲究教学策略,提高教学艺术,创设良好的教学情境,培养学生判断、思维、推测、论证等多项技能,促进其逻辑思维能力的发展。课堂讲授是生物统计教学过程的主要形式,授课时应注意概念准确,条理清楚,逻辑性强,把握好课程的深度、广度,突出教学重点,难点,板书简洁、清晰,将运算步骤、公式使用的条件讲述清楚。重视讲课效果的信息反馈,及时根据反馈信息来调整授课进度与授课方式,力求使教与学两方面协调一致,以提高教学效果。 4.3严明课堂纪律,保证正常的教学秩序生物统计与其他课程显著的差别是课程前后衔接,逻辑性强,前面讲基本原理、运算公式、运算过程,后面就要对前面所学的进行具体应用,如果基本原理或公式没有掌握好,具体应用时就会一塌糊涂,影响教学效果,时间长了,学生就会感到越听越糊涂,越学越不明白,从而失去学习的积极性。因此必须严格课堂纪律,要求学生按时上课,不准旷课、迟到、早退,同时,要求学生上课要认真听讲,积极思考,跟着老师讲课的思路,认真详细地做好课堂笔记,便于课后复习,巩固所学内容。 5加强学生进行生物统计的综合实训练习,提高学生的分析应用能力 生物统计是一门应用性很强的课程,学生学会基本理论与方法后,要掌握对各种试验设计的结果进行分析处理,得出正确结论。为了使学生能对所学的知识很好地进行应用,应该有足够的时间来进行各种试验结果的统计分析能力的训练。教学中,将各种试验设计的结果分析过程、方法先由老师进行讲解,然后由学生将自己进行的试验的数据进行处理、分析,得出结论。老师在现场对于学生在运算过程中存在的问题及时给予解决。通过集中的实践练习,使学生能够把所学的知识综合起来进行应用,提高其分析问题、解决问题的能力。 生物统计论文:生物统计教辅材料建设 生物统计学是运用数理统计的原理和方法来分析和解释生物界各种现象和试验调查资料的一门科学,是应用统计学的一个分支。随着生物学研究的不断发展,对生物体的研究和观察已不再局限于定性的描述,而是需要从大量调查和测定数据中,应用统计学方法,分析和解释其数量上的变化,以正确制定试验计划,科学进行试验结果的分析,从而做出符合科学实际的推断[1]。因此,生物统计学是生物学领域科学研究和实际工作中必不可少的工具。目前,各高等学校生物类专业都将生物统计学作为一门重要的基础课程纳入到教学体系中以促进新型综合性生物学高级人才的培养。 教材是教师教学和学生学习的主要依据,是体现教学内容和教学要求的知识载体,贯穿整个教学过程。国内现有《生物统计学》及相关教材有20余种,每本教材都有自己的特点和针对领域,有的还附有相关统计软件知识的介绍和应用[2～4]。河南师范大学生命科学学院是较早开设生物统计学课程的高校之一。开设之初是选修课,没有固定的教材,教师将主要讲授内容以讲义的形式发给学生,重点介绍常用的统计学原理和生物统计学的方法,所选案例亦是生物学试验中常见的。随着培养方案的完善和专业设置的调整,1997年该课程调整为全院必修课。目前,是我院生物科学专业的专业必修课,是生物技术专业和水产养殖专业的专业限选课。在多年的教学过程中,随着生物学的发展和统计软件的应用,该课程的教材也从讲义到科学出版社四版《生物统计学》及其配套的《生物统计学学习指导》[1,5～8]。笔者就四版教材建设中的体会与实践进行分析。 1《生物统计学》(第一版) 统计学是以概率论为基础的,因而生物统计学必然与抽象复杂的数学知识相联系。生物统计学的理论性和实践性均较强,而且涉及的内容、公式和抽象概念较多,需要一定的数学基础和较强的逻辑推理能力,但由于生物学科的特点,生物统计学相对应于概率论与数理统计是“拿来主义”,一般不过多讨论其数学原理,而是在简单介绍统计原理的基础上重点介绍具体分析方法的应用。教学组在多年教学实践工作的基础上,1997年在科学出版社出版的《生物统计学》[5]就充分体现了这个特点。书中内容主要侧重于各种统计方法的应用,在统计原理方面,一般只作概念上的介绍和公式的简单推导,对有些较复杂的统计公式则只给出公式,其目的主要是为让读者不但对统计学原理有较全面的了解,更重要的是结合实例了解和掌握各种常用统计方法。在内容的编排上,全书共分十二章,概括起来主要有五个方面:第一章至第三章介绍统计和概率的基础知识,包括生物统计学的概念和内容、数据的搜集与整理、平均数和变异数的计算、概率和概率分布等;第四章、第五章介绍统计推断,包括样本平均数的检验、样本频数的检验、方差同质性检验、非参数检验和检验;第六章至第九章介绍统计分析方法,主要内容有方差分析、直线回归与相关分析、可直线化的曲线回归分析、多元回归与相关分析、逐步回归分析、多项式回归、协方差分析;第十章、第十一章介绍抽样与试验设计,主要包括抽样误差估计、抽样方法、抽样方案制订及常见的试验设计如对比设计、随机区组设计、正交设计及其相应的统计分析方法;第十二章对多元统计分析进行了简单介绍。每章都附有一定数量的思考练习题,供读者参考。 2《生物统计学》(第二版) 根据教学安排和生物统计学应用的需要,在教材使用反馈意见的基础上《生物统计学》(第二版)[6]于2000年在科学出版社出版。与第一版相比,各章节做了大幅度调整,将全书分为十四章,补充了拉丁方设计和裂区设计两种试验设计方法,将抽样原理和方法、常用试验设计及其统计分析放在了可直线化的非线性回归分析之后进行介绍,使章节编排体系更符合读者学习的要求。第一章至第三章分是基础理论,包括概论、试验资料的整理与特征数的计算及概率与概率分布。第四章至第六章介绍了具体的统计分析方法,分别是统计推断、检验和方差分析。第七章、第八章主要介绍试验设计的相关内容,包括抽样原理与方法、常用试验设计及统计分析。前面所涉及的统计分析内容主要是针对一个变量而言,之后的章节则主要介绍两个及多个变量的分析方法,第九章、第十章是关于一元回归和相关的内容,分别是直线回归与相关分析、可直线化的非线性回归分析。第十一章至第十四章介绍了协方差分析、多元回归与多元相关分析、多项式回归分析和多元统计分析简介。书中增加了对全文关键词汇和术语的索引,并在书后附上了各章部分思考练习题的答案。在例题上进行了重新编排,以使所选例题更能反映本章的内容且便于读者的学习和理解。 3《生物统计学》(第三版) 为适应21世纪生命科学发展和生物学人才培养的要示,在第一版、第二版的基础上,对教材内容重新进行了编排、审核并增加了部分内容,于2005年在科学出版社出版《生物统计学》(第三版)[7],并被列为21世纪高等院校生物科学系列教材。与之前相比,此版教材突出了以下3个特点:(1)内容丰富:增加了平衡不完全区组设计、倒数函数曲线、通径分析等内容;(2)编排科学:全书分解为十六章,各章节的安排更加注重了内容的循序渐进,并在每章之首增加了本章提要,总结该章节的主要内容,并列出了难点和重点;(3)针对性强:内容突出了本教材主要作为生物学专业教材这个重点,所选例题均为均为生物学试验中的案例。另外,随着计算机统计软件的发展和应用,统计软件是在统计学研究中必不可少的应用工具。目前的统计学软件,相关的统计分析方法及术语多以英文形式给出,只有掌握了相关术语的英文表达,才能更好地应用软件,否则只会导致统计分析的误用。在此版的修订中,对主要概念和术语增加了英文标注,并重新编排了中英文对照索引,以便于学习和检索。此版还对统计分析中学生易引起歧义的内容进行了修订,例如,方差分析是统计学常用的分析方法之一,对方差分析基本原理的理解是正确运用方差分析的前提。在教学中,要求学生正确理解方差分析中的处理数和组内重复数的含义和统计学意义。原来的教材中,例题中的处理数k和每处理下的重复数n的数量值是一样的,这样学生学习起来容易产生混淆,在这次修订中对例题进行了更换,以使学生很容易掌握n、k的含义及特征。 4《生物统计学》(第四版) 为适应21世纪生命科学发展和生物学人才培养对生物统计学教材的要求,在本书前三版的基础上,按照“强化基础、突出重点、注重应用、通俗易懂”的原则对全书内容重新进行了精简和编排,于2008年出版《生物统计学》(第四版)[1],并被教育部列为普通高等教育“十一五”国家级规划教材。与前三版相比,本书具有以下特点:(1)突出以本科教学为重点,注重与多数高校生物类专业目前生物统计教学要求的适应,精简了多元统计分析等部分较深的内容和平衡不完全区组设计、拉丁方设计、非参数检验等不常用的内容,将全书缩编为十四章。教材内容更侧重于各种统计方法的应用,而对复杂的统计原理只做概念上的介绍和公式的简单推导,目的是让读者在全面了解统计学原理的基础上,结合实例了解和掌握各种常用统计方法。(2)根据生命科学研究的发展和要求不断进行补充和调整教材内容,在内容结构安排方面,对全书各章节进行了部分调整,将直线回归与相关分析、可直线性的非线性回归分析放在抽样原理与方法和试验设计的前面,以使本书更加系统,便于本课程基本内容的教学。生物统计学分为统计分析和试验设计两大部分内容。此版教材在介绍统计学的基本理论之后,全面介绍各种常用的统计分析方法,然后是试验设计的内容。各章节安排循序渐进,具有一定的深度和广度。(3)更换和调整了部分例题和习题,对部分表达不甚清晰的部分进行了修订。在选用例题时,选择生物学各个分支典型例子,并着重突出生物专业及相关专业教材的重点。同时在各章后附上重新编排思考练习题,教材最后附上中英对照索引,以便于学习和检索。(4)为了进一步帮助读者理解和学习此版教材的内容,提高学生自学能力,配合本书编写了《生物统计学学习指导》一书,以利于学生加强课后实践练习,实现《生物统计学》教材的立体化。 5《生物统计学学习指导》 生物统计学是一门实用性很强的工具性课程。学习生物统计学需要举一反三,既要对生物统计学的基本概念、基本内容有较熟悉的理解和掌握,也要通过例题学习了解不同统计问题的解题思路和解题方法,更要通过习题练习来熟练掌握这些方法。因此,编写一本与《生物统计学》教材配套的学习指导书就显得十分必要。由于课时的限制,课堂讲授仅限于基本的统计问题和部分扩展性知识,用于介绍和解析各种统计方法的例题也只能选择少部分经典例,这就不可避免地会使一些问题得不到细致分析,部分内容的叙述和公式推导也不够深入。此外,前版教材虽然在书后附有各章习题的答案,但也仅是简单的参考答案,而没有详细的解题分析和解题过程。 基于有效解决上述问题的考虑,更好地配套生物统计学教学,我们结合《生物统计学》(第四版)的出版,编写了《生物统计学学习指导》[8],旨在为《生物统计学》的学习提供概要性总结、资料扩充、难点解析,通过增加具体实例和对习题的解答,帮助学生进一步理解和掌握基本概念、基本内容和基本方法。其内容编排与第四版教材各章内容相对应,共分十四章。每章包括目的要求、内容提要、难点评析、例题解析、习题解答、自我测验等六部分。书后附有自我测验答案。目的要求部分提出了本章要达到的基本要求。内容提要部分概要地介绍了本章的主要知识点和难点、关键点。难点评析部分是对本章的疑难问题进行较细致的剖析,适当扩充了部分内容,对重要问题的解题思路、解题方法以及注意事项作了介绍。例题解析部分是在教材例题的基础上,重点选取部分代表性的例子对其解题过程进行了系统分析、计算和评述。习题解答部分是对教材每章后所附思考练习题一一进行了详细解答。自我测验部分则是结合《生物统计学》各类考题形式,设计了部分题目,主要包括填空、判断、名词解释、单项选择题和计算等五种类型,供读者选择练习。书后附有自我测验答案,供参考。 《生物统计学》是一门应用性较强的专业课。对于生物学专业学生统计学教材的选择应以“大统计思想”为主线,以实际案例为依托,以介绍运用方法为目的,突出教材的科学性、系统性、实用性[9～10]。我们教学组自2002年以来一直使用网络及多媒体从事《生物统计学》教学,并且完成了《生物统计学》校级网络课程的建设。我们将在四版教材出版的基础上,结合教学实践,进一步完成与教材配套的试题库建设,以实现生物统计学教材建设的立体化。 生物统计论文:高职生物统计教学方法探讨 生物统计是数理统计在生物学中的应用,是用数理统计的原理、方法来分析数量资料和生物界各种现象的一门学科,其理论知识体系和学习方法有别于畜牧兽医专业的其他课程,因此被许多高职畜牧兽医专业学生认为是较难学习和掌握的一门课程。以至于出现了“教师教得辛苦,学生学得痛苦”的现象。造成这种现象的主要原因之一就是传统的教学存在很大的问题。 一、项目-分层教学法的提出 项目教学法是师生通过共同实施一个完整的项目而进行的教学行动。它蕴含着建构主义学习理论、情境认知与学习理论、实用主义教育理论等,是一种全新的教学方法。学生通过亲自调研,查阅文献,收集资料,分析研究,动手操作等过程,将学到的理论知识与现实中的实际问题紧密结合,训练提高综合素质。 “从理论上讲,项目教学法是一种几乎能够满足行动教学所有要求的教学培训方法”[1],但其弊病之一就是容易造成在项目的实施过程中,工作由成绩好的学生包办,一些成绩差的学生可能会产生“破罐子破摔”的心理。高职院校学生生源复杂,除普通高中毕业生外,还有对口升学的中专、技校、职业高中的毕业生,以及五年一贯制的初中毕业生,学生的学习基础水平差异十分明显,更容易产生这一弊端。要弥补这一不足,在实施项目教学的同时引入分层教学是行之有效的方式。 分层教学是在多元智能理论、“最近发展区”理论以及建构主义学习理论和“人本主义”学习理论等现代教育思想和教育理论指导下,从学生的知识基础、认知水平和个性差异出发,针对不同层次学生的特点选择不同的教学目标和内容,因材施教,发挥个性特长,让不同层次的学生都得到充分发展的一种教学方法,为不同条件的学生创造出适合自身特点的教育氛围,是面向全体学生的教育[2]。 项目-分层教学法是以尊重学生的个体差异、知识层次和兴趣爱好为前提,以层级化的教学项目为指导,以项目教学和分层教学的有机结合为主要形式,以教师引导各层次的学生在各自的最近发展区主动发展、获得成功体验为宗旨的一种教学方法。它是将不同层次的教学项目以需要解决的问题或需要完成的任务的方式交给学生,在教师的指导下,由学生自己按照实际工作的完整程序进行信息收集、项目决策、项目实施、成果展示、评估总结的过程。 二、项目-分层教学法的教学设计 (一)学生层次的确定 通过对班内学生的情况进行全面调查来确定采用项目-分层教学法时学生类型和层次。充分了解和尊重学生是项目-分层教学法实施分层时的基础,也是该教学方法能顺利进行、并能达到预期效果的关键。一般将学生分成A、B两个层次,不同层次的学生特点见表1。 (二)分层教学项目的制定 通过对课程的仔细分析和探讨来确定项目-分层教学法中分层教学项目。在设计分层教学项目时,要遵循教学项目的目的性原则、可行性原则、实践性原则、启发性原则和典型性原则,还要依据教学项目的标准,通过分析现有的基本条件与相关企业中对应的实际项目,探讨典型的工作过程,来确定具体的分层教学项目。 不同层次的学生特点不同,所以要为他们制定不同的教学项目。A、B不同层次学生的教学项目特点见表2。 项目-分层教学法的关键在于项目任务的设计,要用具体的实践项目引出任务,还要考虑到不同层次学生的能力差别,而且要能巧妙地将知识的掌握与能力的培养同时贯穿其中。 (三)项目-分层教学的实施 1.选择项目,划分小组 教师根据不同层次学生的特点,将教学内容分解成适合不同层次学生的教学项目。 2.分析问题,设置情景 为了更好地完成项目,应创设或引导学生进入一个与目前学习内容有关的、基本接近现实的情景环境中,解决现实问题。 3.自主协作,收集信息 小组成员协作收集有助于解决问题的信息、资料。 4.整理信息,确定工作步骤 小组成员通过整理和研究所搜集到的信息,根据项目任务要求确定项目工作步骤和程序,进行人员分工。 5.实施计划,完成项目 学生根据制定的计划实施项目,注意与他人协作,教师监控项目的实施全过程。当发现计划有问题时,经集体讨论后应该及时修正计划。 6.展示成果,总结经验,评定成绩 项目完成后,每一小组都要向全班展示自己的项目成果,并作必要的说明,让学生交流心得与经验。在评定成绩时,先由学生自评、同学互评,然后由教师进行总结性评价。 三、项目-分层教学法在生物统计教学中的应用 根据项目-分层教学法的具体要求,在兽医专业生物统计课程教学中,运用项目-分层教学法开展了教学实验研究。设置实验组与对照组,两组只有教学方法这单一因素不同,而其他各种条件均相同,以此来研究项目-分层教学法在教学中的作用。 (一)实验组教学安排 选取兽医09306、09307班作实验组,运用项目-分层教学法,实施五个教学项目(见表3)。学生分层分组组织学习,不同层次的学生完成教学项目的学习过程不同,教师采用的教学形式也不同,在A层学生的学习过程中,教师采取的是间接教学形式,通过咨询、建议等形式完成教学任务;在B层学生的学习过程中,除了间接教学,教师还需要通过讲授、示范等直接教学方法完成教学任务(见图1)。 (二)对照组教学安排 选取与兽医09306、09307班入学成绩基本相同的兽医09304、09305班为对照组,采用用传统教学法教学。 (三)教学效果的考核与评价 对学生的考核采取传统的考试方式,通过笔试和机试考核学生对知识掌握的情况。经过分类统计,实验结果见表4、表5。 检验结果表明,实验组和对照组之间存在显著差异。实验组采用项目-分层教学法,学生学习以项目为中心,有明确的任务,学生围绕项目自主学习,学习的主动性、积极性能得以发挥。同时,学习过程需要依靠组员共同努力、相互协作才能完成,学生的协调能力、团队精神也得以提高,所以考试成绩优良率极显著高于对照组。 另外,我们向参加对比教学试验的四个班的学生发放问卷,由学生对两种教学法进行评价,评议等级分为好、中、差三等。共发放问卷124份,有效回收率100%,评价结果见图2。 问卷结果显示,学生普遍欢迎项目-分层教学法。在此基础上,我们组织实验组的学生召开座谈会,讨论项目-分层教学法的优劣。发现学生思维非常活跃,认为项目-分层教学法有利于他们开拓思维,能够做自己想做的事情,充分调动学习的积极性;能发挥学生的潜能,使每个学生都有收获,有成就感;由学生自己解决问题,提高自学能力和综图2学生对项目-分层教学法和传统教学法的评价合能力;小组交流学习,提高协调能力,培养团队精神;小组之间开展学习竞赛,增强竞争意识,以适应竞争激烈的社会。 对照组由于传统教学法具有完整的理论体系,学生对生物统计学知识的学习比较系统,但学习时难度较大,容易学完就丢,学习效果不好。 四、项目-分层教学法的实践分析 (一)项目-分层教学法的特点 1.以实际任务贯穿教学的整个过程 教师依据教学内容选取任务项目,整个教学过程也就确定了,学生通过完成项目掌握课程教学内容。任务的选择相当重要,既要涵盖生物统计学教学大纲所有教学内容,又要与学生所学专业挂钩。 2.采取以小组为单位的学习形式 小组的每个成员都是同一层次的学生,采取共同努力、互相协作的学习方式。每个小组负责完成选定项目中的一个模块,小组成员在学习过程中的数据资料和项目成果为全体组员所共享。 3.对学生学习的评价是以完成项目情况为依据 由学生自己填写项目课程评估表和项目完成报告书,对项目完成情况进行自我评价,然后交小组内其他成员分别评定打分,最后由教师对小组完成项目情况进行评定。在评价和考核时应以形成性评价为主,终结性评价为辅,评价重点是项目执行的整个过程,包括每一位学生在项目中的参与程度、作用以及合作能力等。突出对学生创新精神、实践能力的形成与提高方面的评价,项目成果排在其次。个人、小组和教师的评价分数都必须有据可循。学生的最终评价得分计算公式为:(自我评价+小组其他成员评价的平均值+教师评价×2)÷4。 (二)项目-分层教学法的不足与改进措施 同一年龄段的学生,他们的思想、价值观、关注的焦点以及为人处世的态度、方式等都很接近,而同伴往往是青年学生直接学习和模仿的榜样,会产生一种持久的潜移默化的作用。但采用项目-分层教学时,将学生按不同的层次分成项目小组,对于B层小组的学生来说,同组组员在学习方面往往都存在着共同的问题,他们在项目完成过程中,失去了学习的榜样,找不到引领他们向上追赶的参照物,从而影响学生能力的提高。分层教学对低层次学生的自尊心会产生一定的伤害,学生认为自己在低层次小组,感觉差人一等,被人瞧不起,这种自卑心理会一定程度上影响学生自信心。 教学中在确定教学项目时,每个教学项目只是在完成的过程上有区别,项目本身没有高低之分,学生根据自身条件自主选择教学项目。在划分项目小组时,坚持学生自愿和教师指导相结合,学生实行隐性分层,教师心中有数即可,不必公布出来。另外,在划分项目小组时,可以同层次学生同组和异层次学生同组相结合,交替使用,避免上述弊端的出现。 在项目-分层教学的实施过程中,理论教学处于辅助地位,学生参加项目小组的工作,所得到的只是针对具体职业活动相关的知识和经验,往往是零散的、片面的,缺乏发展性,不容易掌握具有普遍指导意义的通用规律,难以提供系统的知识和理论,对于学生综合职业能力的培养显得后劲不足。因此,在实施项目-分层教学之前,最好还是先采用课堂教学的方法让学生掌握基本理论知识和技能,在学生具备了一定的专业知识后再进行项目学习。 (三)项目-分层教学法实施的保障 1.合理安排教学计划 完成一个项目-分层教学过程需要相对完整的一段时间,如果中间插入其他课程,势必会影响项目的进展和学生的学习效果,这就要求学校的大力支持,在制订教学进度时予以充分考虑。 2.设备设施投入 项目-分层教学需要理论联系实际,这就要求学校与社会、企业密切合作,使学生在完成项目中真正得到培养和锻炼,成为社会、企业需要的实用型人才。在企业培训力量不足的情况下,学校应建立模拟实验室,这需要投入巨大的财力、物力和人力。加大对项目-分层教学模式投入,可以完善和促进其在实用型人才培养上的作用。 3.培养一体化教师 在项目-分层教学中,许多教学项目是教师根据教学目标和生产实际设计的。教学内容不仅涉及本学科的专业知识与技能,还可能涉及相邻学科甚至跨学科的知识与技能,以及企业的生产实际。这就要求职业院校的教师不仅具有全面的专业理论知识,还必需有丰富的实践经验和动手能力。因此,学校应加强一体化教师的培养与培训,以满足职业教育岗位的需求。 生物统计论文:生物统计学精品课程建设实践体会 摘要：根据21世纪对生物统计学课程的重新定位，在生物统计学精品课程建设中重点突出了教学方法和教学手段的改革，强化了学生能力的培养。 关键词：生物统计学；精品课程；教学改革 一、引言 随着生物科学的发展，只有定性的结论已不能满足实践的需要，实现生物科学结论定量化是人们长期追求探索的目标；生物统计学是生物学科定量化的重要分析理论与方法，生物统计学是生物学科应具备的基本知识和素质，与生命活动有关的各种现象中普遍存在着随机现象，大到森林陆地生态系统，小至分子水平，均受到许多随机因素的影响，表现为各种各样的随机现象，而生物统计学正是从数量方面揭示大量随机现象中存在的必然规律的学科。因此，生物统计学是一门在实践中应用十分广泛的工具学科，它是生命科学各专业的专业基础课，对后续生命科学课程学习和生物科研有重要作用。 同时，生物统计作为数理统计在生物学领域的应用，是教学难度较大的一门课程。因此，在生物统计学精品课程建设过程中，针对各专业培养目标的定位，因材施教，更新教育理念，加强实践训练，在教学方法和教学手段上进行改革和大胆探索。 二、二十一世纪对生物统计学课程的重新定位。 （一）新世纪对生物统计学课程提出的新要求。 二十世纪上半叶农业和遗传统计学首先获得了发展，在其基础上发展起来的生物统计学、统计流行病学、随机化临床试验学已经成为攻克人类疾病的一个里程碑。这在过去的半个世纪里显著提高了人类的期望寿命。 21世纪人类基因组，基因芯片等实验科学产生出的巨量数据，需要新工具来组织和提取重要信息。 将数据转化为信息需要统计理论和实践方面的洞察力、技术和训练。 未来的生物统计学将会与信息技术密切结合，较少侧重传统数理统计，而会更多注意数据分析，尤其是大型数据库的处理。生物统计学越来越不同于其它数学领域，计算机和信息科学工具至少和概率论一样重要。 （二）生物统计学对大学生素质培养的作用。 生物统计学的一个重要特点就是通过样本来推断和估计总体，这样得到的结论有很大的可靠性但有一定的错误率，这是统计分析的基本特点，因此在生物统计课程的学习中培养了一种新的思维方法———从不肯定性或概率的角度来思考问题和分析科学试验的结果。 生物统计学是通过个别的试验研究得出其一般性结论，属于归纳推理的范畴。但其有别于简单枚举法和科学归纳法，是一种或然性归纳推理或者概率归纳推理。在生命科学的研究中绝大多数涉及到的是随机事件，因此，生物统计学不仅是试验设计与统计方法的教学，更重要的还是大学生思维方式的培养，这对提高大学生的素质很有必要。 生物统计学包括试验设计和统计方法两个有机联系的组成部分。通过试验设计的教学可提高大学生设计研究课题试验方案的能力，使之明确课题的研究目的、试验因素与水平以及试验设计方法等方面的内容。通过统计方法的教学除让学生弄清各种统计方法的内涵外，还需要使学生能够正确地选择最适合的统计方法，以揭示资料潜在的信息，达到研究的最终目的，从而提高大学生科学研究素质。 三、教学方法和教学手段的改革。 （一）加强电子课件及网络平台建设。 生物统计学是应用概率论和数理统计原理研究生物界数量变化的学科，而概率统计的理论和思维方法对本科生来说有一定的难度，加之课程学时的减少（由原来的60-70学时，降到现在的40学时左右）,如何深入浅出地引导学生入门，并使学生在了解概率统计思想的基础上，掌握常用统计分析方法的应用及使用条件是课程的教学难点。为此，我们利用多媒体技术，制作了与教材配套的课件，通过在课堂上把抽象内容形象化与直观化，收到了良好教学效果。建设了一个生物统计学教学网络支撑平台，现有课程简介、教学大纲、师资力量、授课教案、电子版《生物统计学》教材、课程录像、实习指导、在线测试题、参考文献、其它教学资源等栏目，免费向全校师生开放。 （二）将多媒体教学优势与学生的认知规律有机结合，用较少的学时得到良好的教学效果。 多媒体具有信息量大、形象化、直观化的特点。 但是如果不能很好地将多媒体这些特点与学生的认知规律相结合，多媒体教学就可能会带来一些弊端诸如：（1）内容多，幻灯片变换快，由照本宣科变为照屏宣科，为新的“满堂灌”；（2）课件图片多，内容以展示为主，缺乏启发性；（3）教学内容常用满屏的方式显示（即所谓“死屏”）,老师照着屏幕上的内容给学生讲解，失去了传统教学方法，老师边讲边板书能给学生留下比较深刻印象的特点，缺乏吸引力。 而多媒体在教学中只能充当工具的角色，在教学过程中必须将多媒体信息量大、形象化、直观化的特点与学生的认知规律紧密结合在一起。在制作课件时，采用启发式教学方式，精炼教学内容，模仿传统教学书写板书的过程，根据教学内容的难易程度，采用逐字、逐句、逐段显示教学内容的动画方式。在课堂教学中，老师仍然保持传统教学方法的教姿教态，在授课的过程中与学生保持互动，根据学生在课堂上接受知识的能力，掌握屏幕上显示内容的速度，必要时辅以板书进行讲解。这样做既发挥了多媒体教学的特点，又充分照顾到学生的认知规律，在内容没有缩减，学时减少近三分之一的情况下，仍然取得良好的教学效果。 （三）长期坚持教育教学方法及教学规律的研究。 生物统计学的理论基础是概率论与数理统计，从这个层面上讲，它有非常浓的数学味道，但是它又有别于概率论与数理统计，生物统计学更主要强调的是概率论及数理统计的思想和方法在解决生命科学中一些具体问题的应用。因此在教学过程中就存在一个“度”的把握问题，如果将概率论及数理统计的原理讲得太多，一是学时不允许，二是学生难以消化，得不到好的教学效果；如果只注重方法的讲解，学生知其然不知其所以然，就会误入乱套公式的歧途。经过将教学的重点放在教学中引导学生重点掌握统计方法的功能与用途，方法与步骤，防止各类方法的误用，淡化定理的证明与公式的推导。在教学内容的安排上采用“保干削枝”，即在学时减少很多的情况下，将一些次要的统计方法去掉，也要保证有足够的学时讲授理论分布与抽样分布、统计假设测验等方面的内容，让学生掌握生物统计学中所蕴含的概率论及数理统计的思想精髓，从而避免学生乱套统计公式。 （四）密切跟踪生命科学发展的前沿动向，探索生物统计学解决前沿问题的理论与方法。 统计学在生物学中的应用已有长远的历史，许多统计的理论与方法也是自生物上的应用发展而来，而且生物统计是一个极重要的跨生命科学各研究领域的平台。现在基因组学、蛋白质组学与生物信息学的蓬勃发展，使得生物统计在这些突破性生物科技领域上扮演着不可或缺的角色。 在课程建设中，随时注意纳入生物统计学在前沿领域研究应用的内容，增强课程的活力，提高教师和学生面向生物产业主战场解决实际问题的能力。 四、加强实践教学，注重学生能力培养。 生物统计学要不要开实验课，怎样开实验课，一直存在争议，在此认为生物统计学不仅应该开设实验课，而且还要将实践教学的重点放在计算机技术和统计软件的应用上，让学生不仅掌握统计方法，而且加深对原理的认识，获得就业或升学的必备计算机统计技能，提高解决复杂问题的能力。 （一）开展统计软件的实习，扩大学生的视野，提高学生素质。 20世纪20年展起来的多元统计方法虽然对于处理多变量的种类数据问题具有很大的优越性，但由于计算工作量大，使得这些有效的统计分析方法一开始并没有能够在实践中很好推广开来。而电子计算机技术的诞生与发展，使得复杂的数据处理工作变得非常容易，所以充分利用现代计算技术，通过计算机软件将统计方法中复杂难懂的计算过程屏障起来，让用户直接看到统计输出结果与有关解释，从而使统计方法的普及变得非常容易。在课程体系改革中，各课程的教学时数与达到培养目标所需完成的教学内容相比还是不足的。为此，可以通过标准的统计软件的教学实习来达到以点带面，扩大学生视野，提高学生素质。 为此我们建立了一个专用于实习教学的生物统计电脑实验室。现共有50余台电脑，并连接到校园网。实验室配备有指导教师，负责对上机的学生答疑。除按教学计划进行的正常实习教学外，实验室还对优秀学生免费开放，鼓励他们结合教师的科研活动，应用所学生物统计学知识，学习新的生物统计学知识，掌握应用计算机解决生物统计学问题的技能。 （二）全方位、多层次的实践教学。 为了进一步培养学生实际动手能力和科学严谨的治学态度，必须将本课程的实践教学活动延伸到课堂教学外，开展全方位、多层次的实践教学。 在原绵阳农专期间，主要在作物育种、作物栽培、动物营养等课程实验与实习中，根据相关内容加入了试验设计方法以及数据统计分析的相关内容。 组建了西南科技大学生命科学与工程学院以后，由原来的单一农科专业变成了理、工、农三大学科均有专业的格局。虽然专业的学科归属不同，但有一点是相通的，其内涵均属于生命科学的范畴。以科学研究的方法进行划分，均属于实验科学。 掌握正确的实验设计方法，从不确定性数据中挖掘事物的客观规律，是实验科学工作者必备的技能。因此，我们将原来只是在农科专业上延伸实践教学的作法推广到全院的所有专业，结合实验课教学的改革，对发酵工艺学实验、植物细胞工程实验、食用菌实验、微生物学实验等课程的内容全部或部分改为用生物统计学指导学生自主进行实验设计，把过去单一的实验流程、样品观察或检测实验改变为试验条件的优化试验，提出在不同条件下对样品测定的比较试验设计、单因素试验设计、多因素试验设计、正交试验设计、均匀试验设计，对试验结果要求学生使用统计学的方法对进行分析和讨论，最后得出最佳试验条件。 这样的实验教学改革起到了一箭双雕的作用，从专业基础课或专业课的角度看，改验证性实验为设计型、综合性实验，增强了学生解决实际问题的能力，培养了学生创新思维的能力；从生物统计学角度看，将课程的教学实践延伸到课程外，弥补了学时的不足，更重要的是学生将自己学到的统计学知识，转化为解决实际问题的能力，知识得到很好的内化。 此外，在学生课外科技活动中指导学生选用正确的实验设计和数据的统计分析方法，提升科技作品的档次；在毕业论文（设计）中要求学生采用恰当的生物统计学方法进行设计与分析，写出高质量的毕业论文（设计）。 通过这样的教学实践，训练了学生的统计思维能力，使学生充分认识到掌握生物统计学这一工具的重要性和必要性，增强了学生学好用好这门工具的信心，提高了学生从复杂的生命现象中挖掘事物客观发展规律的能力。 精品课程是集科学性、先进性、教育性、整体性、有效性和示范性于一身的优秀课程。作为精品课程的载体，应具有一流的教师队伍、一流的教学内容、一流的教学方法、一流的教材、一流的教学管理等特点。与之相比，我们在生物统计学精品课程的建设上，才刚刚起步，今后还要在教材建设、师资队伍建设、科学研究等方面加大力度，将生物统计学建设成体现现代教育教学思想、符合现代科学技术和适应社会发展进步的需要、能够促进学生的全面发展而深受学生欢迎的一门课程。 生物统计论文:生物统计精品课程 一、引言 随着生物科学的发展，只有定性的结论已不能满足实践的需要，实现生物科学结论定量化是人们长期追求探索的目标；生物统计学是生物学科定量化的重要分析理论与方法，生物统计学是生物学科应具备的基本知识和素质，与生命活动有关的各种现象中普遍存在着随机现象，大到森林陆地生态系统，小至分子水平，均受到许多随机因素的影响，表现为各种各样的随机现象，而生物统计学正是从数量方面揭示大量随机现象中存在的必然规律的学科。因此，生物统计学是一门在实践中应用十分广泛的工具学科，它是生命科学各专业的专业基础课，对后续生命科学课程学习和生物科研有重要作用。 同时，生物统计作为数理统计在生物学领域的应用，是教学难度较大的一门课程。因此，在生物统计学精品课程建设过程中，针对各专业培养目标的定位，因材施教，更新教育理念，加强实践训练，在教学方法和教学手段上进行改革和大胆探索。 二、二十一世纪对生物统计学课程的重新定位。 （一）新世纪对生物统计学课程提出的新要求。 二十世纪上半叶农业和遗传统计学首先获得了发展，在其基础上发展起来的生物统计学、统计流行病学、随机化临床试验学已经成为攻克人类疾病的一个里程碑。这在过去的半个世纪里显著提高了人类的期望寿命。 21世纪人类基因组，基因芯片等实验科学产生出的巨量数据，需要新工具来组织和提取重要信息。 将数据转化为信息需要统计理论和实践方面的洞察力、技术和训练。 未来的生物统计学将会与信息技术密切结合，较少侧重传统数理统计，而会更多注意数据分析，尤其是大型数据库的处理。生物统计学越来越不同于其它数学领域，计算机和信息科学工具至少和概率论一样重要。 （二）生物统计学对大学生素质培养的作用。 生物统计学的一个重要特点就是通过样本来推断和估计总体，这样得到的结论有很大的可靠性但有一定的错误率，这是统计分析的基本特点，因此在生物统计课程的学习中培养了一种新的思维方法———从不肯定性或概率的角度来思考问题和分析科学试验的结果。 生物统计学是通过个别的试验研究得出其一般性结论，属于归纳推理的范畴。但其有别于简单枚举法和科学归纳法，是一种或然性归纳推理或者概率归纳推理。在生命科学的研究中绝大多数涉及到的是随机事件，因此，生物统计学不仅是试验设计与统计方法的教学，更重要的还是大学生思维方式的培养，这对提高大学生的素质很有必要。 生物统计学包括试验设计和统计方法两个有机联系的组成部分。通过试验设计的教学可提高大学生设计研究课题试验方案的能力，使之明确课题的研究目的、试验因素与水平以及试验设计方法等方面的内容。通过统计方法的教学除让学生弄清各种统计方法的内涵外，还需要使学生能够正确地选择最适合的统计方法，以揭示资料潜在的信息，达到研究的最终目的，从而提高大学生科学研究素质。 三、教学方法和教学手段的改革。 （一）加强电子课件及网络平台建设。 生物统计学是应用概率论和数理统计原理研究生物界数量变化的学科，而概率统计的理论和思维方法对本科生来说有一定的难度，加之课程学时的减少（由原来的60-70学时，降到现在的40学时左右）,如何深入浅出地引导学生入门，并使学生在了解概率统计思想的基础上，掌握常用统计分析方法的应用及使用条件是课程的教学难点。为此，我们利用多媒体技术，制作了与教材配套的课件，通过在课堂上把抽象内容形象化与直观化，收到了良好教学效果。建设了一个生物统计学教学网络支撑平台，现有课程简介、教学大纲、师资力量、授课教案、电子版《生物统计学》教材、课程录像、实习指导、在线测试题、参考文献、其它教学资源等栏目，免费向全校师生开放。 （二）将多媒体教学优势与学生的认知规律有机结合，用较少的学时得到良好的教学效果。 多媒体具有信息量大、形象化、直观化的特点。 但是如果不能很好地将多媒体这些特点与学生的认知规律相结合，多媒体教学就可能会带来一些弊端诸如：（1）内容多，幻灯片变换快，由照本宣科变为照屏宣科，为新的“满堂灌”；（2）课件图片多，内容以展示为主，缺乏启发性；（3）教学内容常用满屏的方式显示（即所谓“死屏”）,老师照着屏幕上的内容给学生讲解，失去了传统教学方法，老师边讲边板书能给学生留下比较深刻印象的特点，缺乏吸引力。 而多媒体在教学中只能充当工具的角色，在教学过程中必须将多媒体信息量大、形象化、直观化的特点与学生的认知规律紧密结合在一起。在制作课件时，采用启发式教学方式，精炼教学内容，模仿传统教学书写板书的过程，根据教学内容的难易程度，采用逐字、逐句、逐段显示教学内容的动画方式。在课堂教学中，老师仍然保持传统教学方法的教姿教态，在授课的过程中与学生保持互动，根据学生在课堂上接受知识的能力，掌握屏幕上显示内容的速度，必要时辅以板书进行讲解。这样做既发挥了多媒体教学的特点，又充分照顾到学生的认知规律，在内容没有缩减，学时减少近三分之一的情况下，仍然取得良好的教学效果。 （三）长期坚持教育教学方法及教学规律的研究。 生物统计学的理论基础是概率论与数理统计，从这个层面上讲，它有非常浓的数学味道，但是它又有别于概率论与数理统计，生物统计学更主要强调的是概率论及数理统计的思想和方法在解决生命科学中一些具体问题的应用。因此在教学过程中就存在一个“度”的把握问题，如果将概率论及数理统计的原理讲得太多，一是学时不允许，二是学生难以消化，得不到好的教学效果；如果只注重方法的讲解，学生知其然不知其所以然，就会误入乱套公式的歧途。经过将教学的重点放在教学中引导学生重点掌握统计方法的功能与用途，方法与步骤，防止各类方法的误用，淡化定理的证明与公式的推导。在教学内容的安排上采用“保干削枝”，即在学时减少很多的情况下，将一些次要的统计方法去掉，也要保证有足够的学时讲授理论分布与抽样分布、统计假设测验等方面的内容，让学生掌握生物统计学中所蕴含的概率论及数理统计的思想精髓，从而避免学生乱套统计公式。 （四）密切跟踪生命科学发展的前沿动向，探索生物统计学解决前沿问题的理论与方法。 统计学在生物学中的应用已有长远的历史，许多统计的理论与方法也是自生物上的应用发展而来，而且生物统计是一个极重要的跨生命科学各研究领域的平台。现在基因组学、蛋白质组学与生物信息学的蓬勃发展，使得生物统计在这些突破性生物科技领域上扮演着不可或缺的角色。 在课程建设中，随时注意纳入生物统计学在前沿领域研究应用的内容，增强课程的活力，提高教师和学生面向生物产业主战场解决实际问题的能力。 