第一篇：學(xué)科前沿學(xué)習(xí)報(bào)告

學(xué)科前沿學(xué)習(xí)報(bào)告

土木工程學(xué)院 工程力學(xué)101班 xx 學(xué)號(hào):2010110121xx

力學(xué)是人類(lèi)認(rèn)識(shí)自然的重要手段，當(dāng)人類(lèi)還不會(huì)說(shuō)話(huà)的時(shí)候就已經(jīng)在應(yīng)用力學(xué)了。這個(gè)世界小到分子大到宇宙都充斥著各種各樣的力，當(dāng)今社會(huì)的尖端科技更是離不開(kāi)力學(xué)。

我們從海洋流發(fā)電VIV驅(qū)動(dòng)的水動(dòng)力學(xué)問(wèn)題說(shuō)起。在傳統(tǒng)能源供應(yīng)日趨緊張，地球環(huán)境日益惡化的今天，開(kāi)發(fā)清潔無(wú)污染的可再生能源是大勢(shì)所趨。海洋能是眾多可再生能源中的一種，其能量蘊(yùn)藏豐富，形式多種多樣，如潮汐能、波浪能、海流能、溫差能等。海洋波浪能是現(xiàn)今世界各國(guó)海洋能開(kāi)發(fā)研究的熱點(diǎn)與重點(diǎn)，英國(guó)、挪威、日本、美國(guó)等都在進(jìn)行波浪能發(fā)電裝置的試驗(yàn)與示范工作。

渦激振動(dòng)(vortex-induced vibration,簡(jiǎn)稱(chēng)VIV)是工程中常見(jiàn)的重要現(xiàn)象。在來(lái)流作用下,結(jié)構(gòu)的尾跡中旋渦以一定頻率交替脫落,產(chǎn)生周期振蕩的升力,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)以一定的頻率和振幅振動(dòng)。在一定流速下,旋渦脫落頻率接近結(jié)構(gòu)固有頻率時(shí),結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生共振造成破壞。渦激共振的預(yù)報(bào)和抑制對(duì)工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和安全有重要意義。VIV中結(jié)構(gòu)與尾跡相互作用,是個(gè)非常復(fù)雜的問(wèn)題。流動(dòng)具有很強(qiáng)的非線(xiàn)性特征結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)使尾跡流動(dòng)性態(tài)與非振動(dòng)結(jié)構(gòu)的尾跡大不相同。這種流場(chǎng)變化和流固耦合作用的復(fù)雜性及規(guī)律,目前主要依靠實(shí)驗(yàn)研究獲得,而通過(guò)DNS方法精細(xì)刻畫(huà)這些過(guò)程則因?yàn)槭苡?jì)算量等的限制遇到很多困難,現(xiàn)有的大部分研究成果局限于中低Re數(shù)情況,很難滿(mǎn)足實(shí)際工程需求。

計(jì)算力學(xué)的發(fā)展與展望。計(jì)算力學(xué)是計(jì)算機(jī)科學(xué)、計(jì)算數(shù)學(xué)與力學(xué)學(xué)科相結(jié)合的產(chǎn)物。隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的快速發(fā)展,計(jì)算力學(xué)也得到了迅速發(fā)展,成為力學(xué)工作者和工程技術(shù)人員解決自然科學(xué)和工程實(shí)踐中力學(xué)問(wèn)題的重要手段。數(shù)值計(jì)算方法最早成員應(yīng)為有限差分法有限差分法從數(shù)學(xué)的角度用差分代替微分,將力學(xué)中的微分方程轉(zhuǎn)化為代數(shù)方程,從而大大拓寬了力學(xué)學(xué)科的應(yīng)用范圍;有限元法的問(wèn)世促進(jìn)了計(jì)算力學(xué)的發(fā)展。有限元法建立了計(jì)算模型、離散方法、數(shù)值求解和計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)的統(tǒng)一方法,通過(guò)變分原理將原問(wèn)題的泛函轉(zhuǎn)化成代數(shù)方程進(jìn)行求解;20世紀(jì)70年代初出現(xiàn)了邊界元法,對(duì)于分析某些工程實(shí)際問(wèn)題,邊界元法具有其突出的優(yōu)點(diǎn)。上述三種方法被稱(chēng)為計(jì)算力學(xué)的三大支柱。除此之外,計(jì)算力學(xué)還包含了其它一些重要分支,如加權(quán)殘數(shù)法、有限元線(xiàn)法,半解析半數(shù)值法等。目前,計(jì)算力學(xué)的主要研究方向集中在如何建立高效的、有足夠精度的計(jì)算手段上,特別是解決如何建立這些計(jì)算手段的共性問(wèn)題。在計(jì)算力學(xué)的發(fā)展過(guò)程中,從結(jié)構(gòu)的離散化方法、單元列式、控制方程求解、計(jì)算結(jié)果自動(dòng)處理到收斂理論都可以建立成為不依賴(lài)于結(jié)構(gòu)類(lèi)型和幾何形狀的統(tǒng)一方式。計(jì)算模型的建立、計(jì)算方法的構(gòu)造和計(jì)算軟件的開(kāi)發(fā)是計(jì)算力學(xué)研究中的共性問(wèn)題。

計(jì)算力學(xué)的發(fā)展方向。計(jì)算機(jī)科學(xué)、計(jì)算數(shù)學(xué)和力學(xué)學(xué)科的發(fā)展推動(dòng)了計(jì)算力學(xué)的發(fā)展,在新的世紀(jì),計(jì)算力學(xué)將會(huì)在如下領(lǐng)域得到更大的發(fā)展。1宏細(xì)微觀材料本構(gòu)模型；2復(fù)雜運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的自動(dòng)控制；3計(jì)算力學(xué)軟件系統(tǒng)的研究；4復(fù)雜系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真。

高性能計(jì)算與高性能計(jì)算機(jī)。

高性能計(jì)算概述，高性能計(jì)算(HPC)指通常使用很多處理器（作為單個(gè)機(jī)器的一部分）或者某一集群中組織的幾臺(tái)計(jì)算機(jī)（作為單個(gè)計(jì) 算資源操作）的計(jì)算系統(tǒng)和環(huán)境。有許多類(lèi)型的HPC 系統(tǒng)，其范圍從標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)的大型集群，到高度專(zhuān)用的硬件。大多數(shù)基于集群的HPC系統(tǒng)使用高性能網(wǎng)絡(luò)互連，比如那些來(lái)自 InfiniBand 或 Myrinet 的網(wǎng)絡(luò)互連。基本的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜徒M織可以使用一個(gè)簡(jiǎn)單的總線(xiàn)拓?fù)洌谛阅芎芨叩沫h(huán)境中，網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在主機(jī)之間提供較短的潛伏期，所以可改善總體網(wǎng)絡(luò)性能和傳輸速率。

高性能計(jì)算機(jī)指能夠執(zhí)行一般個(gè)人電腦無(wú)法處理的大資料量與高速運(yùn)算的電腦，其基本組成組件與個(gè)人電腦的概念無(wú)太大差異，但規(guī)格與性能則強(qiáng)大許多，是一種超大型電子計(jì)算機(jī)。具有很強(qiáng)的計(jì)算和處理數(shù)據(jù)的能力，主要特點(diǎn)表現(xiàn)為高速度和大容量，配有多種外部和外圍設(shè)備及豐富的、高功能的軟件系統(tǒng)。現(xiàn)有的超級(jí)計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度大都可以達(dá)到每秒一兆（萬(wàn)億，非百萬(wàn)）次以上。高性能計(jì)算機(jī)是計(jì)算機(jī)中功能最強(qiáng)、運(yùn)算速度最快、存儲(chǔ)容量最大的一類(lèi)計(jì)算機(jī)，多用于國(guó)家高科技領(lǐng)域和尖端技術(shù)研究，是一個(gè)國(guó)家科研實(shí)力的體現(xiàn)，它對(duì)國(guó)家安全，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展具有舉足輕重的意義。是國(guó)家科技發(fā)展水平和綜合國(guó)力的重要標(biāo)志。

顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料損傷演化VCFEM模擬方法。

隨著科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展,復(fù)合材料因其良好的力學(xué)特性,在航空、汽車(chē)、軍事、核能和電子等一些重要的工業(yè)領(lǐng)域得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。在顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料中,異相材料的加入可以改善材料性能,但同時(shí)又導(dǎo)致了材料斷裂特性和疲勞特性的下降。這正反兩方面作用的產(chǎn)生均依賴(lài)于夾雜、空洞以及裂紋等微結(jié)構(gòu)的大小、形狀、材料特性以及它們的空間分布。如何能正確分析和模擬受微結(jié)構(gòu)影響的復(fù)合材料力學(xué)性能,一直是力學(xué)和材料學(xué)科領(lǐng)域的前沿課題之一,對(duì)現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。

基于浸入邊界法的流固耦合理論及其工程應(yīng)用。

對(duì)于復(fù)雜流場(chǎng)、流固耦合和運(yùn)動(dòng)邊界問(wèn)題，浸入邊界法因其具有良好的發(fā)展前景，成為新的研究熱點(diǎn).浸入邊界法(Immersed Boundary Method)，既是一種數(shù)學(xué)建模方法，又是一種數(shù)值離散方法。在數(shù)學(xué)方法上，它是采用歐拉變量去描述流體的動(dòng)態(tài)，利用拉格朗日變量描述結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)邊界，用光滑Delta近似函數(shù)通過(guò)分布節(jié)點(diǎn)力和插值速度來(lái)表示流場(chǎng)和結(jié)構(gòu)物的交互作用。它整個(gè)流場(chǎng)計(jì)算都使用笛卡爾網(wǎng)格，而不是按照物體形狀生成復(fù)雜的貼體網(wǎng)格，無(wú)需處理從物理平面到計(jì)算平面的坐標(biāo)和網(wǎng)格轉(zhuǎn)換問(wèn)題，因而可以大大提高計(jì)算效率而且節(jié)省了網(wǎng)格生成所需的時(shí)間。尤其對(duì)于動(dòng)態(tài)邊界問(wèn)題，它無(wú)需在每一時(shí)間步長(zhǎng)上實(shí)時(shí)更新網(wǎng)格，詳見(jiàn)圖1。浸入邊界法在模擬血液流動(dòng)、湍流的直接數(shù)值模擬、多相流動(dòng)等方面取得成功，模擬結(jié)果和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)非常吻合，是目前計(jì)算流體力學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。盡管擁有巨大的發(fā)展前景，但目前浸入邊界法的應(yīng)用尚未完全成熟。未來(lái)的研究重點(diǎn)將會(huì)集中在以下兩個(gè)方面：

第一，進(jìn)一步研究浸入邊界法的理論機(jī)理。尋找最佳的時(shí)間離散法，解決時(shí)間步長(zhǎng)的限制，提高浸入邊界法的計(jì)算精度，發(fā)展能解決高雷諾數(shù)和三維復(fù)雜流體問(wèn)題的浸入邊界法，浸入邊界法與并行計(jì)算技術(shù)的結(jié)合,論證浸入邊界法的收斂性和穩(wěn)定性和判斷算法的誤差等仍是未來(lái)理論研究的主要方向。

第二，解決浸入邊界法在實(shí)際工程應(yīng)用的問(wèn)題。目前，浸入邊界法能解決的科研問(wèn)題和工程問(wèn)題還是相當(dāng)少的。將浸入邊界法直接模擬各種實(shí)際流動(dòng),解決工業(yè)生產(chǎn)和工程項(xiàng)目提出的各種問(wèn)題，是未來(lái)研究的熱門(mén)課題。

浸入邊界法的研究方興未艾，隨著人們對(duì)浸入邊界法重視和了解的加深，其在非定常計(jì)算中不需產(chǎn)生貼體網(wǎng)格的巨大優(yōu)勢(shì)正在被發(fā)揮，在科研和工程應(yīng)用具有廣闊的應(yīng)用前景。

復(fù)雜巖體精細(xì)數(shù)值模擬理論及工程應(yīng)用。巖體由結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體組成，其結(jié)構(gòu)特性是巖體力學(xué)行為、變形和破壞形式的主要控制因素?，F(xiàn)今可用于對(duì)巖體工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)分析的數(shù)值方法多種多樣，每一種方法有其針對(duì)性和特點(diǎn)，對(duì)一個(gè)具體的問(wèn)題用數(shù)值模擬方法進(jìn)行分析時(shí)，應(yīng)選擇一種最適合該問(wèn)題的方法進(jìn)行研究。自20世紀(jì)70年代以來(lái)，數(shù)值模擬方法作為一種科學(xué)有效而又快速簡(jiǎn)便的分析方法，被逐步引人到交通、水工、采礦、建筑等地下工程的力學(xué)分析、穩(wěn)定性評(píng)價(jià)、方案比較等工作中。

現(xiàn)代材料實(shí)驗(yàn)及其發(fā)展。

人類(lèi)社會(huì)發(fā)展和進(jìn)步的歷史就是一部發(fā)明材料、制造材料和使用材料的歷史,正是形形色色的材料構(gòu)成了豐富多彩的世間萬(wàn)物,材料是人類(lèi)用以制成用于生活和生產(chǎn)的物品、器件、構(gòu)件、機(jī)器及其它產(chǎn)品的物質(zhì)，是人類(lèi)賴(lài)以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,新材料的不斷涌現(xiàn),把各類(lèi)材料分別作為獨(dú)立學(xué)科或從屬于某一學(xué)科進(jìn)行研究的方法已不能滿(mǎn)足當(dāng)今高科技發(fā)展的需求,必須綜合考慮材料的合成制備和加工技術(shù),并且結(jié)合組織結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)和方法,才能滿(mǎn)足新材料的研制和應(yīng)用的需要。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,促使新材料的研究日益向微觀層次深入,材料的結(jié)構(gòu)從宏觀到微觀、介觀,按研究的層次,包含了宏觀組織結(jié)構(gòu)、顯微組織結(jié)構(gòu)、原子或分子排列結(jié)構(gòu)、原子中的電子結(jié)構(gòu)等。

現(xiàn)代材料實(shí)驗(yàn)的主要技術(shù)，根據(jù)各種功能的設(shè)備一般可分為下列三個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)。1，機(jī)械——?jiǎng)恿虞d系統(tǒng)；2，傳感器系統(tǒng)；3控制采集分析系統(tǒng)。隨著計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，利用計(jì)算機(jī)建立的材料性能數(shù)據(jù)庫(kù)可以直接給出各種材料的有關(guān)性能，利用計(jì)算力學(xué)的有限單元分析整體的應(yīng)力，應(yīng)變場(chǎng)。結(jié)合材料試驗(yàn)，它們將攜手一起向前發(fā)展。

通過(guò)對(duì)學(xué)科前沿課程的學(xué)習(xí)，使我深刻地認(rèn)識(shí)到，力學(xué)在整個(gè)人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展中充當(dāng)著十分重要的角色。人類(lèi)的明天將在力學(xué)的土壤上開(kāi)出美麗的花朵！

第二篇：學(xué)科前沿

過(guò)程裝備與控制工程專(zhuān)業(yè)主要以過(guò)程工業(yè)為專(zhuān)業(yè)背景。過(guò)程工業(yè)是指以流程性物料（如氣體、液體、粉體等）為主要對(duì)象，以改變物料的狀態(tài)和性質(zhì)為主要目的的工業(yè)，它包括化工、石油化工、生物化工、化學(xué)、煉油、制藥、食品、冶金、環(huán)保、能源、動(dòng)力等諸多行業(yè)與部門(mén)。過(guò)程工業(yè)所涉及的一些物理、化學(xué)過(guò)程，主要有傳質(zhì)過(guò)程、傳熱過(guò)程、流動(dòng)過(guò)程、反應(yīng)過(guò)程、機(jī)械過(guò)程、熱力學(xué)過(guò)程等。正是這些物理、化學(xué)過(guò)程，構(gòu)成了過(guò)程工業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程。然而，要使這些過(guò)程得到實(shí)現(xiàn)，達(dá)到工業(yè)生產(chǎn)的目的，必需要有相應(yīng)的過(guò)程設(shè)備。

