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1996年首次开设岩土工程本科班时，课程群只有7名核心教师（4名副教授，3名讲师，1名博士）。1996年的师资力量明显满足不了培养学生工程能力和创新意识的需要。充分分析研究国内外知名大学在岩土工程领域开展教学和科学研究的过程，借鉴其成功的经验，我们深刻认识到，建设一支相对稳定、职称、年龄、知识、学缘结构合理、爱岗敬业的高素质的师资队伍是提高教学质量的基础和保证。为了建设高素质的教师队伍，采取的具体措施为：一是密切联系“211”和“985”高校，引进年轻博士，优化教师队伍结构。二是通过产学研相结合、加强教师出国进修，提高年轻教师的理论水平和工程实践能力，激发青年教师的责任感和使命感，稳定中青年骨干教师。三是发挥老教师的“传、帮、带”作用，瞄准博（硕）士生导师、教学名师、学科带头人、骨干教师、人才工程等标准，有的放矢，给每位中青年教师确立中长期目标，不断提高核心教师的学术、教学水平，提升师资整体实力。18年来，我们通过上述3项措施进行师资队伍建设。目前，师资队伍中教授和博士比例分别达到57.89%和63.16%。其中，湖南省普通高校青年骨干教师4人，湖南省121人才工程人选4人，湖南省普通高校学科带头人后备人选1人，国家自然科学基金评审专家10人，中国博士后科学基金评审专家1人。
可以看出，目前师资队伍在年龄、学位、职称构成上比较合理，核心教师教学水平和学术水平提高很快，普遍具备团结协作、艰苦奋斗、朝气向上的优良精神，具有凝聚力，更具活力和创新精神。岩土工程课群核心教师形成了一支以中青年博士和教授为主体、老中青搭配合理、学历层次高、职称结构合理的一线教学队伍，在知识、能力、年龄、职称上有较强的互补性，有利于资源共享和业务能力的共同提高,也能通过老中青相结合促进教学工作的“传、帮、带”作用。在青年教师的培养过程中，我们采取如下措施提高教学质量：第一，坚持岗前培训制度、持证上岗制度、助课制度、试讲制度，对青年教师实行导师制，由资历较深的教学经验丰富的教师对青年教师予以具体的帮助和指导，并把它纳入导师和青年教师的业务考核之中。第二，积极组织青年教师参加各项教学比赛活动，如组队参加省多媒体课件制作大赛和学校青年教师教学比赛等，对培养青年教师起到了很好的作用。第三，创造条件、积极鼓励年轻教师申报国家自然科学基金。
2.调整教学大纲
1996年，我们开设1个岩土工程教学班，将原来单一的“土力学”、“工程地质”、“基础工程”发展为“工程地质”、“岩土工程勘察”、“土力学”、“基础工程”、“地基处理”与“隧道工程”课程群，满通和水利等工程建设的需要。调整教学大纲时，我们坚持“厚基础、宽口径、重实践”原则，首先对学生讲清基本概念、基本理论；其次增加了实践学时；最后面向岩土工程班级时整合了教学内容。刚开设“岩土工程勘察”、“地基处理”与“隧道工程”课程时，6门课程之间不同程度地存在部分内容重复、课程之间的联系不紧密等现象，系统性不强，难以激发学生的专业兴趣，制约了学生的学习积极性和主动性。特别是，当时市场上还没有《岩土工程勘察》和《地基处理》教材，教学内容的取舍成为关键。以课程群的方式融合起来，整合了教学内容，使学生加深了对专业的认识，缓和了教学内容增多与学时减少之间的矛盾，缩短大学教学和工程建设之间的距离。例如，对岩土工程班级，将“工程地质”中公路工程地质勘测、“土力学”中土工试验与原位测试结果的分析与利用调整到“岩土工程勘察”课程，将“基础工程”中地基处理、特殊性地基上的基础工程调整到“地基处理”课程。将该课程教学与课程设计、生产实习、毕业实习和毕业设计与注册土木工程师（岩土）考试内容紧密结合，实现了大学教学与社会需求相结合，实现了大学生与工程师或研究人员的对接。
3.合作或独立编写教材和著作
结合岩土工程课程群教学内容的相互联系、大学课程学时要求、在工程中的应用和发展情况，调整课堂教学内容，编写教材和著作，将取得的成果写进教材和著作，将亲历的典型工程引入到多媒体课件中，通过教材和课件将教学内容改革成果固化。具体措施如下：（1）结合教学和科研积累，独立编写教材和著作；（2）与“211”和“985”等兄弟院校和科研院所合作编写教材；（3）吸收合作院校编写的知名教材进入课堂。独立编写的8本教材和著作包括《岩土工程勘察》、《基础工程》、《灌注桩检测与处理》、《全国一级建造师执业资格考试（公路工程管理与实务）考前辅导资料》、《公路工程地基处理手册》、《高速公路路基沉降预测及施工控制》、《现代土木工程》。
在新编教材中，适度引入案例和专业词汇英汉对译，提高学生综合素质和工程能力，提高了每堂课的凝聚力和出勤率。与兄弟院校和科研院所合作编写的6本教材和著作包括与湖南科技大学合作编写的《地基处理》和《隧道工程》教材（2008年，机械工业出版社）、与湖南大学、重庆大学、太原理工大学、大连大学合作编写的《地基处理》教材（2010年，武汉理工大学出版社），与广东省长大公路工程有限公司合作编写的《新理念下山区高速公路建设实践》和《新理念下山区高速公路建设管理》（2010年，人民交通出版社），与清华大学合作编写的《公路土钉支护技术指南》（2006年，人民交通出版社），参编钱七虎院士编写的《岩土工程师手册》（2012年，人民交通出版社）。
4.开发与更新主干课程电子资源
岩土工程课程群的6门课程中，“工程地质”、“土力学”、“基础工程”是面向全校土木工程专业、水利工程专业开设的岩土工程类公认的3大支柱课程，每年受益学生超过1250人。全部课程实现了多媒体教学方式外，我们依托省、校精品课程平台重点开发这3门课的电子资源，为学生构建网上学习环境。
5.改革专业课程考核模式
传统的开卷或者闭卷笔试存在的弊端是难以杜绝舞弊现象，学生心存侥幸，不利于教学质量和学生专业技能的提高，不利于建设优良学风。况且，教学过程中，大学老师和学生的交流机会很少，学生难以感受到老师的指点和关爱。为此，我们探索了考试改革，期待通过师生互动交流、学生联动（动手、动脑、动嘴），确保教学效果，培养学生综合素质。
（1）“地基处理”课程采用“题库抽题答辩+开卷笔试”考核新模式。随着新校区投入使用后，新、老校区的空间距离导致老师和学生的交流机会很少。为了改善这种状况，我们进行了探索，采用“上午抽题应答（占总成绩的40%）、下午开卷笔试（占总成绩的60%）”。抽题应答的具体做法是：考试之前几周，老师将涵盖课程的近100个最重要的问题列出来，让学生找答案，考试时，让全体同学在教室里按学号随机从这近100个问题中按序号抽取1~2个问题作为自己的考试题目，然后走上讲台回答，接受同学们的质疑、评判和老师点评。这种抽签答辩与开卷笔试相结合的考核模式，注重学习过程，充分调动同学们的积极性、主动性和相互监督作用，促进了老师对学生的言传身教，效果很好，在学生中具有良好的口碑。很多学生与老师亲近，积极参加教师的科研课题研究。