四、加强实践教学，注重学生能力培养。 生物统计学要不要开实验课，怎样开实验课，一直存在争议，在此认为生物统计学不仅应该开设实验课，而且还要将实践教学的重点放在计算机技术和统计软件的应用上，让学生不仅掌握统计方法，而且加深对原理的认识，获得就业或升学的必备计算机统计技能，提高解决复杂问题的能力。 （一）开展统计软件的实习，扩大学生的视野，提高学生素质。 20世纪20年展起来的多元统计方法虽然对于处理多变量的种类数据问题具有很大的优越性，但由于计算工作量大，使得这些有效的统计分析方法一开始并没有能够在实践中很好推广开来。而电子计算机技术的诞生与发展，使得复杂的数据处理工作变得非常容易，所以充分利用现代计算技术，通过计算机软件将统计方法中复杂难懂的计算过程屏障起来，让用户直接看到统计输出结果与有关解释，从而使统计方法的普及变得非常容易。在课程体系改革中，各课程的教学时数与达到培养目标所需完成的教学内容相比还是不足的。为此，可以通过标准的统计软件的教学实习来达到以点带面，扩大学生视野，提高学生素质。 为此我们建立了一个专用于实习教学的生物统计电脑实验室。现共有50余台电脑，并连接到校园网。实验室配备有指导教师，负责对上机的学生答疑。除按教学计划进行的正常实习教学外，实验室还对优秀学生免费开放，鼓励他们结合教师的科研活动，应用所学生物统计学知识，学习新的生物统计学知识，掌握应用计算机解决生物统计学问题的技能。 （二）全方位、多层次的实践教学。 为了进一步培养学生实际动手能力和科学严谨的治学态度，必须将本课程的实践教学活动延伸到课堂教学外，开展全方位、多层次的实践教学。 在原绵阳农专期间，主要在作物育种、作物栽培、动物营养等课程实验与实习中，根据相关内容加入了试验设计方法以及数据统计分析的相关内容。 组建了西南科技大学生命科学与工程学院以后，由原来的单一农科专业变成了理、工、农三大学科均有专业的格局。虽然专业的学科归属不同，但有一点是相通的，其内涵均属于生命科学的范畴。以科学研究的方法进行划分，均属于实验科学。 掌握正确的实验设计方法，从不确定性数据中挖掘事物的客观规律，是实验科学工作者必备的技能。因此，我们将原来只是在农科专业上延伸实践教学的作法推广到全院的所有专业，结合实验课教学的改革，对发酵工艺学实验、植物细胞工程实验、食用菌实验、微生物学实验等课程的内容全部或部分改为用生物统计学指导学生自主进行实验设计，把过去单一的实验流程、样品观察或检测实验改变为试验条件的优化试验，提出在不同条件下对样品测定的比较试验设计、单因素试验设计、多因素试验设计、正交试验设计、均匀试验设计，对试验结果要求学生使用统计学的方法对进行分析和讨论，最后得出最佳试验条件。 这样的实验教学改革起到了一箭双雕的作用，从专业基础课或专业课的角度看，改验证性实验为设计型、综合性实验，增强了学生解决实际问题的能力，培养了学生创新思维的能力；从生物统计学角度看，将课程的教学实践延伸到课程外，弥补了学时的不足，更重要的是学生将自己学到的统计学知识，转化为解决实际问题的能力，知识得到很好的内化。 此外，在学生课外科技活动中指导学生选用正确的实验设计和数据的统计分析方法，提升科技作品的档次；在毕业论文（设计）中要求学生采用恰当的生物统计学方法进行设计与分析，写出高质量的毕业论文（设计）。 通过这样的教学实践，训练了学生的统计思维能力，使学生充分认识到掌握生物统计学这一工具的重要性和必要性，增强了学生学好用好这门工具的信心，提高了学生从复杂的生命现象中挖掘事物客观发展规律的能力。 精品课程是集科学性、先进性、教育性、整体性、有效性和示范性于一身的优秀课程。作为精品课程的载体，应具有一流的教师队伍、一流的教学内容、一流的教学方法、一流的教材、一流的教学管理等特点。与之相比，我们在生物统计学精品课程的建设上，才刚刚起步，今后还要在教材建设、师资队伍建设、科学研究等方面加大力度，将生物统计学建设成体现现代教育教学思想、符合现代科学技术和适应社会发展进步的需要、能够促进学生的全面发展而深受学生欢迎的一门课程。 生物统计论文:生物信息医学统计课堂教学 生物信息学融合了生物技术、计算机技术、数学和统计学的大量方法，已逐渐成为发现生命过程中所蕴涵知识的一门重要学科。其基本问题主要包括：DNA分析、蛋白质结构分析、分子进化。医学统计学作为医科院校的基础课程之一，长期以来其理论和方法就广泛应用于临床医学、基础医学的各类研究中。随着生物新技术的诞生，在推动生物信息学发展的同时，医学研究对象也由宏观的病人、生物组织拓展到微观的基因领域，所面对的实验数据在性质和结构上也都有所不同，这对医学统计学的应用提出了新的更高的要求。 目前，医学统计学的很多原理和方法已成功地应用于这些新研究之中，并在此基础之上有了新的发展和改进。如概率分布的知识与序列相似性分析、蛋白质分类等技术密切相关；方差分析、非参数检验方法经改进和结合后在基因表达数据的前期分析中发挥了较好的作用；而聚类分析、判别分析、相关分析这些大家所熟知的统计学方法更是在基因分类和调控网络的建立中得到了广泛的应用。在进行医学统计学课堂教学时加入生物信息学方面的应用实例，不仅可以使学员了解本学科研究的前沿和医学、生物信息学研究的新发展，还可以提高学员对于医学统计学理论学习的兴趣，掌握先进的生物实验数据分析方法，提高今后从事医学科研的能力。下面，本文在回顾医学统计学授课主要内容的基础上，就医学和生物信息学中的可能应用举例如下： 一、概率分布 概率分布（probabilitydistribution）是医学统计学中多种统计分析方法的理论基础。授课内容一般包括：二项分布、Possion分布、正态分布、t分布、F分布等。 借助概率分布常常可以帮助我们了解生命指标的特征、医学现象的发生规律等等。例如，临床检验中计量实验室指标的参考值范围就是依据正态分布和t分布的原理计算得到；许多医学试验的“阳性”结果服从二项分布，因此它被广泛用于化学毒性的生物鉴定、样本中某疾病阳性率的区间估计等；而一定人群中诸如遗传缺陷、癌症等发病率很低的非传染性疾病患病数或死亡数的分布，单位面积（或容积）内细菌数的分布等都服从Poisson分布，我们就可以借助Poisson分布的原理定量地对上述现象进行研究。 在生物信息学中概率分布也有一定应用。例如，Poisson分布可以用于基因（蛋白质）序列的相似性分析。被研究者广泛使用的分析工具BLAST(BasicLocalAlignmentSearchTool)能迅速将研究者提交的蛋白质（或DNA）数据与公开数据库进行相似性序列比对。对于序列a和b，BLAST发现的高得分匹配区称为HSPs。而HSP得分超过阈值t的概率P(H(a,b) t)可以依据Poisson分布的性质计算得到。 二、假设检验 假设检验（hypothesis）是医学统计学中统计推断部分的重要内容。假设检验根据反证法和小概率原理，首先依据资料性质和所需解决的问题，建立检验假设；在假设该检验假设成立的前提下，采用适当的检验方法，根据样本算得相应的检验统计量；最后，依据概率分布的特点和算得的检验统计量的大小来判断是否支持所建立的检验假设，进而推断总体上该假设是否成立。其基本方法包括：u检验、t检验、方差分析（ANOVA）和非参数检验方法。 假设检验为医学研究提供了一种很好的由样本推断总体的方法。例如，随机抽取某市一定年龄段中100名儿童，将其平均身高（样本均数）与该年龄段儿童应有的标准平均身高（总体均数）做u检验，其检验结果可以帮助我们推断出该市该年龄段儿童身高是否与标准身高一致，为了解该市该年龄段儿童的生长发育水平提供参考。又如，医学中常常可以采用t检验、秩和检验比较两种药物的疗效有无差别；用2检验比较不同治疗方法的有效率是否相同等等。 这些假设检验的方法在生物实验资料的分析前期应用较多，但由于研究目的和资料性质不同，一般会对某些方法进行适当调整和结合。 例如，基于基因芯片实验数据寻找差异表达基因的问题。基因芯片（genechip）是近年来实验分子生物学的技术突破之一，它允许研究者在一次实验中获得成千上万条基因在设定实验条件下的表达数据。为了从这海量的数据中寻找有意义的信息，在对基因表达数据进行分析的过程中，找到那些在若干实验组中表达水平有明显差异的基因是比较基础和前期的方法。这些基因常常被称为“差异表达基因”，或者“显著性基因”。如果将不同实验条件下某条基因表达水平的重复测量数据看作一个样本，寻找差异表达基因的问题其实就可以采用假设检验方法加以解决。 如果表达数据服从正态分布，可以采用t-检验（或者方差分析）比较两样本（或多样本）平均表达水平的差异。 但是，由于表达数据很难满足正态性假定，目前常用的方法基于非参数检验的思想，并对其进行了改进。该方法分为两步：首先，选择一个统计量对基因排秩，用秩代替表达值本身；其次，为排秩统计量选择一个判别值，在其之上的值判定为差异显著。常用的排秩统计量有：任一特定基因在重复序列中表达水平M值的均值；考虑到基因在不同序列上变异程度的统计量，其中，s是M的标准差；以及用经验Bayes方法修正后的t-统计量：，修正值a由M的方差s2的均数和标准差估计得到。 三、一些高级统计方法在基因研究中的应用 （一）聚类分析 聚类分析（clusteringanalysis）是按照“物以类聚”的原则，根据聚类对象的某些性质与特征，运用统计分析的方法，将聚类对象比较相似或相近的归并为同一类。使得各类内的差异相对较小，类与类间的差异相对较大1。聚类分析作为一种探索性的统计分析方法，其基本内容包括：相似性度量方法、系统聚类法（HierarchicalClustering）、K-means聚类法、SOM方法等。 聚类分析可以帮助我们解决医学中诸如：人的体型分类，某种疾病从发生、发展到治愈不同阶段的划分，青少年生长发育分期的确定等问题。 近年来随着基因表达谱数据的不断积累，聚类分析已成为发掘基因信息的有效工具。在基因表达研究中，一项主要的任务是从基因表达数据中识别出基因的共同表达模式，由此将基因分成不同的种类，以便更为深入地了解其生物功能及关联性。这种探索完全未知的数据特征的方法就是聚类分析，生物信息学中又称为无监督的分析（UnsupervisedAnalysis）。常用方法是利用基因表达数据对基因（样本）进行聚类，将具有相同表达模式的基因（样本）聚为一类，根据聚类结果通过已知基因（样本）的功能去认识那些未知功能的基因。对于基因表达数据而言，系统聚类法易于使用、应用广泛，其结果——系统树图能提供一个可视化的数据结构，直观具体，便于理解。而在几种相似性的计算方法中，平均联接法(AverageLinkageClustering)一般能给出较为合理的聚类结果2。 （二）判别分析 判别分析（discriminantanalysis）是根据观测到的某些指标的数据对所研究的对象建立判别函数，并进行分类的一种多元统计分析方法。它与聚类分析都是研究分类问题，所不同的是判别分析是在已知分类的前提下，判定观察对象的归属3。其基本方法包括：Fisher线性判别（FLD）、最邻近分类法（k-NearestNeighborClassifiers）、分类树算法（ClassificationTreeAlgorithm），人工神经网络（ANNs）和支持向量机（SVMs）。 判别分析常用于临床辅助鉴别诊断，计量诊断学就是以判别分析为主要基础迅速发展起来的一门科学。如临床医生根据患者的主诉、体征及检查结果作出诊断；根据各种症状的严重程度预测病人的预后或进行某些治疗方法的疗效评估；以及流行病学中某些疾病的早期预报，环境污染程度的坚定及环保措施、劳保措施的效果评估等。 在生物信息学针对基因的研究工作中，由于借助了精确的生物实验，研究者通常能得到基因（样本）的准确分类，如，基因的功能类、样本归结于疾病（正常）状态等等。当利用了这些分类信息时，就可以采用判别分析的方法对基因进行分类，生物信息学中又称为有监督的分析（SupervisedAnalysis）。例如，基因表达数据分析中，对于已经过滤的基因，前三种方法的应用较为简单。而支持向量机（SVMs）和人工神经网络（ANNs）是两种较新，但很有应用前景的方法。 （三）相关分析 相关分析（correlationanalysis）是医学统计学中研究两变量间关系的重要方法。它借助相关系数来衡量两变量之间的关系是否存在、关系的强弱，以及相互影响的方向。其基本内容包括：线性相关系数、秩相关系数、相关系数的检验、典型相关分析等。 我们常常可以借助相关分析判断研究者所感兴趣的两个医学现象之间是否存在联系。例如，采用秩相关分析我们发现某种食物中黄曲霉毒素相对含量与肝癌死亡率间存在正相关关系；采用线性相关方法发现中年女性体重与血压之间具有非常密切的正相关关系等等。 生物信息学中可以利用相关分析建立基因调控网络。如果将两个不同的基因在不同实验条件下的表达看作是两个变量，相关分析所研究的正是两者之间的调控关系。如采用线性相关系数进行两基因关系的分析时，其大小反应了基因调控关系的强弱，符号则反应了两基因是协同关系（相关系数为正），还是抑制关系（相关系数为负）。 四、意义 生物信息学不仅是医学统计学的研究前沿，更是医学研究由宏观向微观拓展的重要领域，其研究内容已逐渐为多数医学院校的学员了解和熟悉。而如何对新技术产生的生物实验数据进行准确合理的分析，却成为生物信息学研究的主要瓶颈之一。 在医学统计学课堂教学中引入生物信息学实例，而不仅仅局限于常见的医学、卫生领域的例子，将难以理解的统计理论和方法与前沿的生物实例相结合，拓宽了学员的视野，提高了学员的学习兴趣，更可以加深对所学知识的理解；与此同时，使学员掌握了生物实验数据的先进分析方法，扩大了学员的知识面，提高了他们今后开展医学科研工作的能力。 还有一些医学统计学方法目前也逐渐应用于生物信息学研究中，诸如：遗传算法、熵理论等等。但这些方法已经超出了医学统计学课堂教学的范围，我们将尝试在第二课堂或选修课中，作为补充知识进行讲授，供那些学有余力的学员学习交流。 生物统计论文:高校生物统计学课程教学改革探究 摘要：分析目前高校传统教学模式下生物统计学教学之不足以及理论课程与社会实践之间的差距，提出在课程整合模式下生物统计学课程的改革措施，指出在教学中融入多元化的概念，推进课程形式、教学模式和教学资源三个方面的有效整合。在教学中逐步实现新的教学模式，为全面提高学生素质提供保障。 关键词：课程整合；生物统计学；素质能力 一、生物统计学的教育现状 随着生命科学研究的飞速发展，生物统计的重要性日趋彰显。2014年LinkedIn对全球超过3.3亿用户的工作经历和技能进行分析，在公布的最受雇主喜欢及关注的25项技能中，统计分析和数据挖掘位列榜首。生物统计学是运用概率论和数理统计的原理和方法，分析和解释生物界各种现象和实验调查资料的一门学科[1]，是众多高等院校中生物学、医学、药学和农学等专业的必修课程。生物统计学的教学内容前后章节关系密切，环环相扣，层层深入，具有内容多、公式多、概念多的特点。学生在学习中感到晦涩难懂，容易产生难学、厌学的思想。同时，目前生物统计学的教育还存在一些不足之处：（1）试验设计在教学中所占比例不足。生物统计学与试验设计是紧密结合在一起的，主要向人们讲授了从事科学研究的试验方法和对收集到的试验结果进行分析整理的方法。凯尔文勋爵（LordKelvin）曾说过：“当你能够衡量你所谈论的事物，并能以数字来表达它时，可以说你对它有了一些了解；而当你不能衡量或不能用数字表达时，你对它的知识就是肤浅的和不能令人满意的”。由此可见，生物统计学作为量化事物的工具和手段在科学研究中发挥着重要的作用。然而，目前该课程的设置上忽视了新形势下的教学导向，偏重统计基本方法和基本理论的介绍，忽视了试验设计的介绍。（2）生物统计学理论和社会实践的脱节，学生缺少将统计理论应用到实践中的能力。在生物统计学的教学实践中，教师偏重理论知识的讲解，使得教学内容空洞而枯燥。同时，在课程设置中未将生物统计学与专业实践课联系在一起教学，使得学生脱离了社会实践，导致学生的学习积极性不高。（3）生物统计学和医学基础课之间的分离。在课程设置上，没有将这两个学科整合在一起，学生既没有形成自己的知识框架，又没有将生物统计学的知识应用到医学基础课的学习中。 二、课程整合理论对生物统计学教学的启示 基于上述课程设置及教育中的问题，南方医科大学生物统计学系在多年的教学实践中总结构建了“课程整合”体系。早在19世纪末20世纪初，在杜威（JohnDewey）发起的进步教育运动中，就有了一种综合课程的思想，他强调在理论与实践中倡导课程整合。ParkW.J.在参考了各类界定的基础上，认为整合的课程是超越单门学科有目的地组合知识、观点和探究问题，以达到学习者对学习内容更深层的理解[2]。根据目前生物统计学的教学环境和条件，深化生物统计学课程整合涉及到课程形式、教学模式和教学资源三个方面。 （一）课程形式的整合 以南方医科大学的五年制临床医学本科课程设置为例（其它学校基本类似），主要分为公共基础课程、专业基础课程、专业课、公共选修课和实践教学五类。公共课程包括大学语文、外语和体育等；专业基础课程为学生必须掌握的专业基本理论、基本知识和基本技能的课程；专业课指从事本专业或相近专业工作所需的相关课程和专业学习的延伸课程，主要培养学生从事相应领域临床实践的初级思维和能力；公共选修课为面向全校所有本科专业开设的选修课程；实践教学分为课内和课外实践教学环节，主要培养学生的实践能力和科研能力。在课程整合中主要有：（1）生物统计学的理论课程和实践教学课程的整合，其主要目的是使学生对生物统计将来的应用领域有一个大概了解，能够正确理解和合理解释应用领域的问题，面对统计咨询对象时能和其它专业人士进行较好的沟通。（2）整合生物统计学中的应用软件和专业基础课程，如SPSS软件与生物统计学，STATA软件与流行病学，RevMan和循证医学等，通过在一个学期同时开设两门课程，使学生充分感受到应用软件的实用性，有助于对一些抽象的计算方法的理解，提高学习兴趣进而提高学习效率。 （二）教学模式的整合 南方医科大学生物统计学系实施了导师制教育，每位导师指导3到6名本科生，从三年级开始指导学生参加科研活动和统计咨询与数据处理实践。导师制教育的实施整合了理论教学和实践教学，这种教学模式变教师“主讲”为“主导”，学生“被动”为“主动”。导师制教育是运用任务驱动法，以实际案例为主线，教师为主导，学生为主体的教育方法，最终目的是培养学生实际应用统计学知识的能力[3]。学生在实际案例的教学情境下学习统计学有多重好处：第一，丰富的生活案例或科研案例激发了学生学习统计学的兴趣，驱动着学生进行不断学习，培养了学生的文献查阅能力、团体合作的能力、克服困难的能力，以及在解决案例后的自我认同感。第二，案例教学可以激发学生的主观能动性。在这样的教学模式整合中，突出了学生主体的地位。学生在老师和同学的帮助下，在完成各项小任务的过程中，逐步完善各个主题的知识体系的构建，促进知识的吸收和应用。第三，案例教学培养了学生思考、分析和解决问题的能力，锻炼了学生的逻辑思维，激发了学生的科研兴趣。几年的实践表明导师制教育的执行不仅提高学生专业统计学软件的学习成绩，同时学生真正学会了生物统计学的应用能力，能够有机地将理论和实践相结合，达到了较好的教学效果。 （三）教学资源的整合 生物统计学教学资源整合包括：教材资源的整合和网络资源的整合两方面。教材资源的整合要考虑到教材的规范性、可靠性、时代性和针对性，使学生在学习中举一反三，有效地发挥学生学习的主动性和自主性。在教材的选择采纳上，除了使用中文的本科生规划教材外，还选取了部分英文教材如《FundamentalsofBiostatistics》（RosnerB，2006，6thEdit）、《UsingMultivariateStatistics）（TabachnickBG FidellLS，2007，5thEdit）等。网络资源的整合为生物统计学的教学提供了丰富的资源和空间，利用“微信墙”增强学生的参与和互动，突出因材施教和个性发展。同时，利用网络资源，按照“自评他评结合、堂内堂外结合”的原则，综合运用现代先进技术，注重对学生日常学习表现作出发展性评价，逐步推动形成性评价体系建设。 三、结束语 医学课程改革中的“学科细分”和“课程整合”并不矛盾，课程整合的主要目的是消除各学科教学间的壁垒，促进学术的交流；同时，课程整合有利于促进教师之间的交流和合作。在高等医学院校，我们要着眼于未来，实现基础与临床、医学与人文、公共卫生与临床医学的有机整合。 作者:关 颖 张国霞 单位:南方医科大学 生物统计论文:高校生物统计学论文 一、生物统计学课程的地位和作用 生物统计学是生物学学科不同专业学生都应该掌握的一门重要的工具课，是许多高等院校生物学、农学、医学等专业的必修课程之一。它是现代生物学研究不可缺少的工具，是培养学生科学研究和综合分析问题能力的重要课程，也是生物学等工作者必备的基础，同时该课程又是其他专业课程的重要基础。因此该课程在生物学、农学、林学、医学、食品、环保等专业中占有十分重要的地位[12]。生物统计学需以生物材料进行研究，但通常所涉及的材料数量较大，很难也没有必要全部参加试验，必须通过科学的方法抽取有代表性的试验个体进行试验，以获得相关的数据，实现由样本推断总体的重要功能。因此生物统计学与试验设计紧密联系，主要讲授数据资料收集和整理的方法、数据资料的统计分析方法和手段以及在概率论的基础上对统计结果做出科学的推断，从而帮助我们认识研究对象的现象和本质[13]。因此，生物统计学已成为生物科技工作者必备的基础，也有利于培养和提高大学生的科学研究能力以及独立分析问题和解决问题的能力，是当代大学生系统的能力培养和全面的素质教育的具体体现。 二、生物统计学教学存在的主要问题 1.生物统计学教材方面。教材是体现教学内容和教学要求的知识载体，也是教学最基本的工具，它不仅是教师进行教学的依据，而且是学生获取知识的重要资料，选择适合教师和学生的生物统计学教材，能够保证教学过程的顺利进行，而且还能提高教学质量，达到良好的教学效果[14，15]。目前，国内所出版的生物统计学教材种类较多，各大高校由于教师和学生的情况不同，在教材方面的选择和使用也不一样。尽管如此，目前国内所出版的生物统计学教材主要包括两大类。第一大类完全是传统生物统计学的知识和内容，不涉及统计软件的介绍和使用，这一大类教材包含两小类，一类主要侧重理论教学，过分强调课程体系的完整性和理论讲授，注重公式的推导而忽视了实际应用例题的讲解。这类教材忽略了对大学生统计思维和综合分析问题能力的培养，因此有一定的缺陷。另一类是目前各大高校使用较多的生物统计学教材，该类教材虽然也存在一些必要的公式推导，但更侧重于统计学理论与实际结合，清楚介绍每一个统计原理理论后，再通过具体实例分析和巩固统计学的基本原理和基本方法，注重培养学生分析实际问题和解决实际问题的能力，因此这类教材比较适合现在生物科学等本科专业的使用。但这类生物统计学教材由于不涉及统计软件的内容，也存在一定的不足。如果教师在授课过程中未涉及一些统计软件的介绍和使用，那么即使学生完全掌握了相关的统计原理和方法，学生在复杂的试验设计及庞大的数据面前可能也会束手无策，即使会计算，在复杂及庞大的数据计算中也可能会算错，因此可能会得出相反的结论。第二大类统计教材完全是统计软件的介绍和使用，如Excel软件、SAS统计软件、SPSS统计软件、DPS统计软件、R统计软件等的介绍和使用。生物科学、技术等飞速发展的今天，这类统计软件发挥了很大的优势，给科技工作者带来了极大的方便。但这类教材也存在一定的不足，它只注重统计过程的运算和统计，没有统计原理的介绍，因此对没有相关统计学知识或统计学基础较差的学生或老师来说，即使按照教材上的步骤计算出相应的结果，但也不知道具体的含义，也不知道怎么分析。因此这类教材不适合大学本科生的教学。另外，这两大类教材要么只注重数理统计方法的讲授，要么只重视统计软件的使用，而忽视了统计学中的数理统计分析方法是建立在正确的试验设计以及所获数据资料准确的基础上才能发挥正确的作用，这是这两大类生物统计学教材共同存在的不足之处。因此，目前市场上还未见有统计学理论与实际结合，试验设计与统计原理相结合，统计软件与统计学原理相结合的较为完善的生物统计学教材。笔者认为这类生物统计学教材是当前生物科学专业、生物技术专业、生物工程专业、农学专业、医学专业、食品专业等本科专业较为适合的教材。 2.生物统计学与高等数学方面。①生物统计学与高等数学开课时间上的不一致性。国内许多高等学校生物科学等本科专业的培养方案中都把高等数学课程作为一门必修的基础课，学生通过对该门课程的学习，系统获得函数、极限、连续、导数、微积分及常微分方程等基础知识，它为后续课程的学习和解决实际问题提供必不可少的数学基础知识及常用的数学方法。而且，通过各个知识点的学习，逐步培养学生具有较为熟练的基本运算能力和自学能力，综合运用所学知识分析和解决实际问题的能力。更重要的是，高等数学课程是学习生物统计学的关键，生物统计学中的许多原理和方法都需要高等数学中相应的知识作为基础。②生物统计学与高等数学教学上的脱节性。高等数学课程作为生物科学本科专业一门必修的基础课，各高校均认识到它在生物科学本科专业中的重要性。但长期以来，高等数学和生物统计学均作为两名独立的课程开设，一般情况下，高等数学课程由数学专业教师讲授，由于数学专业的教师没有生物学专业的相关知识，不清楚生物统计学课程的知识体系，只注重数学知识的推导、讲授。因此所讲授的知识内容之间通常存在许多不衔之处，形成了不利于生物统计学课程教学的知识的断层。同样，这也是生物统计学中教师难教，学生难学、难懂、难用的原因之一。 3.生物统计学教师知识结构和科研能力方面。常言道，学生需要一滴水，教师至少要有一桶水。生物统计学的教学，相对于其他课程而言，对教师的要求更高，不仅要求教师要有一定的数学知识，较为渊博的统计学知识，还要求教师要有较强的科研能力。教师只有具备一定的数学知识和渊博的统计学知识，才能很好把握生物统计学相关原理、理论、统计分析方法等。具备较强的科研能力，才能很好将生物统计学相关原理、理论、统计分析方法与实际相结合，才能很好地进行案例教学。4.考试制度方面。考试制度在高等教育中占有非常重要的地位，考试是教学质量评价的一项重要指标，它既是对教师教学质量的反映，也是对学生学习效果的检验。考试制度是否合理 ，决定着教学质量的好坏以及学生学习积极性是否能得到最大限度地调动[16]。但是现阶段我国许多高校的考试制度较为死板，缺乏合理性和灵活性。如在学期期末考试中规定一定数量的题型，当然，这种考试制度对于规范考试是必须的，但是应该根据具体课程而定，而不能一概而论。就生物统计学课程而言，如果规定一定数量的考试题型（比如四种题型），那么教师只能根据考试规定勉为其难考虑四种题型。比如说名词解释、填空、问答、计算这四种题型。很明显，这种考试方式只是较为死板的考试，不能真证体现生物统计学课程的本质，不能很好考察学生对生物统计学原理的掌握及运用。 三、生物统计学教学策略 针对目前生物统计学存在的问题，笔者根据自己近十年的生物统计学教学实践，就如何提高生物统计学的课堂教学效果，提出如下建议。 1.选择合适的教材并优化教学内容。教材是教学最基本的工具，选择适合的生物统计学教材，能够保证教学过程的顺利进行，并能提高教学质量。针对目前市场上的不同种类教材，结合学生的实际，选择统计学理论与实际相结合，试验设计与统计原理相结合，统计软件与统计学原理相结合的生物统计学教材进行教学较为合适。据笔者过去的教学实践，该课程授课内容不宜过多和过深，授课内容过多学生精力会分散，分不清重点，而过深则影响学生的接受效果[17]。因此应根据学生实际优化教学内容，坚持以试验研究实例为线索，以科学的试验研究方法为主线，理论原理和实际例子相结合，从试验研究的选题和设计、试验方案的制定和实施、试验数据的收集和整理到试验数据的统计分析，最后做出科学的推断等，尽可能把抽象的统计学概念和原理转变为具体的实例，提高学生的学习兴趣，使其更好地理解和掌握所学的课程内容[7]。很好激发学生学习生物统计学课程的兴趣，从而更好地提高教学效果和教学质量。 2.处理好高等数学和生物统计学的关系。高等数学作为生物科学本科专业的基础课，是学习生物统计学的关键。一方面，高等数学一般在第一学年开设，因此生物统计学安排在第二学年开设为宜，这样能避免高等数学和生物统计学课程开设在时间上形成的断层，有利于学生对生物统计学的学习。另一方面，高等数学和生物统计学不应分别让不同专业的教师讲授，而均应由生物学专业教师讲授，因为生物学专业的教师清楚生物统计学课程的知识体系，在讲授高等数学时，能够根据生物统计学的相关原理和内容，优化高等数学的教学内容，有侧重点进行知识的讲授。从而能避免生物统计学与高等数学教学在知识上的脱节性，也有利于学生对生物统计学的学习。 3.提高自身知识结构和科研能力，注重案例教学。生物统计学教材大多理论性强，内容枯燥，容易使学生产生厌烦感。照本宣科的传统授课方法，更会使学生失去兴趣，对于培养学生的独立思考能力和创造能力十分不利。在现代教学中，教师既是知识的传授者，也是教学活动的组织者，在教学过程中起到关键的作用，教师知识水平的高低直接影响学生的学习效果[18]。因此教师应不断加强对生物统计学基本原理、基本理论和基本方法的学习与实践。另外，教师还应不断加强自身的科研能力，在教学过程中将自己的科研工作或生产实践案例贯穿到教学中，以自身科研实例辅助教学，增加学生的学习兴趣，培养学生的统计学思维以及对统计学的实际应用能力。 4.加强试验设计的教学和实践。试验设计又称为实验设计，它以概率论和数理统计的原理和方法为理论基础，科学地、经济地设计研究方案的一项技术。一个良好的试验设计，可以用最少的实验次数，得到足够的实验数据，从而能减少人力、物力和财力的投入[6]。由于生物统计学理论性和实践性较强，且涉及大量的数学公式、抽象的概念和复杂的内容。因此在生物统计学的教学中应充分调动学生学习的主动性，加强学生对生物统计学原理、知识的理解和综合运用，强化学生综合试验设计的锻炼及其应用。提高学生利用统计原理、方法分析和解决实际问题的能力。生物统计学教学中，一方面，教师应该有渊博的统计学知识及其丰富的科研经历，另一方面，应让学生走出教室，加强实践，使学生不但能够掌握统计分析的原理和方法，而且可以解决一些生产中的实际问题，真正达到生物统计学教学的目的。 5.改革传统的考核方式，着力培养学生综合运用生物统计学知识的能力。很多学校传统的考试以闭卷笔试的考核方式为主，试卷内容主要测重基本概念、理论知识和方法的考核，期末考试成绩基本决定了学期的成绩，这种考试方式造成的结果是学生平时可以不听课，考试前通过突击，也能考合格，但考后就可能全忘了。更重要的是学生学完生物统计学，学期考试后，都不知道学了些什么，更不知道怎么用，到做毕业论文需用到统计学原理和知识时，很多学生不会用或者乱用。一些高校期末考试总评成绩由平时成绩、期中成绩和期末成绩三部分组成。这种方式在一定程度上重视了学生平时学习情况和期中考试成绩，避免了期末考试成绩基本决定了学期成绩的弊端，但是某些高校规定了每门考试课必须有四种以上的题型，对于一般的学科而言，这种规定也许是可行的，但对于生物统计学而言，这种规定是不合理的。因为生物统计学的教学主要是培养学生综合运用统计学原理和知识的能力，培养学生如何进行试验设计、试验数据的统计、分析以及对统计结果的解释等。因此笔者认为，对于生物统计学的教学，教师应从学生的实际情况出发，以培养学生综合运用统计学原理和知识为目标，合理讲授统计学的相关内容。期末考试以开卷考试为宜，学期总评成绩由平时成绩、期中成绩和期末成绩三部分组成，考试题型只需考察计算题和试验设计题两种题型，即重点考察学生对基本知识的掌握程度及灵活运用统计学原理和方法解决实际问题的能力。生物统计学是一门理论性较强的应用学科，涉及的内容多、公式多、概念多，对学生而言，难懂、难记、更难用，而且很多学生不愿意学习。因此在生物统计学教学过程中，教师应从学生的实际情况出发，选择合适的教材并优化教学内容，提高自身知识结构和科研能力，改变教学方法，加强试验设计的教学和实践，改革传统的考核方式，着力培养学生综合运用生物统计学原理和知识的能力为教学目标，充分调动学生学习生物统计学的主动性和积极性，同时增加学生上机学习统计软件的操作，掌握EXCEL、SPSS、DPS等统计软件的使用，提高学生利用生物统计学的原理和相关统计软件解决实际问题的能力。 作者：张以忠邓琳琼工作单位：毕节学院地理与生命科学学院 生物统计论文:透视生物统计学课程的分析 摘要：根据21世纪对生物统计学课程的重新定位，在生物统计学精品课程建设中重点突出了教学方法和教学手段的改革，强化了学生能力的培养。 关键词：生物统计学；精品课程；教学改革 一、引言 随着生物科学的发展，只有定性的结论已不能满足实践的需要，实现生物科学结论定量化是人们长期追求探索的目标；生物统计学是生物学科定量化的重要分析理论与方法，生物统计学是生物学科应具备的基本知识和素质，与生命活动有关的各种现象中普遍存在着随机现象，大到森林陆地生态系统，小至分子水平，均受到许多随机因素的影响，表现为各种各样的随机现象，而生物统计学正是从数量方面揭示大量随机现象中存在的必然规律的学科。因此，生物统计学是一门在实践中应用十分广泛的工具学科，它是生命科学各专业的专业基础课，对后续生命科学课程学习和生物科研有重要作用。 同时，生物统计作为数理统计在生物学领域的应用，是教学难度较大的一门课程。因此，在生物统计学精品课程建设过程中，针对各专业培养目标的定位，因材施教，更新教育理念，加强实践训练，在教学方法和教学手段上进行改革和大胆探索。 二、二十一世纪对生物统计学课程的重新定位。 （一）新世纪对生物统计学课程提出的新要求。 二十世纪上半叶农业和遗传统计学首先获得了发展，在其基础上发展起来的生物统计学、统计流行病学、随机化临床试验学已经成为攻克人类疾病的一个里程碑。这在过去的半个世纪里显著提高了人类的期望寿命。 21世纪人类基因组，基因芯片等实验科学产生出的巨量数据，需要新工具来组织和提取重要信息。 将数据转化为信息需要统计理论和实践方面的洞察力、技术和训练。 未来的生物统计学将会与信息技术密切结合，较少侧重传统数理统计，而会更多注意数据分析，尤其是大型数据库的处理。生物统计学越来越不同于其它数学领域，计算机和信息科学工具至少和概率论一样重要。 （二）生物统计学对大学生素质培养的作用。 生物统计学的一个重要特点就是通过样本来推断和估计总体，这样得到的结论有很大的可靠性但有一定的错误率，这是统计分析的基本特点，因此在生物统计课程的学习中培养了一种新的思维方法———从不肯定性或概率的角度来思考问题和分析科学试验的结果。 生物统计学是通过个别的试验研究得出其一般性结论，属于归纳推理的范畴。但其有别于简单枚举法和科学归纳法，是一种或然性归纳推理或者概率归纳推理。在生命科学的研究中绝大多数涉及到的是随机事件，因此，生物统计学不仅是试验设计与统计方法的教学，更重要的还是大学生思维方式的培养，这对提高大学生的素质很有必要。 生物统计学包括试验设计和统计方法两个有机联系的组成部分。通过试验设计的教学可提高大学生设计研究课题试验方案的能力，使之明确课题的研究目的、试验因素与水平以及试验设计方法等方面的内容。通过统计方法的教学除让学生弄清各种统计方法的内涵外，还需要使学生能够正确地选择最适合的统计方法，以揭示资料潜在的信息，达到研究的最终目的，从而提高大学生科学研究素质。 三、教学方法和教学手段的改革。 （一）加强电子课件及网络平台建设。 生物统计学是应用概率论和数理统计原理研究生物界数量变化的学科，而概率统计的理论和思维方法对本科生来说有一定的难度，加之课程学时的减少（由原来的60-70学时，降到现在的40学时左右）,如何深入浅出地引导学生入门，并使学生在了解概率统计思想的基础上，掌握常用统计分析方法的应用及使用条件是课程的教学难点。为此，我们利用多媒体技术，制作了与教材配套的课件，通过在课堂上把抽象内容形象化与直观化，收到了良好教学效果。建设了一个生物统计学教学网络支撑平台，现有课程简介、教学大纲、师资力量、授课教案、电子版《生物统计学》教材、课程录像、实习指导、在线测试题、参考文献、其它教学资源等栏目，免费向全校师生开放。 （二）将多媒体教学优势与学生的认知规律有机结合，用较少的学时得到良好的教学效果。 多媒体具有信息量大、形象化、直观化的特点。 但是如果不能很好地将多媒体这些特点与学生的认知规律相结合，多媒体教学就可能会带来一些弊端诸如：（1）内容多，幻灯片变换快，由照本宣科变为照屏宣科，为新的“满堂灌”；（2）课件图片多，内容以展示为主，缺乏启发性；（3）教学内容常用满屏的方式显示（即所谓“死屏”）,老师照着屏幕上的内容给学生讲解，失去了传统教学方法，老师边讲边板书能给学生留下比较深刻印象的特点，缺乏吸引力。 而多媒体在教学中只能充当工具的角色，在教学过程中必须将多媒体信息量大、形象化、直观化的特点与学生的认知规律紧密结合在一起。在制作课件时，采用启发式教学方式，精炼教学内容，模仿传统教学书写板书的过程，根据教学内容的难易程度，采用逐字、逐句、逐段显示教学内容的动画方式。在课堂教学中，老师仍然保持传统教学方法的教姿教态，在授课的过程中与学生保持互动，根据学生在课堂上接受知识的能力，掌握屏幕上显示内容的速度，必要时辅以板书进行讲解。这样做既发挥了多媒体教学的特点，又充分照顾到学生的认知规律，在内容没有缩减，学时减少近三分之一的情况下，仍然取得良好的教学效果。 （三）长期坚持教育教学方法及教学规律的研究。 生物统计学的理论基础是概率论与数理统计，从这个层面上讲，它有非常浓的数学味道，但是它又有别于概率论与数理统计，生物统计学更主要强调的是概率论及数理统计的思想和方法在解决生命科学中一些具体问题的应用。因此在教学过程中就存在一个“度”的把握问题，如果将概率论及数理统计的原理讲得太多，一是学时不允许，二是学生难以消化，得不到好的教学效果；如果只注重方法的讲解，学生知其然不知其所以然，就会误入乱套公式的歧途。经过将教学的重点放在教学中引导学生重点掌握统计方法的功能与用途，方法与步骤，防止各类方法的误用，淡化定理的证明与公式的推导。在教学内容的安排上采用“保干削枝”，即在学时减少很多的情况下，将一些次要的统计方法去掉，也要保证有足够的学时讲授理论分布与抽样分布、统计假设测验等方面的内容，让学生掌握生物统计学中所蕴含的概率论及数理统计的思想精髓，从而避免学生乱套统计公式。 （四）密切跟踪生命科学发展的前沿动向，探索生物统计学解决前沿问题的理论与方法。 统计学在生物学中的应用已有长远的历史，许多统计的理论与方法也是自生物上的应用发展而来，而且生物统计是一个极重要的跨生命科学各研究领域的平台。现在基因组学、蛋白质组学与生物信息学的蓬勃发展，使得生物统计在这些突破性生物科技领域上扮演着不可或缺的角色。 在课程建设中，随时注意纳入生物统计学在前沿领域研究应用的内容，增强课程的活力，提高教师和学生面向生物产业主战场解决实际问题的能力。 