過(guò)程裝備與控制工程的主要研究?jī)?nèi)容包括：過(guò)程裝備設(shè)計(jì)與制造，高效節(jié)能裝備的開(kāi)發(fā)，成套裝置的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)，成套工程，設(shè)備結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度理論，過(guò)程安全理論、技術(shù)與裝備，流程參數(shù)控制理論與技術(shù)，制冷技術(shù)與裝備，粉體理論與技術(shù)等。

“過(guò)程裝備與控制工程專(zhuān)業(yè)”的前身是“化工機(jī)械專(zhuān)業(yè)”。我們的前輩嘔心瀝血，把我國(guó)的化工機(jī)械專(zhuān)業(yè)辦得初具規(guī)模、培養(yǎng)了一大批化工機(jī)械專(zhuān)業(yè)教學(xué)、科研、設(shè)計(jì)、制造與使用的中堅(jiān)力量。隨著全球現(xiàn)代化的需要和發(fā)展，在化工機(jī)械里面逐漸應(yīng)用到了越來(lái)越多的自動(dòng)控制。因此，為了符合我國(guó)現(xiàn)代化發(fā)展需要，順應(yīng)科技時(shí)代的潮流，1998年3月教育部應(yīng)上屆教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)的建議將專(zhuān)業(yè)改名為過(guò)程裝備與控制工程。從此，一個(gè)更加具有發(fā)展?jié)摿Φ男聦?zhuān)業(yè)誕生了。20多年來(lái)，我國(guó)先后在60多個(gè)高校開(kāi)設(shè)了這一個(gè)專(zhuān)業(yè)，使得該專(zhuān)業(yè)得到了很大的發(fā)展。

什么是過(guò)程裝備？了解了過(guò)程裝備與控制工程的歷史后我們不難以知道，它也和化工機(jī)械一樣，分為兩大類(lèi)：①化工機(jī)器。指主要作用部件為運(yùn)動(dòng)的機(jī)械，如各種過(guò)濾機(jī)，破碎機(jī)，離心分離機(jī)、旋轉(zhuǎn)窯、攪拌機(jī)等。②化工設(shè)備。指主要作用部件是靜止的或者只有很少運(yùn)動(dòng)的機(jī)械，如各種容器（槽、罐、釜等）、普通窯、塔器、反應(yīng)器、換熱器、普通干燥器、蒸發(fā)器，反應(yīng)爐、電解槽、結(jié)晶設(shè)備、傳質(zhì)設(shè)備、吸附設(shè)備、流態(tài)化設(shè)備、普通分離設(shè)備以及等離子交換設(shè)備等?；C(jī)械的劃分是不嚴(yán)格的，一些流體輸送機(jī)械（如泵、風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)等）

控制工程

指對(duì)過(guò)程裝備和及其系統(tǒng)的狀態(tài)和工況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，控制，以確保生產(chǎn)工藝有序穩(wěn)定運(yùn)行，提高過(guò)程裝備的可靠度和功能可利用度。控制工程是結(jié)合現(xiàn)代自動(dòng)化技術(shù)，是現(xiàn)代自動(dòng)化先進(jìn)技術(shù)與化工機(jī)械相結(jié)合的，提高了設(shè)備的效率

本專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)具備機(jī)械熱加工基礎(chǔ)知識(shí)與應(yīng)用能力，能在工業(yè)生產(chǎn)第一線(xiàn)從事熱加工領(lǐng)域內(nèi)的設(shè)計(jì)制造、試驗(yàn)研究、運(yùn)行管理和經(jīng)營(yíng)銷(xiāo)售等方面工作的高級(jí)工程技術(shù)人才。

業(yè)務(wù)培養(yǎng)要求

本專(zhuān)業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)材料科學(xué)及各類(lèi)熱加工工藝的基礎(chǔ)理論與技術(shù)和有關(guān)設(shè)備的設(shè)計(jì)方法，受到現(xiàn)代機(jī)械工程師的基本訓(xùn)練，具有從事各類(lèi)熱加工工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)、生產(chǎn)組織管理的基本能力。

畢業(yè)生應(yīng)獲得以下幾方面的知識(shí)和能力：

1．具有較扎實(shí)的自然科學(xué)基礎(chǔ)，較好的人文、藝術(shù)和社會(huì)科學(xué)基礎(chǔ)及正確運(yùn)用本國(guó)語(yǔ)言、文字的表達(dá)能力；

2．較系統(tǒng)地掌握本專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域?qū)拸V的技術(shù)理論基礎(chǔ)知識(shí)，主要包括力學(xué)、機(jī)械學(xué)、電工與電子技術(shù)、加熱工藝基礎(chǔ)、自動(dòng)化基礎(chǔ)、市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)及企業(yè)管理等基礎(chǔ)知識(shí)；

3．具有本專(zhuān)業(yè)必需的制圖、計(jì)算、測(cè)試、文獻(xiàn)檢索和基本工藝操作等基本技能及較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)和外語(yǔ)應(yīng)用能力；

4．具有本專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域內(nèi)某個(gè)專(zhuān)業(yè)方向所必需的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，了解科學(xué)前沿及發(fā)展趨勢(shì)；

5．具有較強(qiáng)的自學(xué)能力、創(chuàng)新意識(shí)和較高的綜合素質(zhì)。

主干學(xué)科

機(jī)械工程、材料科學(xué)與工程。

主要課程

工程力學(xué)、機(jī)械原理及機(jī)械零件、電工與電子技術(shù)、熱加工工藝基礎(chǔ)、熱加工工藝設(shè)備及設(shè)計(jì)、檢測(cè)技術(shù)及控制工程、CAD/CAM基礎(chǔ)。

主要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)

包括軍訓(xùn)，金工、電工、電子實(shí)習(xí)，認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)，生產(chǎn)實(shí)習(xí)，社會(huì)實(shí)踐，課程設(shè)計(jì)，畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)等，一般應(yīng)安排40周以上。

修業(yè)年限

四年

授予學(xué)位

工學(xué)學(xué)士

本學(xué)科是機(jī)械大學(xué)科的一個(gè)分支，它自己是屬于機(jī)械領(lǐng)域，同時(shí)又服務(wù)于過(guò)程工業(yè)，自身的發(fā)展又需要機(jī)電控制。所謂過(guò)程工業(yè)，是指通過(guò)化學(xué)和物理的方法以達(dá)到改變物料性能的加工業(yè)，它涵蓋了化學(xué)、化工、石油化工、食品、制藥，甚至于冶金等眾多行業(yè)部門(mén)。過(guò)程工業(yè)所涉及的對(duì)象是流程性物料，從原料到產(chǎn)品需經(jīng)過(guò)復(fù)雜的工藝過(guò)程，因而整個(gè)過(guò)程需要由為數(shù)眾多的單元構(gòu)成。而每一個(gè)單元均需要由能實(shí)現(xiàn)這一功能的設(shè)備來(lái)完成，將這些單元設(shè)備連在一起便構(gòu)成過(guò)程裝備。動(dòng)力工程及工程熱物