（2）“工程地质”课程采用“节假日自主见习+开卷笔试”考核新模式。工程地质知识抽象、枯燥，难记难学，影响学生的学习热情，教学效果难以保证。瞄准该课程实践性强的特点，注重改革教学方法和手段的同时，通过对考核内容、方式和手段的改革实践，结合效果分析，采用“节假日自主见习+开卷笔试”考试形式，促进优良学风建设，有效提高了学生的综合素质，增进相互了解和交流，激发学生的求知欲和创新愿望。具体做法是：指导学生在节假日和周末去一些风景名胜或者自己的家乡观察分析地层、地质构造、边坡等现象，不明之处带入课堂，结合平时小测试和课后分组讨论，做到学以致用，计入总成绩的40%。
6.改革实验和实践教学模式
实验和实践教学是工科人才培养方案中非常重要的环节，是实现学生综合能力和综合素质培养目标的关键教学过程，也是实施素质教育和创新教育最有效的方法和途径。但是，1999年大学扩招以来，学生数量大幅度增长，实验和实践教学质量出现滑坡，原有教学模式显示出很多弊端，也给学风和教风带来了不良影响。这些弊端主要体现在，实验和实践教学流于形式，教师监管缺位，学生逃避、应付现象时有发生。我们开展了系列的实践教学改革，改革的指导思想是：以点带面，通过教师和学生的亲情式合作和示范，引导并约束全体学生全程参与实验和实践。
通过改革，在课堂授课学时减少的情况下，实践课学时得到了加强，如“土力学”课程实验由8学时增加到16学时。实验主要依托我校岩土与隧道工程实验中心来完成。该中心是土木工程专业实验教学中心国家级实验教学示范中心的一部分，有完备的室内实验设施，建立了融实验技能与工程综合训练于一体的实验教学体系，在强调实验基础性的同时更注重实验的应用性，在加强学生科学素质、创新精神、动手能力培养的同时更注重综合的工程训练。工程地质实习和岩土认识实习主要依托岳麓山、湘江两岸、湖南省地质博物馆和长沙市轨道公司等实习基地以及产学研基地开展。
认识实习、生产实习和毕业实习重点采取了师傅带徒制即导师制，具体措施为：（1）在进入专业基础课期间，核心教师与三年级学生举办师生联谊会，促进相互了解，为学生请教老师、老师关爱学生提供对接平台。（2）凡是和教学内容有联系的工程类科研项目或技术服务项目均吸收学生参加，由导师（项目负责人）具体指导。尤其是技术服务项目中的测试、测量、分析计算等内容让学生参与完成。（3）利用学校内的工程设计和勘测勘察单位的便利条件以及长期办学所形成的良好的社会基础，与工程单位建立稳定的联系机制，在较大工程项目中的一些施工环节，导师随时结合教学内容强化学生的实践性教学环节。这样，每名同学都会经历参观性实习、生产实习和毕业实习等一系列环节的工程锻炼，都会参与到具体的工程实践，独立运用所学知识解决某一工程中的某些具体问题，提高实践工作能力。每名本科生的毕业论文都结合具体的工程项目，一人一题，独立完成。由于具有较强的实践能力，毕业生不仅就业有保障，而且受到用人单位普遍好评。
7.加强产学研合作与交流
岩土工程最大特征就是实践性强。加强产学研合作与交流，既提高教师科研和学术水平，又为学生搭建了工程实践平台。只有提高教师的科研和学术水平，才有可能把握课程群发展方向、引领学科的发展，不断改进和优化教学内容、使专业培养更贴近实践需求，更好地服务国民经济的发展。工程实践有平台，学生的工程实践活动才能得到落实。具体措施包括加强与企业合作积极申请科研项目，加强学术交流和技术培训、与兄弟院校合报课题。以国家自然科学基金申报为例，2006~2013年，我系（教研室）教师每年都有批准立项，其中2009年3项，2012年6项，2013年3项，取得较好的成绩。
8.倾心指导大学生科学研究
教师科研引导学生研究性学习和创新实验。近几年来，教师指导学生承担9项国家级、省级或校级大学生研究性学习与创新性实验计划项目，培养了学生的科研精神和创新意识。由于注重学生创新能力的培养，近年来，指导学生公开发表科研论文7篇，申请专利2项，两项成果获得2011年全国土木工程专业本科生优秀创新实践成果二等奖。
二、实施效果
1.大学生工程能力和创新意识明显提高，产生了良好的示范效应
通过18年的岩土工程课程群研究与建设积累，先后产生的成果集中体现于学生的培养质量和特色。以岩土2008级（2012届）为例，该届共有56名学生，1人获得学校第八届“十佳大学生”（土木与建筑学院仅1人），并被录取为北京交通大学研究生，9位同学参与获得了国家级创新实验项目、专利或者创新实践成果二等奖，10位同学获得了毕业生三好学生、优秀毕业生或者优秀学生干部，12位同学继续攻读硕士学位，其余同学全部走向工程建设第一线。岩土2008-1班获得学校“示范班集体”、团支部获得学校“五四红旗团支部”、学院目标管理考核示范班集体，赢得了良好的口碑。
2.编写的一批教材、著作和规范被同行使用，反响良好
独立或合作编写的教材和著作均作为教材或者教学参考书，拓宽了学生的知识面，并被同行采用。例如，《岩土工程勘察技术与应用》已在省内高校使用，并且成为一线勘察技术人员的“拐杖”，《地基处理》和《隧道工程》在出版当年就投入课堂。
3.发表的教学改革论文被同行引用并借鉴，并参加全国性教学研讨
课群建设期间，发表了10篇教学改革论文，为同行的教学改革提供了借鉴，且注重参加全国性教学交流与研讨。例如，参加了全国第一、二届土力学教学研讨会。
现代社会发展、特别是信息技术的发展对教育提出了新的、更高的要求。要构建适应信息社会发展的高等教育体系，必须在教育体制、教育方式、教学方法等诸多方面有创新性发展，培养创新性人才，为“大众创业，万众创新”的战略提供人才和知识支持。本科毕业阶段的实践环节，即毕业设计(论文)是教学过程的最后阶段，通过该阶段训练能使学生综合应用所学的各种理论知识和技能，进行全面、系统、严格的技术及基本能力的练习，对培养学生创新思维，提高综合素质有重要作用，也是高等工程教育教学改革的重点和难点之一。近年来，许多高校进行了毕业设计阶段的改革与探索，从毕业设计教学创新体系建设、立题和过程管理、毕业设计全过程考核评价体系建设、创新能力培养等方面取得了丰富成果［1－3］。
一、对大学生创新能力的认识
