复合地基承载力计算课堂教学的改革探索.doc

复合地基承载力计算课堂教学的改革探索 　　摘要：针对地基处理教学中存在的一系列问题，以复合地基承载力计算课堂讲授为例，对课程教学内容和方法进行改革探索，以期提高地基处理的课堂教学质量。根据河南科技大学地基处理教学的实际情况，结合课程的特点和大纲要求，通过整合教学内容、改进教学手段和增强师生互动等方式，对其课堂教学改革进行研究。文章提出的改革措施对促使教学效果提升成效显著，达到了课堂教学改革的目标。 　　关键词：地基处理；复合地基；承载力计算；教学改革 　　中图分类号：G642.421 文献标志码：A 文章编号：1005-2909（2016）02-0110-03 　　中国幅员辽阔，自然环境及地质条件差异较大，各类软土及特殊土分布广泛。随着基础设施建设的快速发展，对软弱地基进行处理的需求日益增多，地基处理技术也随之不断更新发展[1]。目前，地基处理已成为一门特色鲜明的学科，其课堂教学对土木工程人才培养的质量有直接影响。 　　地基处理是以提高软弱地基强度为主要目的，同时消除其不良工程特性的一种技术手段[2]。对土木工程、交通工程等专业的本科生而言，地基处理是一门应用能力要求较高的专业课，通过对基本原理、设计计算、施工方法的学习，应具备解决工程中出现的相关问题的能力。复合地基作为应用广泛的处理措施，是地基处理课堂讲授的重点内容之一。复合地基由刚度不同的材料构成，增强体和地基土体共同作用、协调变形并承担上部荷载。复合地基和天然地基承载力的基本概念相同，而且JGJ79―2012《建筑地基处理技术规范》和GB5007―2011《建筑地基基础设计规范》中对地基承载力的描述完全一致[3-4]。然而由于增强体的材料特性不同，复合地基承载力计算应该有针对性地选用合适的计算方法，这需要学生对课堂讲授的知识点有较好的掌握。 　　在课堂教学及考核中，学生普遍反映对复合地基承载力计算的基本概念模糊，运用所学知识分析解决问题的能力较弱。针对这些问题，结合课程学时安排少、进度快的特点，从培养本科生实践能力的角度出发，在全面分析以往教学的基础之上，将知识传授与能力培养相结合，研究了复合地基承载力计算的课堂教学改革措施，以达到促进教学质量提升的目的[5-6]。 　　一、课堂教学现状 　　（一）讲授对象 　　地基处理是地下结构工程专业的必修课，其讲授对象为高年级本科生。学习该课程之前，学生已系统地学习了土力学、基础工程等课程，并且具备了一定的工程常识和力学基础。复合地基一直是地基处理教学中的重要内容，而且其承载力的计算更是重中之重。 　　（二）教学内容 　　复合地基由增强体（桩体）和地基土（桩间土）共同承担上部荷载，可用于提高地基承载力，增强稳定性，消除特殊土的固结性、湿陷性、液化性等。针对具体工程，必须选用合适的增强体才能达到预期效果。根据增强体的不同，复合地基可分为散体材料增强体复合地基和有粘结强度增强体复合地基两类。确定复合地基承载力的基本思路有两条：一是通过现场试验测得，另一种是采用理论公式估算。在进行复合地基初步设计时，可利用理论公式估算其承载力特征值，即采用复合求和的方法，视其为桩体和桩间土承载力的总和。具体而言，不同类型的复合地基承载力需采用不同的计算方法，可选用的方法有应力复合法和变形复合法两种。从复合地基承载力计算的教学内容安排看，主要包含复合地基承载力的概念、复合地基承载力计算方法和规范中两种计算方法的应用三部分。总体而言，复合地基承载力计算的教学内容很全面，具有以下特点。 　　一是，概念性强。复合地基承载力的概念与天然地基相同，但两者之间有本质区别。复合地基承载力的计算是基于增强体静载荷载试验结果和周边土的承载力特征值依据经验确定的，并且现行规范规定了复合地基承载力特征值的修正问题。显然复合地基承载力的计算涉及众多基本概念，如单桩竖向承载力特征值、桩间土承载力特征值、桩土应力比、面积置换率，以及散体材料桩和有粘结强度桩的区别等。因此，学生应掌握土力学、基础工程等专业知识，具备良好的专业基础。 　　二是，应用性强。初步设计时，理论公式是估算复合地基承载力的基本手段，对复合地基的工程设计有指导意义。学生应熟练掌握复合地基承载力计算的基本理论，能结合工程的具体情况选用合适的公式估算其承载力特征值。同时，能够利用已知条件进行必要的变换，具备灵活应用理论解决问题的能力。 　　三是，与规范结合紧密。复合地基承载力计算是规范中的第7.1.5条，规范条文说明对其应用有详细的阐述[3]。在理解复合地基承载力计算理论的基础上，学生应将课程学习与规范紧密结合，选用合适的计算公式和单桩及桩间土承载力发挥系数进行复合地基承载力估算。因此，学生要对前面章节的知识有较好的掌握，明确复合地基承载力计算公式的工程应用，具备依据规范解决工程问题的能力