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開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇巖土工程師論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
逆境中長大
殷建華教授的人生經歷了曲折、艱苦和成功的喜悅。殷建華教授出身于湖北省崇陽縣白霓鎮。白霓鎮是鄂南因橋而興的湖北古鎮,歷史悠久,源遠流長,明嘉靖四十年(1561年)邑商熊白霓為方便百姓,捐資建橋于高堤河上,為銘善舉,故以“白霓”命名,至今已有四百多年歷史。白霓文化深厚,景觀璀璨,是中國民間藝術――提琴戲之鄉,廣泛流傳民間敘事詩《鐘九鬧漕》的產生之地。1977年在該鎮大市出土的商代銅鼓,距今已有3000多年歷史,成為崇陽古代文明象征。1979年,治內出土的獸面紋提梁卣是青銅藝術瑰寶,鎮西南金城山上有宋太史黃庭堅讀書的遺跡――金城墨沼,為“崇陽古八景”之一。建于后唐和宋代的崇陽歷史上著名的水利工程石枧堰,遠陂堰,至今已越千年;三國時期,東吳大將陸遜曾屯兵金城山;清朝晚期,將士與清軍血戰歇馬山。建于明清時代的石板街,全長317米,青石路、朱大門、馬頭墻、斗拱楣,雕欄畫柱,檐牙高啄,古樸黃雅,巷道曲折,斬紉巳,是中華傳統民居之寶貴遺產。
殷建華教授小時候,在石板街上古色古香的居屋長大。他在鎮上就讀于白霓小學,1968年底隨母親李鳳儀和哥哥殷建國從白霓鎮下放到堰下鄉第一生產隊務農,便在這里上金城中學,之后去白霓高中上學,1975年高中畢業后回到堰下鄉第一生產隊。他在農村種過田,在大市渡槽工地當農民工,之后到青山第三級水電站工地指揮部當文宣員,直到1977年冬季參加“”后的第一次高考,考上重慶建筑工程學院(現并入重慶大學)。
刻苦學習
批判性思維 創新性實踐
殷建華在重慶建筑工程學院水港系讀航道與港口工程專業,以優秀的成績于1981年底畢業,同年考上中國科學院武漢巖土力學研究所碩士研究生。從師于中國著名的巖土力學袁建新先生、袁先生1948考入土木系――1952年獲學士學位。1956年入美國路易維爾大學土木系,1957年獲碩士學位并受聘于美國波音飛機公司任副工程師。1958年底,袁建新先生通過印度駐華盛頓大使館與中國國務院取得了聯系,他沖破了重重阻撓,終于經香港于1959年元月抵達祖國。
殷建華在導師袁建新教授的指導下,順利完成了他的碩士論文《土的非線性剪脹應力-應變模型》。他指出了當時非常流行的用于土石壩和地基有限元分析的鄧肯-張非線性應力-應變本構模型中的缺點:此模型不能描述土的剪脹性和剪縮性。由此,殷建華提出了新的土的非線性剪脹應力-應變模型,作了試驗驗證,并將新的模型用于土石壩和巖土工程限元分析計算分析。
碩士畢業后,殷建華留在武漢巖土力學所工作,任助理研究員。作為“”后培養的第一批碩士生和年青研究人員,他參加了“”后的第一次全國土的剪切強度與本構關系會議。會議在湖北省武當山附近的老河口市召開。在會上,殷建華組織青年論臺,積極發言,受到老一輩的歡迎與肯定。
1986年9月,殷建華通過考試與挑選,得到中國科學院的獎學金,被公派到加拿大曼尼托巴大學土木系攻讀博士學位。在曼尼托巴大學他所有學的總共6門課,取得3個A+和3個A的優秀成績,是班上第一名。由此,他得到大曼尼托巴大學外國學生獎學金。他的博士學位研究是在著名的James Graham 教授指導下完成的。James Graham 教授曾任加拿大巖土工程學會主席和加拿大巖土工程刊物的主編。殷建華博士論文題目是《土的時間有關的應力應變本構模型》。對于土的時間有關的應力應變特性的建模研究是一個活躍的有著長期歷史的研究領域。早期的研究得追溯到十八世紀的Maxwell的流變模型和Kelvin的流變模型,許多中國學者在這個領域上也作出了巨大的貢獻。但先前的工作或模型都有一些局限性。殷建華基于前人的工作、科學原理和對土的蠕變行為的基本理解,建立了一個新的一維彈粘塑性本構模型,即非線性流變模型,是對線性的Maxwell的流變模型重大發展。該模型描述了土在一維任意荷載條件下與時間有關的非線性應力應變關系。模型被試驗數據驗證并用于固結分析中。殷建華教授歸納和闡述了一個重要的土的蠕變特性,即土單元的蠕變率僅與應力-應變狀態有關,而與加載路徑(或加載歷史)無關。該模型在提出之后又進一步得到發展,得到了更廣泛的應用。他只用了3年7個月的時間便完成了博士學位課程與研究,取得博士學位。當時在土木系,他是最短時間內取得博士學位的研究生。
博士畢業后,殷建華博士在加拿大東海岸一顧問設計公司工作兩年多,后在一研究中心工作兩年,于1994年來到香港一顧問設計公司工作,1995年9月加入香港理工大學,從助理教授,副教授,到2002年成為正教授。
殷建華教授現成為香港屈指可數的專業人士、工程師。他的人生之路真實地寫滿了努力與奮斗!
人們都說,三分天注定,七分靠打拚。殷建華教授的人生恰如其分地演繹了這句話的含義,從而給我們一個有力地啟發――做事情也好,做學問也罷,最重要的是靠自己的努力,堅持選擇,并拿出堅持不懈的努力和奮斗的勇氣!
而這,對于當下那些在生活面前彷徨無助,甚至開始困惑于自己專業選擇的年輕學子們,尤其有值得思索的意義。
努力成材學貫中西
2004年7月19日。這一天,殷建華教授應邀回到他曾經讀碩士和工作過的中科院武漢巖土力學所,為該所科研人員和研究生作了一場題目為“巖土工程發展過程研究方法、經驗總結和個人體會”的學術報告。報告中,殷建華教授從土力學的發展過程、個人的求學經歷、生活家庭的變化情況等幾個方面向該所在座的師生們作了生動具體的介紹,并號召學生們抓住現在的好機會,努力學習,為國爭光。
作為香港理工大學教授,知名的巖土工程師,殷建華教授經常應邀前往各高校作學術演講或者學術報告,往往能夠在高校引起強烈的反響,達到增進友誼、擴大共識、合作交流與共同發展的學術交流目的。但是,在中科院巖土所的這一場學術報告,帶給學生們的意義卻全然不同。
在中科院武漢巖土力學所學子們的心中,除了在學術的交流中增長見識外,他們的心中更受到一種精神的激勵,情不自禁地升起對上進的強烈渴望,因為為他們作學術報告的那一位教授,曾經就是他們的校友――1984年的碩士研究生。殷建華教授于2002年被聘為武漢巖土所巖土力學重點實驗室兼職研究員。在殷建華教授的心中,對中科院武漢巖土力學所是充滿了感情,所以這樣一場學術報告,他將自己的求學經歷和學術結合在一起,濃縮了自己這一段學術生涯的風雨歷程。那就是,從求學起,殷建華教授就一直用“努力”詮釋著自己的人生價值,正如同他自己所說:“人的一生,全靠自身努力,唯有努力不懈,才能成功。”
縱觀殷建華教授的求學經歷,從學士到碩士再到博士,字面上一切一帆風順,但是在實際生活中,卻是要付出許多努力和汗水。
殷建華教授在大學時選擇的專業,就是巖土工程。而巖土工程是一門很博大、很深奧的學問,以大學有限的知識面,去探索里面的奧秘,顯然是很艱難的。因為一個系統的科學,就好像源頭活水,支流旁支駁雜,衍生出很多很細的專業,讓人難以一一追根尋源。殷建華教授坦白說:“在進大學之前,對于這個專業,其實我不大懂。”
但是進了這個專業,真正了解了這個專業博大的系統之后,殷建華教授也依然是坦然面對,在研究生專業的選擇上,依然是選擇巖土工程,只不過,這個時候經過大學的系統學習,對這個專業有了一個一般的了解,殷建華教授因此朝著專業細化地方向發展。對此,殷建華教授作了一個形象的比喻:“就好像建房子,不是一家兩家公司,也不是一個兩個專業就可以做出來的。建房子,除了地基和結構,還涉及到建筑學、機械工程、通風等一系列的學問。”
有人說,學習是一顆辛苦、無味的種子,埋藏在你人生路上,你只有用汗水澆灌,才能結出美味可口的果實。的確,在一般人心中,巖土工程這樣的專業,每天要與數據打交道,時間長了會覺得索然無味,失去學習的興趣。殷建華教授在選擇武漢的中國科學院研究所之后,也是有過一陣子的迷惑,因為專業的細分遠遠不是大學時候所學可以比擬的。但是殷建華教授很快愛上了自己的專業,在他看來,這個專業是用來解決實際問題的,并不是很抽象,因此在長時間的學習中,他并沒有覺得枯燥。或許是抱著這樣的學習心態,加上自身刻苦的努力,殷建華教授取得了自己的進步,取得了讓別人看得見的進步。因此在拿到碩士學位之后,得到中科院的選派和獎學金前往加拿大攻讀博士學位。
努力付出往往和收獲成正比。在加拿大留學的日子,殷建華教授不負眾望,拿到了加拿大 Manitoba 大學優秀外國學生獎學金,所有功課都是班上第一名。之后,殷建華教授順利地拿到了博士學位,成為一名學貫中西的專家學者。而對于許許多多正在求學的學子們來說,殷建華教授的這一段求學經歷,卻如同一盞明燈,驅散了那些學生心中的迷惘,激勵著學生們努力、努力、再努力。
傳道授業不懈求索
古人曰:師者,所以傳道授業解惑也;現在我們說:教師是人類靈魂的工程師。從古到今,教師這個職業都是高尚的,受人尊重的。作為一名學貫中西的專家學者,殷建華教授最終將自己的角色定位在教師這個位置上,值得人尊敬。
選擇在香港理工大學任教,殷建華教授并不自恃學問高就傲物,而是從低做起,踏踏實實,一步一個腳印,對自己負責,也對自己的學生負責,從助理教授很快升到了副教授,隨后又在2002年升為正教授。
職稱的飛快提升,是香港理工大學作為一所名牌大學,對殷建華教授最大的肯定;而殷建華教授在教書育人的同時,也真正實現了自己的人生價值,將自己的專業作出了最大的貢獻。
當初,獲得博士學位后,殷建華教授并沒有急于回到國家,而是在加拿大東部城市的一個顧問設計諮詢公司和一研究中心分別工作過兩年。而移居香港后,也在一個顧問設計諮詢公司工作接近一年。可以說,這幾年的工作經歷,使得殷建華教授所學的理論知識,在實踐中得到了很好地印證,也很好地鍛煉了自己的能力,更增強自己解決實際問題的能力。而這些,更為他成為一名優秀的教授打下了良好的理論與實際相結合的基礎。
