土木工程的技能匯總十篇

序論：好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過(guò)程，我們?yōu)槟扑]十篇土木工程的技能范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來(lái)更深刻的閱讀感受。

篇（1）

中圖分類(lèi)號(hào):CT642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號(hào):1673-291X(2010)02-0215-03

當(dāng)代土木工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生的能力結(jié)構(gòu)已經(jīng)落后于時(shí)代的發(fā)展,主要表現(xiàn)在:(1)采用傳統(tǒng)的“灌輸式”教學(xué)方法,教學(xué)手段落后,限制了學(xué)生個(gè)性的發(fā)展,學(xué)生缺乏創(chuàng)造性思維和主動(dòng)獲取知識(shí)的能力;(2)部分學(xué)生缺乏將來(lái)就業(yè)所必須的計(jì)算機(jī)應(yīng)用和外語(yǔ)應(yīng)用能力;(3)部分學(xué)生只忙于學(xué)習(xí),缺乏必要的人際交際能力和組織管理能力;(4)學(xué)生所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和基礎(chǔ)理論無(wú)法在學(xué)生頭腦中形成統(tǒng)一的體系,基礎(chǔ)知識(shí)、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)沒(méi)有真正起到基礎(chǔ)和鋪墊的作用;(5)學(xué)生解題能力強(qiáng),處理實(shí)際問(wèn)題能力弱,理論和實(shí)踐嚴(yán)重脫節(jié);(6)學(xué)生在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中只是盲目地服從,缺乏主動(dòng)性;(7)多數(shù)學(xué)校沒(méi)有建立實(shí)踐(訓(xùn))教學(xué)基地,使得學(xué)生工程素質(zhì)培養(yǎng)不足,缺乏分析、判斷和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

基于以上原因,我們認(rèn)為很有必要結(jié)合目前國(guó)際、國(guó)內(nèi)土木工程領(lǐng)域的發(fā)展形勢(shì),以東北農(nóng)業(yè)大學(xué)土木工程專(zhuān)業(yè)為研究平臺(tái),以學(xué)生就業(yè)為導(dǎo)向,以“強(qiáng)基礎(chǔ)、寬口徑、多方向”為原則[1],對(duì)土木工程專(zhuān)業(yè)核心能力培養(yǎng)進(jìn)行深入細(xì)致的研究。采用層次分析法,確定適應(yīng)21世紀(jì)需求的土木工程專(zhuān)業(yè)人才的核心能力,并提出土木工程專(zhuān)業(yè)人才核心能力培養(yǎng)的實(shí)施方案。

一、層次分析法簡(jiǎn)介

層次分析法(AHP)是由美國(guó)運(yùn)籌學(xué)家T. S. Satty教授于20世紀(jì)70年代提出的,它是一種處理多準(zhǔn)則、多目標(biāo)復(fù)雜問(wèn)題的簡(jiǎn)單決策工具。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,層次分析法已經(jīng)在能源系統(tǒng)分析、城鎮(zhèn)規(guī)劃、經(jīng)濟(jì)管理、科技成果評(píng)價(jià)以及工程技術(shù)等眾多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用[2]。

(一)層次分析法基本原理

層次分析法的基本原理是:把復(fù)雜問(wèn)題分解成各個(gè)組成要素,將這些要素按照支配關(guān)系分組形成遞階層次結(jié)構(gòu)(即目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、方案層等層次),在此基礎(chǔ)上對(duì)各層次中諸因素進(jìn)行定性和定量分析,最后綜合決策者的判斷確定各決策方案相對(duì)重要性的總排序[3]。

(二)層次分析法基本步驟

采用AHP進(jìn)行決策時(shí),一般包括以下四個(gè)主要步驟[4,5]:

1.構(gòu)造層次結(jié)構(gòu)模型

根據(jù)所研究問(wèn)題的性質(zhì)的決策目標(biāo),分析各組成要素之間的關(guān)系,建立遞階層次結(jié)構(gòu)。

2.構(gòu)造判斷矩陣

采用問(wèn)卷調(diào)查的方法,要求受調(diào)查者按照1-9標(biāo)度法,對(duì)同一層次中各因素相對(duì)于上一層次中某一準(zhǔn)則的重要性進(jìn)行兩兩比較,從而可以構(gòu)造判斷矩陣。

3.建立權(quán)重集

首先進(jìn)行層次單排序,根據(jù)判斷矩陣推算各層次中諸因素相對(duì)于上一層問(wèn)題的相對(duì)重要性系數(shù)(也稱(chēng)為權(quán)重)即為層次單排序。

4.一致性檢驗(yàn)

為了評(píng)價(jià)層次排序的有效性,還必須對(duì)判斷矩陣的評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。采用T. L. Seaty提出的隨機(jī)一致性比值 (Consistency Ratio)的概念進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。

二、土木工程專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型人才能力分析

高等學(xué)校本科畢業(yè)生應(yīng)當(dāng)成為社會(huì)的高層次人才,其應(yīng)具備的能力應(yīng)主要包括獲取知識(shí)的能力、綜合運(yùn)用知識(shí)的能力和創(chuàng)新能力[6]。

1.獲取知識(shí)能力

主要包括:(1)外語(yǔ)應(yīng)用能力;(2)計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力;(3)非智力因素。

2.綜合運(yùn)用知識(shí)能力

主要包括:(1)工程勘測(cè)能力;(2)規(guī)劃設(shè)計(jì)能力;(3)施工管理能力。

3.創(chuàng)新能力

主要包括:(1)跨學(xué)科知識(shí)融匯能力;(2)綜合分析能力;(3)初步科研能力。

4.拓展能力

即學(xué)生通過(guò)在校期間積極參與社會(huì)實(shí)踐、校園文體活動(dòng)、班級(jí)及學(xué)生日常事務(wù)管理等活動(dòng),主動(dòng)接觸社會(huì),自我鍛煉提高,所獲得的適應(yīng)社會(huì)的能力。

三、實(shí)例分析

采用層次分析法(analytical hierarchy process,AHP),通過(guò)構(gòu)造判斷矩陣、建立權(quán)重集及一致性檢驗(yàn)等程序,對(duì)應(yīng)用型土木工程專(zhuān)業(yè)人才的能力進(jìn)行優(yōu)選,對(duì)應(yīng)用性土木工程專(zhuān)業(yè)人才能力結(jié)構(gòu)進(jìn)行評(píng)價(jià)分析,確定施工管理能力是應(yīng)用型土木工程專(zhuān)業(yè)人才所應(yīng)具備的核心能力,為提高土木工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量提供依據(jù)。

(一)應(yīng)用型土木工程專(zhuān)業(yè)人才能力識(shí)別

在查閱大量文獻(xiàn)并對(duì)有豐富教學(xué)和工程經(jīng)驗(yàn)的土木工程專(zhuān)家進(jìn)行訪談的基礎(chǔ)上,對(duì)應(yīng)用型土木工程專(zhuān)業(yè)人才能力進(jìn)行識(shí)別,見(jiàn)前述。

(二)構(gòu)造應(yīng)用型土木工程專(zhuān)業(yè)人才能力結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)模型

按照目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、方案層幾個(gè)層次將已經(jīng)識(shí)別出的應(yīng)用型土木工程專(zhuān)業(yè)人才能力結(jié)構(gòu)層次化,從而構(gòu)成應(yīng)用型土木工程專(zhuān)業(yè)人才能力結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)模型,見(jiàn)下圖。

(三)構(gòu)造判斷矩陣

根據(jù)問(wèn)卷調(diào)查的結(jié)果,對(duì)專(zhuān)家意見(jiàn)匯總后進(jìn)行加權(quán)平均,就可以給出第二層B中各因素對(duì)應(yīng)于第一層A的判斷矩陣及第三層C中各因素對(duì)應(yīng)于第二層B中各因素的判斷矩陣。

(四)建立權(quán)重集

1.層次單排序

(1)在應(yīng)用型土木工程專(zhuān)業(yè)人才能力結(jié)構(gòu)中,綜合運(yùn)用知識(shí)能力最為重要,其次是獲取知識(shí)能力,第三是拓展能力,第四是創(chuàng)新能力,見(jiàn)表1。

(2)在應(yīng)用型土木工程專(zhuān)業(yè)人才獲取知識(shí)能力結(jié)構(gòu)中,計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力最為重要,其次是外語(yǔ)應(yīng)用能力,第三是非智力因素,見(jiàn)表2。

(3)在應(yīng)用型土木工程專(zhuān)業(yè)人才綜合運(yùn)用知識(shí)能力結(jié)構(gòu)中,施工管理能力最為重要,其次是規(guī)劃設(shè)計(jì)能力,第三是工程勘測(cè)能力,見(jiàn)表3。

(4)在應(yīng)用型土木工程專(zhuān)業(yè)人才創(chuàng)新能力結(jié)構(gòu)中,綜合分析能力最為重要,其次是跨學(xué)科知識(shí)融匯能力,第三是初步科研能力,見(jiàn)表4。

(5)在應(yīng)用型土木工程專(zhuān)業(yè)人才拓展能力結(jié)構(gòu)中,社會(huì)交往能力最為重要,其次是組織管理能力,第三是書(shū)面及口頭表達(dá)能力,見(jiàn)表5。

2.層次總排序

根據(jù)層次單排序的計(jì)算結(jié)果,計(jì)算第三層C中各因素對(duì)于A的權(quán)重,即層次總排序。由層次總排序可知在應(yīng)用型土木工程專(zhuān)業(yè)人才能力結(jié)構(gòu)中,施工管理能力最為重要,其次是計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力,第三是規(guī)劃設(shè)計(jì)能力,第四是社會(huì)交往能力,第五是外語(yǔ)應(yīng)用能力,第六是工程勘測(cè)能力,第七是綜合分析能力,第八是組織管理能力,第九是非智力因素,第十是書(shū)面及口頭表達(dá)能力,第十一是跨學(xué)科知識(shí)融匯能力,第十二是初步科研能力。具體見(jiàn)表6。

(五)一致性檢驗(yàn)

經(jīng)過(guò)計(jì)算,各判斷矩陣均符合一致性要求,說(shuō)明層次排序有效。

三、提出土木工程專(zhuān)業(yè)人才核心能力的培養(yǎng)方案

(一)優(yōu)化課程體系,突出學(xué)生施工管理能力的培養(yǎng)

在課程體系設(shè)置中側(cè)重學(xué)生施工管理能力的培養(yǎng),設(shè)置《建筑施工技術(shù)與組織》、《工程建設(shè)監(jiān)理》等10門(mén)相關(guān)課程、1個(gè)相關(guān)課程設(shè)計(jì)及3個(gè)相關(guān)實(shí)習(xí),有利于強(qiáng)化施工管理能力(包括施工現(xiàn)場(chǎng)的圖形表達(dá)能力、識(shí)圖能力、及土木工程材料的應(yīng)用能力)及工程素養(yǎng)。

(二)引導(dǎo)學(xué)生選課

由于大部分學(xué)生對(duì)于土木工程專(zhuān)業(yè)缺乏足夠的了解,因此,在選課時(shí)具有很大的隨意性。為使學(xué)生學(xué)到更多將來(lái)在生產(chǎn)一線需要用到的知識(shí),可嘗試引導(dǎo)學(xué)生選課。例如,嘗試引導(dǎo)學(xué)生選修《建筑工程經(jīng)濟(jì)學(xué)》、《建設(shè)監(jiān)理》、《建筑法規(guī)》及《工程項(xiàng)目管理》等與學(xué)生施工管理能力密切相關(guān)的課程。

(三)強(qiáng)化認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、建筑施工實(shí)習(xí)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)

實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生施工管理能力的重要環(huán)節(jié),應(yīng)重視認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、建筑施工實(shí)習(xí)等實(shí)踐教學(xué)。

土木工程專(zhuān)業(yè)的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)采用校外集中實(shí)習(xí)和分散實(shí)習(xí)相結(jié)合方式。由學(xué)院安排統(tǒng)一參觀施工現(xiàn)場(chǎng),學(xué)生分組獨(dú)立參觀已建工程,學(xué)生在實(shí)習(xí)過(guò)程中或利用假期可以進(jìn)行拓展實(shí)習(xí),參觀道路、鐵路、橋梁工程及水利工程。

四、結(jié)束語(yǔ)

21世紀(jì)土木工程專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)面臨著新的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)和前所未有的機(jī)遇。如何培養(yǎng)新一代的土木工程專(zhuān)業(yè)人才,對(duì)能力進(jìn)行定位是個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題,這使得核心能力培養(yǎng)的研究已經(jīng)迫在眉睫。本文應(yīng)用層次分析,通過(guò)構(gòu)造判斷矩陣、建立權(quán)重集及一致性檢驗(yàn)等程序,對(duì)應(yīng)用型土木工程專(zhuān)業(yè)人才的能力進(jìn)行優(yōu)選,確定各層次各元素相對(duì)重要性的排序權(quán)值,總結(jié)提出培養(yǎng)應(yīng)用型土木工程專(zhuān)業(yè)人才核心能力的培養(yǎng)方案,即如何提高土木工程專(zhuān)業(yè)人才施工管理能力,為構(gòu)建高校土木工程專(zhuān)業(yè)核心能力培養(yǎng)體系及提高人才培養(yǎng)質(zhì)量提供科學(xué)依據(jù)。

參考文獻(xiàn):

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[2] 葛慧明.層次分析法在專(zhuān)業(yè)技能評(píng)估中的應(yīng)用[J].無(wú)錫南洋學(xué)院學(xué)報(bào),2008,7(1):19.

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篇（2）

高等院校的培養(yǎng)目標(biāo)要求本科畢業(yè)生掌握本專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)理論、專(zhuān)業(yè)知識(shí)和基本技能，具有分析與解決實(shí)際問(wèn)題的能力，具有從事本專(zhuān)業(yè)工作的能力和初步的科學(xué)研究能力。近年來(lái)，我國(guó)建筑經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快，社會(huì)對(duì)高等學(xué)校土木工程專(zhuān)業(yè)的人才需求量增大，對(duì)其質(zhì)量的要求也逐步提高。土木工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)是反映學(xué)生綜合運(yùn)用大學(xué)四年所學(xué)的基礎(chǔ)理論和專(zhuān)業(yè)知識(shí)獨(dú)立分析和解決問(wèn)題的能力，及進(jìn)行工程設(shè)計(jì)和科學(xué)研究的能力。如何抓好畢業(yè)設(shè)計(jì)這一實(shí)踐環(huán)節(jié)，提高畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量，應(yīng)引起高校專(zhuān)業(yè)課教師的高度重視。為提高學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，更好地適應(yīng)社會(huì)，各項(xiàng)教學(xué)改革均應(yīng)考慮畢業(yè)設(shè)計(jì)的教學(xué)效果，并采取相應(yīng)的改革措施，使畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)充分發(fā)揮應(yīng)有的作用。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的教學(xué)工作中，還存在一些問(wèn)題。

一是教師自身創(chuàng)新能力有限，責(zé)任心不夠。教師課堂教學(xué)任務(wù)繁重，投入到畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)節(jié)的時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，更無(wú)精力要求學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)創(chuàng)新。

二是畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中忽視對(duì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。畢業(yè)設(shè)計(jì)選題及內(nèi)容單一，不靈活。

三是畢業(yè)設(shè)計(jì)模式僵化，學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)新思維的條件受限。僅局限于校內(nèi)做畢業(yè)設(shè)計(jì)，反對(duì)校企結(jié)合的模式，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的拓展。

四是畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程檢查和考核評(píng)價(jià)體系有待創(chuàng)新。畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告、中期檢查等環(huán)節(jié)只注重形式，沒(méi)有起到應(yīng)有的作用，畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)給定標(biāo)準(zhǔn)需要細(xì)化。

一、實(shí)施方案和實(shí)施方法

1.提高教師自身的創(chuàng)新能力和責(zé)任感

高校教師自身的創(chuàng)新能力對(duì)創(chuàng)新教育起著重要作用。在這方面，學(xué)校應(yīng)積極支持并出臺(tái)鼓勵(lì)教師進(jìn)行創(chuàng)新的政策，鼓勵(lì)專(zhuān)業(yè)課教師深入現(xiàn)場(chǎng)，解決社會(huì)生產(chǎn)實(shí)際中的具體問(wèn)題，在教學(xué)和科研中提高創(chuàng)新能力，養(yǎng)成創(chuàng)新的良好教風(fēng)，不斷積累開(kāi)展創(chuàng)新教學(xué)工作的經(jīng)驗(yàn)。鼓勵(lì)教師積極申報(bào)國(guó)家級(jí)、省級(jí)教學(xué)改革及科學(xué)研究項(xiàng)目，充分發(fā)揮創(chuàng)新能力，并帶動(dòng)學(xué)生把畢業(yè)設(shè)計(jì)融入到科研項(xiàng)目中。畢業(yè)設(shè)計(jì)不像課堂教學(xué)，它可以巧妙加入個(gè)人對(duì)以前所學(xué)知識(shí)的充分理解。在這個(gè)過(guò)程中，教師思路靈活，思維開(kāi)闊，不斷創(chuàng)新才能帶動(dòng)學(xué)生有更開(kāi)闊的思路。另外，高校教師應(yīng)把創(chuàng)新教育當(dāng)作一種責(zé)任教育，充分認(rèn)識(shí)到創(chuàng)新給學(xué)生帶來(lái)的效益。學(xué)校在安排教學(xué)任務(wù)時(shí)，盡量減輕有指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)教師的課堂工作量；或者課堂教學(xué)任務(wù)重的教師指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)生數(shù)盡量控制在可指導(dǎo)的范圍內(nèi)。保證教師有足夠的時(shí)間指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)并進(jìn)行創(chuàng)新能力發(fā)揮。

2.培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，抓好畢業(yè)設(shè)計(jì)選題工作，發(fā)揮教師和學(xué)生的創(chuàng)新能力