四、加强实践教学，注重学生能力培养。 生物统计学要不要开实验课，怎样开实验课，一直存在争议，在此认为生物统计学不仅应该开设实验课，而且还要将实践教学的重点放在计算机技术和统计软件的应用上，让学生不仅掌握统计方法，而且加深对原理的认识，获得就业或升学的必备计算机统计技能，提高解决复杂问题的能力。 （一）开展统计软件的实习，扩大学生的视野，提高学生素质。 20世纪20年展起来的多元统计方法虽然对于处理多变量的种类数据问题具有很大的优越性，但由于计算工作量大，使得这些有效的统计分析方法一开始并没有能够在实践中很好推广开来。而电子计算机技术的诞生与发展，使得复杂的数据处理工作变得非常容易，所以充分利用现代计算技术，通过计算机软件将统计方法中复杂难懂的计算过程屏障起来，让用户直接看到统计输出结果与有关解释，从而使统计方法的普及变得非常容易。在课程体系改革中，各课程的教学时数与达到培养目标所需完成的教学内容相比还是不足的。为此，可以通过标准的统计软件的教学实习来达到以点带面，扩大学生视野，提高学生素质。 为此我们建立了一个专用于实习教学的生物统计电脑实验室。现共有50余台电脑，并连接到校园网。实验室配备有指导教师，负责对上机的学生答疑。除按教学计划进行的正常实习教学外，实验室还对优秀学生免费开放，鼓励他们结合教师的科研活动，应用所学生物统计学知识，学习新的生物统计学知识，掌握应用计算机解决生物统计学问题的技能。 （二）全方位、多层次的实践教学。 为了进一步培养学生实际动手能力和科学严谨的治学态度，必须将本课程的实践教学活动延伸到课堂教学外，开展全方位、多层次的实践教学。 在原绵阳农专期间，主要在作物育种、作物栽培、动物营养等课程实验与实习中，根据相关内容加入了试验设计方法以及数据统计分析的相关内容。 组建了西南科技大学生命科学与工程学院以后，由原来的单一农科专业变成了理、工、农三大学科均有专业的格局。虽然专业的学科归属不同，但有一点是相通的，其内涵均属于生命科学的范畴。以科学研究的方法进行划分，均属于实验科学。 掌握正确的实验设计方法，从不确定性数据中挖掘事物的客观规律，是实验科学工作者必备的技能。因此，我们将原来只是在农科专业上延伸实践教学的作法推广到全院的所有专业，结合实验课教学的改革，对发酵工艺学实验、植物细胞工程实验、食用菌实验、微生物学实验等课程的内容全部或部分改为用生物统计学指导学生自主进行实验设计，把过去单一的实验流程、样品观察或检测实验改变为试验条件的优化试验，提出在不同条件下对样品测定的比较试验设计、单因素试验设计、多因素试验设计、正交试验设计、均匀试验设计，对试验结果要求学生使用统计学的方法对进行分析和讨论，最后得出最佳试验条件。 这样的实验教学改革起到了一箭双雕的作用，从专业基础课或专业课的角度看，改验证性实验为设计型、综合性实验，增强了学生解决实际问题的能力，培养了学生创新思维的能力；从生物统计学角度看，将课程的教学实践延伸到课程外，弥补了学时的不足，更重要的是学生将自己学到的统计学知识，转化为解决实际问题的能力，知识得到很好的内化。 此外，在学生课外科技活动中指导学生选用正确的实验设计和数据的统计分析方法，提升科技作品的档次；在毕业论文（设计）中要求学生采用恰当的生物统计学方法进行设计与分析，写出高质量的毕业论文（设计）。 通过这样的教学实践，训练了学生的统计思维能力，使学生充分认识到掌握生物统计学这一工具的重要性和必要性，增强了学生学好用好这门工具的信心，提高了学生从复杂的生命现象中挖掘事物客观发展规律的能力。 精品课程是集科学性、先进性、教育性、整体性、有效性和示范性于一身的优秀课程。作为精品课程的载体，应具有一流的教师队伍、一流的教学内容、一流的教学方法、一流的教材、一流的教学管理等特点。与之相比，我们在生物统计学精品课程的建设上，才刚刚起步，今后还要在教材建设、师资队伍建设、科学研究等方面加大力度，将生物统计学建设成体现现代教育教学思想、符合现代科学技术和适应社会发展进步的需要、能够促进学生的全面发展而深受学生欢迎的一门课程。 生物统计论文:漫谈自由软件R和在生物统计学学习中的运用 生物统计学是应用数理统计的原理和方法处理生物学中的各种数量资料,从而透过现象揭示生物学本质的一门科学,是科学研究与实践应用的基础工具。基于生物统计学在生产实践中的广泛应用及在生命科学研究中的重要作用,国内外大多数学校的生命科学各专业都将生物统计学列为专业基础课或必修课。但是,作为2003年才开始招生的新办专业,中国地质大学(武汉)生物科学专业原来的教学计划中没有“生物统计学”的课程,而设置有56学时的“概率论与数理统计”课程。学生们虽然通过“概率论与数理统计”的课程掌握了数理统计的基本原理和分析方法,但却缺乏数据处理与统计分析的必要训练。从而导致生物科学专业2003~2005级学生的毕业论文中缺乏统计分析,在答辩时也没有试验设计与假设检验的概念。鉴于这一实际情况,2007年生物科学专业的教学计划及时作了必要的调整,增开了生物统计学的课程,并且设为专业必修课。按调整后的新教学计划,2009年下学期生物科学专业大三学生在修完56学时的“概率论与数理统计”课程之后,还将学习32学时的“生物统计学”课程(含16学时的上机实习)。 传统的生物统计学教学过多强调理论的重要性,学生通过查找书后附表设计试验与手工计算,忽视了利用计算机软件进行试验设计和数据统计分析的能力培养,不符合越来越重于计算机技术的现代应用生物统计方法的发展趋势。在十分有限的32个学时内,为使“生物统计学”的授课内容不与“概率论与数理统计”发生重复且更实用,笔者通过对现代应用生物统计方法和统计软件发展趋势的课前调研,发现R软件是一款功能全面又易学的统计软件,含有许多新颖而又实用的统计分析技术与假设检验方法,完全可以满足生物统计学的教学需要,并且没有版权问题。各种概率分布的计算,以及平衡不完全区组、拉丁方与正交表等试验设计,都可以在R软件中完成,使学生可以彻底摆脱手工查表与计算的烦恼。课后关于生物统计学与R软件使用的问卷调查发现,88.2%的学生认为在修完“概率论与数理统计”课程后仍很有必要学习生物统计学和统计软件,92.8%的学生认为自由软件R作为生物统计学的教学软件十分合适,还有86.7%的学生则认为R语言的学习能够对理解统计原理有所帮助。 1统计软件R的介绍 R语言是一门比较新的计算机语言,源自S语言(S-Plus软件中使用)与Scheme语言。基于GNU协议的自由软件R提供了一种使用R语言进行统计分析与图形展示的计算机环境,整合有许多统计工具包[1]。R语言最初由新西兰奥克兰大学统计系教授RossIhaka和RobertGentleman合作编写,由于这两位“R之父”的名字都是以R开头,所以就称之为R语言。R自1993年诞生以来,深受统计学家和计量爱好者的喜爱,被国外大量学术与科研机构采用,其应用范围涵盖了计量经济学、实证金融学、空间统计学、统计遗传学和生物信息学等诸多领域,已经成为主流软件之一。2009年1月7日,《纽约时报》记者AshleeVance题为“DataAnalystsCaptivatedbyR’sPower的文章[2]在科技版发表之后,引起了统计软件R与SAS之争,可见R在统计学界和业界的影响力。 相对于其它统计软件,R的主要特色在于:1)R语言具有自由、免费、开放源代码及统计模块齐全的特征;2)R语言是彻底面向对象的统计编程语言,R中所有计算结果都可以作为对象保存起来,供进一步统计分析与图形展示之用;3)R软件体积小,更新速度快;4)R的扩展性非常强。世界各地的CRAN镜像网站上有许多志愿者提供的非常丰富的工具包,供下载使用。正如Google首席经济学家HalVarian所说,R最优美的地方是你能够修改很多前人编写的工具包的代码做各种所需的事情,实际你是站在巨人的肩膀上。 据统计,2008年12月13日~14日“第一届中国R语言会议”在中国人民大学召开时,共有近70家单位150余人参加;2009年12月召开的第二届中国R语言会议则在北京和上海设有两个分会场,共有90多家单位300余人参加。参会的人员主要来自高校和科研机构,包括在校学生、高校老师、科研所研究员等。 2统计教学中R软件的使用现状 由于R强大的统计计算与图形展示功能,以及自由免费与开放源代码的特点,目前国外许多大学统计相关专业都将R作为教学软件。据笔者调查,国内高校教学中统计软件的使用现状比较混乱,多是采用SPSS或SAS软件,也有使用S-Plus、Matlab、Minitab、Stata、Eviews、Origin、DPS、MSExcel等商业软件,仍有部分高校在统计教学中没有结合与讲授统计软件。国内只有很少一部分高校使用R软件进行统计教学,但是已有48所(不含重复)国内高校的教师或在校学生参加过R会议。 据不完全统计,江西农业大学、清华大学、中国人民大学、华东师范大学、暨南大学、中国地质大学(武汉)等高校已将R语言作为统计相关课程上机实习的计算机软件。其中江西农业大学自2005年开始,就在生物工程与生物技术专业的学生的生物统计学课程中采用自由软件R作为教学辅助工具,并取得了良好的教学效果[3]。 3生物统计学教学与R使用的调查分析 当前,数据分析处理几乎全是使用计算机统计软件完成,在统计方法的实际应用过程中,人们往往不会关注理论推导与计算过程,而是注重统计分析结果的解释。对于非数理统计专业的学生,统计教学过程中不应过多强调理论的重要性,从而忽视了统计思想和数据处理能力的培养。通过课后关于生物统计学与R软件使用的问卷调查发现,参与调查的34位学生中有30位学生(88.2%)认为在修完“概率论与数理统计”课程后仍很有必要学习生物统计学。而没有开设生物统计学课程的2003~2005级学生的毕业论文中,严重缺乏统计分析与假设检验。这充分说明了,纯粹的统计方法与理论教学,越来越不符合借重于现代计算机技术的生物统计学发展趋势。 问卷调查中发现,有96%的学生认为生物统计学与R语言都非常有用,毕业后无论是继续深造还是参加科研或管理工作都能用得上,同样有96%的学生在生物统计学的课程结束后会选择继续学习R语言,有80%的学生认为R语言上级实习的16学时不够用,且有92.8%的学生认为R软件作为生物统计学的教学软件十分合适,86.7%的学生认为R语言的学习能够对学习与理解统计原理有所帮助,67.6%的学生认为C语言的学习基础对学好R语言有所帮助。江西农业大学生物科学与工程学院程新等主持的教学研究课题“基于自由软件平台的生物统计学实践教学研究”,对两个年级共233人分别采用R和SPSS教学效果的比较分析发现,采用R进行教学,激发了学生的学习积极性,提高了学生掌握统计学知识的能力,教学效果比SPSS有了显著提高[3]。因此,可以认为使用R软件作为生物统计学的教学软件是十分合适的。 此外,本次问卷调查中还发现76.5%的学生认为R语言的入门很容易且R软件安装使用起来非常方便;有63.9%的学生认为R语言的一些统计函数特别是绘图函数的参数设置比较麻烦,学习有困难;有81.8%的学生认为很有必要组织出版关于R语言与生物统计学的参考书。与市场上随处可见的关于SPSS或SAS软件的图书相比,由于R软件是一款比较新的统计软件,且是自由软件,目前关于R语言或R软件的图书非常少。截至到2009年底只能够在互联网上搜索到4本与R语言有关的图书,分别是孙啸等著的《R语言及Bioconductor在基因组分析中的应用》(2006年7月,科学出版社出版);王斌会主编的《R语言统计分析软件教程》(2007年1月,中国教育文化出版社出版);薛毅等著的《统计建模与R软件》(2007年4月,清华大学出版社出版);汤银才主编的《R语言与统计分析》(2008年11月,高等教育出版社出版)。这些书籍均以较大的篇幅详细介绍了R语言的基础与使用方法,适宜作为关于R语言的工具书。但是由于这4本书中均未涉及到试验设计与现代应用生物统计方法等方面的内容(实际上,试验设计的内容在生物统计学中占有十分重要的地位),不宜作为生物统计学的上机实习指导书。而且CRAN网站上有多种关于试验设计及其统计分析的R工具包,如AlgDesign、crossdes、conf.design、DoE.base、FrF2等可以自由下载使用。因此,基于R软件在国内愈来愈旺盛的市场需求,笔者认为有关出版社很有必要组织出版关于“现代应用生物统计方法在R语言中的实现”的教参或工具书。 4结论 根据调查结果与科研工作的经验,笔者认为统计的思想或意识比统计理论与方法更重要,使用统计软件R进行生物统计学教学,可使学生不再陷入繁琐的统计查表与计算过程中,从而增强统计思想和数据处理能力的培养。 笔者使用R的最大感受是,不断发现其它统计软件很难实现的统计计算和图形展示方法,在R中则很容易实现,惊喜不断。R最重要的一点是怎么都不会高估它,它允许统计学家做很多复杂的分析,而不需要懂得很多的计算机知识(引自Google统计专家DarylPregibon)。R的应用领域是如此之广,R的使用则“无处不在”。 相对而言,由于SPSS软件比较容易学习掌握,目前,国内还有很多高校在使用SPSS软件。但是,毕竟受其窗口菜单数量的限制,SPSS软件的功能不会很全面。SAS软件虽然要编程,使用较困难,但由于其经过多年的研制开发,功能较全面,权威性强,国内也有不少高校在统计学教学中采用。但是这些商业软件价格昂贵,学生在学习与使用过程中均存在版权问题。而R是没有版权限制的自由软件,统计与计算功能更全面,在医学、生态学、统计遗传学、生物信息学等方面都具有十分丰富的工具包。因此,笔者认为在生物统计学的教学中使用R软件是非常合适的,值得推广。毕竟R是开源软件,使用R的人越多,其可能贡献的函数工具包也越多,R的功能也会飞速增长。

引言 体育竞赛领域，侧重于跑跳等运动能力的篮球、排球项目运动过程中，运动员每次接触地面均需承受大约身体体重３～７倍的地面冲击力。尤其是篮球三步上篮落地动作时，冲击力可高达身体体重９倍［１］。在运动员落地动作时承受的冲击及据此衍生的力传递，是造成下肢运动损伤的关键原因。长此以往的过度负荷极易导致骨折或者膝关节内部紊乱等急性运动损伤，甚至是应力性骨折等过渡性运动损伤。而运动鞋的缓冲减震性能研究目的便是期望以所用材料与结构防止运动员下肢承受巨大冲击力，避免造成运动损伤［２－３］。现阶段关于冲击力与负荷的研究不再局限于冲击力与运动损伤之间的关系，而是开始倾向于冲击力的作用效果和人体骨骼系统的生物力学反应。冲击力是输入运动员身体的信号，而下肢软组织结构可作为承受冲击力的振动系统，在冲击信号输入频率接近软组织固有频率的时候就会引发系统共振，而人体骨骼系统可基于改变下肢生物力学特征避开共振。而且，冲击力作为具备振幅与时频域特征的输入信号，会同时受到有效质量、触底速度、着地姿势及运动鞋硬度、材料等多重因素的影响［４－５］。基于此，本文对冲击力是否会受到运动鞋缓冲性能的影响进行了深入研究。 １试验准备 １.１试验对象 筛选１２名男性篮球运动员，年龄在２２岁左右，身高在１７６.１～１８２.５ｃｍ，体重在６６.７～７７.７ｋｇ，接受专项训练６年左右。全部被试者均对试验情况进行了充分了解，试验开始之前１ｄ内不可进行剧烈运动，下肢半年之内未发生任何损伤，体质良好。 １.２试验设备选用 １０台ＶＩＣＯＮ光学运动捕捉系统，负责对被试者落地动作时下肢三关节的运动学参数进行采集；２块三维测力台，负责对地面反作用力数据进行采集；心率表，负责监控被试者在整个测试过程中的心率变化，以评估被试机体运动强度，保护其心率处于正常安全范围之内；ＱｕａｔｔｏｒＪｕｍｐ纵跳台，负责测试被试者的最大纵跳高度与干预下的纵跳高度［６－７］。 １.３试验运动鞋筛选 市场上已经成熟品牌的高缓冲性能运动鞋与无缓冲性能运动鞋，具体如图１所示。高缓冲性能运动鞋前掌部分与后跟中底部分均配置了具备缓冲减震性能的气垫；无缓冲性能运动鞋是没有任何缓冲减震性能的五指鞋［８］。 ２试验设计 ２.１试验流程 （１）被试者热身活动时穿着不同类型鞋练习并熟悉落地动作。（２）设置标识以拍摄被试静态模型，被试者需进行３次成功的落地动作，同时采集其运动学与地面反作用力数据，再更换运动鞋重新拍摄并采集３次成功落地动作相关数据。（３）对被试者进行疲劳干预，疲劳之后及时督促被试填写自感疲劳分级表格，随后被试者连续纵跳１０次并迅速基于不同鞋条件再次进行第（２）步。（４）被试者完成全部动作测试任务并采集有效数据之后，更换被试者重复上述试验流程。整个试验测试过程中被试鞋条件选择均随机，利用Ｖｉｓｕａｌ３Ｄ处理分析运动学与动力学数据结果［９－１０］。 ２.２落地动作 被试者以起始姿势站立在６０ｃｍ的跳台上，平视正前方，脚尖逐渐从翻板的边缘位置朝向测力台滑落，需以无垂直初速下落，双脚落于测力台，自然落地，落地之后自然屈膝，再恢复于站立状态。 ２.３疲劳干预 以被试者３次全力垂直纵跳最大值作为最大纵跳高度；疲劳干预要求被试者完成４次１５ｍ的折返跑，再快速以最大能力连续完成５次垂直纵跳动作，反复折返跑与垂直纵跳过程，直至难以全力促使垂直纵跳高度达到最大垂直纵跳高度的７０％；全过程不间断使用心率表监控被试者心率变化，并以自感疲劳分级表格为载体测试被试者疲劳程度。 ２.４数据分析 利用ＳＰＳＳ软件的运动鞋、疲劳双因素重复测试方差分析对比疲劳前后与高缓冲性能运动鞋、无缓冲性能运动鞋对主体参数变量产生的效应与交互作用。彼此交互时，疲劳前后与缓冲性能运动鞋内部以配对样本进行ｔ检验，而疲劳前后与缓冲性能运动鞋之间以独立样本进行ｔ检验。基于单因素对疲劳前后的最大纵跳高度进行对比分析，以了解显著性水平差异。 ３试验结果 ３.１落地动作时的下肢冲击力与负载率以触底到膝关节屈曲到最低时的垂直地面反作用力 作为冲击力评价指标，其参数为冲击力第一峰值和第二峰值及达到冲击力峰值的时间；以前掌部分与后跟部分在不同缓冲性能运动鞋条件下的触底负载率作为运动鞋减震缓冲能力评价指标，其参数为负载率第一峰值和第二峰值及达到冲击力峰值的时间［１１－１３］。疲劳前后不同缓冲性能运动鞋条件下落地动作时的下肢冲击力与负载率测试结果具体如表１所示。由表１可知，在垂直地面反作用力第一峰值与第二峰值、负载率第一峰值与第二峰值上，运动鞋与疲劳因素之间不存在交互作用，但是运动鞋作为主因素相对显著，呈现出的状态具体为：疲劳干预之前高缓冲性能运动鞋后跟部分负载率明显比无缓冲性能运动鞋小，但冲击力层面并不存在显著性差异；疲劳干预之后高缓冲性能运动鞋后跟部分冲击力明显比无缓冲性能运动鞋小，并且高缓冲性能运动鞋在前掌部分与后跟部分的负载率明显缩小。由表１可知，在垂直地面反作用力达到第一峰值的时间上，运动鞋与疲劳因素之间不存在交互作用，但是运动鞋作为主因素相对显著，呈现出的态势具体为：疲劳干预之后高缓冲性能运动鞋达到第一峰值的时间会明显延迟。在垂直地面反作用力达到第二峰值的时间上，运动鞋与疲劳因素之间存在交互作用，且事后检验得知疲劳干预之后高缓冲性能运动鞋达到第二峰值的时间也会明显延迟。在负载率达到第一峰值与第二峰值的时间上，运动鞋与疲劳因素之间存在交互作用，其中，负载率达到第一峰值时间的事后检验得知不存在显著性差异，而负载率达到第二峰值时间的事后检验得知，疲劳干预之后高缓冲性能运动鞋与无缓冲性能运动鞋的负载率都明显比疲劳干预之前较高，但不论疲劳前后，无缓冲性能运动鞋均比高缓冲性能运动鞋的负载率达到第二峰值的时间更长。就冲击力而言，疲劳干预前与疲劳干预后不论是高缓冲性能运动鞋还是无缓冲性能运动鞋，垂直地面反作用力的第一峰值并不存在显著差异；疲劳干预之后无缓冲性能运动鞋在后跟部分承受的冲击力比高缓冲性能运动鞋明显较大。就负载率而言，其既是引发使用性运动损伤的原因，又是运动鞋缓冲性能的评价指标，在疲劳干预之后高缓冲性能运动鞋在负载率第一峰值与第二峰值上都比无缓冲性能运动鞋明显较小，这就表明落地动作时高缓冲性能运动鞋可在前掌部分与后跟部分提供强有力的缓冲作用，以此减少甚至避免运动员身体由于巨大冲击造成运动损伤；高缓冲性能运动鞋疲劳干预之后达到第二峰值的时间比疲劳干预之前明显较长，这就表明高缓冲性能运动鞋负载率峰值缩小，可能是由于高缓冲性能运动鞋自身延长了缓冲时间。所以运动员身体在疲劳状态下高缓冲性能运动鞋的缓冲减震作用更为显著，可切实缩减冲击力，以此减少甚至避免运动员身体由于巨大冲击造成运动损伤。 ３.２疲劳前后不同缓冲性能运动鞋条件下落地动作时的踝关节力矩峰值、下肢刚度、关节刚度 疲劳前后不同缓冲性能运动鞋条件下落地动作时的踝关节力矩峰值、下肢刚度、关节刚度［１４－１５］测试结果具体如表２所示。由表２可知，踝关节力矩与刚度在运动鞋与疲劳因素下都不存在交互作用，主因素也不存在显著性，疲劳前后不论高缓冲性能运动鞋或者无缓冲性能运动鞋，踝关节位置力矩峰值、下肢刚度、关节刚度都没有呈现出显著性变化。疲劳干预之前高缓冲性能运动鞋对于关节的运动表现产生了作用，疲劳干预之后高缓冲性能运动鞋在踝关节位置呈现出有效作用；就踝关节力矩峰值、下肢刚度、关节刚度等层面而言，疲劳干预前后高缓冲性能运动鞋与无缓冲性能运动鞋之间并没有呈现出显著性变化。虽然如此，但疲劳干预之后高缓冲性能运动鞋落地动作时踝关节力矩第二峰值表现出明显减小态势。 ４结语 长时间高强度运动势必会引发疲劳，呈现出中枢神经兴奋性下降，神经肌肉通路传入／传出神经受到影响，造成本体感觉神经系统缺失与肌骨反应延迟等问题，还会影响肌肉活化与动作控制能力等，从而使得运动员身体下肢系统控制力降低，进而引发运动损伤。而运动鞋作为下肢系统与地面环境间相互作用的载体，会在疲劳状态下直接影响落地动作时下肢冲击力及动力学特征。据此，本文对不同缓冲性能的运动鞋对落地动作时下肢冲击力、负载率、动力学特征的影响进行了试验研究，结果发现：就冲击力而言，疲劳干预前与疲劳干预后不论是高缓冲性能运动鞋还是无缓冲性能运动鞋，垂直地面反作用力的第一峰值并不存在显著差异，疲劳干预之后无缓冲性能运动鞋在后跟部分承受的冲击力比高缓冲性能运动鞋明显较大；就负载率而言，运动员身体在疲劳状态下高缓冲性能运动鞋的缓冲减震作用更为显著，可切实缩减冲击力，以此减少甚至避免运动员身体由于巨大冲击造成运动损伤；就踝关节力矩峰值、下肢刚度、关节刚度等层面而言，疲劳干预前后高缓冲性能运动鞋与无缓冲性能运动鞋之间并没有呈现出显著性变化，虽然如此，但疲劳干预之后高缓冲性能运动鞋落地动作时踝关节力矩第二峰值表现出明显减小态势。 参考文献： ［１］傅维杰，刘宇，李路.运动鞋对人体落地冲击和下肢软组织振动的影响［Ｊ］．体育科学，２０１３，３３（７）：４５－５２． ［２］瑞安市康佳鞋业有限公司.一种防滑缓冲轻便型运动鞋：ＣＮ２０２１２２１３９０５６.３［Ｐ］．２０２２－０１－１８． ［３］夏庚.不同落地策略下运动鞋鞋底厚度对下肢肌群的影响分析［Ｊ］．中国皮革，２０２２，５１（２）：８６－８９． ［４］傅维杰，刘宇.功能性运动装备对冲击力、软组织振动及肌肉活化影响的研究［Ｃ］．第十五届全国运动生物力学学术交流大会论文集.２０１２：２１－２２． ［５］傅维杰，刘宇，魏书涛.篮球鞋对主动与被动落地时冲击力特征和肌肉活化的影响［Ｊ］．医用生物力学，２０１２，２７（３）：３１７－３２３． ［６］王立端.鞋底与场地表面的摩擦对乒乓球运动员下肢生物力学特征的影响［Ｄ］．北京：北京体育大学，２０１６． ［７］晋江明众鞋业有限公司.一种舒适型带充气结构的运动鞋：ＣＮ２０２１２１２７８７０３.２［Ｐ］．２０２１－１２－１０． ［８］王熙，杨洋，张希妮，等.不同运动鞋舒适性差异及对篮球典型动作足部受力特征影响［Ｊ］．医用生物力学，２０１８，３３（２）：１４２－１４９． ［９］郑志艺.穿不同运动鞋对篮球典型动作生物力学特征的影响研究［Ｄ］．北京：北京体育大学，２０１６． ［１０］泉州陆程鞋业有限公司.一种具有空气缓冲保护功能的运动鞋：ＣＮ２０２１２１２９２５３１.４［Ｐ］．２０２１－１１－２６． ［１１］孙晓乐，王熙，傅维杰.不同鞋条件对疲劳干预前后下肢落地冲击的生物力学影响［Ｃ］．第二十届全国运动生物力学学术交流大会论文集.２０１８：１４７－１４８． ［１２］张方同，张林翎，周兴龙.穿鞋与裸足对自由纵跳动力学参数影响的研究［Ｃ］．第１６届全国运动生物力学学术交流大会论文集.２０１３：１２１－１２２． ［１３］王熙，杨洋，孙晓乐，等.神经肌肉疲劳前后运动鞋对下肢落地冲击的生物力学影响［Ｊ］．医用生物力学，２０２０，３５（３）：３５６－３６３． ［１４］张马森.鞋跟掌差对跑步时身体姿态及下肢负荷影响的研究［Ｄ］．北京：北京体育大学，２０１７． ［１５］王熙.神经－肌肉疲劳前后运动鞋对落地冲击的下肢生物力学影响［Ｄ］．上海：上海体育学院，２０１７. 作者：李宏滨单位：西安思源学院

口腔护理临床应用探析:不同口腔护理方法预防医院获得性肺炎及口腔感染临床观察 摘 要 目的：观察不同口腔护理方法对预防机械通气患者医院获得性肺炎(HAP)及口腔感染的临床效果。方法：将187例机械通气患者随机分为A、B、C 3组，分别给予擦洗法、改良冲洗法和冲洗加擦洗法行口腔护理，观察比较3组呼吸机相关性肺炎(VAP)、口腔溃疡和口腔霉茵感染发生率。结果：在预防VAP、口腔霉菌方面，B组和C组显著优于A组(均P＜005)，B组和C组之间差异无显著性意义(P＞005)；在预防口腔溃疡方面，3组比较差异无显著性意义(均P＞005)。结论：采用改良冲洗法口腔护理对机械通气患者预防HAP相对经济、简便、有效。 关键词 口腔护理 机械通气医院获得性肺炎 呼吸机相关性肺炎 医院获得性肺炎(HAP)，简称院内肺炎(NP)，是指患者入院时不存在、也不处于感染潜伏期，而于入院≥48小时在医院内发生的肺炎，包括在医院内获得感染而出院后48小时内发病的肺炎。其中以呼吸机相关性肺炎(VAP)最为常见，治疗和预防控制最为困难。VAP是指建立工气道和接受机械通气48小时后发生以发热、脓性痰等为主要临床症状的肺部感染，本病是临床常见的院内感染疾病。口腔是呼吸道的第一道防护屏障，目前普遍认为口腔卫生状况对VAP的发生具有很大的影响［1，2］，因此做好口腔护理显得尤为重要。为减少机械通气患者VAP的发生率，2006年10月～2010年12月在当前国内口腔护理基本上采用擦洗法和冲洗法的基础上，经过局部改进及合并改良的方法，以寻求更有效、更方便的口腔护理方法，报告如下。 资料与方法 2006年10月～2010年12月应用呼吸机治疗危重患者187例。排除标准：①原发性口腔原发性疾病患者；②对护理操作者不愿配合者；③机械通气时间已超过48小时未行口腔护理者。187例患者中，男126例，女61例，年龄40～73岁，平均5632±1254岁。疾病类型：神经系统疾病78例，呼吸系统疾病41例，外科手术后47例，多发伤性损伤15例，其他疾病6例。187例患者均经口气管插管行MV，均联合应用1～3种抗生素治疗，MV时间2～16天。随机将患者分为3组，其中A组56例，B组63例，C组68例，3组年龄、性别、病情程度及疾病类型，差异无统计学意义，具有可比性。 口腔护理方法：A组采用传统的擦洗法［2］，予以生理盐水棉球顺序擦洗。B组为改良冲洗法，患者取半卧(头部抬高30°～40°)，头略偏向一侧，予生理盐水冲洗(冲洗前气囊充气加压密闭插管与气管的间隙)；由2名护士操作，1名护士用注射器抽生理盐水从患者一侧嘴角向口腔内注入，停留6～10秒，另1名护士用吸痰管抽吸反复冲洗、抽吸8～10次。C组行生理盐水擦洗加冲洗法即先采用A组方法，再采用B组方法，过程同上。各组口腔护理，每天早晚各1次，均连续1周。 评价方法：观察比较3组7天内HAP、口腔溃疡及口腔霉菌的发生率。⑴HAP：X线显示新出现或进展性肺部浸润病变合并以下之一［3］：①发热＞38℃；②近期出现咳嗽、咳痰或原有呼吸道症状加重，并出现脓痰，伴或不伴有胸痛；③肺部实变体征和湿性啰音；④白细胞计数≥100×109/L，伴或不伴有核左移。⑵口腔溃疡：每天观察口腔，发现深至黏膜下层的破溃为口腔溃疡。⑶口腔霉菌：每天早晨口腔护理前采集口腔分泌物标本送检，根据培养结果判定是否霉菌感染。 统计学处理：所有数据经SPSS100统计软件处理，采用X2检验。 结 果 3组口腔霉菌、口腔溃疡及VAP发生率比较，见表1。 讨 论 根据全国医院感染监测资料［3］，HAP是我国第1位的医院感染类型，全球范围内HAP的发病率05%～50%［4］，ICU是普通病房的数倍至数十倍；机械通气是非机械通气的7～21倍；HAP病死率20%～50%。机械通气患者中，VAP发生累积发病率18%～60%，病死率25%～76%，是导致患者死亡的重要原［4］。因此做好相关预防工作显得尤为重要。误吸口咽部定植菌是HAP发病的主要机制；危重患者本身免疫力低下，抗疾病能力下降，应用气管插管时，使口腔长期处于持续开放的状态，增加了细菌定植在口腔繁殖生长的机会，使口腔黏膜自有的自净能力及黏膜屏障保护作用失去功效，从而引起细菌型感染。由于患者治疗期间大量广谱抗生素的应用，又增加了患者的耐药率及耐药细菌的产生，同时胃液内酸度下降，导致胃内细菌定植能力增强，为细菌创建了易于繁殖的环境。危重患者由于呼吸道排液不通畅，还可能造成误吸，引起呼吸道的炎症，甚至发生肺炎。有研究提示早发型HAP与口咽部定植菌下漏有关，而迟发型HAP多为口咽部定植菌误吸和机体抵抗力下降、下漏、胃-口咽-下呼吸道逆行感、菌群失调、染等因素综合作用的结果［5］，因此保持口腔清洁、控制病原微生物的滋生对于预防相关并发症的发生具有重要的意义。 HAP作为下呼吸道感染的证据，而口腔溃疡及霉菌感染作为口腔感染的表 表1 3组口腔霉菌、口腔溃疡及VAP发生率比较［例(%)］ 象。本文结果提示，B、C组在HAP和口腔霉菌发生率上与A组比较，差异均有统计学意义(P＜005)；B、C两组比较，差异无显著性意义(P＞005)。结果显示，在预防HAP、霉菌感染方面冲洗法显著优于擦洗法，而冲洗加擦洗法并不提高疗效。因此认为，改良冲洗法对于预防HAP、霉菌感染具有显著疗效，可以在临床护理中积极使用，以减少HAP的发生率，提高患者康复率，减轻并发症的发生。 操作注意事项：取得清醒患者的合作；避免冲洗液流入气管；冲洗后需吸尽冲洗液及分泌物，减少气囊周围渗漏的发生；避免咽喉部分泌物在气囊放气后误吸入气道，造成窒息或感染加重；对于某些情况如痰栓、血痂等，可适当配合应用局部擦洗。 口腔护理临床应用探析:口腔冲洗加涂擦法口腔护理预防经口气管插管患者呼吸机相关性肺炎的临床研究 摘 要 目的：研究口腔冲洗加涂擦法在预防经口气管插管患者呼吸机相关性肺炎的作用。方法：将经口气管插管行机械通气48h以上患者486例分为2组，对照组采用常规口腔护理方法，试验组采用口腔冲洗加涂擦法，比较两组VAP发生率、发生时间、不同病原菌感染率以及混合菌感染率等情况。结果：试验组VAP发生率、发生时间、不同病原菌感染率以及混合菌感染率均明显低于对照组（P均 关键词 经口气管插管；呼吸机相关性肺炎；口腔冲洗加涂擦 我院于2006～2007年应用口腔冲洗加涂擦法口腔护理预防经口腔气管插管患者口臭和口腔炎症发生取得显著效果［1］，并经2007～2008年观察该方法安全、可行［2］。2010年我们又进行了该方法对呼吸机相关性肺炎影响的研究，取得良好效果。现报道如下。 1 资料与方法 1.1 一般资料 选择我院ICU 2010年1月至2010年12月间经口气管插管行机械通气48h以上患者486例（在机械通气48h内发生肺部感染者除外），其中男302例，女184例，年龄2～92岁，平均（40.62±25.66）岁。神经系统疾病185例、呼吸系统疾病81例、外科手术后74例、多发伤58例、多脏器功能衰竭62例、其他26例。气管插管时间50～1488 h，平均（301.68±125.52）h。按完全随机数字表将患者随机分为2组，试验组246例，对照组240例。两组患者在性别、年龄、病种及气管插管时间等方面差异无统计学意义（P 0.05）。 1.2 方法 1.2.1 口腔护理方法 1.2.1.1 对照组 应用传统口腔护理方法。按照口腔护理操作常规步骤，用弯血管钳夹紧浸有生理盐水的棉球，擦洗口唇、牙齿、颊部、舌苔及上颚。 1.2.2.1 试验组 应用口腔冲洗加涂擦法。由两名护士共同操作。①用物准备：除备口腔护理常规用物外，另备生理盐水100～250 ml（或根据患者口腔情况选择冲洗液），生理盐水棉球8～10个，50ml注射器1具（除去针头）；②清醒患者做好解释工作，确保患者能够密切配合。协助患者抬高床头15°～30°，头偏向操作者侧；③检查气管导管气囊充气是否足够，充气不够者用测压器注入空气至25cm H2O，以保证气囊与气管壁密封；④充分吸净呼吸道及口腔内分泌物；⑤取下牙垫，记录插管至门齿的深度，评估有无口臭、霉菌、溃疡、疱疹等口腔并发症；⑥调节好负压范围在0.04～0.06Mpa后，配合者在对侧用50ml注射器吸取冲洗液反复冲洗口腔，操作者用吸引器接吸痰管吸引，从不同方向对患者牙面、颊部、舌面、咽部、硬腭进行缓慢冲洗，边冲洗边吸引，直至吸出冲洗液澄清为止。冲洗过程中密切观察患者有无呛咳、呕吐、缺氧，保持SPO2 90%；⑦冲洗干净后用生理盐水棉球涂擦口腔黏膜、牙齿、口唇、两颊等部位；⑧再次吸净呼吸道及口腔内分泌物，放出气囊气体至适合要求；⑨洗净牙垫，确认插管深度，固定好气管插管。 所有患者均每天进行4次口腔护理，观察比较两组VAP发生率、发生时间、不同病原菌感染率以及混合菌感染率等情况，评价口腔冲洗加涂擦法口腔护理在预防经口气管插管患者呼吸机相关性肺炎的作用。 1.2.2 VAP诊断标准 VAP的诊断标准参照中华医学会呼吸病学分会医院获得性肺炎诊断和治疗指南［3］草案:①使用呼吸机48h后发病。②胸片与机械通气前比较出现肺内浸润影或显示新的肺炎病变。③肺实变体征和（或）湿性音并具备以下条件之一者：外周血白细胞 WBC 10.0×109/L或37.5 ℃,呼吸道脓性分泌物；从支气管分泌物中分离出新的病原体。根据发病时间临床分为早发型VAP和迟发型VAP［4］。早发型 VAP为气管插管机械通气治疗48～96h内发生的肺炎；迟发型VAP为机械通气治疗≥96 h发生的肺炎。 1.2.3 统计学处理 各参数均采用SPSS18.0统计软件分析，VAP发生率和VAP病原菌感染率差异采用χ2检验，VAP发生时间差异采用t检验进行分析，P＜0.05表示差异有统计学意义。 2 结果 2.1 两组患者VAP发生率比较（见表1） 3 讨论 3.1 有效的口腔护理在预防经口气管插管患者VAP的发生具有重要意义 VAP是机械通气中常见而又严重的并发症，其病死率约33%～71%，在ICU死亡的病例中约30%与 VAP有关［5］。经口气管插管患者由于不能进食，吞咽、咀嚼功能受限，口腔处于经常性开放状态，容易造成患者口腔黏膜干燥，唾液减少，口腔内的自净作用和局部黏膜抵抗力减弱，会使大量细菌在口腔内繁殖［6］。口腔细菌移位进入下呼吸道是引起VAP的重要原因之一，呼吸道培养有67%与口腔细菌培养菌株相同［7］。通过有效的口腔护理 ,能够有效的减少病原菌在口咽部的定植,并能减少其向下移位,从而减少VAP的发生。因此，有效的口腔护理在预防经口气管插管患者VAP的发生具有重要意义。 3. 2 口腔冲洗加口腔涂擦法口腔护理有效降低VAP的发生率和延迟VAP的发生时间 目前口腔护理方法主要有两种观点，一种认为口腔冲洗法优于口腔擦洗法［8］，另一种观点认为口腔擦洗法优于口腔冲洗法［9］。但国内外对经口气管插管患者的口腔护理文献认为，单纯的应用口腔冲洗或口腔擦洗均无法有效去除牙菌斑或对口咽区等特殊部位进行彻底的清洁［6］。本研究应用口腔冲洗法加口腔涂擦法的优化组合，即冲洗法能通过水流从不同方向对患者牙面、颊部、舌面、咽部、硬腭等部位不断冲洗，不仅能将口腔各部位以及口腔深部的各种明显污垢清除，而且能使细菌在黏膜、口咽部以及插管壁上的吸附能力下降，并随着不断冲洗吸引而排出，尤其口腔干燥时，导致口唇及口腔内分泌物附着牢固，清除困难，冲洗法可以使分泌物变松软后易于吸除；涂擦法用湿棉球将口腔黏膜、牙齿、口唇、两颊、腭部等各面涂擦干净，两种方法起到协同作用，减少牙菌斑形成。研究结果表1、表2显示，试验组VAP发生率、VAP发生时间均明显低于对照组（P均 3.3 口腔冲洗加口腔涂擦法口腔护理有效降低各类病原菌和混合菌感染的VAP发生率 VAP的致病菌群谱研究［10］发现，早发型 VAP 主要致病菌为G+球菌，迟发型 VAP主要致病菌为 G-杆菌或金黄色葡萄球菌。在机体抵抗力下降时，真菌的感染率将呈上升趋势。本研究试验组发生VAP 的27例患者中，共培养出菌株35株。对照组发生 VAP的78例患者中，共培养出菌株104株。两组革兰氏阴性（ G-) 杆菌前三位分别是鲍曼不动杆、肺炎克雷伯菌、菌铜绿假单胞菌；革兰氏阳性（G+）球菌分别是溶血性葡萄球菌、表皮葡萄球菌和金黄色葡萄球菌；真菌分别是白色念珠球菌、克柔念球菌和热带念球菌。研究结果表3显示，试验组G+菌、 G-菌、真菌的检出率均明显低于对照组，混合菌感染的发生率亦明显降低。 口腔护理临床应用探析:口腔护理对预防长期卧床患者吸入性肺炎的临床观察 【摘要】目的 研究口腔护理对长期卧床患者吸入性肺炎的影响,为临床预防长期卧床患者预防吸入性肺炎提供帮助提供参考，并加强护理人员对口腔护理重要性的认知。方法 将48例长期卧床患者随机分为两组，25例进行口腔护理，23例不进行口腔护理。结果 口腔护理组吸入性肺炎的发生率为32.0％，非口腔护理组为69.6％，两者有显著差异。结论 口腔护理可以显著减少长期卧床患者吸入性肺炎的发生率,可以作为临床预防长期卧床患者吸入性肺炎发生的一种有效措施。 【关键词】口腔护理 吸入性肺炎 长期卧床 肺部感染是长期卧床患者常见的并发症之一,很多患者均死于肺部感染，在临床上肺部感染以吸入性肺炎最多见。据有关研究表明80%的患者是由于吸入口腔，咽部含有细菌的分泌物，这些分泌物大多来自口腔疾病。长期卧床的患者机体抵抗力差，进食、饮水少，唾液分泌减少，再加上他们不能主动的进行自我口腔清洁，这些都为细菌在口腔内迅速繁殖创造了条件，常引起口腔的局部炎症、溃疡等并发症，还可引起口臭，影响食欲及消化功能，甚至导致全身的严重感染[1]。因此长期卧床患者应常规进行口腔护理。本研究通过对48例长期卧床患者分别进行口腔护理及非口腔护理的对照比较来观察口腔护理对长期卧床患者吸入性肺炎发生的影响来了解口腔护理能否预防此类患者吸入性肺炎的发生。 1 资料与方法 1.1一般资料 选择2008年7月-2010年9月我院内科长期卧床患者48例，其中男性37例，女性11例；年龄41～87岁，平均(70.5±12.6)岁。所选患者已排除肺部感染及正在使用抗生素者，其中28例为脑血管疾病所致长期卧床， 13例为胸椎疾病所致长期卧床, 7例为车祸所致长期卧床,均对家属做口腔护理宣教。将这48名患者随机分为两组，一组为口腔护理组，另一组为非口腔护理组。两组一般资料相近(P 0.05)。 1.2方法 按照基础护理操作常规，对卧床者有假牙应先取下。口腔护理时，均将病床摇至半卧位,能自理者应嘱其自行刷牙、漱口，护士给予协助。完全不能自理者，可根据病情或口腔涂片检查结果选用不同的漱口液，然后用消毒镊子夹紧棉球或纱布球，由外至内擦净牙齿各面、舌及口腔黏膜，擦试时注意每次只能使用1个棉球。擦洗完毕，清点棉球数，整理用物。做口腔护理时，动作应轻柔，防止损伤口腔黏膜。棉球不可过湿。避免吸入呼吸道。口腔有溃疡时，可涂以l％冰硼散或西瓜霜喷剂。对镶假牙者，应取下假牙用冷水冲洗刷净，放入清水中保存，禁用热水，以防假牙龟裂或变形。两组均观察半年,统计两组患者中发生感染的病例数。 1.3 统计学分析 采用SPSS 13.0统计软件处理数据，组间比较采用x2检验，α=0.05。 2 结果 见表l。口腔护理组25例发生肺部感染8例，非口腔护理组23例发生肺部感染l6例。两组感染率差异有统计学意义(x2=6.51，P 表1 两组肺部感染发生情况比较(n) 3 讨论 口腔由颊、硬腭、软腭及舌等组成。口腔内覆盖着由鳞状上皮组织构成的黏膜，并有牙齿及唾液腺等组织。因此，口腔具有辅助说话、咀嚼食物，水解淀粉及分泌唾液等重要功能。口腔的温度、湿度和食物残渣适宜微生物的生长繁殖。使口腔内常有大量的细菌。身体健康时机体抵抗力强、唾液中溶菌酶的杀菌作用。加之经常饮水、进食、刷牙、漱口等，可对细菌起到一定的清除作用而不致引起口腔感染[2]。长期卧床者，由于机体抵抗力低下，饮水、进食减少，再加上生活不能自理,口腔内的微生物大量繁殖，易引起口腔炎、舌炎等口腔疾病，并且口腔内的病原菌常在患者深睡中随着唾液，痰液，食物残渣一起吸入气管，而引起隐匿性吸入性肺炎。有研究表明口腔卫生较差，牙周状况不理想的老人，吸入性肺炎的发病率较高。Yoneyama报道做好口腔护理可以降低老年人肺炎发生的危险性。Scannapieco认为包括牙周疾病在内的口腔疾病和多种呼吸道疾病之间有密切关系，一些证据表明口腔是呼吸道感染的重要途径，口腔内经常存在着多种细菌，可以通过呼吸作用吸入呼吸道系统，进而引发肺炎。因此,口腔护理对长期卧床患者很有必要。我们常规对长期卧床患者进行口腔护理时部分患者及家属不能完全理解其重要性而拒绝。观察发现，进行口腔护理的患者发生吸入性肺炎的几率明显低于未进行口腔护理的患者。因此，口腔护理可以显著降低长期卧床患者吸入性肺炎的发生率。 童雅培等早在1978年就提出了口腔护理的目的：保持口腔清洁、湿润，防止黏膜干燥皲裂；避免口臭，使患者舒适，增进食欲，防止口腔感染及并发症，观察舌苔及口腔黏膜的变化[3]。钟建玲[4]等都也论述了口腔护理的重要性。目前口腔护理的方法及所口腔护理液越来越多，现代口腔护理推广的个体化原则针对不同病种选择不同的护理液及方法也取得了很好的效果。根据我们的观察结果，口腔护理应该作为长期卧床患者的常规护理，尤其应该在三餐后进行，三餐后进行口腔护理可以把患者口腔内遗留的食物残渣及时清理，避免其成为细菌的培养基，从而避免病原微生物的繁殖，预防口腔疾病的发生，减少吸入性肺炎的发生率。有研究表明专业的口腔护理效果较好，我们研究中的口腔护理不仅包括专业的口腔护理还包括家属自发的为患者清洁口腔，结果发现两者结合效果更好。因此，我们不仅应该让我们的护理人员意识到重要性，还应该在患者及家属中宣教，让他们也意识到口腔护理的重要性。 综上所述，常规口腔护理可以作为临床上预防长期卧床患者吸入性肺炎发生的一种措施。但预防吸入性肺炎的发生，不能仅靠口腔护理，还需护理人员及家属的综合护理，定时翻身拍背排痰必要时吸痰保持呼吸道的通畅，防止食物及口咽部分泌物返流误吸。总而言之，有效地综合护理，才能降低长期卧床患者吸入性肺炎的发生率，从而降低这些患者的死亡率。