據了解,殷建華教授所指導的兩大學生畢業論文連續兩年 (1999-2000年, 2000-2001年)被香港工程師學會評為第一名,并得到獎金和證書。殷建華教授介紹說:“我們對教學很重視,也重視跟學生溝通。我們學校教學有一整套系統,很完善,也很出色,所以本科生從我們這里畢業都很有收獲,在社會上也很有改變。”
優秀的教師,培養出優秀的學生,但本質上,殷建華教授也是一名優秀的學者。他擔任高校聯工程師聯合會主席,將香港高校的許多工程界的朋友,匯聚在一起,在專業的碰撞間,實現聯會對香港、對國家更大的貢獻。
可以說,殷建華教授是國際巖土力學界十分活躍的青年專家學者,目前不僅擔任國際巖土力學計算方法與進展學會副主席、國際巖土力學與工程學會會員、中國力學學會巖土力學專業委員會委員、中國巖石力學與工程學會及地面巖石力學與工程專業委員會委員、中國地質學會及工程地質專業委員會委員、香港力學學會委員等職務,同時還擔任《加拿大巖土工程》學報副主編、國際《巖土力學與巖土工程》學報主編之一,美國《國際巖土力學》學報編委、國際《海洋地球資源與巖土工程》學報編委、《防災減災工程學報》編委、《巖土力學與工程學報》編委、《巖土工程界》編委、《結構工程進展》國際雜志編委。
積極參與國內、國際學術的同時,殷建華教授也有自己的學術研究,在科研上取得豐富的成果:首創性地給出等效時間定義和土的一維、三維粘塑性模型,并應用于土體完全耦合的固結分析;首創性地將Timoshenko Beam Model用于土工布加筋土地基模擬;提出有排水板和用非線性土的本構方程(維彈粘塑性模型)完全耦合的固結分析的有效的有限元方法;首創性地將填海造地工程和土的固結理論及分析與互聯網結合。
其中,殷建華教授取得4項專利,出版了2本專著和編輯了3本書籍,發表了300多篇學術論文, 其中102篇學術論文在國際科學引文索引數據庫中的科學期刊(Journals in Science Citation Index )上發表。
現在,殷建華教授碩果累累,榮譽滿身,卻依然在學術的海洋里遠航。作為學者、專家、教授,他對年輕人寄語:成功是通過后天的努力――奮斗,尤其在年輕的時候要做到最好。
關鍵詞：長輸管道 巖土工程 勘察
近年來，為了滿足現代經濟建設對于石油資源的需求，我國適時加快了長輸管道工程的建設。由于長輸管道涉及地域廣闊，途徑區域的地質和自然條件也相對復雜，而其長度一般在幾百，甚至上千公里，所以在長輸管道工程中加強巖土工程勘察的研究是十分重要的。例如：我國組織建設的中緬石油管道工程，由緬甸西海岸馬德島起，途徑我國云南瑞麗市，最終到達重慶市。在我國境內的中緬石油管道，與中緬天然氣管道并列而行，包括一干一支。本人根據中緬石油管道工程的地質勘察經驗，從以下幾個環節進行探討。
1工程概況
中緬原油管道工程（國內段）主要包括1干1支，與中緬天然氣管道并行。干線從云南省瑞麗市58號界碑入境，干線經德宏州、保山市、大理州、楚雄州、昆明市、曲靖市，在貴州安順市油氣管道分離，原油管道向北經貴陽市、遵義市，到達重慶市。中緬原油管道工程（國內段）干線全長1631.1km，管徑813mm/610mm/559mm，設計壓力8～14.7MPa，全線采用X70級鋼管；安寧支線42.8km，管徑610mm，采用X65級鋼。原油管道設計輸量為2000×104t/a，擬分兩期建設：
一期：建設瑞麗―祿豐干線管道以及安寧支線，輸量為1000×104t/a，2013年9月具備投產條件；
二期：建設祿豐―重慶管道，瑞麗―祿豐干線管道增輸至設計輸量2000×104t/a。其中，祿豐―安寧支線設計輸量1000×104t/a，祿豐―重慶段管道設計輸量1000×104t/a。
2勘察等級和技術標準
根據中緬原油管道工程的區域地質資料、場地附近勘察成果及本工程特點，確定其重要性等級為一級，場地復雜程度等級為二級，地基復雜程度等級為二級，依據《巖土工程勘察規范》（GB500212001）（2009年版）3.1.1～3.1.4條綜合判定巖土工程勘察等級為甲級。
中緬原油管道工程的巖土勘察工作主要依據“中緬油氣管道工程巖土工程勘察統一技術規定”，同時遵循以下國家1985基準高程和行業的相關規范：
1)《巖土工程勘察規范》（GB50021-2001）（2009年版）；
2)《油氣田及管道巖土工程勘察規范》（GB50568-2010）；
3)《工程地質鉆探標準》(CECS240：2008)；
4）《建筑地基基礎設計規范》（GB50007-2002）；
5）《巖土工程勘察制圖標準》（SY/T0051-2003）；
6）《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010）；
7）《土工試驗方法標準》（GB/T50123-1999）；
8）《工程巖體試驗方法標準》（GB/T50266-99）；
3巖土工程勘察中應注意的問題
中緬原油管道工程的巖土勘察按照常規的工作流程，即踏勘、初步勘察、詳細勘察等三個階段。由于中緬原油管道工程巖土勘察的工程量較大，而且對于工藝、技術和質量的標準較高，所以在巖土工程勘察中應特別注意下列問題：
3.1合理的制定巖土工程勘察方案
由于中緬原油管道工程沿線的地質情況較為復雜，所以在進行巖土工程勘察前必須制定詳細、周密的勘察方案，并且認真考慮各種勘察方法的利弊，在進行充分論證的基礎上，選擇最為經濟、合理的勘察方案。在本次巖土工程地質勘查中，勘察單位根據沿線各區域地質條件和地貌的不同，選取分段進行勘察的方法，其根本目的是提高勘察工作的實際效率和質量。
根據中緬原油管道工程的設計要求，并結合本次勘察工作的實際特點，本次勘察與初步勘察階段布孔原則大體一致，即在管道穿越中線上、下游15m處各布置一條勘探線，在充分利用初步勘察階段鉆孔資料的基礎上本次勘察布置了24個鉆孔。同時，根據設計方隧道底板埋深，本次勘察鉆孔深度達河床最低點以下45m，遇溶洞、暗河或其它不良地質現象時鉆孔深度適當加深。
3.2合理確定各種類型河流的穿越方式
在長輸管道工程的設計與施工中，合理確定各種類型河流的穿越方式是十分重要的，而且直接影響到巖土工程勘察的質量。目前，在國內外長輸管道巖土工程勘察中，主要應用的河流穿越方式有定向鉆穿越、常規開挖方式等。在中緬原油管道工程中，沿線需要穿越的河流、湖泊較多，受到其水深、寬度、流速等因素的影響，常規開挖方式較難實現，盾構隧道技術因適用于管道口徑大，穿越距離長等特點，而被勘察單位所選用。例如：本次勘察在水域鉆孔中有代表性的抽取6個鉆孔進行了壓水試驗，通過鉆孔壓水試驗，測定巖體的透水性指標，為評價巖體的滲透特性提供基本資料。
3.3重視對于不良地質體的勘察和治理
中緬原油管道工程涉及的地域廣，而且需要跨越較多地貌復雜的區域，特別需要注意的是其沿線存在大量的地質災害集中發育地段。在長輸管道工程沿線常見的地質災害主要：泥石流、滑坡、沖溝、崩塌等，以及其他因不良地質體而形成的地質災害，因此，在中緬原油管道工程的巖土勘察中，勘察單位對不良地質體的特征及發展趨勢進行分析，并且將其對長輸管道的危害程度進行科學的評價。根據本次巖土工程勘察的相關水文和地質試驗結果，并結合場地地層資料分析認為：本工程沿線的地下水類型為：松散巖類孔隙潛水和基巖裂隙水。松散巖類孔隙潛水主要為殘坡積土，巖性主要為粉質粘土夾碎石，導水性、富水性差。主要接受大氣降水和地表水的入滲補給，排泄以蒸發及側向徑流為主。基巖裂隙水按含水巖組巖性屬碎屑巖類裂隙水。淺部以風化裂隙水為主，深部風化裂隙減弱，以構造裂隙水為主。勘察單位在對不良地質體進行勘察的基礎上，并采取有效的綜合治理措施。
3.4加強工程地震安全性的評價
根據國內外長輸管道工程的巖土勘察實踐，常見的地震災害主要可以分為兩大類：1）由于地震作用使得土體的連續性、整體性遭受破壞，如地裂、斷層錯動、砂土液化、滑坡等；2）地震波在土體中的進行傳播，導致焊接質量較差或遭受腐蝕的薄弱管段出現不同程度的破壞。中緬原油管道工程的巖土勘察中，按照《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010）的劃分標準，將穿越場區抗震設防烈度設定為6度，設計基本地震加速度值為0.05g，設計地震分組為第一組。
4結束語
隨著我國長輸管道工程在建設規模、工藝、技術、質量、安全性等方面要求的不斷提高，對于巖土工程勘察工作的實際效率和質量也提出了更高的標準。在今后的長輸管道巖土工程勘察中必須適時改進現行的工藝和技術模式，并且對于各具體問題進行深入的研究和分析。
參考文獻：
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摘要：對目前加筋土的設計理論進行了簡要的介紹，并對其特點進行了一定的分析對比，為加筋土工程設計方法的進一步研究提供鋪墊。指出了當前加筋土設計理論還有待發展，需要廣大巖土工作者們共同努力開創新的局面。
關鍵詞：加筋土，極限平衡，極限狀態，有限元，顆粒流，對比
Abstract: at present the design theory of reinforced were briefly reviewed in this paper, and its characteristics of certain, by comparing reinforced for engineering design methods of further research to provide matting. Points out the design theory of reinforced remains to be development, need the geotechnical workers common efforts to create a new situation.