畢業(yè)設(shè)計(jì)作為大學(xué)教育最后一個(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，必須更好地體現(xiàn)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與訓(xùn)練。在進(jìn)行專(zhuān)業(yè)課教學(xué)計(jì)劃過(guò)程中，結(jié)合認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)及課程設(shè)計(jì)，一方面由各專(zhuān)業(yè)教師結(jié)合自己參加的科研課題，組織學(xué)生參加本專(zhuān)業(yè)的科研活動(dòng)，進(jìn)行創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的鍛煉；另一方面在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前，利用4周的畢業(yè)實(shí)習(xí)時(shí)間，由學(xué)生結(jié)合畢業(yè)實(shí)習(xí)基地，在專(zhuān)業(yè)教師的指導(dǎo)下，結(jié)合專(zhuān)業(yè)方向?qū)ν聊竟こ唐髽I(yè)單位和設(shè)計(jì)院的新材料和新技術(shù)進(jìn)行調(diào)研，學(xué)生自己選題后，由指導(dǎo)教師根據(jù)選題和研究的內(nèi)容是否具有創(chuàng)新性而確定是否開(kāi)題。這樣可以有效調(diào)動(dòng)學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)新能力的積極性和主動(dòng)性。

有計(jì)劃的提前進(jìn)行設(shè)計(jì)也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的一種途徑。為了使學(xué)生的專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)與畢業(yè)設(shè)計(jì)緊密結(jié)合，可以在專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí)過(guò)程中就逐步引入畢業(yè)設(shè)計(jì)。例如，在第八學(xué)期讓學(xué)生熟悉和掌握畢業(yè)設(shè)計(jì)所涉及的相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，明確設(shè)計(jì)任務(wù)，查閱相應(yīng)文獻(xiàn)資料，提前進(jìn)入畢業(yè)設(shè)計(jì)工作狀態(tài)，學(xué)期末做出初步設(shè)計(jì)方案。提前進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)某種程度上變相延長(zhǎng)了畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間，使學(xué)生有足夠的時(shí)間進(jìn)行創(chuàng)新思考，為正式的畢業(yè)設(shè)計(jì)打下良好基礎(chǔ)，也有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，既有利于專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)質(zhì)量的提高，也促進(jìn)學(xué)生增加對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)工作的投入。提前進(jìn)入畢業(yè)設(shè)計(jì)也可以使學(xué)生與專(zhuān)業(yè)教師有較多的接觸機(jī)會(huì)，有更多的時(shí)間向教師請(qǐng)教設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)思路，有利于學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

畢業(yè)設(shè)計(jì)選題是否合適，對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量、學(xué)生能力的發(fā)揮以及學(xué)生知識(shí)水平的提高有很大影響?？偨Y(jié)起來(lái)，選題應(yīng)符合以下要求：（1）選題要符合培養(yǎng)目標(biāo)要求，覆蓋專(zhuān)業(yè)主干課程內(nèi)容；（2）選題要聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際，或者結(jié)合教師的科研項(xiàng)目，提高就業(yè)后的科研能力；（3）選題應(yīng)新穎，不要局限于歷年的單一模式，可以擴(kuò)展到本專(zhuān)業(yè)相近的專(zhuān)業(yè)題目，例如施工組織設(shè)計(jì)、建筑概預(yù)算等，如果工作量不夠可以增加部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算作為補(bǔ)充。設(shè)計(jì)結(jié)束后學(xué)生創(chuàng)新能力有明顯的提高。

3.改革畢業(yè)設(shè)計(jì)模式，校企結(jié)合，設(shè)計(jì)與就業(yè)相結(jié)合，營(yíng)造良好的創(chuàng)新條件

為了適應(yīng)社會(huì)的快速發(fā)展，必須改變傳統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計(jì)模式。在教學(xué)過(guò)程中，教師可以與建筑工程企業(yè)或者設(shè)計(jì)院相結(jié)合，采取統(tǒng)一安排、學(xué)生根據(jù)就業(yè)意向自主安排的模式，一方面可以使理論更好地聯(lián)系實(shí)際，另一方指導(dǎo)教師和學(xué)生可以學(xué)到一些課本上涉及不到的專(zhuān)業(yè)具體細(xì)節(jié)問(wèn)題。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)做畢業(yè)設(shè)計(jì)的學(xué)生可以在建筑公司相關(guān)專(zhuān)業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人的指導(dǎo)下進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)工作，不僅可以拓寬知識(shí)面，還可以解決具體的生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題。但需要教師嚴(yán)格把關(guān)，要求學(xué)生定期匯報(bào)畢業(yè)設(shè)計(jì)的階段性成果，對(duì)這些學(xué)生的要求要比在校學(xué)生更高，對(duì)學(xué)生具有一定的挑戰(zhàn)性和創(chuàng)造性。這可以改善學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)中被動(dòng)接受自己不感興趣的課題的現(xiàn)狀，從而最大限度開(kāi)發(fā)了學(xué)生潛在創(chuàng)新能力。

同時(shí)，學(xué)校和學(xué)院應(yīng)加快土木學(xué)院產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)合步伐，鼓勵(lì)教師通過(guò)校友及有渠道的學(xué)生與大型建筑企業(yè)或者設(shè)計(jì)院聯(lián)系，建立合作關(guān)系，學(xué)院主動(dòng)與這些單位磋商，達(dá)成聯(lián)合辦學(xué)，簽訂學(xué)生在單位進(jìn)行畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)的有關(guān)協(xié)議。這樣的改革措施可以為專(zhuān)業(yè)課程設(shè)置，教學(xué)內(nèi)容改革方向提供依據(jù)，也可以縮短學(xué)校教學(xué)與企業(yè)需求之間的差距。

4.加強(qiáng)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程檢查和成績(jī)考核體系的創(chuàng)新

畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行過(guò)程中，指導(dǎo)教師是主導(dǎo)，學(xué)生是主體，組織管理是保障。畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)是嚴(yán)格的、規(guī)范化的過(guò)程。

（1）教師編寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)和任務(wù)書(shū)。任務(wù)書(shū)應(yīng)明確設(shè)計(jì)題目范圍、設(shè)計(jì)內(nèi)容、設(shè)計(jì)進(jìn)度安排及對(duì)設(shè)計(jì)成果的要求等。指導(dǎo)教師應(yīng)注意培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作能力、查閱和使用工具書(shū)的能力，教師按設(shè)計(jì)進(jìn)度，有針對(duì)性地對(duì)學(xué)生進(jìn)行啟發(fā)式輔導(dǎo)。

（2）定期檢查。畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)始一周后，要求每位學(xué)生寫(xiě)好開(kāi)題報(bào)告和設(shè)計(jì)計(jì)劃，并向指導(dǎo)教師匯報(bào)，教師要對(duì)設(shè)計(jì)方案、工作計(jì)劃、進(jìn)度安排等進(jìn)行全面指導(dǎo)，提出明確要求。校、院可以對(duì)開(kāi)題的情況進(jìn)行抽查。在畢業(yè)設(shè)計(jì)全過(guò)程中，指導(dǎo)教師要保證有足夠的時(shí)間與學(xué)生直接見(jiàn)面，應(yīng)對(duì)本組學(xué)生每周進(jìn)行一次工作進(jìn)程和質(zhì)量的抽查。每月進(jìn)行一次階段檢查，提出指導(dǎo)意見(jiàn)。畢業(yè)設(shè)計(jì)的中期檢查對(duì)扎實(shí)開(kāi)展畢業(yè)設(shè)計(jì)工作，減少“前松后緊”的現(xiàn)象，起到督促和推動(dòng)作用。

篇（3）

（一）塑料土工格柵性能分析

塑料土工格柵分為單、雙向格柵。在經(jīng)擠壓制出的聚合物板材上沖孔，然后縱向（沿板材方向）拉伸便制成單向格柵；在此基礎(chǔ)上，再在其長(zhǎng)度垂直方向拉伸便制成雙向格柵。塑料土工格柵的規(guī)格品種較豐富，其基本性質(zhì)如下：

1、力學(xué)性能：制造過(guò)程中，經(jīng)過(guò)定向拉伸，使聚合物分子沿拉伸方向定向排列，加強(qiáng)了分子鏈間的聯(lián)結(jié)力，大大提高了其抗拉強(qiáng)度。

2、抗溫度性能：由于拉伸作用，使其抗高溫性能也提高。

3、耐久性能：由于土工格柵中加入炭黑等老化材料，使它具備較好的耐酸、耐堿、耐腐蝕、抗老化等耐久性。

4、施工性能：土工格柵重量輕，與土或碎石咬合力強(qiáng)；抗酸堿、耐腐蝕、耐老化，性柔、質(zhì)輕易施工。

塑料土工格柵是有一定柔性的塑料平面網(wǎng)材，易于現(xiàn)場(chǎng)裁剪和連接（可用聚乙烯繩或連接棒連接），也可重疊搭接，便于現(xiàn)場(chǎng)組裝成所需形狀，折曲影響小，施工簡(jiǎn)單，不需要特殊的施工機(jī)械和專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員。

（二）經(jīng)編土工格柵性能分析

經(jīng)編格柵是近十幾年才發(fā)展起來(lái)的，它是以高強(qiáng)度纖維或滌綸為原料，經(jīng)襯緯雙軸向經(jīng)編機(jī)織成雙軸向經(jīng)編網(wǎng)格，再經(jīng)PVC浸漬涂層加工制成的一種土工格柵。經(jīng)編土工格柵有著優(yōu)良的工程性能：抗拉強(qiáng)度很高（大于6OKN/m）延伸率較?。?0%左右）、抗撕裂強(qiáng)度大、縱橫向強(qiáng)度差異小，變形均勻。

（三）玻璃纖維土工格柵性能分析

玻璃纖維土工格柵是以玻璃纖維為原料，采用一定的編織工藝制成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)材料，該產(chǎn)品采用纖維長(zhǎng)絲雙面涂覆而成。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，玻纖格柵是經(jīng)編格柵的一種，但由于所采用纖維性質(zhì)的獨(dú)特性，而把它單獨(dú)歸為一類(lèi)。其優(yōu)良工程性能如下。

1、抗拉強(qiáng)度極高，延伸率很低：抗拉強(qiáng)度能達(dá)到100KN/m，斷裂延伸率為3%左右。

2、沒(méi)有長(zhǎng)期蠕變性：玻纖格柵不發(fā)生蠕變。

3、高溫穩(wěn)定性：玻纖格柵的熔點(diǎn)在1000℃以上，在160℃熱鋪瀝青混凝土上不受任何影響。

4、與路面混合料具有很好的相容性：玻璃纖維土工格柵經(jīng)表面有機(jī)涂層處理以后與混凝土混合料有機(jī)物具有很好的相容，從而改善了玻纖土工格柵不耐磨、不耐折的缺點(diǎn)。

5、化學(xué)穩(wěn)定性：經(jīng)過(guò)特殊處理后，玻纖格柵能防止各類(lèi)化學(xué)侵蝕，抵抗生物侵蝕和氣候變化。

6、嵌鎖和限制作用：瀝青混凝土混合料穿過(guò)玻璃纖維土工格刪結(jié)構(gòu)，形成了復(fù)合嵌鎖結(jié)構(gòu)。限制阻止瀝青混凝土混合料運(yùn)動(dòng)，可得到更好的壓實(shí)，獲取更大的承載力，提高傳遞荷載能力，減少變形。

（四）三種格柵性能比較

上面分析了三種格柵的性能，下面再對(duì)它們的一些重要的工程性質(zhì)進(jìn)行比較（見(jiàn)表1）。

從表1可以得出以下結(jié)論：

1、土工格柵的極限抗拉強(qiáng)度從高到低排列依次是：玻纖格柵、經(jīng)編格柵、塑料格柵。而極限延伸率從高到低排列依次是：經(jīng)編格柵、塑料格柵（經(jīng)編格柵的延伸率視原材料有較大變化范圍，有的可能比塑料格柵的?。?、玻纖格柵。且玻纖格柵沒(méi)有蠕變性。

2、玻纖格柵耐溫性明顯較其它格柵好，經(jīng)編格柵由于經(jīng)過(guò)涂層浸漬，耐溫性有所提高。

3、塑料格柵的縱、橫向接點(diǎn)是直接成型做成，故強(qiáng)度和縱、橫向肋條的強(qiáng)度相當(dāng)，而經(jīng)編、玻纖格柵接點(diǎn)為編織而成，故強(qiáng)度較本身材料強(qiáng)度低很多。

二、三種格柵在工程中的不同應(yīng)用

（一）塑料格柵的應(yīng)用

塑料格柵視單、雙向應(yīng)用場(chǎng)合分別如下。單向格柵：?jiǎn)蜗蛲凉じ駯胚m用于公路及鐵路路基、路堤、邊坡加筋、擋墻加筋、橋臺(tái)加筋、較淺層基礎(chǔ)的加筋。廣泛應(yīng)用于各類(lèi)加筋擋土墻。雙向格柵：雙向格柵適用于公路及鐵路路基、路堤加筋、淺層基礎(chǔ)加筋，大型廣場(chǎng)、車(chē)碼頭貨場(chǎng)等永久性承載的地基增強(qiáng)，河道路基加筋，防治瀝青混凝土路面反射裂縫等。

（二）經(jīng)編格柵的應(yīng)用

經(jīng)編土工格柵應(yīng)用范圍為：軟土上的地基、堤壩加筋，均化應(yīng)力，提高基底穩(wěn)定性，調(diào)整沉降，減少不均勻沉降，提高承載力：路堤邊坡加筋，提高斜坡穩(wěn)定性；加筋橋臺(tái)，提高橋臺(tái)的整體性和強(qiáng)度，防止橋頭跳車(chē)；防治瀝青混凝土路面反射裂縫，增強(qiáng)路面基層的強(qiáng)度。

（三）玻纖格柵的應(yīng)用

玻纖格柵適用于瀝青和混凝土路面加筋、路面反射裂縫防治及新舊路面的銜接等變形量不是很大的場(chǎng)合。玻纖格柵用于瀝青道路時(shí)發(fā)揮的作用有：抗疲勞開(kāi)裂、抗低溫收縮、耐高溫車(chē)轍和延緩反射裂縫。

篇（4）

1節(jié)能環(huán)保技術(shù)在土木工程施工中的重要性

節(jié)能環(huán)保技術(shù)，從字面意義來(lái)看，就是兩個(gè)意思，一個(gè)是節(jié)能，盡可能減少資源浪費(fèi)，提高資源的利用率，另一個(gè)就是環(huán)保，就是在施工中減少對(duì)環(huán)境的污染。以下是該技術(shù)在施工中的重要性分析：

1.1促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的良性發(fā)展

節(jié)能環(huán)保技術(shù)對(duì)于當(dāng)前階段生態(tài)環(huán)境不斷惡化的狀況有很好的改善作用，將其運(yùn)用在土木工程施工中，不僅是減少了資源的浪費(fèi)和環(huán)境的破壞，還能真正幫助企業(yè)減少成本投入，增加效益，最終促進(jìn)土木工程行業(yè)的良性發(fā)展，有力推動(dòng)整個(gè)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展。

1.2滿足人們的生活需求

另一方面，節(jié)能環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用也與人們追求高質(zhì)量生活水平的需求相匹配，隨著經(jīng)濟(jì)水平的提升，人們的生活質(zhì)量逐步提升，對(duì)于生活水平質(zhì)量的要求也越來(lái)越高，但是與之相反的卻是外界環(huán)境的持續(xù)惡化，這與人們的要求背道而馳。節(jié)能環(huán)保技術(shù)能夠有效提高資源的利用率，減輕污染，對(duì)于環(huán)境生態(tài)的保護(hù)具有重要的意義，可以明顯改善環(huán)境惡化的狀況，為人們的高質(zhì)量生活要求奠定了基礎(chǔ)。因此綜合這兩方面的作用，節(jié)能環(huán)保技術(shù)在土木工程施工中具有的意義就不言而喻了。

2土木工程施工中節(jié)能環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1節(jié)能環(huán)保意識(shí)不足

在現(xiàn)階段要想推廣節(jié)能環(huán)保技術(shù)，就得讓土木工程企業(yè)擁有節(jié)能環(huán)保的覺(jué)悟，但是在實(shí)際的執(zhí)行中，這些企業(yè)缺乏必要的節(jié)能環(huán)保觀念，自然也不會(huì)將其付諸實(shí)施。由于一些施工企業(yè)自身的意識(shí)不足，致使在施工中依舊使用傳統(tǒng)的施工技術(shù)，不積極改進(jìn)自身的不足，沒(méi)有做到新時(shí)代施工的要求。具體表現(xiàn)在，管理層沒(méi)有認(rèn)識(shí)到節(jié)能環(huán)保的重要性，在制定管理制度和下發(fā)指令之時(shí)，沒(méi)有考慮到工程對(duì)資源和環(huán)境的破壞；而施工人員本身也沒(méi)有相關(guān)意識(shí)，要么是不肯接受新型技術(shù)的學(xué)習(xí)，要么是在節(jié)能環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用中，不嚴(yán)格按照規(guī)范去操作，最終影響施工情況，還是不利于節(jié)能環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用推廣。

2.2缺乏新型設(shè)備

不少企業(yè)雖然初步認(rèn)識(shí)到了節(jié)能環(huán)保技術(shù)的重要性，但是在實(shí)際的執(zhí)行中卻沒(méi)有跟進(jìn)觀念的改進(jìn)，依舊使用陳舊的施工設(shè)備，想以此降低施工成本投入。但是舊設(shè)備的使用雖然大大節(jié)省了資金投入，卻不利于資源的有效利用，而且舊設(shè)備也不能很好地匹配節(jié)能環(huán)保技術(shù)，導(dǎo)致施工過(guò)程中容易出現(xiàn)一些資源配置不當(dāng)、施工技術(shù)不合理的狀況，進(jìn)而影響到施工的進(jìn)度與質(zhì)量，既沒(méi)能發(fā)揮出節(jié)能環(huán)保的作用，又降低了企業(yè)的施工能力，不利于企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力發(fā)展，企業(yè)最終反而失去了更多的利益。

2.3管理機(jī)制不完善

不少企業(yè)在開(kāi)展施工之時(shí)，只注重技術(shù)的應(yīng)用，卻沒(méi)有將相應(yīng)的管理機(jī)制納入其中，導(dǎo)致施工人員在操作時(shí)，沒(méi)有嚴(yán)格按照應(yīng)有的標(biāo)準(zhǔn)和步驟去施工，讓節(jié)能環(huán)保施工的效果大打折扣。這種管理機(jī)制的不完善包括管理制度的混亂和管理制度的形式化，前者在具體的管理中沒(méi)有明確的管理責(zé)任，對(duì)于施工人員很難起到監(jiān)督考核，后者則是脫離實(shí)際，只注重體系的建設(shè)，卻忽略了與實(shí)際狀況的協(xié)調(diào)。這兩個(gè)問(wèn)題都在一定程度上反映了管理機(jī)制的不完善，落實(shí)到實(shí)際就是不能形成有效的監(jiān)管機(jī)制，影響施工的整體質(zhì)量。