化工工艺论文:超滤膜作载体的生物接触氧化工艺研究 摘要：针对经典的污水处理生化工艺的缺陷，提出用超滤膜作载体的生物接触氧化处理工艺。试验结果证明：经初沉处理后的生活污水，当接触时间为3 h左右时，CODCr、BOD5、SS和NH3-N的去除率分别可达到83％、92％、94％和60％左右。理论分析亦表明此法在污水生物处理方面前景良好。 关键词：污水处理 充氧 中空纤维膜 生物膜 载体 用好氧微生物处理污水的一个关键环节是要保证有足够的氧气供微生物氧化水中的有机物。为保证氧气供应，一般采用向污水中充氧的方法。生物膜在氧化有机物的过程中，由于溶解氧的浓度梯度方向与有机物的浓度梯度方向一致，造成生物膜的底部出现厌氧层，导致生物膜脱落而混入处理水中。因此，要设二沉池进行膜水分离。 若想获得一种高效、经济、紧凑的生化处理系统，关键是找出一个能“静静”地将氧气溶解到水中的方法，而微孔膜和选择性透气膜材料的出现与推广使得解决这个关键问题成为可能，这就是所谓的无泡充氧法。无泡充氧法即用疏水性的微孔膜或选择性透气膜材料将液、气两相相互隔离，根据Henry定律，气体可借助于气、液间的分压差透过微孔之间的气、液界面或选择性透气膜而溶入或溶出液体。这一过程中没有肉眼可见的气泡产生，氧气自然也可借此充入水中完成充氧过程。 根据上述分析，笔者设计了一个将反应器与沉淀池合并的试验装置，进行了污水净化试验。 1 材料与方法 1.1 材料 聚偏氟乙烯中空纤维，外径0.8mm，内径0.5mm，微孔最大孔径0.2μm，开孔率80%，由天津纺织工学院提供。 1.2试验装置 试验流程如图1所示。其中反应器用玻璃量筒改制而成，内径60.3mm，有效容积1.27L。中空纤维组件兼充氧及生物膜载体双重功能。该组件用塑料片做成支架将中空纤维盘绕其上制成。中空纤维组件间水平间隔5mm，上下层间隔5mm，交错布置。膜总表面积为416cm2，总体积为504cm3(相当于生物膜载体堆积体积)，折算成比表面积为82.5m2/m3，空隙率97%。试验在室温下进行。 1.3 试验水质 原水为唐山市西郊污水厂一沉池出水，其水质为：CODCr＝100～300 mg/L，BOD5＝50～150 mg/L，SS＝100～150mg/L，pH＝7.0～7.3。 2 试验过程 试验分为对中空纤维特性的测试(包括耐压性能和微生物生长试验)和污水处理试验。 测试中空纤维浸在水下时内部充气最大安全压力的具体作法是：将几根中空纤维两端用环氧树脂封在玻璃管中，然后向浸没在水中的中空纤维内充气，同时观察中空纤维表面是否有气泡出现。结论是内外压力差≯4.5kPa就可以保证安全运行，且无气泡产生。 微生物生长试验是将上述试验用水换成污水。为提高充气效率，须提高中空纤维膜中的氧气分压，故向中空膜中充入纯氧并维持内外压力差为3.0kPa。在向污水中加入从污水厂曝气池中取得的活性污泥进行接种后，发现靠近氧气进气端的中空纤维表面微生物膜生长较好，而远端则较差，封口端甚至不长。将封口端也接通氧气后，该端附近的生物膜生长情况好转。经分析原因有二：①中空纤维内充入的是纯氧，其中的氮气、二氧化碳等气体分压为零，故水中的上述气体会从水中溶出而进入中空纤维内部使其中的氧气分压降低。在远端随着氧气溶入水中导致氧分压降低幅度较大，使得向水中充氧能力下降，从而影响了微生物的生长。 ②中空纤维内气体的溶进与溶出是沿全长进行的，所以中空纤维内氧气流动速度在封口端为零，进气端则最大，这样就会将已溶入中空纤维的氮气等气体带至远端。所以在中空纤维内沿长度方向氧气的浓度(分压)不是均匀分布的，并且由于进气端氧气流动速度最大，产生的湍流也最强，因而氧气渗入水中的条件最有利。 根据以上分析，在气路中加装一个循环泵后得到了沿中空纤维全长均匀生长的生物膜。 污水处理试验过程则是将装置按流程装配完毕之后接通氧气，注入污水并加入活性污泥进行接种。为了加快生物膜的培养过程，在污水中还加入了用可湿性淀粉、肉汁和一些无机盐组成的营养物质。经2周的培养，生物膜的厚度稳定在约为1.2 mm左右，出水变清后停止添加营养物质，并让生物膜在原污水中适应一周后开始测试。 3 试验结果 3?1 去除有机物和SS 用本法处理污水前后BOD5、CODCr和SS的结果见表1。 表1 对BOD5、CODcr和SS的去除效果 水样 编号从而堵塞载体或滤料间的空隙；其次，因为厌氧细菌产生的代谢物质的作用，导致生物膜脱落；另外，为了保证给微生物足够的溶解氧，一般采用污水流速较快或曝气的方法，这也易使生物膜脱落水中，所以要在其后设一个沉淀池将其分离。 在本工艺中污水的有机物和氧气分别从生物膜的两侧进入，即二者的浓度梯度方向是相反的。这对分解水中的有机物很有好处，如在生物膜的最外层有机物浓度最大但溶解氧浓度最小，而在生物膜的底部则恰好相反，这样好氧微生物的两个生长控制因子得以相互协调和抑制，其结果是使生物膜协调地生长于一个相对固定的厚度范围，不会因有机物的浓度大而过度生长形成堵塞。在试验中观察到的生物膜沿水流方向的生长状态也证明了这一点，从污水进水端至出水端，有机物浓度相差逾十倍，生物膜的厚度却基本一样，仅仅是生物膜的密实程度进水端较出水端密实一些，颜色也略深一些。同样因为本工艺充纯氧，生物膜上不存在厌氧层，全部生物膜都是活性生物膜。在生物膜的最外层有一个微溶解氧层，在该层有机物的浓度最大。这一情况极适于衣球细菌生长，这种细菌对有机物有着极强的分解能力。试验中观察到生物膜的表面从进水端到出水端附近约三分之二一段生长着一层白色丝状菌膜，根据任南琪等人的描述［1］，此即衣球细菌菌膜。这一现象在其他工艺中是不多见的，笔者认为这是本工艺去除有机物效果较好的关键。 4.2 SS的去除 从工艺流程中可看出反应器内水流是由下向上流动的，可将其视为一个竖流式沉淀池与一个接触氧化池的组合体。由于试验的接触时间是3～4 h，上升流速仅为0.018～0.024mm/s，只相当于一般竖流式沉淀池所采用上升流速的1/10～1/5，所以污水中所挟带的悬浮物除胶体外几乎全部可以通过沉淀作用而去除。试验中观察到反应器靠近进水口处的混浊程度明显大于其上部，这一现象佐证了上述分析。另外生物膜吸附也去掉了一部分SS。 4.3 去除氨氮 由试验结果可知，随着试验时间的推移，处理水中的亚硝酸盐浓度在增加，到45d时，氨氮的去除率已达到60%，但亚硝酸盐氮浓度增加量与氨氮的下降量并不一致。按照硝化过程： 氨氮的减少数量与亚硝酸盐氮的增加数量应当是对应的，但在本试验中并非如此。合理的解释应当是同时还进行着另外两个过程： 由于出水的pH值并未显著降低，猜测以过程(3)为主，但因条件限制，本次试验未能就此加以验证。 去除氨氮效果较好的原因与本工艺中微生物所处的特别环境及其特殊的微生物种群分布有关：在生物膜的最内层即与中空纤维相接部分是溶解氧浓度最大的部分，而污水中的有机物浓度经过外层微生物的降解后抵达此部位时已经大大降低，在该部位污水中的C/N比值也大大下降，这非常有利于硝化微生物生长。所以笔者认为与其他工艺不同，在本工艺中硝化作用不仅仅是发生在反应器的末端，待污水中总有机物浓度降低到一定程度后才开始，而是在原污水接触到生物膜一段时间，当有机物浓度略有下降后就已经在其后的生物膜内层开始了。如果原污水的有机物浓度较低，则可以认为几乎全部生物膜内层都有一个生长良好的硝化细菌膜存在。所以得出结论：降解有机物和去除氨氮在本工艺中是同步或部分同步进行的。 本工艺脱除氨氮效果较好的另一个原因就是采用了纯氧，这可使硝化微生物的活性提高数倍。 4.4 抗有机负荷冲击能力 本试验中进水的有机物浓度最高值与最低值之间相差2.5倍，但出水的BOD5数值波动不大。每次受到有机负荷冲击后经2～3d的适应，出水水质便恢复良好，这说明本工艺与其他生物膜法一样，有较好的抗有机负荷冲击能力。 4.5 接触时间与有机物去除率的关系 本试验接触时间与有机物去除率关系如图2。从中可以发现，只要接触时间＞3h即可分别得到90%(BOD5)或80%(CODCr)以上的去除率。 4.6 生物膜的老化与更新问题 常规生物膜法存在生物膜老化与更新的问题，因此需设置二沉池进行泥水分离，其原因是生物膜底层有一层厌氧层，该层所产生的代谢产物要透过好氧层向外逸出，结果是使好氧层生态系统的稳定状态遭到破坏，导致生物膜净化功能下降，即出现老化问题。又因气态代谢产物不断逸出，减弱了生物膜在其载体上的附着力，造成脱落与更新问题。 但就本工艺而言，生物膜中没有厌氧层存在，部分老化、死亡的微生物停留在生物膜上被氧化掉，因而只有少量的生物膜脱落，但它们不会随着处理水流出，而是沉入反应器底部与沉淀的SS一同排除。 4.7 进一步研究、改进的展望 ①本工艺的一次性投资比较高，主要是目前中空纤维膜的生产并未形成规模，所以售价比较高。随着膜工业的发展，这一问题会得到解决。 ②本工艺除有氧化降解有机物的功能外，尚有良好的硝化功能，但这并未完成污水脱氮过程。如能对中空纤维组件加以改进，使中空纤维外侧或附近有一些能让厌氧微生物附着生长的普通载体，则可利用污水中的有机物作为碳源，完成反硝化，实现脱氮，同时也提高了氧的利用率。 ③虽然本试验在中空纤维中充入的是纯氧，但是通过前面的分析可以发现，经过一段时间的运行，气体循环回路中的气体已不完全是纯氧，而是混有许多在分压差作用下从水中溶出的氮气、二氧化碳等其他气体，在气体循环回路中充入纯氧仅提高了气体中的氧分压。这就有了一个启示：可否直接用空气进行充氧，其结果将会大大降低运行成本。 ④由于本工艺中微生物种群分布的特殊性，生物膜上微生物的种类和数量等可能与其他常规微生物法有所不同，这需要作进一步的研究，为本工艺的完善找出生物学的指导依据。 5 结论 ①用本工艺处理城市污水，可以在一个反应器内使BOD5、CODCr和SS的去除率分别达到92%、83%和94%。 ②本工艺去除氨氮的效果良好，去除率可达60%。 ③本工艺有特殊的微生物生长环境和种群分布，使各类具有特殊降解污染物能力的微生物都有良好的生长环境，并且可以将生物膜厚度自动维持在一定范围内而无堵塞问题，所以运行管理非常简单。 ④本工艺产生的剩余污泥非常少。 ⑤本工艺采用的无泡充氧方法可使污水处理过程在密闭条件下进行，对环境几乎没有影响。 化工工艺论文:化工工艺流程萃取剂选择问题探究 摘 要：萃取作为化工工艺流程中的一种重要分离手段，主要是利用萃取剂将两种不同溶解度及分配系数的溶液分离。在分离过程中萃取剂起着不可或缺的作用，它不仅关系到萃取工艺成功与否，而且影响到其经济性及实用性。为此选择合适的萃取剂至关重要。本文就此先分析了化工工艺流程萃取剂的选择原则，并重点探讨了选择合理萃取剂的有效方法。 关键词：化工工艺流程；萃取剂；原则；方法 化工工艺流程主要是通过化学反应将原材料转变为产品的过程，包括原料处理（净化、乳化、混合）、化学反应（氧化、还原、聚合）及产品精制（去除杂质及废弃混合物）三个步骤，且每一个步骤都有固定的流程和要求，涉及到催化剂、萃取剂、原料选择等诸多内容。萃取分离法在化工工艺流程中占重要地位，而萃取剂的正确选择是保证萃取工艺安全运行且经济合理的关键所在。本文共分为两个部分，第一部分分析了化工工艺流程萃取剂选择基本原则；第二部分重点探讨了正确选择萃取剂的有效方法，旨在给相关人员提供一定的借鉴作用。 1 化工工艺流程萃取剂选择基本原则 萃取作为一种经典的分离手段，利用萃取剂把化合物从一种溶液中有效转移到另一种溶液中，在这个过程中要选择合适的萃取剂。根据多年来的化工生产经验，总结出化工工艺流程萃取剂选择要遵循物理性质及化学性稳定、毒性小、选择性良好等原则，具体来说主要表现如下。 第一，物理性质及化学性稳定原则。化工工艺流程生产过程中涉及到很多化学反应，如氧化反应、还原反应等。为此需选择物理及化学性质稳定的萃取剂，减少对化工工程生产流程的影响，保证萃取质量。 第二，毒性小原则。随着化学化工工艺的不断发展和进步，对化工生产质量提出更高的要求：优质、高效、经济安全、毒性小。为此一方面要完善各项生产工艺，减少毒性。另一方面选择毒性小的萃取剂，减少化工生产整体毒性，实行安全操作。 第三，选择性良好原则。化工工艺流程萃取剂选择性要良好，这样可以有效扩大分离系数，且分离系数越大，萃取剂越合理。 第四，经济实惠原则。现代社会提倡节能环保，化工工艺流程生产也不例外。在保证萃取剂质量的基础上尽量选择经济实惠的萃取剂，节约成本，尽可能地以最少的成本投入获取最大的经济效益。 2 正确选择萃取剂的有效方法 2.1 正规溶液理论选择萃取剂 正规溶液理论作为萃取剂选择的一种常见手段，具有形式简单、操作方便等优点，但其不足之处在于使用范围有限。具体来说，正规溶液理论可以根据纯物质的性质直接判断混合物的性质，在中低极性混合溶液中应用较多，可作为非极性分子（分子力为色散例）判断的重要手段。但不适用于极性分子，主要是因为极性分子间力相对较复杂，可见该理论对萃取剂的选择有一定的局限。为此很多学者建议在极性溶剂中采取内聚能形式，利用无限稀释活度系数计算极性分析相关数值，在某些极性分子检测中获得成功，适当扩展了该理论的适用范围，但仍然有使用限制。 2.2 unifac模型选择方法 化工工艺流程萃取剂主要由有机物组成，虽然有机物类型多样且混杂，但在某种程度上它们是由几十种基团组成，于是很多研究者着手研究从几十种基团中判断混合物的性质，从而选择萃取剂，这就是所谓的unifac模型选择法。 unifac模型选择法有两种基本概念：①基团溶液。基团溶液主要是在基团贡献模型基础上发展而来的。②局部组成。局部组成概念是在拟化学理论的基础上发展而来的，最初使用该概念的是uniquac 法。随着时代的发展，unifac模型开始被提出并不断完善，如gmehling 的修正模型、hooper 的修正模型、kikic 的修正模型等。其中以第一种修整模型最为重要，具有参数齐全、适用范围相对较大等优点。随后gmehling等人对该修正模型不断改进和创新，最终得到简化公式，根据该供述可以快速有效地获得无限稀释活度系数，在萃取剂选择上有着较大的灵活性且精确度高，可作为化工工艺流程萃取剂选择的重要手段。 2.3 nrtl 模型法 nrtl 模型是由prausnitz提出的，他意识到液体混合物中局部组成且混合过程不是随机的，因此他增添了非随机参数，提出基于液相分层的nrtl 模型法。随后相关学者（如意大利学者vetere）对该模型法进行了一系列深入研究和拓展，使得nrtl 模型法除了在含 水体系中应用外，还可以在其他体系中运用，且预测精度较高。 2.4 选择反萃取能力强的萃取剂 利用萃取剂进行化工萃取工艺时，若萃取过程中环境受到影响，那么萃取物质也容易发生变化（从有机物质转变为水），这就要求萃取剂具有较强的反萃取能力。为此需根据化工生产工艺及实际条件选择合适的萃取剂，且保证该萃取剂具有化学性稳定、毒性小、物理性质良好、经济实惠等功能。 2.5 化工工艺流程萃取剂选择注意事项 第一，控制萃取剂的含量。对混合物进行萃取时，应严格控制萃取物的容量，即萃取期间，其单位容量能够对强保留分离物进行保留，该方式才能充分体现单位萃取剂的萃取能力。除此之外，萃取剂还具有保存有效成分的特点，即萃取期间，可以分离原材料中的杂质和有效成分。目前，市场上的萃取剂种类非常多，例如：醇、醛类中性萃取剂、羧酸类酸性萃取剂、螯合萃取剂、季铵盐类胺类萃取剂等。由于萃取剂的过程存在差异，其萃取效果也各不相同。因此，进行实际萃取期间，根据萃取需要选择合适的萃取剂，如利用萃取技术处理工业废水时，可选择环乙醇类、苯等萃取剂。本文笔者主要采用多种萃取剂处理酸化废水，发现环乙醇类的萃取效果明显高于其他种类的萃取剂。因此，笔者认为，当废水的ph≥7时，可采用乙醇类萃取剂处理。 第二，低互溶性。基于对材料的萃取功能，应保证萃取剂的密度与材料的密度存在差异，即两种物质相溶性较差。萃取剂具有油溶点低的特点，而水溶相对较好。取萃取剂对材料（水）进行萃取时，可以促使材料分层，有效避免乳化现象。因此，工业人员应基于材料的密度，选择与其密度差较大的萃取剂进行工业萃取，能够充分保证萃取质量。 第三，保证萃取剂化学性质稳定。萃取剂化学性质主要包括熔点、沸点、相对密度及腐蚀性等，保证上述这些化学性质符合要求，如熔点及沸点要低、相对密度要小、腐蚀性低等。举例来说，煤化工污水中主要有害物质为酚，需通过合适的萃取剂把酚含量有效降低。目前煤化工萃取剂主要有重苯、二异丙基醚、粗苯等。其中重苯、粗苯等物质易挥发，易造成二次污染；二异丙基醚相对上述物质具有乳化性弱、挥发性弱等特点，因此煤化工污水处理可选取二异丙基醚。 3 结束语 萃取在化工工艺流程中占有重要地位，且萃取分离工艺的正常运行及经济合理性与萃取剂的选择有着直接的联系。为此要根据化工工艺流程生产实际情况选择化学性及物理性稳定、毒性小、选择性高、经济实惠、反萃取能力强的萃取剂。同时严格按照萃取工艺标准或要求操作，安全高效地分离化学物质，充分发挥萃取剂及萃取分离法在化工工艺流程生产中的作用。 化工工艺论文:浅谈石油化工管道焊接工艺与质量控制 摘要：焊接的质量控制是石油化工管道施工之中的一项非常关键的工作，焊接质量的控制管理也是相当的复杂，如果焊接质量控制不好，很容易产生质量问题，因此焊接质量控制至关重要。本文介绍了管道焊接的方法与工艺，再针对石油化工压力管道施工中存在的问题来进行阐述，并且提出其质量控制的措施。 关键词：石油化工；管道；焊接工艺；质量控制 引言 石油化工管道的安装在质量控制方面的不利因素较多，管理难度大；由于石油化工管道介质种类繁多，多数介质是易爆易燃且有毒有害的物质，因此对焊接质量的要求相对较高。 1、石油化工压力管道施工中焊接方面存在的问题 （1）由于施工单位技术、质量管理力量不足，不能及时采用近年来管道施工最先进、科学的管理理念，如：单线图管理、焊接与无损检测的软件化管理、管道的工厂化预制等，管理水平几十年徘徊不前。 （2）焊接施工过程中存在未取得施焊项目合格证的焊接操作人员，或者没有在合格证核定的项目及规定的期限内承担焊接作业，造成焊接质量失控。 （3）焊接技术交底不清楚或焊接工艺指导书执行不严格，容易产生焊接工艺参数失控。有的施工工人随意改变坡口的尺寸及形式，改变电流电压等参数，为了早点下班甚至加快焊接速度，使焊缝产生诸如裂纹、咬边、气孔、夹渣、未融合等多种超标缺陷。 （4）焊接材料的种类很多，因为焊材的烘烤、发放、回收工作流于形式，不能做到彻底的跟踪管理，当班剩下的焊材不能及时回收，或者没能及时重新根据规定烘干，导致焊材的混用和焊工随意取用焊材。也有的焊条保温桶的使用不规范，致使焊条受潮，以上所有这些都会对焊接质量产生不良影响。 （5）管道施工焊接的场地不断变换，焊接设备不断移动，引起设备零部件损坏，从而导致焊接参数改变，最后影响焊接质量。施工环境管理不当，不能根据现场的环境变化及时采取防护措施，这也会妨碍焊接质量。 （6）管道安装大多是露天野外作业，地点很多且分散，技术、质量管理、无损检测人员不能及时到位，点口错误，控检比例不够，无损检测找焊口困难、无损检测结果滞后、不能根据缺陷情况及时制定返修工艺、返修不及时等，都将直接影响焊接质量。 2、常规的管理措施 从当前全国石油化工工程项目施工及焊接的实际情况看，管道工程大多是现场焊接，焊接工况不易控制，容易产生质量问题。 2.1加强焊工的培养和继续教育 焊接是一种先进的制造技术，在工业、农业、石油化工等领域的应用日益广泛，焊接技术工人的短缺也成为一个必然的趋势。焊接工人技术水平的高低将直接影响到压力管道的焊接质量。所以需要培养大量的焊接技术人员。同时对现有焊接工人的需继续教育，即结合项目工程实际，时常组织焊工进行学习。另外，还应该建立焊工管理档案，实行奖罚制度，勉励和促进焊工不断提高自身的作业水平。对那些焊接一次合格率高且稳定的焊工，委派其担任重要管道或管道中重要工序的焊接任务，使焊接质量得到保证。 2.2建立全面规范的管理制度和焊接管理体系 建立健全规范的管理制度和焊接管理体系，是确保压力管道焊接质量管理工作顺利进行的有力武器。一般来说，安装单位建立了相关的质量管理体系和规范的管理制度。如材料（焊材）验收入库、保管发放回收体制、焊接管理体制、焊接设备管理体制、焊接检验与返修管理体制、各部门及责任人的职责制度、焊工入场考核规定等相关质量管理程序及规定。 2.3焊接前的施工准备及体系审查 焊前应熟悉设计文件、技术条件及相关标准中对焊接质量的要求，编制详细的焊接工程质量检验试验计划；编制相关的焊接工程施工方案和焊接工艺规程（wps）；提供满足现场实物需要的焊接工艺评定文件。认真验收材料，特别是管子、弯头、法兰等的材质、规格、尺寸偏差等应符合设计要求，实物标记应与质保书一致。检查焊接设备性能及完好状况，有关计量仪表灵敏可靠等。项目质保体系建立情况的检查也是必要的，各责任人是否到位到岗，其履行职责的能力，对于不能胜任者必须调整。 2.4焊接中的施工质量管理 针对石油化工厂生产特性，压力管道焊接施工全过程的质量控制、管理工作，必须严格按照以下几点进行：所有的焊材是从焊条烘干室领用的，并且由焊 本人签字，具有可追溯性，防止焊接材料发放、使用错误；再者是环境防护的检查，特别是有风、雨雪等恶劣环境情况下，必须检查其防范措施是否有效，如果环境情况不能满足规范要求的，就必须坚决停止施焊；另外，要加强焊接过程中的自检，对于在焊接过程中发现违规情况，要立即处理。 2.5焊接后的焊接质量及管理控制 首先，焊缝外观的检验应在无损检测之前进行。可以采用标准样板、焊接检验尺、手电筒和工程师镜等，对其进行100%的外观检测，对压力管道焊缝余高、宽度、咬边与母材的过渡、接头错边量、棱角度等进行检查，并做好焊接检查记录。不同标准对不同级别的管道外观合格的判定宽严程度是不同的，必须熟悉相关标准，按照标准执行。其次，焊缝内部质量的检验通过无损检测方法来判别，无损检测方法和检测比例要满足设计、标准、规范的要求。此外，及时对射线探伤底片、无损检测报告进行检查，对于需要返修的焊缝，应严格执行返修工艺，并做好返修施焊记录。返修必须是在热处理和压力试验之前进行。 3、近年来先进的管理理念 3.1加强工厂化预制 鉴于管道工程大多数是现场焊接，焊接工况不易控制的现实，自2000年以来国内大型石油化工工程大力推广管道的工厂化预制，如上海赛科90万吨/年乙烯工程，由中国石化集团投资，在距离安装现场2km～3km的范围内征地，建立了五个大型管道加工厂，即使是管廊上的管道也都在加工厂预制，连直管段也是将两根定长12m的管子焊接在一起再拉到现场安装，这样算下来管廊的管道预制量也超过50%，装置区的管道预制更是到达75%以上，极大的保证了焊接质量和施工工期 3.2推行单线图管理 20世纪80年代欧美、日本等工程公司就将单线图设计、单线图管理的理念带到中国。经过三十年的消化吸收，目前国内设计院3d模型设计，单线图管理的理念也基本确立，也最终被中国石化、中国石油、中海油等公司所接受和推广。单线图管理从材料领用就可以发挥它的作用，实现材料的集约化管理，极大的减少材料浪费；将焊口号在开始预制之前就经过转化标注在单线图上，作为班组施工的依据，具有很强的指导和前瞻预防作用；班组在预制过程中再将管线号、焊口号、焊工编号标注在预制的管段上，将焊工编号、焊接日期、管子、管件的炉批号等信息标注在单线图上，真正实现材料的可追溯性管理；班组依据无损检测比例申报无损检测焊口，确保焊接质量，最后所有焊接、无损检测、热处理、硬度检测等信息都标注在单线图上，形成一份完整的交工资料。 3.3采用焊接/无损检测软件化管理 大型石化装置的管道往往上百公里计，焊接量更是超过千万达因（寸径），管道施工工程量的统计和焊接质量管理难度很大，随着计算机技术的发展，各种焊接/无损检测管理软件应运而生，投资不需很大，却能极大的提高管理的软环境。具体实施时由施工单位的技术员按照单线图采集各班组焊接完成量，将管线号、焊缝编号、焊工号、焊接日期、施工班组等信息输入计算机，监理公司完成焊缝外观检查、指定无损检测焊口号信息输入计算机，无损检测单位将无损检测结果输入计算机。从而可以实现焊接完成量、焊接质量控制等重要信息的实时分析与输出，为焊接质量管理提供有力工具。 结束语 焊接质量的好坏将直接关系到石油化工管道的施工质量。所以，建立完善的焊接施工质量管理体制，大力推行工厂化预制、单线图管理、焊口标识管理、焊接/无损检测软件化管理等科学先进的管理理念，对关键因素层层把关，严格过程质量控制，才能达到石油化工管道焊接施工质量经济性和高可靠性的要求。 化工工艺论文:五味子水溶性多糖提取及纯化工艺的优化 作者：姜波，孙静，刘春，范圣第 【摘要】 目的研究五味子多糖提取工艺参数及参数的评价方法。方法用水提取醇沉法提取五味子多糖，通过单因素及正交实验，研究固液比、提取温度、提取时间及提取次数对五味子多糖得率的影响，并对多糖得率的质量评价和含量评价方法进行探讨，同时进行了多糖的纯化研究。结果提取温度对五味子多糖得率的影响最大，固液比、提取时间对五味子多糖得率影响较小。通过测定提取的多糖含量计算五味子多糖得率与单纯用多糖质量（所得沉淀）计算的五味子多糖得率的比较存在一定的差异，表明采用含量测定的方法比单纯的质量比所确立的条件更准确。结论五味子多糖提取的最佳工艺条件为：固液比1∶30，提取温度90℃，提取时间4 h，提取3次。用活性炭与sevage法联合使用纯化多糖，使提取的多糖纯度由43.48%提高到66.43%。 【关键词】 五味子 多糖 提取 纯化 五味子为木兰科植物五味子的果实，因其甘、酸、辛、苦、咸五味俱全，故得名五味子。五味子是名贵中药材，《本草纲目》中记载，五味子益气主治，咳逆上气，劳伤羸瘦，补不足，强阴，养五脏，除热，止呕逆，补虚劳，明目，壮筋骨，除烦热，解酒毒，生津止渴，补元气不足等［1］。临床多用于久咳虚喘、津亏口渴、遗精、自汗、久泻、神经衰弱、肝炎等症［2］。近年来通过大量动物和临床实验发现，五味子还具有保肝、抗衰老、耐缺氧、增强机体免疫力等活性［2，3］。 近年来研究发现活性多糖具有抗肿瘤、抗病毒、增强免疫力、延缓衰老、降血脂、降血糖、解毒、抗辐射等功效［4～8］，其作用日益受到人们的重视。本文利用对环境无污染的水提取的方法，研究了五味子多糖的提取工艺条件，并进行了粗多糖的纯化及多糖含量的测定。在人们常采用的通过依据提取多糖质量的多少（所得的多糖沉淀的质量除以样品的质量）来判断提取工艺条件［9～11］的同时，本文又通过测定提取的多糖中的多糖含量（测得的多糖含量乘以提取多糖质量除以五味子的质量）来选择多糖的提取条件，并将两种方法进行了比较。实验结果表明，采用含量测定的方法比单纯的质量比所确立的最佳条件更可靠。 1 仪器与材料 1.1 仪器与试剂 wfj2100型分光光度计（上海尤尼柯仪器有限公司），uv-9200紫外-可见分光光度计（北京瑞利分析仪器公司），微型植物试样粉碎机（天津市泰新特仪器有限公司），电子分析天平（上海奥豪斯公司），恒温水浴锅（金北得工贸有限公司），tdl80-28台式离心机（上海安亭精密仪器厂），电热恒温干燥箱（上海精宏实验设备有限公司）。 试剂均为国产分析纯。 1.2 材料五味子：市购。 2 方法 2.1 材料的预处理 将五味子在65℃烘箱中烘干后用粉碎机粉碎，过80目筛，于棕色磨口瓶中存放备用。 2.2 五味子粗多糖提取方法 称取一定量的五味子粉于具塞三角瓶中，按实验的设计加入一定量的蒸馏水，放入水浴中按一定的温度浸提。冷却后，以4 000 r/min离心20 min，所得提取液浓缩至原体积的约1/5，然后加入5倍体积的乙醇，摇匀后，在4℃冰箱中放置24 h，以4 200 r/min离心18 min。所得沉淀蒸干乙醇后，在70℃烘箱中烘至干燥，所得固体即为五味子多糖。 2.3 粗多糖的纯化方法 五味子预处理蒸馏水浸提离心浓缩sevage法脱蛋白活性炭脱色醇沉离心干燥研磨干燥检测。 质量比多糖得率（%）=提取的多糖质量五味子试样质量×100% 为了便于区分这个得率以下称为质量比多糖得率。 2.4 多糖的含量测定方法采用硫酸-苯酚法，用葡萄糖作为标准测定多糖含量。 标准溶液的配制及测定：准确称取0.10 000 g已干燥的标准葡萄糖，溶解后至100 ml容量瓶，用蒸馏水稀释到刻度。用移液管分别取上述配制的葡萄糖标准溶液1.0，2.0，3.0，4.0，5.0 ml，转移至100 ml容量瓶，并用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。得浓度分别为10，20，30，40，50μg/ml的葡萄糖标准溶液。 从上述已配制的葡萄糖标准溶液中分别取出0.6 ml于10 ml具塞试管中，再分别加入5％苯酚（w/v）溶液1.2 ml，迅速加入浓硫酸4.0 ml，摇匀，室温静置15 min,30℃水浴中放置15 min，在486 nm下测其吸光度。 样品溶液的配制及测定：准确称取0.01g粗多糖，用蒸馏水溶解后，分别转移至50 ml容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。用与标样测定相同的方法测定样品中多糖含量。 通过标准曲线测得样品浓度后带入以下公式可得到0.01 g粗多糖中多糖含量，再乘以粗多糖干燥后产量可得到2 g五味子中粗多糖量，最终可算出五味子多糖得率。 多糖含量（%）=样品浓度×稀释倍数×样品体积多糖试样质量×100% 五味子多糖得率（%）=粗多糖多糖含量×粗多糖质量五味子试样质量（2 g）×100% 2.5 单因素实验固液比(m/v)选用1∶10，1∶20，1∶30，1∶40，1∶50五个条件，提取温度采用75，80，85，90，95℃ 5个条件，提取时间为1，2，3，4，5 h 5个条件，提取次数为5次。 2.6 正交实验选l9（33）正交实验，以确定五味子中水溶性多糖提取的最佳工艺参数。水平因素见表1。表1 水平因素（略） 3 结果与讨论 3.1 多糖含量的测定 经紫外光谱扫描确立多糖测定的最大吸收为486 nm，测得的葡萄糖标准曲线的相关系数为0.999 6，线性方程为y=0.006 9x。 3.2 五味子多糖提取的单因素实验研究 为了更准确地反映出提取多糖的量，本文除了采用人们普遍使用的直接利用提取的多糖质量与试样质量之比的多糖得率计算方法来考察因素外，还利用定量分析提取的多糖中的多糖含量，继而换算出五味子试样中多糖得率的方法来指示各因素提取多糖的多寡，进而指示各因素的优劣。这样可以避免提取的多糖质量高，即提取的多糖质量与样品质量之比的多糖得率高但多糖含量不一定高的问题。同时也可以说明有的文献中出现的异常数据，使各因素考查的结果更具可信性。 3.2.1 固液比对多糖得率的影响 在提取温度为80℃，提取时间为3h条件下，进行固液比实验。结果见图1。 实验结果表明，随着固液比的增加，多糖得率逐渐增加，但当固液比达到1∶40后，质量比多糖得率却有所下降，但经过多糖含量测定计算的五味子多糖得率逐渐上升，由此可以看出单凭由质量比多糖得率来确立提取条件的不准确。这同时也说明了一些研究中随着固液比的增大，多糖得率反而减小的现象。由图1可以看出，当固液比达到30％以后，五味子多糖得率增加缓慢。 3.2.2 提取温度对多糖得率的影响 在固液比为1∶30，提取时间为3 h条件下，进行提取温度实验。结果见图2。 由图2可以看出，在所选的5个提取温度下，随着温度的升高，多糖的提取率随之升高，到达90℃时最大，而当温度95℃时提取率下降，这可能是由于在较高温度下提取使大分子多糖的糖苷键断裂造成了多糖的部分损失。提取温度考虑为90℃。质量比多糖得率与五味子多糖得率随温度变化趋势基本一致。 3.2.3 提取时间对多糖得率的影响 在固液比为1∶30，提取温度为90℃条件下，进行提取时间实验。结果见图3。 由图3可看出随提取时间的增加多糖得率增加，到3 h后增加幅度缓慢。五味子多糖得率随时间增加缓慢增加，而质量比多糖得率当提取时间为5 h略有降低。 3.2.4 提取次数对多糖得率的影响 在固液比为1∶30，提取温度为90℃条件下，提取时间为3h条件下，进行5次提取次数实验。结果见图4。 由图4可见，第1次提取多糖的得率最高，第2次次之，第3次以后多糖得率较小，实验提取次数3次为宜。质量比多糖得率与五味子多糖得率随温度变化趋势基本一致。 3.3 五味子多糖提取的正交实验在单因素实验的基础上，选定3因素3水平正交实验。结果见表2～3。表2 正交实验l9 （33）结果，表3 正交实验方差分析（略）。 比较3个因素的极差r值，rb＞ra＞rc，可看出温度对提取多糖得率影响最大，其次为固液比，最后为浸提时间。最佳工艺组合为a2b2c3，即固液比为1∶30，温度为90℃，提取时间为4 h。在此最佳提取条件下提取，得每2 g五味子多糖高达到69.39 mg，五味子多糖得率为3.470％。 3.4 多糖的纯化采用活性炭与sevage法联合纯化多糖。首先用活性炭处理。将提取液在水浴中加热至90℃，活性炭与提取液按1∶5（w/v）量加入，搅拌30 min，过滤，用蒸馏水洗涤活性炭层4次，合并滤液后，浓缩。然后用sevage法脱蛋白，氯仿∶正丁醇比例为4∶1（v/v），与提取液的比例为1∶5（v/v），用力振摇30min，4 200 r/min离心15 min。醇沉后，得到精制多糖。 3.4.1 活性炭处理实验结果 用紫外光谱在280 nm下测定多糖提取液的紫外吸收，活性炭处理前后的吸光度见图5。 由图5可见，活性炭处理除掉了大部分的杂质。 3.4.2 sevage法脱蛋白用sevage法除蛋白，共做了5次，每次去除蛋白情况见图6。 由图6中可看出蛋白质含量在经过1次sevage处理后的吸光度有所减少，但随着处理次数的增加，差异不明显。说明多糖中的大部分游离蛋白已去除，多糖中可能存在结合蛋白而不能单独去除。 3.4.3 纯化后多糖含量在优化后的最佳条件下提取的多糖用硫酸-苯酚法测得其糖中多糖含量为43.48%，纯化后的多糖含量为66.43%。 4 结论 在提取水溶性多糖过程中，因素水平对五味子多糖得率的影响顺序为温度＞固液比＞提取时间。多糖提取的最佳工艺条件为固液比为1∶30，温度为90℃，提取时间为4 h，提取3次。 用硫酸－苯酚法测定多糖含量，加硫酸后立即摇匀，室温静置15 min,30℃放置水浴15 min。在486 nm下测其吸光度。显色稳定，标准曲线的相关系数为0.999 6。 通过测定提取多糖中的多糖含量换算出五味子试样中多糖得率的方法来指示各因素提取多糖的多寡，比用单纯的质量比考察各因素的结果更具可信性。 通过活性炭与sevage法联合使用纯化多糖，使提取的多糖纯度由43.48％提高到66.43％。 化工工艺论文:复方龙脉宁滴丸纯化工艺实验研究 作者：郝建萍 孙静 王昌利 苏卓，朱玲 【摘要】 目的通过实验研究进一步完善复方龙脉宁滴丸纯化工艺参数，为该制剂实现工业化生产奠定基础。方法以葛根素含量为指标，采用薄层色谱法和高效液相色谱法测定其含量，对ab-8大孔吸附树脂纯化该制剂处方进行纯化实验研究。结果采用静态吸附-动态洗脱的纯化方法较为合理，需3bv的70%乙醇即可洗脱完全。结论该纯化工艺参数合理，方便可行，重复性好。ab-8型大孔吸附树脂具有较好的纯化效果，可有效除杂，从而降低服用量，同时保证药物制剂疗效。 【关键词】 复方龙脉宁； 纯化工艺； 葛根素 滴丸剂系指药材经适宜的方法提取、纯化、浓缩并与适宜的基质加热熔融混匀后，滴入不相混溶的冷凝液中，收缩冷凝而制成的球形或类球形制剂［1］。