理學(xué)科是研究能量以熱、功及其他相關(guān)的形式在轉(zhuǎn)化、傳遞過(guò)程中的基本規(guī)律，以及按此規(guī)律有效地實(shí)現(xiàn)這些過(guò)程的設(shè)備及系統(tǒng)的應(yīng)用科學(xué)及應(yīng)用基礎(chǔ)科學(xué)。動(dòng)力工程及工程熱物理學(xué)科在整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和工程技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)起著支持和促進(jìn)的作用，在工學(xué)門(mén)類(lèi)中占有不可替代的地位。在長(zhǎng)期發(fā)展的過(guò)程中，它不斷升華和擴(kuò)展，容納了物理學(xué)的多個(gè)分支及近代進(jìn)展，應(yīng)用了數(shù)學(xué)、力學(xué)、機(jī)械工程、儀器科學(xué)、材料科學(xué)、電子技術(shù)、控制科學(xué)等學(xué)科的理論、方法和已有成果，形成自身獨(dú)立的理論體系和實(shí)踐范疇，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展提供了良好的基礎(chǔ)和前提。它不斷在冶金、電子、交通運(yùn)輸、船舶與海洋工程、航空宇航工程、土木工程、水利工程、化學(xué)工程、礦業(yè)工程、農(nóng)業(yè)工程、兵工科學(xué)、核科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和生物醫(yī)學(xué)工程等各個(gè)學(xué)科獲得越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

化學(xué)工程基礎(chǔ)學(xué)科主要研究化工、石油化工、煉油與天然氣加工、輕工、核電與火電、冶金、環(huán)境工程、食品及制藥等過(guò)程工業(yè)中處理氣、液和粉體等流程性材料必需的設(shè)備與技術(shù)。例如，過(guò)程工業(yè)中的傳熱設(shè)備及節(jié)能技術(shù)的研究；化工單元傳質(zhì)設(shè)備和相分離設(shè)備研究；化工過(guò)程用泵、壓縮機(jī)等流體機(jī)械的研究與監(jiān)控；壓力容器及管道的設(shè)計(jì)、制造和安全保障的技術(shù)研究；過(guò)程設(shè)備的腐蝕、損傷與延壽技術(shù)的研究；非金屬材料成型加工技術(shù)與設(shè)備的研究，等等。本學(xué)科是一個(gè)專(zhuān)業(yè)面廣，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)多個(gè)行業(yè)服務(wù)的、涵蓋多種學(xué)科的交叉型二級(jí)學(xué)科。流體力學(xué)、熱力學(xué)、粉體力學(xué)、燃燒學(xué)、傳熱學(xué)、傳質(zhì)學(xué)等工程熱物理和化工過(guò)程原理的科學(xué)基礎(chǔ)為本學(xué)科的重要理論基礎(chǔ)。

二級(jí)學(xué)科——過(guò)程裝備與控制工程，是在化工機(jī)械專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，后相繼并入煉油機(jī)械、輕工與食品機(jī)械，又增加了生物化工、精細(xì)化工和核電工業(yè)等方面的內(nèi)容，使學(xué)科的內(nèi)涵和深度有了很大的發(fā)展。過(guò)程裝備與控制工程專(zhuān)業(yè)主要以過(guò)程工業(yè)為專(zhuān)業(yè)背景。過(guò)程工業(yè)是指以流程性物料（如氣體、液體、粉體等）為主要對(duì)象，以改變物料的狀態(tài)和性質(zhì)為主要目的的工業(yè)，它包括化工、石油化工、生物化工、化學(xué)、煉油、制藥、食品、冶金、環(huán)保、能源、動(dòng)力等諸多行業(yè)與部門(mén)。過(guò)程工業(yè)所涉及的一些物理、化學(xué)過(guò)程，主要有傳質(zhì)過(guò)程、傳熱過(guò)程、流動(dòng)過(guò)程、反應(yīng)過(guò)程、機(jī)械過(guò)程、熱力學(xué)過(guò)程等。正是這些物理、化學(xué)過(guò)程，構(gòu)成了過(guò)程工業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程。然而，要使這些過(guò)程得到實(shí)現(xiàn)，達(dá)到工業(yè)生產(chǎn)的目的，必需要有相應(yīng)的過(guò)程設(shè)備。

過(guò)程裝備與控制工程的主要研究?jī)?nèi)容包括：過(guò)程裝備設(shè)計(jì)與制造，高效節(jié)能裝備的開(kāi)發(fā)，成套裝置的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)，成套工程，設(shè)備結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度理論，過(guò)程安全理論、技術(shù)與裝備，流程參數(shù)控制理論與技術(shù)，制冷技術(shù)與裝備，粉體理論與技術(shù)等。

過(guò)程裝備與控制工程專(zhuān)業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，例如化工、石油化工、能源、輕工、制藥、制冷、動(dòng)力、環(huán)保、生物、食品、機(jī)械、勞動(dòng)安全，等等。

化工機(jī)械是搞關(guān)于化工設(shè)備方面的設(shè)計(jì)，安裝，制造都可以就業(yè)的，就業(yè)面很廣的，很好找工作，這么說(shuō)把，只要有化工設(shè)備的地方我們都可以去工作的，在大學(xué)里面把專(zhuān)業(yè)知識(shí)多學(xué)一點(diǎn)，專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)也很重要，尤其值得說(shuō)的是，在這一行是越老越值錢(qián)，起點(diǎn)是要熬，起碼要三年，拿到中級(jí)職稱(chēng)就好了，剛開(kāi)始畢業(yè)一個(gè)月都是基本上是1000多點(diǎn)，在哪兒都差不多，我有同學(xué)在石油系統(tǒng)的，就是獎(jiǎng)金比我們?cè)谕饷娴母咭恍?，基本工資都差不多的，要是進(jìn)國(guó)企業(yè)，主要是進(jìn)中石化，中石油，中海油的企業(yè)，還有中石化，中石油，中化工的一些化建企業(yè)，主要是搞化工安裝，化建企業(yè)好一點(diǎn)的有中石化南京二建，三建（好象在珠海），五建（蘭州），四建（天津），進(jìn)石油系統(tǒng)只要是進(jìn)幾個(gè)大一點(diǎn)的油田，比如大慶油田（黑龍江大慶），大港油田（天津），現(xiàn)在中石化在新疆獨(dú)山子開(kāi)了一個(gè)很大的石化企業(yè)-獨(dú)山子石化，專(zhuān)門(mén)從哈撒克斯坦進(jìn)油，有很大的發(fā)展前途（據(jù)說(shuō)是除了老婆，什么都發(fā)），要是搞設(shè)計(jì)，主要是在江，浙一帶，比如，江蘇的無(wú)錫，有一個(gè)區(qū)都是搞壓力容器的，常州，蘇州的張家港，上海金山區(qū)是一個(gè)石化區(qū)，還有浙江的一些地方，說(shuō)了這么多主要就是告訴大家，過(guò)程裝備與控制工程專(zhuān)業(yè)（以前叫做化工機(jī)械）是很好找工作的一個(gè)專(zhuān)業(yè)，當(dāng)初我也不知道什么東東，在大學(xué)里面混過(guò)來(lái)了，沒(méi)有好好學(xué)一點(diǎn)東西，建議大家把握大學(xué)的時(shí)間，少玩一點(diǎn)，把CAD（這個(gè)是吃飯的家伙）要學(xué)得很好，還有專(zhuān)業(yè)的知識(shí)，課程設(shè)計(jì)，畢業(yè)設(shè)計(jì)最好是自己做，能夠?qū)W到不少的東西，對(duì)以后在這行工作很有用的，即使抄別人的也最好是搞清楚怎么來(lái)的，英語(yǔ)，最好過(guò)4級(jí)水平，當(dāng)然沒(méi)過(guò)也照樣找工作，只是待遇比人家過(guò)4級(jí)的要少，畢竟全國(guó)有這個(gè)專(zhuān)業(yè)的學(xué)校不多，也就80幾所吧

第三篇：學(xué)科前沿講座課程報(bào)告

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院土木工程專(zhuān)業(yè)學(xué)科前沿講座課程報(bào)告