Keywords: reinforced, the limit equilibrium, limit state, finite element, particle flow, contrast
引言
自20世紀60年代法國工程師Henry Vidal開創了“加筋土”(reinforced earth)技術以來，加筋土技術因其具有施工簡單、工期短、造價低、適用性強等優點而迅速風靡全球。 我國1979年首次應用加筋土技術是在云南修建了一座高2m的儲煤倉下擋土墻，隨后逐步在公路、水運、鐵路、礦山和水利工程中廣泛應用，取得了可觀的經濟和社會效益。
1加筋土的概念
土體具有一定的抗壓和抗剪強度，而抗拉強度極低，在土體內鋪設或摻入適當的加筋材料，可以不同程度地改善土體的力學性能，就好比在素混凝土中埋設鋼筋可以改善混凝土的抗拉、抗彎性能一樣。
2加筋土設計方法
2.1極限平衡方法
極限平衡法的思路是:首先假定可能的破壞形式，然后在極限平衡分析中計入加筋的拉力對加筋土結構穩定性的貢獻。極限平衡法主要是對加筋土工程進行穩定性驗算．即分析計算整體結構內、外部穩定破壞所需的拉筋材料強度及應力分配。極限平衡法概念直觀簡單，能給出安全系數，計算方便，設計時僅考慮強度方面的參數，便于操作，是巖土工程的傳統分析手段，也是現在加筋設計中應用最廣的使用方法。但是由于極限平衡法需要對拉筋、土體、滑動面做出許多假定。加上人為隔離強度與變形，與實際情況差異較大，所以此法計算結果精度較低。故一一般將極限平衡法作為半經驗半理論的方法。通過不斷積累工程經驗并進行試驗研究、理論分析，輔以合理的修正，以更接近工程實際。
2.2極限狀態法
在極限狀態法中，一個特點是同時考慮強度和變形，即承載力極限狀態和正常使用極限狀態。另一個特點是引入風險系數，即分項系數，來代替整體安全系數。對于基于極限狀態設計方法的加筋土結構而言，一是考慮了不同極限狀態下各種材料之間的應變兼容性，二是可以考慮內外部環境對材料耐久性的影響。因此，引入了臨界極限狀態分析、功能極限狀態分析以及分項修正系數PF(PartialFactors)的概念，是極限狀態法的核心思想。
在極限平衡設計方法中，直接以土的峰值強度(或殘余強度)為指標，給定一個保證結構不發生破壞的總體安全系數，很少甚至沒有考慮結構的變形。而對于廣泛應用的加筋土結構而言，如果在設計中不考慮其變形明顯是不夠合理的。
2.3數值模擬方法
隨著計算機技術的發展，數值計算方法越來越成為工程技術領域的一個重要研究手段。其理論主要為有限元等，所用程序有ANSYS、Abaqus等大型商用軟件.有限單元法主要包括兩類：分離式方法和復合式方法。有限元分離式方法就是把土和筋材分開考慮。分別劃分不同的單元。引入界面單元來模擬筋－土之間的相互作用。該方法思路清晰。便于理解。應用也最為廣泛。然而，在建模時，至少要考慮土體、筋材、筋－土界面這三種本構關系，尤其在界面特性復雜的條件下，故而很難準確地建模分析。相反，有限元復合式方法是將加筋土視為一種復合材料加以整體分析，原則上，該法可簡化分析過程，但其難點在于如何準確地確定復合材料的應力－應變關系等。
3.方法比較
極限平衡法是目前應用最廣泛的方法。它的優點是能給出安全系數的指標；設計時僅需考慮強度方面的系數，計算工作量小；而且與素土邊坡及擋墻的分析方法相近，易為工程界接受。但它偏于保守，易造成浪費；對筋材強度，許可變形等取值具有很大的任意性；所研究的是假想的極限平衡狀態而不是實際工作狀態；沒有充分揭示土與織物的相互作用機理，不能充分考慮各種影響穩定的因素；不能計算土體的應力和應變，也不能模擬施工進程。
極限狀態法作為巖土工程設計的發展方向之一，有良好的理論基礎和廣泛的成功應用實例與經驗，但仍存在模糊不清的地方，特別是功能極限狀態的控制設計，還需做大量的工作。
與極限平衡法相比，有限元法可以提供受荷土體的應力場和位移場，在計算中考慮土體的非均勻和非線性、土性隨時間的變化、施工程序和荷載變化，因而計算成果可反映從施工開始到運行期間土體性質變化的全過程。但是，由于有限元法計算中需要的加筋體的本構關系和相應的參數的確定尚很困難，所以這種方法在設計中應用受到了一定的限制。
4.結論與展望
綜上所述，當前加筋土工程設計方法有三大類：極限平衡法、極限狀態法和數值模擬法，而數值模擬方法主要有有限元法等。各種方法的基本假設、原理不同，其適應范圍也就不一樣。自1963發明加筋土理論至今，人們對于加筋土的作用機理尚處于研究階段，還沒有形成成熟可靠的理論設計方法。而另一方面則是，加筋新材料日益多樣化，新結構形式層出不窮，工程所處環境和實際情況也越來越復雜，這些都是新時代下對加筋土理論提出的新要求。相信在廣大巖土工程研究人員以及學者們的不懈努力下，將來的理論研究與計算方法會更為合理與完善的，會更好地指導加筋土在實際工程中的應用，為國民經濟創造效益。
參考文獻
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上海應用技術學院教改項目：軌道工程畢業設計指導模式改革（1020T110023）
作者簡介： 王長虹（1978.11- ），男，漢族，湖南衡山人，博士，副教授，研究方向：軌道工程
摘要：根據教師和學生特點，首先對軌道工程大類的畢業論文方向進行分組，畢業設計以專題設計為主，對畢業設計內容進行調研、研究、探討，拓展專題畢業設計內容，強化后續設計過程，使學生對工程的全過程有比較清楚的認識，培養學生查閱相關文獻分析問題、解決問題的能力。在此基礎上初步建立軌道工程大類畢業設計指導的數據信息表，不斷補充新的資料。
關鍵詞：軌道工程 大類專業 畢業設計
中圖分類號：G647文獻標識碼：A文章編號：1673-9795（2014）01（b）-0000-00
軌道工程大類專業以“依托行業”為辦學宗旨，必須建立具有明顯的軌道交通特色、專題性很強的畢業設計模式。因此，夯實專題設計的基礎，延伸畢業設計的自身內涵，拓寬畢業設計的范圍，使學生能夠對設計全過程相關的設計環節都能參與，充分了解專題設計前導、后續的工作環節，培養學生設計總體的概念，以開闊學生的視野，畢業后盡快適應各種不同的新角色[1]。
軌道工程大類專業畢業設計方向涉及線路、橋梁、隧道、地下結構、巖土工程等[2]。對于一個新辦專業而言，需要進行相關的畢業設計專題研討。構建一個動態的畢業設計體系，根據教師和學生的特點，進行畢業設計選題，嚴格畢業設計過程，以保證設計內容高質量按期完成。
1畢業設計存在的問題
1.1設計內容單一
通過調研發現，鐵路高校的軌道工程大類畢業設計可分為線路、橋梁、隧道和地下結構、巖土工程方向。比如軌道工程以軌道結構強度計算、緩和曲線設計、縮短軌計算及無縫線路穩定計算等內容為主的模式；橋梁工程以鋼筋混凝土連續梁和連續剛構橋為主。指導老師根據畢業設計教學大綱擬定設計方面的題目，沒有考慮學生畢業后的去處，學生畢業設計選擇的余地很小。
1.2工作量不足
通過調研發現，由于大量計算軟件的使用，如AUTOACD、ANSYS、橋梁博士、FLAC3D、同濟啟明星等軟件。這樣在較短時間內即可以完成結構的計算要求，如果仍按照結構計算和設計的要求做畢業設計，則顯得設計工作量不夠飽滿。
1.3 畢業設計反饋情況
鑒于本專業的性質，有必要對軌道工程大類專業畢業課題進行改革，不僅是軌道工程畢業設計類型，讓學生根據自己以后所從事的工作選擇相關的題目，如線路、橋梁、隧道、基坑工程、深基礎等。充實設計任務量，讓學生在有限的時間里盡可能多的把所學的線、橋、隧專業知識應用于工程實踐，掌握軌道交通工程設計、施工和維護的要點，增加就業機會。
2畢業設計內容的改進
2.1畢業設計題目擬定
擬在制定2014 屆畢業設計任務書之前，由教研室主任牽頭，了解每位教師的學習背景，和學生以后工作和學習的方向，盡量為同學制定切合工程實際的畢業設計題目。比如畢業生所簽單位主要從事地鐵隧道建設的公司，可以讓教師增設與盾構隧道相關的論文組，對于考取研究生的學生，可以嘗試讓他們做畢業設計加論文的形式。通過這種“因才施教”制定題目的方法，讓學生提前了解以后要從事的工作或研究，起到一個很好的銜接作用。
2.2有效利用計算機輔助軟件
隨著計算機輔助計算的發展，結構有限元軟件、工程制圖軟件發展迅速，我院專門在第7學期為軌道工程專業的學生開設了ANSYS應用選修課，為畢業設計奠定了良好基礎，另外AUTOCAD的廣泛使用，為施工出圖奠定了良好基礎，為了保證工作量飽滿，可以適當增加手算、編程計算和施工、管理方面的內容。
3過程控制方法
3.1充分利用兩階段實習收集資料
軌道工程專業學生將于第7學期在企業生產實習4周，學校規定要將畢業設計任務書于第七學期末之前下達給學生，第八學期第1-3 周為畢業實習階段，在此兩階段實習過程中要求學生通過對工程實施過程的了解，進一步掌握所學的理論知識，尤其是去簽約單位實習的學生，可以結合生產任務完成畢業設計。
3.2嚴格控制設計進度
在設計任務書中明確了各階段應完成的任務，讓學生了解各階段的設計內容的份量和比重，結合自己的實際情況，參考教師建議的時間表，做出自己的控制性計劃。在各個設計階段，學生及時收集查閱資料，認真完成設計，指導教師亦通過學校的畢業設計管理系統，及時檢查學生的階段性成果，2周和教師完成一次面對面法的交流，以確保保質、按時完成設計任務。
3.3 明確量與質的要求
學校規定除了完成畢業設計以外，對于外文翻譯、文字編排要求嚴格按照學校范本執行。由于辦學規模的擴大，學生人數的劇增，教師隊伍顯得不足，以至于答辯時每組答辯教師人數偏少，答辯過程亦控制不夠嚴格。根據教師人員專業情況，答辯擬按線路、橋梁、隧道分為三組、每答辯組有3-5位教師，每位學生自述設計內容10 分鐘，提問5分鐘。最后由答辯教師根據學生文本質量、論述情況和回答問題情況嚴格評分，保證答辯評分的合理性。
4資料整理
擬打算通過2至3屆畢業設計的積累，初步建立軌道工程方向畢業設計指導的電子課件及設計資料等數據信息表，規范化畢業設計指導過程。構建一個規范化的畢業設計指導過程體系，在具有實際工程背景的條件下，完整、對口的獲取設計資料，具有針對性積累參考資料。
5結語
以培養“卓越一線工程師”為目標的高等學校實踐教學研究―高校軌道工程類畢業設計指導模式改革與探討是完善我院教育教學改革的一個重要環節，是培養創新型畢業生的客觀要求，理論上可以促進高校教學及管理環節合理有效，根據畢業設計中反映的問題，可以進一步完善軌道工程大類的畢業設計和專業知識的設置方式，使資源配置更趨合理，實踐中可以培養具有鮮明特色、適應性強、能較好服務于社會、服務于行業的工程技術人員。
參考文獻：