复方龙脉宁滴丸由葛根、穿山龙等4味中药提取加工而成，具有通络活血、消炎化瘀的作用，用于治疗中风所致半身不遂，肢体麻木，口眼歪斜及胸痹所致胸闷，心悸，气短等症。该制剂的基础研究相对成熟，通过两年的实验研究，得到了重复性较高，较为科学、合理的提取工艺参数。为了降低服用剂量，对该复方进行了大孔吸附树脂纯化实验研究，通过纯化处理制备的滴丸剂，服用量大大的减少，初步的药效学观察，该制剂具有较好治疗作用。本文在已有的研究基础上，进一步对大孔吸附树脂纯化复方的工艺进行研究，为该制剂实现工业化生产奠定良好基础。 1 仪器与材料 hitachi液相色谱仪:l-2130泵、hitachi检测器、orgnizer色谱工作站。甲醇为色谱纯(天津康科德化学试剂),水为重蒸水。葛根素对照品(中国药品生物制品检定所,批号:0752-9907)；其余试剂为分析纯。葛根、穿山龙等4味药材混合提取药液（自制）。ab-8大孔吸附树脂(上海树脂厂有限公司，批号20080505)。 2 方法与结果 2.1 药材的提取将葛根等4味药按处方比例和最佳提取工艺提取。 2.2 葛根素的含量测定方法 2.2.1 色谱条件色谱柱为accurasil c18(5 μm,4.6 mm×250 mm)；流动相为甲醇和水（25∶75）；检测波长250 nm［1］；柱温为室温； 流速1 ml/min。 2.2.2 标准曲线的绘制精密称定葛根素对照品10.0 mg，加30%乙醇定容于25 ml容量瓶中，摇匀。精密吸取1 ml葛根素标准品溶液置于50 ml容量瓶中，加水至刻度线，摇匀，即得浓度为0.008 mg/ml的标准品溶液，作为对照品溶液［2］。分别精密吸取对照品溶液（c=0.008 mg/ml）2，4，6，8，10 μl，按上述色谱条件测定峰值面积，得标准曲线及线性范围。以峰面积为纵坐标，葛根素含量（μg）为横坐标计算回归方程为：a=22 158c+14 157相关系数r=0.999 4，线性范围0.016～0.080 mg。 2.2.3 含量测定精密吸取0.45 μm微孔滤膜过滤后的提取液10 μl,注入液相色谱仪,测得峰面积,代入标准曲线计算其含量［3］。 2.3 纯化方法的筛选 2.3.1 纯化方法本实验将静态吸附-动态洗脱与动态吸附-动态洗脱两种方法进行对比，优选最佳纯化条件。以处方中葛根素的含量作为评判指标。 静态吸附-动态洗脱方法：将处理后的ab-8大孔吸附树脂按径高比1∶3装柱，倒入过量混合药液使其充分吸附，吸附后倒入重蒸水进行冲洗，加70%乙醇以2bv/h的速度洗脱，洗脱液每5 ml为一份，测定每份中葛根素的含量。 动态吸附-动态洗脱方法：将处理后的ab-8大孔吸附树脂按径高比1∶3装柱，倒入过量混合药液使其充分动态吸附，流出液速度为15 d/min,洗脱方法同静态吸附-动态洗脱。 2.3.2 洗脱结果按“2.2.3”项含量测定方法测定每一份流出液中葛根素含量。结果见表1～2，图1。用tlc的方法验证每一份流出液的葛根素含量。结果见图2～5。结果显示第10份流出液葛根素含量极低，可认为已洗脱完成。表1 动态吸附-动态洗脱结果（略）表2 静态吸附-动态洗脱结果（略） 3 结论 将薄层色谱法和高效液相色谱法所得的含量测定结果结合，综合比较选择静态吸附-动态洗脱的方法较好，需3bv的70%乙醇即可将葛根素洗脱完全。 4 讨论 复方龙脉宁滴丸中所含化学成分极其复杂，含有葛根素、薯蓣皂苷元、阿魏酸、黄酮等多种成分，故有效成分的富集，精制，纯化存在一定的难度［4～7］。如何寻找一种既能满足精制度要求,又能在大生产中推广应用的新技术是中药产业工程化之关键。作者采用ab-8大孔吸附树脂纯化葛根素,从实验结果看，其对葛根素洗脱完全，因此大孔树脂适宜于葛根素的纯化,并通过中试研究证实了该技术放大生产亦是可行的。 化工工艺论文:板蓝根多糖的提取和纯化工艺研究 作者：张体祥，刘捷，张萍，马丽，卢奎 【摘要】 目的研究板蓝根水溶性多糖的提取纯化工艺条件。方法通过正交实验，考察液料比、提取时间、提取温度、醇沉时间、醇液比对多糖得率的影响。结果液料比是影响提取工艺的主要因素，最佳工艺条件为：液料比30∶1，提取温度90℃，提取时间6 h。三氯乙酸法脱蛋白，葡聚糖凝胶柱层析纯化分离。结论板蓝根多糖得率25.63%，多糖含量76.42%。纯化后的板蓝根多糖为分子大小均一的单一组分多糖，不含核酸和蛋白质。 【关键词】 板蓝根多糖 正交试验 提取 纯化 分离 板蓝根为 中国 传统中药，有清热解毒、凉血利咽的功能。用于瘟毒发斑、舌绛紫暗、痄腮、喉痹、烂喉丹痧、大头瘟疫、丹毒、痈肿等症［1］。板蓝根多糖是板蓝根的主要化学成分之一。研究发现, 板蓝根多糖具有免疫调节作用, 对特异性免疫和非特异性免疫均有一定的促进作用［2，3］, 此外还有降血脂作用。 随着人们对多糖生物活性和特殊药用功能认识的进一步加深，意识到板蓝根多糖可能是板蓝根生物活性和特殊药用功能的主要作用因子之一。 目前, 板蓝根多糖的提取大多采用水煮醇沉法［4，5］, 提取的粗多糖溶液为胶体溶液, 性质差别很大, 提取得率和多糖含量并不理想，这为多糖的的进一步开发造成了困难。为了提高多糖的活性, 本实验以北板蓝根为原料, 采用正交实验对板蓝根的提取工艺进行优化, 对提取的粗多糖脱蛋白, 通过sehadex g-100凝胶色谱柱进一步分离纯化, 以期为板蓝根多糖的开发利用提供理论基础。 1 材料 板蓝根，购自郑州仟僖堂药店。 2 方法 2.1 板蓝根多糖的提取纯化工艺路线［6，7］其流程如下所示： 提取：板蓝根粉碎称量乙醚脱脂热水浸提离心取上清液残渣重复浸提两次合并上清液减压浓缩透析测含糖量乙醇沉淀有机溶剂洗涤真空干燥板蓝根粗多糖 纯化：粗多糖溶液 sehadex g-100柱层析洗脱液浓缩乙醇沉淀冷冻干燥精制板蓝根多糖 2.2 正交实验优化板蓝根多糖的提取工艺选择液料比、提取温度和提取时间3个因素，以多糖得率为考察指标进行3因素3水平的正交实验，对板蓝根多糖的提取工艺条件进行优化。 2.3 多糖含量的测定［8］苯酚-硫酸法，以葡萄糖为基准物作标准曲线。根据标准曲线 计算 多糖含量。 板蓝根多糖得率的计算公式: 粗多糖得率（%）=多糖质量板蓝根粉末的质量×100% 2.4 脱蛋白方法称取一定量板蓝根粗多糖，加入蒸馏水溶胀2 h，在100℃下煮沸1.5 h，离心，浓缩。本实验采用了4种去蛋白方法： sevage法：在粗多糖浓缩液中加入等体积的一定浓度的氯仿-正丁醇溶液，混合振摇，离心除去沉淀，经透析、醇沉、洗涤、干燥，即得脱蛋白多糖。 三氯乙酸法：在粗多糖浓缩液中滴加一定量的三氯乙酸，剧烈搅拌20～30 min，离心除去沉淀，经透析、醇沉、洗涤、干燥，即得脱蛋白多糖。 hcl法：用hcl调节粗多糖浓缩液至ph=3，10～20℃静置过夜，离心除去沉淀液，再透析醇沉、洗涤、干燥，即得脱蛋白多糖。 正丁醇-三氯乙酸法：在粗多糖浓缩液中加入等体积的三氯乙酸-正丁醇试剂，振摇10 min，于分液漏斗中静置分层，收集下层的水溶液，经透析醇沉、洗涤、干燥，即得脱蛋白多糖。 2.5 板蓝根多糖的纯化将一定量的脱蛋白多糖，用蒸馏水溶解后上样，0.15 mol·l-1 nacl进行洗脱，流速控制在0.3 ml·min-1，洗脱液由分布收集器进行收集，苯酚-硫酸法跟踪检测，分别合并出峰的流出液，减压浓缩至一定体积，醇沉、过滤、干燥，即得精制多糖。 2.6 纯度鉴定将sephadex g-100装柱，用nacl平衡1 d。上样，nacl洗脱，按3 ml体积部分收集，用苯酚-硫酸法跟踪检测。配制一定浓度的板蓝根多糖溶液，以二次重蒸水为空白， tu-1800pc紫外分光光度计于190～800 nm的范围进行扫描。 3 结果 3.1 液料比对多糖得率的影响固定提取温度为90℃，提取时间为7 h，醇沉比4∶1，醇沉时间24 h, 称取一定量板蓝根分别在5∶1，10∶1，20∶1，30∶1，40∶1条件下提取。结果见图1。 由图1可以看出，随着液料比的增大，多糖得率呈上升趋势，当液料比达到25∶1，多糖得率变化不大。如果水用量过多, 不利于以后的浓缩分离。因此, 选择液料比在25∶1左右。 3.2 提取温度对多糖得率的影响按照液料比25∶1，提取时间7h，醇沉比4∶1，醇沉时间24 h, 称取一定量板蓝根分别在60，70，80℃，90，95，100℃温度下提取。结果见图2。 由图2可以看出，提取温度从60℃升高到90℃时，多糖的得率迅速增加，超过90℃则多糖的得率变化平缓，而温度达到95℃之后多糖的得率反而有所下降。若温度过低，溶剂的渗透能力和溶解能力差，多糖不能有效溶出；温度过高虽对细胞的破坏作用增大，有利于多糖的浸出，但是会导致多糖裂解，使得多糖得率降低。所以, 提取温度选择80～95℃时效果较好。 3.3 提取时间对多糖得率的影响固定液料比25∶1，提取温度为90℃，醇沉比为4∶1，醇沉时间为24 h, 取一定量板蓝根分别在5，6，7，8，9 h下提取。结果见图3。随着提取时间的延长，多糖的得率逐渐增加，到7 h后多糖得率增加缓慢。故提取时间选择6～8 h时效果较好。 3.4 醇液比对多糖得率的影响由图4可以看出，随着乙醇与多糖浓缩液比例的增加，多糖得率呈增加趋势，当醇液比达到4∶1后，多糖得率增加不明显。因此，醇液比选择4∶1～5∶1时效果较好。 3.5 醇沉时间对多糖得率的影响由图5可以看出，随着醇沉时间的延长，多糖得率逐渐增加， 24 h后多糖得率降低，但是醇沉时间对多糖得率影响不大。因此, 醇沉时间选择16～24 h之间。 3.6 正交实验在单因素实验的基础上，确定液料比、提取时间和提取温度作为实验因素，设计3因素3水平的l9(34)正交表，以多糖得率为指标对各因素进行评价和选择，见表1，正交实验结果见表2。表1 因素水平（略） 从表2可以看出，影响板蓝根多糖得率因素的顺序为：液料比 提取温度 提取时间，最优工艺组合为a3b2c1，故最佳提取条件为液料水比为30∶1，提取温度为90℃，提取时间为6 h。表2 正交实验（略） 3.7 验证实验按照板蓝根多糖提取的最佳条件: 液料比30∶1，提取温度90℃，提取时间6h，醇沉比例4∶1，醇沉时间24 h进行验证实验，板蓝根多糖的得率为25.63%，多糖含量为76.42%。 3.8 板蓝根多糖的纯化 3.8.1 脱蛋白方法的选择为选取最优的脱蛋白方法，以多糖含量和a280吸光值作为指标, 分别采用sevage法、三氯乙酸法、hcl法、正丁醇-三氯乙酸法4种方法进行比较。结果见表3。正丁醇-三氯乙酸法的a280吸光值最小，多糖含量最高，除蛋白效果较好，但是多糖得率较低，；三氯乙酸法的多糖得率较高，多糖含量达到91.46%，a280吸光值为0.106，除蛋白效果也较好。综合各方面因素, 本实验选用三氯乙酸法去除板蓝根多糖的蛋白质。表3 4种脱蛋白方法的比较（略） 3.8.2 葡聚糖凝胶（sephadex g-100）柱层析纯化分离 板蓝根多糖sephadex g-100柱层析纯化分离的洗脱曲线如图6。出现4个洗脱峰, 收集其中含量最高所对应的5～7号管, 透析, 浓缩, 加入3倍体积95%乙醇, 离心分离, 冷冻干燥, 得到板蓝根多糖。 3.9 纯度鉴定对sephadex g-100层析柱上纯化分离得到的5～7管的板蓝根多糖组分在190～ 800 nm范围进行扫描，结果见7～8。在260 nm和280 nm处无核酸和蛋白质的特征吸收峰,说明产品中不含核酸和蛋白质。经sephadex g-100柱层析洗脱，所得的峰形状为对称的单一峰，表明纯化后的板蓝根多糖为分子大小均一的单一组分多糖。 4 结 论 利用水煮醇沉法从板蓝根中提取水溶性多糖, 通过单因素实验和正交实验对板蓝根多糖的提取工艺进行优化, 确定的最佳提取条件为: 液料比30∶1，提取温度90℃，提取时间6 h，板蓝根粗多糖的得率为25.63%，多糖含量达到76.42%。 对脱蛋白方法进行了优化, 采用三氯乙酸法去蛋白的多糖得率43.87%, 多糖含量91.46%, 脱蛋白效果好。 利用葡聚糖凝胶sephadex g-100柱层析对板蓝根粗多糖进行纯化分离, 收集主峰。纯化后的板蓝根多糖为单一组分多糖, 不含核酸和蛋白质。这为下一步对板蓝根多糖的分离纯化和结构的分析奠定了基础。 化工工艺论文:含羞草中总黄酮提取纯化工艺研究 作者：乔文涛，张静，俞凌雁，马婷婷，袁珂 【摘要】 目的研究提取纯化含羞草中总黄酮的最佳工艺条件。方法以芦丁为对照，含羞草总黄酮得率为考察指标，通过正交实验法优选超声提取总黄酮的最佳工艺。在此基础上，采用真空薄膜浓缩，超声脱色，大孔吸附树脂diaion hp-20吸附分离纯化含羞草总黄酮提取物。结果最佳提取工艺为用10倍量的80%乙醇为溶剂超声提取3次，10 min/次。最佳分离纯化工艺为：采用大孔吸附树脂diaion hp-20进行分离富集，以不同浓度的乙醇进行梯度洗脱，洗脱流速为5 ml/min，收集40％～60％乙醇洗脱部位并减压浓缩得总黄酮提取物，总黄酮的含量达到76％。结论优化了含羞草中总黄酮的提取纯化方法，为含羞草资源的综合利用和产业化开发提供了 参考 。 【关键词】 含羞草 总黄酮 提取 纯化 含羞草为豆科含羞草属植物含羞草mimosa pudica的全草［1］，又名知羞草、怕羞草、喝乎草、刺含羞草等。主要分布在我国华东、华南、西南等地的山坡丛林、湿地、路旁,具有清热利尿、化痰止咳、安神止痛、凉血止血之功效，临床多用于急性肝炎、神经衰弱、失眠、肺结核咳血、血尿、结膜炎、跌打损伤、带状疱疹等症［2］。含羞草中含有大量对人体有益的活性物质，包括黄酮类、酚类、生物活性多糖、氨基酸类、有机酸类和其它微量元素。其中的黄酮类化合物具有显著的生理活性［3～5］，如抗脂质过氧化、抗衰老、清除自由基、抗肿瘤，降低血脂、抗菌抑菌、增强免疫力等作用。本文通过正交实验考察了超声提取含羞草总黄酮的工艺，同时采用大孔吸附树脂进行吸附分离，并结合真空薄膜浓缩、超声脱色等方法对含羞草提取物进行分离与纯化，以期为 工业 化生产提供参考依据。 1 仪器与材料 1.1 仪器uv-2102pcs紫外可见分光光度计（上海龙尼柯仪器有限公司）；kq-250b超声波提取器（昆山市超声仪器有限公司）；njl07-3型实验专用微波炉（南京杰全微波设备有限公司，额定功率800w）；millipore simplicity型超纯水器（美国millipore公司）；re-52a旋转蒸发仪（上海亚荣生化仪器厂）；真空薄膜浓缩装置［6］（自装）；101-1型电热恒温干燥箱；微量分析天平（eettler ae 240瑞士），微孔滤膜（上海医药工业研究院）；芦丁对照品（ 中国 药品生物制品鉴定所提供）。 1.2 材料与试剂 含羞草于2003-05采自海南三亚,由海南大学植物学教授黄世满鉴定为豆科含羞草属植物含羞草的全植株；所用试剂均为分析纯。 2 方法与结果 2.1 标准曲线的绘制 准确称取干燥恒重的芦丁对照品12.8 mg，加60%乙醇（体积分数，下同）溶解并定容置100 ml的量瓶中，摇匀得质量浓度为0.128 g/l的对照品溶液。分别取上述芦丁标准溶液0，1.0，2.0，3.0，4.0，5.0 ml于6只10 ml量瓶中，用60%乙醇补充至5 ml，各加入0.3 ml 5%亚硝酸钠，摇匀，放置5 min后各加入10%硝酸铝0.3 ml，摇匀。5 min后再加入1 mol/ml的氢氧化钠溶液4 ml，混匀，用60%乙醇稀释至刻度。10 min后于510 nm处测吸光度，试剂为空白参比，以芦丁质量浓度为横坐标，吸光度为纵坐标绘制标准曲线，用最小二乘法进行线行回归,得芦丁含量与吸光度之间的回归方程:a=9.049 1c+0.006 4, r=0.999 7。 2.2 不同溶剂提取所得提取物得率及总黄酮得率的比较 2.2.1 不同溶剂提取所得提取物的得率比较 称取粉碎并过60目筛后的含羞草原料4份，每份20 g，分别选用50%的乙醇、80%的乙醇、甲醇、70%的丙酮4种不同的溶剂进行索氏提取，溶剂用量均为200 ml，提取时间为5 h。分别将提取液浓缩至稠膏状移入烘箱中烘干至恒重。称重， 计算 得率。结果见表1。表1 不同溶剂提取所得提取物及得率的比较（略） 2.2.2 不同溶剂提取所得总黄酮的得率比较 分别吸取一定量由不同溶剂提取所制得的含羞草提取液于10 ml量瓶中，添加60%乙醇溶液使体积约为5 ml，按照上述绘制芦丁标准曲线的方法，依次加入0.3 ml 5%亚硝酸钠、0.3 ml 10%硝酸铝、4 ml 1 mol/ml的氢氧化钠溶液，混匀，用60%乙醇稀释至刻度。静置20 min后用紫外可见分光光度计法测定不同溶剂提取所得提取液的吸光度，重复3次测定，并根据标准曲线换算出总黄酮的得率，计算平均含量及rsd。结果见表2。表2 不同溶剂提取所得提取物中总黄酮的得率比较（略） 由表1可以看出，由4种不同的溶剂进行索氏提取，以70%丙酮进行提取所得提取物的得率为最高；由表2可以看出，以80%乙醇为溶剂进行提取，所得提取物中总黄酮得率相对最高。虽然以70%丙酮提取得率最高且总黄酮的得率与用80%乙醇提取相当，但考虑到乙醇与丙酮相比，具有无毒安全，廉价易得的优点，故提取溶剂选用80%乙醇。 2.3 超声提取工艺的优选 2.3.1 样品溶液的制备与测定分别精密称定干燥并过60目筛的含羞草粗粉9份，每份20.00 g，以80%乙醇为溶剂，按正交实验表中所选取的因素水平分别进行超声提取。分别吸取一定量含羞草超声提取液于10 ml 量瓶中，添加80 %乙醇溶液使体积约为5 ml，按照上述绘制芦丁标准曲线的方法，依次加入亚硝酸钠、硝酸铝和氢氧化钠溶液，混匀，用80%乙醇稀释至刻度。静置20 min后测定吸光度， 计算 样品中总黄酮的含量。 2.3.2 正交设计通过正交实验，以芦丁的含量为考察指标，通过紫外法对超声提取方法进行正交实验，以优选出最佳提取工艺。选用l9（34）正交方案，以超声时间、超声次数及溶剂用量3个因素，每个因素3个水平设计实验方案。结果见表3～4。表3 考察因素与水平（略）表4 正交实验设计及实验数据（略） 2.3.3 超声提取最佳工艺 从表4中的直观分析可以明显看出提取的最佳组合为a1b3c3，即用10倍量的80%乙醇为溶剂超声提取3次，10 min/次。 2.4 分离纯化工艺优选大孔吸附树脂diaion hp-20特别适合对黄酮苷类化合物的富集分离，因此本实验采用大孔吸附树脂diaion hp-20对含羞草黄酮粗提物进行分离纯化。具体操作为：取药材1 kg，干燥后粉碎过60目筛，按照以上最佳工艺进行超声提取，得到的粗提物经真空薄膜浓缩至体积减半，加2％活性碳室温超声脱色2次，20 min/次。抽滤，除去滤渣后继续真空薄膜浓缩至无醇味，得提取物。用大孔吸附树脂diaion hp-20进行湿法装柱（色谱柱：6 cm×80 cm，柱体积：450 ml），以水、20％乙醇、40％乙醇、60％乙醇、80％乙醇、乙醇溶剂系统进行梯度洗脱，控制洗脱流速为5 ml/min。分别收集不同浓度的乙醇洗脱液。将各部分洗脱液进行真空薄膜浓缩、后转移至旋转蒸发仪中真空浓缩至干燥粉末，计算得率。同时按照上述的紫外法检测总黄酮的含量。结果见表5。表5 大孔吸附树脂分离纯化实验结果（略） 由表5可看出，用中等浓度40％乙醇洗脱效果较好，总提取物得率达到43.48%，总黄酮含量可达到87.38％；从洗脱情况看，总黄酮主要集中在40％～60％乙醇洗脱部位，水洗脱部位经理化检测发现除含少量的黄酮外，还含有较多的多糖等大极性化合物，可将这部分弃去，而20％乙醇、80％乙醇及乙醇洗脱部位相比之下则含少量的黄酮类成分。因此，按照以上方法对含羞草总黄酮粗提物进行分离富集与纯化，收集各洗脱部位，将40％～60％乙醇洗脱部位合并，进行真空薄膜浓缩后即可得到总黄酮提取物，经紫外测定总黄酮的含量达到76％。 2.5 最佳提取纯化工艺 由实验得到最佳提取纯化含羞草总黄酮的工艺：新鲜含羞草干燥后粉碎过60目筛室温超声提取提取液真空薄膜浓缩至体积减半浓缩液加2%活性炭室温超声波脱色2次抽滤除去滤渣脱色液继续真空薄膜浓缩至无醇味上大孔树脂diaion hp-20柱用水及乙醇混合溶剂梯度洗脱分别收集洗脱液将40%～60%乙醇洗脱液合并减压浓缩至干干浸膏样品检测含量成品。 3 讨论 本实验选用芦丁作为对照品,因为芦丁是黄酮化合物中比较有代表性的一种，其b环的3，4-邻二酚羟基部位发生紫外吸收,可以通过测定芦丁对照品的吸收度,从而求算供试品中总黄酮的含量。这是总黄酮含量测定实验中比较经典的方法。 通过实验证明，提取含羞草中总黄酮的最佳工艺为用10倍量的80%乙醇为溶剂超声提取3次，10 min/次。 本实验采用大孔吸附树脂diaion hp-20分离含羞草中的黄酮类成分，选择不同浓度的乙醇溶液进行洗脱，得出40%乙醇溶液洗脱效果较好，总分离物得率达到43.48%，总黄酮含量达到87.38%。另外水洗脱部位得率较高，含少量黄酮，还含有较多的大极性化合物。在用大孔吸附树脂分离含羞草总黄酮时，可先用水洗脱，除去大量的大极性化合物，减少影响，再用40%乙醇进行洗脱。 现代 药理研究表明，黄酮类化合物在心血管系统、内分泌系统和抗肿瘤方面具有明显的药理作用。含羞草总黄酮的药理活性未见深入研究。本文利用大孔吸附树脂分离纯化含羞草总黄酮，为进一步研究含羞草总黄酮的药理活性,更好地开发利用含羞草资源奠定了基础。 化工工艺论文:高职应用化工技术专业化工工艺类课程改革探索 应用化工技术专业化工工艺类课程体系主要包括有机化工工艺、无机化工工艺、精细化工工艺三大部分。无机化工工艺涉及氨、硫酸、磷酸、纯碱、烧碱等无机产品的生产工艺：有机化工工艺涵盖了烃类、c1—c4系列（甲醇、乙酸、丙烯腈、芳烃等）等有机产品的生产工艺：精细化工工艺则主要介绍染料、涂料、胶黏剂、颜料、表面活性剂等精细化学品的生产工艺。 一、课程现状 目前多数高职化工工艺类课程的授课方式以教师的理论讲授为主，学生被动接受，对知识的感性认识不足；教材内容组织结构固定，不能体现地方化工企业工艺岗位群的知识需求，无法与地方化工企业主打产品的工艺形成良好对接：课程评价方法多以终结性的理论考试为主，考完就忘，谈不上对知识的理解运用。对此，为更好地贯彻“以服务为宗旨，以就业为导向，走产学结合的发展之路”的高职办学指导思想，形成能力本位的课程模式，笔者认为有必要对高职应用化工技术专业化工工艺类课程体系进行改革。 二、课程改革的思路 l．精选内容，整合课程，自编教材 本着高职教学“以应用为目的，必需够用为度，加强针对性实用性”的方针，建议将三门课程的传统内容进行整合，形成一门新的综合性化工工艺类课程，自编授课教材， 课程内容的选取以适应行业企业的需求为原则，．注重与学生职业能力的良好对接。具体实施上：①对院校周边各化工企业进行调研，广泛听取企业或行业专家的意见。②大量收集毕业生的就业反馈信息，明确化工工艺岗位群的知识需求。③最终以区域经济发展和学生就业为导向，确定有机、无机、精细三种工艺内容的比例。教材中可适当加入企业文化、企业工艺技术发展过程等内容的介绍，为学生提供就业面试信息的同时，兼顾学生职业道德和人文素质的培养。 2．完善校内外实习实训基地建设，增大实践教学比例 应用化工技术是典型的工科专业，就业岗位对实践技能的要求远远超过理论知识，化工工艺作为专业核心课程，是培养和锻炼学生实际动手能力的重要平台。因此，必须有完善配套的校内校外实习实训基地进行实践教学，尽可能地实现工艺生产过程的再现，让学生接触实际的生产工艺流程。基于化工行业的特殊性，在校内建设真实的工艺生产流程是不实际的，所以校内实训基地的建设可以单元操作模拟、仿真实验室为主，最重要地还是要多发展校企合作企业，与企业密切接触，大力发展“厂中校”，加大现场教学的力度。 3．改革教学方法与手段，实现“项目引导，教、学、做一体化” 教学方法上，课程整合后应由理论向实践逐步倾斜，注重专业技能的培养，使教学方法和模式更加符合技术应用型人才的培养目标。可综合采用动画演示、视频播放、仿真教学、现场教学等多种方式。如一些危险性较大的生产工艺，可采用视频播放和仿真教学的方式；其它工艺过程，在客观条件允许的情况下，尽可能地采用现场教学模式，以增强授课内容的直观性。具体教学实施过程，可将同一产品的生产工艺作为一个项目，充分利用校内外实习实训资源，理论教学与实践教学同步进行，或在完成理论教学之后，立即进行相关的实验或实训，理论与实践穿插进行。学生根据自己的就业倾向，可重点选修某些工艺项目，提高学习和就业针对性。 4．优化教师资源配置，提高授课效率 在教学团队的组成上，做到专兼职教师合理搭配。一方面充分发挥专职教师课堂理论教学的优势；另一方面，充分利用企业兼职教师丰富的实践工作经验，配合课程的现场教学。 5．建立合理有效的学生考核体系 新的课程体系、教学内容、实施手段必须有新的考核方式与之匹配。应改革传统的期中、期末考试制度，建立理论考试和实践动手相结合的学生评价体系。应重视学生的学习过程，在保留一定比例理论考试的基础上，引入实地流程讲解、流程设计分析、小论文、仿真操作等考核方式，将实践技能的学习与考核和谐统一。 三、课程改革的意义 通过对三门工艺课程的整合，削枝强干，提高了教学内容的实用性和针对性，学生学习目标更加明确。自编的综合性工艺教材，便于体现工艺类知识的整体性和联系性，启发学生对比认识不同工艺的特点，形成合理、互通的知识结构和认知结构。 “知识+技能”的全方位考核方式可弥补部分学生理论基础较差的现状，增加其学习的信心和动力。 校内外实践基地的建设，将理论教学、仿真训练、现场参观、实际操作融为一体，实现了“教、学、做一体化”的教学模式。理论知识和实践技能有机结合，增强了学生对生产工艺流程的感性认识，加深了对知识的理解，学习效率和教学效果大大提高。教师在组织和实施现场教学的过程中，有机会参与企业的各项生产经营活动，一方面提高实践能力，重构教学能力，提高双师素质：另一方面更加了解现代企业需要怎样的技术人才，使教学更加具有目的性、实用性。 课程体系的改革，使学校与企业的联系更加紧密。企业在为学校提供实习实训基地的过程中，可与学校签订“订单式教育”协议，共同参与选拔学生、组织教学、考核上岗等一系列教育教学活动，围绕企业生产实际需要进行有效的量体裁衣，满足企业发展对专门人才的需求，节约新员工人职培训的时间和成本。学校在此过程中，有利于找准自身在当地经济社会发展中的地位和作用，提高高职院校的社会服务能力，增强职业教育的生命力。最终实现行业企业与高职院校相互促进，区域经济与高职教育和谐发展。 化工工艺类课程作为应用化工技术专业的核心课程，其课程体系和内容的改革，是提高该专业人才培养质量的重要手段，是实现高职教育产学结合人才培养模式的关键，势在必行。 化工工艺论文:化学工程中化工生产的工艺解析 化学工程中化工生产的工艺解析 1 引言 化学生产工艺是化学生产过程中一直处于开发状态的技术，化工工艺的开发与发展在近年来更加火热，主要原因在于化工生产常常造成一定范围内的污染。随着人们对环保理念的关注，化工生产的工艺受到了挑战。以往化工厂的污染问题一直得不到彻底的解决，污水化学残留物的排放，给人们的生活带来了很大的影响。化学生产造成污染，从很大程度上是其生产工艺存在问题。因此，为了解决其污染问题，并在一定程度上提高其生产效率，重点就在于改善其化学生产工艺。 2 我国化工生产的现状分析 我国工业的几大主体：机械工业、煤矿工业以及化学工业。化学工业之所谓成为工业的重要组成部分，其重要因素在于化工生产能够在很大程度上满足人们生产与生活的需要，从而推动了我国的工业以及农业的迅猛发展。化学肥料是目前我国农业农作物的主要肥料，在很大程度上维持着我国农业的发展与稳定。然而，由于化学生产过程中必然会产生化学废物，造成一定范围内的污染，尤其是排放的废水以及废渣，成为了自然中的主要污染源。从目前我国的化工厂的化工生产分析，总体上处于一种以牺牲能源以及环境为基础的化工生产。具体分析如下： 化工生产的效率不高；我国工业发展存在一个共同的弊端，主要在于其生产的效率不高。在化学反应过程中，主要由于生产环境以及生产设备的不过关。例如在进行化学肥料的生产过程中，反应器皿往往无法达到反应温度。从而使反应不充分，造成废气以及废物的产生。不仅如此，反应不充分，造成的最大问题在于反应后生产的化学产品合格率太低，无法满足人们的生产以及生活的需要。最为严重的是，不充分的化工生产，造成巨大的能源与资源的浪费，从而大大降低了化工生产效率。 化工生产造成自然环境污染严重；化工生产是目前我国主要自然污染的源头之一，尤其是重金属的生产与化学反应。在化工场附近的废水检测中的结果显示，废水中的重金属严重超标，造成水源的污染，从而影响土质，造成自然环境的失衡。此外，对于化工生产过程中造成的废水与废物，化工厂为了节约成本等原因，而采用直接排放的方式，将污水以及废物直接排放到自然中，造成了大范围的污染。 化学工程中，连续的化工生产环节不连贯，造成整个工程的连续性不佳，工程的进度容易受到影响，尤其是当整个生产环节出现脱节的时候，就会对化学工程造成很大的影响。而化工生产环节中，出现的影响，其主要原因也在于生产工艺的不合格。 综上所述，目前我国化工生产的主要现状为生产效率不高，防污染环节不重视，没有专门的污染处理系统以及化工生产的不完善等。这些问题，一起阻碍了我国化学工业的发展。 3 我国化工生产工艺解析 从上文中，对于我国目前的化工生产过程中，存在着主要的问题就在于我国的化工生产工艺还不是非常完善。针对这些存在的问题，化学的生产工艺需要有哪些改进呢？在化工生产过程中，采取哪些最新的化学生产工艺能够降低化学生产所产生的污染呢？ 首先，化学生产过程中，提高反应条件以及反应环境。反应条件是化工生产中最为重要的环节，为了达到高效生产，提高生产效率，减少废料的产生，反应条件是最为关键的因素。因此，提高化工生产效率的最为关键的因素就在于加强化学生产过程中的反应条件。催化剂以及反应所需条件一定要达到所需标准，才能保证在化工生产过程中，高效生产，并减少废物的产生。其中，废物包括废水、废气以及废渣。保证这些废物不直接排放到自然环境中，就能保证化工生产的相对环保。 其次，化工生产过程中，并非只是提高产品生产的环境，更应该能够提供废物处理的程序以及治理系统。目前，我国规定，有毒物质以及重金属是绝对不允许直接排放到自然环境中的。此外，还包括我们经常看到的废气，这些都应该经过适当处理后才能进行排放。废水的排放一般要采用化学综合的化工工艺。其原理很简单，主要是通过化学反应中最基本的原理，将废水中的重金属通过沉淀的方式，使其沉淀，从而减轻其危害性。此外，废气的处理应该在排气的中部以及顶部，都设置一出废气处理系统，这些装置可以将废气中的有毒气体以及废气中的粉尘过滤，从而保证排放到空气中的气体符合国家要求的标准。 最后，真正从化学工程中的化工生产工艺技术入手，工艺技术是指从不同的反应原理以及反应条件进行分析与探讨。例如制造氧气的方式就有很多种，那么哪种方式才是最为简单、效率高并且更适合化工生产呢？当然，在不同的环境下，对于生产的原料以及方式都是可以随机改变的，并能通过改变来进行适应性生产，从而提高化学生产的效率，并实现高效以及绿色生产。 总之，化工生产工艺的提高，应该从当前的现状分析，找出生产环节中的弊端吗，从而大力发展化工工艺。 4 结语 以上分析主要探究化学工程中，化工生产的工艺问题。化工生产在环保以及节能减排等多个主流理念的影响下，开始不得不提高其生产工艺。传统的生产工艺以牺牲自然环境为代价，生产大量的化工产品。虽然这些化工产品对于我国农业以及整个工业的发展都起到了非常重要的作用，但是合理生产、绿色生产才是工业发展的基础。化工生产的工艺亟待提高，因此出现最新的化工生产技术以化工生产工艺，旨在能够在提高生产效率的同时，并能满足节能减排以及环保的要求。如果生产工艺无法真正实现环保与节能减排，那么也可以开发化工后期的环保处理工艺。总之，最大限度提高化工生产工艺，从根本上解决化工生产中的问题，实现合理化生产。 化工工艺论文:关于化工污水工艺处理流程的实验与分析 摘 要:利用气浮-水解酸化-sbr组合的工艺去处理含有8000mg／l的ss与5000mg／l的codcr的高浓度的废水，完全可以有效地除去ss、n、codcr和p。出水的指标完全符合《中华人民共和国污水综合排放标准》的二级排放标准，它还有着剩余污泥少比较少，耗费成本比较低等特点，本文根据实际工程案例用大量的数据分析和探讨了采用气浮-水解酸化-ubf-sbr工艺处理硫酸卷曲霉素生产废水的有效性。 关键词:水解酸化 抗生素废水 序批式活性污泥系统(sbr) 抗生素的工业产生的废水它的最大特点就是污染物浓度高、残留的抗生素大都具有很强的生物毒性，加上它的色度大、组成成分比较复杂，很多年以来一直困扰着工业废水处理行业，它属于典型的难以处理的污水类型。本文总结了北京万邦达环保技术股份有限公司在一些重大污水处理工艺中的具体案例，采用气浮-水解酸化-ubf-sbr工艺处理高浓度抗生素废水，分析了在不同的工艺处理条件下的处理效果。 1 工艺流程 在工艺流程中为了确保生物处理环节的有效性，再加上工业污水的水质复杂不均以及ph值变化过大，所以在工艺设置上，多采取中和调节-沉淀-气浮预处理的工艺流程来降低ss浓度和调节ph值的大小。通常还根据工业废水的污染物杂质的浓度过高，导致了可生化性逐渐降低的趋势，我们选择了水解酸化的工艺流程以便有效地提高废污水的可生化性，为提高后继的处理环节中污染物的除去率目的。 2 工艺选择 2.1 气浮药剂用量 经过一些学者的实验和研究，目前已经出现了很多种的气浮药剂，据试验的数据显示，这些药剂处理高浓度的抗生素工业废水的能力都得到了很高的ss与codcr去除率，国内的有些学者才用分散型水介质阳离子pam处理ss浓度68500mg／l,codcr浓度50000mg／l硫酸庆大霉素制药厂所产生的废水，ss与codcr的去除率分别高达到98.7％和75.9％。与它不同的是本工艺流程处理中对气浮药剂的选用是采用聚合氯化铝和阳离子型的pam。聚合氯化铝配制浓度为1％，pam配制的浓度为0.03％，将配置好的聚合氯化铝分别加入浓度200mg/kg, 150mg/kg,100mg/kg，把pam分别加入浓度为10mg/kg,5mg/kg,3mg/kg,然后进行气浮药剂的实验，测定出、进水中ss和codcr浓度。 2.2 水解酸化 水解酸化工艺流程主要是通过对控制污水的酸度、停留时间将厌氧消化反应控制在酸化和水解阶段。它是利用产甲烷菌与产酸菌的世代周期、ph值以及生存环境等条件的不同，经过水解酸化的不断处理，流出的工业污水中那些较为难以分解的一些大分子就会逐渐降解为一些比较容易分解的小分子颗粒，从而确保了抗生素生化毒性的降低，保证了废水的可生化性提高的可能。本文阐述的水解酸化的工艺流程中设置了2个5m×5.3m×5.3m的反应器，他们的有效容积达到120m2;每一个反应器底部3.4m～1.5m处设有xy型弹性的药剂填料层，填料占空间占整个反应器容积的40％左右，当水解酸化的反应器里面布设了填料，既可以通过挂膜的方法，进行废水的上流过程中所产生的水解酸化程度的不断提高;同时还可以阻留和过滤细小的轻质杂质污泥，从而大大降低了出水cod浓度、ss以及污泥的流失率。然后通过2台抽水泵的运行，不断地向2个反应器中注水，让气浮后的工业废水能够在水解酸化的反应器中长时间的停留，停留最佳时间为分别为26h、13h、6.5h。然后在测定出、进水中的nh3-n、bod5、codcr浓度以及出水中的所有的有机挥发酸(vfa)的浓度。 2.3 sbr负荷 sbr工艺流程具有厌氧与好氧两个过程不断交替进行，它的优点是耐冲击负荷性能强、脱氮除磷处理效率高、各工序可根据水量、水质灵活调整，无须二沉池、占地省、工艺流程简单、造价低等特点。它主要是用于那些间歇排放以及小流量污水处理工程。高浓度的抗生物废水通常都是采用好氧-厌氧等多种方法进行联合处理，好氧性反应器的主要作用就是进一步地处理那些在厌氧环节中出水，使其能够达标排放标准。本工艺流程中对sbr采用了2个5.2m×6.3m×5.4m的反应器，他们中最大的有效容积为125m3;污泥的浓度高达2000mg／l;排出比为35％。排水1h，沉淀1h，进水1h，通过不断地加入自来水或调节池的储水，就可以调节进水cod浓度分别为1500mg/l,1000mg／l，通过调整操作的时间分别是8h,6h,4h，可以调整污泥负荷0.05kgbod／kgss·d～0.2 kgbod／kgss·d，测定在不同条件下出、进水的nh3-n、bod5、codcr浓度，以确定sbr对负荷的承受能力。 3 结论 运用气浮-水解酸化-sbr工艺处理硫酸卷曲霉素是切实可行的，不同负荷处理结果表明系统抗冲击性能较好。本工艺较适宜的运行条件为:气浮工艺pam浓度5mg/kg、聚合氯化铝浓度100mg/kg;水解酸化反应器废水停留时间13h;sbr反应器污泥负荷为0.14kgbod/kgss·d。在此参数下运行，出水水质能够达到cod 150mg/l、bod5 50 me,/l、nh3-n 20mg/l。 化工工艺论文:化学工程中化工生产工艺思考 摘要:这个世界是由不同种类的化学物质组成的，我们的衣食住行中处处都可见化学品的影子，我们依靠这些化学物质来使生活质量进步，从而带动社会继续发展。在化学生产的过程中，化学品的生产属于非常重要的环节，所以本文是从化学工程的角度出发，对化学生产中的工艺技术方面进行解析，对化学生产工艺未来的发展走向加以探讨。 关键词:工艺；化学工程；化工生产 在我们目前所接触的工业中，化工是非常重要的一个步骤，虽然不像航天事业那样惊喜动魄，也不如军事可以直接用来保家卫国，可是化工却能渗透到很多行业中，其中很多都是足以值得我们骄傲的行业，化工通过提供优良以及合适的材料，来促进社会发展和科技的进步，起到基石的作用。本文主要是以化工生产作为入手点，将生产化学物品的新工艺融入到化学工程里，以寻找到更加安全环保的方法为目的，以便研制出更多又好又新的材料。 1目前化工行业中所存在的问题 作为中间环节的化学生产工艺作用非常重要，直接关系到产品的纯度、原材料的利用率并要严格控制环保，确保无污染物排出，无论什么时候都要确保人民的生活环境质量，这也是衡量国家化工行业是否发达的一个重要的参考准则。我国在化工行业的发展起步有些晚，所以亟待解决的问题也相对比较多，最主要突出的就是环保方面的问题。 1.1目前我国的化工生产率比较低 世界各个国家的工业都在迅速发展着，所以存在的问题也就更加突出，我国目前的化工产业在产率方面与发达国家的差距比较大，而在化工生产时，对于压力以及温度的要求比较高，也就是说在生产过程中所使用的生产设备要非常达标才可能有较高的产率。举例来说，比如我们在生产肥料时，器皿温度是否达标是一项很关键的因素，而我国目前的反应器皿大多都无法达到理想的温度状态，温度不足会导致化肥在生产时反应进行的不够充分，导致废料产生过多，即对原材料是种浪费，也会污染环境。