创新思维不同于常规的模仿思维，具有跳跃性、发散性、独创性等特征。它主要利用已有认识和知识为基本素材，采用非常规思维来认识未知世界。新的科学原理的发现、市场欢迎的产品的研发、优秀艺术作品的创作、有效的企业管理模式都是创新思维的结果。所以，从学校教学教育入手，培养学生创新思维，对学生走向社会后的发展会产生重要影响［4］。创新的关键在一个“新”字，从工程学科角度看，所谓新，既包括基本原理和基本理论的创新，也包括工程方法、手段的创新。所以，应该针对学生学习成绩、兴趣等，有不同的要求，更要允许学生大胆突破传统，在已有基本概念基础上开拓思维、发展新理论，创新新方法。而对于绝大部分学生来说，他们未来主要从事实际工程问题，应以解决工程问题为目的，在解决问题的过程中从工艺、设备等角度进行改进、创新，这样日积月累，也可以产生大的理论创新。以岩土工程为例，由于岩土体的特性，虽然主要理论体系已形成，但其中许多理论和工程实践仍带有很大的经验性，在工程实践中需要综合判断。这种现状为该学科理论创新提供了很大空间，比如非饱和土的有效应力及有效应力原理、土的本构理论等，远没有达到理论完善，工程应用中往往将计算结果做为参考，而经验判断仍然十分重要。在目前岩土工程中常见的基坑支护及基坑稳定性、高填方工程工后沉降及稳定性等方面，不管是理论基础还是工程方法都有许多问题需要解决。这些说明，创新的空间存在于学科任何知识点，关键是在平时课堂教学和实践教学中如何提高学生对学科和未知世界的兴趣，继而培养学生创新意识和创新能力。
二、毕业设计方式创新
毕业设计是本科教学最后一个环节，也是对整个教学效果的检验和综合应用。毕业方式创新包括选题环节、设计过程环节、评价环节等的创新。从选题环节看，目前工科专业本科毕业设计大都采用指导教师指定设计题目、学生按照毕业设计指导书进行设计、指导教师定期或不定期进行辅导或检查，最后进行毕业答辩的过程。目前存在的主要问题是，没有注重启发学生发现问题这个环节，而是直接给学生某一问题让他去解决，而这个问题本身可能并没有多少科学价值，毕业设计方式也显得单一［5］。要创新，首先要能发现问题，不能发现问题也就不可能有发明创造。目前，学生选题都流于形式，由指导教师直接指定，这是由于目前大学教育评价方式决定的。重科研轻教学，老师没有时间、也不愿意在这方面耗费精力。毕业设计阶段应留有一定时间让学生自己通过调研、查阅资料、和老师交流等方式，发现需要解决的科学问题，形成解决问题的科学思路和方法。这个时间段甚至可以更早些，可提前数周就让学生准备。当然，这个过程需要教师细心指导，多沟通，最终也不是每个学生都能通过这个方式进行选题的，但这个过程毫无疑问对学生是个锻炼和培养。有些虽形不成科学问题或没有形成解决的具体方法，但可能成为以后发现或解决科学问题的基础。创新的基础是思维创新，需要轻松的环境，也需要有一定的压力。所谓环境轻松，主要是要给学生思考的自由，敢于挑战现有理论和权威，要有和老师进行自由讨论、辩论的环境，而这是我们的教育最缺乏的。对于敢于提出问题的学生要给予鼓励和奖励，对通过自己思考发现了重要科学问题并选择毕业设计题目或方向的学生，其结果不一定是圆满的，或者有可能在有限的时间中没有得到预期的结果。对于这种情况，应该在教学规定上给予指导教师一定灵活度，比如延长毕业设计时间，或者达到某一程度也可认为达到毕业要求等。给学生压力也是必要的，由于社会大环境的影响，部分学生学习兴趣不大，不专注于毕业设计。因此，指导教师应严要求、勤检查，对学生和社会负责，没达到毕业要求的学生严格按照规定处理。在毕业设计过程中培养创新。创新首先是思维创新，要从基本概念上下功夫。在某一学科的创新是一个逐渐形成、完善的过程。在毕业设计阶段，学生可以在具体、细节的某一点进行改进、创新，如计算方法、应用原理、设备或工艺、程序方法等的改进。为此，指导教师要让学生首先理解毕业设计中遇到的现有规范、手册、教材中各种规定或方法的原理、机理。在此基础上，鼓励学生发现其中不完善、甚至错误的东西，通过小组讨论提高对问题的认识，把年轻人的活跃思维充分调动起来，让学生敢于思考、敢于提出问题和解决问题的办法。对学生的不同观点和认识，老师要以科学的态度对待，通过分析、讨论达到共识，若达不到统一认识，可留待以后继续研究。此外，我们强调培养学生创新思维，并不是要求每个学生在毕业生设计中一定要有创新性成果。每个学生基础知识水平不同、长期形成的思维模式不同、个性不同，毕业设计水平自然不同。对大部分学生，首先是培养一种创新意识，对以后工作和人生起到良好作用。毕业设计中能满足正常任务要求，达到工程设计等目的就是合格的。
三、毕业设计选题创新
除了前述让学生参与或自主选题的要求外，毕业设计题目本身对毕业设计的效果十分重要［6］。毕业设计所包含内容可以覆盖较多知识体系，也可以集中在某一点。在岩土工程专业或方向毕业设计中，可以完成建筑工程的结构设计，包括上部结构和岩土工程部分，后者可以是地基基础、基坑支护、边坡支护等;也可以全部进行岩土工程的内容。具体选择可根据学生兴趣、特长，对已确定工作单位的学生，还可以依据可能的工作性质等确定。从毕业设计内容上看，我们在近几年实践中，岩土工程方向毕业设计主要包括以下内容:1．岩土工程勘察。岩土工程勘察是岩土工程的基础，通过该内容毕业设计，可使学生具体掌握岩土工程勘察的方法、步骤、内容，增强对岩土体的认识，让学生充分理解土的物理性质和力学性质指标的获取方法、用途和相互关系，学会从勘察的角度对建筑场地和地基进行评价，认识工程勘察与工程设计、施工之间的关系。进行岩土工程勘察毕业设计对学生以后工作和学生在岩土工程学科进行创新有非常重要的作用。由于岩土体性质的不确定性非常突出，因此，对其认识方法、手段和评价显得非常重要，而目前的工程和科研实际存在许多不足之处。正确认识这些问题，有利于学科创新。岩土工程勘察是一个系统的过程，但由于条件和时间限制，完成整个过程的勘察是不现实的。为此，我们将毕业实习和毕业设计相结合，比如，现场描述和土类命名主要通过正在进行的工程的实习完成，由现场技术人员讲解。毕业设计任务中提供的现场描述和室内试验、原位测试数据都是实际工程原始数据。学生根据原现场描述和土工试验对土进行分层，然后进行各分层土性指标的统计和评价等工作。2．地基基础设计。根据我校地处西部特点，主要进行黄土场地地基基础设计，包括湿陷性黄土地基处理、CFG地基处理、桩基础等。上部结构的结构形式、传至基础顶面的荷载等都是由设计院提供的实际工程案例。学生根据自己完成的岩土工程勘察数据或者指导教师提供的土层工程特性指标和相应的规范进行相关设计。进行地基基础设计时，地基基础选型是很重要一环，既要满足安全要求，还要经济可行。比如高层建筑的CFG桩复合地基、桩基础和与筏板基础之间的选择，要通过承载力、变形和经济指标的比较才能确定，既涉及到岩土工程特性指标的合理选择、地基基础基本概念的正确理解，也与工程实践中施工、造价等有关。通过多环节分析、设计，既可提高学生对本专业的兴趣和认识水平，也有利于学生发现问题，为学科提高和创新发展创造条件。3．基坑工程设计。在岩土工程方向课程设计中已进行过基坑支护设计，但其基坑深度较浅，通过土钉墙或单排锚索+排桩即可达到支护目的。毕业设计中完成的基坑工程深度较深，设计计算明显复杂。学生可完成基坑支护或基坑降水设计。前者通常为3～4排锚索+排桩支护，后者为井点降水。4．边坡治理。设计任务书中，建筑场地位于边坡底或顶部，要求学生完成边坡的安全性评价和加固处理设计。