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凍脹融沉的分析與防范

（中國(guó)礦業(yè)大學(xué)力學(xué)與建筑工程學(xué)院 土木10-7班 陳輝 學(xué)號(hào)：02100498）

摘 要：工程建設(shè)是否對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面或不利影響, 是建設(shè)者和使用者所關(guān)注的問(wèn)題。針對(duì)地鐵工程建設(shè)中涉及的凍脹融沉,從其產(chǎn)生的機(jī)理到影響因素進(jìn)行了細(xì)致的論述和分析,以及分析了凍脹融沉的相關(guān)影響因素，從本質(zhì)上分析了其特點(diǎn)，憑此制定了科學(xué)、合理的防范措施,并應(yīng)用于實(shí)踐,在施工中取得較好的效果。關(guān)鍵詞：凍脹融沉;分析;防范

在地鐵建設(shè)中, 煤礦凍結(jié)法作為一種土體加固方法被廣泛應(yīng)用,但凍結(jié)法的凍脹融沉是否對(duì)地鐵隧道及周?chē)h(huán)境產(chǎn)生影響,是建設(shè)者和使用者所關(guān)注的問(wèn)題。為此,我們?cè)诒狈侥吵鞘械罔F聯(lián)絡(luò)通道凍結(jié)法施工中,對(duì)凍脹融沉的產(chǎn)生機(jī)理及影響因素進(jìn)行了認(rèn)真、細(xì)致的分析,結(jié)合工程實(shí)際情況,制定了科學(xué)、合理的防范措施,取得了較好的效果。凍結(jié)法凍脹分析

凍脹是指地鐵工程在土體加固過(guò)程中,由于凍結(jié)管對(duì)土體實(shí)施凍結(jié)作用,使土體中水分結(jié)冰而造成其體積膨脹的現(xiàn)象,在實(shí)際施工中, 不論對(duì)天然凍土區(qū)還是人工凍土區(qū),凍脹都是工程建設(shè)者所面臨的棘手問(wèn)題。究其原因,主要是由于含水土體在凍結(jié)過(guò)程中, 一方面土中原位水發(fā)生凍結(jié),另一方面是未凍結(jié)水向凍結(jié)鋒面的遷移現(xiàn)象,從而引起土中水分的重新分布和析冰作用。土體的凍脹分為原位凍脹和分凝凍脹,由于原位水分凍結(jié)引起的凍脹量相對(duì)分凝凍脹來(lái)講十分微小, 因此, 我們本次所研究的土體凍脹主要指由水分遷移引起的分凝凍脹。1.1 凍脹的產(chǎn)生機(jī)理

分凝凍脹的產(chǎn)生機(jī)理包括土中水分遷移和成冰作用。土體在凍結(jié)過(guò)程中,一旦土體溫度低于土的起始凍結(jié)溫度, 土中就有部分液態(tài)水變成冰,但在土顆粒表面仍有一些作為吸附膜的未凍水存在,在溫度梯度引起的負(fù)壓梯度作用下,來(lái)自未凍土的水通過(guò)未凍水膜遷入凍土層內(nèi)。由于未凍水膜的厚度隨土溫的降低而減薄, 被遷移的水分因遷移受阻而逐漸在某個(gè)位置聚集。此時(shí),凍土中的未凍水含量是恒定的, 即在一定負(fù)溫下, 土顆粒外圍具有恒定的平衡水膜厚度。當(dāng)足夠的水分聚集起來(lái)時(shí),由于未凍水膜的厚度增大, 未凍水的自由能比冰的自由能高, 原來(lái)的熱力平衡狀態(tài)被破壞。在恒定的負(fù)溫下,土水體系通過(guò)多余的未凍水釋放自由能分凝成冰,而重新建立平衡狀態(tài)。隨著分凝冰晶便不斷積累,土體便產(chǎn)生了凍結(jié)膨脹。1.2 凍脹的影響因素

凍結(jié)過(guò)程中水分遷移和成冰作用是產(chǎn)生土體凍脹的直接因素,它們的強(qiáng)弱主要取決于土體顆粒的土質(zhì)、土中水分、溫度及荷載作用等因素。1.2.1 土顆粒組成對(duì)凍脹的影響

土粒表面力場(chǎng)的差異性影響著土凍結(jié)過(guò)程中水分遷移能力, 并導(dǎo)致凍脹變形各不相同。對(duì)于粗顆粒土來(lái)說(shuō),不存在土的礦物成分對(duì)凍脹的影響。在細(xì)顆粒土中,尤其是亞粘土、粘土, 這種影響顯著地表現(xiàn)出來(lái)。在水分、溫度及凍結(jié)條件大致相似的情況下, 各類(lèi)土的凍脹性強(qiáng) 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院土木工程專(zhuān)業(yè)學(xué)科前沿講座課程報(bào)告

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弱大致按下列順序遞減: 粉質(zhì)土、亞砂土> 亞粘土> 粘土> 礫石土(小于 0.05mm 粒徑的含量超過(guò)12%)> 粗砂> 砂礫石。1.2.2 土中水對(duì)凍脹的影響

試驗(yàn)和工程實(shí)踐證明,只有土中水分超過(guò)一定界限之后才會(huì)產(chǎn)生凍脹, 在外界條件相同的情況下, 土體含水量愈高,其凍脹的強(qiáng)度也就愈大。此外, 在沒(méi)有外界水源補(bǔ)給的封閉系統(tǒng)中,由于水分遷移受到了限制, 凍脹達(dá)到一定量時(shí)就不再增長(zhǎng),而在有水源補(bǔ)給的開(kāi)放系統(tǒng)中,只要條件適宜,凍脹就會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)。1.2.3 溫度對(duì)凍脹的影響

首先, 土溫降低引起水結(jié)晶、冰分凝,引起土體內(nèi)部液態(tài)水向凍結(jié)鋒面的不斷遷移。凍土土溫愈低,土體中未凍水含量愈少, 含冰量愈大。其次, 凍土的溫度梯度決定著水分遷移量的大小,凍土的溫度梯度愈小, 水分遷移量愈大;凍脹量愈大,溫度梯度愈大,水分遷移量愈小,凍脹量愈小。

1.2.4 荷載對(duì)凍脹的影響

荷載的增加會(huì)對(duì)土體的凍脹產(chǎn)生抑制作用, 首先,荷載的增加會(huì)使得土體的凍結(jié)溫度降低,要繼續(xù)維持土體的凍結(jié)狀態(tài), 則需要更低的凍結(jié)溫度。其次, 外部壓力的作用會(huì)引起土體內(nèi)水分的重分布。若荷載的增加超過(guò)凍結(jié)鋒面所產(chǎn)生的界面能量時(shí),水分則會(huì)從高應(yīng)力區(qū)的凍結(jié)鋒面向低應(yīng)力區(qū)發(fā)生反向遷移,使得土體凍脹急劇減少,甚至停止。融沉的分析

2.1 融沉的產(chǎn)生機(jī)理

凍結(jié)地層溫度上升, 凍土發(fā)生融化, 凍土中的冰晶融化成水, 土體體積縮小,加上土體原有結(jié)構(gòu)凍脹時(shí)形成的裂縫在融化時(shí)的閉合, 產(chǎn)生融化沉降;同時(shí)凍土在融化過(guò)程中未凍水含量隨地溫的升高而增加, 直至達(dá)到相變溫度點(diǎn),冰全部變成孔隙水, 當(dāng)未凍水含量增加到足以擺脫靜電作用時(shí),土體便在重力和上覆荷載的作用下發(fā)生排水固結(jié),土顆粒運(yùn)動(dòng), 孔隙度變小而壓密,產(chǎn)生固結(jié)沉降。融化終結(jié)后, 排水固結(jié)并不馬上結(jié)束, 而是繼續(xù)進(jìn)行一段時(shí)間,直至土體固結(jié)沉降達(dá)到穩(wěn)定。凍土融化沉降的沉降量與外壓力無(wú)關(guān), 而融土固結(jié)產(chǎn)生的沉降與凍結(jié)過(guò)程中形成的土粒結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、冰融化成水釋放的自由孔隙空間以及上覆荷載的大小有關(guān)。通常壓密沉降與正壓力成正比, 一般凍土的融沉量要大于凍脹量,有時(shí)融沉?xí)優(yōu)橥幌荨Ｈ诔恋牟痪鶆蛐约巴幌萃鶗?huì)導(dǎo)致地表建筑結(jié)構(gòu)的破壞。2.2 融沉的影響因素