3土木工程施工中節(jié)能環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用措施

3.1制定科學(xué)系統(tǒng)的施工方案

土木工程一般都是復(fù)雜的大型工程，在設(shè)計(jì)以及施工中會(huì)涉及到很多領(lǐng)域，這些復(fù)雜的涉及領(lǐng)域就相當(dāng)于復(fù)雜多變的影響因素，因此土木工程的施工不僅是復(fù)雜的，更是動(dòng)態(tài)的，各種因素都可能會(huì)影響施工的良好開(kāi)展。針對(duì)這種情況，施工負(fù)責(zé)人應(yīng)該結(jié)合施工技術(shù)、施工進(jìn)度、施工質(zhì)量要求以及實(shí)際的施工環(huán)境，制定好一個(gè)科學(xué)的施工方案，確保節(jié)能環(huán)保技術(shù)能夠與施工方案有效融合，充分發(fā)揮它的作用。除此之外，施工負(fù)責(zé)人還應(yīng)該注重人員的分配調(diào)度以及資源的有效配置，實(shí)現(xiàn)科學(xué)配置，從各個(gè)環(huán)節(jié)減少資源的浪費(fèi)。

3.2做好施工現(xiàn)場(chǎng)的保護(hù)工作

土木工程一般都是大型工程，經(jīng)常會(huì)對(duì)施工地表進(jìn)行巨大的改造，有些施工場(chǎng)地地質(zhì)比較穩(wěn)定，在施工后不易遭到破壞，有些施工場(chǎng)地生態(tài)環(huán)境比較薄弱，一經(jīng)動(dòng)工就可能會(huì)造成嚴(yán)重的生態(tài)破壞，所以做好施工現(xiàn)場(chǎng)的保護(hù)工作十分有必要。施工企業(yè)在施工前，一定要做好施工現(xiàn)場(chǎng)的勘察工作，熟悉掌握當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)環(huán)境，研制合理的施工方案，爭(zhēng)取將破壞降至最低。另外在施工過(guò)程中，施工人員一定要減輕對(duì)周邊環(huán)境的影響，比如說(shuō)在人員比較密集的地方施工，施工方要做好機(jī)械的降噪工作，并將施工產(chǎn)生的廢棄物進(jìn)行分組安置。在施工結(jié)束后，施工人員還要做好修復(fù)工作，將遭到破壞的地表進(jìn)行填土修復(fù)等。

4節(jié)能環(huán)保技術(shù)在土木工程施工中的具體應(yīng)用

4.1墻體節(jié)能技術(shù)

土木工程中的墻體節(jié)能技術(shù)是應(yīng)用一種新型的墻體材料，它能將原材料對(duì)于環(huán)境的污染降到最低，并能將建筑物的整體保溫性進(jìn)行提升。在工程施工中，采用蒸壓加氣空心磚能夠使建筑物的透氣性大幅度增強(qiáng)，并且具有可觀的隔熱作用和阻燃性能。在土木工程建筑施工中運(yùn)用這種材料，能夠?yàn)槿藗兲峁└鼮槭孢m的建筑空間。

4.2門(mén)窗節(jié)能技術(shù)

門(mén)窗是建筑物重要的構(gòu)造部分，處理好門(mén)窗的施工設(shè)計(jì)，對(duì)于土木工程的質(zhì)量會(huì)有一個(gè)顯著的提升。門(mén)窗節(jié)能技術(shù)屬于土木工程節(jié)能環(huán)保技術(shù)中的一個(gè)重要分支，它的重點(diǎn)在于處理門(mén)窗框的接縫，應(yīng)用門(mén)窗節(jié)能技術(shù)，能夠有效增強(qiáng)建筑物的保溫性，根據(jù)不同季節(jié)的需要，將寒流與熱氣阻擋在外，減輕了建筑物內(nèi)部的用電需求，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保。

4.3層面保溫技術(shù)

篇（5）

中圖分類(lèi)號(hào)：O434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

一、土木工程建設(shè)項(xiàng)目智能材料的特征和概念

針對(duì)土木工程建設(shè)項(xiàng)目當(dāng)中所應(yīng)用到的智能材料的種類(lèi)、特性和基本的概念進(jìn)行分析，是加強(qiáng)技術(shù)操作水準(zhǔn)的一個(gè)首要步驟。在上個(gè)世紀(jì)七十年代，美國(guó)率先的提出了關(guān)于在建筑項(xiàng)目之中使用智能材料的理念和想法，并且通過(guò)試驗(yàn)測(cè)試，得出材料的基本特性。而在今后的幾十年發(fā)展當(dāng)中，隨著技術(shù)的不斷改進(jìn)以及各大部門(mén)對(duì)建筑項(xiàng)目研究的重視程度增加，先后的出現(xiàn)了機(jī)敏材料、建筑結(jié)構(gòu)自適應(yīng)材料以及智能材料等項(xiàng)目。

首先，當(dāng)前針對(duì)建筑項(xiàng)目當(dāng)中的智能材料并沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的、標(biāo)準(zhǔn)的定義。總體的來(lái)講，在土木工程施工當(dāng)中應(yīng)用的智能材料指的是可以對(duì)外界的環(huán)境和內(nèi)部環(huán)境進(jìn)行感知的、可以以此來(lái)對(duì)建筑進(jìn)行準(zhǔn)確的處理分析和判定的、具有適度相應(yīng)的智能材料。智能材料是高分子材料、人工合成材料、天然材料等之后出現(xiàn)的一種新型建筑施工材料，并且在今后的建筑行業(yè)當(dāng)中將發(fā)揮出巨大的效應(yīng)。另外還需要明確的是土木工程施工建設(shè)當(dāng)中所使用到的智能材料的基本特征，一般的來(lái)講，智能材料特性有以下幾點(diǎn)：反饋功能、傳感功能、自診斷功能、相應(yīng)功能、信息的積累以及識(shí)別功能、建筑結(jié)構(gòu)的自我修復(fù)功能、自適應(yīng)功能等。

而當(dāng)前所使用的智能材料還具有以下幾個(gè)方面的特性：第一，在土木工程建設(shè)施工項(xiàng)目當(dāng)中應(yīng)用的智能材料可以對(duì)外界的環(huán)境進(jìn)行準(zhǔn)確的感知，可以精準(zhǔn)的檢測(cè)出環(huán)境當(dāng)中的刺激和刺激所產(chǎn)生的強(qiáng)度，諸如應(yīng)變量、應(yīng)力、光、熱能以及核輻射和化學(xué)能等；第二，智能建筑材料還具有一定的驅(qū)動(dòng)能力，可以對(duì)外界的變化進(jìn)行適當(dāng)?shù)南鄳?yīng)；第三，智能材料可以按照事前設(shè)計(jì)好的方式，來(lái)對(duì)自身的相應(yīng)進(jìn)行控制，同時(shí)還可以選擇相應(yīng)的具體方式；第四，智能建筑材料對(duì)于外界刺激所產(chǎn)生的反應(yīng)非常的快捷，并且非常恰當(dāng)：最后，智能材料受到外界的刺激并且當(dāng)刺激消除之時(shí)，可以迅速的、在短時(shí)間之內(nèi)恢復(fù)至最初始的狀態(tài)。

二、土木工程中智能材料的應(yīng)用

1、形狀記憶合金的應(yīng)用

形狀記憶合金是具有形狀記憶效應(yīng)的一種智能合金材料，作為新型功能性材料，最主要的優(yōu)點(diǎn)就是在激發(fā)材料的形狀記憶效應(yīng)過(guò)程中，材料可以產(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。該特性的應(yīng)用能夠?qū)⒉牧现糜诟鞣N結(jié)構(gòu)中，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的自我診斷、增韌、增強(qiáng)與適應(yīng)控制的應(yīng)用研究，而且還可以將材料研制為智能型驅(qū)動(dòng)器，在結(jié)構(gòu)變形、損傷、裂縫及振動(dòng)等方面開(kāi)展應(yīng)用研究工作。相變偽彈性與相變滯后性能是形狀記憶合金的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，在加卸載過(guò)程中其應(yīng)力-應(yīng)變曲線構(gòu)成環(huán)狀，表明材料在此過(guò)程中能夠吸收耗散較多的能量。形狀記憶合金具有高達(dá)400兆帕的相變回復(fù)力，結(jié)合該特性能夠研制開(kāi)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。通常在結(jié)構(gòu)層間或底部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。有關(guān)研究結(jié)果顯示，耗能器安裝形狀記憶合金結(jié)構(gòu)后，耗能器可吸收約為三分之二的地震能量，并顯著抑制結(jié)構(gòu)的位移。

2、壓電材料的應(yīng)用

傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中集成壓電體，采用壓電傳感元件對(duì)結(jié)構(gòu)的振動(dòng)模態(tài)進(jìn)行感知，利用其輸出結(jié)果，采取適宜控制算法對(duì)壓電體的輸入進(jìn)行確定，以主動(dòng)控制結(jié)構(gòu)振動(dòng)的實(shí)現(xiàn)，是開(kāi)展壓電類(lèi)智能結(jié)構(gòu)應(yīng)用研究的一個(gè)較為前沿的領(lǐng)域。很多研究人員在任意復(fù)雜激勵(lì)下，采用壓電陶瓷作為加速度傳感器與驅(qū)動(dòng)體開(kāi)展基于壓電層合結(jié)構(gòu)的主被動(dòng)阻尼及主動(dòng)振動(dòng)控制等相關(guān)問(wèn)題的研究工作，隨著近年來(lái)不斷發(fā)展的壓電材料與堆技術(shù)，使研究應(yīng)用壓電類(lèi)智能結(jié)構(gòu)的領(lǐng)域更為廣泛。主要應(yīng)用在土木工程結(jié)構(gòu)的噪聲主動(dòng)控制、靜變形控制能、安全評(píng)定、健康監(jiān)測(cè)等眾多領(lǐng)域都獲得良好的控制效果。

3、光導(dǎo)纖維的應(yīng)用

光導(dǎo)纖維由外包層與內(nèi)芯構(gòu)成，是一種纖維狀光通信介質(zhì)材料，該材料采用先進(jìn)的信息傳輸技術(shù)起初用于通信傳輸系統(tǒng)，由于作為信息載體的光子在速度與容量上高于電子，因此得到較為迅速的發(fā)展。光子所具有的高并行處理能力與高信息率，潛力在信息容量與處理速度得到充分發(fā)揮。光纖材料在監(jiān)測(cè)、傳感及信息遠(yuǎn)距離傳輸?shù)确矫娴玫綉?yīng)用，將光纖作為傳感元件埋入傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)中針對(duì)結(jié)構(gòu)方面各項(xiàng)指標(biāo)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)、診斷、控制、預(yù)報(bào)及評(píng)價(jià)等功能，而且將形狀記憶合金等驅(qū)動(dòng)元件埋入，有機(jī)結(jié)合信息處理系統(tǒng)與控制元件，使混凝土結(jié)構(gòu)具有智能功能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)自我診斷與修復(fù)。在土木工程結(jié)構(gòu)診斷及主動(dòng)控制地震響應(yīng)中，光纖材料一直作為設(shè)計(jì)傳感器的一種比較理想的材料，我國(guó)目前也已將其用于檢測(cè)評(píng)定三峽大壩。

4、壓磁材料的應(yīng)用

在外加磁場(chǎng)作用下，磁流變液懸浮體系的各項(xiàng)流變性能會(huì)產(chǎn)生明顯的可逆變化。同時(shí)在外加場(chǎng)強(qiáng)高于臨界值后，磁流變液將迅速?gòu)囊簯B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)，在顯微鏡下能夠觀察到磁流變液的分散相顆粒在磁場(chǎng)作用下結(jié)成沿磁場(chǎng)方向的鏈狀結(jié)構(gòu)。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。在土木工程領(lǐng)域，電視塔、高層建筑、大跨度橋梁等結(jié)構(gòu)中都采用該材料用于實(shí)現(xiàn)對(duì)地震的半主動(dòng)控制。此外，磁致伸縮智能材料也在相關(guān)研究中日益的得到重要關(guān)注。磁致伸縮智能材料具有強(qiáng)烈的磁致伸縮效應(yīng)，電磁/機(jī)械能能夠進(jìn)行逆轉(zhuǎn)換。在智能材料領(lǐng)域中應(yīng)用前景較為廣闊，該材料可用于大功率超聲器件、聲納系統(tǒng)、精密定位控制等多個(gè)領(lǐng)域。

三、智能材料的前景

目前在土木工程領(lǐng)域內(nèi)，智能材料的研究主要在以下三方面的應(yīng)用研究最受重視：（1）結(jié)構(gòu)健康的實(shí)時(shí)檢測(cè)與監(jiān)控。這主要是指將先進(jìn)的傳感元件和驅(qū)動(dòng)元件集成在傳統(tǒng)的土木結(jié)構(gòu)中，利用它們構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)對(duì)結(jié)構(gòu)的裂縫、損傷、疲勞、沖擊、缺陷、腐蝕等狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制，以確保重大土木工程結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)施的安全可靠，降低其維修費(fèi)用。（2）形狀自適應(yīng)材料與結(jié)構(gòu)。智能材料的研究與出現(xiàn)不僅可使土木工程設(shè)計(jì)人員所期盼的自適應(yīng)結(jié)構(gòu)的誕生成為可能，而且更重要的是它代表著先進(jìn)的新型材料與傳統(tǒng)的土木工程設(shè)計(jì)人員所期盼的自適應(yīng)結(jié)構(gòu)的誕生成為可能，而且更重要的是它代表著先進(jìn)的新型材料與傳統(tǒng)的土木工程結(jié)構(gòu)相結(jié)合這一重大的學(xué)科研究發(fā)展方向。自適應(yīng)結(jié)構(gòu)既具有承受荷載和傳遞運(yùn)動(dòng)的能力，同時(shí)還兼有檢測(cè)（應(yīng)力、應(yīng)變、裂縫、損傷、溫度等）、動(dòng)作（改變結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力應(yīng)變分布和結(jié)構(gòu)外形及位置等）和改變結(jié)構(gòu)特性（結(jié)構(gòu)阻尼、固有頻率、光學(xué)特性、周?chē)姶艌?chǎng)分布）諸多智能功能，因此其應(yīng)用前景非常廣闊。（3）結(jié)構(gòu)減振抗震抗風(fēng)降噪的自適應(yīng)控制。結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)一直是土木工程設(shè)計(jì)中的一個(gè)非常重要的問(wèn)題，特別是對(duì)于高層建筑和橋梁等大型土木工程結(jié)構(gòu)的抗震抗風(fēng)問(wèn)題更是如此，而智能材料的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用就可為之提供一個(gè)更為有效的新途徑，從而使結(jié)構(gòu)的自適應(yīng)控制成為可能。目前，雖然智能材料還有這樣或那樣的不足，但是，隨著研究的深入，智能材料的性能將得到進(jìn)一步的改善。智能材料在許多領(lǐng)域都具有巨大的潛在應(yīng)用前景，其研究涉及材料科學(xué)、化學(xué)、力學(xué)、生物、微電子技術(shù)、分子電子學(xué)、計(jì)算機(jī)控制、人工智能等學(xué)科與技術(shù)。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著智能材料的廣泛應(yīng)用，同時(shí)元件逐漸向小型化、多功能化及高功率化方向發(fā)展，在建筑結(jié)構(gòu)中復(fù)合控制、傳感、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及耦合/連接元件，建筑結(jié)構(gòu)將發(fā)展成為主動(dòng)式智能建筑結(jié)構(gòu)，對(duì)于有效利用太陽(yáng)能、抵御地震、風(fēng)振等嚴(yán)重自然災(zāi)害影響具有重要作用，為人們工作生活提供更為舒適安全的環(huán)境，對(duì)于提高土木工程結(jié)構(gòu)建設(shè)質(zhì)量具有十分重要的意義。

參考文獻(xiàn)

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中圖分類(lèi)號(hào)：TE08 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）34-0063-01

1 建筑節(jié)能概述

1.1 建筑節(jié)能的內(nèi)涵

多數(shù)建筑工程開(kāi)發(fā)商不重視節(jié)能住宅，甚至為了得到更多的經(jīng)濟(jì)效益而盲目地建設(shè)新奇的建筑物，不合時(shí)宜地聘請(qǐng)國(guó)外設(shè)計(jì)師來(lái)設(shè)計(jì)國(guó)外風(fēng)格的建筑物，進(jìn)而忽略本地的自然條件、發(fā)展?fàn)顩r，并導(dǎo)致了建筑資源浪費(fèi)現(xiàn)象的出現(xiàn)。

1.2 建筑節(jié)能技術(shù)的重要意義

由于我國(guó)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的逐步提升，人們的生活方式和生活水平均得到了極大地提高，建筑行業(yè)也逐步發(fā)展為我國(guó)的重要支柱產(chǎn)業(yè)之一，由于我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加速，每年對(duì)于建筑物的需求也相當(dāng)大，因而建筑耗能也隨之增加。相關(guān)調(diào)查研究顯示我國(guó)每年的建筑能耗達(dá)20億平方米，接近全球同行業(yè)總能耗的一半。我國(guó)建筑行業(yè)耗能量非常大，且已經(jīng)成為重要的能耗主體，建筑行業(yè)的節(jié)能減排已經(jīng)迫在眉睫，建筑行業(yè)能耗既會(huì)浪費(fèi)大量的能量資源，也會(huì)嚴(yán)重污染國(guó)內(nèi)居住環(huán)境。我國(guó)的房屋建筑屬于一種長(zhǎng)期用品，可以反復(fù)使用多年，房屋的使用壽命決定了建筑工程的建設(shè)目標(biāo)，要想隨意地改變所消耗的能源很困難，即使能夠改變這種能源消耗，也需要大量的資金投入；因受到區(qū)域性限制，不同地區(qū)的節(jié)能建筑也各不相同，例如我國(guó)的北方城市的主要建筑能耗為“保溫問(wèn)題”，多數(shù)區(qū)域仍然借助墻體保溫技術(shù)來(lái)降低能耗，但是效果甚微，能量耗損嚴(yán)重，因而應(yīng)綜合運(yùn)用多種新型技術(shù)，如處理建筑細(xì)節(jié)、建筑施工技術(shù)、節(jié)能設(shè)計(jì)等及術(shù)來(lái)降低建筑能耗，這也表明我國(guó)建筑節(jié)能的發(fā)展空間較大。