以上几部分内容之间可组合为一个完整的毕业设计。而以下内容可分别单独为一个毕业设计。5．地下结构设计。一般为地下车库、商场、地铁车站等，因为此部分设计包括功能要求，所以需配备建筑学专业的指导教师。该设计内容包括了建筑学、结构工程和岩土工程。6．动力机器基础设计。对于大型机器设备，如发电机组等，其不同于一般建筑物地基基础，基础设计有其特殊性。设计题目取自于设计院的实际工程，通常设计内容包括动力荷载计算、动力基础框架结构设计和桩基础设计等。7．隧道设计。对取自实际隧道工程的题目，让学生完成隧道围岩分级、围岩压力、围岩支护设计与施工等。8．其他。除了以上内容外，根据实际情况，我们还有学生依托老师的科研或生产项目进行试验、计算、理论分析等，完成毕业论文。结语在毕业设计中培养创新思维，是一项需要长期探索的系统工程。通过这些年的实践，我们初步建立了一套既能满足正常专业培养要求，又能在一定程度上有所提高、有所创新的毕业设计模式，以针对具体情况，适应不同学生的要求。但为了适应未来形势的要求，还必须与时俱进，继续探索，以使工科学生毕业设计不断创新，使学生创新能力不断提高。
参考文献:
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［2］彭秀英．立题和过程管理是提高毕业设计质量的保证［J］．中国大学教学，2012(3):75—76．
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［4］蒋太岩．培养创造性人才应具备的基本条件与对策［J］．中国高教研究，2000(4):40—41．
基金项目：江西科技学院校级教改课题“基于CIDO模式下《土木工程材料》课程教学改革研究”（编号：JY1504）。
1 前言
毕业论文是土木工程专业学生大学本科教育过程的最后一个环节，是对大学四年所学专业课程的全面总结，也是对之前各个教学的继续深化与拓宽[1]。毕业论文的完成情况不仅能反映出每个学生专业知识的掌握情况、科研思维的方法、写作水平的高下，也能折射出学校教育教学的质量和水平[2]。但是，在目前高校的教学实践中，大量的毕业设计出现雷同情况，学生的能力培养欠缺，出现大批毕业生面临就业压力，而设计、施工单位却寻觅不到合适人才的状况。
针对此种情况，本文从土木工程专业本科毕业论文存在问题及如何提高土木工程专业本科毕业论文质量两方面加以分析，为进一步提高《毕业论文指导》课程教学质量提供参考。
2 土木工程专业毕业设计存在问题
2.1 选题单一或脱离实际
题目决定毕业设计的内容，课程概念多、实践性强。但土木工程学院学生毕业论文题目大多集中在钢筋混凝土框架结构，预应力简支T梁上部结构设计，或者辅以施工组织设计，沉降观测等。而钢筋混凝土框架结构又以3-4层多层框架结构为主。主要是因为毕业设计要求本科生结合4年所学专业知识，所以基本以手算为主。而结构又必须考虑地震荷载作用下的内力计算，只有底部剪力法可通过手算完成。反应谱振型分解法及时程分析法均需靠电脑才能完成。只有框架结构属于剪切变形为主，符合底部剪力法的适用条件。所以这也就是毕业设计以框架结构设计为主的原因。
2.2 大多数学生专业知识没学好，毕业设计难于入手
学生基本都是根据教师提供的任务书进行结构设计并绘制施工图。但很多学生建筑图纸部分就耗费大量时间。后面的结构布置已经丧失信心，能简便则简便。
至于结构设计中的重难点，学生往往更难把握。楼板设计及次梁设计属毕业设计的次要内容。水平荷载及竖向荷载作用下内力计算是毕业设计的重点。很多学生往往对力学基础课程掌握不扎实，对于弯矩二次分配法的应用更是无从下手。
同时，荷载效应组合及梁柱截面设计通常是毕业设计的难点。如果学生能坚持手算到最后，那么内力组合也就会通过请教与自学来完成此次毕业设计任务。
2.3 施工图纸不符合现行规范标准
很多学生在进行冗长的手算完成后，往往还是对自己所做的论文题目缺乏清晰的思路。所以图纸也只是仿造同学的图纸，修改开间进深的尺寸及配筋。其中有很多不合规范之处。而毕业设计质量的关键就在于图纸的质量。
2.4 指导教师水平有待提高
指导教师的专业知识水平、论文指导能力直接影响本科毕业论文工作，从指导选题、写作到答辩，指导教师的作用至关重要。选题是毕业设计的源头，毕业论文水平的高低直接取决于选题方向。但现在许多指导教师给的选题方向偏大、任务过重，还存在偏难，或者与专业不对口的问题，超出本科生毕业设计能力水平。加之指导教师本身教学与科研任务繁重，无法分担太多精力指导学生，学生自己在摸索过程中容易犯错，致使学生在毕业设计写作过程中与指导教师沟通不畅或者教师指导不力的情况发生。
3 土木工程专业毕业设计改革建议
3.1 选题多元化。
根据指导老师的课题研究方向或是工程实际项目，或者参考学生毕业实习岗位，制定与之相适应的毕业设计题目，尽可能真题真做。同时题目难易程度也应适中，能够体现目前研究发展的主要方向及前沿问题，能够对学生知识面有所扩充。
3.2 严格要求学生并认真指导
毕业答辩前对学生进行预答辩，或者阶段性审查。及时发现学生毕业设计中的问题并督促其整改。对检查不过关或是预答辩不过关的学生，推迟其答辩时间或是取消答辩资格，整体学风起到杀一儆百的作用。
同时，指导老师也应加强督促，并定期追踪指导学生毕业设计进展情况。如果所带学生数较多，还应集中指导所有学生，并合理规划各学生进度。对设计能力较强的同学，可要求更严格后期准备推优。对进度较慢的同学加强检查力度，加大检查频率。主要教会学生理清设计思路，运用正确的设计理论及设计方法，教会学生学会参考规范及查阅相关资料能力。
3.3 参考国家标准规范制图
国家分别制定了《建筑设计制图标准》及《结构设计制图标准》，很多按自己制图习惯绘图的习惯应督促其整改。甚至有些同学动手能力较弱，对计算机的操作能力尚欠缺。教师不可能手把手进行指导，应充分发挥组员团队合作能力，采取帮扶政策，引导动手能力较强的同学帮助动手能力较弱的同学。
4 结论
目前，大学毕业生流行“毕业就失业”，主要是学生在大学四年没有学会解决实际问题的能力及创新能力。很多学生大学四年混混沌沌、迷迷茫茫中度过，平时课堂也难以集中注意力。教师应及时发现学生优势，并鼓励学生深层探究，大力培养学生创新能力，解决实际问题能力及合作交流能力。这样学生才能在毕业前的3年里学有所获，不至于毕业设计无从下手。
本文主要从3方面阐述了目前土木工程本科毕业设计所存在的问题，并提出了相应的整改建议。毕业设计是体现学生综合能力的最后环节，也 学校本科评估的主要支撑材料，学校及学生均应引起重视，并提高毕业设计完成质量。
参考文献
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[5]季民，马德刚.建立毕业设计管理体系提高毕业设计质量[J].中国大学教学，2007（05）.