函授本科畢業論文寫作個人工作總結
在作畢業設計的這段時間，我按照預期進度安排，在老師、同學還有建筑公司的同事們的指導幫助下終于完成了設計任務。設計初期，我復習了《結構力學》、《鋼結構》、《鋼筋混凝土》等課本所學知識，查閱了《建筑設計規范》《荷載規范》等規范。在設計中期，利用所學專業知識進行建筑、結構設計。設計后期，主要進行圖紙的繪制。
畢業設計是對函授本科所學知識的綜合應用，是理論聯系實際的訓練。透過畢業設計，我復習了以前在課堂上學習的專業知識，學習和體會到了建筑結構設計的基本技能和思想。我深刻的認識到：作為工程師，就應具備嚴謹的科學態度，本著建筑以人為本的思想，力求做到安全、經濟、實用、耐久、美觀；設計過程中，就應嚴格按照建筑規范的要求，同時也要思考各個工種的協調和合作，還有建筑周邊環境的考慮等等。這些就要求工程設計人員具備較高的綜合素質，不僅僅要抓住建筑結構設計的主要矛盾，同時也要思考一些細節的問題。在畢業設計的過程中，我深刻認識到規范是設計的航標，務必多思考、多體會，在設計中嚴格遵守規范要求，同時在以后的學習和工作中，更加注重對建筑規范的學習，不斷加強對建筑規范的理解，只有這樣，才能較少錯誤的出現。
“三人行，必有我師”。在畢業設計的過程中，我與同學們相互學習，注重交流。遇到很多設計上的問題，我都做到不恥下問，不斷向優秀的前輩們學習，得到了他們的很大幫助，同時自己也學習到了很多專業課堂上面沒有學習到的實戰經驗。腳踏實地，認真嚴謹，實事求是的學習態度，不怕苦難、堅持不懈、吃苦耐勞的精神是我在這次設計中最大的收益。我想這是一次意志的磨練，是對我實際潛力的一次提升，也會對我未來的學習和工作有很大的幫助。
通過兩年多的本科函授學習，我學到了很多土木工程專業知識，更重要的是有了較快掌握一種新事物的能力，建筑專業知識是我之前從未接觸過的領域，不僅對我工作有很大的幫助，也提高了我相信繼續努力必能成功的自信心。在思想覺悟上，我對自己始終有較高要求，能用科學發展觀來認識世界認識社會，能清醒的意識到自己所負擔的社會責任，對個人的人生理想和發展目標，有了更加成熟的認識和定位。畢業設計的寫作是對兩年多函授知識的實際運用，包括工程力學、巖土工程、結構工程的基本理論和知識，還有工程制圖、工程測量、結構設計和施工等方面。在畢業設計的過程中，不僅鞏固了我的這些專業知識，還使我掌握了文獻檢索和資料查詢的基本方法，具有一定的科學研究和實際工作能力。
寫作畢業設計的這兩個月是我的一段難忘回憶。在我倘佯書海查找資料的日子里，面對無數書本的羅列，最難忘的是每次找到資料時的激動和興奮；在設計論文大綱的步驟中，記憶最深的是每一步小小思路實現時的那種幸福感和成就感；為了畢業設計熬夜畫圖，但看著繪制好的圖紙，心里滿滿的只有喜悅。這段時光看似荊棘密布，實則蘊藏著無盡的寶藏。
畢業設計寫作期間得到了指導老師、函授站老師及一起做設計的同學們和公司同事們的指導、幫助，在此深表感謝。
關鍵詞：ANSYS；有限元；邊坡；F3斷層
邊坡穩定性分析是巖土工程中的重要研究課題，在土木工程、水利工程中都具有廣泛的應用。因此，如何做好邊坡變形破壞的預測預報工作是十分必要的。最基本、最重要是要做好邊坡的穩定性分析，以便為將來的邊坡設計、施工、除險加固做指導工作。
目前國內外對邊坡穩定性的定量確定性分析方法主要是極限平衡法和數值分析法。
本文基于大型 ANSYS 有限元軟件，采用D-P屈服準則，將巖質邊坡概化為均質的巖土體，通過對巖土體的抗剪強度進行局部折減，研究了邊坡的漸進破壞過程，分析應力應變規律，直到滿足節點位移突變和迭代步數突變的失穩判據，從而得到邊坡的穩定性安全系數。
1 邊坡工程概況
本文中所研究區域為某露天礦西北幫F3斷層區。西北幫巖體內存在的構造結構面有兩種：斷層和節理，它們對邊坡的巖體強度有著重要的影響。其中，F3斷層為一級構造結構面，對邊坡穩定造成重大危害，其它均為次一級別的構造結構面。
2 邊坡穩定性數值模擬
2.1 剖面的選取
對于像邊坡這樣縱向很長的實體，計算模型可以轉化為平面應變問題。假定邊坡所承受的外力不隨Z軸變化，位移和應變都發生在自身平面內。兩側邊界水平位移為零，下側邊界豎向位移為零。
針對露天礦斜交斷層邊坡，分別選取4600線剖面邊坡和4800線剖面邊坡，建立計算模型如圖1、圖2所示，表1為實驗獲得的巖體物理力學指標。
2.3 4600線剖面邊坡穩定性計算
通過ANSYS數值模擬，得到模型4600的應力、應變圖。
圖3為模型4600的最大位移圖可以看出，坡肩處巖土體表現的位移最大，且以沉降為主，斷層上盤巖體明顯比下盤巖移量大，都向煤層與斷層交界部位移動，致使F3斷層和2煤交界處易產生應力集中。
同時，模型4600的邊坡應力變化彈塑性區域分布如圖4所示，由于在坡腳和斷層與2煤交界處應力集中，塑性區域主要分布在F3斷層整層及坡腳附近，斷層已經完全破壞，但塑性區并沒有貫通，說明邊坡處于穩定狀態。
可以看出，總移，均是在坡體上部，即坡肩處巖土體表現的位移最大；可以看出滑體的潛在移動方向和滑動面，滑體有明顯的沿斷層-1煤頂板弱層向坡外移動趨勢。
模型4800的邊坡應力變化塑性區域分布如圖6所示，塑性區域分布在F3斷層及坡腳附近，已經從坡底貫通到坡頂，邊坡處于不穩定狀態。其破壞模式為沿F3斷層和1煤頂板弱層以剪切形式發生滑移，形成塑性流變區域，即邊坡破壞面。
通過對西北幫邊坡數值模型的分析，可以得出4800剖面邊坡處于不穩定狀態，極易發生邊坡失穩現象。其破壞形式為：沿F3斷層和1煤頂板弱層以剪切形式發生滑移。
3 結論
本文基于有限元理論，應用ANSYS軟件對露天礦西北幫F3斷層區邊坡穩定性進行了模擬研究，對比分析了不同位置（4600剖面和4800剖面）邊坡的應力分布特征、位移分布特征及變形破壞特征，揭示了滑坡機理。小結如下：
（1） 按照ANSYS計算邊坡的失穩判據，4600剖面邊坡在斷層附近表現出塑形變形，但未貫通，處于穩定狀態；4800剖面邊坡發生了貫通性的塑性變形，處于不穩定狀態，其破壞形式為沿F3斷層和1煤頂板弱層以剪切形式發生滑移。
（2） 位移場表明，4600剖面和4800剖面邊坡斷層上盤巖體和下盤巖體均發生一定程度的相對錯對，但4800剖面尤為明顯，且其位移主要面向采空區域，而4600剖面斷層上盤的位移主要指向斷層和弱層相交處。
參考文獻
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“神奇泥土”演繹諸多奇跡
武冬青博士是中國文化古城―――江蘇省連云港市海州人，20多年前為追求先進知識，掌握尖端應用技術跨出國門，師從世界著名巖土工程教授門下攻讀博士。當時他便對在沼澤地區軟土地基上,用新型科技和材料建造道路這一國際性難題產生了極大的興趣。為了攻克這一難題，研究基地留下了他忙碌鉆研的腳印，實驗室里投下了他徹夜拼搏的身影……他嘔心瀝血地鉆研拼搏，在多位良師益友的引導和幫助下，在許多企業界有識之士和熱心官員的支持下，終于突破傳統的束縛，發明了一種神奇的化學建材―――凱密林克SS-108系列土壤穩定劑。
苦盡甘來終有時。發明成功之際，武博士將這種加固材料稱為“新型泥土”。這是一種粉末狀聚合物改性硅酸鹽基粘合材料，具有納米科技應用, 生物化學含量和環境保護等特征，能在沼澤或軟土地基上形成一個半剛性的”懸浮式”平臺，以支承來自飛機跑道, 道路或堆場的各種不同類型的荷載。作為一種集設計、材料和施工為一體的成套科技, SS-108具有廣泛的應用性, 特別適合于高降水量和高地下水位的熱帶雨林、沼澤和軟土地區，對缺乏砂石料的地區及對路面的承載力和耐久性較高或特別要求的特種工程也同樣有效。這一化學建材的發明，能夠在較高強度性能情況下化學加固開裂土石路面，圓滿解決了國際公認的多年未能圓滿解決的難題。
發明成功，武冬青卻并未就此駐足。從1994年開始，他開始了凱密林克科技的推廣和應用工作, 并按照其一貫倡導的“科技發展三部曲理論”, 即“研發―――包裝推廣―――應用”的大循環發展模式, 不斷改進、深入、豐富和完善該項科技轉化工作，使其成功地應用在港口、油田、礦山、船廠、飛機場及高速公路等的幾十個大中型實際工程項目。目前，已在文萊、蘇丹等國的沼澤地區成功建造各類道路并保持十幾年無大修。值得一提的是，這些公路的底基層大都長期持續性地浸泡在水中;同時，武冬青還創造性地應用了凱密林克設計及施工工藝，在超繁忙國際機場正常運營情況下進行跑道擴寬工程, 從而使新加坡樟宜國際機場能與新加坡航空公司作為超大型空中客車A380第一個國際商業客戶相同步, 成為全球首批能起降A380的超大型國際機場;SS-108的科研成果超越了地域與國界，從熱帶雨林地區到嚴寒的蒙古草原，從赤道接近海平面地區一直到世界屋脊的公路建造，處處都能看到“神奇泥土”的足跡。
在文萊攻克“蘑菇現象”
十多年來, 武冬青博士和他的科研、商業和應用施工團隊在有關國際學術雜志刊物、國際學術會議、專題研討會上發表了幾十篇高質量的學術論文和專題技術報告。作為一名成功的科技企業家、凱密林克科技集團的創始人，武冬青博士也受到國內外知名報刊及國際著名大學的廣泛報道，還受新加坡政府部門推薦，接受了全球性的國際探索電視頻道的專訪。雖然碩果累累，但武冬青博士仍然謙遜好學，永不滿足。他取得成功的訣竅就是：執著追求，永不言棄。
“剛開始，沒有多少人相信我和我的技術。雖然我是國際著名巖土工程教授的關門弟子, 但是人們更相信‘眼見為實’。為了證明我的技術，我最初選擇在文萊蘇丹國最為嚴峻的沼澤地區實施現場試驗和道路示范工程。”用他的話來說，在因盛產石油而富譽全球的文萊, 沼澤地也遍布全國。文萊不惜重金聘用世界各國最頂尖的專家，運用最先進的科技探索沼澤地區的道路建設。最初他們對其主要的高速公路和城市道路采用密集型的樁基礎技術, 使用的樁長往往可達30到50米, 工程造價和建造速度可想而知。因而文萊有一條約10公里的高速公路獲得了世界上最貴的公路之“美稱”。盡管如此，一段時間以后，兩樁之間的路面相對于樁頂部分路面還是發生了不均勻沉降, 形成了樁頂路面相對的突起，即工程界俗稱的“蘑菇現象”, 路面凹凸不平, 讓公路使用者苦不堪言。