2 設(shè)計(jì)建筑工程結(jié)構(gòu)的注意事項(xiàng)

2.1 選取合適的設(shè)計(jì)方案

設(shè)計(jì)某座樓房的整體結(jié)構(gòu)時(shí)，首先應(yīng)選擇框架、確定結(jié)構(gòu)措施和基礎(chǔ)性布置，設(shè)計(jì)方案如下：⑴選擇框架：柱和梁是建筑框架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)構(gòu)件，通過(guò)節(jié)來(lái)連接每個(gè)構(gòu)件，使之可以承載橫向和縱向的荷載，而在多層或者高層建筑中，每個(gè)構(gòu)件還要承載橫向過(guò)來(lái)的風(fēng)荷載；設(shè)計(jì)框架結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)優(yōu)先選擇柱、混凝土等桿性剛接系統(tǒng)，憑此承載重物、抗震。⑵基礎(chǔ)布置：首先，應(yīng)實(shí)地考察施工現(xiàn)場(chǎng)的水文、地質(zhì)以及其他施工條件，當(dāng)建筑層數(shù)較少的樓房時(shí)，樓房上部的承載力較小，因此可以選取獨(dú)立基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模式；當(dāng)建筑多樓層樓房時(shí)可以選擇綜合性基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模式。⑶結(jié)構(gòu)措施：依據(jù)抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)先計(jì)算地震作用力，然后再采用相應(yīng)的抗震措施，例如，在高度相同的位置埋設(shè)一樣的單位基礎(chǔ)，或者運(yùn)用整體澆筑法澆筑梁柱，接著再選擇相應(yīng)的配筋構(gòu)件。⑷內(nèi)力組合設(shè)計(jì)：該項(xiàng)設(shè)計(jì)是抗震設(shè)計(jì)與承載力設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，應(yīng)著重調(diào)整抗震系數(shù)，并將其作為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)；設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能時(shí)建筑材料的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)高于不抗震材料的值。

2.2 配筋與板設(shè)計(jì)

對(duì)配筋和板設(shè)計(jì)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)著重分析板的各邊長(zhǎng)度，當(dāng)長(zhǎng)、短邊的差距小于2mm時(shí)，需運(yùn)用雙向板計(jì)算方式；當(dāng)長(zhǎng)、短邊的長(zhǎng)度差距在2-3mm之間時(shí)，應(yīng)依據(jù)短邊單向板進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。依據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的荷載狀況來(lái)布置間隔、分解荷載，以此計(jì)算板跨的彎距通常將板格固定在支撐柱上，然后依據(jù)支撐狀況，計(jì)算每個(gè)部位的格板彎矩，疊加這些彎矩可以得到最大的跨中彎矩。

3 降低土木建筑工程耗能的措施

我國(guó)是一個(gè)人口眾多的發(fā)展中國(guó)家，人均資源占有量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界平均水平。同時(shí)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，與之相伴的能量消耗量也在逐步提升，這加深了環(huán)境資源與經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡之間的矛盾，所以，作為我國(guó)支柱產(chǎn)業(yè)的建筑行業(yè)，必須尋求新的措施以促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，為節(jié)約型社會(huì)的建設(shè)貢獻(xiàn)自己的力量。

3.1 轉(zhuǎn)變節(jié)能意識(shí)

建筑企業(yè)必須清醒地認(rèn)識(shí)到建筑節(jié)能不能一味的盲目節(jié)約，還應(yīng)提升建筑物質(zhì)量。人們普遍認(rèn)為建筑工程節(jié)能就是降低建筑項(xiàng)目的水平和標(biāo)準(zhǔn)，就是要建設(shè)簡(jiǎn)易房、低標(biāo)準(zhǔn)房；隨著社會(huì)的快速發(fā)展，建筑企業(yè)應(yīng)該正確認(rèn)識(shí)建筑節(jié)能，并增強(qiáng)節(jié)能意識(shí)，既不能犧牲建筑物的舒適度，也不能降低建筑物的綜合性能，將建筑高品質(zhì)、滿足人們需求的作為最終目標(biāo)。

3.2 創(chuàng)新節(jié)能技術(shù)

建筑企業(yè)應(yīng)緊隨時(shí)展潮流，依靠科技進(jìn)步創(chuàng)新節(jié)能技術(shù)，以提高建筑工程的質(zhì)量和性能；逐步探尋長(zhǎng)效發(fā)展策略，避免各類(lèi)浪費(fèi)現(xiàn)象的發(fā)生，提升建筑資源重復(fù)利用率。選取技術(shù)含量高的節(jié)能型建筑材料，例如多選取可再生資源材料和性能較高的建筑材料，以此應(yīng)選擇耐用性好、強(qiáng)度高的節(jié)能材料，以增強(qiáng)隔熱保溫效果；避免使用污染性的建材，嚴(yán)格控制有害建筑物質(zhì)的排放量，多使用清潔型能源。

3.3 倡導(dǎo)綠色施工和綠色建筑

⑴綠色施工是指在確保建筑安全、質(zhì)量前提下，依托科技進(jìn)步極大地節(jié)約建筑資源、降低建筑污染，實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)、節(jié)約建材、節(jié)約能源、節(jié)約水資源等。綠色節(jié)能施工主要包括節(jié)約施工用地、節(jié)約能源、節(jié)約水資源、節(jié)約建筑材料、保護(hù)環(huán)境、管理施工等方面，它們不僅包含綠色施工的主要指標(biāo)，還涵蓋了采購(gòu)材料策劃施工驗(yàn)收工程等指標(biāo)；綠色施工不僅影響建筑物的使用壽命，也影響建筑行業(yè)的節(jié)能減排和節(jié)約資源等環(huán)節(jié)。當(dāng)前，綠色施工已經(jīng)受到社會(huì)大眾的極大關(guān)注，例如在施工現(xiàn)場(chǎng)要全封閉、綠化、硬化、覆蓋運(yùn)輸材料、使用環(huán)保型施工機(jī)械等。⑵綠色建筑是指運(yùn)用生態(tài)學(xué)、建筑學(xué)等理論成果，將生態(tài)環(huán)境和建筑工程融合在一起，以改善人們的生活環(huán)境和居住環(huán)境，綠色建筑的主要理念是：在建筑物的使用壽命期限內(nèi)，僅可能降低資源消耗和能源消耗量，進(jìn)而減少污染、保護(hù)環(huán)境，為人們提供高校的、健康的使用空間，促進(jìn)人與自然的和諧相處。

3.4 健全管理機(jī)制

國(guó)家應(yīng)健全建筑節(jié)能監(jiān)管機(jī)制，為建筑節(jié)能工作的順利開(kāi)展提供一定的制度保障。然而，國(guó)內(nèi)監(jiān)管建筑節(jié)能問(wèn)題的機(jī)制極不健全，主要表現(xiàn)在以下幾方面：相關(guān)部門(mén)立法力度和執(zhí)法力度均較弱，欠缺扶持節(jié)能技術(shù)、鼓勵(lì)節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新的相應(yīng)政策，同時(shí)也未全部落實(shí)建筑資源節(jié)約項(xiàng)目。因而政府和企業(yè)均應(yīng)改善與建筑節(jié)能相關(guān)的控制管理制度，以促進(jìn)建筑企業(yè)節(jié)能工作的順利開(kāi)展；有關(guān)部門(mén)應(yīng)強(qiáng)化執(zhí)法力度，嚴(yán)格落實(shí)國(guó)家制定的各項(xiàng)建筑節(jié)能發(fā)法律法規(guī)，并完善相應(yīng)的法律體系，形成具有強(qiáng)大約束力的監(jiān)管機(jī)制。另外，政府還應(yīng)給予適度的建筑節(jié)能技術(shù)的政策支持和技術(shù)服務(wù)，借助獎(jiǎng)懲制度來(lái)表?yè)P(yáng)節(jié)能工作突出的單位、懲罰節(jié)能工作滯后的單位。

4 結(jié)語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，土木建筑工程結(jié)構(gòu)會(huì)直接影響建筑物的安全性和穩(wěn)定性。而建筑物的安全性會(huì)受到建筑施工質(zhì)量和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響，縱觀我國(guó)建筑市場(chǎng)現(xiàn)狀，建筑部門(mén)對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性監(jiān)督方面較為薄弱，與國(guó)外安全性管理之間的差距較大。所以，建筑企業(yè)應(yīng)密切關(guān)注建筑工程，逐步運(yùn)用新型節(jié)能技術(shù)、節(jié)能設(shè)計(jì)來(lái)提高建筑水平和建筑質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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篇（7）

1 空間設(shè)計(jì)與建筑節(jié)能

要想實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能就要從建筑設(shè)計(jì)入手，作為建筑設(shè)計(jì)的重要組成部分，空間設(shè)計(jì)直接影響著建筑節(jié)能目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，如果空間設(shè)計(jì)合理，可以最大限度的實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能。在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，要盡可能保證建筑的通風(fēng)功能，通過(guò)合理的設(shè)計(jì)可以滿足房間的通風(fēng)需要，增加房屋的空氣流通速度，改善室內(nèi)空氣質(zhì)量。因此，在進(jìn)行空間設(shè)計(jì)時(shí)要在建筑物上部增加出風(fēng)孔，使建筑能夠更好的通風(fēng)。還要重視房屋的平面設(shè)計(jì)，合理安置門(mén)窗位置，創(chuàng)造過(guò)堂風(fēng)。此外，在設(shè)計(jì)門(mén)窗時(shí)要盡可能增加出風(fēng)口的面積，合理設(shè)計(jì)門(mén)窗的開(kāi)啟方法，使室內(nèi)始終保持通風(fēng)。從建筑的外部設(shè)計(jì)看，要將建筑與周?chē)沫h(huán)境融為一體，不能過(guò)于突兀，使建筑可以更加和諧，達(dá)到平衡的效果。因此，在建筑設(shè)計(jì)選址時(shí)要全面分析周?chē)沫h(huán)境因素，包括土地、氣候、環(huán)境等等。在建筑周?chē)⒁饩G化工程的建設(shè)， 這樣不僅可以有效調(diào)節(jié)建筑周?chē)目諝?，還可以降低噪音污染。

2 建筑節(jié)能施工遵循的基本原則

2.1 尊重自然，科學(xué)選址

我國(guó)國(guó)土面積遼闊，無(wú)論在地形、氣候、土壤等各方面都存在極大的差異。因此，在建筑建設(shè)時(shí)應(yīng)該全面考察建筑周?chē)沫h(huán)境，使建筑能夠與周?chē)沫h(huán)境融為一體，充分尊重自然和當(dāng)?shù)匚幕@樣才能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約的目的。

2.2 科學(xué)設(shè)計(jì)建筑外部環(huán)境，保證經(jīng)濟(jì)安全一旦確定建筑地址，就要對(duì)建筑周?chē)沫h(huán)境進(jìn)行全面、合理的改造。在不妨礙室內(nèi)采光的情況下可以在建筑周?chē)贾脴?shù)木花草等綠化帶。這樣不僅可以改善空氣質(zhì)量，還可以有效降低噪音。另外，在建筑周?chē)梢园仓眯∠蛘呒偕降染坝^， 這樣能夠有效降低建筑室內(nèi)溫度，減少空調(diào)使用量，實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約的目標(biāo)。

3 科學(xué)應(yīng)用房屋建筑節(jié)能技術(shù)的方法

3.1 房屋節(jié)能工程施工技巧

3.1.1 保溫隔熱屋面技巧

在房屋建設(shè)時(shí)要保證室內(nèi)保溫效果，因此在設(shè)計(jì)保溫隔熱層時(shí)必須要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，要保證板材質(zhì)量，不能出現(xiàn)褶皺、傾斜、不穩(wěn)定等問(wèn)題。保證板材不出現(xiàn)縫隙。在施工過(guò)程中如果出現(xiàn)材料松散等問(wèn)題，要及時(shí)將其壓實(shí)，并且分層將其鋪整齊。這樣才能真正起到房屋保溫作用，實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約。

3.1.2 架空隔熱層面的施工方式架空隔熱層施工過(guò)程需要注意很多問(wèn)題，這種格局一般適用于通風(fēng)效果比較好的建筑，如果建筑通風(fēng)不好，或者氣候比較寒冷，應(yīng)用這種方法會(huì)降低房屋的保溫作用，應(yīng)該選擇其他保溫方式。

3.2 房屋地面節(jié)能技術(shù)

3.2.1 在進(jìn)行房屋地面施工時(shí)要盡可能保證施工質(zhì)量，要一次性完成地面施工任務(wù)。因?yàn)榈孛媸┕と绻霈F(xiàn)問(wèn)題，第二次修復(fù)工作非常復(fù)雜，還會(huì)影響建筑質(zhì)量。

3.2.2 在建筑施工時(shí)必須嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行保護(hù)層和防潮層的施工。只有保證保溫層和防潮層的質(zhì)量，才能提高房屋抵御寒潮沖擊的能力，防止房屋受潮。

3.3 墻體保溫節(jié)能施工方式

在建筑建設(shè)過(guò)程中墻體保溫是墻體建設(shè)的重要內(nèi)容，而在這一過(guò)程中可以通過(guò)合理的技術(shù)實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能要求。在制作保溫層時(shí)可以在墻體外部安置，也可以在墻體內(nèi)部安置。在內(nèi)部安置從技術(shù)上來(lái)說(shuō)更為簡(jiǎn)單，但是在外部安置的保溫效果更好。在外部安置保溫墻可以減少材料用量。但是如果在施工過(guò)程中存在技術(shù)問(wèn)題很容易造成保溫層開(kāi)裂等問(wèn)題，外部安置的成本更高。因此要想實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能就要將兩者結(jié)合起來(lái)，采用復(fù)合的方法制作保溫墻。

3.4 采暖節(jié)能施工技巧

3.4.1 防潮層與保溫層的施工要保證防潮層的牢固、良好，不能存在縫隙、褶皺等不良現(xiàn)象，而且需要內(nèi)部封存嚴(yán)密；要確保保溫材料無(wú)論是厚度、大小都符合設(shè)計(jì)規(guī)格。要確保保溫管殼平整鋪設(shè)、牢固穩(wěn)定、防止松動(dòng)、斷裂的現(xiàn)象發(fā)生，總之就是要確保保溫材料沒(méi)有任何的破損和縫隙。

3.4.2 散熱器的設(shè)置在對(duì)這一系統(tǒng)進(jìn)行安裝時(shí)，需要多加注意其與墻體之間的空隙，要盡量使用方便拆卸與安裝的鏈接零件來(lái)連接管道與散熱器。而且要確保支撐散熱器的架子對(duì)稱(chēng)設(shè)置、整齊而緊密地排列開(kāi)來(lái)。

3.5 門(mén)窗節(jié)能施工技巧

3.5.1 外部門(mén)窗框的安裝可以利用密封膠來(lái)封存外門(mén)窗框與洞口，也可以使用彈性材料來(lái)填充孔隙。3.5.2 門(mén)窗玻璃的安裝在沒(méi)有裝設(shè)玻璃之前，需要鋪設(shè)一定規(guī)模的底油灰，并嚴(yán)格依照規(guī)范進(jìn)行操作，一定要全面確保施工質(zhì)量，在安裝玻璃時(shí)需要在窗框內(nèi)定準(zhǔn)位置，確保窗框內(nèi)外間隙平等。3.5.3 門(mén)窗保溫密封條施工要根據(jù)門(mén)窗縫隙的尺寸來(lái)科學(xué)選擇密封條的規(guī)格，需要將門(mén)窗縫隙周?chē)内E物清除，確保沒(méi)有污塵存在時(shí)再粘貼封條。

3.6 太陽(yáng)能等新能源的合理利用

3.6.1 節(jié)能理念的應(yīng)用

在建筑施工過(guò)程中，離不開(kāi)對(duì)各種新能源的利用，離不開(kāi)對(duì)各種新型節(jié)能設(shè)備的采用。在遵循建筑節(jié)能理念的基礎(chǔ)上，要根據(jù)建筑所在地的實(shí)際情況，綜合對(duì)各種清潔能源進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用，比如可以安裝太陽(yáng)能熱水器、太陽(yáng)灶，進(jìn)行太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)，水能、地?zé)崮?、風(fēng)能比較豐富的地區(qū)可以安裝相關(guān)設(shè)備加強(qiáng)對(duì)各種新能源的利用效率。本文將從太陽(yáng)能建筑技術(shù)的應(yīng)用做出分析。

3.6.2 太陽(yáng)能建筑技術(shù)

在建筑施工節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用中，對(duì)太陽(yáng)能進(jìn)行充分的利用是現(xiàn)階段節(jié)能應(yīng)用發(fā)展的主要方向之一。太陽(yáng)能技術(shù)的應(yīng)用具有眾多優(yōu)點(diǎn)，具體有以下幾個(gè)方面。首先，在建筑頂層設(shè)置太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備，能夠充分利用建筑的空間， 然后將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能與熱能供用戶(hù)進(jìn)行使用。對(duì)于剩余的能源，也可以?xún)?chǔ)存在太陽(yáng)能電池中，以備不時(shí)之需。太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能之后，可以滿足用戶(hù)日常照明、供電設(shè)備等方面的使用；太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能之后，也能夠滿足用戶(hù)日常暖氣供應(yīng)、熱水供應(yīng)方面的需求。這樣能夠充分的利用太陽(yáng)能，降低建筑內(nèi)部對(duì)電力能源的消耗，在保證建筑內(nèi)部良好運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)，起到了節(jié)能環(huán)保的作用。其次，太陽(yáng)能的采集與轉(zhuǎn)化已經(jīng)有了較為完善的系統(tǒng)，能夠一定程度上滿足建筑節(jié)能發(fā)展的需求，并且太陽(yáng)能采集轉(zhuǎn)化設(shè)備的結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)多次優(yōu)化，施工成本也較為低廉，適合在建筑節(jié)能領(lǐng)域進(jìn)行普及與應(yīng)用。在建筑工程建設(shè)過(guò)程中建筑節(jié)能已經(jīng)逐漸成為主導(dǎo)趨勢(shì)，這種建筑不僅可以有效降低能源的耗費(fèi)量，還可以提高施工經(jīng)濟(jì)效益，滿足人們低碳環(huán)保的生活理念。因此，在建筑建設(shè)過(guò)程中應(yīng)該合理考慮建筑的節(jié)能功能，從各方面入手，采用先進(jìn)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能。