而更严重的事情是，由于生产时反应不充分，会直接导致产品合格率很低，无法达到生产所需要的条件，造成了能源以及资源方面的浪费，这直接导致目前化工产率较为底下的现状。 1.2化工厂的环保能力低下 在进行化工生产时，如果环保的能力较低，则会直接导致空气以及环境污染。这也是造成我国污染严重的罪魁祸首之一。像印刷、造纸、印染、重金属以及纺织业都属于污染环境较为严重的行业。这些行业的废水检测结果，一般都是重金属超标非常严重，对环境造成的危害不可估量，从而严重影响人们的衣食住行，也影响了我国的环境污染指数。这些重金属污染型废水的排放会严重影响我国人民饮水的质量以及土壤的质量，使得生态环境失调。 1.3不能使化工生产过程连续化 众所周知，连续性的生产过程无论在哪个行业都能极大地节省人力财力，同时又能最为充分地利用资源和能源。但我国的化工行业却存在化工生产过程连续性不好的问题。生产过程可能会因为连续性不佳而造成生产过程的中断，使得整个生产过程脱节，对化学品的成品质量造成极大的危害，并造成原料的浪费，这也是化工生产中最容易出现问题的环节。 2关于化工生产工艺的研究 我国工业是由化学工业、机械设计制造工业和煤矿工业组成的。而化学工业是其中最为重要的组成部分，因为化工工业与人民的生活密切相关。我们吃的粮食是有糖类等碳水化合物组成的，我们穿的衣服是有纤维或者尼龙等化学品制成的，我们用的工具更是由化工材料做成的。 2.1努力改善反应环境和条件 作为化学工程中的起始工作，反应环境和反应条件对化工生产过程的产率起着很大的作用。尤其是反应条件，它既关系着反应是否能顺利进行，又关系着化工生产过程产率的问题，反应条件好了，自然可以达到高效生产，减少废弃物的产出，提高原料产率。综合以上原因，为了能够达到高效生产我们最应该做的就是加强化工生产过程中的反应条件。催化剂能够有效地缩短反应时间，降低反应能垒，增加反应的速率。 2.2合理处理废弃物 在化学品的生产过程中，反应条件和反应环境固然重要，但废弃物的处理也很重要。我们国家是一个资源大国同时也是一个人口大国，使得人均资源占有率很有限，为了以后子孙后代的发展，我们不能走先污染后治理的道路，应该合理处理好废弃物。我国现行的法律规定，化工生产过程中产生的重金属和有毒污染物一定不能直接排放到江河湖泊中。另外，对有毒废气也要经过处理才能排放到大气中。被污染水质的排放应该严格采用化学原理对其进行化学处理，等到指标合格后，才能通过专用渠道，排放到自然环境中。比较简单的则是通过基本反映，利用沉淀的方式，将重金属离子转变为化合物沉淀下来，使其危害性降到最低。而废气则应该在排放装置的中部和顶端设置有效的废气处理系统，过滤掉有毒的粉尘和气体，之后再排放到空气中。 2.3优化化工生产的工艺技术 除了这些工艺以外，我们还要真正改善化工生产中的工艺，对化工反应的一系列的反应条件和反应原理进行研究。例如，乙烯的合成方式有很多种，可以裂解石油品也可以将乙醇脱水，还可以将长的碳链断裂成短的碳链。出现多种方式时，我们就需要研究哪种方式更为节省能源，哪种方式的原料来源更广，怎样的工艺流程设计能取得最大的经济效益以及最高的产率。不同的原料，所需要的化工原料和生产方式都是不一样的，我们需要针对不同的情况采取不同的工艺流程，使得这些流程能更好的适应工业化生产，来提高化工生产过程的有效性并且达到绿色环保高效的目的。 3结论 在化学工程中，化工生产是很重要的过程，只有保证在化学生产过程中的有效性，使化工生产的工艺达到设计的要求，同时也要提高生产设备水准，增加在生产过程中的利用率，提高产量。要将小的化工厂进行合并，组合成规模比较大、在处理污染方面更有能力的化工厂，同时也要提高化工生产工艺的水平，使工艺在进行过程中可以最大程度的连贯起来。 作者：吴艳鹏 化工工艺论文:化学工程中的化工生产工艺 摘要： 化学工程其实就是指一系列的化学生产活动，在现代的环保减排理念之下，化学工程的整个过程应该节能减排和低碳环保。也正是随着这些理念的出现，一系列新型的化学工艺以及加工生产技术逐渐走进化学工程当中。综合生产效益和生产效率的两个点，化工生产应该在环保化的基础之上促进高效化发展。将对化学工程中的化工生产工艺进行全面的分析。希望对相关技术人员有所启发。 关键词：化学工程；化工生产工艺；化工技术 目前，化学生产工艺在化学生产中的发展一直处于开发阶段，而化学工艺的研发在近几年却变得逐渐火热起来，其护腰原因还是因为化工生产在一定程度上对我们的自然环境造成了污染。随着节能环保和低碳生活理念的持续火热，人们对环境的关注度也越来越重，因此，化工生产就应该及时做出改变。在过去，化工生产的污染排放问题一直得不到科学合理的解决，化工废料污染的排放，给我们的生活环境造成了较大的污染。 1我国化工生产的现状 机械工业、煤矿工业和化学工业是我国三大工业主体。之所以化学工业能够成为三大工业中的一部分，其主要原因就是因为化学工业能够生产出大量我们生活所需的物件，能够最大限度的满足人们的生活需求，进而推动了我国农业和工业的进一步发展。肥料是支撑我国农业不断发展的基础要素，在很多程度上维持这我国的经济水平稳定。但是，在化学生产过重，势必会产生一定的化学废料并对周围环境造成一定范围的污染，尤其是化工企业所排放出来的“三废”。 1.1化工生产效率较低 我国三大工业存在一个相同的问题，那就是整体生产效率较低。而在化学工业这方面，其主要的原因就是因为生产环境较为恶劣，再加上化工生产设备存在质量问题。例如，在生产化学肥料时，反应器皿往往不能达到正常化学反应所需的温度，进而导致化学反应不充分，最终导致废气问题出现。另外，如果化学反应不充分，那么最终形成的化学产品合格率就比较低，难以满足人们生活的使用需求。 1.2对自然环境污染较为严重 化工生产可以说是我国目前最为严重的污染源之一，尤其是重金属和化学废料的污染。从化工厂附近的水源当中抽取检测发现，水中的污染物严重超标，进而导致水源受到污染，间接影响到周围的土质，导致范围内的环境出现失衡问题。另外，化工企业为了节约生产成本，违反国家的环保法律，直接将一些化工废料排入到自然环境当中，进而造成大范围严重的化工污染。而在化学反应过程中，化学生产的连续性较低，进而导致整个化学工程反应迟缓，工程的进度受到严重的影响，进而导致整个生产环节出现脱节现象，这就会导致化工生产受到较大的影响。而导致脱节问题出现的主要原因还是应该化工生产工艺不合格所导致的。简单来说，我国的化工生产主要存在生产效率低、企业环境保护意识差“、三废”处理不科学和化工生产技术低下等问题。也正是这些问题的存在，严重阻碍了我国化工生产的发展。 2降低我国化工生产污染的措施 从分析我国化工生产现状发现，我国的化工生产技术和环境还不是很完善，各个工作环节都还存在缺陷。而针对这些问题的特点，我们就应该对化工工艺进行改进，而从化工工艺角度来看，我们又应该从哪几个方面做起呢？笔者经过实践工作总结了解，要想降低化工生产中的污染问题就必须做好以下几点： 2.1优化反应环境，强化反应条件 反应条件是化工生产中最为重要的环节，为了达到最高效的化工反应，提高生产效率，降低废料的出现量，反应条件就必须做到最好。所以，提升化工生产质量的关键点就在于提高化工生产中的反应条件。所使用的催化剂必须在一定反应时间之后才能够使用，进而保障生产过程中的高效性，降低化学废料的产出量。 2.2做好废料环保处理工作 目前，我国法律明文规定，化工生产中产生的重度污染物不能直接排放到自然环境当中。另外，还有我们常见的废气，这些化工生产废料都应该在经过处理之后才能够进行排放。化工生产废水的排放必须采用化学综合的方式来对其进行处理。其工作原理非常简单，就是通过化学反应的原理，将废水中的重金属物质通过沉淀的方式过滤出来，进而降低废水的污染度。 2.3从化工生产技术入手 只有从化工生产技术入手，才能够从化工生产根本上解决环境污染问题。例如，生产氧气的方式有很多，那么哪一种生产方式才是最有效和最环保的呢？因此，我们应该针对生产环境的不同，选择科学的生产方式，对于原料的选择更是应该灵活应对。 3结论 化工生产中的工艺问题还有待进一步的研究，更多的技术点还有待进一步的强化，自然和化工生产之间的平衡点我们还未找到，因此，则应该更加努力的加强研究，对传统化工工艺进行优化。 作者：罗泽鹏 刘森 都颖 刘思乐 单位：沈阳化工大学科亚学院化学工程系 化工工艺论文:石化工业节能工艺技术发展分析 0引言 石化工业在我国所有重工业行业中，是能耗较高的行业，近年来，随着化工领域内节能技术的不断发展，化工行业的能耗已经开始逐渐降低，呈现出一个良好的发展势头。但是当前整体的能耗降低水平与发达国家相比还存在一定的差距，我国化工产业技能技术的改进与发展还有不小的空间。 1石化工业节能工艺技术 石化工业节能工艺技术是当前石化工业企业转型升级的重要途径。很多的石化工业企业都在致力于对节能工艺技术的研究与开发，通过一系列新型节能技术的投入使用，大大的降低了成本的同时，也降低了能耗，实现了双赢。目前我国石化工业节能工艺技术处于不断升发展阶段，但是在节能技术领域的探究还无法与发达国家相比，因此还需要很长的一段发展时间。2015年作为“十二五”规划的最后一年，也是“十三五”规划最关键一年。目前石油和化学工业规划院开展了《石油和化工行业“十三五”规划前期研究》。研究提出，未来化工行业要以化工新能源、新材料等为主要发展方向，着力提升产业的国际竞争力和可持续发展能力。所以说，总体上还是朝着节能工艺的方向在发展。随着数据化、智能化的不断推进，也必将影响到化工工业，传统的化工生产制造方式将发生颠覆性变化，从技术到市场各个领域都将发生一定的变革。 2石化工业节能工艺技术发展进展 化工工业技能技术通过上面的阐述，我们已经了解到当前化工行业的大致情况。下面笔者将举例阐述石化工业节能工艺技术的发展。 1)环氧氯丙烷新技术。来自于齐鲁石化公司氯碱厂所研发的环氧氯丙烷高温氯化法环化新技术，这一项技术在工业应用中取得了一定的成功，已经通过了中石化集团的技术检定，该项技术相关的设备装置优化了操作，同时提升了环化反应收率，污染以及能耗都得到大大的降低，该项技术曾引进日本的生产技术，同时结合其它国家的技术，通过多年的不断研究与实验，对原有的技术设备进行升级改造，使得技术指标得到一定程度上的改善，为化工工业做出了一定的贡献。 2)聚丙烯新技术的改进与发展。由山东东明恒昌化工有限公司自主研发的真空回收和低温精馏丙烯回收工艺技术，达到了国内领先水平。该项技术经过一定的改造与升级后，大大降低了聚丙烯的生产成本，并且提高了设备的安全系数，降低的污染与能耗，除此之外，操作便捷也是其一大优势，综合起来让这一技术成为集合环保效益与经济效益为一体的优势技术。 3)无动力氨回收技术。在化工生产过程中，合成氨的节能降耗是很多企业所关心的问题，中科院理化技术研究所利用深冷原理开发出了这套技术，其最大的特色就是不需要额外动力合成氨，该项技术目前已经在一些企业中得到了推广与使用。这是中科院理化研究所经过多年研究出的成果，他们进行了大量的实验与调研，不断的尝试，最后总结出不少技术经验。这项技术投入使用，适合合成氨企业的合成氨回收效率得到提高，降低了成本，每年至少多出几百万的经济效益。 4)新型合成氨新型催化剂的研究推进。合成氨工业企业除了面临上面所提到的回收问题，还有很多其它方面的问题，例如对于高效氨合成催化剂的开发与应用问题，就是当前合成氨企业技能减排的一个大的方向。由浙江工业大学等研制出的新型氨合成催化剂Amo－max－10型氧化型等催化剂，投入使用后，取得了良好的反响，被广泛的运用在国内很多的合成氨企业。 5)异丙醇胺制备新技术。这项技术目前有南京宝淳化工有限公司自主研发的技术，对提高我国烷醇胺生产工艺水平和质量的提高有着重要的意义。并且在生产过程中有着较为显著的节能节水效果，也降低了能耗，作为一项节能环保的新技术帮助企业提高了生产效益。从以上阐述我们能够看出，当前我国化石工业的节能技术正在不断的推进与发展，很多的企业致力于对节能技术的运用，在很大程度上为化工型企业降低了生产成本，提高了生产效率，这对化工企业来说是好事。但是从上面的阐述我们也能够发现，当前我国化工业的节能工艺还需要得到进一步的发展，突破性的进展并不是一朝一夕的事，需要在不断的研究与实践积累的基础上。 3结语 化工业作为我国重工业的刚需行业，在发展中的节能减排问题成为化工行业所面临的一大难题。随着近些年化工业节能工艺的不断进步与发展，我们从中看到了很多能够提升的空间，技术改进后，大大实现了节能减排目标的同时，也产生了新的经济效益，为化工企业的“双赢”局面做出了一些贡献，当前化工业的节能工艺还需要持续不断的加大研发与运用的力度，才能让我国的化工业更上一层楼。 作者：岳雷 单位：湖南省岳阳县第一中学 化工工艺论文:化工工艺课程教学方法和实践探讨 近些年，世界高等教育格局和形势日新月异，尤其是自美国兴起的MOOCs席卷全球，其影响力逐步扩大。在新形势下，如何进行传统的工科教育，比如化学工程与工艺专业的教学，已经成为广大的高等教育工作者必须要思考的问题。而且，中国在经历了十几年的高等教育大发展，其主要的贡献有目共睹，但同时其中的弊端也日渐显现。首先就业形势的逐年恶化，尤其是一些传统的学科，由于设计专业的高等院校较多，每年有大量的毕业生进入加剧了求职的难度。其次，学生学习热情的下降。由于多年的连续扩招，大学已经走下神坛，学生们的质量也变得良莠不齐，特别是对于省属院校，由于自身的教育资源和生源质量处于相对的弱势，教育效果和质量更大大折扣。因此如何在实际的教学实践中进行改革和探索，提高学生的专业认可度和学习热情，受到各个高校的普遍重视[1,2]。化工工艺学，作为传统化工学科的专业课，其课程教学任务量大，信息量丰富，理论要求高，与实际生产联系密切，是化工专业的必修课，对于毕业生今后的工作具有重要的指导意义。然而，在新的高等教育发展形势下，传统的化学工艺学的教学实践显然已经无法满足目前的形势和总的课程设置。比如，目前专业课学时数相对压缩，课程内容大幅精简，导致学生在学习中难免出现盲人摸象的现象。再比如，尤其学生数量的大幅增多，如何保证良好的教学质量变得更加重要。 1教学形式改革—先实践后课堂 课程的教学不再是单纯的课堂内容灌输，而是先进行工厂实践，实地考察化工企业，对于工艺流程有简单清晰的具体认识，将大大提高课堂讲解的效率，有利于提高学生的兴趣。 2教学顺序改革—先设计再讲解 将典型的工艺流程放手交给学生设计，考察学生的实践效果以及基本化工原理的掌握情况，然后再进行有的放矢的指导和讲解，使得课堂教学深深植根于实际生产。 3教学手段改革—借鉴MOOCs的优点 大力提倡网络信息化教学，拓展教学的思路和深度，使得学生学习不仅仅局限于课堂，而是结合平日的资料搜索和自我学习，尤其是借鉴和引入国外优秀的教学课程和教学资源，提高学生学习兴趣和积极性。 4教学内容的改革—增加典型工艺的历史教学 比较典型的化工工艺流程，比如合成氨工艺，具有百年的发展历史。如果在课堂引入该工艺的历史教学，将极大的激发学生学习热情，而且有助于拓宽学生眼界以及解决问题和发现问题的思维能力。此外，对于合成氨类的典型工艺采用点—线—面结合的授课方式，首先分段讲解各个工艺，比如原料气—氢气的制备工艺，然后将整个工艺穿成主线，最后丰富整个的工艺流程，从而使学生对于整个合成氨工艺，甚至包括制氢、压缩、循环工艺等流程有深入而细致的了解。 作者：尹振 刘秀军 高建 单位：天津工业大学环境与化工学院 化工工艺论文:化学工程中化工生产工艺分析 1当前化工生产的主要问题分析 众所周知，化工生产在我国占有非常重要的地位，对农业生产等起到了很大的作用，不过我们也不可避免地看到当前化学工程中化工生产过程中的工艺也存在着一些问题，需要引起我们的重视。 1.1化工生产效率有待提高 由于我国很多化工生产都一味追求“量”，而忽略了对“质”的要求，就造成了化工生产的效率低下问题的存在。这不仅和化学反应的生产设备有关，而且还和化学反应的环境是分不开的。比如，在生产化学肥料时，反应器皿往往无法达到反应温度。从而使反应不充分，造成废气以及废物的产生。同时，还存在着反应不充分的问题，反应的不充分一方面造成了产品不能满足人民的生活生产需要，而且对资源也是极大的浪费。 1.2对环境造成污染和破坏 目前，化工生产是环境污染和破坏的一个重要原因，尤其是有毒有害气体以及重金属的排放。在化工生产中，很多企业都是为了节省成本，对有害气体和重金属超标的废水随意排放，不仅造成空气、水的污染，而且对土质也带来了破坏。在我国很多城市的周边都出现了河水的严重污染，甚至影响到了居民的日常用水。 1.3生产工艺不合格 另外，当前化工生产中工艺的不合格也是一个非常普遍的现象。这是因为，在化学工程中，连续的化工生产环节不连贯，造成整个工程的连续性不佳，工程的进度容易受到影响，尤其是当整个生产环节出现脱节的时候，就会对化学工程造成很大的影响。而化工生产环节中，出现的影响，其主要原因也在于生产工艺的不合格。 2有效加强化学工程中化工生产工艺的分析 从上文中可以看出，化学工艺的不完善使得我国化学工程中化工生产存在着一些问题。下文笔者就将结合这些问题提供一些行之有效的加强措施： 2.1改善化学反应的条件及环境 在化工生产中，化学反应条件是一个至关重要的影响要素，如何有效改善化学反应条件是提高生产效率、减少废料的产生的重要条件。因此，在实际生产中，务必要按照相关的标准对催化剂等所需的条件做严格检查，对于不达标的坚决不能用于化工生产。同时，产生的化学反应废料不要直接排放到自然环境中，以保证化工生产能处于一个相对良好的环境中。 2.2依据实际情况对工艺进行调整 对生产工艺的改善，并不是仅仅从反应条件入手，是要对不同的反应原理等都做深入的分析和研究。以制造氧气的工艺来分析，我们要仔细考虑采用哪种工艺才能生产中高效、利于投入生产的氧气呢？当然，在不同的环境下，对于生产的原料以及方式都是可以随机改变的，并能通过改变来进行适应性生产，从而提高化学生产的效率，并实现高效以及绿色生产。 2.3对化工生产产生的废料进行合理处理 对化学工程中的化工生产来说，产生废料是不可避免的，而如何合理地对废料进行处理，开发出有效的程序及治理系统，则需要我们去仔细进行考虑。当前，有毒物质以及重金属在我国的相关的法律中有明确的规定，不允许直接排放到环境中去。因此，对于废水来说，要经过相应的废水处理工艺，将水中的重金属采用沉淀的方式使其沉淀，这样就避免直接排放到环境中从而带来危害。而对于废气的处理，要在废气的中、顶部设置废气处理过滤系统，这些过滤系统可以将废气中的有毒气体以及粉尘等过滤掉。在废水和废气经过处理后，还应该对处理的水、气按照相关的标准做出检测，使其满足国家相应的标准后才允许排放到环境中去。 3结语 综上所述，传统化工生产所带来的以牺牲自然环境为代价的生产工艺已经不能适应当前“可持续发展”、“节能减排”和“环保”的理念，需要对其进行改进，大力发展绿色生产。在实际生产中，我们要依据生产的实际情况对工艺进行改进，敢于尝试和采用新工艺和新技术。即使生产的产品不能满足节能减排等的国家要求，也要对后期的处理工艺进行改进，从而在最大程度上降低因化工生产工艺不合理所带来的环境污染和破坏，从而实现绿色生产。 作者：王杲 吴晶 单位：浙江省天正设计工程有限公司 化工工艺论文:催化裂化工艺化学工程论文 1引言 催化裂化具体的工艺过程是为实现特定的操作条件服务的。在一定程度上也限定了操作条件的调整范围。但就反再系统来说，操作条件就包括诸多方面，如温度、剂油比、停留时间、催化剂的预提升与预提升介质、油气与催化剂的接触、两者的混合与流动、两者的分离、反应的终止、催化剂中油气的汽提、催化剂的性能以及催化剂的再生条件等。尽管操作参数众多，但平时可调整的却屈指可数，有些参数，反再系统工艺路线已经确定，也就基本确定下来，不能再调整或无法调整了。 2操作条件的影响 催化裂化在接近常压的低压下操作，在这个压力范围内压力对热力学的影响微乎其微。较低的烃分压有利于裂化，不利于生焦，因而是有利的。最小总压取决于后续分离系统，目前在300l(Pa以下。烃分压可以通过喷入水蒸汽的方法来降低(一般喷入水蒸汽的量占进料的1～5％)，也可以将一部分轻烃气体打循环，但循环量需要根据具体的经济性来确定。 3焦炭燃烧动力学 催化裂化焦炭的收率一般在4～8％之间。在再生器的典型温度条件下，富氢化合物要么挥发，要么裂化成可挥发性组分和焦炭。催化剂再生所需要的时间主要由焦炭的较慢的燃烧速率决定。焦炭燃烧的活化能约为147kJ/mol。催化剂焦炭含量为1％、燃烧后烟气中的氧含量为1％催化剂焦炭含量为1％、燃烧后烟气中的氧含量为1％，烧焦时间与温度之阃的函数关系如图1所示。该函数关系非常重要，因为它确定了催化剡的总量与再生器的大小。减小再生器的大小与催化剂的总量很重要，原因有两个：FCC再生器在整个装置的造价中占有很大的比重，减小其大小有利于降低装置的投资；减少催化剂总量，不仅有利于减少操作费用，而且还有利于根据原料与产品的变化迅速改变催化剂。FCC装置是一个“热平衡体系”，热催化剂为裂化反应提供了部分热量。FCC装置的热平衡与催化剂的活性、原料性质、原料的预热和反应温度有关。此外，热平衡还与再生烟气CO2／CO的理想比例有关。焦炭燃烧的一次产物有CO、CO2和H2O，CO与CO2之比是温度的函数。CO与O2反应生成CO2是自由基反应，在有固体存在的条件下反应速率会减慢。如果烟气中含有过量的空气，则只要一没有固体就会燃烧。到目前为止一直是这样。为了促进CO的燃烧，现在都加含有Pt等贵金属的助燃剂。使CO转化成CO2也可以通过提高反应温度来实现。CO均相燃烧生成C02的活化能较高，约为293kJ／mol，在空气充足的情况下，在7000C以上CO可以完全转化。从热平衡的角度，达到7000C以上的再生温度毫无问题，但是再生器的材质和催化剂限定了最大再生温度。催化剂在高温条件下容易烧结，也易于水热失活。当然，如今的催化剂可以保证在高达850℃的高温条件下不会造成烧结破坏，但水蒸汽的老化作用要求温度要比该温度低得多。设计者在迸行反应器设计时，在降低再生温度以减小水热失活与提高再生温度以减小再生器大小之间权衡。另外一个减小催化剂水热失活的方法是采用两段再生：在第一段，在较低的再生温度条件下，进行富氢焦炭的再生；二段在较高的温度下操作。燃烧所需的停留时间是根据等温反应计算得到的，而FCC再生器并不总是等温的，尤其是催化剂颗粒温度不均匀。再生过程中质量传递的影响要降低到最小，以便催化剂颗粒内部温度不超过气相温度。燃烧过程中的扩散控制是反应速率快造成的。扩散速率是催化剂颗粒直径的平方的函数，而反应速率则是温度的函数。颗粒直径需要在200岫1以下，再生器才能在6500c以上操作而避免颗粒内部产生高的温度梯度。固定床反应器的最小颗粒为1mm，移动床反应器的约为3mm，只有流化床反应器的催化剂颗粒直径小于200μm。对于焦炭收率很低的情况，可以考虑采取稀释空气、由此降低绝热温升的方法保护催化剂。这种方法理论上可行，实际操作过程中空气量太大，有一定的问题。 4结语 本文介绍反应的压力、温度、停留时间和催化剂的再生等的影响，对于进一步了解催化裂化工艺相关设计问题具有一定帮助。

摘要： 动热稳定试验是高低压电气设备的一项重要的型式试验，本文通过研究高低压电气设备的动热稳定试验要求及试验回路，提出试验注意事项，以期能为相关高低压电器设备生产厂家及检验检测机构进行动热稳定试验提供参考。 关键词： 动热稳定；短路；短时耐受；峰值耐受；峰值系数 当电力系统发生短路时，出现大容量的短路电流会导致电气线路中的电气设备因电动力的机械效应或者电流热效应导致其结构变形或损毁，如果线路中的保护电器（断路器或熔断器）在继电保护所设定的时间范围内动作而断开电路，可在一定程度上缓解事故，而保护电器的失灵（拒动或延迟动作）将会进一步加剧事故，因此电气设备必须加强其短路耐受电流能力的考核，而动热稳定试验正是考核在规定的使用条件下，在规定的时间内电路在闭合位置上的电气设备所能承载的电流情况。 1试验要求 由于动热稳定试验是对电气设备流过短路电流的考核，没有被试品的关合或开断，所以没有关合电压或开断瞬态恢复电压的考核，对于试验电压没有要求，无论高压电气设备或低压电气设备均是如此。对于动热稳定来说，电动力造成的机械应力主要体现在峰值电流流过电气设备而发生的状况（峰值耐受电流），而热应力体现了一个相对稳定的电流在一段时间内在电气设备上热量累积而产生的效果（短时耐受电流）。如果试验系统峰值系数（电流峰值/电流有效值）满足要求，两个试验可以合并实施，如果试验系统峰值系数不能满足要求，两个试验则分开实施。由于高低压系统特性及继电保护特性不同，所以高低压电气设备峰值系数（依据标准GB∕T11022-2020《高压交流开关设备和控制设备标准的共用技术要求》以及GB14048.1-2012《低压开关设备和控制设备第1部分：总则》）也不尽相同，具体要求如表1、表2所示。对于峰值耐受电流的时间，高压电气设备一般按照0.3s实施，低压电气设备要求持续时间不应该小于0.3s。而短时耐受电流时间，高压电气设备额定短路持续时间的优选值为2s，也可以选取大于2s的值，如3s和4s，低压电气设备一般按照1s实施。动热稳定频率允差为±25％，电流应是额定值的±5％。 2试验回路 由于动热稳定试验对于试验电压没有要求，所以无论是低压还是高压电气设备的该试验，基于考虑试验的易于实现性及节约试验设备、运行成本，动热稳定试验都会采用低压回路实施，一般采用低压大容量短路试验回路。其试验原理如图1所示。低压电器试验系统一般采用电网作为试验电源，因为电网提供的试验容量一般能够满足试验要求。近年来，也有部分检测机构采用短路发电机实施高端大容量电器的短路相关试验。回路控制采用断路器与合闸开关的配合，一方面是两个开关可以解决试验时间较短（比如低压电器设备动稳定试验0.1s）、不能精准控制的问题，另一方面是利用合闸开关解决了关合过程精准控制合闸角度而保证了电流峰值的问题。调节电抗器与调节电阻器的配合可使回路达到要求的阻抗以及功率因数而达到调节回路稳定电流及峰值电流的目的。试验变压器是为了降低试验电压而达到降低功耗的目的，从理论上来说，试验电压越低，试验功耗就越小，但试验电压也不宜太低，因为开关本身具有一定阻抗，尤其电压越高，电气设备体积就越大，势必导致其本体阻抗越大，所以电压等级越高的电气设备试验电压也越高。 3试验注意事项及试验判据 为了尽可能地模拟系统事故工况，试品应安装于本体或等体支架上，触头压力应调节至产品规定的下限值，对于带有电流互感器的电气设备，如果电流互感器一次侧接入试验回路，应将电流互感器二次侧短接并可靠接地以防止试验过程中过电压的产生；如果电气设备具有过电流保护断开的功能，需采取保证回路通流不断开的措施。试品接入回路应模拟正常使用工况的机械应力，但不能超过实际使用的情况。如果检测机构设备不能满足试验要求，允许作以下变更，但应满足如下要求：式中：t1为实际试验的通电时间，t为规定的通电时间，I1为实际试验电流，I为试验电流要求值。试验后，需做试品和触头的外观检查；电气设备用正常操动方式操作应能正常动作，并能够承载相关额定连续电流；检查电气设备回路电阻的变化，应不超过20%，同时要求接地导体和元件保持连续性。 4试验实例 某箱变型号YBM-12/0.4-630,其主回路同时包含高压与低压，高压试验要求值分别为50kA（峰值）与20kA/4s（有效值）,低压试验要求值分别为63kA（峰值）与30kA/1s（有效值）。高压开关设备为两台高压环网开关柜（分别为C柜和F柜），根据标准要求两台高压柜都做，所以将其串联实施，F柜中有熔断器作为保护电器，为了保证试验电路连续性，采用与熔断器外形与尺寸近视的模拟熔体（铜导体）替代熔断器。由于高压试验要求的峰值系数为2.5，这样要求其功率因数约为0.08，阻抗比达到了13，而一般低压回路阻抗比小于7（回路功率因数大于0.15），所以一次试验不能满足要求，需要两次试验来实施，经过试验其波形图分别如图2和图3所示。51.96kA(A相)，40.11kA(B相),44.75kA(C相)，A相电流满足要求（不在中相），通电时间为0.3s，参数符合要求，试后无损伤、无变形、接头无熔焊，接地导体和元件保持连续性，回路电阻变化符合要求。在短时耐受电流试验，三相有效值分别为20.15kA(A相)，20.65kA(B相),19.92kA(C相)，其三相平均值为20.24kA，通电时间为4s。参数符合要求，试后无损伤、无变形、接头无熔焊，接地导体和元件保持连续性，回路电阻变化符合要求。高压回路动热稳定试验合格。低压回路主开关为保护电器万能断路器承担，在试验中切除断路器控制器电源以保证万能断路器不会因为过流或短路而误动作。低压试验要求的峰值系数为2.1，这样要求其功率因数约为0.2，低压大容量试验回路满足要求，所以一次试验即可，试验波形图如图4所示。三相有效值/峰值分别为30.21/44.73kA（A相），30.55/63.08kA（B相）,30.26/64.36kA（C相），最大峰值电流为64.36kA（C相），峰值电流试验参数符合要求。三相电流平均值30.31kA，通电时间为1s，短时耐受电流试验参数符合要求，根据客户要求计算三相焦耳积分各为（A相907.37×106A2s）、（B相941.97×106A2s）、（C相924.21×10A2s6）。试后无损伤、无变形、接头无熔焊，接地导体和元件保持连续性，回路电阻变化符合要求。低压回路动热稳定试验合格。 5结论 动热稳定试验由于试验电流大，回路及接线电阻无法准确推算，通电时间长，所以试验难度大。本文通过对高低压电气设备动热稳定试验的要求及试验回路、注意事项、判据做了详尽的阐述，并通过极具特征的具体事例分析，希望对于实施相关试验的检测人员及开关设计制造人员以借鉴。 作者：杨兴 康志林 李涛 单位：甘肃电器科学研究院

高压电气试验是判断电气设备的参数与绝缘性是否满足安全运行标准的重要方式，但是由于试验容易受到外界因素的干扰，造成试验结果出现误差，甚至会产生错误结果。所以，为了可以有效解决这一问题，就需要相关的工作人员对电力系统高压电气试验中所遇到的问题进行分析和总结，并根据这些探索有效的改善策略。 一、电力系统高压电气试验的简述 首先，一般对高压电气设备绝缘性能的检测工作是工作人员实施电气试验前的必要内容，其目的主要是为了能够确保供电系统可以处于一个较为稳定、安全的环境下运行，而这就必须加强监督管理高压电气设备，为这项工作的有效落实奠定基础。工作人员要想获得真实有效的电气设施资料，通常需要采用高压电气试验来实现，这样才可以为电气设施的正常、稳定运行提供数据支撑。因此，保证供电系统安全稳定运行的重要因素就包含电力系统高压电气试验工作。其次，随着互联网技术的快速发展，一些电力企业及技术人员逐渐在高压电气试验工作中融入先进的技术与设施，通过对传统试验方式及步骤的优化与创新，来进一步推动我国电力供电系统的持续发展。在这一背景下，电力系统所需的设施数量与种类也得到了提升，设备的安全性、稳定性以及效率等都有所提高，逐渐转向自动、智能、小型的方向。最后，在电力系统高压电气试验项目中，一些新型的科学研究方法也被更多应用，比如在检测频带的过程中，一些技术人员就将GIS工具的局部放电超声波技术应用于此，这样可以准确检测出设备故障问题的发生位置，有效提升了故障维修的效率。还有一些实验人员为了提升电气设备的抗干扰能力，会采取超低频试验电源的方式，以此来确保试验结果的准确性。 二、电力系统高压电气试验结果出现误差的原因 (一)高压电气试验设备接地不规范，介质损耗 耦合电容器等设施一般是直接与线路进行连接，不过工作人员会为了确保线路检修工作环境的安全，会将这种大型电容量设施顶部直接与地面相连，这样检修人员就可以通过临时地线工具和电路的接地开关完成相应的检修工作。不过，在特殊情况下，如果同时使用电容形式的电压互感器与耦合电容器，连电现象就不容易控制，这时就需要相关的工作人员可以有所察觉，意识到附加式电阻被串联到电容器上了，因为电气设施的电容量进一步增加，其电阻会保持原本的数值，就会造成介质的损耗。 (二)高压电气试验的设施没有接地，试验结果存在误差 店里工作人员一般会选择TV和TA进行相互转换来开展高压电气试验操作，由于TV和TA都满足电磁感应规律，所以电路TV和TA的变化会被绕组匝数总和所影响。假如，工作人员在正常的电气试验中没有对其实施二次绕组接地，就会造成试验结果出现误差。因此，要想可以获得可靠、准确的参考数据，就必须确保完成接地工作后在进行TV和TA的二次绕组。如果高压电气试验的对象被工作人员定为定力变压器，就会造成空载变压器所测量电力数据与能量损耗都与该仪器出厂时的数据有差异。根据上述分析可知，电力系统中TV和TA的二次绕组没有进行接地操作是造成这两种数据出现误差的重要因素。TV和TA的电容通常都被集中于一次绕组或二次绕组，以及大地中，如果缺少二次绕组接地操作的实施，就会使得电力系统的电流出现混乱，导致实验高压电气仪表的数值出现问题。因此，相关工作人员要想确保高压电气试验结果的准确，就需要严格把控试验的安全度和数据结果的可信度，通过合理的手段保证接地工作的有效完成。 (三)外界环境的变化引起试验结果的误差 外界环境的变化所引起的试验结果不准确，这种情况通常会出现在有较大容量的设备上，如耦合电容器、电容式电压互感器等仪器设备。据悉，某电力公司进行发电机转子绝缘性与预防性试验时，转子绕组直流电阻的阻值一直不是很稳定，为了保证电力设备的正常运转电力维修人员就需要花费更多时间。因此，为了解决这一问题工作人员进行了多次试验，并最终得出结论:该公司所处区域的昼夜温差过大，造成转子绕组导体产生裂痕，从而致使试验结果出现偏差。 (四)绝缘带问题对试验结果产生的影响 在试验过程中绝缘带会对测试装置的绝缘数据造成一定的影响，通过多次试验分析后得知，塑料材质的绝缘带会造成试验结果与规范数值出现较大的偏差，所以在高压电气试验的过程中为了保证试验数据的准确性，使试验结果与规范数值可以接近，就需要去除引线外层所包裹的塑料外壳。 三、结语 目前国内在高压电气试验操作方面还存在一些不足，在实际操作的过程中这些缺陷一般不易被发现，但如果不对此进行严格的控制，就可能会造成较大的误差问题。因此，相关的工作人员应该进一步加强技术研究，通过对目前所遇到问题的分析与总结，不断提升操作手段，以此来促进电力系统高压电气试验的科学性与准确性。 参考文献: ［1］李铭杰．电力系统高压电气试验技术问题的重要性研究［J］．科学与财富，2017(15)． ［2］周娟，王超．电力系统高压电气试验技术问题的重要性分析［J］．企业技术开发，2015(6):86-87． ［3］杨保洪．论电力系统高压电气试验中技术问题的重要性［J］．科学技术创新，2015(2):151-152． 作者:卢四平 单位:湖北咸宁国网湖北省电力有限公司咸宁供电公司

高压电气试验是判断电气设备的参数与绝缘性是否满足安全运行标准的重要方式，但是由于试验容易受到外界因素的干扰，造成试验结果出现误差，甚至会产生错误结果。所以，为了可以有效解决这一问题，就需要相关的工作人员对电力系统高压电气试验中所遇到的问题进行分析和总结，并根据这些探索有效的改善策略。 一、电力系统高压电气试验的简述 首先，一般对高压电气设备绝缘性能的检测工作是工作人员实施电气试验前的必要内容，其目的主要是为了能够确保供电系统可以处于一个较为稳定、安全的环境下运行，而这就必须加强监督管理高压电气设备，为这项工作的有效落实奠定基础。工作人员要想获得真实有效的电气设施资料，通常需要采用高压电气试验来实现，这样才可以为电气设施的正常、稳定运行提供数据支撑。因此，保证供电系统安全稳定运行的重要因素就包含电力系统高压电气试验工作。其次，随着互联网技术的快速发展，一些电力企业及技术人员逐渐在高压电气试验工作中融入先进的技术与设施，通过对传统试验方式及步骤的优化与创新，来进一步推动我国电力供电系统的持续发展。在这一背景下，电力系统所需的设施数量与种类也得到了提升，设备的安全性、稳定性以及效率等都有所提高，逐渐转向自动、智能、小型的方向。最后，在电力系统高压电气试验项目中，一些新型的科学研究方法也被更多应用，比如在检测频带的过程中，一些技术人员就将GIS工具的局部放电超声波技术应用于此，这样可以准确检测出设备故障问题的发生位置，有效提升了故障维修的效率。还有一些实验人员为了提升电气设备的抗干扰能力，会采取超低频试验电源的方式，以此来确保试验结果的准确性。 二、电力系统高压电气试验结果出现误差的原因 (一)高压电气试验设备接地不规范，介质损耗 耦合电容器等设施一般是直接与线路进行连接，不过工作人员会为了确保线路检修工作环境的安全，会将这种大型电容量设施顶部直接与地面相连，这样检修人员就可以通过临时地线工具和电路的接地开关完成相应的检修工作。不过，在特殊情况下，如果同时使用电容形式的电压互感器与耦合电容器，连电现象就不容易控制，这时就需要相关的工作人员可以有所察觉，意识到附加式电阻被串联到电容器上了，因为电气设施的电容量进一步增加，其电阻会保持原本的数值，就会造成介质的损耗。 (二)高压电气试验的设施没有接地，试验结果存在误差 店里工作人员一般会选择TV和TA进行相互转换来开展高压电气试验操作，由于TV和TA都满足电磁感应规律，所以电路TV和TA的变化会被绕组匝数总和所影响。假如，工作人员在正常的电气试验中没有对其实施二次绕组接地，就会造成试验结果出现误差。因此，要想可以获得可靠、准确的参考数据，就必须确保完成接地工作后在进行TV和TA的二次绕组。如果高压电气试验的对象被工作人员定为定力变压器，就会造成空载变压器所测量电力数据与能量损耗都与该仪器出厂时的数据有差异。根据上述分析可知，电力系统中TV和TA的二次绕组没有进行接地操作是造成这两种数据出现误差的重要因素。TV和TA的电容通常都被集中于一次绕组或二次绕组，以及大地中，如果缺少二次绕组接地操作的实施，就会使得电力系统的电流出现混乱，导致实验高压电气仪表的数值出现问题。因此，相关工作人员要想确保高压电气试验结果的准确，就需要严格把控试验的安全度和数据结果的可信度，通过合理的手段保证接地工作的有效完成。 (三)外界环境的变化引起试验结果的误差 外界环境的变化所引起的试验结果不准确，这种情况通常会出现在有较大容量的设备上，如耦合电容器、电容式电压互感器等仪器设备。据悉，某电力公司进行发电机转子绝缘性与预防性试验时，转子绕组直流电阻的阻值一直不是很稳定，为了保证电力设备的正常运转电力维修人员就需要花费更多时间。因此，为了解决这一问题工作人员进行了多次试验，并最终得出结论:该公司所处区域的昼夜温差过大，造成转子绕组导体产生裂痕，从而致使试验结果出现偏差。 (四)绝缘带问题对试验结果产生的影响 在试验过程中绝缘带会对测试装置的绝缘数据造成一定的影响，通过多次试验分析后得知，塑料材质的绝缘带会造成试验结果与规范数值出现较大的偏差，所以在高压电气试验的过程中为了保证试验数据的准确性，使试验结果与规范数值可以接近，就需要去除引线外层所包裹的塑料外壳。 三、结语 目前国内在高压电气试验操作方面还存在一些不足，在实际操作的过程中这些缺陷一般不易被发现，但如果不对此进行严格的控制，就可能会造成较大的误差问题。因此，相关的工作人员应该进一步加强技术研究，通过对目前所遇到问题的分析与总结，不断提升操作手段，以此来促进电力系统高压电气试验的科学性与准确性。 参考文献: ［1］李铭杰．电力系统高压电气试验技术问题的重要性研究［J］．科学与财富，2017(15)． ［2］周娟，王超．电力系统高压电气试验技术问题的重要性分析［J］．企业技术开发，2015(6):86-87． ［3］杨保洪．论电力系统高压电气试验中技术问题的重要性［J］．科学技术创新，2015(2):151-152. 作者:卢四平 单位:湖北咸宁国网湖北省电力有限公司咸宁供电公司