“文萊是世界上最難實施公路工程的地方之一。我們剛開始幾乎無從著手。”談到這里，武博士不禁嘆息。但困境并沒有使他退縮，他毅然決然地接受了文萊政府的挑戰和考驗。文萊政府給他幾個條件最差的沼澤地區路段，讓他建造公路，如若成功，政府將會在全國范圍內全力推廣應用凱密林克筑路科技。對武博士而言，這是最關鍵的時刻，他必須挺住！一旦失敗，他所有的希望和夢想有可能將灰飛煙滅。在文萊政府部門和工程界人士的委托、信任、鼓勵和支持下，從1994年開始，在兩三年的時間內，凱密林克的科技產品在文萊全國范圍內全面應用成功, 1996年成為國家公共工程指定技術和材料之一，1999年進入該國公共工程規范并成為當地最常用的一項公路建設常規技術。據了解，時至今日，仍有來自世界各地的五花八門的高科技和新技術爭先恐后地接受挑戰，試圖在文萊的沼澤地區修建道路，但是這些新公路的壽命往往大都只能維持數天到數月不等，而借助凱密林克技術建成的道路經歷了十幾年的考驗，至今仍屹立不倒,事實勝于雄辯，最終在政府有關部門嚴密觀察和嚴格驗證后被全面認可、推廣和應用。
“黑白性格”涉足“灰色區域”
“莫說人生得失，何必計較太多。失敗并不表示永難遂愿，只是表示成功還需假以時日。”武博士淡定地說，“我遇到過一些優秀的年輕人，他們面對得失，從容不迫，用堅強的毅力和卓越的能力克服了困難。中國人常說，得中必有失，失中必有得。很多公司的管理層常常會只從金錢和時間的角度來衡量得失，其實金錢和時間往往是次要的。他們其實應該深入思考，尋求失敗的原因,得到經驗的積累，繼而不斷的獲得更大的成功。”
關鍵詞：組態王；SQL；各向異性；系統研發
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.089
1 前言
土工合成材料與土體界面的相互作用屬不同介質之間的問題，是當今巖土工程的熱點問題之一。筋-土界面上的摩擦阻力系數則是加筋土結構設計和分析的重要參數，性能參數的精準測量對實際土體加筋工程具有重要指導意義[1-2]。我院自主研發一套充分考慮土工合成材料力學性能各項異性的新型直剪設備，避免了現行規范中試驗測試值與土工合成材料實際受力特性嚴重不符的問題，有效地解決了土工合成材料工程應用中存在的安全隱患。同時，搭建一套基于組態王與SQL數據庫的直剪試驗操作系統，實現了系統工作狀態實時監控、特征數據實時顯示，數據及參數曲線輸出、存儲、查詢等功能，并對試驗數據進行處理，獲得了國家規范要求的土工合成材料剪切性能參數系列評價指標，計算結果準確可靠。
2 土工合成材料各向異性直剪儀介紹
直剪設備主要包括機械、氣動以及電氣控制三大系統，如圖1所示。機械部分主要包括機架、頂尖、回轉驅動、氣缸支撐架、上下剪切盒、直線導軌副等；氣動部分主要由氣缸、空壓機、閥體等組成；電氣控制系統主要由伺服電動缸、可編程控制器、傳感器、觸摸屏等組成。
本設備采用整體式機架，結構緊湊，系統剛度大、強度高，極好地降低了導軌變形率，為直剪性能參數的精準測量建立結構基礎。上剪切盒外部形狀采用正八邊形以便于頂尖定位、加強系統可靠性及可加工性，同時相較于四邊形、六邊形等形狀有效減小下剪切盒內徑，進而減小回轉驅動尺寸，降低整機尺寸及重量。高性能回轉驅動實現下剪切盒0～360°任意角度精確旋轉，實現土工格柵各向異性性能參數直接測量，完美解決了現行規范試驗測試值與土工合成材料實際受力特性嚴重不符的問題，同時回轉驅動具備自鎖功能以保證直剪試驗中剪切面不發生旋轉，保證直剪試驗準確。
采用氣動加壓結合數據實時采集模塊，對壓力進行實時調節，保壓時間高達2h且氣壓變化率≤0.1%，實驗過程壓力穩定確保試驗采集數據準確可靠。采用高精度伺服電動機與壓力傳感器聯合控制的方法，使剪切速度、剪切位移、剪切力得到精確控制，設備性能參數如表1所示。
3 直剪試驗操作系統
（1）系統功能介紹。直剪試驗操作系統用來指導操作人員安全高效、智能規范的開展土工合成材料剪切性能檢測，實現系統工作狀態實時監控、特征數據實時顯示及剪切性能數據及曲線輸出、查詢等功能。本系統共分為系統菜單、操作功能按鈕、法向應力與實驗時間顯示、狀態指示燈以及用戶登錄/退出等5個功能區，如圖2區域1～5所示。
系統菜單分為系統說明、參數設置、實時數據、數據輸出、系統調試以及報警信息5個功能模塊。法向壓力及實驗時間反應實驗過程實時法向應力以及實驗剩余時間。狀態指示燈區域包括5個狀態指示燈，系統狀態正常色為綠色，異常時為紅色；運行狀態運行過程為綠色，試驗停止為灰色；報警狀態未出現報警為綠色，出現伺服異常、行程超出范圍、電機超載、壓力氣路連接異常等狀況時為紅色；法向應力正常為綠色，應力波動范圍超出理論法向應力的2%時指示燈為紅色。限位狀態反應剪切位移是否超出行程范圍，正常為綠色，超限則為紅色。
（2）系統操作流程及SQL實現。打開/退出組態王，進行SQL連接/連接，功能實現命令語言為：SQLConnect（IDDevice，"dsn=；uid=；pwd="），SQLDisconnect（＼＼本站點＼IDDevice）
上述命令語言實現了組態王與SQL數據源的連接/斷開，將此命令寫入組態王應用程序命令語言的啟動/結束中，以實現系統開始運行時就可以連接/斷開到數據庫[3]。
進入【系統調試】界面，調試各功能按鈕與數據顯示框，檢查系統是否正常；進入【參數設置】界面，輸入實驗參數和運動參數；點擊【加壓】按鈕，并根據界面中間法向應力顯示框進行調整直至試驗理論值；點擊【預壓】，彈出預壓界面，并進行系統預壓5 min以保證后續實驗過程壓力穩定。
預壓結束，點擊【電機使能】按鈕，若參數輸入不合理則彈出提示窗口，輸入合理則電機上電，功能實現命令語言如下：SQLCreateTable（ ＼＼本站點＼IDDevice，＼＼本站點＼實驗時間與日期， "直剪儀實時數據"）
上述命令語言實現了按照設定表格模板的格式在數據庫中以實驗日期與時間新建數據表格，將此命令寫入【電機使能】按鈕的按下時，以實現數據庫表格的創建。
點擊【開始】，進入【實時數據】界面開始實驗，每10s將數據存一次，命令語言如下：
SQLInsert（＼＼本站點＼IDDevice，＼＼本站點＼實驗時間與日期， "直剪儀實時數據"）
組態王將記錄體相關聯的變量當前值插入到SQL數據庫表格中，從而生成一條新的記錄，達到將組態王中的數據寫到外部數據庫的目的。
實驗時間為0或者點擊【停止】按鈕，進入數據是否保存對話框，若刪除當前試驗數據則命令語言如下：
SQLSelect（ ＼＼本站點＼IDDevice， "實驗時間匯總"， "報表名"， ""， "" ）；
SQLDelete（＼＼本站點＼IDDevice， "實驗時間匯總"，whereexpr）；
點擊【卸壓】按鈕；點擊【歸零】按鈕，并彈出系統回零等待界面，當回零動作完成后，該窗口自動關閉；點擊【電機去使能】按鈕，關閉電機；若繼續進行實驗，點擊【加壓】按鈕并按照步驟3-11開展實驗，若結束實驗則點擊【結束】按鈕。
進入數據輸出開展后期數據處理。數據輸出分為【數據報表】和【曲線輸出】兩個功能，先從“實驗時間選擇”下拉列表框中選擇相應試驗數據日期，之后根據需要選擇報表/曲線預覽、打印、刪除等功能。 下拉列表框日期顯示SQL實現語言如下：
SQLSelect（ ＼＼本站點＼IDDevice， "實驗時間匯總"， "記錄報表名"， ""， "" ）；
SQLNext（ ＼＼本站點＼IDDevice）；
當需要將數據庫中的數據調入組態王來顯示，將此命令寫入相應功能按鈕按下時，并添加查詢下一條記錄的命令，實現數據庫數據的逐條查詢。
4 試驗實例數據處理
本文從“實驗時間選擇”下拉列表框中選擇“2015年5月26日11時23分”數據為處理實例，依次實現數據的報表預覽、曲線顯示，數據處理結果如圖3所示，并處理計算剪切位移與剪切力關系，如圖4所示。
圖3（b）所示曲線可依據需要選擇坐標軸，僅選擇一項則默認時間為橫軸，若選擇兩項則第一選擇項為橫軸，第二選擇項為縱軸。點擊【選取】按鈕后，曲線顯示控件的橫/縱軸量程將依據實驗數據進行合理調整。圖4所示曲線給出了剪切位移與剪切力關系圖，并能根據需要通過“實驗時間選擇”添加多條曲線實現數據對比，實現曲線保存、打印和清空操作。
5 結論
本文研制的新型直剪設備結構簡單、對環境友好，安全性能高，基于組態王與SQL數據庫研發的試驗操作系統，可實現工作狀態實時監控、特征數據實時顯示，性能參數后期處理等功能，操作簡單、計算準確可靠，具有很好的應用價值。
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關鍵詞：土工織物 粘土 墊層
1．簡介
因素在過去10年間，設計工程師和環保部門日益喜歡更多地用土工織物粘土墊層來代替密實的粘土層。由于它們的低導水率（Kw＜10 10m／s）和廉價的成本常常用在鋪蓋或廢物池的底部，以阻止廢物的擴散。除了在環保方面用做廢渣地的墊層外，GCLs還用作運輸設施（公路和鐵路）和巖土工程的環保隔離帶，諸如：用做防護層來最大限度地減少在公路交通事故中由于化學物品的溢出和滲流所造成的地表下污染。GCLs還用做加油站地下油罐的第二防護層來防止地下水污染，也單獨用于渠道、池塘或地面蓄水設施。GCLs之所以如此受重視，源于兩個因素：
①有關GCLs材料的特性更詳盡的知識都可以在大量的現有研究文獻中找到，以年為序，大致歸納如下：關于GCLs的VSEPA研究會（1993）。關于GCLs的國際談論會Numberg德國（1994），有關GCLs試驗和應用標準的ASTM座談會，Atlanta；美國（1996）、Geo Bento，巴黎，法國（1998）和土工織物及土工膜在GCLs中的應用專題討論會（2000）。另外，大量以土工合成、土工技術、地質環境雜志和會議紀要等為參考，關于GCLs的論文已經出版。
②規劃、設計者信心的增長。
這篇論文將總結在過去10年間的重要研究發現。
2．土工合成粘土墊層
GCLs是一薄層鈉質或鈣質，膨潤土與一層或多層土工合成物構成的。土工合成物為土工織物或土工膜。基本的GCLs通過膠、針刺或編織方法同兩面都有土工織物包裹的膨潤土結合而成。針刺過程可以使上層的土工織物纖維穿過膨潤土和下層土工織物連成一個整體。穿透底層土工織物的纖維靠自身糾纏和摩擦或通過加熱的方法使它們同底部土工織物層結合在一起。可能在兩層織物和膨潤土間產生更強的結合力（用這種方法做的GCLs可叫做熱鎖合GCLs″）；同樣可以用平行的幾行紗線把全部的土工合成織物—膨潤土、合成物縫合在一起。
對于以土工膜為骨架的GCL，用無污染的膠將膨潤土同土工膜粘在一起，并用敞口的螺旋紡織的土工織層粘在膨潤土外，以便在安裝時起到保護作用。由于產品的適應性和迅速的革新，不同類型的GCLs的特性可能各不相同，GCLs間最重要的區別是用在GCLs中膨潤土的形式和礦物成分的差異。例如：粉末狀和顆粒狀；鈉質或鈣質等等方面的區別，土工織物類型（例：編織與不編織）或附加土工膜及結合方法。
