土木工程材料論文范文
綜上所述，智能材料在土木工程中的應(yīng)用彌補(bǔ)了傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)適應(yīng)環(huán)境能力弱的缺點(diǎn)，將建筑結(jié)構(gòu)需要人為檢測(cè)轉(zhuǎn)向建筑結(jié)構(gòu)帶自我檢測(cè)、調(diào)整和適應(yīng)功能。下面是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的土木工程材料論文，供大家參考。
土木工程材料論文范文一：土木工程材料課程教學(xué)
摘要：
通過學(xué)習(xí)“土木工程材料”課程，應(yīng)該使學(xué)生既學(xué)到了知識(shí)，又鍛煉了能力、開闊了視野;既掌握了本課程的知識(shí)，又為其他專業(yè)課的學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。因此，搞好“土木工程材料”的教學(xué)，意義十分重大。
關(guān)鍵詞：土木工程;材料
一、課堂教學(xué)
(一)突出重點(diǎn)
“土木工程材料”較多的課程內(nèi)容，在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)不可能全部講解，應(yīng)根據(jù)專業(yè)性質(zhì)，分清主次，突出重點(diǎn)。以程云虹等主編的《土木工程材料》[1]為例，課堂重點(diǎn)講解的內(nèi)容是：緒論，第一章(土木工程材料的基本性質(zhì))，第二章(無(wú)機(jī)膠凝材料)，第三章(水泥混凝土)，第四章(砂漿)，第六章(土木工程用鋼)，第七章(瀝青及瀝青混合料)。通過緒論的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)土木工程材料有一個(gè)梗概的認(rèn)識(shí)，對(duì)“土木工程材料”這門課程有一個(gè)大致的了解;第一章讓學(xué)生了解土木工程材料基本性質(zhì)，包括物理性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)及耐久性能等，同時(shí)了解材料科學(xué)的基本理論，即材料的組成、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造及其與材料性質(zhì)之間的關(guān)系;第二章、第三章、第四章、第六章及第七章分別講解工程中最常用的幾種土木工程材料的性質(zhì)及應(yīng)用。而第五章(砌筑材料)、第八章(木材)、第九章(合成高分子材料)及第十章(建筑功能材料)作為學(xué)生自主學(xué)習(xí)的內(nèi)容，但教師應(yīng)適時(shí)引導(dǎo)和鼓勵(lì)學(xué)生在自主學(xué)習(xí)過程中積極思考并勇于提出問題。課堂教學(xué)中，把重點(diǎn)講解的內(nèi)容講深講透，讓學(xué)生扎扎實(shí)實(shí)地掌握，做到學(xué)有所獲;避免面面俱到，不求甚解。而且，有了重點(diǎn)講解的內(nèi)容作為基礎(chǔ)，學(xué)生自主學(xué)習(xí)其他章節(jié)才不會(huì)感到困難。突出重點(diǎn)的課堂講解與學(xué)生的自主學(xué)習(xí)有機(jī)結(jié)合，既有利于學(xué)生掌握系統(tǒng)的理論知識(shí)，又給予了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的空間，有益于培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑精神和解決實(shí)際問題的能力，發(fā)展學(xué)生的想象力和探索意識(shí)。
(二)科學(xué)講解
“土木工程材料”課程的內(nèi)容比較松散，講解時(shí)容易產(chǎn)生平鋪直敘的感覺，甚至索然無(wú)味;如能精心安排、科學(xué)講解，效果會(huì)大不一樣。比如，通用硅酸鹽水泥包括硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥及復(fù)合硅酸鹽水泥，如果按照教材一種水泥接著一種水泥地講，學(xué)生學(xué)起來(lái)會(huì)感到重復(fù)、堆砌、凌亂，甚至不知所云。因此，對(duì)于這部分內(nèi)容要進(jìn)行科學(xué)整合，重點(diǎn)把硅酸鹽水泥的礦物組成、水化及凝結(jié)硬化過程、技術(shù)性質(zhì)等等講解透徹;而在介紹摻混合材料的硅酸鹽水泥時(shí)，抓住活性混合材料的潛在活性及摻活性混合材料水泥的二次水化反應(yīng)，然后用對(duì)比的方法給出各種水泥的共性和個(gè)性，這樣內(nèi)容緊湊了，脈絡(luò)清楚了，學(xué)生掌握起來(lái)也就輕松了。了解了技術(shù)性質(zhì)的異同點(diǎn)，進(jìn)一步掌握各種水泥的工程應(yīng)用就會(huì)很容易。再比如，在現(xiàn)代水泥混凝土技術(shù)中，外加劑已經(jīng)成為水泥混凝土的一個(gè)重要組成成分，因此，為了內(nèi)容的系統(tǒng)和完整，一般教材(如文獻(xiàn))都將“外加劑”放在“普通混凝土的組成材料”中來(lái)介紹。但外加劑是用來(lái)改善混凝土性能的，如果不了解混凝土的性能，很難深入理解外加劑的作用，因此，在講授時(shí)，應(yīng)作適當(dāng)調(diào)整，把“外加劑”放到“混凝土拌和物的主要性能”和“硬化混凝土主要性能”的后面來(lái)講，這樣會(huì)更加方便學(xué)生對(duì)相關(guān)課程內(nèi)容的理解和記憶?？傊茖W(xué)地組織和講解課程內(nèi)容，對(duì)于做好“土木工程材料”課堂教學(xué)起到事半功倍的作用。