篇（8）

中圖分類(lèi)號(hào)：TN818文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：引言

通常情況下，土木工程作為基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)任何國(guó)家來(lái)說(shuō)是都是一筆不小的開(kāi)支，屬于國(guó)家資產(chǎn)的一部分。并且，與其他商品相比，土木工程建筑壽命較長(zhǎng)，一旦竣工，維修和重建代價(jià)甚高。另外，土木工程包括不同的建筑，建筑結(jié)構(gòu)不同，建筑材料、設(shè)計(jì)方案和施工方式都會(huì)迥然不同。最重要的建筑結(jié)構(gòu)包括橋梁、高層建筑、電力、核能和大壩。所有民用建筑都會(huì)隨著時(shí)間老化和損壞，主要原因是材料的老化、持續(xù)使用、過(guò)載、過(guò)多暴露在有害環(huán)境、保護(hù)力度不夠以及沒(méi)有使用正確的檢測(cè)方式。一旦受到內(nèi)或外部侵害或二者同時(shí)作用，所有這些因素都會(huì)導(dǎo)致建筑材料和結(jié)構(gòu)的老損并加重受損程度。

為保證建筑物的完整性和安全性，必須對(duì)建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)（SHM），通過(guò)自動(dòng)化體系，對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)進(jìn)行可持續(xù)的監(jiān)和受損部位的檢測(cè)。行之有效的結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可及時(shí)檢測(cè)到各種受損部位并監(jiān)測(cè)其壓力和溫度，從而優(yōu)化建筑物維護(hù)效果，確保建筑物的安全，延長(zhǎng)使用壽命。通常情況下典型的建筑安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括三個(gè)主要組成成分：傳感系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（包括數(shù)據(jù)采集、傳輸和儲(chǔ)存）和安全評(píng)估系統(tǒng)（包括診斷演算和信息管理）。要建立該系統(tǒng)，首先應(yīng)使該系統(tǒng)具有一個(gè)穩(wěn)定且可靠的結(jié)構(gòu)傳感系統(tǒng)。因此，本文主要討論結(jié)構(gòu)安全監(jiān)視系統(tǒng)的第一個(gè)組成部分：由智能裝置/傳感器組成的傳感系統(tǒng)。智能裝置/傳感器：如光纖傳感器(FOS)、壓電傳感器、磁致伸縮傳感器和自診纖維增強(qiáng)結(jié)構(gòu)復(fù)合材料，都具有非常重要的功能，可感應(yīng)各種建筑結(jié)構(gòu)安全方面的物理和化學(xué)參數(shù)。

光纖傳感器（FOS），由于體積小，不會(huì)影響土木工程結(jié)構(gòu)物本身的特點(diǎn)。通過(guò)使用多路復(fù)用或分布式傳感技術(shù)，僅需一個(gè)光纖便可以對(duì)不同地區(qū)建筑的結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)。并可避開(kāi)電磁干擾的影響。光波適合在信號(hào)較弱的情況下進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸。壓電和磁致傳感器既可以作傳感器，又可以作致動(dòng)器，使結(jié)構(gòu)安全監(jiān)視成為一個(gè)積極的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。此外，他們大小各異，便于存放，就算是放在較遠(yuǎn)的地方，也可對(duì)各種類(lèi)型的結(jié)構(gòu)進(jìn)行積極監(jiān)督。

過(guò)去幾年人們對(duì)結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)日益關(guān)注和重視，文本將重點(diǎn)評(píng)析智能裝置/傳感器在土木工程上的不同運(yùn)用。本文涵蓋光纖傳感器，壓電傳感器、自我診斷纖維增強(qiáng)復(fù)合材料和磁致伸縮傳感器的主要方面。

2.光纖傳感器（FOS）

光纖傳感器有諸多分類(lèi)方式。第一種是按照待測(cè)參數(shù)經(jīng)調(diào)制后得到的光特性（強(qiáng)度、波長(zhǎng)、相位或極化等）進(jìn)行的分類(lèi)。第二種則是根據(jù)光發(fā)生調(diào)制的位置位于光纖內(nèi)部還是外部（內(nèi)部或外部）進(jìn)行分類(lèi)。光纖傳感器還可根據(jù)傳感范圍分為點(diǎn)式（法布里-珀羅光纖傳感器或長(zhǎng)標(biāo)距光纖傳感器等），積分式（光纖布喇格光柵傳感器）和分布式傳感器（布里淵分布式光纖傳感器）。本文主要討論這種分類(lèi)方法。光纖傳感器一般都安裝在現(xiàn)成結(jié)構(gòu)表面，或嵌入新建土木結(jié)構(gòu)中，包括橋梁、建筑物和大壩，顯示應(yīng)力（靜態(tài)和動(dòng)態(tài)）、溫度、損害（分層、裂紋和腐蝕）和氯離子濃度等信息。獲得的數(shù)據(jù)可被用來(lái)評(píng)估新建和修復(fù)結(jié)構(gòu)，診斷損害部位和損害程度。本節(jié)主要探討光纖傳感器在監(jiān)測(cè)土木工程結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、位移和損害方面的應(yīng)用。

2.1.監(jiān)測(cè)應(yīng)變和位移

實(shí)驗(yàn)研究已闡明光纖傳感器被應(yīng)用于土木工程結(jié)構(gòu)后所表現(xiàn)的基本傳感特性。在對(duì)混凝土橫梁樣本進(jìn)行測(cè)試的實(shí)驗(yàn)中，與應(yīng)力計(jì)輸出信號(hào)相比，法布里-珀羅光纖傳感器輸出信號(hào)更加良好。與應(yīng)力計(jì)相比，光纖傳感器有更好的信噪比。對(duì)嵌入混凝土中的法布里-珀羅光纖傳感器的性能進(jìn)行評(píng)估。

圖1：混凝土應(yīng)變與各種傳感器的對(duì)比

圖1是壓力高于混凝土抗壓強(qiáng)度40%時(shí)，光纖傳感器與絲式應(yīng)變儀、電測(cè)應(yīng)變儀和線性差動(dòng)變壓器測(cè)量結(jié)果對(duì)比圖。由圖可見(jiàn)，光纖傳感器的測(cè)量壓力、電測(cè)應(yīng)變儀、線性差動(dòng)變壓器的測(cè)量壓力具有高度一致性。在嵌入光纖傳感器的混凝土平板上進(jìn)行重復(fù)加載試驗(yàn)。頻率為2 Hz-3 Hz，加載周期達(dá)四百萬(wàn)次。傳感器在振幅為兩千、加載周期為四百萬(wàn)的情況下仍可使用，且對(duì)動(dòng)態(tài)加載反應(yīng)良好。復(fù)合型波形傳感器可以使光纖和混凝土的強(qiáng)度相互融合。如此一來(lái)，不僅應(yīng)力大為減少，而且不用考慮理論校準(zhǔn)因素。這個(gè)傳感器還實(shí)現(xiàn)了對(duì)混凝土的持久粘連，并可在任何接觸環(huán)境對(duì)伸縮裝載給予相應(yīng)的響應(yīng)。

使用一種單模式光纖，又叫布里淵分布式光纖，對(duì)1.65m強(qiáng)化混凝橫梁的壓力進(jìn)行測(cè)試。布里淵分布式光纖可同時(shí)測(cè)量溫度和壓力。結(jié)果顯示，在5cm的可分解距離內(nèi)，壓力精確度達(dá)到± 5 με ?；陔娎|中電磁波的電動(dòng)時(shí)域反射計(jì)對(duì)兩種分布傳感器進(jìn)行比較。將他們置于80%的橫梁鋼筋混凝土表面。試驗(yàn)結(jié)果表明，電纜傳感器可以測(cè)量壓力的局部巨大變化，而分布式光纖傳感器可測(cè)量出長(zhǎng)距離情況下壓力的緩慢變化。電纜傳感器在幾秒甚至更短時(shí)間內(nèi)就可測(cè)得應(yīng)變分布，因而適用于動(dòng)態(tài)信號(hào)監(jiān)測(cè)。相比之下，光纖傳感器完成測(cè)量任務(wù)需要數(shù)分鐘的時(shí)間。安裝了布里淵分布式光纖傳感器以評(píng)估完全預(yù)應(yīng)力下混凝土橫梁的性能。同應(yīng)變計(jì)的測(cè)量結(jié)果相比，光纖傳感器更能很好地顯示拉伸應(yīng)變的測(cè)量結(jié)果。然而，光纖傳感器對(duì)壓縮應(yīng)變的測(cè)量誤差很大，這點(diǎn)在壓縮應(yīng)力很小的時(shí)候尤為明顯。加拿大的卡爾加里貝丁頓的索道橋是世界上第一個(gè)引用光纖光柵傳感系統(tǒng)，也是第一個(gè)在部分橋梁處使用碳纖維增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料的構(gòu)筑物。這座橋的部分鋼筋在1993年經(jīng)過(guò)預(yù)應(yīng)力后，配上了光纖布拉格光柵傳感器，總計(jì)18個(gè)。經(jīng)過(guò)對(duì)預(yù)應(yīng)力處理后的鋼筋在混凝土收縮徐變、橋面恒載和橋梁后張等各種破壞力共同作用下的松弛狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，鋼筋預(yù)應(yīng)力后的混凝土梁松弛度高于碳纖維復(fù)合材料的松弛度，并且在開(kāi)放通行8個(gè)月后，這座橋的所有梁都存在著持續(xù)松弛的現(xiàn)象。另一動(dòng)態(tài)測(cè)試表明，雖然這些傳感器在6年后仍在工作，卻沒(méi)有監(jiān)測(cè)到任何結(jié)構(gòu)問(wèn)題。首先，研究的重要價(jià)值在于該項(xiàng)目表明結(jié)合光傳感技術(shù)、創(chuàng)新性電纜強(qiáng)化材料和結(jié)構(gòu)工程所能帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)和益處。對(duì)纖維增強(qiáng)材料組成成分進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能夠增強(qiáng)將這些材料用于混凝結(jié)構(gòu)中的信心，因?yàn)槟壳熬屠w維增強(qiáng)材料來(lái)說(shuō)，還沒(méi)有設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)。另一方面，光傳感器可以嵌入纖維鋼筋的表面，既保護(hù)了傳感器及其線纜，又便于對(duì)這一類(lèi)的土木工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制和監(jiān)測(cè)。

當(dāng)前，世界上的很多橋梁都裝有光纖傳感器。法布里-珀羅光纖傳感器用于加拿大魁北克若夫爾橋梁的修復(fù)工程。將這些傳感器綁在由碳纖維復(fù)合材料制成的欄桿和鋼梁上，以監(jiān)測(cè)纖維復(fù)合塑料結(jié)構(gòu)的性能、橋板和橋梁的應(yīng)變。結(jié)果表明，大橋通行情況下，溫度是影響應(yīng)變的最重要因素。橋通行一年后，又進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)。使用3輛25噸校準(zhǔn)卡車(chē)對(duì)纖維增強(qiáng)塑料加固處進(jìn)行應(yīng)力評(píng)估，結(jié)果發(fā)現(xiàn)纖維增強(qiáng)塑料加固處的應(yīng)力小于20με,，鋼梁應(yīng)力小于120με。這就解釋了加拿大聯(lián)邦大橋嵌入光纖光柵傳感器，但是并沒(méi)有收到來(lái)自傳感器的任何數(shù)據(jù)的原因。在泰勒大橋上，將63個(gè)光纖增強(qiáng)傳感器、26個(gè)電測(cè)計(jì)加載在預(yù)應(yīng)力處理后的碳纖維復(fù)合欄桿上，監(jiān)測(cè)加固處在承受負(fù)荷時(shí)的最大應(yīng)力。但是即使應(yīng)變計(jì)密封良好，60%的電測(cè)計(jì)仍不能正常工作，原因是蒸汽養(yǎng)護(hù)后的混凝土梁橋濕度過(guò)大。當(dāng)36噸重的卡車(chē)通過(guò)橋面時(shí)，纖維增強(qiáng)傳感器記錄的應(yīng)力小于15με。

光纖光柵傳感器被應(yīng)用在瑞士?jī)蓚€(gè)橋梁上的實(shí)驗(yàn)情況：在溫特圖爾，將光纖光柵傳感器捆置于碳纖維增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料電線上來(lái)測(cè)量吊索的應(yīng)變情況。截止1999年3月，光纖光柵傳感器已經(jīng)在2000με的應(yīng)力下穩(wěn)定工作了三年。另一個(gè)實(shí)驗(yàn)則是對(duì)一座行人天橋展開(kāi)的。天橋的鋼索是由碳纖維復(fù)合材料構(gòu)成的預(yù)應(yīng)力鋼索，具體過(guò)程就是在碳纖維復(fù)合材料擠壓過(guò)程中將光纖維嵌入到碳纖維混合材料中。大多數(shù)的光纖光柵傳感器都可以承受170–190◦C的高溫樹(shù)脂固化處理和8000 με,的預(yù)應(yīng)力處理，只有兩個(gè)由于脫落失敗。錨圈和索具在預(yù)應(yīng)力處理過(guò)程中和其后的一年時(shí)間，都有令人滿意的應(yīng)力監(jiān)測(cè)結(jié)果。

使用長(zhǎng)標(biāo)距電纜傳感器得到橋梁整體變形和曲率的方法：將96根4m的長(zhǎng)標(biāo)距傳感電纜嵌入維何斯瓦大橋的兩端。根據(jù)提出的物理模式，當(dāng)在橋面進(jìn)行靜態(tài)載重實(shí)驗(yàn)時(shí)，可測(cè)量總長(zhǎng)度為一百米以上的橋的整體橫向和縱向變形情況。并且測(cè)量結(jié)果非常吻合。

跨越佛蒙特州的沃特伯里的威努斯基河67米長(zhǎng)的鋼桁梁安裝光纖光柵傳感器，46個(gè)光纖光柵傳感器被嵌入橋板，只有一個(gè)傳感器損壞。并研制出了一種基于頻域的多路復(fù)用傳感器同時(shí)進(jìn)行應(yīng)力和振動(dòng)的測(cè)量的工作。美國(guó)佛蒙特州威努斯基河的水力發(fā)電廠就是應(yīng)用的這種光纖光柵傳感器。對(duì)發(fā)電設(shè)備進(jìn)行首次低功耗測(cè)試監(jiān)測(cè)時(shí)，監(jiān)測(cè)到了一個(gè)異常頻率，這表明，傳動(dòng)系中的某個(gè)主要齒輪失圓了。

光纖光柵應(yīng)用于中國(guó)，哈爾濱理工大學(xué)的橋梁監(jiān)測(cè)工作的情況報(bào)告表明，光纖光柵傳感器被裝在10座以上的橋梁上以監(jiān)測(cè)應(yīng)變、應(yīng)力和溫度。例如，中國(guó)天津的永和大橋上就安裝了40個(gè)光纖光柵應(yīng)變傳感器、10個(gè)光纖光柵溫度傳感器，以及96個(gè)光纖光柵電纜傳感器用于對(duì)主梁的應(yīng)變、預(yù)應(yīng)力鋼筋和鋼索的應(yīng)力的監(jiān)測(cè)。同時(shí)一種結(jié)構(gòu)安全檢測(cè)系統(tǒng)用于監(jiān)測(cè)第一座橫跨中國(guó)長(zhǎng)江的斜拉橋，并成功運(yùn)行光柵光纖超載車(chē)輛識(shí)別系統(tǒng)和遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)鋼索應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

準(zhǔn)分布式光柵光纖傳感器嵌入巖石錨栓以監(jiān)控固定錨固長(zhǎng)度內(nèi)巖石的應(yīng)變。為了提高德國(guó)埃德?tīng)柎髩蔚姆€(wěn)定性，對(duì)大壩進(jìn)行了垂直錨固。這種準(zhǔn)分布光柵光纖傳感器的制作過(guò)程是沿著光纖每隔一段距離就插入纖維拼接，使每一段都可充當(dāng)應(yīng)變計(jì)。配有光纖光柵傳感器的桿被放置在錨的中心。光纖光柵傳感器的數(shù)據(jù)表明，10m固定錨索長(zhǎng)度中只有2-2.5m可以起作用并且這個(gè)值隨水位變化而變化。傳感系統(tǒng)在錨力為4500 kN的環(huán)境中仍然有效。

光纖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也可用于極端暴露條件下的土木結(jié)構(gòu)。例如，碼頭大廳的光纖光柵安全監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)位于浪花區(qū)和潮汐區(qū)，并受從冬天-35◦C到夏天+ 35◦C溫度的影響。令人遺憾的是，光纖光柵傳感器的實(shí)用性并不高。傳感器嵌入后的一年，17個(gè)傳感器中的10個(gè)已經(jīng)無(wú)法運(yùn)作。傳感器失效的主要原因是連接器失效。制造缺陷、鹽晶體或其他污物導(dǎo)致了粘接劑連接器無(wú)法繼續(xù)粘合連接器外皮和光纖電纜。

一般土木建筑的應(yīng)用：將光纖光柵傳感器安裝在一個(gè)五層65000平方英尺的混凝土結(jié)構(gòu)上，主要用于施工階段應(yīng)力監(jiān)測(cè)、混凝土養(yǎng)護(hù)以及內(nèi)部裂縫傳感。使用布里淵分布式光纖光柵傳感器對(duì)一幢建筑進(jìn)行溫度分布監(jiān)測(cè)。將1400米的光導(dǎo)纖維安裝在建筑物的表面。其表面的溫度變化一天之內(nèi)通常維持在4◦C。

圖2：試件底部光纖的“交錯(cuò)”布置

2.2 缺陷檢測(cè)

光纖傳感器用于土木工程的結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)涉及對(duì)諸如裂縫、腐蝕和剝離等缺陷的檢測(cè)。裂縫檢測(cè)的依據(jù)是光傳輸?shù)膿p失和以光纖傳感器為基礎(chǔ)的超聲波。腐蝕、酸堿值和氯化物含量的檢測(cè)則主要借助調(diào)色法實(shí)現(xiàn)。