GCL的最重要的優點是其有限的厚度，適應土層或廢渣層下的不均沉降，易安裝和低造價。另一方面這和有限厚度的隔離層具有以下特性：①對機械性意外事件所表現出的弱點；②有限的吸附量；③如果GCLs鋪在不能提供沖淡的礦物或分層之下，可以想象，礦物會嚴重流失。甚者，GCLs與其它浸析液水合（而不與純水），膨潤土將表現較小膨脹并降低阻水效果。GCLs的優點與缺點歸納如表1。
表1GCLs的優點及缺點。
在GCLs被不斷廣泛應用的同時，它們也正在被深入研究，尤其是對于它們的水力性質和擴散性、化學兼容性、機械表現性、耐久性和透氣性等方面的研究。
3．導水率、化學共存性和擴散
GCLs的水力學特性在很大程度上取決于膨潤土的導水率。唯一例外的是結構中含有用線縫合的土工膜的GCLs。總體而言，不同類型土工織物——GCLs的導水系數大約在2×1012～2×1010m／s間變動，取決于采用的界限壓力。GCLs導水系數的降低是由在較高壓力下形成的較低空隙率而產生的。更重要的是，對于一個給定的滲透性的GCLs空隙率與導水系數（K）之間表現出很強的相互聯系。
圖1水力傳導率變化與限定應力的比較
GCLs常常用來阻隔除水之外的各種液體，在此情況下用化學溶解性評價GCLs的導水系數是十分重要的。對實際液體的滲透性，通常是通過“兼容試驗”來評定的。試驗中樣本用將來容納或將來透過的液體進行滲透試驗：GCL與不同滲流介質的兼容性已得到眾多研究專家的研究和針對多種方案的評論。除水之外，用其它液體做為滲透液，影響GCL滲透性的因素為：總厚度、蒙脫石含量、吸著層厚度，預水合和礦物部分的孔隙率。另一方面，影響滲水系數的主要因素為：一價和二價陽離子的濃度。在試驗操作過程中，密切監測滲入流和滲出流中的化學成分以及樣品的絕大部分孔隙通過滲流，確保達到化學平衡。另外，在此試驗結束之前應保持GCL的高度為常數。關于GCL化學兼容性的一些細節問題的總結由Rone（1998）和Shackelford等人（2000）提供。
擴散是一種化學過程，包括污染物即使在沒水流的情況下，自高濃度區向低濃度區的擴散。無機污染物透過GCL的擴散現象最近有所報道。他們的發現可以歸結如下：①空隙率和相關臨界壓力對擴散系數有很大影響；②容質富集程度所導致的一些敏感礦物成分微觀結構的改變對擴散系數的不同起決定性作用（尤其是在鈉質膨潤土中）。另一方面，GCL的生產過程對擴散系數沒有重大影響。
4．穿孔、膨潤土層變薄、內部腐蝕離子交換
GCLss在搬運或安裝過程中很容易遭受意外穿孔，在這種情況下，它的抗水性會因其遭受損壞而不同程度地喪失。同時顯示出，小的穿孔和損傷可由其中的鈉質膨潤土有效修復，與完好試樣相比，發現其導水系數增加很少。此外，直徑大到30mm的穿孔愈合時間僅需很短的時間（一般15天）便可完全恢復。更重要的是發現修復區域的穩定性取決于水頭的高低。據觀察發現水頭71m（在10kPa壓力范圍內）時，自行修復的區域會失效。盡管鈉質膨潤土GCLs的自行修復功能很強，但是從最近出版的試驗結果顯示：如果自行修復過程與離子交換聯系時，修復功能會受到影響。
文獻上報道了一個GCL的一貫性缺陷。報道的是一種膠結的GCL被樹根穿孔的情形下，而導致導水系數的增大。但是，Daniel（2000）指出導致導水系數增大的可能是樹根本身，而不是膨潤土和樹根周圍之間的密封問題，同時Didier等人（2000）指出的嵌入GCLs的物體周圍可以進行很好的封堵進一步證明了Daniel說法的正確性。Peggs and olsta（1998）描述了一種情況：當GCL被地基石塊穿破而降低隔水性能時，這只能算是設計問題而不是性能問題。
以土工織物做的GCLs的水力學特性也取決于膨潤土在原料中的單位面積質量的大小。一旦水化，膨潤土剪切強度就很低，在這種情況下，應力集中和長期結構負荷可能造成膨潤土后期的擠壓并導致局部厚度的減少和在這些位置液體滲流量的增加。為避免局部膨潤土的移動和隨之而產生的對GCL水力特性的影響，應在遭受表層荷載和GCLs水化之前，在其上覆蓋適當厚度和適當粒徑的土層，粗粒覆蓋的GCL表面（如砂礫），也會導致GCL應力集中，這是引起膨潤土移動的另外一個原因。然而，據發現即使在很高的界限壓力下，水力傳導率的影響也是無關緊要的。另一潛在的應力集中是上覆土工膜產生皺縮現象，這可能為下伏GCL潛入減少應力作用空間，下伏地層的選擇是在GCLs安裝時考慮的另一重要內容，就象上覆土層一樣，GCL下面的墊層應按照粒徑合理鋪墊，Dariel（2000）談到的一些不合理步驟可能會使GCLs中膨潤土變薄。
圖2與含水量相關的氣體電容率變化
水力梯度的存在可以導致內部腐料物質夾帶礦物顆粒的移動（在非流體控制設施中最為典型）斯塔姆曾報道過一種情況：在一水庫防滲GCL中發現異常的滲漏，開挖坑道發現多處質地不均勻的膨潤土，其通過未編織的土工織物進入下伏粗骨料深達15～20m。
奧西尼和羅最近的工作顯示在高水力坡度時，當GCL與礫砂下伏層聯合使用時有可能出現管涌現象。另外假定，土工織物平鋪在侵析液聚集層上（粗粒骨料或土工網），此時有可能出現膨潤土顆粒在排水層的聚集，對水力傳導產生有害影響，從而可以導致浸析液收集系統的失效。吉羅德和索德曼（2000）對有關膨潤土從GCL中滲出的機械過程及其產生的結果提供了詳細的分析。他們擬定了有關膨潤土流失的極限規范。規范給定了膨潤土流失的界限值10g／m2，在此界限內時，排水層不會受到太大影響。另一種避免膨潤土從GCLs流失的方法就是在GCL與排水層之間附加土工織物過濾器。
陽離子交換促使水力傳導率改變的論點（對鈉質充填的GCLs而言）最近受到了廣泛關注。之所以如此受關注是因為在GCLs與富鈣或鈣質溶液接觸時會導致GCLs的導水率增大。這種發現與受低壓縮壓力（小于20kPa）的GCLs關系密切，尤其是填埋覆蓋層。關于離子轉換問題的詳細說明在埃格洛夫的文章中也可見到。
填埋后期的主要問題之一是由于沉陷造成的內蓋損壞。實際上，廢棄物的老化過程（廢料的生物降解）有可能造成覆蓋系統的不均勻沉降，從而導致分區性的拉伸開裂。可以看出，在保持低水力傳導率的情況下，GCLs可耐受變形和損壞。
關鍵詞：地鐵車站深基坑；注漿加固；橋樁變形；立交橋
中圖分類號：U231文獻標識碼： A
1 引 言
隨著城市現代化進程不斷加快，城市軌道交通蓬勃發展，地鐵作為典型的城市軌道交通方式被廣泛采用。在城市市區建設地鐵時，車站往往設置在交通、人流量大，建筑物較密集的繁華地區，地鐵車站深基坑施工受地質環境條件和施工工藝的限制，施工過程中難免會引起基坑周圍土體的變形，對臨近建筑物產生不同程度影響，由此帶來一系列的問題：如建筑物的開裂、變形、甚至倒塌，地下各種管線的變形、破裂，影響某些精密儀器設備的正常使用。上述的各種問題帶來巨大的經濟損失，國內尚沒有相關統計資料，但就英國來說，每年由于地鐵施工導致地層的變形引起房屋損壞的保險申請額就達到4億英鎊[1,2]。
地鐵施工引起的地層位移和沉陷問題已經引起了各有關方面和公眾的廣泛關注，我國巖土工程領域的工作者對此也有了充分的研究，積累了豐富的經驗。但國內外以往的研究更多關注深基坑工程本身的安全性，對深基坑周邊環境影響的研究相對較少。本工程臨近高架橋為成都市重要的城市主干道橋梁，交通量大。地鐵車站深基坑施工要保證其安然無恙并滿通正常通行，屬一級風險源。
國內地鐵車站臨近立交橋的先例較少，如北京地鐵8號線安華橋車站[3]，西安地鐵3號線胡家廟車站。目前地鐵深基坑施工對臨近建筑物采取的保護措施主要有：隔斷法，注漿加固法。本文就以臨近立交橋的成都某地鐵車站深基坑施工為背景，采用有限差分程序FLAC 3D，建立三維模型，數值模擬得出了注漿加固前后地鐵深基坑開挖引起的橋樁水平位移和沉降，通過對比分析，得出了一些規律，為今后類似工程施工提供了依據。
2 工程概況
2.1 工程概述
本地鐵車站沿立交橋東西向布置，車站寬22.1m，外包總長241.5m，標準段基坑深18.06m，換乘節點處基坑深26.16m，采用頂板蓋挖順筑法施工。車站南側緊鄰立交橋既有橋樁，車站側墻與橋樁最小凈距約為2.7m，與承臺最小凈距約為1.0m。立交橋橋樁設計為端承摩擦樁，樁端持力層為密實卵石土，車站深基坑影響范圍內共有10組。主橋為26+46+26m三跨連續梁，橋樁長26m，引橋為3×25m連續梁，橋樁長20m。
圖1車站與立交橋關系平面圖
Fig.1Plane sketch
圖2 橋樁與車站關系典型斷面圖
Fig.2 A-A section
2.2 工程地質
本地鐵車站地處川西平原岷江水系Ⅰ級階地，為侵蝕～堆積地貌。車站范圍內地層從上至下為：（1）雜填土，稍濕，中密，成分以粉質粘土夾卵石、建碴為主；（2）中砂：松散，稍濕～濕，為不均勻中砂，分布于卵石土頂面或呈透鏡體狀分布于卵石土中；（3）卵石土：濕～飽和，稍密，局部中密。卵石土成分主要以巖漿巖、變質巖類巖石組成，卵石土含量50～75%，充填物為中砂，局部夾漂石；（4）卵石土：中密，局部稍密或密實，飽和。卵石土含量60～80%，充填物以中、細砂為主，約占10～15%，屬不良級配不均勻土。
表1主要土層力學參數
Table 1Mechanical properties of main strata
土層 含水量(%) 重度(kN.m-3) 天然孔隙比 厚度（m） 泊松比 彈性模量/MPa 粘聚力/kPa 內摩擦角(°)
(1) 17.5 20.0 2.3
(2) 19.8 19.0 0.818 1.0 0.29 4.3 35.0 23.0
(3) 18.8 20.0 0.675 2.6 0.3 24 3.0 33.0
(4) 19.4 22.0 0.617 3.0 0.29 40 4.0 35.0
(5) 17.5 23.0 0.563 23.4 0.28 55 4.0 36.0
3數值模擬計算
3.1 概述
FLAC 3D是基于FLAC連續介質理論的三維分析、試驗、和設計軟件，能夠進行土質、巖石和其它材料的三維結構受力特性模擬和塑性流動分析，在巖土工程、土木工程和采礦工程領域廣泛用于模擬FEM理論所不能企及的復雜問題，如：復雜工況問題、大變形問題、復雜非線和不穩定系統問題等。
本文應用FLAC 3D三維分析軟件，模擬分析橋樁在開挖過程中沉降的時空效應、橋樁在各個方向上的位移和不均勻沉降差，從而評估地鐵車站深基坑施工對既有橋樁的影響。
3.2 模型的建立
本計算模型取車站深基坑與立交橋樁最不利斷面，采用多種單元類型進行模擬：土層及巖層采用實體（solid）單元模擬，橋樁采用樁（pile）單元模擬，臨時鋼支撐采用梁（beam）單元模擬。
根據現場取樣和土力學、巖石力學試驗結果，計算中采用莫爾-庫侖（Mohr-Coulomb）屈服準則判斷巖體的破壞：
(1)
