數字孿生虛擬仿真平臺在土力學實踐教學中的應用初探1)

王 宇 谷艷昌 陳從建 錢聲源 仲 青

*(江蘇開放大學建筑工程學院，南京 210036)

?(南京水利科學研究院，南京 210029)

土力學利用力學原理和土工實驗研究土的工程性質，是土木工程專業本科階段的核心基礎課，也是相近學科領域，如水利工程、海洋工程、采礦工程、交通工程等諸多與基礎設施建設密切相關專業的專業基礎課[1-3]。開展土力學實驗相關的實踐教學活動，有助于學生掌握土力學理論知識并更好地應用于工程實踐中。

土力學實踐教學約占總課時的三分之一，以學生動手實驗為主要方式，通過常規實驗的基本操作、儀器測量和數據處理，培養學生土工實驗的實操能力，提升學生對理論課程的理解深度[4]。一般而言，土力學常規實驗包括土的含水率實驗、密度實驗、顆粒級配實驗、擊實實驗、滲透實驗、固結實驗和剪切實驗，旨在獲取土的含水率、天然密度、顆粒大小、最大干容重、滲透系數、壓縮模量和抗剪強度等物理力學參數，從而評價地基土層的密實度、滲透性和承載力，為工程設計、現場施工及運行管理提供重要的科學依據[5-7]。開展常規實驗或進行綜合實驗，可以使學生更容易理解土力學的基本知識，明晰土體物理力學參數的工程意義，有助于掌握地基處理的技術原理，這對培養學生工程實踐能力及從事土木工程相關專業技術工作具有重要的現實意義。

然而，大部分高校現有實驗教學條件難以滿足日趨多元化的實踐需求。究其原因，主要是現有條件的制約和外部環境的影響。……