使用光纖監(jiān)控混凝土的裂紋尖端的形狀。其操作方法依據(jù)的原理是當(dāng)纖維發(fā)生斷裂，混凝土中會(huì)出現(xiàn)裂縫并且裂縫程度會(huì)擴(kuò)大，最終會(huì)影響光學(xué)纖維。然而,這個(gè)方法的適用范圍是有限的,因?yàn)榱芽p區(qū)域纖維的聚合物涂層必須在混入混凝土中之前被移去，如果不能提前獲悉裂紋的位置則很難做到。

監(jiān)測(cè)混凝土梁彎曲裂縫的方法：將光學(xué)纖維“交錯(cuò)”置于混凝土梁底部(參見(jiàn)圖2)。當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)裂縫，除了90度以外，其他角度的交叉光學(xué)纖維都出現(xiàn)了彎曲。對(duì)混凝土標(biāo)本的初步實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，該方法能檢測(cè)到裂縫寬度小于0.1mm的裂縫。最近,此方法被用來(lái)監(jiān)視靜態(tài)加載下的多重彎曲裂縫、循環(huán)荷載下的裂縫和混凝土梁中應(yīng)力作用下的收縮裂縫。然而,這種方法并不適用于檢測(cè)平行于建筑物表面的裂縫。還有一種基于光纖傳感器的技術(shù)，可以用來(lái)監(jiān)測(cè)平行于建筑物表面的剝離情況。這個(gè)方法將單頻激光干涉儀置于物體表面，對(duì)被測(cè)試梁進(jìn)行移動(dòng)負(fù)載實(shí)驗(yàn)。干涉儀的輸出代表了光學(xué)相移，且沿嵌入纖維和綜合應(yīng)力成正比，當(dāng)加載位置移動(dòng)時(shí)，便可測(cè)得位移的曲線與負(fù)載的位置。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，位移與剝離位置和剝離程度密切相關(guān)。

光纖傳感器也可以被當(dāng)作超聲波/聲學(xué)傳感器來(lái)檢測(cè)裂縫。利用分布式光纖傳感定位系統(tǒng)監(jiān)測(cè)混凝土梁中的缺陷的方法，通過(guò)壓電陶瓷傳感器生成壓力波。光纖傳感器被置于梁的表面以監(jiān)測(cè)超聲信號(hào)回聲。初步實(shí)驗(yàn)研究表明，基于共振法，發(fā)現(xiàn)梁中有兩處模擬缺陷。

光纖傳感聲學(xué)傳感器可以監(jiān)聽(tīng)到混凝土結(jié)構(gòu)裂縫中發(fā)射出的聲音信號(hào)。實(shí)驗(yàn)表明，光纖光柵傳感器已經(jīng)能夠接收到超聲波。

總的來(lái)說(shuō)，這一領(lǐng)域的主要研究成果都是源于初步實(shí)驗(yàn)。提出的方法要求預(yù)先了解裂紋的位置。超聲波方法不受裂紋方向的影響。以往的研究表明了超聲波能夠檢測(cè)混凝土結(jié)構(gòu)中的剝離、空隙及裂紋現(xiàn)象。

關(guān)于腐蝕檢測(cè)，報(bào)告表明使用光纖傳感器的鋼筋腐蝕檢測(cè)技術(shù)是以顏色調(diào)制為基礎(chǔ)。當(dāng)纖維極度接近（

光纖氯化物感應(yīng)器用鉻酸銀粉末固定在光纖末端。在氯化物把紅褐色的鉻酸銀轉(zhuǎn)變成白色的氯化物的情況下適合使用這種感應(yīng)器。顏色的變化增強(qiáng)了擴(kuò)散在纖維中的光的強(qiáng)度。試驗(yàn)結(jié)果顯示了氯化物濃度與光輸出斜率及時(shí)間曲線圖成比例。然而這種傳感器的缺點(diǎn)在于其并不是一種雙向傳感器，因此很難檢測(cè)不斷增加或減少的氯化物濃度。

分布式濕度和酸堿度檢測(cè)方法使用了表面貼裝了凝膠聚合物涂層和光纖的電纜。由于凝膠吸附水在水介質(zhì)中膨脹，所以需要調(diào)制光纖維的損失。系統(tǒng)是在模擬實(shí)驗(yàn)中測(cè)試的，目的是為了檢驗(yàn)灌入后張混凝土結(jié)構(gòu)鋼管道中的水泥漿的范圍。試驗(yàn)可以確定出無(wú)水的空心區(qū)域。這種類(lèi)型的傳感器通過(guò)選擇恰當(dāng)?shù)哪z系統(tǒng)作為響應(yīng)酸堿度變化的指示劑，能檢測(cè)出水泥漿酸堿度降低的區(qū)域。酸堿度的降低可能會(huì)造成鋼的腐蝕。光線傳感器系統(tǒng)用于測(cè)量混凝土中的酸堿度，這里的混凝土是指含有固定在高親水聚合物基質(zhì)上的酸堿指示劑染料。酸堿度的變化由染料/聚合物系統(tǒng)的顏色變化來(lái)表示。即使在酸堿度12-13的腐蝕介質(zhì)中，這種傳感器系統(tǒng)也表現(xiàn)出了穩(wěn)定性。

2.3 光纖傳感器總結(jié)

與局部的準(zhǔn)分布式（或多路復(fù)接）及分布式傳感器一樣，光纖傳感器在實(shí)驗(yàn)室及實(shí)地測(cè)試中都有傳感能力。光纖傳感器在土木工程結(jié)構(gòu)中的各種應(yīng)用，如檢測(cè)應(yīng)力、位移、震動(dòng)、裂縫、腐蝕和氯離子濃度等都已得到開(kāi)發(fā)。尤其是對(duì)橋梁、水電站項(xiàng)目及一些民用建筑的實(shí)地測(cè)試都證明了它的有效性。光纖傳感器可以在惡劣的自然環(huán)境中使用，有著較大的傳感范圍及較低的傳感損耗，并且具備抗電磁干擾功能，所以在土木工程結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)方面很有優(yōu)勢(shì)。但是，因?yàn)橥聊竟こ探Y(jié)構(gòu)中所用的光纖傳感器的研究都是比較近期的，最早的報(bào)告始于1989年，所以在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)條件下是否會(huì)因老化影響長(zhǎng)期感應(yīng)能力有待進(jìn)一步研究。光纖傳感器在一些結(jié)構(gòu)中比較脆弱，而且一旦嵌入到混凝土中，若有損壞就會(huì)難以修復(fù)。使用光纖傳感器檢測(cè)缺陷及損壞的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)還未經(jīng)過(guò)充分的研究和記錄。

3. 壓電傳感器

根據(jù)電氣到機(jī)械的改革，壓電材料展示了其同步傳動(dòng)裝置/傳感器的性能。壓電材料有很多不同種類(lèi)，包括壓電陶瓷、壓電聚合物和壓電復(fù)合材料。最近，作為一個(gè)基于測(cè)量電抗阻和彈性波的主動(dòng)傳感技術(shù)，壓電傳感器被引入到土木工程結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)中。

3.1電抗阻的結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)方法

當(dāng)工程結(jié)構(gòu)上的壓電陶瓷片由一個(gè)固定不變的交變電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)時(shí)，壓電陶瓷片與其連接的結(jié)構(gòu)中會(huì)產(chǎn)生微小的變形。由于激振頻率很高，所以只在非常接近傳感器的局部區(qū)域出現(xiàn)結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。局部區(qū)域?qū)C(jī)械振動(dòng)的響應(yīng)以電氣響應(yīng)的形式轉(zhuǎn)回壓電陶瓷片。因此，可以通過(guò)測(cè)量壓電陶瓷感應(yīng)器的電抗阻來(lái)直接檢測(cè)結(jié)構(gòu)損傷。

通過(guò)使用壓電陶瓷片在鋼筋混凝土（RC）橋樣品上進(jìn)行以抗阻為基礎(chǔ)的安全監(jiān)測(cè)及損傷檢測(cè)。在橋的關(guān)鍵位置上裝有11個(gè)壓電陶瓷片。在裝入過(guò)程中掃描陶瓷片，以獲得不同階段的阻抗數(shù)據(jù)。結(jié)果顯示表面貼裝的壓電陶瓷片對(duì)其附近混凝土中裂紋的形成很敏感，但對(duì)那些離遠(yuǎn)一點(diǎn)的混凝土中裂紋的形成則不敏感。對(duì)裝有壓電陶瓷片傳感器的混凝土梁（1000mm×100mm×500mm）執(zhí)行兩套實(shí)驗(yàn)測(cè)試。電導(dǎo)納抗實(shí)數(shù)部分的均方根差（RMSD）隨著樣件表面或內(nèi)部損傷面積的增加而增加。一項(xiàng)新方法用于識(shí)別測(cè)定的導(dǎo)納特征中的等效結(jié)構(gòu)參數(shù)（硬度、質(zhì)量和阻尼器），經(jīng)識(shí)別的參數(shù)用于描述損傷特性。這個(gè)方法被用于檢測(cè)桁架、橫梁和混凝土塊中的損傷。傳統(tǒng)的均方根差相只暗示了很少一部分損傷基質(zhì)的性質(zhì)情況，這個(gè)方法可更深入地了解損傷機(jī)制。測(cè)量壓電陶瓷片的等效電路參數(shù)，如靜態(tài)柔量、靜態(tài)電阻、動(dòng)態(tài)電感、動(dòng)態(tài)電阻與動(dòng)態(tài)柔量等，以監(jiān)測(cè)混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和溫度。

3.2彈性波的結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)方法

初步研究，在鋼筋上粘有壓電陶瓷片的情況下，監(jiān)測(cè)加強(qiáng)筋與混凝土之間的脫粘現(xiàn)象。在執(zhí)行器上使用了峰值為200V的5峰脈沖超聲波，并記錄分析了振幅和第一峰值的到達(dá)時(shí)間。發(fā)現(xiàn)接收信號(hào)的振幅以線性比例的方式增長(zhǎng)至使鋼筋從混凝土上脫粘為止。當(dāng)鋼筋是彈性的時(shí)，到達(dá)時(shí)間保持不變，而當(dāng)鋼筋斷裂時(shí)，到達(dá)時(shí)間增長(zhǎng)。同時(shí)使用了壓電及超聲波分析（PZFlex）軟件模擬傳感器的反應(yīng)，以此作為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的參數(shù)，如裂紋寬度、脫粘尺寸及不同鋼筋的位置。數(shù)值模擬表現(xiàn)出鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的裂紋不會(huì)影響傳感器的輸出。當(dāng)結(jié)構(gòu)中同時(shí)存在脫粘損傷和裂紋時(shí)，脫粘損傷控制著輸出信號(hào)。

通過(guò)將壓電傳感器粘到混凝土砌塊表面的方法，可以研究無(wú)損檢測(cè)的可行性。通過(guò)在檢測(cè)樣品表面放置不同質(zhì)量的物品來(lái)模擬結(jié)構(gòu)損傷。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明模擬損傷的尺寸和位置與其轉(zhuǎn)移函數(shù)的振幅變化及自然頻率的變化密切相關(guān)。這些信號(hào)中的異常現(xiàn)象是可重復(fù)的，而且損傷導(dǎo)致的異象會(huì)有明顯的性質(zhì)差異。

損傷主動(dòng)質(zhì)詢(xún)（ADI）技術(shù)：以監(jiān)測(cè)修復(fù)混凝土與碳纖維復(fù)合材料（CFRP）之間的分層現(xiàn)象。如圖3所示，將壓電陶瓷傳感器連在碳纖維復(fù)合材料薄片上。橫梁尺寸為100×150×900mm,上面設(shè)10×25×100mm的凹口用于開(kāi)始及加快分層過(guò)程。這個(gè)損傷主動(dòng)質(zhì)詢(xún)系統(tǒng)通過(guò)傳感器的寬帶激發(fā)主動(dòng)質(zhì)詢(xún)結(jié)構(gòu)。傳感器信號(hào)可轉(zhuǎn)化成數(shù)字資料，則轉(zhuǎn)移函數(shù)、累加平均δ和執(zhí)行器/傳感器的損傷指數(shù)就可以計(jì)算出來(lái)了。圖4顯示了損傷指數(shù)與負(fù)載的關(guān)系。當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，區(qū)域1中的損傷指數(shù)明顯增加了，而區(qū)域2和區(qū)域3中的損傷指數(shù)開(kāi)始分別增至160kN和200kN。從而檢測(cè)了分層過(guò)程。且損傷的定位誤差只有0.67%。

圖3：粘在混凝土梁上的碳纖維材料上壓電陶瓷片的位置

圖4：隨外加負(fù)載的增加，區(qū)域1、2、3損傷指數(shù)的變化

可根據(jù)連續(xù)波分析基礎(chǔ)上不同的中心頻率彈性波能量來(lái)計(jì)算損傷指數(shù)，損傷指數(shù)可以準(zhǔn)確表示出鋼筋混凝土梁中裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)展。相比基于阻抗的方法，基于彈性波的方法可以檢測(cè)更大面積的區(qū)域。此外，基于彈性波的方法還可利用波傳播的更多信息來(lái)確定損傷，如轉(zhuǎn)移函數(shù)的振幅和相位、頻率的變化、振幅和到達(dá)時(shí)間。這種方法和基于電阻抗的方法都是主動(dòng)傳感方法，但大部分結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)技術(shù)都是以依賴(lài)被動(dòng)傳感器測(cè)量值的被動(dòng)傳感診斷法為基礎(chǔ)，從而確定結(jié)構(gòu)條件或環(huán)境中的變化。然而，還需要進(jìn)一步研究以驗(yàn)證其可行性，從而通過(guò)結(jié)合其他技術(shù)，如無(wú)線通信、檢測(cè)損傷位置與嚴(yán)重性算法等來(lái)檢測(cè)混凝土構(gòu)件和結(jié)構(gòu)中的不同缺陷。

4. 自診纖維增強(qiáng)復(fù)合物

水泥或復(fù)合物基質(zhì)中的自診（或自監(jiān)測(cè)）纖維增強(qiáng)復(fù)合材料包含導(dǎo)電相，如碳纖維和導(dǎo)電粉等。這些復(fù)合材料能夠監(jiān)測(cè)其自身的張力、損傷及溫度。研究表示碳纖維增強(qiáng)水泥可通過(guò)其電阻的變化來(lái)傳感張力和損傷。電阻在從高應(yīng)力幅直至失效的過(guò)程中大大增加了。碳纖維復(fù)合材料與碳纖維增強(qiáng)水泥有類(lèi)似的特性。將具有張力的碳纖維增強(qiáng)水泥的電阻變化分成三個(gè)階段：可逆?zhèn)鞲须A段、平衡階段（電阻在這個(gè)階段幾乎不發(fā)生變化）及快速增長(zhǎng)階段，這三個(gè)階段與加載過(guò)程中碳纖維增強(qiáng)水泥中裂紋擴(kuò)展的不同階段相對(duì)應(yīng)。

迄今為止，只有一些小規(guī)模的實(shí)驗(yàn)室研究了碳纖維增強(qiáng)水泥和碳纖維復(fù)合材料。將碳纖維增強(qiáng)水泥涂層應(yīng)用到受彎水泥漿梁的受拉和受壓側(cè)面上。在循環(huán)加載和卸載條件下，每個(gè)循環(huán)的受壓面上的涂層電阻出現(xiàn)可逆性降低，而在除第一循環(huán)的其他循環(huán)的受拉面上的電阻出現(xiàn)可逆性增長(zhǎng)。由此可以看出，碳纖維增強(qiáng)水泥張力傳感涂層可用于水泥結(jié)構(gòu)的安全監(jiān)測(cè)中。碳纖維增強(qiáng)水泥-加強(qiáng)鋼筋混凝土梁的極限載荷與硬度略大于原始狀態(tài)鋼筋水混凝土梁的極限載荷與硬度。通過(guò)對(duì)電阻變化的測(cè)量，有較厚碳纖維增強(qiáng)水泥層的鋼筋混凝土梁對(duì)應(yīng)力損傷和疲勞損傷的敏感度更高。還將含有短碳纖維的碳纖維復(fù)合材料涂層應(yīng)用到砂漿試塊上，以此測(cè)量出張力。研究發(fā)現(xiàn)，超過(guò)了這些極限值，就會(huì)導(dǎo)致涂層內(nèi)損傷。因此，可以很明顯看出，碳纖維復(fù)合材料涂層不能滿足實(shí)際應(yīng)用的需要，不能夠在現(xiàn)實(shí)生活中監(jiān)測(cè)水泥結(jié)構(gòu)的性能。

碳纖維玻璃纖維增強(qiáng)型復(fù)合材料（CFGFRP）被設(shè)計(jì)用作一種極限伸長(zhǎng)值較小的導(dǎo)電碳纖維與極限伸長(zhǎng)值較大的中空玻璃纖維的混合物。在拉伸加載過(guò)程中，電阻會(huì)出現(xiàn)顯著的變化，這表明碳絲束失效。于是，因載荷受剩余的高伸長(zhǎng)率玻璃纖維的維持， CFGFRP不會(huì)突然斷裂。因此CFGFRP有可能具有自診功能，而不會(huì)出現(xiàn)突發(fā)的失效?？深A(yù)先報(bào)警構(gòu)件的災(zāi)難性故障，并通過(guò)使用具有不同極限伸長(zhǎng)值的碳纖維來(lái)監(jiān)測(cè)高張力值。CFGFRP已被用于安全系統(tǒng)，放置在具有發(fā)現(xiàn)和阻止盜竊功能的安全墻上。

使用自診纖維增強(qiáng)復(fù)合物為傳感器的結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)技術(shù)是一項(xiàng)簡(jiǎn)單的技術(shù)。這類(lèi)智能材料的最明顯的優(yōu)勢(shì)之一是它們既可以作為結(jié)構(gòu)材料又可作為傳感材料。碳纖維復(fù)合材料與玻璃纖維增強(qiáng)塑料可被用作水泥的加固元素。與素混凝土相比，含有少量短纖維的碳纖維增強(qiáng)水泥具有較高的硬度和抗張強(qiáng)度以及較少的干燥收縮。實(shí)驗(yàn)研究表明了這些纖維能夠監(jiān)測(cè)自身的張力、損傷及溫度。與碳纖維玻璃纖維增強(qiáng)型復(fù)合材料（CFGFRP）相比，散布在玻璃纖維增強(qiáng)型塑料中的碳粉（CPGFRP）和混合碳纖維復(fù)合材料（HCFRP）有更好的敏感度。但是，迄今為止還未開(kāi)發(fā)出這種材料在土木工程結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)方面的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。此外，還需要提高自診纖維增強(qiáng)復(fù)合物的傳感重復(fù)性。有很多因素影響著自診纖維增強(qiáng)復(fù)合物的重復(fù)性，包括：（1）導(dǎo)電材料在矩陣中的分布狀態(tài)；（2）因溫度、濕度和橫向效應(yīng)造成的電阻變化；（3）因循環(huán)加載過(guò)程中傳感材料與界面損傷造成的電阻不可逆增長(zhǎng)；（4）電阻測(cè)量方法與材料的準(zhǔn)備。

