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工程地质类论文范例,与水利类专业工程地质课程教学与改革相关本科毕业论文范文
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306;对水利工程三大坝型工程地质问题的分析.土石坝主要由粘土、碎石、块石等散体堆积而成,坝体允许产生较大的变形,它对坝基工程地质的要求较低,可以在软基和工程地质条件复杂的坝基上兴建.由于坝基河床地质条件多变,易出现过大沉降引起坝体裂缝、坝基渗漏和渗透变形问题,以及粉细沙层震动液化等问题.重力坝主要依靠坝身自重与地基间摩阻力来保持稳定.重力坝对坝基要求高,一般要求修在弱风化下部的岩基上.该类坝型最主要的问题就是过大变形或不均匀变形导致坝体裂开,软弱结构面组合形成深层滑移块体.拱坝主要通过拱作用传递荷载到坝肩,所以拱坝对两岸岩体的要求较高,而对河床坝基岩体要求相对要低.两岸拱座岩体应新鲜完整、无大断层,狭窄对称的“V”字形河谷是首选地形条件.此时应特别关注顺河向软弱结构面切割形成的滑移块体.由于学生在这一阶段对水工建筑物不熟悉,同时缺乏对三大坝型的现场感性认识,导致他们较难在合理评价相应工程地质条件的基础上深入分析潜在的工程地质问题.（四）工程地质分析方法不易理解和熟练运用
由于工程岩体结构特征及力学特性的复杂性和不确定性,针对岩体变形与稳定性的工程地质分析方法主要是定性与定量结合,总体上是半经验半理论性的.针对实际工程,在较大程度上是以现场经验为前提,然后通过工程地质定性分析结合定量计算综合确定.工程地质的分析方法主要有工程地质类比法、图表法、室内外实验方法、力学模型定量计算法等.各方法都有一定条件和适用范围,即存在各自的优缺点.实际应用中宜将几种方法结合,互相补充.针对不同的工程地质问题,刚学习课程的学生对怎样合理选择分析方法缺乏经验,熟练掌握困难更大.
现以岩质高边坡稳定性评价为例,简要讨论工程边坡稳定性评价的基本思路.总体上边坡稳定性的影响因素包括地形地貌、岩体结构、地质构造、风化卸荷、水的作用、地震及构造运动和人类工程活动等.首先从经验上判断其稳定性主要从坡形坡高、岩体强度、坡体结构等直观判断,此时工程地质定性方法（如赤平投影）就是较好的方法.对于边坡浅表的变形及破坏情况,则主要考虑岩体的风化和卸荷程度,及其卸荷裂隙等的组合情况.对于边坡的整体及长期稳定性,则需通过详细的地质勘探,确定潜在的破坏模式和滑移边界,采用如三维极限平衡方法、有限元应力应变方法等计算其变形和稳定性.边坡变形模式及边界、结构面和岩体力学参数的确定是关键,同时还应合理考虑地下水及地震等因素的影响.所以对岩石边坡采用工程地质方法合理评价其稳定性是一项较复杂的工作,对于初学者来说是不易全面和熟练掌握的.
（五）工程地质实习和工程实践时间不足
工程地质教学来源于实践并回归于实践,其最鲜明的特点就是实践性强.教学实习和工程实践是巩固和加深地质理论知识的有效途径,是理论联系实际培养学生掌握科学方法和独立能力的重要渠道.地质实践教学的任务主要是让学生亲自接触各种真实的地质现象及工程问题,用已学到的理论知识观察分析现象,提出解决问题的方法与措施.例如：断层是工程地质学中的基本概念,但学生要理解断层的规模与工程特性、现场鉴别方法及其对工程的影响是较困难的.通过现场露头可以较直观地了解断层的三种形态类型及其基本特征,对较大规模的断层可引导学生从地形地貌不协调、地层的重复或缺失、伴生构造及构造岩、地表地下水的异常分布等方面来认识.在此基础上分析断层的级别、特征及其对工程的影响学生就容易理解和熟悉,然而由于教学时间及经费的限制,学生在实习和实践方面的机会相对较少.在有限的实习和实践时间内,如何合理安排教学实习路线及教学内容,让学生能够较好地掌握基本概念和原理,并初步具备分析和解决问题的能力,是目前水利工程地质实践教学中的一大难题.