式中，、 分別是最大、最小主應力，c、 分別是內聚力、摩擦角。當 時，材料將發生剪切破壞。在通常情況下，土體的抗拉強度很低，因此可根據抗拉強度準則( )判斷巖體是否產生拉破壞。
3.3 地鐵車站深基坑施工的模擬
地鐵車站深基坑施工前，土層在自重、地面活載等作用下處于受力狀況。當基坑開挖后，基坑周邊土層的應力狀態被擾動，從而引起土層應力的重新分布，立交橋樁也要參與到這個重分布過程中來，進而產生變形。本文采用如下方法模擬深基坑施工過程：
（1）忽略除自重以外的其它影響因素，在數值中模擬巖土在漫長地質年代蠕變的過程，獲得原巖應力場。
（2）土移賦值為零，進行基坑開挖過程的模擬。
（3）運行solve命令進行計算。
（4）將橋樁周圍土體力學參數修改為注漿材料單元，模擬注漿加固措施。
（5）運行solve命令進行計算。
圖3 有限元模型圖
Fig.3 Numerical model
3.4 計算結果分析
計算模型考慮橋樁與承臺共同作用，在每個橋樁的樁頂選擇一個觀測點，靠近基坑的橋樁編號為1號樁，共承臺的另一橋樁編號為2號樁。
不采取注漿加固保護措施時，受地鐵車站深基坑施工影響，1號橋樁沉降， 2號橋樁沉降。1號橋樁頂水平位移，樁底水平位移；2號橋樁頂水平位移，樁底水平位移約。
可見，橋樁水平位移較小，均在可控范圍。但橋樁沉降較大，對橋梁結構安全及正常使用產生了不可忽略的影響，需要采取主動保護措施。
采取注漿加固保護措施后，受地鐵車站深基坑施工影響，1號橋樁沉降，2號橋樁沉降。1號橋樁頂水平位移，樁底水平位移；2號橋樁頂水平位移，樁底水平位移約。
可見，通過對橋樁注漿加固后，車站深基坑施工對橋樁的影響有所減小，達到了控制沉降的預期目標，主動保護措施是有效的。
4 結論及建議
（1）：本地鐵車站臨近立交橋，車站深基坑施工對立交橋樁產生了不可忽略的影響，需要對其采取主動保護措施。通過對橋樁注漿加固，影響有所減小，加固保護措施是有效的。同時應注意到，注漿加固對橋樁變形的改善程度與注漿加固效果關系密切，具體的注漿加固參數應根據工程地質條件、施工工藝、當地經驗等綜合確定。
（2）：橋樁沉降的原因是地鐵深基坑施工擾動了土層原巖應力場。因此，基坑開挖時應盡量減少對土體的擾動，可采取對地面附加荷載的控制、基坑盡量多分層、高頻率施工，結構及時回筑等措施。
（3）：模擬計算表明，橋樁水平位移量不大，但前提條件是要保證基坑圍護結構安全。設計時建議對距離橋樁較近的圍護結構進行加強，從而減少對樁后土體的擾動，達到控制水平位移的目的。
（4）：模擬計算表明，橋樁底的水平位移大于樁頂，主要是因為蓋挖頂板對樁頂水平位移起到了限制作用。
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【關鍵詞】凍結法施工；成本控制；節能降耗
凍結法施工是在巖土工程開挖之前，用人工制冷的方法將開挖工程周圍的巖土層冷凍成封閉的凍結壁，以臨時加固地層，抵抗地壓，隔絕地下水，然后在凍結壁的保護下進行正常施工的一種特殊施工法，目前一般的凍結工程均由凍結施工企業自主設計、施工。凍結法施工成本是指施工過程中所發生的全部生產費用的總和，包括消耗的原材料、輔助材料、構配件等費用，周轉材料的攤銷費或租賃費，施工機械的使用費或租賃費，支付給生產工人的工資、獎金、工資性質的津貼等以及進行施工組織與管理所發生的全部費用支出。凍結法施工過程中，成本控制至關重要，如成本控制不理想，就會造成成本上升，企業利潤下降，甚至可能造成虧損。凍結施工中成本控制主要包括設計過程、采購過程、生產和服務提供過程、物流過程、售后服務過程、管理過程、后勤保障過程等，為使成本控制達到規定的、預期的成本要求，就必須采取適宜的和有效的措施，反對“秋后算賬”的做法，提倡預先控制、過程控制和全員參與。
一、設計過程中的成本控制
傳統的成本降低基本是通過成本的節省來實現的，即力求在工作現場不浪費資源，不斷改進工作方式，以節約將發生的成本支出，主要方法有節約能耗、防止事故、以招標方式采購原材料或設備，這是企業的一種戰術的改進，屬于降低成本的一種初級形態。設計階段的成本控制是一種高級的戰略上的成本控制，是通過科學規劃生產流程，避免不必要的生產環節，達到成本控制的目的，是一種高級形態的成本降低。通過對大量凍結法施工成本組成進行統計分析得出：影響凍結施工成本的主要是措施工程費、材料費、水電費，這三項基本占到總成本的85%，而這三類費用與設計過程密切相關。
凍結施工中首先要進行凍結孔設計，采用不同的凍結方式，凍結布孔數量及造孔數量也不同，直接影響措施工程費。在凍結設計過程中盡量在保證井筒施工安全的前提下減少凍結造孔量，減少凍結造孔數量就相應的減少了造孔措施費，降低了工程成本。
設計過程中，還需要根據所設計的凍結孔數量計算出凍結站最大制冷量，在設計過程減少了造孔數量，也相應的減少了凍結站內冷凍機組的裝機容量，減少了凍結站安裝工程量，減少了凍結站安裝材料消耗量，也減少了冷凍機組運輸量，降低了運輸成本，因此減少凍結造孔的數量對降低成本起著至關重要的作用。在凍結施工過程中要合理選擇凍結站的位置，如果凍結站位置距凍結井口相對較遠，不但冷量損失嚴重，而且還需要增加主干管的材料用量，保溫管的用量，增加主干管的安裝量，所以凍結設計對降低工程成本起著決定性作用。
二、施工過程中的成本控制
1.原材料成本控制。凍結施工中原材料主要包括造孔時的鉆頭、泥漿費用、凍結管的鋼材費用、主干管鋼材費用、凍結站安裝材料費以凍結孔內供液管材料費等。凍結施工中材料費用占總成本的比重很大，一般在25%左右，高的可達27.5%，材料費用也是成本控制的主要對象。影響原材料成本的因素有采購、庫存費用、生產消耗、回收利用等，所以控制活動可從采購、庫存管理和消耗三個環節著手。
（1）材料的采購。編制材料采購計劃是材料采購管理的起點，編制采購計劃時重點需要考慮是否采購，采購什么，采購多少及何時采購。為了在采購價格上獲得有利地位，擴大采購批量，可以與需求單位聯合起來共同采購，擴大采購批量，降低采購成本。同時可以增加防范風險的能力，增強集體的談判實力，獲取采購規模優勢，聯合采購直接面對制造商，這樣就可以擺脫商的轉手成本，通過直接與制造商交易，減少中間層次，大大降低流通成本和保障產品質量。
（2）材料的日常控制。材料員要按規定的品種、規格、材質實行限額發料，監督領料、補料、退料等制度的執行。生產調度人員要控制生產批量，合理下料，合理投料，監督用量標準的執行。凍結施工過程中材料費的日常控制，一般由材料員負責，它要經常收集材料，分析對比，追蹤原因，并會同有關部門和人員提出改進措施。施工員和技術員要嚴格監督，按設計圖紙、施工工藝、凍結站安裝設計要求進行操作，實行材料入場檢查，防止不合格材料進場，特別是凍結管鋼材質量、供液管材料質量、主干管材料質量，一旦材料不合格，將可能造成凍結施工成本成倍增加，甚至是導致凍結失敗。
2.工資及管理費用的控制。工資及管理費用在成本中占有一定的比重，據不完全統計，凍結施工成本中，工資及管理費約占總成本的10%左右，增加工資一般被認為是不可逆轉的。控制工資與效益同步增長，減少施工中工資及管理費用的比重，對于降低成本有重要意義。控制工資成本的關鍵在于提高勞動生產率，生產調度人員要按工作流程和管理方式合理安排作業計劃，合理派工、嚴格控制窩工、停工、加班等。
3.施工中節能降耗成控制本。（1）冷凍機使用過程中的節能。冷凍機是凍結施工中不能缺少的設備，它的耗電量很大，如果能在使用過程中提高冷凍機的效率，就可以降低耗電量，節約成本，提高效益。在使用冷凍機時，應該注意以下幾點：一是在凍結施工過程中需要很少制冷量時，最好是根據凍結施工工程的實際進展情況，采用低容量的空氣冷凍機，使冷凍機在高負荷狀態下運轉，減少電能的損耗，降低成本。在凍結初期需要制冷量大時，用大容量空壓機高負荷運轉，既提高了冷凍機的效率，又加快了凍結壁的形成，節約了成本.但是在使用過程中要防止出現“大馬拉小車“現象，既冷凍機在低負荷下工作，這樣會引起不必要的損耗，與此同時也要防止出現“小馬拉大車”現象，既空氣冷凍機容量過小，負荷過大，這樣會對冷凍機造成很大的破壞，降低使用壽命，甚至是使空氣冷凍機毀壞。同時可能造成制冷量少，不能輸出設計時要求的制冷量，廷長凍結時間，不但起不到節能降耗的目的，反而會廷長凍結時間，增加投入。二是嚴格控制冷凍機油壓和油面高度，定期放油，油壓和油面過高，耗油量增大，電能損耗增加，要定期把系統中積存的油放掉，提高系統傳熱效果，降低電耗。三是冷凍機運行一段時間后，可能出現零部件磨損或損壞，密封性能差等現象，這些都會導致功耗增加，所以施工過程中要定期檢修冷凍機，使冷凍機各部件處于正常工作狀態，以減少電能損失。
（2） 水泵在使用過程中的節能。水泵也是凍結施工中必不可少的設備，在使用水泵過程中，要注意以下兩點：一是及時清除流道堵塞物或是進出水管/葉輪的雜質，提高水泵的出水量，節省電能。二是提高電機轉速，增強水泵的功率。要想提高電動機轉速只能提高電源頻率，提高電源頻率的辦法是：把50赫茲交流電通過變頻器變成不同頻率的交流電供電動機使用。只要改變變頻控制電路的參數，就可以改變輸出電源的頻率及電動機的轉速。根據實際情況調節電機轉速，改變水泵的效率，節省電能。
（3）無功補償提高功率因數，降低電能損耗降低成本。在凍結過程中，凍結站內用電設備絕大部分是感性負載，它們在運行過程中不僅要消耗有功功率，還要消耗無功功率，通常功率因數比較低，約為0.7～0.85，都會有20%的附加損耗。因此功率因數低，浪費了很多電能，同時功率因數達不到國家規定，有的地區會對用電企業實施高額的罰款，因此功率因數低不但增加了損耗，而且還要承擔高額的處罰，這無形的增加了工程成本，降低了企業的競爭力。為了克服感性負載功率因數低的缺點，采取對感性負載進行無功補償是有效的辦法之一。提高功率因素不但可以降低損耗，節省電費，同時超過國家規定的功率因數，還可能獲得一定額度的獎勵，這不但節省電費還能為企業創收，可為一舉兩得。
三、改變積極凍結投入方式降低成本
斜井凍結與立井凍結在投入積極凍結過程中有著顯著的差異，立井一般情況下一次性全部投入積極凍結，而斜井凍結是沿井筒中心線方向沿線布置凍結孔，投入時不可能一次投入。目前斜井凍結一般均采用分段分期局部凍結，凍結投入時按照造孔施工時的分段一次性全部投入積極，這種投入方式會導致每段段首凍結滿足設計要求時，待掘進至段中或段尾時凍結太實，給掘進施工帶來困難。
為了更好的解決問題，李家壩煤礦摸索出了一套步進式投入法，對于步進式投入法是一個全新的概念，在李家壩煤礦中首次提出并成功運用，取得了良好的效果。