铁道论文:铁道车辆车体强度提高研究 摘要： 介绍了以铁道车辆结构的高强度化及轻量化为目标，对车辆结构的最优化方法所开展的研究工作。 关键词： 铁道车辆；结构；最优化方法；日本 1概述 近年来，对于铁道车辆提出了诸如安全性、高速化或乘坐舒适度等各种各样的迫切要求。应该对铁道车辆的车体结构进行设计，来满足这类需求。而关于高强度化与轻量化，如从结构方面看，有相反的要素。另外，为评价可靠性，也有必要研究车辆车体结构及焊接区的寿命，不过，传统的设计方法中难以开展这类研究。针对这样的课题，瞄准确立车体结构合理设计方法的目标，引进了有限元法数值仿真的结构优化方法。该优化方法已在汽车、航空、设备、机组等各个领域应用，但是，零部件规模的应用占据大多数比重。铁道车辆作为大型结构物，由于载荷传递复杂，认为要将整个车体结构列为对象的研究必不可少。因此，本研究以原有的车辆车体结构为对象，精确地建立整车模型，构建假定能实现高强度以及轻量化的车体结构设计的结构优化方法。同时，关于车体焊接区，也根据建立精密模型的方法，研究建议的高可靠性车体结构方法的可行性。 2车体结构优化方法 2．1结构优化的分类 假设大致划分寻求结构优化的方法，而这些结构收稿日期：2015－09－28要满足根据某原型的结构所给与的设计必要条件，则有尺寸优化、形状优化、拓扑学优化等3种方法［1］。尺寸优化是将现行设计的尺寸作为设计变量，进而当作参数进行评价的方法。最优化方法中应用了线性规划法［2］等。假设外形形状为设计变量的形状优化，以及内部结构也设定为设计变量的拓扑学优化是根据组合FEM分析、灵敏度分析、最优化方法，进行结构优化的方法。这些方法的设计变量多，所以，虽说优化的自由度高，可是，在收敛性方面，需要最佳性基准法［3］等适当的优化方法。本研究中根据对生产制约等了解少的情况，认为拓扑学优化的结果评价困难，所以，运用形状优化法进行研究。该方法的优点是可以考虑强度、刚度、局部压曲以及几何约束等诸多的约束条件。此外，也容易开展实体结构的设计，缺点是对FEM分析的早期网格的依赖性大，要素出现变形（或分布不均）情况下，需要变更网格。因此，形状变更范围狭窄，大幅提高性能就要借助于拓扑学优化法。 2．2形状最佳化 形状最佳化是将FEM模型的边缘及几何表面的边界部节点作为设计变量，进行最佳化的方法。该方法1973年由Zienkiewicz与Campbell［4］建议采用，统一FEM分析及灵敏度分析，求解结构的均衡状态与设计灵敏度。运用该灵敏度，根据最优化作为设计变量的节点坐标的方法进行更新，是推导出最佳结构的途径，由此，面向实用化开辟了通道。不过，本研究中应用的非参数形状最佳化［5］，为缓和应力，在表面变更的同时，变更有限元网格的过程带来最大的困难。许多的形状最佳化程序，每一个最佳化环节（回路），自动地再生成有限元网格，避免变更原有网格的处理。因此，早期的要素拓扑学（初期网格）被破坏，多数情形下，成为新的模型被建立。一边保持要素拓扑学，一边由表面部分按顺序计算网格的变更，这样实施的程序少。本研究中，将形状变更范围设定为要素尺寸以下，根据约束条件的设定，做到避免要素拓扑学的破坏，实施了形状最佳化。 2．3结构最佳化算法 为实现原有的不锈钢制车体结构的高强度化及轻量化目标，提出结构最佳化算法的建议。本研究中，为进行原有车体结构的最佳化，应用形状最佳化的方法。此外，由于铁道车辆是大型结构件，其实际动态复杂，运用部分模型评价载荷传递路径及应力的大小是困难的。另一方面，承受高载荷区域，是限定的区域，基于单车车体模型实施最佳化的方法并不高效。因此，如图1所示，首先根据单车车体的精密模型实施应力分析，根据评价高载荷区域以限定结构最佳化的实施区域。其次，根据部分车体结构模型，实施结构最佳化。这时，由一个车辆模型的分析结果来决定载荷条件。车辆的车体结构有许多部位是同一结构，所以，不但将根据结构最佳化以实现高强度化及轻量化的结构应用于该部位，而且，也对相同部位予以同样的应用。最后，根据应用了最佳化结构的单车车体模型进行应力分析，验证其结果，不满足最佳条件的情况下，再次实施部分区域的评价。 3部分车体结构建模 3．1分析模型结构 最佳化方面，基于FEM应力分析的精度是重要的。因此，建立图2所示的部分车体结构模型，验证了进行结构最佳化是否得到足够的精度。该车体结构是既有线用不锈钢制作车体侧墙板块的普通车体。由接头构件结合外板、侧柱、腰带组成车体。关于构成模型的要素，因为外板及骨架是薄板结构，所以应用薄壳结构要素。点焊部有必要建立更精确的模型，所以，并非只基于刚体要素的结合，而是运用实体要素与刚体要素，才能做到描述力学上的实际动态。建立点焊部模型的情况下，普通的方法是，如果为通用FEM代码，就运用再现焊接的刚体要素以结合模型。但是，本模型因为是刚体要素，并不能表达点焊部（熔核）的弹性状态。因此，使用实体要素建立点焊部的模型，通过运用刚体要素结合这类要素与构件的壳体要素，建立了能再现点焊部的FEM分析模型。至于刚体要素，根据从实体要素结合到壳体要素的节点间的距离，对载荷传递进行加权计算，由此，因为能够结合成任意的网格模型，不依赖于结合构件的网格形状，可再现点焊区，评价点焊内部及焊接引起的应力集中。 3．2部分车体结构模型的验证 3．2．1基于部分车体结构模型的应力分析 利用图2所示的部分车体结构模型，进行了应力分析。从材料常数看，由于模拟SUS304不锈钢，所以设定弹性常数为210GPa，泊松比为0．3。此外，也考虑构件间的接触进行计算，所以，设定摩擦系数为0．3。从边界条件看，为了与下节所述的试验相吻合，载荷条件设为10kN。另一方面，约束条件设定腰带两端完全固定。图3为基于FEM应力分析结果所得到的最大主应力轮廓线图。将在分析结果中计算的高应力部位，以及在点焊区等应该关注的部位设定为下节的强度试验中的应力测试点。 3．2．2基于部分车体试件的强度试验 为验证基于壳体要素描述的车体结构以及运用实体要素的点焊区模型的妥当性，采用与图2的部分车体结构与形状相同的实物大小的部分车体试件（图4），实施了拉伸试验。试样采用SUS304不锈钢。此外，拉伸试验的载荷条件与应力分析的载荷条件相同，为10kN载荷。试件的约束条件为固定腰带的两端。由此，通过使侧柱向上方拉伸，在腰带的接合部位附近施加载荷。应力的测试采用应变计，由测试的应变根据弹性系数进行换算。应力测试点是由分析结果选定的图5所示部位。 3．3分析与试验结果的比较 表1给出分析及基于实物大小的部分车体结构试件进行的拉伸试验得到的各测试点的应力。如表1所示，在低应力部分虽然有若干波动，可是，高应力部分却能够以充分的精度再现出来。在低应力部分产生波动的原因，可以推测为缘于试验中测试应力低的情况下，测试误差较大。至于测试点1～测试点5，是点焊区附近的测试结果，但可看到分析与试验结果十分吻合，因此，可认为点焊区的建模是妥当的。 4基于单车车体模型的强度分析 4．1分析模型 为实现结构最佳化，评价运行时车体结构承载载荷的传递路线及发生应力分布，利用图6所示的既有线用不锈钢制车辆的单车（1辆车）车体模型，基于FEM实施了动态应力分析。从分析中应用的要素看，车体构件是三维壳体要素，点焊区是刚体结合的连接要素。分析模型只考虑将车体结构的地板下机组及制冷装置等附带设备，作为质点表示的载荷（或质量），没有考虑内装修（如座椅等）。 4．2分析条件 作为应力分析中的载荷条件，对枕梁两端部的空气弹簧安装部位施加了加速度。根据运行试验中产生了最大应力时的加速度测试值，假定了从1位到4位的加速度（图7）。图7（a）是以车体长度方向为轴的无扭转的垂直方向的变化；图7（b）是车体有扭转的条件。 4．3高载荷区域的评价 从运用单车车体模型实施动态应力分析的结果得知，由枕梁起靠近车体中部的侧墙体，尤其是车窗转角部以及车顶上安装制冷机组附近产生明显的应力。本文考虑节省篇幅，只论述车窗转角部位。如按照有、无扭转情况的比较，则车体有扭转条件下产生了高应力；车体无扭转情况下，车体侧面的应力分布大体上呈现左、右对称。有扭转情况下，1位、4位及2位、3位分别形成同样的应力分布。图8表示车体有扭转条件下车体侧面的应力分布。 5车体模型的结构最佳化方法 5．1面向最佳化的FEM分析 根据前节所述的基于单车模型进行动态应力分析的结果，已弄清楚了车体侧面的车窗转角部形成高载荷区域。因此，就这些区域而言，建立适于FEM分析用详细的部分车体结构模型，将高强度化及轻量化作为最佳的必要条件，尝试结构的最佳化。实施结构最佳化时，运用了FE－Design公司研制的结构最佳化工具TOSCA［6］。实施结构最佳化时，建立了图9所示的车体结构侧面的FEM分析模型。从该分析模型看，为提高计算精度，相比于单车车体模型，设定了更为精细的网格模型。根据3．1节中说明的应用了实体要素的方法，建立了点焊区模型。车体侧面的模型是由侧墙外板、使用了帽形型材的柱件及腰带、接头等构件构成的。因为构件全部用板材，所以，分析模型使用壳体要素。此外，关于外板的压肩部使用钢板用的粘接材料，分析中使用NASTRAN的黏着功能来描述。至于结构最佳化的过程，由单车车体模型切出高载荷区域作为部分车体结构模型，以部分车体结构模型为对象进行应力分析，运用所谓Zooming法［7］。从部分车体结构模型的边界条件看，根据将单车车体模型的边界节点的位移值作为强迫位移施加的方法，使得与单车车体模型的应力载荷状态相同。由此，就能够只在高载荷区域用更精细的网格模型进行计算。 5．2关于最佳化条件 本研究中根据形状最佳化方法实施车体结构的高强度化及轻量化。作为最佳化条件的设定，首先，从进行最佳化的设计区域看，只设定柱件及车顶椽子等骨架结构，外板除外。这是为了不改变车体结构的外观。关于点焊区，因为利用刚体要素结合壳体要素与实体要素，所以，设计范围不包括点焊部。其次关于目标函数与约束条件，假设各个应力与质量。将应力的最大值作为目标函数，使该值为最小，将轻量化率作为约束条件进行指定，以便部分车体结构的质量按照指定的比例（轻量化率）减小。作为载荷条件，能够同时考虑多数情形。因此，由基于单车模型的前述的2种加速度条件（图7中车体有、无扭转）的分析结果，分别计算出部分车体结构模型受到的强迫位移，将计算结果作为载荷情况应用。 5．3车体的最佳结构 应用前文所述的应力分析模型，以及根据应用最佳化条件的非参数形状最佳化方法，为实现车体侧面车窗转角部的高强度化与轻量化，实施了最佳化。结构最佳化计算，首先，为减小质量，使涉及范围的要素均等地缩小。例如，缩小骨架构件或者缩小接头构件。然后，对已修正的形状进行应力分析，根据计算结果，将应力高的部位相对于应力缓和方向扩大形状。反复进行这一工作程序，直至满足最佳化条件。最佳化条件的设定，作为约束条件，设定质量减轻的比例（轻量化率）为0％、12％和20％。作为目标函数的应力，将最大值设定为最小（降低设计范围内的最大应力值）。图10表示基于结构最佳化方法，轻量化率的变化与最大应力值的降低。由该计算结果可知，经过10次左右反复计算，其计算结果收敛。通常情况下，结构最佳化方面需要几十次至几百次左右的反复计算，而本方法仅用少量的反复计算次数，就能达到计算结果收敛。这可认为是应用最佳性基准法的效果。第1次计算中，由于缩小形状的比例高，所以，应力值比初期值升高。在以后的反复计算中，要求应力值缓和以进行结构最佳化。图11为在设定轻量化率为12％的情况下，最佳化前后的应力轮廓图。观察图11的模型形状，则骨架的形状发生了变化，可知应力值也在缓和中。从最佳化后的部分车体结构看，虽然相比于初期形状质量降低了12％，但最大应力值却减小了12％。图12表示骨架结构形状的变化。从骨架构件看，可知由于做成曲线形状，比呈直线形状的弯曲强度要高。还需要开展制造上的约束等研究。通过形状变化，由于强度提高，形状缩小成为可能。关于车顶部等其他高应力区域，同样实施结构最佳化。由于在车辆车体结构的相同构件上应用的缘故，可推测车辆整体强度会提高。另外，关于高强度化与轻量化的效果，通常情况下存在协调（平衡）的关系。因此，对于单车模型应用最佳化的部分车体结构，分别评价了效果。其结果见图13，根据结构最佳化的约束条件，改变了最佳化载荷的结果，表明了在保持质量不变的情况下，最大发生应力可降低40％；在保持最大应力值情况下，能够实现7％的轻量化。 6结束语 瞄准铁道车辆车体结构的高强度化及轻量化目标，对结构最佳化的一种有效方法即非参数形状最佳化方法开展了研究。为应用于车辆车体结构，在单车整体的FEM分析中，运用Zooming法，力求分析的高效化，将根据结构最佳化所得到的部分区域的车体结构模型，应用到单车模型中，再次实施结构最佳化，直至达到规定的目标值，建立了结构最佳化的算法。列为形状最佳化对象的部分车体结构模型，要求能够高精度，并且有效地评价点焊区及其周边的应力状态，进而建立模型。关于应力分析精度，利用实物大小的车体结构试件进行拉伸试验，模拟了车体试件实施应力分析，根据与试验结果比较的方式，确认了分析模型的妥当性。作为结构最佳化的实例，运用不锈钢制作精确的车辆单车车体模型，将运行试验数据作为边界条件施加，进行动态应力分析，评价了车体的高应力部位。基于该分析结果，以车体侧面车窗转角部附近区域为对象，实施结构最佳化，寻求最佳结构，能够得到提高强度的形状。将最佳化部分区域的骨架结构应用于单车车体模型的方法，可以使车辆整个车体实现高强度化及轻量化。 作者:高垣 昌和 单位:日本 铁道论文:铁道运营管理专业顶岗实习 【内容摘要】 本文就铁道运营管理专业“2+1”顶岗实习模式下集中型管理展开研究，分别讨论了“2+1”顶岗实习模式下集中型管理模式、集中型管理概况以及集中型管理现状分析，最后提出了铁道运营管理专业“2+1”顶岗实习模式下集中型管理的改进措施。 【关键词】 “2+1”顶岗实习模式;集中型管理;铁路运营管理 一、“2+1”顶岗实习模式下集中型管理模式概述 所谓“2+l”教育模式，即学生在学校学习两年后，最后一学期或两学期要到专业对口的企业等用人单位，由企业安排在一定工作岗位上实习，然后由学校统一组织毕业考核、就业指导等。在学生实习过程中，企业按需培训，校企双方共同管理，为学生提供实习机会，毕业时能做到就业与社会的要求无缝接轨，实现高职教育技能型、应用型人才的培养目标。集中顶岗实习模式一般是在院系与企业合作建立起的校外实习基地进行，校外实习基地用工量较大，专业对口率高，院系相关专业可统一组织安排学生进行集中顶岗实习。集中型顶岗实习模式在管理流程中贯彻了“几个统一”，即统一实习基地、统一实习计划、统一实习管理、统一实习指导、统一实习检查、统一实结等。这种模式在管理和专业教育上整体效率较高，管理成本相对较低，效果较好，利于专业教学目标的实现。 二、铁道运营管理专业“2+1”顶岗实习模式下集中型管理 武汉铁路职业技术学院铁道运营管理专业学生在完成两年或两年半的专业学习后，就要到对口的企业进行为期一学期或两学期的实习。虽然参加实习的学生有的已签约铁路局，有的还未签约就业单位，但均属于专业对口的顶岗实习。对这部分学生顶岗实习的管理，武汉铁路职业技术学院铁道运营管理专业采用的是集中型管理，其具体的操作流程如下:一是学校联系实习单位，由实习单位确定所能接受的实习生数量。二是学校落实学生的具体实习车站，一般来说，分到车站的学生人数较多，一般都有几十个人，指派专任教师或已退休辅导员跟班指导实习，并确定实习学生中的学生会干部充当在站实习学生负责人，协助教师指导实习。三是召开实习动员会，由跟班指导实习教师与辅导员对学生分别进行安全教育，填写安全协议书等。四是学生和指导教师进驻武昌站、汉口站等，正式开展为期一学期或两学期的顶岗实习。五是学生进入车站后，由车站安排具体实习岗位，一般来说学生会安排检票、售票，站厅服务等岗位。六是学生正式上岗实习，由企业和学校进行双重管理。企业实习负责人、学校指导教师、实习学生负责人定期召开会议，就某阶段实习情况进行汇总，了解企业、学生、教师三方的意见，并进行沟通。七是实习结束前，指导教师根据学生表现及企业反馈情况进行实习成绩的双重考核。 三、铁道运营管理专业“2+1”顶岗实习模式下集中型管理现状分析 近几年来铁道运营管理专业在武昌火车站、汉口火车站、武汉火车站三大站对“2+1”顶岗实习模式下的集中型管理进行了实践。在实践过程中发现，集中型管理实施过程中存在着一系列问题。 (一)顶岗实习计划的制定和落实不合理。从学校层面来说，顶岗实习计划是由跟班指导教师制定。从实习的实际情况来看，三大客运站都是以自己的生产计划来安排铁道运营管理专业学生的顶岗实习，并没有考虑到学校制定的顶岗实习计划。学校对学生实习内容的安排没有主导权，形成了一味配合运输企业岗位需求的怪圈，学生的专业技能难以得到提升，顶岗实习的效果大打折扣，不利于人才培养方案的完成和完善。 (二)岗位层次过低、顶岗实习轮岗难。武汉铁路职业技术学院铁道交通运营管理专业与武昌车站、武汉站和汉口车站形成了长期合作关系。通过近几年合作，发现铁路运输企业从自身的岗位需求出发，将学生安排在检票、售票、放行等简单重复性的一线基层岗位上，学生很少能在专业技能较强的岗位上顶岗，更不用说企业的核心技术岗位。而且为了减少顶岗实习对生产的影响以及管理的方便，将轮岗这一环节舍弃，学生几乎没有轮岗机会，学生在同一岗位实习一段时间后，觉得顶岗实习没有挑战性，跟专业相关性低，甚至产生车站的工作是个人都会做这样的想法。 (三)顶岗实习学生工作积极性低。铁道交通运营管理专业在武昌火车站、汉口火车站等单位实习时，企业提供实习学生住宿、工作餐，除此之外，没有任何酬劳，这是影响学生工作积极性的主要因素。另外，学生进入三大车站实习后，安排的基本都是检票、售票、站厅服务等岗位，实行三班倒的工作制，遇节假日客流高峰时，还需要加班。学生认为自己没拿任何劳动报酬，是车站的免费劳动力，自己到车站实习没学到什么专业知识和技能，一点都不划算。而且实习的学生长期处于比较嘈杂的环境，经常上夜班，辛苦且无法忍受，岗位适应能力差。 (四)部分学生面临就业困境，实习不安心。在实习期间，有的学生已签约其它铁路局，而有的学生还未落实工作单位，造成在实习期间部分学生面临找工作这样的困境，导致实习期间，学生请假外出面试应聘，给实习单位的工作安排带来不便。而有的学生由于家里已联系了其它的工作单位，想去就业单位实习，但按照学校规定又必须留车站实习，觉得在车站实习纯属浪费时间，故实习期间也是得过且过，实习效果非常不理想。 四、铁道运营管理专业“2+1”顶岗实习模式下加强集中型管理的措施 武昌火车站、武汉火车站、汉口火车站与武汉铁路职业技术学院铁道运营管理专业形成了长期的合作关系，在学校出台顶岗实习学生自主确定实习单位后，就出现部分学生不愿意在这三个客运站进行顶岗实习的现象，为此，有必要对“2+1”顶岗实习模式下的集中型管理进行改进。 (一)校企共同制定集中式顶岗实习计划。根据学生身心特点，共同制定适宜的实习计划和管理办法。计划明确实习目的、实习内容及能力目标，明确双方的权利、义务以及学生实习期间双方的管理责任。根据岗位、三班倒情况，对实习学生进行分小组管理，强化离站外出请假规定，强化早晚车站留宿情况的检查。 (二)做好入职前的教育。统一组织学生进行实习前的入职培训，培训内容包括学生实习的意义、安全教育、家长告知与请求协助、岗位操作规程、职业素养教育、出勤管理、实习的考核内容、实习成绩评定办法、实习资料的上交等，让学生对即将工作的单位和岗位内容有系统的了解，尽快进入工作角色。特别是针对前往三大车站实习的学生做好人身安全保护教育。 (三)多岗位轮换顶岗实习。通过轮岗，一方面，学生可以适应不同岗位要求，熟悉各岗位对知识技能的要求;另一方面，通过不断轮岗实习，学生最终掌握了众多岗位技能，一专多能，以适应运输企业的众多岗位，这对于那些已签约铁路局的学生来说非常有利。这部分学生由于专业对口，在没有去用人单位就业之前，是非常愿意在运输企业提前进行专业对口的实习。 (四)实习企业提供适当实习报酬。学习生在选择实习单位时，有些比较看重实习单位支付的实习报酬，有些会看重工作经验和专业知识技能。铁路运输企业由于自身职工人数不足，客流变化大，长期需要大量的实习生来补充企业的岗位，为保证顶岗实习的可持续性，在考虑提升专业知识的技能的前提下，应支付学生适当的实习报酬，保证实习学生的工作积极性。 (五)建立实习奖励制度。顶岗实习是高职教育的重要组成部分，需制定完善而有效的实习奖惩制度，企业指导教师、跟班指导教师、班主任三方共同评定的成绩作为该学生的实习成绩，实习结束后对实习优秀的同学进行大力表彰和奖励。并且在学生职业技能考证中，考虑学生的顶岗实习情况。如部分学生考客运员的职业资格证，如果参加了车站客运岗位的实习，在客运员实践技能考证中可以申请免考。 作者：张立平 叶清贫 石烺峰 单位：武汉铁路职业技术学院 铁道论文:铁道车辆转向架重型转盘设计 1装置构成设计与实施 该转向架重载转盘由盖板、转盘架、转盘定位装置、上轮器及活动手柄、液压泵站、遥控装置等组成。 1.1盖板盖板由防滑花纹钢板及构架组成，与转盘架通过螺栓连接，构成转盘盘面。转盘旋转时，盖板始终保持在同一水平面内，与周边混凝土地坪圆心同心，与地坪高差处无凸台，平滑过渡，方便作业。 1.2转盘架及回转装置转盘架由相互垂直的两股轨道（轨距为1435mm）及焊接构架组成。转盘架整体支承在直径φ2100mm的单排球式回转支承上，增大中心点支撑，垂直和偏载能力达300t以上，整个结构具有足够的承载强度及刚度、过轨的偏载强度和抗冲击强度，保证旋转作业无扇形摆动和轴间晃动，转动方便灵活，无别劲现象。 1.3转盘定位及支撑装置转盘盖板边缘处设置可转动定位板，并与存放线轨道的定位装置锁定，保证转盘轨道与地面线路钢轨对位准确，并防止过机车和推动转向架过轨时转盘转动，又是过机车时支撑点，保证机车通过时整机通过载荷能力。 1.4止轮器转盘配有2套止轮器，防止转盘转动过程中，转向架自由转动，造成转向架脱轨。 1.5活动手柄转盘盖板上设置2套美观实用的活动手柄，不用时，可拔出放在一边，需要使用时，插入盖板上的方孔即可。 1.6转盘地面轨头固定装置主要解决机车、转向架上下转盘时冲击轨道引起的地面轨头松动。 1.7转盘上“井”轨道端部均设有支撑轮，保证转盘转动到任何位置平衡和稳定性。 1.8基坑内设有固定的检修照明装置，方便检修。 1.9变频调速装置启停时，实现缓启缓停，减少冲击，精准定位。 2设备装置的主要技术特点 主体结构为框架形，承重轨道固结在主梁上，2主梁由多个连接梁连接。转盘回转定位轴从中间连接梁穿过，定位轴除起回转定位作用外，还可以承受转盘径向和轴向向上的外载荷。圆形台面面板和辅助梁固结在主体框架上，形成转盘钢结构主体。8个钢制车轮固结在4个主梁两端，承受全部自重和外载荷。车轮在圆坑内环行轨道上运行。转向架转盘为圆形地坑式布置，上设相互垂直的两股轨道，旋转工作中转盘轨顶与车间轨顶保持齐平。转盘旋转面板与周边地坪圆柱形孔壁同心定位。转盘转动时平稳、轻便、灵活，承载能力强。转盘转动时对位准确，无扇形摆动和轴间晃动。转盘设有转向架、轮对止轮器，以防止转向架、轮对脱轨。 止动装置安全、可靠。转盘可顺时针和逆时针回转，转盘轨道日常处于过机车状态，转向架转向后，转盘返回过机车状态。定位状态下，轮对、转向架及车辆通过转盘时，转盘在径向移动不大于2mm，周向不大于2mm。转盘轨道与库内钢轨的对位误差满足：纵向间隙≤4mm，顶面高差≤2mm，侧向偏差≤2mm。转盘面板与转盘上钢轨轨面高差≤2mm。转盘圆周基础坑的上地面与转盘台面平齐，即转盘台面与库地面平齐，无凸台。转盘台面外侧圆周与转盘基础坑圆周，在任何转动位置的间隙≤10mm。转盘圆周基础坑的上地面与库地面成一体，无接缝，且与库地面平齐。设备工作中不能对轮对踏面等部位造成损伤。 3设备能力参数及控制线路 3.1设备能力参数转盘直径Φ6000mm。转盘旋转承载45t。转盘过车载重100t。轨距1435mm。外形尺寸Φ6000×1000mm。转盘钢轨与存放线钢轨对位偏差要求：钢轨纵向间隙≤4mm，轨顶高差≤2mm，接头侧向错位≤2mm。液压系统工作压力16MPa。总功率11kW。旋转速度0.2～2r/min。操作方式：遥控/电动。遥控器主要技术参数：a操作温度：-45℃～80℃；b识别码：32位元组（约43亿组）；c汉明码≥4；d抗静电 15kV；e操作距离可达50m。 3.2控制线路 4结论 铁道车辆转向架重型转盘设计成功，实现了当初的设计初衷。该装置具有设计精巧、适用性强、质优价廉、操作简便、防误措施完备、安全性能好的特点。投入使用后，切实优化了车辆转向架分解、组装流水线的功能，是一套适用性较高的车辆修造装置。 作者：于洪易单位：哈尔滨铁路局哈尔滨铁路车辆段 铁道论文:铁道工程概论课程教学研究 1针对铁道工程概论课程的多元化教学模式 1．1课堂教学和讨论 立足于学生的实际水平和培养目标的要求确定教学目标，由于本课程是作为交通运输专业学生学习后续专业课的前期准备，因而教学内容的组织以“广度优先”为原则，注重培养学生专业素质和分析问题的能力，降低对初学专业知识的学生而言层次过深、难以理解部分内容，如力学分析等的学习要求，适当增加与其专业关系密切的如铁路运输设备、车站和铁路运输组织等知识的比例。对课程中学生自己能自学或一看就明白的内容，教师在课堂上可少讲，把讲深的重点放在对一些难点的讲解上［3］。同时采用课堂提问形式，培养学生预习、复习教学内容的习惯;开展小组讨论，培养学生互助和互动学习的能力;鼓励学生在已有知识的基础上通过自学探寻分析、解决问题的方法，培养他们探索学习的能力等等。 1．2课后交流按照认知主义学习理论，仅凭课题上教学和讨论的时间和强化效果，均不足以满足学生对知识内容的掌握。然而，现在大学的教学区域与学生宿舍和教师办公地点相距较远，师生除了上课时间之外，几乎很难有面对面的机会。在一定程度上，影响了学生在课后对于所学知识的消化理解，教师也无法即时为学生提供有效的指导和帮助。这就使得课堂之后的师生交流变得尤为重要。现代通讯和网络技术的发展，也为专业教学提供一个师生交流和讨论的良好平台。手机、电话可以使学生在遇到疑问和困惑的时候，即时联系到教师，而互联网提供了多种途径的信息传输方式，例如聊天软件、电子邮件和专业辅导网站等都可以快捷地传输图形和文字资料，极大的提高了学生的学习效率和教师的管理效率［4］。 1．3现场观摩兴趣是最好的老师，是推动学习的动力。孔子说:“知之者，不如好之者;好之者，不如乐之者。”教学实践也告诉我们，学习兴趣是学生顺利完成学习任务的心理前提。学生一旦对所学内容产生兴趣时，就能积极主动的去学，乐学不倦。而铁道工程本身就是一门与实践结合非常紧密的课程，在课堂理论教学的基础上，结合现场实际，更能激发学生学习的兴趣［5］。长沙火车南站始建于1934年，至今已有70多年历史，2007年，湖南省长沙市对长沙火车南站实施整体拆迁规划，将老车站整体迁出中心城区，在其原址建立起一个毗邻湘江的火车广场公园。火车广场公园包括客运景观记忆区、主题展厅及中心服务区、货运景观记忆区等7个功能观赏区，生动直观地展示了铁道工程中所涉及的轨道、线路、机车、车辆和站场等基本概念，极大的提高了学生学习的兴趣，激发了对专业知识的求知欲以及对以后学习工作规划的参考。 2多元化教学模式的关键问题 铁道工程专业教育将培养满足社会经济建设需求的行业生力军，结合素质教育和创新人才培养目标进行多元化模式教学是高校发展的必然趋势。在实现多元化教学模式的过程中，着重需从以下三个方面来把握。一是教师在努力提高教学水平的同时，还应该利用各种资源积极参与铁道工程科研项目，加强与现场实际工程的合作，跟踪本行业最新发展动向和趋势。二是教师增强讲课技巧，利用多媒体技术保证时间较为充裕，为进行互动式教学提供便利，采用“提问式”、“点评式”和“讨论式”等形式，增加学生在课堂教学中的参与度，形成互动式教学的氛围，达到良好的教学效果。三是本着尊重和平等的前提，以饱满的热情与学生进行交流和讨论，努力为学生打开思路拓展视野，使学生得到该领域最新的研究成果以及研究方法，为学生今后的学习和研究打开一扇智慧之门。通过近年来从事该门课程的教学摸索和体验，以素质教育和创新人才培养为目的，逐步形成了以多媒体为技术支持，课堂教学、课内讨论、课后交流和现场观摩相结合的多元化教学模式，具体架构模式如图1所示。它表明，在新的铁道工程教育体系中最重要的是素质教育和创新教育，而深厚宽广的素质教育为创新教育提供了必要的基础，只有把素质教育的观念和内容内化到教育教学活动的全过程中，二者相互呼应，相互联系，才能培训出立足专业、面向社会的新时代创新型技术人才。 3结语 通过对多元化教学模式的研究和探讨，可以给我国铁道工程教育体系的建立提供可借鉴的经验和方法，使现有的以教师为中心的教育方式逐步变为以教师为主导、以学生为主体的新型教学关系，有利于学生的创造力和创新意识的培养。但是如何使之更为科学化和更具可操作性，适应我国的国情和现实需要，则依然是一个长期而复杂的系统工程，广大教育工作者任重而道远。 作者：汪优单位：中南大学土木工程学院 铁道论文:铁道通信专业实习的研究 1、高职铁道通信信号专业顶岗实习环境 高职铁道通信信号专业顶岗实习单位，大体有以下三个：电务段、信号厂、工程局。 1.1电务段。由于铁路的快速发展，电务段的管理更加的严格，以前“要点”检修到现在的“天窗”检修，使得实际工作时间有限，并且现场不能对全部学生观察学习的。 1.2信号厂。“十二五”铁路发展的目标是：到2015年全国铁路营业里程达12万公里左右，这样使得铁路需要大量的信号器材，信号厂的工作量就加大，这样我们的学生可以到这些地方进行顶岗实习，从中了解各种信号器材的结构及安装顺序。 1.3工程局。现在学生的数量比较多，电务段和信号厂只能招收部分的学生进行顶岗实习，一部分的学生我们将会安排去工程局进行顶岗实习。 2、高职铁道通信信号专业顶岗实习存在问题 2.1实习单位与专业不符。由于现在学生的数量比较大，电务部门又涉及安全，所以部分单位是不接收大量的学生。因此部分学生的毕业实习就只能去些电子厂等与电有关的相关单位进行实习，这些单位已经于专业不符并且与其就业方向也不符，长此以往是不利于学生的培养，在实习过程中，学生的积极性也不高。 2.2学生对实习认识的不足。学生实习过程中，会错误自认为处于两不管的状态（实习单位对学生的要求，一般是不按正常工人对待，并且又脱离了学校的管理）。他们就会对自己放松，这样对实习的效果有很大的影响。 2.3学生的技能水平不足。由于铁道通信信号专业，它是一个复杂的系统，它保证了整个铁路运输的安全，它的课程比较多，从基本的理论课程到专业的核心课程是需要2年多的时间来学习，那么大三的学生就开始顶岗实习，他们的实做能力是不够的。 2.4实习地点的分散，学生难以管理。上述提到，我们的实习单位有电务段、信号厂还有工程局。本身就把我们的学生分成三部分，并且这些单位都不能大量的接收学生实习，这样就会使有些在电务段的学生继续分有的去A段，有的去B段等等。对于工程局的呢，有的会去一项目，有的会去二项目等等，这样使得我们的学生实习过程中天南海北那都有，过于分散不利于管理。 2.5学生顶岗实习期间的工作时间、工作强度、工作收入、安全保障等问题。由于学生顶岗实习是远离学校，深入实习单位工作。在企业中的工作时间、工作强度、工作收入、安全保障等问题就随着浮现出来。 3、高职铁道通信信号专业顶岗实施方案 我吉林铁道职业技术学院对上述问题施行方案如下以及效果： 3.1就实习单位与专业不符问题，我们把学生分批次的送入实习单位进行学习。我院2010级铁道通信信号学生，在大三开始毕业实习，我们施行单双号分批次的去实习单位学习。单号先去实习单位学习，双号留校进行专业拓扑教育。主要学习一下课程：铁路新技术、城市轨道交通语与信号、铁道信号业务管理。并在校组织学生技能鉴定，开放实训室，邀请电务段职教科的专职教师进行信号设备的检修、常见故障的分析查找及处理进行实做培养。这样能够充分的利用有限的时间对学生进行培养。 3.2就学生实习认识不足，我们是进行思想教育。分一下几个层次进行教育： 3.2.1由系主任等校内领导对学生进行顶岗实习的核心、意义等方面进行教育。 3.2.2学校邀请电务段等企业领导到校进行讲座，主要讲述下现场的实际工作环境、现场需要人才类别、自身的成长过程来激励毕业生。 3.2.3邀请往届优秀毕业生返校，对在校学生进行主要通过自身的经历契合实际的问题，给予学生正确的、积极的工作态度。 3.2.4由指导教师讲述人身、财产等安全问题。 3.3.对于实习地点分散，难于管理。我们的实施方案如下： 3.3.1师徒制，为了保证学生的实习质量及人身安全，我院与企业做了大量的交流，在企业接收学生之后根据师徒制进行分配，由现场工作经验丰富的专业人才来带我院学生。我院从2008级顶岗实习就开始实施该方案，获得了相当显著的成果。在实习期间，学生的实做能力、专业的深度都得到了提高。 3.3.2进修制，为了促进校企合作、为了培养出实做能力强的”双师型”教师，我院从2008级顶岗实习就开始施行让年轻的教师深入企业，到用人单位与学生一起进行顶岗实习。同时配合学校对学生进行相应的管理与指导。 3.3.3考核制，在顶岗实习结束后，学生返校组织学生对信号设备常见故障分析查找及处理等实做考核。 3.4为了保证学生在实习期间的利益及人身安全。我院施行以下方案，在学生离校前都进行了相应的安全教育及保险。与企业多次交流下，制定了师徒制，确定了实习工作时间及工作强度，学生跟随师傅进行工作。对于工作薪酬，在保证学生食住的基础上，给予一定的酬劳。 4、结束语 随着铁路的发展，用人单位的需求提高，我们必须按照国家教育部规定的方案，坚持有效的执行顶岗实习，深入的与企业交流，从而提高铁道通信信号专业学生的就业能力。 作者：宋福顺单位：吉林铁道职业技术学院 铁道论文:铁道信号设施的防雷措施 1铁路信号设备防雷措施 铁路信号设备遭受雷击过电压和过电流的类型主要有三类：直击雷击、感应雷击和雷电磁脉冲。我们按照防护范围可以将防雷措施分为两类：内部防雷和外部防雷。 1.1内部防雷内部防雷是对室内设备如电源系统等过电压的防护。主要措施有等电位连接、屏蔽、合理布线、设置过电压保护装置等。（1）为了解决雷电引起的电位差，就需要各个设备之间等电位连接。通过过压保护器对电源线、信号线、接地线等进行等电位连接，且各个局部等电位连接后都要与主等电位连接棒连接，实现电位均衡连接。（2）电源雷电侵害主要是通过线路侵入，可以选择在电源线可入口、室内核心机柜的单元电源入口安装过电压保护装置，抑制电源浪涌电压。（3）分区分级设置防雷保安器。 1.2外部防雷所谓外部防雷就是对安装信号设备的建筑物本体例如信号楼等以及户外缆线的防护。主要防雷措施有避雷针、避雷线、屏蔽网、均衡电位、接地等。（1）信号楼：埋设接地网（接地系统），在四周和屋顶使用镀锌铜条构成屏蔽接地栅（避雷带），与引下线同时构成法拉第笼，将主要的雷电引入大地，对雷电进行分流，避免造成局部过电流。（2）户外缆线：在铁路上有很多铺设在户外的缆线，容易遭受雷击，因此可选择在信号线路入口处串接过电流保护装置。高柱信号机的点灯线缆应采用屏蔽线缆。（3）信号设备金属箱、盒壳体：首先它本身必须具有良好的电气贯通和电磁屏蔽性能。其次进出金属箱的信号线、电源线需采用屏蔽电缆或非屏蔽电缆穿钢管埋地敷设，屏蔽电缆的金属屏蔽层或者钢管应该接地。（4）电子设备区域：在铁路信号设备和机房等30m以外的地方要安装多个独立的避雷针。还要防止避雷针引雷后的雷电感应，尤其是避雷针的接地线一定要与站场内的电缆径路、钢轨等有一定安全距离，以避免雷电反击。 2综合防雷整治施工方案 2.1避雷带、避雷网、引下线设计施工方案信号楼的雷击防护一般采用避雷针、避雷网结合的方式。(1)在信号楼屋顶一周应敷设一圈避雷带，采用Φ10mm的热镀锌圆钢材料，距墙体高度150mm,并相隔1m安装避雷带支撑柱，避雷带焊接在支撑柱外端，且在连接处加150mm圆钢助焊片。(2)沿机房等建筑物外墙均匀敷设4～6根引下线，尤其在建筑物的四角处。引下线应平直牢固的安装，间距不小于1m。引下线上端与避雷带焊接，下端与接地网焊接相连。它的入地点和分线盘，电源线等设备的接地入地点需有5m以上间距。(3)接闪器、引下线焊接结束后，焊点上沥青漆，晾干后再刷银粉漆。 2.2接地网施工设计在建筑物离墙1m外开挖地沟，建设一个由水平接地体和垂直接地体组成的环形地网,如果受条件限制不能闭合成环时可沿四周设成“C”字形或者“L”形。避雷带引下线处设接地系统，垂直接地体需与水平接地体牢固焊接。建筑物四周与环形地网连接处，设置垂直接地体，与引出线焊接，焊点上沥青漆。在环形接地网上，连接点与其他信号设备间距之手5m。 2.3等电位连接施工设计继电器室接地汇集线采用30mm×3mm紫铜排，设置成环形时不得闭合。铜排一般距离地面高度200～300mm，相互间连接的接触距大于60mm。走架线若从外面直接引入室内，可在室外直接与地网连接。室内组合架、电源屏、机柜、机架、接地端子等的防雷地线、安全地线、电缆屏蔽地线，都以最短距离分别就近与铜排相连。 3小结 从以上分析中可以看出：铁路车站信号设备的雷电防护是一个整体的系统工程，它一定要有良好的避雷设施、下引线和统一的接地网构成的完整的雷击防护措施。而且需要综合运用“搭接、传导、分流、屏蔽、接地”等技术措施和方法，在拦截、分流、均衡、接地、布线、布局等方面进行完整的、多层次的综合防护。 作者：金丽丽单位：柳州铁道职业技术学院 铁道论文:铁道施工中地质选线分析 1铁道施工中地质选线技术应用 地质选线的目的，既包括总体的把握铁道周围地质情况的把握，根据地质的实际情况，决定如何选择施工路线，判断铁道的走向。也包括在细致的施工过程中，综合分析如何施工、线路纸质条件的再判断等工作。 1.1地质基本选线标准与操作原则首先，在选线过程中要躲开断层带、地下水丰富地段。无法避开时，要尽量选择垂直穿越方法为佳。其次，应躲开开采的矿区，防止地质变化出现不安全因素。再次要规避开熔岩地段。最后，对于容易产生坍塌，或者难以治理的落实地段，要进行规避。当避开难以实现时，要选择潜在危险小，可以利用预防措施防止危害的，考查地段进行治理。 1.2工程地质选线关键地质因素首先要充分的收集待施工地区的详细地质信息数据。