(三)理論聯(lián)系實(shí)際
首先，從最熟悉的生活實(shí)際出發(fā)。土木工程材料與實(shí)際生活密切相關(guān)，其實(shí)，每個(gè)人在實(shí)際生活中都積累了很多相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，只是由于不具備專業(yè)知識(shí)，而不知道其中的道理。比如，某一水泥砂漿地面破損了，用水泥砂漿修補(bǔ)以后，需要澆水覆蓋一段時(shí)間。相信很多人都見過這種做法，但不一定每個(gè)人都知道這是為什么。在講解水泥的水化、凝結(jié)及硬化過程時(shí)，提到這一現(xiàn)象，學(xué)生一定會(huì)恍然大悟，原來(lái)這就是養(yǎng)護(hù)，并及時(shí)讓學(xué)生了解養(yǎng)護(hù)需要一定的溫度、濕度及時(shí)間。這樣，把學(xué)生來(lái)自于生活的直接經(jīng)驗(yàn)與書本上的理論知識(shí)結(jié)合起來(lái)，消除學(xué)生對(duì)課程的陌生感，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。其次，大量列舉工程實(shí)例。典型的工程實(shí)例是理解和消化理論知識(shí)的最有效方法，注重材料的工程應(yīng)用背景，避免脫離工程孤立地講解材料。比如，在講到混凝土耐久性問題時(shí)，實(shí)例之一：北京三元立交橋橋墩，建成后不到兩年，個(gè)別地方發(fā)生“人字形”裂紋，經(jīng)分析認(rèn)為主要原因是發(fā)生了堿-骨料反應(yīng);實(shí)例之二：烏克蘭境內(nèi)的切爾諾貝利核電站，由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的泄漏，造成大面積放射性污染，生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞等。另外，還可以用數(shù)字來(lái)說明，“在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，建筑工業(yè)總投資的40%以上用于現(xiàn)存結(jié)構(gòu)的修理和維護(hù)，60%以下用于新的設(shè)施”。通過大量實(shí)例，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到混凝土耐久性的重要性，了解到很多混凝土結(jié)構(gòu)的過早破壞不是由于強(qiáng)度不足，而是由于耐久性不足。最后，重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)。實(shí)驗(yàn)課是“土木工程材料”課程的一個(gè)十分重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是課堂教學(xué)的一個(gè)很好的補(bǔ)充。實(shí)驗(yàn)課上，學(xué)生對(duì)從書本上學(xué)到的材料有了直觀的認(rèn)識(shí)，對(duì)材料的性能進(jìn)一步了解，在自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)過程中，提高應(yīng)用材料的能力。同時(shí)，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證基本理論，學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)方法，培養(yǎng)科學(xué)研究的能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。
(四)關(guān)注學(xué)科新進(jìn)展
教材是教學(xué)的依據(jù)和根本，但教材的更新需要時(shí)間，而土木工程材料的發(fā)展非常迅速，因此，在教學(xué)過程中，應(yīng)密切關(guān)注土木工程材料研究和工程應(yīng)用的最新進(jìn)展，并適時(shí)補(bǔ)充到教學(xué)中。同時(shí)，隨著新材料及新技術(shù)的不斷問世，有關(guān)材料的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)設(shè)計(jì)和施工的規(guī)范也會(huì)隨之更新，亦應(yīng)將這部分內(nèi)容及時(shí)補(bǔ)充到教學(xué)中。這樣，有利于學(xué)生及時(shí)了解學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài)，拓寬專業(yè)視野，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)，激發(fā)探索精神，提高學(xué)生的工程素質(zhì)及工程意識(shí)