毕业设计是对函授本科所学知识的综合应用，是理论联系实际的训练。透过毕业设计，我复习了以前在课堂上学习的专业知识，学习和体会到了建筑结构设计的基本技能和思想。我深刻的认识到：作为工程师，就应具备严谨的科学态度，本着建筑以人为本的思想，力求做到安全、经济、实用、耐久、美观；设计过程中，就应严格按照建筑规范的要求，同时也要思考各个工种的协调和合作，还有建筑周边环境的考虑等等。这些就要求工程设计人员具备较高的综合素质，不仅仅要抓住建筑结构设计的主要矛盾，同时也要思考一些细节的问题。在毕业设计的过程中，我深刻认识到规范是设计的航标，务必多思考、多体会，在设计中严格遵守规范要求，同时在以后的学习和工作中，更加注重对建筑规范的学习，不断加强对建筑规范的理解，只有这样，才能较少错误的出现。
“三人行，必有我师”。在毕业设计的过程中，我与同学们相互学习，注重交流。遇到很多设计上的问题，我都做到不耻下问，不断向优秀的前辈们学习，得到了他们的很大帮助，同时自己也学习到了很多专业课堂上面没有学习到的实战经验。脚踏实地，认真严谨，实事求是的学习态度，不怕苦难、坚持不懈、吃苦耐劳的精神是我在这次设计中最大的收益。我想这是一次意志的磨练，是对我实际潜力的一次提升，也会对我未来的学习和工作有很大的帮助。
市政管网工程常常需要穿越各类障碍物，如道路、河流、建筑物和构筑物等，对此我们常使用地下顶管的方式以避免大开挖，
地下顶管工程由工作井、接收井、管道顶进三部分组成。工作井和接收井主要有以钢筋砼为主体的沉井、以水泥搅拌桩内插H型钢为结构的SMW工法井、钢板桩或拉森钢板桩井等，但对于深度比较大的顶管工程，常采用沉井，因为它结构稳定坚固。
2009年12月28日，随着挖掘机有力地挖下第一铲土，昆山市第二饮用水源（长江引水）工程顺利开工了，总投资19.8亿元，是昆山市历史上单项投资额最大的一项基础设施建设工程，其中顶管工程约20KM，，工作井主要为沉井。目前顶管工程已结束。沉井施工中常常会遇到以下问题：
一：沉井制作
1.井壁裂缝
原因分析：
1）沉井垫木设置不当或布置不均匀或间距过大，导致沉井早期受力不均，产生弯曲应力。
2）沉井垫木未对称拔除，导致井壁内部产生拉应力而出现裂纹。毕业论文，流砂。
3）模板拆除过早，混凝土强度不满足拔除垫木条件而出现裂纹。
4）沉井支设在软弱不均匀土层上或其它不良地基，混凝土浇筑后地基不均匀沉降而产生裂缝。
5）沉井井壁与内隔墙荷载相差太大，沉降不均，产生了较大的附加弯矩和剪应力造成裂缝，而洞口处截面削弱，强度较低，内力相对集中，所以洞口附近易出现裂纹。
预防措施：
1）刃脚处垫木设置应当合适，使地基受力均匀。垫木间距应计算求得，跨中与支点的拉应力应当相等。
2）沉井垫木应分区、分组、对称、同步拔除，模板拆除时沉井井壁强度应达到设计强度的80％以上。
3）遇到软弱不均匀土层应做砂垫层或采取其它措施保证受力均匀，荷载应在承载力范围之内。
4）沉井井壁与内隔墙支模应使地基受力基本均匀，沉井洞口四周要布置加强筋。
处理措施：
1）较细的表面裂缝可通过涂抹几遍环氧胶泥或人工抹水泥砂浆的方法来修补。
2）大于0.5mm的裂缝应根据可灌程度采取灌水泥浆或化学浆液的方法修补，或者采用灌浆和表面封闭相结合的方法。
3）如果裂缝很大，可能影响沉井结构带来安全隐患，则应该采取其它结构增强措施，或者直接返工。
2.井身歪斜
原因分析：
1）沉井一次下沉的高度太大，重心太高，容易产生倾斜。
2）沉井地基软弱或不均匀，制作前未处理地基，沉井下沉时产生了不均匀沉降。
3）沉井制作时刃脚与井壁不垂直，致使刃脚失去正确的导向功能。
预防措施：
1）沉井一次下沉高度控制在12米以内，以保持重心稳定。
2）沉井制作前先平整场地，遇到不良土质及时处理。毕业论文，流砂。
3）严格控制钢筋绑扎、模板安装、混凝土浇筑的质量，保证井壁光滑垂直，各环节偏差控制在规范范围内。
处理措施：
1）对刃脚高的地方多挖土以加快下沉，刃脚低的地方少挖或不挖土以减缓下沉速度，等井壁垂直后均匀挖土。毕业论文，流砂。
二：沉井下沉
1.下沉太慢
原因分析：
1）井壁表面过于粗糙，井壁与土之间的摩擦力太大。
2）沉井自重不够，不能很好地克服井壁与土体之间的摩擦力以及刃脚的迎面阻力。
3）下沉过程中遇到大的障碍物，致使下沉受阻。
4）正常下沉中因故停止时间过长，侧压力加大致使沉井无法正常下沉。
预防措施：
1）严格控制支模和混凝土浇筑质量，保证沉井井壁光滑度。
2）严格按图施工，井的实际尺寸，配筋，混凝土的用量当与设计图纸相符，严禁偷工减料。
3）对于下沉系数不大的沉井，应连续开挖、连续下沉，中间间歇时间不应过长。
4）在井壁上预埋射水管，下沉缓慢时向管水以减少井壁和土层之间的摩擦力。
5）向井壁周围空隙中填充触变泥浆，并采取防止泥浆流失的措施，以减小井壁与土层之间的摩擦力。
处理措施：
1）采用高压水枪向井壁四周射水以帮助下沉。
2）如条件允许，适当降水，减小沉井自身浮力，借以加重下沉。
3）检查刃脚四周，看是否有坚硬物在刃脚下，若有，则及时清除。
4）在沉井顶部安放大型铁块或其它重物，加大沉井下沉重力。
2.下沉太快
原因分析：
1）长时间抽水使得井壁与土层间摩擦力减弱，沉井下沉速度加快。
2）遇到软弱土层，地基承载力很弱，使沉井下沉速度大于挖土速度。毕业论文，流砂。
3）沉井外部土体出现液化，削弱沉井与土体的摩擦力。毕业论文，流砂。
预防措施：
1）停止降水，加大沉井自身浮力，以减缓沉井下沉速度。
2）改变挖土方式，刃脚一米范围内不要挖土，以加大土体对刃脚的阻力。
3）向井壁和土体空隙处填充粗糙材料或将空隙处夯实，以加大下沉阻力。
处理措施：
1）立刻用坚硬粗糙物填充井壁与土体之间的空隙，并马上夯实。
2）若井外侧出现土体液化，及时用沙填充夯实。