影響凍土融沉的主要因素有: 凍土的含水量(包括凍土中的未凍水和孔隙冰)、冷生構(gòu)造、干容重、上覆荷載等。2.2.1 含水量對(duì)融沉的影響

凍土含水量的大小是影響凍土融沉的關(guān)鍵因素, 其含水量包括凍土中的未凍水和孔隙冰兩個(gè)部分,各部分所占比重的大小視凍土所處的負(fù)溫而定,體積含冰量較大的富冰凍土融化時(shí)常產(chǎn)生突發(fā)性下沉變形, 而含冰量較少的貧冰凍土融沉?xí)r基本不會(huì)產(chǎn)生較大變形。2.2.2 冷生構(gòu)造對(duì)融沉的影響

凍土的融沉與凍土在凍結(jié)過(guò)程中所形成結(jié)構(gòu)有關(guān),凍土的結(jié)構(gòu)對(duì)土的融化沉降及壓密沉降有著直接的影響,通常來(lái)講呈整體狀構(gòu)造的凍土, 其產(chǎn)生的融沉一般不大,而凍結(jié)時(shí)呈層狀 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院土木工程專(zhuān)業(yè)學(xué)科前沿講座課程報(bào)告

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或網(wǎng)狀構(gòu)造的凍土一般在融沉過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較大的沉降變形。2.2.3 干容重對(duì)融沉的影響

干容重對(duì)凍土融沉的影響是從另一面體現(xiàn)了凍土中含水量的融沉的影響, 凍土中含水量小時(shí), 干密度相對(duì)較大,土體中孔隙體積較少,這樣的凍土在融沉過(guò)程

中不會(huì)產(chǎn)生較大的沉降變形;而在凍土含水量較大的情況下,凍土的干密度較小, 土體中孔隙體積相對(duì)較大, 該類(lèi)凍土則在荷載的作用下會(huì)產(chǎn)生較大的沉降壓縮變形。2.2.4 荷載對(duì)融沉的影響

荷載對(duì)融沉的影響主要體現(xiàn)在融土的固結(jié)過(guò)程, 隨著凍土中冰的融化,融土中含水量會(huì)逐漸增大, 形成超靜孔隙水壓力,試驗(yàn)表明, 融土在較大的荷載作用下, 孔隙水壓力會(huì)加速消散,隨著融土中孔隙水的排出, 孔隙的壓密,融土將產(chǎn)生較大的壓縮沉降。地鐵人工凍結(jié)土體凍脹融沉的特點(diǎn)

從以上的分析中可以看出,不論是人工凍土還是天然凍土,其凍脹融沉的產(chǎn)生機(jī)理及影響因素都是相同的。但就人工凍土來(lái)講, 它除具有天然凍土的特征外,還具有其自身的一些特點(diǎn),主要表現(xiàn)在:(1)人工凍結(jié)土體所處地層多為淤泥質(zhì)土或粘土地層等,一般含水豐富,在這樣的地層環(huán)境下, 易產(chǎn)生較大的凍脹和融沉變形。

(2)凍結(jié)過(guò)程中,人工凍結(jié)器表面溫度通常低于-20 ,負(fù)溫梯度隨著凍結(jié)壁的擴(kuò)展由大變小, 凍結(jié)速度由快變慢, 凍結(jié)時(shí)間相對(duì)較短;在凍結(jié)土體融化過(guò)程中,周邊的土體溫度相對(duì)較低,溫度梯度較小, 但在其相鄰范圍的正溫土體的作用下,凍土溫度會(huì)快速升高, 在此相變過(guò)程中,由于凍結(jié)土體要吸收大量的熱量, 而周邊正溫土體傳導(dǎo)熱量的能力有限,使得凍結(jié)土體全部融化要經(jīng)歷相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)間。

(3)人工凍結(jié)土體具有三維凍融的特征, 在凍結(jié)過(guò)程中凍結(jié)鋒面的擴(kuò)展垂直于凍結(jié)管軸線(xiàn)方向, 冰晶分布平行于凍結(jié)管軸線(xiàn)方向;在凍土融化過(guò)程中, 熱量是由周?chē)馏w或結(jié)構(gòu)向凍土內(nèi)部擴(kuò)散,凍土從周邊邊界開(kāi)始融化。此外,人工凍結(jié)土體的凍融過(guò)程中水分的聚集和消散同樣具有明顯的三維特征。

(4)人工凍結(jié)壁作為臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)一般要承受一定的荷載作用, 在凍結(jié)過(guò)程中荷載通常對(duì)土體的凍脹具有一定的限制和約束作用,而在融沉過(guò)程中, 由于受荷載作用的影響, 融土中的孔隙水會(huì)迅速排出, 土體逐漸被壓實(shí)、壓密。制定防范措施

我們此次施工范圍內(nèi)土層主要為第四系全新中統(tǒng)相層粉土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土和第四系上更新統(tǒng)三組相層粉質(zhì)粘土,其土層土質(zhì)松軟、結(jié)構(gòu)松散、孔隙比較大, 含水豐富、承載力低、容易壓縮和在動(dòng)力作用下易流變、土體內(nèi)聚力小等特點(diǎn), 在我們經(jīng)過(guò)對(duì)凍結(jié)土體凍漲融沉產(chǎn)生的機(jī)理和影響因素充分分析及研究的基礎(chǔ)上,參照以往聯(lián)絡(luò)通道凍結(jié)法施工經(jīng)驗(yàn),考慮到施工中將可能面臨或出現(xiàn)的各種問(wèn)題, 有針對(duì)性的提出了以下技術(shù)控制要點(diǎn):(1)為防止凍結(jié)土體的凍脹融沉給隧道及地面帶來(lái)不利影響,在聯(lián)絡(luò)通道實(shí)施土體凍結(jié)前期, 根據(jù)凍結(jié)管的布置, 及時(shí)在凍結(jié)帷幕內(nèi)對(duì)稱(chēng)設(shè)置數(shù)個(gè)壓力釋放觀測(cè)孔,凍結(jié)開(kāi)始后根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)進(jìn)行泄壓以防凍脹,保證聯(lián)絡(luò)通道開(kāi)挖及結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量;開(kāi)挖后,及時(shí)在結(jié)構(gòu) 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院土木工程專(zhuān)業(yè)學(xué)科前沿講座課程報(bào)告

第 4 頁(yè) 的外層臨時(shí)支護(hù)(鋼格柵)背板后用水泥砂漿充填密實(shí),利用隧道或聯(lián)絡(luò)通道內(nèi)的注漿跟蹤注漿加以補(bǔ)強(qiáng),以補(bǔ)償土層融沉,控制地表變形。

(2)由于混凝土和鋼管片相對(duì)于土層更易散熱, 并且會(huì)影響隧道管片附近土體的凍結(jié)質(zhì)量,從而影響凍土整體穩(wěn)定性和封土性。為此,我們考慮在冷凍區(qū)域隧道管片上鋪設(shè)保溫層,在其對(duì)面隧道管片加設(shè)冷凍板等保溫措施,切斷由于溫度變化,而出現(xiàn)外界水源補(bǔ)給的現(xiàn)象,以消除凍土帷幕可能存在影響安全的薄弱環(huán)節(jié)。