5. 磁致伸縮傳感器

鐵磁材料的特性為，當(dāng)將其放在磁場(chǎng)中時(shí)，它們就會(huì)出現(xiàn)機(jī)械變形，這個(gè)現(xiàn)象稱(chēng)為磁致伸縮效應(yīng)。當(dāng)材料出現(xiàn)機(jī)械變形時(shí)，材料的磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化，這種倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象稱(chēng)為倒轉(zhuǎn)的磁致伸縮效應(yīng)。根據(jù)這些現(xiàn)象，發(fā)明了一種磁致伸縮傳感器（MsS）,這種傳感器可不直接接觸材料表面就能產(chǎn)生及檢測(cè)受驗(yàn)鐵磁材料的導(dǎo)波。

用磁致伸縮傳感器（MsS）可檢測(cè)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部空隙與夾雜物。這表明極致伸縮傳感器可以產(chǎn)生傳播于鋼管內(nèi)的不同導(dǎo)波模式，并且這些導(dǎo)波對(duì)管內(nèi)的缺陷很敏感。接收波振幅隨著缺陷與夾雜物的增多而降低。為克服磁致伸縮傳感器（MsS）的主要缺點(diǎn)，即只傳送相對(duì)較低的超聲波能量，研發(fā)了一個(gè)結(jié)合了壓電陶瓷和磁致伸縮傳感器的混合方法。這種方法對(duì)鋼筋水泥界面的檢測(cè)很有效。根據(jù)逆向磁致伸縮效應(yīng)測(cè)量了鋼絲繩的應(yīng)力。磁致伸縮傳感器（MsS）的精度小于3%，但溫度的干擾會(huì)影響精確度。溫度的兩個(gè)極端值即10℃和50℃之間的差為6%。使用離散小波變換從磁致伸縮傳感器檢測(cè)出的信號(hào)中提取了對(duì)損傷敏感的特征，從而構(gòu)成一個(gè)多維的損傷指數(shù)向量。然后將損傷指數(shù)向量提供給人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，以便對(duì)多股線的缺口尺寸及缺口位置進(jìn)行自動(dòng)分類(lèi)。

6. 結(jié)束語(yǔ)

智能材料/傳感器在土木工程結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)方面蘊(yùn)藏著巨大潛力。其中一些當(dāng)前已經(jīng)實(shí)際應(yīng)用，而其他的還在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行評(píng)估。光纖傳感器是土木工程的結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)應(yīng)用的多功能傳感器。光纖傳感器在土木工程結(jié)構(gòu)中的不同應(yīng)用，如應(yīng)力、位移、震動(dòng)、裂紋、腐蝕和氯離子濃度的檢測(cè)作用都已被開(kāi)發(fā)出來(lái)。光纖傳感器可以在惡劣的自然條件下正常工作，具有較大的傳感范圍，較低的傳輸損耗，抗電磁干擾和分布式傳感的功能。但是，在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)條件下的光纖傳感器是否會(huì)因老化影響長(zhǎng)期傳感能力還未完全確定，需進(jìn)一步研究。而且光纖傳感器在一些結(jié)構(gòu)中比較脆弱，一旦嵌入到混凝土中，若有損壞就會(huì)難以修復(fù)。

基于電阻抗和彈性波方法，壓電傳感器可被用作土木工程結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)中一項(xiàng)主動(dòng)傳感技術(shù)?？棺璺椒ㄈQ于自感知執(zhí)行器概念，也是一種定性方法。以彈性波為基礎(chǔ)的方法可以檢測(cè)出更大面積的損傷，而且這種方法還可以利用波傳播引起的附加信息來(lái)確定損傷。

自診纖維加強(qiáng)復(fù)合物也可作為傳感器，并且為土木工程結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)提供了一種非常簡(jiǎn)單的技術(shù)。這類(lèi)智能材料的最明顯的優(yōu)勢(shì)之一是它們既可以作為結(jié)構(gòu)材料又可以作為傳感材料。

磁致伸縮傳感器（MsS）僅僅通過(guò)改變線圈或磁鐵形狀就可以產(chǎn)生不同的導(dǎo)波模式。這種傳感器可以不使用任何的耦合劑就能工作。導(dǎo)波因其能夠進(jìn)行遠(yuǎn)距離檢測(cè)，所以有著很大的監(jiān)測(cè)潛力。但是，磁致伸縮傳感器只適用于鐵磁材料，只能傳送低信噪比的較低超聲波能量。

結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)必須具有監(jiān)測(cè)損傷的位置及嚴(yán)重程度的綜合能力。但是，迄今為止許多在土木工程的結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)中使用的智能傳感器/智能材料的應(yīng)用研究都涉及智能傳感器的傳感能力。換言之，用傳感器的數(shù)據(jù)就可以直接監(jiān)測(cè)出結(jié)構(gòu)中的一些損傷。而另一些損傷只能通過(guò)特殊的診斷方法間接檢測(cè)出來(lái)。重要的土木工程結(jié)構(gòu)通常是比較大型的建筑。所以，要裝備很多傳感器來(lái)檢測(cè)結(jié)構(gòu)的安全狀況。實(shí)際土木工程的結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)很大程度上取決于診斷算法。因此，土木工程的真正的結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是集智能傳感器/智能材料、數(shù)據(jù)傳輸和高級(jí)診斷方法為一體的。

參考文獻(xiàn)

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[2] F. K. Chang, 《結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)：第一次結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)國(guó)際研討會(huì)總結(jié)報(bào)告》，第二次結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)研討會(huì)會(huì)議紀(jì)要， F. K. Chang編制，頁(yè)碼3–11，達(dá)亞顧問(wèn)出版公司，蘭開(kāi)斯特，英國(guó)，1997.7.

篇（9）

在現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的作用下，土木工程市場(chǎng)逐漸擴(kuò)展，這從根本上刺激了現(xiàn)代土木工程專(zhuān)業(yè)教育教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變。我國(guó)土木工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式基于傳統(tǒng)教育模式的影響，培養(yǎng)目標(biāo)定位于應(yīng)試技能、知識(shí)的實(shí)現(xiàn)，專(zhuān)業(yè)設(shè)置上缺乏專(zhuān)業(yè)交叉，教學(xué)模式采用“說(shuō)教”、教師單向授課方式等，這種人才培養(yǎng)模式嚴(yán)重阻礙了市場(chǎng)環(huán)境下人才模式的形成，雖然近年來(lái)素質(zhì)教育的推行、教育體制改革的實(shí)施在一定意義上促進(jìn)了教學(xué)課程的更置，但是，就教學(xué)模式實(shí)踐效果來(lái)看，土木工程專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)模式仍具有一定缺陷，因此，必須進(jìn)一步改善人才培養(yǎng)模式。

一、現(xiàn)代土木工程特點(diǎn)

在現(xiàn)代市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的刺激下，土木工程越來(lái)越表現(xiàn)出個(gè)性化和綜合性的特征。一方面，土木工程是一項(xiàng)系統(tǒng)性、規(guī)?；墓こ蹋浒碧皆O(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收等環(huán)節(jié)，各環(huán)節(jié)中涉及到材料、設(shè)備、管理、技術(shù)等多方面的知識(shí)，需要運(yùn)用地質(zhì)勘探、工程測(cè)量、土力學(xué)、工程學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、管理學(xué)、計(jì)算機(jī)等多種知識(shí)與技能實(shí)現(xiàn)，這就要求土木工程人員具備綜合性、專(zhuān)業(yè)性的知識(shí)以及技能。另一方面，每一項(xiàng)土木工程都存在自身的內(nèi)在結(jié)構(gòu)、環(huán)境特征、技術(shù)要求等，這就要求具有規(guī)范化的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行支持，但是，就現(xiàn)階段土木工程理論研究來(lái)看，其并不具備相應(yīng)的技術(shù)、設(shè)備、監(jiān)理、設(shè)計(jì)、施工等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，這就需要土木工程設(shè)計(jì)人員、施工人員、管理人員等具備相應(yīng)的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，并根據(jù)各項(xiàng)土木工程的個(gè)性特征，進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工等?，F(xiàn)代土木工程的特點(diǎn)具體可以從以下幾個(gè)方面體現(xiàn)：

1.建筑材料方面。隨著現(xiàn)代土木工程的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的新材料逐漸應(yīng)用到工程建設(shè)領(lǐng)域，如鋁合金、鎂合金等已經(jīng)獲得了廣泛的應(yīng)用。但是由于這些材料的成本稍高，所以在應(yīng)用的過(guò)程中受到不同程度的限制，如何促進(jìn)其更有效的應(yīng)用仍然需要我們不斷的探索。同時(shí)，在鋼材和混凝土的強(qiáng)度方面也取得了一定的進(jìn)展，并且在實(shí)際工程建設(shè)中得到了良好的驗(yàn)證。

2.工程地質(zhì)和地基方面。在土木工程建設(shè)過(guò)程中，地質(zhì)和地基是影響工程使用功能發(fā)揮的主要因素，同時(shí)也決定了工程基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是否科學(xué)合理等，尤其是對(duì)于地下工程來(lái)說(shuō)更是十分重要。因此在土木工程的地質(zhì)和地基勘察技術(shù)方面也在不斷地進(jìn)步，當(dāng)前主要以現(xiàn)場(chǎng)鉆探取樣、室內(nèi)分析為主，雖然在勘察的準(zhǔn)確性方面有一定的保證，但是仍然不夠完善，這也是需要我們?cè)谌蘸蟮墓ぷ髦行枰粩嘌芯亢吞剿鞯闹饕?xiàng)目。

3.工程規(guī)劃方面。在以往的土木工程規(guī)劃工作中，大多是同時(shí)提出多個(gè)施工規(guī)劃方案，通過(guò)分析和對(duì)比從中選擇最佳方案。然而，現(xiàn)代土木工程建設(shè)的規(guī)模不斷增加，仍然使用傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)方案在效率方面受到限制，所以必須要依靠現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，運(yùn)用系統(tǒng)工程的理論和方法促進(jìn)工程規(guī)劃效率的提升。對(duì)于特大型的土木工程，如水壩等，對(duì)于自然環(huán)境和生態(tài)平衡會(huì)產(chǎn)生一定的影響，所以更加需要通過(guò)科學(xué)的理論和方法對(duì)其進(jìn)行有效的規(guī)劃，做到趨利避害，才能保證土木工程的持續(xù)發(fā)展。

4.工程設(shè)計(jì)方面。在土木工程的設(shè)計(jì)方面，越來(lái)越多的注重其經(jīng)濟(jì)性和安全性，同時(shí)也更加關(guān)注工程的美觀性，所以在確定工程的荷載值和材料的強(qiáng)度值方面已經(jīng)開(kāi)始引入概率統(tǒng)計(jì)方法，對(duì)于自然界的各種因素從時(shí)間和空間上進(jìn)行全面的分析，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)材料彈性模量、強(qiáng)度的分析，促進(jìn)土木工程結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化。同時(shí)，計(jì)算機(jī)技術(shù)也為各種計(jì)算和優(yōu)化提供了必要的方法和技術(shù)，這也促進(jìn)了土木工程設(shè)計(jì)效率的提升。

5.工程施工方面。

隨著土木工程規(guī)模的不斷擴(kuò)大，工程施工所應(yīng)用的設(shè)備、機(jī)械等也逐漸向著大型化、自動(dòng)化的方向發(fā)展，而且自動(dòng)化程度正在不斷的增強(qiáng)，能夠滿足各種不同環(huán)境下的作業(yè)需求。在施工組織設(shè)計(jì)與管理方面，也有著較為科學(xué)的理論體系做基礎(chǔ)，能夠提高作業(yè)效率的同時(shí)，縮短工期、降低造價(jià)，促進(jìn)土木工程經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的增加。

二、土木人才的知識(shí)、能力與素質(zhì)結(jié)構(gòu)

在土木工程特點(diǎn)的作用下，土木工程人才必須具備相應(yīng)的知識(shí)、技能與素質(zhì)，為土木工程建設(shè)提供最強(qiáng)的支持力。

其一，知識(shí)結(jié)構(gòu)：專(zhuān)業(yè)性知識(shí)與綜合性知識(shí)的集合。土木工程的特點(diǎn)決定了土木工程人才不僅具備專(zhuān)業(yè)性的知識(shí)理論，如數(shù)學(xué)、力學(xué)、勘探知識(shí)等，而且要具備相關(guān)的社會(huì)人文知識(shí)，如經(jīng)濟(jì)、文化、法律、宗教等。其二，能力結(jié)構(gòu)。理論聯(lián)系實(shí)際的能力：由于土木工程沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)性參照，在施工過(guò)程中，只能依據(jù)經(jīng)驗(yàn)對(duì)個(gè)性工程進(jìn)行設(shè)計(jì)與建設(shè)，因此，要求土木工程人員將理論知識(shí)轉(zhuǎn)移到實(shí)踐之中，根據(jù)不同的工程利用不同的原理。計(jì)算機(jī)能力：在信息技術(shù)的刺激下，面對(duì)復(fù)雜的土木工程，土木工程人員必須具備強(qiáng)硬的計(jì)算機(jī)能力，運(yùn)用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)、優(yōu)化與選擇方案，模擬結(jié)構(gòu)試驗(yàn)，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。社?huì)組織能力：土木工程的規(guī)模性特征，不僅要求實(shí)現(xiàn)工程內(nèi)部人力資源的優(yōu)化，而且要協(xié)調(diào)施工集團(tuán)與社會(huì)之間的關(guān)系，尤其在一些關(guān)鍵性的利益問(wèn)題上，需要土木工程人員發(fā)揮紐帶鏈接的作用，因此，要保證土木工程正常施工，必須具備一定的社會(huì)組織能力。其三，素質(zhì)結(jié)構(gòu)。人文素質(zhì)：土木工程影響到社會(huì)、環(huán)境、資源等各個(gè)因素，這就要求土木工程人員樹(shù)立可持續(xù)發(fā)展的觀念，提升社會(huì)責(zé)任感，端正自身行為，以此保證土木工程綜合效益的實(shí)現(xiàn)。職業(yè)素質(zhì)：土木工程施工環(huán)境差、工作負(fù)荷大，這就對(duì)工作人員的職業(yè)素質(zhì)以及個(gè)人素質(zhì)提出了更高要求，因此，工作人員必須以良好的職業(yè)道德和個(gè)人精神，來(lái)支撐土木工程質(zhì)量的實(shí)現(xiàn)。

三、土木工程專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)模式的完善途徑

土木工程的特點(diǎn)對(duì)現(xiàn)代土木工程人才的培養(yǎng)提出新挑戰(zhàn)，專(zhuān)業(yè)型、復(fù)合型的社會(huì)人才為改善人才培養(yǎng)模式提供了標(biāo)準(zhǔn)參照，因此，在教育教學(xué)中，要以調(diào)整課程結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)變教學(xué)模式、關(guān)注操作實(shí)踐等手段，來(lái)實(shí)現(xiàn)人才的培養(yǎng)。

1、優(yōu)化課程體系

系統(tǒng)性、專(zhuān)業(yè)性的課程體系是展開(kāi)教學(xué)的基礎(chǔ)。在傳統(tǒng)教學(xué)中，土木工程專(zhuān)業(yè)課程設(shè)置具有狹隘性，其僅僅涉及到建筑工程、巖石工程、交通工程、橋梁建筑等，雖然具有較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)性，但是，其綜合性不強(qiáng)，因此，在課程設(shè)置中，要進(jìn)行綜合性知識(shí)的設(shè)置，并以專(zhuān)業(yè)走向?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)專(zhuān)業(yè)課程的選擇。其一，落實(shí)基礎(chǔ)教學(xué)?；A(chǔ)知識(shí)是學(xué)生展開(kāi)深度學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，在課程設(shè)置中，尤其在低年級(jí)教育中，要以全面化的知識(shí)豐富學(xué)生的認(rèn)識(shí)，不僅要開(kāi)設(shè)專(zhuān)業(yè)課程，而且要將經(jīng)濟(jì)學(xué)、法律、管理學(xué)等相關(guān)性的課程融入其中，促使學(xué)生適應(yīng)土木工程綜合性的特征。其二，提升專(zhuān)業(yè)教學(xué)。在土木工程個(gè)性化特征的影響下，學(xué)生的專(zhuān)業(yè)能力、理論聯(lián)系實(shí)際的能力被提升，這就要求關(guān)注專(zhuān)業(yè)教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)，以專(zhuān)而精的專(zhuān)業(yè)課程提升學(xué)生的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能，使學(xué)生了解土木工程師可能遇見(jiàn)的問(wèn)題，并盡可能提出相應(yīng)的解決方案。

2、精選教學(xué)內(nèi)容

土木工程教學(xué)內(nèi)容較多，這提升了學(xué)習(xí)難度，在教學(xué)中，要做到重點(diǎn)教學(xué)，避免眉毛胡子一把抓。其一，選擇重點(diǎn)內(nèi)容。在內(nèi)容選擇中，要將實(shí)用強(qiáng)的內(nèi)容作為首選，如勘探技術(shù)、施工設(shè)計(jì)、建筑工程等，舍棄那些與生活實(shí)際相距較遠(yuǎn)的內(nèi)容，這不但減少了教學(xué)容量，而且增強(qiáng)知識(shí)的實(shí)用性。其二，創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容。市場(chǎng)環(huán)境下，土木工程特點(diǎn)發(fā)生了顯著變化，注入了一定的新元素，而且這些元素在今后將繼續(xù)影響土木工程發(fā)展，因此，在教學(xué)中，要將這些內(nèi)容補(bǔ)充到教學(xué)之中，如計(jì)算機(jī)技能、市場(chǎng)發(fā)展趨向、勘探新技術(shù)等，以便于學(xué)生應(yīng)對(duì)將來(lái)的土木工程市場(chǎng)。