所謂步進式投入法就是在每個凍結段中在前的凍結孔根據掘進速度及積極凍結時間動態、循序漸進逐排滾動投入，而不拘泥于凍結造孔時所分的段長，一次全部投入，這樣的投入方式增加了投入的靈活性和動態性，實現了凍結的動態調整與控制，降低了鹽水溫度波動范圍，有利于凍結站的維護運轉，實現了凍結與掘進的默契配合，根據工程實踐統計，采用步進式投入法可比一次性全部投入節省電費約10%左右。
凍結施工企業應根據企業特點、具體工程實際情況及成本構成找出適合自身特點的成本控制關鍵點，從關鍵點作手進行成本控制，才能把力用到實處，起到事半功倍的作用，降低企業成本。
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關鍵詞：畢業設計；選題原則；選題審核
中圖分類號：G640 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）51-0089-02
畢業設計是工科學生綜合運用所學過的理論知識并與實踐相結合的實踐性教學環節，是學生走向工作崗位的最后一個環節，在以后的工作中起著不可替代的作用。選題合理與否直接影響學生的畢業設計質量高低。針對“大土木”的畢業生來說，選題的恰當與否直接影響到他們今后的工作和進一步深造，故筆者在此對材料分院和土木工程分院的畢業設計選題的原則、內容和管理提出一些看法與大家討論。
一、畢業設計的選題原則
畢業設計（論文）是大學生活中的最后一個重要的實踐性環節，是學生進入社會前的一次必不可少的嚴格訓練，是培養學生理論知識運用能力及其他各種能力的重要手段，同時也是為學生對今后從事的實際工作和進一步深造提供一個鍛煉的機會。在畢業設計選題時，為保證畢業設計的質量以及學生的鍛煉效果，要明確畢業設計的基本指導思想，根據以往的教學實踐，選題時一般應注意以下一些原則：
1.根據教學目的和要求選題。我們材料分院、土木工程分院主要是為工程設計施工單位培養應用性的工程技術人才。所以要結合本學院學科特點，以學生的專業素質能力和學生工程技術實踐能力提高為出發點，緊密圍繞本專業的培養目標來進行選題。使我們學校培養出來的工程師都具有符合本專業實際的扎實的理論基礎知識，并有較強的解決實際問題和應對工作過程中出現的實際問題的能力。
2.畢業設計的選題應該使學生得到一次解決工程實際問題能力的全面訓練。針對我們土木工程分院來說，畢業生大多數將在工程建設的第一線工作，為使學生能夠盡快適應和勝任未來的工作任務，在校學習期間應注重他們在專業技能和實際工作能力方面的培養，特別是在畢業設計階段，更應以能力培養為中心。因此，在畢業設計選題時，首先要考慮到有利于鞏固、深化和擴展學生的基礎理論知識和專業知識，從而達到培養他們進行調查研究，收集資料，制定試驗方案、設計方案或施工方案，以及進行各方案比選的能力。
3.選題應考慮到畢業設計的時間問題。我學院的畢業設計時間均為14周，我們老師在選題時應充分考慮到時間的因素。題目決定內容，題目過大或過難，一是學生難以在規定的時間內完成，二來也起不到鍛煉學生的目的；題目太小或太簡單，學生在幾周內就可以做完，如同一個課程作業，形成了走過場，這也很難實現畢業設計的主旨。所以老師在選擇題目時，一定要很好地控制畢業設計的節奏，使學生在努力學習和充分發揮自己的主觀能動性的同時，又能在老師的指導下將難題解決，完成自己的畢業設計。
4.選題應盡可能同工程實際和科研課題現結合，實行因材施教。因為我們絕大多數的畢業生是面向建筑工程設計和施工單位，畢業設計的題目與工程結合得越緊密，對他們將來的就業也就越有利。現在問題更為復雜，有“3+1+1”的學生，他們在工作單位有了一年的實習期，對工程有了一定認識；還有一些沒有下去鍛煉的畢業生，由于他們沒有工地實習期的鍛煉，對工程實際缺乏了解，在進行畢業設計時，與前者應有所區分，在選題上、內容上應考慮與工程實際盡量接近，以使他們加深對專業知識的理解，了解工程實際的工作方法、措施和步驟。同時也要考慮到一部分同學將進入各科研院所進一步學習和深造，指導老師適當選擇一些與自己科研課題相關的內容讓這一部分同學參與到科研中來，在參與的過程中，使學生走進科研，調動學生的學習積極性，鍛煉學生的科研能力。在整個科研過程中，要讓學生了解整個課題的進行過程，安排好課題的進展，保證每一步扎實地進行，即從查詢文獻、動手實踐、獲取數據，整理、寫出整個課題總結或者論文。這種循序漸進的方法對同學來說更有價值，為其以后進行科研打下良好的基礎。
二、畢業設計選題的管理
畢業設計選題的恰當與否，是畢業設計工作能否順利進行的重要前提，對整個畢業設計質量的優劣影響是第一位的。所以，加強畢業設計選題的管理也就至關重要了。一個畢業設計題目的確定必須經過一定的管理程序來審查，是保證畢業設計質量的前提。我們在畢業設計選題時應建立一套系統的審核機制，具體可有以下幾個工作：
1.學院應組織各專業有經驗的教師和專家編制一套本專業畢業設計選題的標準。此標準要明確各專業的選題原則、要求，并將其進一步細化、量化，以使各指導老師選題時有據可依。此外還要注意選題的難度，工作量是不是適當，是不是能起到預定的效果，最重要的是必須要符合本專業的培養目標，并且具有科學性和先進性。
2.各系（分院）應建立一套畢業設計選題的審核系統。有了專業的選題標準還需要有一套審查制度，進一步確保畢業設計的高質量完成。嚴格的選題程序應該是這樣的：指導教師上報的畢業設計題目首先要經過初審，主要由教研室主任和全體老師完成，目的是通過討論對構思不完善、選題不恰當或制定計劃不符實等選題進行補充、修改或取消。初審通過的選題要上報到系部，由經驗豐富的教師進行進一步審查，不合格的限時修改或取消，符合要求的由系部統一上報教務處。
3.教務處進行最后的把關。由教務處組織教學督導組進行審查，對選題、任務書、教師指導計劃、學生工作量和實現目標、說明書等進行全面審查，通過的發還系部。系部公布畢業設計題目，先由學生自愿選擇題目，系部根據實際情況進行調整，原則上遵守學生的選擇。
三、如何進行畢業設計選題
當我們的教育目標從單純追求傳授知識到重視能力培養和素質教育階段時，畢業設計指導教師為學生擬出切合實際的畢業設計選題并指導學生很好地完成，是全面實施素質教育的重要環節。一個好的畢業設計選題會對畢業生離校后自身的發展有著方向性的指導意義。因此，我們認為在畢業設計選題時應著重考慮以下幾點：
1.選題的正確性。選題的正確性是指題目的正確性，也就是說題目要符合教學大綱的要求，此題目能保證學生可系統地運用其過去幾年中所學到的專業知識技能。因此，教師無論是在提出的供學生選擇的題目時，還是在審定由學生提出的自選題目時，都應確保選題的正確與合理性，即提出的問題和解決問題的方法、手段正確，否則將無法達到大綱的要求。
2.選題的先進性。選題的先進性是指應該重視選題的先進性，即選題要跟工程實踐發展的步伐一致，密切聯系實際應用。隨著我國基礎設施建設的迅速發展，一些新技術、新工藝和新方法也被應用到了實踐中。我們教師要緊跟時代步伐，摒棄那些過時的、陳舊的、無用的設計，學習目前最先進常用或者是有巨大前景的設計理念和施工方法，并應用到選題中，使學生的選題不落伍，使學生學有所用，設計有所用，體現選題的實踐價值。例如，我們巖土工程方向選題大體分為地基處理設計、邊坡工程、基坑工程、路基工程、巖土工程勘察等幾個方面，就路基工程方面的設計內容來說，我們拋棄以往傳統的普通路基和支擋結構物的設計內容，選擇了目前常用的新型路基結構，如加筋土路基和穩定土路基的設計內容以及加筋土擋墻的設計，較為緊密地結合了工程單位、設計單位和教學科研單位的生產、管理、科研和教學的實際。在校的學習和系統訓練，是學生畢業后走向社會的良好基礎。
3.選題的適應性。為了使選題得以實現，必須要充分考慮選題的適應性，即師生雙方對選題的適應情況。首先，每位指導教師都有自己的學科特長和研究方向；其次，每位學生也都有自己喜歡和擅長的學科。這就表明師生雙方都對選題有一定的要求，也就是對選題有一定的適應性。在保證教學要求的前提下一定要充分考慮教師和學生的具體情況，因人而異，揚長避短，教師在選題時，要從自己的特長出發，也要結合學生的實際；學生提出選題，教師要對其進行評估，確保其正確性和適應性。這樣才能發揮師生的創造性和能動性，做到事半功倍，保證畢業設計完美完工。
我們在2004級土木工程專業的畢業設計中，基坑支護設計小組共3名同學（兩男一女），一名男生從工程局返校，對施工過程較為熟悉，另一名男生考上了研究生，而那名女生的成績稍差。根據這一實際情況，我們給他們的設計內容和要求就稍有差異，了解工程實際的學生設計計算難度中等，但施工組織設計要求要完善；考上研究生的同學，理論基礎較好，因此，在理論計算難度上提高要求，注重計算機編程的應用；對于女生在滿足畢業設計要求的前提下，適當減小畢業設計的計算量和難度，要求其對方案比選要深入，以擴展她對專業知識的了解范圍。從而，他們三人都順利完成了畢業設計。
4.選題的可行性。選題的可行性主要是指題目在軟硬件環境和技術經濟上的可行性，這是比較關鍵的。在畢業設計實施前，指導教師就應提前確認，事先做好研究，要對選題要求進行分析，提出選題的實施方案，充分考慮技術方法的合理性、難易程度和學生的適應性，以及對軟硬件的要求與所需經費和時間等。如果一個選題的合理性、先進性等各方面都很完美，但是沒有可行性，那這個選題就是失敗的。所以，一定要充分論證畢業設計的可行性，不僅要確保畢業設計不是紙上談兵，還要保證其在現有的環境下和條件下可行。
5.選題的獨特性。選題的獨特性強調的是選題的特色和風格，這是高質量畢業設計不可缺少的。保證選題的獨特性也能使學生在畢業設計中得到相應的訓練。避免重復的選題，這就要求選題在滿足以上條件的前提下具有廣泛、多樣性。尤其是對學生的自選題目，往往都是現場實際工作或生活中親自遇到的題目，在可能的情況下，應盡量滿足學生的選題要求。由于我院畢業的學生很多，對于同組的學生，我們可以采用多個畢業設計題目，或同一題目多種設計方法。以往采用的同一題目、相同方法、不同設計參數的畢業設計，現在看來，容易導致學生相互抄襲，甚至雷同設計的現象。就算出現選題與前幾屆或者本屆畢業設計重復的選題，也要確保其具有一定的獨特之處，比如具有強烈的個人特點，這樣才能使選題得到改進和完善。在畢業答辯時，也要求學生講清本人的設計特點，這樣鍛煉了學生積極動腦、動手的能力，可避免互相抄襲，提高畢業設計的實際水平。
四、結束語
畢業設計學生整個大學學習過程中的重要環節也是最后一個環節，而其質量高低是由選題決定的。教師必須綜合各方面因素，如市場需求、大綱要求，保證學生選題的正確性、可行性、先進性及獨特性，使學生的能力在畢業設計中得到進步一步提升，為以后的學習工作打下基礎。