3）向井内回填干土，加大沉井下沉阻力。
3.下沉遇流砂
原因分析：
1)井内挖土过深，井壁外侧土从刃脚下方涌入井内。
2)井内排水后，外侧水压差加大，外侧土在水压作用下进入井内。
3)挖土深度超过地下水位0.5米以上。
预防措施：
1)采用排水法下沉，水头宜控制在1.5－2米。
2)避免掏挖刃脚处土方，防止外面流砂涌入井内。
3)穿越流砂层前做好充分准备，加快穿越速度，必要时在井体上部加荷载下沉。
处理措施：
1)遇到流砂时，向刃脚处填充石子，削弱水压力同时增加土压力。
2)改用深井降水或喷射井点降水，避免井内流淤，深井降水应布置在井外。
3)采用不排水法下沉，保持井内水位，阻止外侧流砂涌入井内。毕业论文，流砂。
4.邻近建筑物倾斜或出现裂缝
原因分析：
1）沉井距离建筑物太近，未采取加固或隔离措施。
2）降水下沉时建筑物基础下土体因水份流失而结构发生变化，使建筑基础遭到破化。
3）下沉过程中刃脚处掏空太多，外侧大量土方或流砂进入井内，外侧土体出现空洞，建筑物出现裂缝或倾斜。
预防措施：
1）在沉井和建筑物之间打灌注桩或搅拌桩或压密注浆，以加固土体并隔离沉井与建筑物。
2）在沉井和建筑物之间设回灌井，以减少土体水份流失。
3）遇到粉砂层采用井点降水，控制水头差，避免出现流砂。
4）避免掏空刃脚处土方，尽量切土下沉，防止外侧土体结构破化。
5）向井壁外侧空隙处及时灌沙，并加水密实，使土体不被扰动。
处理措施：
及时妥善处理相关事宜，尽量不要停止沉井下沉。
如因外面流砂涌入井内，则改排水下沉为不排水下沉。
参考文献：1）《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268－2008
2）《岩土工程勘察规范》GB50021－2001
一、 招生专业及限额
专业代码
专业名称
招生名额
081901
采矿工程
5
081902
矿物加工工程
7
081903
安全技术及工程
4
080104
工程力学
2
081401
岩土工程
5
081801
矿产普查与勘探
8
080804
电力电子与电力传动
7
080203
机械设计及理论
7
081601
大地测量学与测量工程
2
二、申请条件
1. 我校优秀应届本科毕业生，具备学术型推荐免试研究生资格；
2. 坚持四项基本原则，热爱祖国，身心健康，遵纪守法，品行端正；
3. 勤奋好学，思维敏捷，有创新精神，具有较强的自学能力和实践动手能力；
4. 身体健康状况符合规定的体检标准。
三、申请者须提交的材料
1. 《中国矿业大学（北京）招收优秀应届本科毕业生直接攻读博士学位研究生申请表》一式两份；
2. 《中国矿业大学（北京）招收优秀应届本科毕业生直接攻读博士学位研究生专家推荐书》两份（需要2名教授或相当职称以上的专家分别推荐，推荐书须由推荐人密封并在封口处签字）；
3. 历年在校学习成绩单一份，并加盖学校教务处公章；
4. 各类获奖证书复印件各1份；
5. 本人自述（限1000字以内）1份；
6. 申请人还可提交在学期间已经公开发表的学术成果及参加各种学术科研活动的证明材料复印件1份。
四、申请及办理程序
1. 申请人在中国矿业大学（北京）研究生院主页查阅博士研究生招生专业目录(yjs.cumtb.edu.cn/)，下载有关表格，将全部申请材料交所申请学院，学院研究生招生工作领导小组组织审核。
各有关学院应在本人申请和专家推荐的基础上，按我校博士生复试办法进行进行考核，采取笔试与口试相结合的形式；考核的内容须根据本校研究生培养方案的要求，重点考核考生掌握本学科基础理论的水平和从事实际科学研究的能力。
考核合格者名单及申请材料于10月15日前送交研究生招生办公室，报学校研究生招生领导小组审核确定直博生拟录取名单。
2. 直博生拟录取名单在选拔后公示七天。
3. 凡推荐免试选拔的直博生要填写教育部统一印制的《全国推荐免试攻读硕士学位研究生(直博生)登记表》。
4. 拟录取的直博生，须在规定的博士生报名时间内登陆中国矿业大学（北京）研究生院网站“博士网上报名系统”，下载正式报名表格，办理正式报名手续。
5. 入学时间为次年9 月。
6．发生下列情况之一者，学校将取消其直博生资格（一并取消推荐免试资格）。
（1）本人提供的材料与事实不符。
（2）申请人在本科第四学年学习期间有不及格科目。
（3）本科期间，受到纪律处分或思想政治品德考核未通过。
（4）毕业论文未取得良好以上成绩。
（5）在毕业时未获得本科毕业证书或学士学位证书。
（6）不符合规定的体检标准。
学科专业： 岩土工程
1 课题来源、选题依据背景情况、课题研究目的、国内外的研究动态、水平、存在问题，并附主要参考文献：
1.1 课题来源
淮南矿区已进入深部开采，厚硬顶板难冒问题突出，造成重大经济损失。为此，淮南矿业集团高度重视，XX年组织集团公司工程技术人员到山西等多个矿业集团考察，并邀请相关科研单位论证分析淮南矿区综采面压架机理，并决定联合有关科研单位开展“煤与瓦斯突出煤层综采工作面顶板深孔预裂爆破技术”研究。
1.2 选题依据背景情况
煤炭是我国的基础能源，在我国一次能源构成中煤炭约占70%左右。随着我国经济建设的飞速发展，国家对煤炭等能源需求量越来越大。XX年我国原煤产量为28亿吨，XX年原煤产量29.6亿吨，XX年原煤产量超过30.0亿吨，XX年原煤产量为35.2亿吨，预计XX年原煤产量将达到37.9亿吨。我国煤炭浅部资或赋存条件相对简单资源日益减少，煤矿相继进入深部开采期，随之而来就面临着厚硬顶板控制问题。厚硬顶板由于整体性好、强度高，难于冒落，如不及时采取强制处理，将形成采空区大面积悬顶。大面积悬顶一旦垮落，一方面由于岩层折断时产生的强烈动载荷会损坏或推倒大量工作面支架，从而顶板常沿煤壁切断造成工作面垮冒事故;另一方面，采空区积存的大量高浓度瓦斯气体，沿风巷、机巷涌出，造成瓦斯超限，并形成破坏力很风，在风暴所经过之处，其强烈的冲击作用，摧毁结构。采工作面及其邻近巷道中的支架、风门和砖墙密闭，甚至使矿车翻倒，轨道弯曲，对井下人员及设备造成严重的危害。例如，潘一矿1402(3)(压架2套)、潘一矿1602(3)、潘三矿17110(3)(压架2套)等多个工作面压架和出水现象，造成重大经济损失。为此，淮南矿业集团XX年组织集团公司工程技术人员到山西等多个矿业集团考察，并邀请相关科研单位论证分析淮南矿区综采面压架机理，并决定联合有关科研单位开展“煤与瓦斯突出煤层综采工作面顶板深孔预裂爆破技术”研究。
