基于大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的土力學(xué)教學(xué)改革研究

吳照學(xué)　姚興貴　曹麗

摘要：土力學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生在獨(dú)立思考情況下培養(yǎng)其創(chuàng)新能力和動(dòng)手實(shí)踐應(yīng)用能力，同時(shí)可提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。以土工實(shí)驗(yàn)中抗剪強(qiáng)度為例進(jìn)行分析，為土力學(xué)大創(chuàng)實(shí)驗(yàn)教改提供參考。

關(guān)鍵詞：大創(chuàng)實(shí)驗(yàn)；抗剪強(qiáng)度；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）49-0119-02

一、引言

隨著我國(guó)高等教育發(fā)展水平的逐步提升，實(shí)驗(yàn)教學(xué)也逐步探索新的發(fā)展模式。大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)可與土工實(shí)驗(yàn)內(nèi)容對(duì)接，實(shí)現(xiàn)土力學(xué)理論教學(xué)與試驗(yàn)相融合，實(shí)現(xiàn)土木工程學(xué)科在高校教育應(yīng)用發(fā)展得到落實(shí)。

二、大學(xué)生土力學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)的問(wèn)題及現(xiàn)狀

土力學(xué)創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)設(shè)是現(xiàn)代教育改革的有效途徑，但我國(guó)創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展實(shí)際情況并不樂(lè)觀，如表1[1]。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的資源應(yīng)用率較低，以土力學(xué)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)的開(kāi)展進(jìn)行分析，可以對(duì)土工實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供新思路。

在當(dāng)前土力學(xué)教學(xué)中，課本教學(xué)內(nèi)容應(yīng)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行同步，在教學(xué)中不斷的更新教學(xué)內(nèi)容，注重學(xué)生的技能提升和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)[2]。在土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，讓學(xué)生在理論知識(shí)的基礎(chǔ)上去學(xué)會(huì)獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，從而去提高他們的自主創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)芰3]。

三、土力學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的過(guò)程和分析

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)是促進(jìn)理論教學(xué)的重要手段，可提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題和創(chuàng)新意識(shí)的重要方式，是專業(yè)知識(shí)得以應(yīng)用提升的階段[4]。本次土力學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)用原狀土測(cè)出土的天然含水量和密度等一些土的物理指標(biāo)基礎(chǔ)上，測(cè)出不同含水量膨脹土的抗剪強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)。

（一）土力學(xué)實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備

實(shí)驗(yàn)所使用的土樣共有三種，測(cè)出物理指標(biāo)如下表所示：

第二部分實(shí)驗(yàn)將所采集的土樣分別稱取500g，每一種試樣各取五組，放入干燥箱內(nèi)烘干8小時(shí)，再將土樣研磨至顆粒小于2mm，分別加按照15%、18%、21%、24%、27%的含水量分別加入水75g、90g、105g、120g、135g然后保持密封放入試樣桶內(nèi)浸潤(rùn)8小時(shí)后開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。

（二）土力學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析

根據(jù)實(shí)驗(yàn)所測(cè)得的數(shù)據(jù)，按照S=KR：

式中：S——抗剪強(qiáng)度

K——應(yīng)變?nèi)ο禂?shù)

R——應(yīng)變?nèi)χ袦y(cè)微表的讀數(shù)之差

由表中直觀得出試樣的抗剪強(qiáng)度，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。下圖為實(shí)驗(yàn)的分析結(jié)果：

隨含水量的增加土的抗剪強(qiáng)度不斷下降，結(jié)合庫(kù)倫定律和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，在剪切面上的應(yīng)力不變情況下，抗剪強(qiáng)度受兩個(gè)因素影響，即土的內(nèi)摩擦角和粘聚力。根據(jù)莫爾-庫(kù)倫強(qiáng)度理論，繪制出土的抗剪強(qiáng)度包線，得出粘聚力和內(nèi)摩擦角變化的因素是含水量。在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析中，含水量與線性關(guān)系有差異性。粘聚力的受影響的線性值變化明顯較大，這次實(shí)驗(yàn)研究中，含水量這一因子對(duì)其造成的變化很大。在其增大過(guò)程中，土的抗剪強(qiáng)度是在不斷的變小。同時(shí)土的抗剪強(qiáng)度變化影響的主因還有垂直應(yīng)力。

四、結(jié)論

土力學(xué)教學(xué)中，要在理論的基礎(chǔ)上去培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)上去提高大學(xué)生的創(chuàng)新和應(yīng)用能力。土力學(xué)在大學(xué)課程中，是專業(yè)知識(shí)較強(qiáng)和比較難以理解的學(xué)科。要讓土力學(xué)這門學(xué)科被學(xué)生們所熟知，就必須不能只局限理論教學(xué)，需要老師做到對(duì)課程教學(xué)的不斷更新，去適應(yīng)學(xué)生的節(jié)奏。同時(shí)在教學(xué)中，把實(shí)踐項(xiàng)目融入理論中，以理論和實(shí)踐結(jié)合，去提高學(xué)生的學(xué)習(xí)認(rèn)知能力。在這樣的基礎(chǔ)上，學(xué)校多去創(chuàng)造一些實(shí)踐性強(qiáng)的平臺(tái)，提高學(xué)生獨(dú)立思考和解決問(wèn)題的能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃曉敏，曾松榮，柯野，鄭傳進(jìn)，王焰山，蔡愛(ài)群，方白玉.實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放式教學(xué)改革與創(chuàng)新人才培養(yǎng)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2016，（03）：16-18.

[2]蘆國(guó)超.《土力學(xué)與基礎(chǔ)工程》課程的改革與探索[J].內(nèi)蒙古師范大學(xué)學(xué)報(bào)（教育科學(xué)版），2013，（09）.endprint