三、水利工程地质课程改革探索
（一）课堂教学改革1.突出重点分解难点
由于水利工程地质课程涉及较多概念和方法,同时关联较多课程,是一门综合性很强的课程.由于教学课时有限,要将所有内容都面面俱到地深入讲解,显然是不可取的.这就要求在讲授时有的放矢,合理安排教学内容,做到突出重点、解剖难点,始终把握地质学基本概念和岩体稳定评价两个主要内容,抓住工程地质条件和工程地质问题两条主线.这样可以使学生从较多的概念和方法中理清思路,把握课程主体框架.例如：在地质构造部分,阅读和分析平面地质图是重点,同时也是难点.平面地质图的阅读要求熟悉地层年代、产状、褶皱、断裂、地史等理论知识,同时需要结合具体工程分析不利条件及可能存在的问题.为此需要结合教学图件,详细分析褶皱、断裂等存在的依据,并讨论作为坝基或洞室的地质条件可能存在的不良地质问题.这样学生才能较快掌握地质图的分析方法及工程应用.
2.理论联系实际
工程地质学的理论性较强,各种概念及分析方法较多.这些内容均源于地质作用和工程实践,在讲授课程时如只照本宣科,学生很难对一些抽象的概念及方法感兴趣,这样教与学的效果均较差.在教学过程中注重理论联系实际将是提高教学效果、提高学生学习兴趣的最好手段.例如：在讲授岩石和地质构造内容之后,学生对三大类岩石的特性及现场鉴别、具体的断层和褶皱构造的理解和分析仍是模糊的.笔者则以珞珈山为例,该地质体即为学生大学生活的环境,引导学生探寻珞珈山的岩石类型,以及是否存在断裂和褶皱.几乎所有学生都对此感兴趣,并乐于了解校园的地质情况.由此对珞珈山地层岩性进行介绍,在此基础上分析褶皱、逆断层及平移断层分布等.学生惊叹常在身边出露的岩石就是典型的石英砂岩,而校园内的樱花大道竟是一条逆断层.通过这个实例很好地将基本地质概念与周边的实际环境联系起来.
3.传统与现代教学结合
水利工程地质课程内容较多、实践性强,而且课时有限,因此要求将传统教学与现代教学相结合,这样可以很好地发挥各自的优势.重要的概念及分析方法以黑板演绎并详细讲解,使学生的注意力集中,有利于学生对重点难点内容的深入理解和掌握.例如：在介绍层状岩层产状时,宜采用教学图件分
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（二）实践教学改革
实践教学环节是保证和检验水利工程地质课程教学效果和质量的关键.要真正熟悉和掌握水利工程地质的知识及方法,各种不同类型的实习实践教学是必不可少的.以下从室内实验、校内现场教学及水利枢纽地质实习3个环节来介绍实践教学.
1.强化室内实验教学
武汉大学水利水电学院较早建成工程地质实验室.实验室主要有各种矿物、三大类岩石、古生物化石、构造模型、典型水利枢纽岩石、各种地质图件及影像资料.同时还配有偏光显微镜、GPS、电子罗盘、GIS等设备和工具软件.目前实验室可以满足水利类专业本科教学要求.室内实验教学主要安排造岩矿物、岩浆岩、沉积岩及变质岩的认识.同时还讲授地质图阅读、罗盘及GPS使用等教学内容.
以三大岩石的认识为例,这对于学生来说是难点,仅通过课堂讲解学生很难掌握岩石的特征和鉴别方法.在课堂讲授造岩矿物及三大岩类后,需要进行三大岩类认识的室内实验教学：学生按5人一组进行分组,每组学生提供三大类岩石标本各一盒.教师先复习岩石的成因、矿物组成、结构构造及分类等,然后以3种典型岩石为例分析矿物及结构特征,再分析其成因和类别.在此基础上让学生仔细观察各种岩石标本,由各组学生相互讨论以寻找鉴定矿物和岩石的规律和技巧.对学生的具体问题教师现场答疑,对相似矿物的鉴别、结构的理解等共性问题由教师总结分析.通过室内实验课教学环节基本可以使学生掌握常见岩石特征和鉴别方法,对后续现场实习具有重要意义.
2.重视校内现场教学
武汉大学地处东湖之滨,校园内有珞珈山和狮子山,存在不少良好的地质露头、各类地质构造较丰富.为配合基本地质理论知识讲授,笔者充分利用武汉大学校园内的珞珈山地区进行现场教学.该地区发育有
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