利用遥感技术、测绘技术、工程测量技术来细化地址选线。在确定实质的路线前，要把路线选择的优点和弊端进行列举。探讨弊端造成的影响以及有无措施，防止危害的发生。在总体线路选择完毕后，要在施工的各个阶段，不断进行分段的地质信息搜集，及时分析，帮助施工正常完成。并协助后期检验工作的进行。 2道口铺面板材选取技术探索 目前较为流行的技术是采用混凝土进行整体道口铺面板。这里对它进行介绍。这样的方法，可以把道床和铺面视为整体进行浇筑。这种方式一举两得，可以让火车安全通过，也为汽车通行提供了可能性。具有较好的拓展空间。完全符合铁路道口可以及时进行更换，更滑过程简单快捷。使用过程中承载力强，安全系数高等特点。这种方法能够保证大流量，大符合的汽车、火车等交通设备通过。它的特点介绍如下：承载能力强：承载能力超过用刚铺面和橡胶材料铺面的铁轨。在负载较重的交通设备通过时，收到的伤害较小。 牢固度高：钢铺面是在碎石道床线路轨枕上铺设钢铺面道口板，板与板之间通过焊接连接，受震动易发生开焊；橡胶铺面是在碎石道床线路轨枕上铺设橡胶道口板，用螺栓穿接各道口板，板与板板与钢轨间无刚性连接，长期使用易松动翘起；混凝土整体铺面是在原线路路基上刊物基坑，基础层设置干拌混凝土层和水泥干砂层，找平后直接铺设整体道口板，板与板件实现双重连接，实现一个刚性整体。效果良好：钢铺面平均三个月就会出现开焊现象，维修频繁；橡胶铺面使用一年后会有部分道口板出现松动起翘，个别由于汽车超载对混凝土轨枕进行间接破坏甚至断裂；混凝土整体铺面未发现道口板破裂和轨枕断裂现象，道床密实性及整体抗冲击行好。使用年限要长于橡胶铺面，但低于刚铺面的使用年限。维修费用低，几乎无大的维修费用。远远低于橡胶和刚铺面的维修费用。 混凝土铺面技术成为最流行的铺面板施工技术是有原因的。它具备了承载能力强、安全系数高、维修费用低，很少出现大范围损坏的有点。当然它也有不足的地方，比如安装过程中，安装过程稍为复杂，需要耗费一定的工时。但是综合考量，混凝土整体道口铺面技术，还是具有一定的优势的。 作者：张凤阳单位：哈尔滨铁道职业技术学院 铁道论文:铁道运输能力的培育 一、培养学生的沟通能力 沟通即运用语言和肢体行为，确切表达个人意志，获得他人信息和支持，达到化解疑难的方法和技巧。沟通是一个人生存和发展的必备条件，是一个人事业的基石。1.学生方面学生要学会沟通；真诚地向他人学习讨教。真诚地提出问题，多听、多思。拜人为师，聚精会神、专心致志。有什么疑难问题要准确地表达出来，这样对方才能有针对性地作答，自己听课也有重点。2.教师方面教师要把握学生心理，把握学生想什么，要得到什么。通过课堂设计把握教授内容，突出重点。通过实例，生动形象地讲解，环环相扣，使学生的注意力、思维始终围绕授课内容运转。例：学习货物装载加固时，可选定某种货物进行装载示范。利用模型、挂图等讲解装载方法的选定、装车要求、加固要求等，边讲解，边示范，边讨论，师生相互沟通，课堂气氛活跃，效果较好。必要时，讲个小故事，既可活跃课堂气氛，又得到了必要的休息和放松。 二、培养学生的创新能力 创新能力是知识的升华过程，即发明创造，是发展的需要。教育要面向世界、面向未来、面向现代化。创新要求学生解放思想，把自己置身于社会之中，敢于发现、敢于发明。创新要有相应的知识作其础。应用曾经的知识，解决全新的问题。开拓进取，做前人没有做过的事。创新要求理解知识的本质，并将其继承和发扬光大。钱学森、袁隆平是我国科学事业的巨匠，我们要学习他们对民族的热爱、对科学的执著。技工生发明家张金龙，从普通矿工到研究生导师，拥有14项专利；技工学校里的发明家，两项专利获得者蒋惠良；多功能农田作业机的发明者朱洪雷，一个个“我爱发明”的实例，都是发明者根据生产中的难题，强化该方面理论知识，进行针对性设计，研制、修改，最终使难题得以化解，生产效率大幅提高。技校学生是单纯的，可塑性极强。经过教师的引导和教育，发明种子就会在他们心中发芽。学生有了创新意识，对有意无意的问题，探寻究竟，追根求源。查阅信息，多思考，解决每个小问题，最终解决整个问题。孜孜以求，成功就在他们的努力之中到来。 三、培养学生的专业能力 专业能力是在某领域、某行业人们运用所学专业知识应对职业难题所表现的智慧和从容。它要求知识的深度、广度和熟练程度，要求过硬的心理素质和挑战困难的品质。铁路客货运知识，行车组织、行车规章，客运安全、货运安全是铁道运输专业必备知识，是从事铁路运输工作的基础。在铁道运输专业教学过程中，笔者的要求是：学生要掌握知识、条文、规章，但不能满足于现行结论，要更注重学习过程，要掌握本质，应用基本原理解决铁道运输的实际问题。以铁路发明创新的辉煌业绩教育和鼓舞学生热爱铁路、尊客爱货，热衷于发明、热衷于创新，以提高铁路客运、货运生产效率为动力，促进铁路行车安全为己任。人字折返线使火车穿行于崇山峻岭之中；组合列车使列车高速、重载成为现实；夕发朝至，极大地提高了铁路客运工作的竞争力；跟踪信号，为千里铁路线上运行的列车提供了可靠的安全保障；高铁的建设，使我国铁路客运工作走上了世界铁路的前沿。 一个个辉煌的成就，不胜枚举，极大地鼓舞了学生的学习情趣，调动了学生学习的积极性、主动性和热情。反面事例的讲解，如“7.23”特大旅客交通事故，造成40死，172伤，中断行车32小时，铁路损失达19371万元。又如1988年3月24日，311次旅客列车与208次旅客列车在匡巷站正面冲突，造成28死（日本旅客27人），重伤20人。生命的代价，血与泪的事实，教训惨痛，性质恶劣，损失巨大。反面案例极大地提高了学生的安全意识，提高了对铁路规章知识学习的渴望。师生互动，相互激励，在讲授铁道运输专业知识的同时，强化了方法的学习、能力的培养，强化了学生的责任和对社会的担当，为学生走向工作岗位提供了一条专业知识的运用、创新和发展之路，使学生专业能力得以培养、发展和提高。 能力是生存之本，潜在成分居多。突出能力教育，挖掘其潜质是社会的需要，是教育的根本。处于青春发展时期的中职学生精力充沛，却无定型，可塑性极强。教师正确引导学生，强化能力教育，从适应能力提升的相关方面着手，唤醒学生，激发其潜能。培养创新意识，立志发明创造，以社会生产的发展为己任，解决生产中的难题和关键问题。师生共同努力，成就社会，成就教育，使学生的聪明才智充分发挥。 作者：杨萍单位：新疆铁路高级技术学校 铁道论文:铁道交通运营管理人才培育 一、调研结果 (一)企业现有技术人才情况及岗位类型随着铁路快速化的发展，社会人才需求结构也发生很大变化。企业在人才需求上已由理论型转向技术型、技能型。调查显示，在企业进行人才招聘时，考虑大学本科以上学历的企业占33%，考虑高职高专学历的占45%，考虑中专以下学历的企业占22%。这说明企业招聘优先考虑应聘者的条件不是学历，而是技术技能能力，特别是那些适应能力强，技能水平高，并具有创新精神的毕业生特别受企业的欢迎。尤其是一线或岗位管理需要更多的是实践能力强的高技能型人才。调查中还发现，目前技术性职业岗位仍处于不饱和状态，尤其是客运专线的兴建，客运人才大量紧缺。目前企业提供给应届高职铁道交通运营管理专业学生的技术性岗位主要为:一是车站行车方向———制动员、助理值班员等工种;二是车站货运方向———货运员、货运核算员等工种;三是车站客运方向———客运员、售票员等工种;四是列车段———列车员、计划员等工种。随着我国进入铁路大发展时期，对铁路相关人才的需求持续增长。“十二五”期间，全国铁路建设系统人才需求量约为50万人，其中高职层次的一线操作人员就占到70%～80%，铁路人才总体上处于供不应求状态。 (二)近年来毕业生就业岗位类型。近年来铁道交通运营管理专业应届毕业生就业岗位可以分为两大类，一为国有铁路;二为地方铁路。前者约占80%，后者约占20%。毕业生工作2～3年后，就业岗位发生了变化，从事技术含量较低的熟练工种岗位(制动员、连结员、列车员等)比率下降，而从事技术含量较高的技术工种岗位(车站调度员、车站值班员、计划员等)比率上升。少数特别优秀的学生甚至从事路局调度或列车长等岗位。从学生岗位的变化可知，随着学生实践技能的增强，理论知识得以与实践经验相结合，使职业能力得到质的提升，而知识和能力均实现正迁移。这种变化与职业成长规律相一致，即由初学者高级初学者有能力者熟练者实践专家，每个阶段对职业能力的需求不同，这为铁道交通运营管理专业职业能力等级的划分提供了依据。 二、调研结论 (一)铁道交通运营管理专业设置符合人才市场需求。本专业的培养目标是培养拥护党的基本路线，适应生产、建设、管理、服务一线需要的德、智、体、美等方面全面发展的，具有良好职业道德和敬业精神的，掌握铁路运输生产、管理和服务等专业知识和基本技能的高素质技能型专门人才。调研结果表明，开设铁道交通运营管理专业符合运输一线企业对运输人才需求和办学规律，符合企业对人才的需求。 (二)岗位职业能力明确。通过调研结果分析，本专业毕业生主要面向铁路运输企业、城市地下铁道、大型厂矿企业和港口的铁路运输部门，从事运输生产、组织、指挥和管理等工作(见表1)。取得国家劳动与保障部核发的本专业铁路货运员、车站客运员、售票员、列车员、连接员、车号员等中级及以上职业资格证书之一。职业岗位知识、能力、素质(行为方式和态度)构成了人的职业能力的组成元素。1．知识要求。一是具有本专业培养目标必备的文化基础知识;二是掌握本专业必需的铁路线路站场、机车车辆、信号通信设备的基本知识;三是掌握铁路、城市地铁行车组织工作的基本理论和方法;四是掌握铁路客货运组织工作的基本理论和方法;五是掌握市场营销的基本知识、基本理论和基本方法;六是具有计算机应用技术的基本知识。2．能力要求。一是具有正确使用、操作有关行车设备的能力;二是具有正确执行和运用规章解决运输生产实际问题的能力;三是具有运输生产组织、管理与调度指挥的能力;四是具有解决设备故障和突发事件的应变处理能力;五是具有解决铁路运输企业管理中的基本问题的能力;六是具有较强的计算机操作能力。3．素质要求。一是政治素质:树立正确的政治观，热爱社会主义祖国，拥护中国共产党的领导，具有为国家富强，民族振兴而奋斗的理想、事业心和责任感。二是道德素质:树立正确的世界观、人生观和价值观，具有自主学习、独立思考的能力;具有积极探索的精神和开发创新的思维;由于铁路运输具有高度集中，各工作环节紧密联系的特点，因此本专业尤其强调学生具有强烈的爱岗敬业态度、团结协作精神和遵纪守法的思想。三是人文素质:具备健康、高雅的审美情趣和正确的审美观点，个性鲜明、学有所长。四是身心素质:具有良好的心理素质，具有较强的心理调适能力和自我保护能力;了解体育运动的基本知识，初步掌握锻炼身体的基本技能，养成科学锻炼身体的习惯，身体健康，达到大学生体育合格标准。 (三)关于现有人才培养方案的调整意见。一是压缩理论课时，开设和加大适合运输一线需求(客运专线)的课程，如铁路客运英语、铁路客运服务礼仪等。同时，加大专业技能和职业技能的培训，培养学生扎实的专业知识基本功，以便学生实现“零距离”上岗。二是增加实践环节和更新实训项目，在主干课程中推广“工学结合”项目教学法，让学生有更多的机会进行实际操作。安排专业教师下现场锻炼或者聘请企业有经验的人士担任兼职教师，参与设计实训项目，使学生在学中做、做中学。 作者：吴荣波单位：吉林铁道职业技术学院 铁道论文:铁道工程实训教学的研究 一、铁道工程施工的典型工作过程 （一）铁道工程各专业工程工艺过程铁道工程包括路基、桥梁、隧道、轨道等专业工程，每一专业工程又有其具体的工艺过程。如桥梁工程包括上构、下构和附属工程，具体包括基础（明挖基础、桩基、沉井等）、承台、桥墩、托盘、支座、梁片等，每个工艺部位都有其施工工艺过程。轨道工程则可以分为一般轨道和道岔两大类，而一般轨道又可以分为普通有缝轨道、无缝线路等，还可以分为有砟、无砟轨道等。工程实体的工艺是基本稳定的，但多数工艺过程随着施工条件（自然环境、施工队伍能力、管理能力等）变化而变化，不是一成不变的。 （二）企业或项目的组织管理过程施工项目组织机构的建立与运转，成本、安全、质量、工期、环保等目标策划、实施等，项目的验收、评估、审计等，还有项目管理的诸多方面，都是整个项目实施过程不可缺少的环节。 二、当前铁道工程专业教学的一些误区 （一）片面强调技能对铁道施工方向的岗位技能要求认识不足，过分、片面强调操作技能，欠缺对施工过程管理能力的培养。过分强调操作技能表面上看起来符合高职教育的要求，但实际上培养出来的人才难以适应铁道施工现场需要。 （二）认为施工对人员素质要求低招生过程中一般认为，铁道工程专业的要求较低，所以录取分数线也较低（相对其它铁道类专业），殊不知恰恰相反，由于高职铁道工程专业施工方向培养的是施工管理人员，而非工人，综合素质要求更高，要求的学习能力更高。 （三）教学脱离工作过程授课过程中不结合铁道工程工作过程，脱离岗位要求，纯粹教授知识点，没指明职业的应用点。有些老师的授课很有条理，从理论的角度可以算得上一堂经典课，但实际上从岗位的要求来看远远达不到要求，原因就在职业的需求不明显；甚至可能误导学生，让学生偏离方向。因此，应将基于工作过程真正落到实处，要明确所讲内容在职业岗位的应用。 三、铁道工程施工的实训项目设置 必须基于施工方向的铁道工程专业特点及其工作过程来设置铁道工程技术专业的实训项目。目前，要从以下几个方面来改善： （一）加强技术管理过程的实训项目这类实训项目是成本最低的实训项目，一般只需投入一些规范、标准、图纸资料以及通用的计算机，不需要太多的实训设备。但同时又是最基本的实训项目，是其它实训项目的设置基础。但对教师的要求相对较高，要求教师具备相应的实践经验，能够进行相应的案例设计及配套工程设计、计算。如要求任课教师根据施工现场的职业岗位需求设置相应的训练项目，但部分老师没有基本的专业实践经验，难以设计出来。又如在课程体系中设置施工测量放样、施工识图、质量验收标准应用、办公自动化训练等项目，但限于教师素质等方面原因，只能逐步完善、深化训练的项目、内容。 （二）深化工艺过程的实训项目当前工艺过程的实训项目基本只涉及测量、材料试验及轨道状态检测中的部分项目，施工过程的工艺质量检测项目有待深化。这类实训项目需构建相应的实景条件支持，需投入的场地建设、设备相当大。目前测量实训项目由于场地（如需土质、起伏场地、需反复打木桩）的原因，难以按照现场实际测量工作过程实施；现场施工试验检测项目多，且需配套的设备投资大，如高铁路基检测，需要进行路基的特殊检测；二次变形模量EV2和动态变形模量EVd两项指标，需要专用仪器检测，如高铁轨道检测，需用到高端的轨道检查仪等。 （三）施工组织管理过程的实训项目结合顶岗实习完成这类实训项目由于学校难以构建实训条件，一般安排在顶岗实习中完成，但由于教师数量的不足和实习地点分散，学校教师难以全程现场跟班指导，必须构建深度的校企合作，为学生安排企业的指导老师。 四、关于实训教学的建议 （一）区分实训与建造工程实体往往有人将实训与建造工程实体等同，认为实训就是要建造工程实体；实际上又不可能经常建造，这很容易走进“实训没法搞”的死胡同。其实，只要认真领会了上面所说的三大类工作过程，就不难看出，实训项目更多的应从管理需求出发。如识图训练，这是施工行业技术员的基本技能，给出一份图纸，能算出工程数量和材料数量，就是基本的要求，而要做到这一点，不需要工程实体，只需要图纸，必要时配上一些理实一体设施，如模型、沙盘等。 （二）注重实训项目所涉及的职业基本素养的养成一些人满足于实训项目的表面完成，不注重实训项目所涉及的职业基本素养的养成。如铁路测量放样实训项目中，且不论放样的具体方法，先要将放样中涉及的距离丈量、打桩、对点、落点、仪器操作等严格要求；而我们在实际中经常只注重最后结果的验收。又如试验项目，较注重试块的最终试压结果，至于试验取样的依据、频度、方法和试块的制作、养护乃至试验报告的解读等，就往往忽略了。 总之，铁道工程专业人才培养目标的完成有赖于专业实训教学的真正有效开展，应通过深入的专业剖析和专业调研，真正按照岗位技能需求、岗位工作任务设置实训项目并加强考核，促使学生有效形成职业能力。 作者：梁斌单位：柳州铁道职业技术学院 铁道论文:铁道车辆管件的研制 1试验台设计方案及结构 1.1设计方案本设计方案提供了一种新型的试验台，这种新型试验台主要采用了实现准确试验数值的新设计理念。在保证简单操作的基础上，实现安全的试验过程，从而得到准确的试验数据。试验过程如下。1）将工件（管件、阀件）安装在工作台的定位装夹装置上，采用双工位，安装紧固。2）操纵供风系统，充风稳定后，观察压力表是否达到试验要求的压力值。3）操纵进、排水系统，储水槽供水，达到水槽刻线位置。4）操纵气缸升降系统，自动带动工作台做升降运动，已经紧固好的工件随工作台向下移动，浸入储水槽内水面以下。5）观察水面有无气泡产生，无气泡则为试验合格。6）试验结束后，操纵气缸升降系统，使工作台向上移动，供风系统排风后，拆卸工件。所有工件的试验结束后，再操纵进、排水系统，进行排水。试验台的供风系统可连接外供风源，试验压力可依据用户的要求进行调整；因此，试验台适宜压力范围广。对于定位装夹装置，根据工件的种类和规格的不同，配备了相应的装夹附件，以适用于形状各异的工件要求，且操纵简单、方便。由于采用了气缸升降系统，可同时将双工位装夹的工件完全浸入储水槽内水面以下，目测有无气泡产生，比原来手工逐一涂肥皂水的方法更准确、便利、简单，避免了漏检现象，降低了劳动强度，提高了工作效率，并得到了准确的试验数据。 1.2试验台结构试验台构造如图1所示，具体包括：1）储风缸，利用储风缸提供稳定供风，用于满足整个试验台的用风需求；2）压力表，用于检测试验压力；3）定位装夹装置，整个试验台的关键机构，采用双工位、V形夹具，将工件准确定位，紧固装夹，保证试验安全性；4）供风系统，采用专用的滤尘、滤水SMC三联体、由不锈钢截断排风塞门及不锈钢管路，给工件充、排风；5）工作台及机体，工作台采用不锈钢板组焊件，耐腐蚀，机体由支架及不锈钢板组成，支架为角钢组焊件，是整个试验台的支承机构，不锈钢板围成箱体，外观美观、干净；6）气缸升降系统，专用的手动换向阀、调速装置和气缸，是整个试验台的核心机构，气缸最大行程为150mm；7）储水槽，用于储水，采用不锈钢板制作，耐腐蚀，使用寿命长；8）进、排水系统，提供稳定供水，用于满足整个试验台的用水需求。图1所示试验台为双工位，可根据生产批量的大小，将双工位改造为多工位，同时装夹多个工件，进一步提高生产效率；同时，根据工件的结构不同，需要配备一些相应的定位装夹附件，例如：弯头V形夹具（如图2所示），具体包括：1）调整丝杠，材质选用45优质碳素钢，起调整夹紧作用；2）手柄，材质选用尼龙6，采用人性化设计，使用方便；3调整螺母，材质选用45优质碳素钢，起调整夹紧作用；4）导杆，材质选用45优质碳素钢，起导向作用；5）微调螺母，选用细牙螺纹，起微调锁紧作用；6）充风管路，材质选用不锈钢管及管接头，选用管螺纹联接方式；7）密封板，材质选用橡胶板，密封效果良好；8）支承架，选用不锈钢板组焊件，为夹具的支承机构。 2结语 试验台在管件、阀件气密性试验方面具有一定的推广应用意义，主要用于铁道机车车辆的弯头、管接头、活接头、三通、塞门和紧急制动阀等制动配件的气密性试验，类似此种管件、阀件的水暖和气动系统配件，亦均可采用此试验台。目前，该试验台已广泛应用于铁道机车车辆的各类管件、阀件的气密性试验过程中，试验压力可依据用户的要求进行调整，适宜压力范围广。此试验台使用了V形定位装夹装置，定位准确，夹紧可靠；配备了相应的装夹附件，用以适应形状各异的工件要求；采用了气缸升降系统，使其便于组织试验；操作简单、方便，且易维修，降低了劳动强度，提高了工作效率，保证了试验数据的准确性，达到了提高产品质量的目的。 作者：张瑞玲赵丽娜李文娟马霄锋单位：唐山轨道客车有限责任公司 铁道论文:铁道客车电源装置结构的设计 1满足统型接口的相关设计 接口统型主要是指：在满足电路板、模块互换的前提下，结构件设计必须保证有统一的接口。所以在设计过程中首先要考虑的就是保证互换性的接口，这个接口根据不同的系统分别满足如下要求。 1.1客车空调逆变电源（系统）如图2所示的客车空调逆变电源（系统）主要保证的接口尺寸有：（1）客车空调逆变电源（模块）固定在箱体中的前后位置尺寸98.5mm（模块框架前平面至箱体前平面间距）；（2）客车空调逆变电源（模块）固定在箱体中的高度位置尺寸125mm（滑轨至模块左下固定块中心间距）；（3）客车空调逆变电源（模块）本身的尺寸716mm×500mm×460mm。 1.2充电机箱（客车充电器/客车单相逆变器）如图3所示的充电机箱（客车充电器/客车单相逆变器）主要保证的接口尺寸有：（1）客车充电器、客车单相逆变器固定在箱体中的前后位置尺寸134mm（模块框架前平面至箱体前平面间距）；（2）客车充电器、客车单相逆变器固定在箱体中的高度位置尺寸75mm（滑轨至模块下固定块中心间距）；（3）客车充电器本身的尺寸540mm×500mm×490mm、客车单相逆变器本身的尺寸540mm×360mm×490mm。 2关键部位的结构设计 2.1箱体密封设计 一般情况下客户要求铁道客车DC600V电源装置密封性能需满足IP54等级，为达到等级要求，需对门、散热器的密封方式进行合理设计。 2.1.1门密封设计箱门设计可以采用的门框折边，门页带卡槽内嵌一个密封胶条的方式密封，这种结构对门折边平整度要求相当高，是面面接触密封，如图4所示。这种结构的实际使用效果非常不好，由于焊接结构的特殊性，折边的门框很难得到所需的平整面，所以在气密性和水密性方面均无法达到要求。为了更好地满足密封要求，可以采用双密封胶条密封结构，这种结构的最大特点是：门框采用了翻边结构并同时对翻边面和箱体表面密封，这样一个类似迷宫设计后，水很难再通过箱门进入箱体内部，如图5所示。 2.1.2散热器密封设计散热器密封是指模块塞入箱体后，散热器裸露在箱体后面，需要对其与箱体的接口处进行密封。由于散热器结构的特殊性，如果采用箱门的双密封，结构布置和安装都有难度，如果要最大限度地保证散热效果，就必然减少密封胶条安装槽的宽度；由于箱体和模块均为焊接结构，双密封会有对接不准确问题。为了避免这些问题，采用线密封方式，即箱体部分后窗框只折弯一道边，可以理解为一线（板厚一般为2～3mm）与整个密封胶条面（一般为20mm）接触，这种方式比较传统，已经得到多年运营的验证，效果良好。如图6所示。除了以上两种典型的密封结构外，就箱体整体而言其密封性能的保证还包括箱体外表面焊缝均采用满焊、箱体内表面间断焊部分在油漆时打密封胶处理、过线孔采用葛兰结构等。 2.2隔离变压器的散热和安装方式设计与传统的逆变器箱相比，统型后的客车空调逆变电源（系统）将隔离变压器布排在一个单独的腔体内，腔体采用透气的结构，以便隔离变压器的散热。考虑到对隔离变压器的有效防护，腔体采用百叶窗门结构（图7）并在腔体的下部增开漏水孔，既能起漏水作用，又能增加散热功能。由于结构所限隔离变压器在腔体内的位置比较紧张，如果采用传统的螺栓自上而下的连接，则只能安装两套紧固件，不利于隔离变压器的紧固，为解决这个问题，我们在底板上设计了两道槽，同时要求隔离变压器在安装位置上增加焊接螺母，螺栓从下而上反扣连接，这样4组螺栓都能有效地紧固。如图8所示。 3结语 通过本次统型和结构优化设计，铁道客车DC600V电源装置在继承了传统产品优点的基础上，实现了互换，有利于产品的维修，同时有利于良性市场竞争的形成，打破了原来各自为战的格局，使各商家有了更大的提升产品质量的动力。通过优化设计使产品更加成熟可靠。可以说这次统型和优化工作，对于铁路客车安全运营也具有重要意义。 作者：彭高军刘晶单位：新誉集团有限公司 铁道论文:铁道工程施工的建议 1缺乏有效的监督管理制度 缺乏有效的监督管理制度是造成铁道工程施工出现问题的主要原因之一，具体来讲包括以下几个方面：一是对施工人员的管理。消极怠工的情况是目前大多数施工人员的工作常态，他们往往秉着“当一天和尚撞一天钟”的心态，对自己的本职工作不积极，极大的延误了工程的进度；另一方面是对施工团队等各个施工组织的管理。由于铁道工程施工必须得在多个部门的协同作业下才能完成，一个部门的工作出现问题都会给以后的施工带来严重的影响，互相扯皮推诿正是各部门之间的常态，这些最终导致铁道工程施工的混乱无章。 2解决铁道工程施工问题的具体措施 基于经济发展以及生活等的交流沟通方面的需要，各种交通通讯工具应用而生，铁路工程的建设也日益被提到日程上来。针对当今铁路施工中的各种问题，如何解决这些问题并进一步完善各项施工条件，为铁路工程施工创造一个和谐的工作环境已经成为当今的铁道部门亟待解决的重要问题之一，具体的解决措施下面将做具体阐述。 2.1完善规章制度，实现管理的有章可循、有法可依没有规矩不能成方圆，只有在完善的规章制度的管理下铁道工程的施工工作才能实现有条不紊的发展，降低施工工作潜在的危险性，具体的规章制度包括以下几个方面：第一，建立经济惩处制度。经济惩处是激励机制中的一个重要环节和手段，通过制度的完善的经济惩处制度可以实现对施工过程中各种潜在问题的巧妙解决。铁道部门根据施工人员的实际表现进行评估，并把这一评估纳入考核，对爱岗敬业、踏实肯干的员工给与相应的物质奖励，那些消极怠工、给工程带来危险的施工人员应给予一定的经济处罚；第二，完善管理制度，如《施工人员管理条例》等，对积极遵守规章制度的员工做相应的口头奖励并加之通报表扬。这是因为“精神激励法”在提高员工积极性与工作热情方面发挥重要的作用。 2.2加强技能培训，提高施工人员的专业素养科学技术是第一生产力，没有先进技术的支撑企业、单位创新发展的目标就失去了技术方面的支撑，而难以实现。对此施工单位、铁道部门一方面要加大有关技能培训的宣传，使知识改变未来的观念深入人心。积极鼓励施工人员自学专业知识，把学习当做终身的奋斗目标并为其提供相应的条件。另一方面对员工做定期的培训，并加强与各兄弟单位的交流，实现员工之间的取长补短，并把员工知识水平专业素养的高低作为奖励员工的评判标准之一。另外，铁道部门还可以把一些表现较好并有一定潜能的人员送入学校继续深造，在用人招人方面也要摒弃传统的观点，招贤纳士积极吸收高学历、该水平的施工人员。 2.3优化设计方案，并制定相应的应急预案设计人员在设计方案的时候应该积极听取施工单位的要求，并对施工地点做相应的实地考察，努力做到实际情况实际分析，根据具体情况设计方案。在方案完成之后应仔细审查，并交给施工单位听取施工单位的意见从而实现优化设计方案的目的。另外应急预案也是在施工过程中必不可少的方面，它在合理应对紧急情况、降低紧急情况下的人身、财产损失，实现施工的顺利进行等方面有重要意义。对应急预案的制定应该具有不拘于形式创新性和实用性。 3结论 铁路作为我国交通运输的主要枢纽之一，其工程质量与安全是否达标是关系着国计民生的重大事件，因此对铁道工程施工各方面的研究有重要意义。针对铁道工程施工中的各种问题，应从完善规章制度、加强技能培训、优化设计方案、健全监督机制四个方面着手。本文通过对铁道工程施工存在的问题的研究，希望能对现实生活中的铁道工程改革提供相应的理论指导。 作者：孙丽丽单位：哈尔滨铁路局海拉尔工务段满洲里线路车间 铁道论文:铁道工程技术人才的培养 一、铁道工程技术专业多元人才培养质量评价指标体系 1.学校评价。人才培养质量的学校评价指标主要包括：培养体系、师资队伍、教学管理、培养质量四个方面。 1.1培养体系。（1）培养目标：培养目标主要包括人才培养目标和人才培养方案。人才培养目标的标准是能够主动按照学院制定的总的人才培养目标，制定符合学科专业特点的人才培养规划。人才培养方案的标准是人才培养方案符合培养目标的要求，可行性和操作性较强。（2）专业建设：专业建设包括专业结构与布局、课程建设情况、教学内容体系、实践教学情况。专业总体布局与结构要趋于合理，专业优势比较明显；课程建设规划要科学，与专业建设规划相一致；教学内容体系的具体计划和配套措施得力，改革成效显著；重视实践教学，注意内容更新和能力培养。 1.2师资队伍。（1）师生比：师生比是衡量教学质量的一个重要指标，合理的师生比是教学质量的前提，必须满足人才培养需要。（2）整体结构：整体结构是指教师的年龄、学历、职称结构，整体结构的合理性直接决定教学质量。（3）教学水平：教学水平的高低，科研能力的强弱在评价体系中起到主体作用。 1.3教学管理。（1）教师风范：重视师德师风建设，教师能够严格履行岗位责任，严谨治学，从严执教，教书育人是教学管理的前提条件。（2）学习风气：教学是否能够根据学风现状制定学风建设措施，实施得力；学生是否能够严格遵守课堂纪律，专心听讲，思维活跃，这都是评价人才培养质量的核心指标。 1.4培养质量。（1）道德修养：在个人综合素质结构中，“德”位于最高层次,引航和导向着个人的发展前景。①思想政治素质。要求政治方向和思想信念要坚定的和牢固,坚持政思想治理论的学习,注重理性思维及独立思考能力的培养,能遵守党纪、国法及其他任何规章制度。②职业道德。是体现在职业生活中的社会公德,培养学生吃苦奉献、爱岗敬业的精神,言行要符合职业规范要求，能自觉做好岗位工作、履行岗位职责。（2）知识水平：指的是学生基本理论的实际水平，要求学生能够牢固掌握所学知识。（3）能力水平。①学习能力。学习能力主要包括基础理论课程、专业基础课与专业主干课程的学习以及持续学习能力的培养。②沟通表达能力。要求学生在与人沟通和交流过程中，能够用书面和口头语言清晰、完整、流利的表达自己的观点。 2.企业评价：铁道工程技术专业不断深入企业进行调研，广泛搜集企业对本专业毕业生的评价，主要包括： 2.1职业道德。要求学生能吃苦，甘于奉献，具有较强的职业道德，做到“下得去，留得住，用得上，干得好”，挑战极限、勇创一流。 2.2实践动手能力:能够运用自己的理论知识指导工程施工或维护作业、进行相关检测试验及结果分析,解决一般工程实际问题。 2.3团结协作精神:要求学生能够团结协作，发挥集体的优势，杜绝个人主义。 2.4创新能力:要求能打破常规,善于发现和分析问题,用新思维去解决问题，培养学生的创新意识及创造能力。 2.5英语水平:铁道工程技术专业的学生主要从事工程建设，随着国外工程的开发建设，学生的土木专业英语水平需要提高，听、说、读、写、译的能力是十分必要的。 2.6计算机应用水平:要求能够运用计算机办公软件处理办公文件,进行工程制图、计算分析、试验分析。 3.学生评价:学生则以初次就业率、专业对口率等主要指标加以评价，反映毕业生对自己在学校接受的能力培养与职业岗位要求的吻合度，为修订完善专业人才培养目标、人才培养方案和课程标准提供第一手资料。 3.1初次就业率。高职院校的初次签约率更为直接地反映毕业生的质量和专业人才的社会需求程度。因此，初次就业率就成了评价高职院校教育的一个非常重要的因素，也会成为学生选择学校接受高等教育的重要参考和依据。 3.2专业对口率。评价高职院校专业设置的一个必要条件就是专业对口率，它可以用来评价高职院校专业设置的社会认可度，以及学生能力培养和职业岗位的吻合度，从而指导专业的科学设置。 二、评价指标的权重设定 对于选定的三个指标，在实际应用时必需设定三者的权重。评价体系的三个层面不属于同一个层次：在人才培养质量评价体系的三个方面中学校和学生评价是最为直接的因素，而学校及学生个人的策略选择又受人才的“消费者”企业的需求特征影响，只有“企业——学校——学生”三方互相协调，建立一个有效的互动的发展机制，才能够提高人才的培养质量。在学校及学生两个层面的关系中，学校是教育的主体，即施加方，负责制定人才培养方案并实施与教学；学生是人才培养过程的客体，即接受方，配合学校实现人才培养目标。但他们都是内因，要同时受到企业需求这个外因的引导，因此，学校和学生对人才需求的反应敏感性也是十分重要的。从上面的分析能够看出，企业发展的人才需求属于外因，依赖于学校和学生这两个层面的内因，据此进行相应的反应并加以实施，因此，在三方的权重指标上，企业层面的权重应当低于三分之一的平均权重，学校及学生层面的权重均应该高于三者的平均权重。由于高校在内因中处于主体低位，其权重应略高于学生评价的权重，所以，学生层面的指标权重应该高于三分之一，学校层面的指标权重应该更进一步高于学生层面的权重。因此，铁道工程技术专业的多元人才培养质量评价体系可以按照以下参考值分配三个层面的指标权重：企业层面25%，高校层面40%，学生层面35%。 三、结语 铁道工程技术专业的人才培养质量评价体系是通过多方调研取证而建立的，因此，该体系的建立具有很强的客观事实依据，对高职院校的专业设置、教学质量等具有很强的指导意义。然而，调查的局限性也会影响到体系建立的客观性，更会影响到评价体系指标取值的不确定性。因此，铁道工程技术专业人才培养质量评价体系的建立对高职院校的教学质量有一定的指导意义，同时，该体系需要在实践中得到完善。 作者：任庆国张碧詹祥元单位：陕西铁路工程职业技术学院

工程试验检测工作不仅保证公路工程施工过程中所需要的材料符合相关规定的要求，还有利于工程管理人员对工程的施工质量和安全等相关内容进行全面的掌控。但是，现阶段工程试验检测还存在明显的不足，难以促进公路工程建设的发展。因此，需要对工程试验检测工作进行研究分析，找出问题，并提出解决方案。 1公路工程试验检测工作的内容 公路工程试验检测的内容复杂，包括以下方面：（1）要对施工所用的建筑材料，例如水泥、钢材等进行全面的检测，保证材料质量满足相关技术规范要求；（2）对施工建设过程中的混凝土、沥青混合料的配比以及稳定性进行全面的检测，确保材料符合规定要求。 2工程试验检测工作的重要性 2.1提高公路工程的施工质量 在进行公路工程施工建设过程中，必须严格掌控施工原材料的质量。在公路工程开始施工之前，要对原材料进行严格的检测，保证原材料质量满足施工的要求。在公路工程施工的过程中，会对各个环节进行检测，确保施工建设过程的高度精确性。因此，从某种程度而言，工程试验检测工作提高了公路工程的施工质量。 2.2保证公路工程的施工进程 工程试验检测工作使得工程施工更加规范化，进一步减少了公路施工过程中出现的材料质量问题，防止出现返工情况。因此，一定程度上保证了公路施工的进程，使得公路工程能够在规定的日期内完成。 2.3完善公路工程的相关资料 公路工程施工量比较大，因此，公路工程的检测程序也同样复杂。在公路施工时，要对路基路面进行严格检测，并且需要对各个施工工艺环节进行检测，进一步完善公路施工数据，保证公路施工资料的完整性。在公路工程竣工阶段，还需要对所记录的数据准确性进行检查计算，确保施工数据的科学性和严谨性。因此，工程试验检测工作使得公路工程的相关数据得以完善。 3工程试验检测工作存在的问题 3.1工程试验检测人员的专业素质有待提高 在现阶段的公路工程试验检测工作中，一部分试验检测人员自身素质不高，工作不积极，这也在一定程度上使得在公路施工过程中，许多原材料的样本没有被抽取，导致抽取到的原材料样本失去了代表性，无法保证公路工程的整体质量。 3.2工程试验检测仪器设备不完善 试验检测的仪器设备精度不高是影响公路工程质量的重要因素之一。试验检测仪器设备存在质量问题，会对公路工程试验检测的顺利开展以及最后的检测结果产生影响。然而，在现阶段的实际检测工作中，一部分检测单位为降低运营成本，在采购仪器设备时，选择价格较低的设备，不仔细核对、检查仪器的各项性能，这种情况下难以保证检测结果的准确性。除此之外，多数检测人员在试验检测完毕后，并未对检测仪器设备进行及时的保养，在下次使用之前也没有进行必要的鉴定，这在一定程度上导致一部分仪器设备加速老化，从而影响到试验检测工作的开展，无法保证检测结果的准确性。3.3相关部门对工程试验检测工作的管理力度不够相关部门的管理力度不够，主要体现在以下几个方面：首先，缺乏完整的规章制度约束，使得检测工作没有统一的标准，无法保障检测工作的科学性和可行性；其次，相关部门没有将检测环节具体化，没有监督每位工作人员是否是按照检测标准来操作；最后，没有对工程施工过程中记录的数据进行检查，无法保证数据的科学性和严谨性。 4加强公路工程试验检测工作的相关措施 4.1提高检测人员的综合素质和技术水平 检测工作人员的综合素质能力得到了全面的提升，才能从根本上保障公路工程试验检测结果的准确性。提升检测人员的综合素质能力，包括以下几点措施：首先要完善检测人员的考核制度，制定出考核标准，对检测工作人员的工作内容进行全方位的管理和记录，杜绝出现不按照具体操作流程操作的现象；其次是在检测人员的实际工作过程中，对相关工作人员进行定期的技能培训，学习基本的试验检测理论知识，提高操作水平；最后，将检测工作人员随机分配到各个公路工程项目当中，通过不断练习和操作，快速地提升工作能力，在一定程度上保证检测工作人员的综合素质能够满足试验检测工作的需要。 4.2引进先进仪器设备 检测仪器设备对检测结果具有重要影响，这就需要检测单位及时引进先进设备。首先，工作人员应当及时了解国外先进的检测设备和检测理念；其次，检测单位在引进先进设备的同时，还应重视对检测工作人员进行设备使用方法的培训，使得先进设备发挥作用；最后，检测单位在引进先进设备的过程中，应当重视购买正规厂家并且选择高精度的机械设备，减少因为检测设备的问题造成的工程质量隐患。 4.3加大对公路工程试验检测的管理力度 要想保障检测工作的顺利实施，一定要加大相关部门的管理力度。因此，在公路工程施工之前，首先需要相关部门按照公路工程施工要求制订试验检测方案，确保公路工程试验检测过程中不会出现问题；其次，在公路施工过程中，要加强管理，提高检测结果的准确性；最后，一定要对公路工程中记录的数据进行再分析，确保数据的科学性。 5结语 随着经济的飞速发展，公路工程施工建设中出现的问题也被逐步重视起来，同时，也对公路试验检测工作提出了更高的要求，这就要求相关人员根据试验检测工作中存在的问题，提出改善方法，完善公路工程试验检测工作，从而有效延长公路的使用寿命。 参考文献： [1]蒋思晨，李晓丽，张鹏远.不同粉煤灰掺量高强混合骨料混凝土力学性能及本构关系试验研究[J].硅酸盐通报，2011（5）：989-994. [2]李滢.矿物掺合料对再生混凝土性能的影响研究[J].混凝土，2013（2）：65-68. [3]尚晓峰.BRA岩沥青与SBS复合改性沥青及其混合料性能研究[J].公路工程，2016（4）：78-83. [4]冯嘉，李秋义，宋菁，等.再生粗骨料混凝土抗冻性试验研究[J].青岛理工大学学报，2011（4）：61-66. [5]冯庆革，张顺，朱慧英，等.矿物掺合料对全再生骨料混凝土性能的影响[J].广西大学学报（自然科学版），2014（4）：907-912. [6]孙炳云，何英华.试验检测工作在公路工程中的作用[J].黑龙江交通科技，2007（2）：76. [7]蔺全定.公路试验检测设备发展趋势与对策浅析[J].科技视界，2016（18）：200. [8]宋建华.公路工程检测在公路工程质量控制中的应用[J].建材世界，2014（3）：127-129. 作者:王珊珊 单位:唐山市交通建设试验检测中心