二、課后作業(yè)
課后作業(yè)對(duì)課堂教學(xué)起到很好的鞏固和補(bǔ)充作用。通過課后作業(yè)，學(xué)生能夠更好地消化和理解課堂上學(xué)到的內(nèi)容，并能對(duì)所學(xué)內(nèi)容活學(xué)活用。本課程中，一部分課后作業(yè)來(lái)自于教材每章后面的復(fù)習(xí)思考題，需要教師緊扣課堂教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，從中精選，比如，混凝土骨料顆粒級(jí)配，普通混凝土配合比設(shè)計(jì)等。教師要對(duì)作業(yè)認(rèn)真批改，并總結(jié)，使學(xué)生不是為了做作業(yè)而做作業(yè)，而是做到真正掌握。另一部分課后作業(yè)是綜合性、討論性的。比如，程云虹等主編的《土木工程材料》中的“開放討論”部分，這部分內(nèi)容具有一定的前瞻性，可以引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生做一些探索性的工作。即讓學(xué)生從中選擇自己感興趣的內(nèi)容，并圍繞這一內(nèi)容查閱文獻(xiàn)，深度思考，自由討論。拓寬了學(xué)生的視野，培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)研究的意識(shí)。
三、結(jié)束語(yǔ)
通過學(xué)習(xí)“土木工程材料”課程，應(yīng)該使學(xué)生既學(xué)到了知識(shí)，又鍛煉了能力、開闊了視野;既掌握了本課程的知識(shí)，又為其他專業(yè)課的學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。因此，搞好“土木工程材料”的教學(xué)，意義十分重大。
參考文獻(xiàn)
1、國(guó)際大型土木工程承包項(xiàng)目投標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)定量評(píng)估劉睿天津大學(xué)2003-06-0155
2、土木工程中錨桿支護(hù)機(jī)理研究現(xiàn)狀與展望賈穎絢,宋宏偉巖土工程界2003-08-3053
土木工程材料論文范文二：土木工程中智能材料的運(yùn)用
摘要：
關(guān)鍵詞：
1智能材料在土木工程中的應(yīng)用
1.1光導(dǎo)纖維在混泥土材料的監(jiān)控
光導(dǎo)纖維材料，是一種光通信介質(zhì)，其最大優(yōu)點(diǎn)是傳輸速度快、信號(hào)衰減低和并行處理能力較強(qiáng)，經(jīng)常被用于高要求的通信傳輸中。光導(dǎo)纖維和光纖傳感器在土木工程中，主要用于對(duì)混泥土固化的監(jiān)控。混泥土結(jié)構(gòu)最大的缺點(diǎn)是抗拉強(qiáng)度弱、內(nèi)部鋼筋容易被腐蝕等，在大面積澆筑過程中由于混泥土結(jié)構(gòu)內(nèi)部和外部溫度差異而導(dǎo)致混泥土塊體出現(xiàn)裂縫。這種情況下，將光纖作為傳感元件埋入混泥土結(jié)構(gòu)中，對(duì)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、溫度、變形、裂縫、振動(dòng)等可能引起混泥土結(jié)構(gòu)損傷的危險(xiǎn)因素進(jìn)行檢測(cè)、診斷、預(yù)報(bào)。更進(jìn)一步，如果控制元件能接入信息處理系統(tǒng)，并引入形狀記憶類金屬等智能材料，形成完整的控制系統(tǒng)，將能實(shí)現(xiàn)混泥土材料的自適應(yīng)功能———這正是目前智能材料結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在土木工程中應(yīng)用的前沿課題。
1.2壓電材料
壓電材料一般是指在收到壓力后，材料兩端會(huì)出現(xiàn)電壓的晶體材料。壓電材料在土木工程中的應(yīng)用主要包括對(duì)于結(jié)構(gòu)的靜變形控制、噪聲控制和抗震抗風(fēng)等領(lǐng)域。傳統(tǒng)的壓電材料使用方法是通過壓電傳感元件對(duì)結(jié)構(gòu)的震動(dòng)進(jìn)行感知，利用傳感器輸出結(jié)果，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于震動(dòng)的感知和預(yù)警。在此基礎(chǔ)上，采取合適的控制算法對(duì)壓電體的輸入進(jìn)行控制和定量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于結(jié)構(gòu)震動(dòng)的控制，這是目前壓電類智能材料的研究前沿。隨著研究的深入和技術(shù)的進(jìn)步，壓電類的智能結(jié)構(gòu)土木工程中的應(yīng)該越來(lái)越廣泛。
1.3壓磁材料