3、轉(zhuǎn)變教學(xué)模式

傳統(tǒng)的教學(xué)模式基于教師力量的發(fā)揮，而并沒(méi)有關(guān)注到學(xué)生的主體性，這就影響了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的提升，再者，單一的知識(shí)型、技能型教學(xué)，使得能力和素質(zhì)教育被放置于教育教學(xué)的邊緣，這就造成學(xué)生片面化的發(fā)展，進(jìn)而不能適應(yīng)土木工程綜合性的要求，因此，在教學(xué)中，必須轉(zhuǎn)變教學(xué)模式，關(guān)注學(xué)生的主體地位，堅(jiān)持素質(zhì)教育。其一，多模并用，強(qiáng)化實(shí)踐。在基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)中，強(qiáng)化學(xué)生的自學(xué)能力，以問(wèn)題教學(xué)方式，激發(fā)學(xué)生思考，并針對(duì)學(xué)生提出的問(wèn)題進(jìn)行解答；在技能教學(xué)中，關(guān)注學(xué)生的實(shí)踐能力，以綜合性大作業(yè)、專(zhuān)業(yè)性設(shè)計(jì)等，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)理論的理解力；以案例教學(xué)、試驗(yàn)教學(xué)、場(chǎng)景教學(xué)等方式，提升學(xué)生的理論知識(shí)應(yīng)用能力；以專(zhuān)題討論、專(zhuān)家講座、研究小組等形式，提升學(xué)生的合作力、言語(yǔ)表達(dá)力、展示力；以競(jìng)爭(zhēng)活動(dòng)、課外實(shí)踐、培訓(xùn)實(shí)習(xí)等方式，促使學(xué)生獲得直接經(jīng)驗(yàn)。其二，以生為本。學(xué)生個(gè)體差異性突出，在教學(xué)中，要根據(jù)學(xué)生的能力特征、興趣愛(ài)好、思維走向等進(jìn)行多元化教學(xué)，既要關(guān)注學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，提升學(xué)生的基礎(chǔ)掌握能力，又要把握學(xué)生的個(gè)性特征，通過(guò)層次化教學(xué)、一對(duì)一教學(xué)、輔導(dǎo)教學(xué)、小組教學(xué)、個(gè)性評(píng)價(jià)等方式，促使不同層次的學(xué)生獲得能力性和素質(zhì)性的發(fā)展，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)全體學(xué)生的發(fā)展和學(xué)生發(fā)展的全面性。

4、注重專(zhuān)業(yè)教學(xué)的實(shí)踐性教學(xué)

實(shí)踐應(yīng)用教學(xué)在當(dāng)前土木工程專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)中具有重要的作用，是促進(jìn)土木工程展業(yè)人才適用于當(dāng)前建設(shè)實(shí)際的基本前提。突破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)及教學(xué)規(guī)律，建立具有一定實(shí)踐性的課程設(shè)計(jì)，根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)機(jī)能力為中心，構(gòu)建相輔相成的教學(xué)體系，凸顯教學(xué)過(guò)程中的創(chuàng)新、基礎(chǔ)和綜合相結(jié)合的現(xiàn)代教學(xué)特點(diǎn)。首先，一定要精心設(shè)計(jì)理論及專(zhuān)業(yè)課程建設(shè)，在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中，可以將學(xué)生分為不同的工程建設(shè)組，由專(zhuān)門(mén)的教師帶入實(shí)際的進(jìn)行教學(xué)，在實(shí)際的土木工程建設(shè)過(guò)程中，調(diào)度學(xué)生，講解施工過(guò)程的具體問(wèn)題。通過(guò)學(xué)生自身的總結(jié)和領(lǐng)悟，才能夠更好的促進(jìn)其專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的強(qiáng)化，并形成科學(xué)的專(zhuān)業(yè)思維。其次，對(duì)當(dāng)前土木工程建設(shè)的人才需要進(jìn)行科學(xué)的調(diào)研，根據(jù)實(shí)際來(lái)進(jìn)行專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)，一方面提高了學(xué)生的社會(huì)適應(yīng)力，另一方面提高了現(xiàn)代土木工程建設(shè)領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)人才建設(shè)。

四、現(xiàn)代土木工程發(fā)展趨勢(shì)

1.工程中使用的原材料逐漸向高性能材料發(fā)展

鋼材將朝著高強(qiáng)、具有良好的塑性、韌性和可焊性方向發(fā)展，美國(guó)、日本、俄羅斯等國(guó)開(kāi)始將屈服點(diǎn)為700N/mm2以上的鋼材列入了規(guī)范。高性能的混凝土及其它復(fù)合材料也在向輕質(zhì)、高強(qiáng)、良好的韌性和工作性方向發(fā)展。

2.環(huán)境工程

在工程建設(shè)中，土木工程與環(huán)境工程融為一體，環(huán)境問(wèn)題尤其是氣候變異的影響越來(lái)越受到重視。海水上升、水污染、沙漠化等問(wèn)題均與人類(lèi)的生存發(fā)展息息相關(guān)，同時(shí)也和土木工程有著必然的聯(lián)系。因此，工程建設(shè)過(guò)程中的噪音、振動(dòng)等都是土木工程師必須要考慮的主要問(wèn)題。

3.發(fā)展高新技術(shù)，應(yīng)用結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展

近年來(lái)，隨著現(xiàn)代傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)與通訊技術(shù)、信號(hào)分析與處理技術(shù)及結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析理論的迅速發(fā)展，推動(dòng)了土木工程的革命性變化。結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)在結(jié)構(gòu)上安裝各種傳感器，科學(xué)有效地提供結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)管理的決策依據(jù)，這就延長(zhǎng)了結(jié)構(gòu)的使用壽命，也基本解決了建筑過(guò)快老化損壞，實(shí)現(xiàn)建筑使用的可持續(xù)發(fā)展。

總結(jié)：

適應(yīng)于現(xiàn)代土木工程個(gè)性化和綜合性的特點(diǎn)，現(xiàn)代土木工程人才培養(yǎng)模式必須轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教育教學(xué)模式，關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)主體性的發(fā)揮，以培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)型、復(fù)合型、技能型學(xué)生為目標(biāo)，通過(guò)調(diào)整課程結(jié)構(gòu)、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、實(shí)踐人本教學(xué)、加強(qiáng)實(shí)踐訓(xùn)練等方式，來(lái)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代土木工程專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)。

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篇（10）

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）11-0162-02

一、引言

2010年6月23日，教育部在天津召開(kāi)“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”啟動(dòng)會(huì)，大會(huì)闡明了該計(jì)劃的目的和意義：“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”是貫徹落實(shí)《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010―2020年）》和《國(guó)家中長(zhǎng)期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010―2020年）》的重大改革項(xiàng)目，也是促進(jìn)我國(guó)由工程教育大國(guó)邁向工程教育強(qiáng)國(guó)的重大舉措旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量各類(lèi)型工程技術(shù)人才，為國(guó)家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家和人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略服務(wù)，對(duì)促進(jìn)高等教育面向社會(huì)需求培養(yǎng)人才，全面提高工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量具有十分重要的示范和引導(dǎo)作用。

本文將結(jié)合土木工程的特點(diǎn)，以嘉應(yīng)學(xué)院土木工程專(zhuān)業(yè)為載體，以“高級(jí)技術(shù)技能型人才培養(yǎng)試點(diǎn)項(xiàng)目”為總綱領(lǐng)，對(duì)培養(yǎng)體系進(jìn)行初步研究，旨在提高土木工程專(zhuān)業(yè)的教學(xué)質(zhì)量、提升土木工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生的質(zhì)量，為經(jīng)濟(jì)建設(shè)和新型城鎮(zhèn)化培養(yǎng)“高級(jí)技術(shù)技能型人才”。

二、培養(yǎng)體系

土木工程是一門(mén)理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的學(xué)科，其課程體系復(fù)雜，涵蓋的知識(shí)面非常廣泛，土木工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)模式一直以來(lái)高等教育屆的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)，因?yàn)樵搶?zhuān)業(yè)的學(xué)生今后直接從事工程建設(shè)和管理方面的工作，與國(guó)民經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì)息息相關(guān)。作者在做了大量調(diào)研、查閱大量參考文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合土木工程學(xué)院的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，初步建立高級(jí)技術(shù)技能型人才的培養(yǎng)體系。

（一）調(diào)查分析

“沒(méi)有調(diào)查就沒(méi)有發(fā)言權(quán)”，要建立高級(jí)技術(shù)技能型人才體系，必須對(duì)土木工程的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)、社會(huì)需求等方面進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)查。土木工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生的社會(huì)需求量和就業(yè)形勢(shì)在未來(lái)幾十年中是比較樂(lè)觀的，尤其是新型城鎮(zhèn)化的實(shí)行，但也存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，即高校的擴(kuò)招和大量高校增開(kāi)土木工程專(zhuān)業(yè)，所以是機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存，在這種情況下更應(yīng)該注重人才培養(yǎng)質(zhì)量，實(shí)行高級(jí)技術(shù)技能型人才計(jì)劃。

根據(jù)對(duì)近三年來(lái)用人單位的反饋意見(jiàn)，重點(diǎn)對(duì)不足之處進(jìn)行總結(jié)，這樣可以為高級(jí)技術(shù)技能型人才培養(yǎng)計(jì)劃的制定提供參考，大致可以歸納為以下幾個(gè)方面：（1）學(xué)生缺乏動(dòng)手能力相對(duì)較差；（2）對(duì)一些較新的設(shè)備如全站儀等不夠了解；（3）對(duì)工程常用軟件不夠熟練，甚至根本不會(huì)；等等。

四點(diǎn)主要的反饋意見(jiàn)，側(cè)重點(diǎn)雖然不同，但究其根本還是學(xué)校教育與社會(huì)要求的銜接不夠，導(dǎo)致在學(xué)與用之間存在太多的差異，要解決這些問(wèn)題只有傾聽(tīng)用人單位的要求，按土木工程師的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)學(xué)生進(jìn)行培養(yǎng)，才能縮短畢業(yè)生的適應(yīng)期，盡快成長(zhǎng)為卓越的土木工程師。

（二）高級(jí)技術(shù)技能型人才培養(yǎng)特點(diǎn)

高級(jí)技術(shù)技能型人才培養(yǎng)計(jì)劃的最終目標(biāo)是培養(yǎng)優(yōu)秀的工程技術(shù)人員，因此，在培養(yǎng)過(guò)程必須圍繞這一終極目標(biāo)，高級(jí)技術(shù)技能型人才培養(yǎng)應(yīng)具有以下特點(diǎn)：

1.土木工程相關(guān)企事業(yè)單位、政府職能部門(mén)等應(yīng)深度參與培養(yǎng)過(guò)程。卓越土木工程師的培養(yǎng)離不開(kāi)社會(huì)需求這一大趨勢(shì)，土木工程相關(guān)企事業(yè)單位、政府職能部門(mén)等最了解社會(huì)需要什么樣的人才。因此，在制定培養(yǎng)計(jì)劃、實(shí)施培養(yǎng)計(jì)劃等必須有這些部門(mén)的直接參與，形式可以多樣化――定向?yàn)橄嚓P(guān)企事業(yè)單位、政府職能部門(mén)培養(yǎng)人才；定期邀請(qǐng)相關(guān)人員為學(xué)生做職業(yè)規(guī)劃、工程技能培訓(xùn)等；為學(xué)生提供實(shí)習(xí)、實(shí)踐機(jī)會(huì)；為學(xué)生提供創(chuàng)業(yè)機(jī)會(huì)；等等。

2.強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力。工程能力和創(chuàng)新能力是卓越土木工程培養(yǎng)目標(biāo)，因此，在教學(xué)和培養(yǎng)過(guò)程要引導(dǎo)學(xué)生將知識(shí)與能力結(jié)合起來(lái)，既要培養(yǎng)學(xué)生掌握工程技能，同時(shí)，要注重對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

（三）高級(jí)技術(shù)技能型人才培養(yǎng)目標(biāo)

“高級(jí)技術(shù)技能型人才培養(yǎng)計(jì)劃”的目標(biāo)是“培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量各類(lèi)型工程技術(shù)人才”。在此基礎(chǔ)上，考慮到土木工程的特殊性，對(duì)高級(jí)技術(shù)技能型人才培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行細(xì)化即“綜合素質(zhì)高、實(shí)用型、創(chuàng)新型”。

1.綜合素質(zhì)高：土木工程師是特殊的職業(yè)，既是工程技術(shù)員，又是管理者、協(xié)調(diào)者，這樣就對(duì)其綜合素質(zhì)提出了更高的要求。因此，在培養(yǎng)過(guò)程中除了注重專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能外，必須培養(yǎng)其綜合素質(zhì)、培養(yǎng)其人際交往能力、培養(yǎng)其組織管理能力等，注重“通識(shí)教育”。同時(shí)，土木工程是艱苦的行業(yè)，必須去施工現(xiàn)場(chǎng)、去基層，因此要注重培養(yǎng)學(xué)生吃苦耐勞的精神，培養(yǎng)良好的身體素質(zhì)。

2.實(shí)用型：土木工程是應(yīng)用型專(zhuān)業(yè)，要培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)解決實(shí)際復(fù)雜技術(shù)問(wèn)題的實(shí)踐應(yīng)用能力。這一方面的研究及主要對(duì)策很多學(xué)者在“應(yīng)用本科人才培養(yǎng)”這一課題中已經(jīng)做了較為系統(tǒng)的研究，這與高級(jí)技術(shù)技能型人才培養(yǎng)是一致的，這里不再做過(guò)多的闡述。

3.創(chuàng)新型：土木工程師必須嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范來(lái)展開(kāi)工作，在很多情況下是不容許有創(chuàng)新的。但在培養(yǎng)過(guò)程必須要注重創(chuàng)新能力，在實(shí)踐性環(huán)節(jié)也必須增設(shè)開(kāi)放性、探索性的實(shí)驗(yàn)，因?yàn)橥聊竟こ處熂仁乾F(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的執(zhí)行者，也是土木工程發(fā)展的生力軍，或者說(shuō)是未來(lái)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的制定者。

（四）高級(jí)技術(shù)技能型人才培養(yǎng)方案

在確定培養(yǎng)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，制定高級(jí)技術(shù)技能型人才培養(yǎng)方案，具體可概括為以下幾個(gè)方面：師資隊(duì)伍專(zhuān)業(yè)化、課程設(shè)置實(shí)用化及考核方式多樣化。

1.師資隊(duì)伍專(zhuān)業(yè)化：大學(xué)作為高等教育和科學(xué)研究的高地，歷來(lái)重視教師隊(duì)伍的理論水平和科研能力，往往忽略了其專(zhuān)業(yè)化程度。作為土木工程專(zhuān)業(yè)，要培養(yǎng)出理論水平高、實(shí)踐能力強(qiáng)的學(xué)生，必須要有教授，也要有高級(jí)工程師，特別是企事業(yè)單位具有豐富經(jīng)驗(yàn)的高級(jí)工程師，這一點(diǎn)可以通過(guò)聘任客座教授或兼職教授的形式來(lái)解決。當(dāng)然，這些客座專(zhuān)家必須能真真切切的參與到人才培養(yǎng)中來(lái)，主要承擔(dān)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的教學(xué)任務(wù)及職業(yè)技能和職業(yè)道德的培養(yǎng)任務(wù)。

3.課程設(shè)置實(shí)用化：土木工程專(zhuān)業(yè)的課程體系復(fù)雜，涉及的知識(shí)面很廣，且市場(chǎng)上的教程也是五花八門(mén)，質(zhì)量良莠不齊，因此，在設(shè)置課程、選用教材時(shí)必須嚴(yán)把關(guān)，要以“實(shí)用化”為根本原則，開(kāi)設(shè)與工程實(shí)際聯(lián)系緊密的課程，選擇案例較多的教程，避免過(guò)多的理論。在制定課程計(jì)劃時(shí)，可以邀請(qǐng)施工單位、勘察設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位及其他相關(guān)部門(mén)的專(zhuān)業(yè)人士參與，多聽(tīng)聽(tīng)市場(chǎng)的聲音，做到有的放矢，這樣培養(yǎng)出來(lái)的畢業(yè)生才可能與工程實(shí)際更好的銜接，更快地進(jìn)入工作角色，更快地成長(zhǎng)為卓越的土木工程師。

3.考核方式多樣化：目前，大學(xué)中課程的考核方式還是以閉卷考試為主，該考核方式在選拔性測(cè)試中，具有其天然優(yōu)勢(shì)――客觀、相對(duì)公平，但在大學(xué)里主要目的是考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解、應(yīng)用能力，那么該方式就相對(duì)落后了，特別在土木工程這一應(yīng)用性非常強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)中，其弊端更加突出。為了促進(jìn)土木工程教學(xué)質(zhì)量的提高，滿足卓越土木工程師的培養(yǎng)計(jì)劃，應(yīng)該將考核方式多樣化，根據(jù)課程特點(diǎn)靈活設(shè)定考核方式。

（五）高級(jí)技術(shù)技能型人才培養(yǎng)途徑

高級(jí)技術(shù)技能型人才的培養(yǎng)途徑可以從以下幾個(gè)方面考慮：教學(xué)內(nèi)容信息化、教學(xué)內(nèi)容規(guī)范化、校企交流常態(tài)化和教學(xué)方法多樣化。

教學(xué)內(nèi)容是根本，為了適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展和需求，教學(xué)內(nèi)容必須信息化，要能跟得上知識(shí)更新的速度，不可守著“老黃歷”固步自封；為了使學(xué)生對(duì)工程規(guī)范有直接的理解，教學(xué)內(nèi)容必須規(guī)范化，盡量去掉過(guò)于理論化和枯燥的知識(shí)，以規(guī)范為藍(lán)本進(jìn)行教學(xué)。校企交流常態(tài)化和教學(xué)方法多樣化也是必不可少的，學(xué)校與企業(yè)的交流可以明確社會(huì)需要什么樣的人才，可以及時(shí)了解企業(yè)和有人單位的反饋意見(jiàn)，及時(shí)調(diào)整和修改培養(yǎng)體系中的薄弱環(huán)節(jié)；教學(xué)方法和手段直接影響到學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，如果一味“填鴨式”地灌輸，往往事倍功半，因此，必須按課程的特點(diǎn)選擇合適的教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的興趣。