(3)加強(qiáng)凍結(jié)過(guò)程檢測(cè), 在凍土帷幕內(nèi)布置測(cè)溫孔,以便正確測(cè)定凍土帷幕厚度和判斷凍土帷幕是否交圈,并配合壓力釋放觀測(cè)孔進(jìn)行檢測(cè), 在凍脹達(dá)到一定壓力時(shí),及時(shí)泄壓,減少對(duì)周?chē)馏w及隧道的影響。

(4)在凍結(jié)、開(kāi)挖兩側(cè)隧道內(nèi)均增設(shè)環(huán)向預(yù)應(yīng)力支撐,以防打開(kāi)聯(lián)絡(luò)通道留口管片時(shí), 隧道產(chǎn)生過(guò)大變形,而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。

(5)在凍結(jié)過(guò)程中, 加強(qiáng)積極、維護(hù)凍結(jié)的質(zhì)量控制,使帷幕形成整體狀凍結(jié)土體, 消除后期冷生構(gòu)造對(duì)融沉產(chǎn)生的不利影響。

(6)由于凍土的蠕變形很強(qiáng),如遇凍土帷幕有明顯變形,溫度明顯回升, 立即用預(yù)制格柵加背板支撐,必要時(shí)調(diào)整開(kāi)挖構(gòu)筑工藝,并同時(shí)加強(qiáng)凍結(jié),防止融沉過(guò)大,對(duì)周?chē)h(huán)境產(chǎn)生不利影響。

(7)由于聯(lián)絡(luò)通道的開(kāi)挖和支護(hù)層施工時(shí)間較凍土帷幕的化凍時(shí)間短,根據(jù)礦山井筒凍結(jié)經(jīng)驗(yàn), 由于偶然停凍對(duì)開(kāi)挖安全不會(huì)產(chǎn)生大的影響。但是, 為了提高施工安全性,應(yīng)選用可靠的凍結(jié)施工設(shè)備。

(8)在聯(lián)絡(luò)通道集水井部分施工時(shí), 一般應(yīng)割除其內(nèi)凍結(jié)管,在此期間將結(jié)束人工凍結(jié),因此, 必須合理安排、保證連續(xù)施工, 盡量減少溫度對(duì)其影響,同時(shí), 加強(qiáng)停凍時(shí)的凍工帷幕監(jiān)測(cè),以便及時(shí)采取相關(guān)措施。

(9)由于人工凍結(jié)土體具有三維凍融的特征, 因此,在聯(lián)絡(luò)通道砼襯砌結(jié)構(gòu)中, 分別在結(jié)構(gòu)頂面、四周側(cè)面等處設(shè)置注漿孔,預(yù)埋注漿管,在施工后期, 采用注漿方式以補(bǔ)償解凍后出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)與凍結(jié)土體間的孔隙, 消除融沉可能造成的變形,注漿應(yīng)配合凍土帷幕融化過(guò)程進(jìn)行, 開(kāi)始可注粘土水泥漿。

(10)在整個(gè)施工及解凍過(guò)程中, 嚴(yán)密監(jiān)測(cè)隧道變形,特別是在解凍初期15d 內(nèi), 做好跟蹤補(bǔ)償注漿工作,當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常,應(yīng)及時(shí)在變形較大部位周?chē)驅(qū)?yīng)面進(jìn)行注漿,確保隧道等安全。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)

2005 年1月11日~ 2005年6月11日, 我們?cè)诒狈侥吵鞘械罔F聯(lián)絡(luò)通道Ⅰ區(qū)間、Ⅱ區(qū)間進(jìn)行了兩個(gè)聯(lián)絡(luò)通道(含集水井)的凍結(jié)法施工,由于聯(lián)絡(luò)通道上方10m左右為該城市主干道,施工期間,交通正常運(yùn)行,凍結(jié)前后上部荷載不會(huì)有較大變化, 在采取上述措施的同時(shí),除加強(qiáng)監(jiān)測(cè)外,未考慮荷載影響,鑒于聯(lián)絡(luò)通道所處位置上方分布有較多的建筑物等, 因此, 我們?cè)诘孛妗⒎课?、管線(xiàn)布置了 50個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn),在隧道內(nèi)布置了162個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn),從凍結(jié)鉆孔開(kāi)始至施工結(jié)束后70d 左右進(jìn)行了地面變形、隧道內(nèi)沉降、水平、收斂等監(jiān)測(cè),以檢查聯(lián)絡(luò)通道在凍結(jié)前期、施工過(guò)程及后期,凍脹融沉是否給隧道及周?chē)h(huán)境帶來(lái)不利影響,我們從隧道內(nèi)162個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)中, 選取24個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。從凍結(jié)開(kāi)始至解凍脹融沉的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)看, 凍結(jié) 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院土木工程專(zhuān)業(yè)學(xué)科前沿講座課程報(bào)告

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周?chē)耐馏w發(fā)生或多或少的變形,其中隧道內(nèi)監(jiān)測(cè)值均控制在-10~ 10 mm 以?xún)?nèi),另從地面監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)看,地面沉降值均控制在-30~ 10 mm 以?xún)?nèi),凍漲基本發(fā)生在凍結(jié)期, 其中波動(dòng)主要在凍結(jié)30d 以后,融沉發(fā)生在解凍后,解凍周期一般為1~ 2個(gè)月,在此期間, 變形波動(dòng)緩慢、平穩(wěn),因此,在施工中嚴(yán)格按照科學(xué)、合理的施工方案進(jìn)行施工與控制,凍脹、融沉不會(huì)對(duì)地鐵隧道產(chǎn)生不利或負(fù)面影響。

參考文獻(xiàn)

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第四篇：汽車(chē)學(xué)科前沿講座報(bào)告

本周的學(xué)科前沿講座使我們又回顧了不就前剛剛學(xué)過(guò)的汽車(chē)構(gòu)造這么學(xué)科，讓我又有了新的收獲和理解。汽車(chē)學(xué)科前沿講座報(bào)告

汽車(chē)的發(fā)展史

卡爾·弗里特立奇·本茨（Karl Friedrich Benz，1844年11月25日－1929年4月4日），德國(guó)著名的戴姆勒－奔馳汽車(chē)公司的創(chuàng)始人之一，現(xiàn)代汽車(chē)工業(yè)的先驅(qū)者之一，人稱(chēng)“汽車(chē)之父”、“汽車(chē)鼻祖”。

1890-1920 馬車(chē)過(guò)渡到汽車(chē)，金屬車(chē)身出現(xiàn) 1885年，德國(guó)工程師卡爾?本茨制成了世界上第一輛三輪車(chē)，并于1886年1月29日申請(qǐng)并獲得了發(fā)明專(zhuān)利，所以，1886年1月29日被認(rèn)為汽車(chē)的誕生日。幾乎同時(shí)，,德國(guó)工程師戈特利布·戴姆勒也成功研制成一輛公認(rèn)的以?xún)?nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的四輪汽車(chē).1894年奔馳velo是最早的量產(chǎn)汽車(chē).進(jìn)入20世紀(jì)以后，汽車(chē)不再僅是歐洲人的天下了，特別是亨利.福特(HeneryFord)在1908年10月開(kāi)始出售著名的“T”型車(chē)時(shí)，這種車(chē)產(chǎn)量增長(zhǎng)驚人，短短19年，就生氣1500輛。此間的1913年福特汽車(chē)公司還首次推出了流水裝配線(xiàn)的大量作業(yè)方式，使汽車(chē)成本大跌，汽車(chē)價(jià)格低廉，不再僅僅是貴族和有錢(qián)人的豪華奢侈品了，它開(kāi)始逐漸成為大眾化的商品。也是此時(shí)開(kāi)始，美國(guó)汽車(chē)便成為世界寵兒，福特公司也因此成為名副其實(shí)的汽車(chē)王國(guó)。所以，人們說(shuō)，汽車(chē)發(fā)明于歐洲，但獲得大發(fā)展那是在本世紀(jì)初30年代的美國(guó)。福特采用流水作業(yè)生產(chǎn)汽車(chē)，在汽車(chē)發(fā)展史上樹(shù)起了第三塊里程碑。