1.3 课题研究目的
以往煤层强制放顶爆破采用的是常规炸药，炸药爆破过程的重要特性是炸药通过高速的化学反应,在装药孔壁上产生巨大的气体压力，使周围的介质破坏和破碎。但它存在着施工量大;炸药消耗大、污染井下空气，存在一定的危险性，稍微不慎可能会造成瓦斯爆炸、煤层坍塌等重大问题。压力注水弱化顶板法就是在工作面预先向顶板钻孔注压力水，利用水对岩体的压裂和软化作用，破坏顶板的完整性和降低顶板岩石强度，当工作面采过后，顶板可正常垮落，减小来压对工作面的威胁。压力注水法具有改变顶板力学特性，变难冒为易冒，实现长壁综合机械化采煤，提高资源回收率;同时可降低工作面粉尘含量，改善劳动环境;注水与回采作业平行，预先释放部分瓦斯等优点等优点。
1.4 国内外的研究动态、水平、存在问题
我国厚硬顶板控制的研究始于60年代，已有近50年历史，处于世界领先的地位，在生产实践中积累了丰富的经验。
靳钟铭、徐林生、钱鸣高等通过对厚硬顶板的研究，较全面地分析了厚硬顶板采场矿山压力及其显现规律、采场来压预测预报、厚硬顶板采场支架受力分析、厚硬顶板的处理方法等;
王开，康天合等对坚硬顶板控制放顶方式及合理悬顶长度进行了研究，提出了厚硬顶板合理的冒落步距计算方法;
靳钟铭[2]根据大同矿务局的现场试验结果，在总结其他人的研究成果的基础上，对顶板注水弱化的方法做了系统的阐述和分析。
陈荣华等[34][35]采用repa2d软件对注水软化厚硬顶板(关键层)做了数值模拟。模拟结果表明：随软化系数的减小和软化厚度的增加，上覆岩层初始冒落步距及来压显著减小：若厚硬岩层岩样本身能被注水软化，而实际采场由于地质构造及开采工艺的影响未必适宜单独采用注水软化法，可选用其他弱化厚岩层的方法，或注水软化法与其他弱化方法共同使用，从而有效控制采场矿山压力。
宁宇[36]等采用了有限元计算和模型试验对坚硬顶板注水工作面矿压显现特征进行研究。强调顶板注水后，顶板岩体发生塑化，改变了顶板岩层中的应力分布和顶板变形位移特征。顶板岩层中的拉、压力峰值转移到了采区上方的悬顶中，从而有利于顶板在采空区上方断裂并分层次垮落，减小岩层折断时对支架的冲击载荷和传力系数，减小顶板来压强度，从理论上进一步说明了向顶板高压注水是控制坚硬难冒顶板的有效技术途径。
以上研究从模拟或实验上对注水后岩体发生的变化进行了分析，或从宏观上对注水软化上的机理进行了阐述，而从微观上对高压水注水的机理研究分析的较少。
1.5 主要参考文献
[1]宋永津，控制煤层坚硬难冒顶板技术[m]，煤炭工业出版社，XX，9.
[2]靳钟铭，徐林生，煤矿坚硬顶板控制[m]，北京，煤炭工业出版社，1994.
[3]钱鸣高，石平五，矿山压力与岩层控制[m]，中国矿业大学出版社，XX，11.
[4]王桂尧，孙宗顺，徐纪成，岩石压剪断裂机理及强度准则的探讨，岩土工程学报，1996，18(4)：68～74.
[5]rebinder p a，sehreiner l a，zhigach k f.h，aridness reducers in
drilling：a physico—chemical method of facilitating mechanical destruction
of rocks during[m].moscow：akad naunk，tansl.by melboune：csiro，1994.
[6]汤连生，张鹏程，王思敬，水——岩化学作用之岩石断裂力学效应的试验研究.岩石力学与工程学报，XX，21(6)：22～27.
[7]郑少河，朱维中，裂隙岩体渗流损伤耦合模型的理论分析，岩石力学与工程学报，XX，20(2)：156～159.
[8]周维垣，高等岩石力学[m]，北京，水利水电出版社，1990.
[9]y.p chugh，effects of moisture on strata control in coal mines，engineering geology，1981(17)：241～255.
[10]康红普，水对岩石的损伤，水文地质与工程地质，1994，(2)：39～40.
[11]朱珍德，胡定，裂隙水压力对岩体强度的影响，岩土力学，XX，21(1)：6l～67.
[12]闫少宏，宁宇，康立军等，用水力压裂处理坚硬顶板的机理及实验研究，煤炭学报，XX，25(1)：32～35.
[13]a.巴内基等，a.k.雷，g.辛格，高压注水控制坚硬顶板，中国煤炭，XX，30(12)：73～74.
[14]陈荣华，张连英，厚硬顶板采场注水软化的数值模拟，矿山压力与顶板管理，XX，3：85～86.
[15]陈荣华，钱鸣高，缪协兴，注水软化法控制厚硬关键层采场来压数值模拟，岩石力学与工程学报，XX，z4(13)：2266～2271.
[16]宁宇，陈晖，坚硬顶板注水工作面矿压显现特征的有限元计算和模型试验研究，煤炭学报，1990，15(1)：83～92.
[17]刘东燕，严春风，陈彦峰，压剪应力作用下岩体裂纹扩展概率模型研究，岩土工程学报，1999，21(1)：56～59.
[18]孙广忠，岩体结构力学[m]，北京，科学出版社，1998.