壓磁材料在土木工程中的應(yīng)用主要包括磁流變材料和磁致伸縮材料。基于磁流變材料的原理，當(dāng)磁場(chǎng)的強(qiáng)度高于臨界強(qiáng)度時(shí)，磁流變?cè)跇O短時(shí)間內(nèi)從液態(tài)向固態(tài)轉(zhuǎn)化。在介于固液體之間可根據(jù)磁流變液特點(diǎn)具有的快速、可控及可逆性質(zhì)，控制流體特性實(shí)施時(shí)需要較低的能量，因此在智能結(jié)構(gòu)中通常將磁流變液作為動(dòng)器件的主要材料。基于這點(diǎn)，磁流變材料可用于高層建筑的結(jié)構(gòu)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)地震的半主動(dòng)控制。因?yàn)闈撛趹?yīng)用前景的廣闊，使得磁致伸縮材料近年來(lái)得到很大關(guān)注。磁致伸縮材料具有強(qiáng)烈的磁致伸縮效應(yīng)，這種材料可以在電磁和機(jī)械之間進(jìn)行可逆轉(zhuǎn)換，這種特性使其可以用于大功率超聲器件、聲納系統(tǒng)、精密定位控制等很多領(lǐng)域。
1.4形狀記憶合金
形狀記憶合金是一種具有形狀記憶效應(yīng)的智能材料。形狀記憶合金的形狀被改變后，在一定條件下能激發(fā)其形狀記憶效應(yīng)，這一過程中，材料產(chǎn)生高于700兆帕的回復(fù)應(yīng)力及8%左右的回復(fù)應(yīng)變，同時(shí)具有較強(qiáng)的能量傳輸儲(chǔ)存能力?；谶@一特性，形狀記憶合金在土木工程中最大的用處是用于各種結(jié)構(gòu)中來(lái)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的自我診斷、增加材料的韌性和強(qiáng)度等、增強(qiáng)材料的適應(yīng)控制。形狀記憶合金還可以被研制成智能驅(qū)動(dòng)器，用于對(duì)結(jié)構(gòu)變形、裂縫和振動(dòng)方面的控制。形狀記憶合金具有較高相變回復(fù)力，結(jié)合該特性能夠研制開展形狀記憶合金被動(dòng)耗能控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)相變偽彈性性能，可在土木工程結(jié)構(gòu)中用于耗能抗震的被動(dòng)控制。目前的土木工程實(shí)踐中，通常在結(jié)構(gòu)層間或底部等受地震作用較大的位置安置形狀記憶合金被動(dòng)耗能控制系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)耗能系統(tǒng)對(duì)結(jié)構(gòu)的層間變形的感知，進(jìn)而起到消耗地震能量的作用。
2智能材料的優(yōu)點(diǎn)局限性
土木工程中應(yīng)用的智能材料具有反饋信息、自我診斷、自我修復(fù)、自適應(yīng)能能力，實(shí)踐也表明，智能材料在實(shí)際土木工程中的應(yīng)用使得工程結(jié)構(gòu)具有高強(qiáng)度和耐久性等特點(diǎn)，同時(shí)能智能化地執(zhí)行指令，能較好的適應(yīng)外部環(huán)境的變化。但上述的光纖、形狀記憶合金、壓電和壓磁等材料，本質(zhì)上屬于高智能復(fù)合材料，其最大的局限性在于使用成本很高，造價(jià)太貴。這一缺點(diǎn)，使得目前對(duì)于智能材料的應(yīng)用智能局限于檔次較高、標(biāo)準(zhǔn)較高的建筑工程，智能材料在普通民居建筑中的應(yīng)用還遙遙無(wú)期。另外，智能材料的應(yīng)用需要相應(yīng)的技術(shù)和配套材料設(shè)備的配合支撐，在施工中對(duì)于施工技術(shù)和工藝的要求較高。因此，但就目前看，對(duì)智能材料的應(yīng)用還不可能實(shí)現(xiàn)全方位的廣泛普及，但是，智能材料可能是未來(lái)土木工程材料的研究和發(fā)展方向。
3結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，智能材料在土木工程中的應(yīng)用彌補(bǔ)了傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)適應(yīng)環(huán)境能力弱的缺點(diǎn)，將建筑結(jié)構(gòu)需要人為檢測(cè)轉(zhuǎn)向建筑結(jié)構(gòu)帶自我檢測(cè)、調(diào)整和適應(yīng)功能。目前智能材料的應(yīng)用還局限在少部分高要求和高標(biāo)準(zhǔn)的建筑項(xiàng)目，科學(xué)界對(duì)于智能材料以及相關(guān)技術(shù)和配套設(shè)備的研究，是未來(lái)智能材料能廣泛應(yīng)用與土木工程結(jié)構(gòu)的前提和基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
1、土木工程專業(yè)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)改革的思考胡秀蘭;祝明橋;劉錫軍;程火焰;高等建筑教育2006-03-2556
2、土木工程結(jié)構(gòu)減震控制方法綜述亓興軍;李小軍;劉萍;工業(yè)建筑2006-08-20
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