汽車(chē)基本知識(shí)

汽車(chē)一般由發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤(pán)、車(chē)身和電氣設(shè)備等四個(gè)基本部分組成.發(fā)動(dòng)機(jī)：是一種由許多機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)組成的復(fù)雜機(jī)器。無(wú)論是汽油機(jī)，還是柴油機(jī)；無(wú)論是四行程發(fā)動(dòng)機(jī)，還是二行程發(fā)動(dòng)機(jī)；無(wú)論是單缸發(fā)動(dòng)機(jī)，還是多缸發(fā)動(dòng)機(jī)。要完成能量轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)，保證長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)正常工作，都必須具備以下一些機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)。

汽車(chē)底盤(pán)構(gòu)造 : 底盤(pán)： 底盤(pán)作用是支承、安裝汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)及其各部件、總成，形成汽車(chē)的整體造型，并接受發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，使汽車(chē)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，保證 正常行駛。底盤(pán)由 傳動(dòng)系、行駛系、轉(zhuǎn)向系和制動(dòng)系 四部分組成

汽車(chē)車(chē)身：是指汽車(chē)的外殼,內(nèi)飾,坐椅等.汽車(chē)電器設(shè)備電氣設(shè)備： 汽車(chē)電氣設(shè)備主要由蓄電池、發(fā)電機(jī)、調(diào)節(jié)器、起動(dòng)機(jī)、點(diǎn)火系、儀表、照明裝置、音響裝置、雨刷器等組成。

發(fā)動(dòng)機(jī)的基本知識(shí)

汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)主要結(jié)構(gòu)是機(jī)體，其他構(gòu)件都是安裝在機(jī)體上。主要由曲柄連桿機(jī)構(gòu)，配氣機(jī)構(gòu)，燃油供給系統(tǒng)，潤(rùn)滑系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)，汽油機(jī)有點(diǎn)火系統(tǒng)，以及電子控制系統(tǒng)等。

汽油發(fā)動(dòng)機(jī)（Gasoline Engine），是以汽油作為燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)。由于汽油粘性小，蒸發(fā)快，可以用汽油噴射系統(tǒng)將汽油噴入氣缸，經(jīng)過(guò)壓縮達(dá)到一定的溫度和壓力后，用火花塞點(diǎn)燃，使氣體膨脹做功。汽油機(jī)的特點(diǎn)是轉(zhuǎn)速高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，質(zhì)量輕，造價(jià)低廉，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，使用維修方便。汽油機(jī)在汽車(chē)上，特別是小型汽車(chē)上大量使用，至今不衰。

柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是功率大、經(jīng)濟(jì)性能好。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程與汽油發(fā)動(dòng)機(jī)有許多相同的地方，每個(gè)工作循環(huán)也經(jīng)歷進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)行程。但由于柴油機(jī)用的燃料是柴油，其粘度比汽油大，不易蒸發(fā)，而其自燃溫度卻較汽油低，因此可燃混合氣的形成及點(diǎn)火方式都與汽油機(jī)不同。

汽車(chē)前沿技術(shù)

汽車(chē)的電子化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化是現(xiàn)代汽車(chē)發(fā)展的重要標(biāo)志，隨著消費(fèi)者對(duì)汽車(chē)功能和性能要求的日益提高，汽車(chē)正在逐漸由機(jī)械系統(tǒng)向電子系統(tǒng)轉(zhuǎn)換，目前全球汽車(chē)電子產(chǎn)業(yè)面臨著高速增長(zhǎng)的機(jī)遇。在國(guó)外，電子系統(tǒng)已占到一輛普通轎車(chē)總成本的30%，在高級(jí)轎車(chē)上比例更高，在國(guó)內(nèi)，中高級(jí)轎車(chē)電子裝置的配置已經(jīng)接近或達(dá)到了國(guó)外汽車(chē)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家水平。但我國(guó)汽車(chē)電子業(yè)總體上還與國(guó)外有很大差距，需要加大研究投入的力度。汽車(chē)電子技術(shù)經(jīng)過(guò)兩個(gè)階段的發(fā)展，現(xiàn)正處在第三個(gè)階段。第一階段的汽車(chē)電子設(shè)備主要采用分立電子元件組成電子控制器，并開(kāi)始由分立電子元件產(chǎn)品向集成電路產(chǎn)品過(guò)渡；第二階段則主要采用集成電路和8位微處理器開(kāi)發(fā)汽車(chē)專(zhuān)用的獨(dú)立控制系統(tǒng)；第三階段開(kāi)始于20世紀(jì)90年代，汽車(chē)電子設(shè)備廣泛采用16位或32位微處理器進(jìn)行控制，控制技術(shù)向智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。在該階段出現(xiàn)了很多新的技術(shù)研究領(lǐng)域和研究熱點(diǎn)。

線(xiàn)控技術(shù)DBW

汽車(chē)的各種操縱系統(tǒng)正向電子化、自動(dòng)化方向發(fā)展，在未來(lái)的5～10年里，傳統(tǒng)的汽車(chē)機(jī)械操縱系統(tǒng)將變成通過(guò)高速容錯(cuò)通信總線(xiàn)與高性能CPU相連的電氣系統(tǒng)。如汽車(chē)將采用電氣馬達(dá)和電控信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)線(xiàn)控駕駛、線(xiàn)控制動(dòng)、線(xiàn)控油門(mén)和線(xiàn)控懸架等，采用這些線(xiàn)控系統(tǒng)將完全取代現(xiàn)有系統(tǒng)中的液壓和機(jī)械控制。

CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)

隨著電控單元在汽車(chē)中的應(yīng)用越來(lái)越多，車(chē)載電子設(shè)備間的數(shù)據(jù)通信變得越來(lái)越重要，以分布式控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)構(gòu)造汽車(chē)車(chē)載電子網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是很有必要的。大量數(shù)據(jù)的快速交換、高可靠性及廉價(jià)性是對(duì)汽車(chē)電子網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的要求。在該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，各處理機(jī)獨(dú)立運(yùn)行，控制改善汽車(chē)某一方面的性能，同時(shí)在其它處理機(jī)需要時(shí)提供數(shù)據(jù)服務(wù)。汽車(chē)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成主要依靠總線(xiàn)傳輸技術(shù)。汽車(chē)總線(xiàn)傳輸是通過(guò)某種通訊協(xié)議將汽車(chē)中各種電控單元、智能傳感器、智能儀表等聯(lián)接起來(lái)，從而構(gòu)成的汽車(chē)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。其優(yōu)點(diǎn)有：減少了線(xiàn)束的數(shù)量和線(xiàn)束的容積，提高了電子系統(tǒng)的可靠性和可維護(hù)性；采用通用傳感器，達(dá)到數(shù)據(jù)共享的目的；改善了系統(tǒng)的靈活性，即通過(guò)系統(tǒng)的軟件可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的變化。CAN總線(xiàn)是德國(guó)博世公司在20世紀(jì)80年代初開(kāi)發(fā)的一種串行數(shù)據(jù)通訊協(xié)議。它的短幀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、非破壞性總線(xiàn)仲裁技術(shù)以及靈活的通訊方式，使CAN總線(xiàn)具有很高的可靠性和抗干擾性，滿(mǎn)足了汽車(chē)對(duì)總線(xiàn)的實(shí)時(shí)性和可靠性的要求。

機(jī)自

07-9班

王淼03071213

第五篇：學(xué)科前沿講座讀書(shū)報(bào)告

學(xué)科前沿講座讀書(shū)報(bào)告 注漿技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

學(xué)院（部）： 土木建筑學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)： 巖土工程 學(xué)生姓名： 黃道良 學(xué) 號(hào)： 2010200440

2011

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