2 课题的主要内容，拟解决的主要技术问题，在理论和应用方面的意义，完成课题的条件(包括个人业务水平、所在系或学科组的技术、设备条件)和拟采取的技术措施和办法：
2.1 课题的主要内容，拟解决的主要技术问题，在理论和应用方面的意义
本项目拟在大量调研的基础上，采用理论分析、计算机数值模拟、现场试验的综合研究方法，开展对淮南矿区煤与瓦斯突出煤层厚硬顶板综采面高压预注水弱化砂岩顶板技术研究，使坚硬顶板弱化，使难冒顶板转化为可冒落顶板，改善坚硬顶板的冒落性，减少采空区的悬顶面积，从而减轻周期来压对工作面支架的影响，保证本工作面的安全顺利回采。主要研究内容如下：
(1)水对裂隙岩体强度的影响，重点讨论水对岩石的化学损伤机理和压力水作用下岩体的断裂强度。
(2)研究水在岩体中的渗流问题，建立流固耦合的渗流方程，并用有限元法对建立的流固耦合模型进行求解。
(3)研究定向水压致裂的机理，为在坚硬顶板中采用高压水定向分层提供理论依据。
2.2 主要技术路线
2.3 完成课题的条件(包括个人业务水平、所在系或学科组的技术、设备条件)和拟采取的技术措施和办法：
本人在本科阶段主修土木工程，在理论分析上对地上、地下结构，以及煤矿等具有一定的基础知识。研究生阶段，在导师的指导和带领下，专门学习了煤矿岩巷、煤巷掘进理论知识和亲自到掘进工作面松动爆破实践，并阅读了大量的文献资料。
另外，国内关于坚硬顶板控制资料相对较多，基于目前国内外对高压注水的研究成果、我国煤矿掘进爆破工程实例以及我国能源政策的大力支持，给本课题的研究工作提供了足够的理论和实践资料。
在课题准备阶段，在导师徐颖教授的指导下，以上各项条件均为本课题的顺利完成提供了有利的保障。
3 课题工作量及进展计划(包括各阶段计划完成的内容和所需的时间等)。
(1)XX年2月～4月：资料收集、查阅文献资料等;
(2)XX年5月～8月：厚硬顶板高压预注水机理研究分析
(3)XX年8月～10月：对高压注水破坏过程进行数值模拟分析，并得出结论
[作者简介]李富荣（1982- ），男，江苏盐城人，盐城工学院土木工程学院，讲师，硕士，主要从事岩土与城市地下工程等领域的教学与科研工作。（江苏 盐城 224051）
[基金项目]本文系江苏省教育科学“十二五”规划课题“地方本科院校土木工程专业应用型人才培养研究”（项目编号：C-c/2013/01/002）和2013年盐城工学院教改研究项目“城市地下空间工程专业实践教学体系的创新性研究”（项目编号：2013-52）的研究成果。
[中图分类号]G642 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985（2014）05-0158-03
一、引言
2002年，中南大学首先开设城市地下空间工程专业，该专业是教育部为适应新时期城市建设人才特殊需求而设置的新兴专业，简称特设专业，目前已有30余所高校开设了城市地下空间工程专业。然而，由于高校背景不一，涉及矿业、核能、交通、建筑、水利、铁道等不同行业，办学特色鲜明，虽然课程理论教学基本都可以满足要求，但作为培养和提高学生综合素质能力的实践教学环节却给高校带来了难题，同时该专业尚未成立教学指导委员会，专业建设缺乏统一指导，使得城市地下空间工程专业建设与发展难度较大，这点在实践教学环节尤为明显。目前，城市地下空间工程专业大多是依托岩土工程专业，但该专业已经超出岩土工程专业的范畴，要建设好城市地下空间工程专业尚需城市规划、结构工程等专业的支撑。盐城工学院（以下简称“我院”）在新办城市地下空间工程专业过程中，以培养卓越地下工程师为目标，对城市地下空间工程专业实践教学体系进行了有益的探索与创新。
二、城市地下空间工程专业实践教学体系的构建
1.构建原则。目前，在开设城市地下空间工程专业的高校中，该专业招生人数较少，大多每届招生1个班，30人左右，专业开设较好的中南大学、山东大学、南京工业大学等，每届也仅招生2个班，60人左右。在大力提倡改革与创新高校教学体系的背景下，城市地下空间工程专业实践教学体系的构建要求、方法、原则可以表现出与土木工程等专业不尽相同的特点，使之具有自身特色。构建城市地下空间工程专业实践教学体系的原则是综合性、整体性、独立性、科学性。其中，综合性指城市地下空间工程综合了城市规划、结构工程和岩土工程等专业内容；整体性原则要体现教学上实践与理论相结合的整体功能；由于班级规模较小，学生可以独立完成大多实践教学环节，即学生具有较多的独立实践机会，体现了较好的独立性；科学性是要求实践教学环节的构建与实施要循序渐进，科学合理。
2.构建方案。城市地下空间工程专业实践教学体系是由实践教学活动各个要素构成的有机联系整体，作为特设专业，城市地下空间工程专业实践教学体系要具有前瞻性和系统性，创新实践教学内容，紧密联系城市规划与建设，积极创新工程设计与施工技术，培养符合专业要求且满足社会需求的卓越地下工程师。为此，根据城市地下空间工程专业的培养方案，我们构建了城市地下空间工程专业实践教学体系（见图1），给学生创造各种独立的实践机会，使知识、能力、素质融为一体，增强了学生独立完成工作的能力。
三、城市地下空间工程专业实践教学体系的创新
1.实验教学。城市地下空间工程专业实验教学环节由基础实验、专业实验、创新实验等多种实验构成（见图2），体现了人才培养多层次、模块化、系统化和科学性的统一。其中，由学科基础实验和力学实验构成的基础实验平台，不仅训练了学生的基本技能和素质，还为开展专业实验、培养学生系统设计和综合实践能力打下了基础。以“土力学与基础工程”课程为例，该课程是土木工程专业的主干课程、城市地下空间工程专业的核心主干课程，包括土力学和基础工程两部分，设有土力学实验和基础工程课程设计两个实践环节，兼具理论性、专业性和实践性等特点，是培养卓越地下工程师基本专业素质的基础。为此，在课程实验中，将土力学实验学时调整为16学时，增设土体渗透、击实、孔隙水压力及土压力测试等实验项目，确保学生充分掌握土地工程地质性质、物理力学性质等土力学基本理论，提高学生的实践能力，同时对开展后续专业实验也有很大的益处。专业实验是更高层次和系统地训练学生的实验技术和技能，包括大纲中专业课程实验和设计性、综合性实验。为此，对相关实验内容进行有机整合和改进，设置了土体与岩石力学对比实验，实验内容为采用几种常规实验（如压缩、直剪、三轴）方法，对比分析土体和岩石在物理指标、力学性质、工程应用等方面的异同，由学生自主设计实验方案（包括实验目的、方法、步骤、仪器、要求），并向实验室教师申请实验时间，经批准后在实验教师指导下，独立完成实验报告。最后，结合学生实验能力，根据实验过程、实验结果综合评定实验成绩。在设计性、综合性实验环节中，根据教学大纲设置了原位测试技术训练、工程结构测试技术训练、地下工程设计软件训练，以进一步训练学生的实验能力，使学生学会从实验数据中分析实验现象、得出实验结论，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。创新实验是为了充分开发学生的潜能，激发学生对专业知识的兴趣而设置的，可以通过教师的纵横向课题、学生自主申报大学生实践创新训练项目以及参加学科竞赛等方式开展。
2.实习环节。城市地下空间工程专业的实习环节可分为课程实习（测量实习、工程地质实习）和专业综合实习（认识实习、生产实习、毕业实习）两个层次。其中，课程实习由指导教师统一安排、指导，与土木工程专业基本相同。在专业综合实习环节中，实行全周期双导师制，将5～6个学生分为一组，从大二到大四由同一指导教师负责指导，并配有企业兼职指导教师，原则上在校期间不再更换指导教师或企业教师。学生在实习期间，专业指导教师和企业兼职教师共同指导和管理学生，实习结束时，采用校企共同组织的公开答辩方式综合评定实习成绩，形成双导师指导下的“学生自主实习实践、教师有效监控指导”的实践特色。全周期指导是指学生从大二认识实习开始即可与学校专业指导教师和企业兼职教师不间断交流，除实习时间外，学生还可以有针对性地参与纵横向课题、工程项目等，使大学实习间而不断，贯穿始终，最大限度地培养了学生的实践能力。
3.设计环节。一是课程设计。城市地下空间工程专业设计环节包括课程设计和毕业设计（论文）两个环节。其中，课程设计除钢筋混凝土结构和基础工程课程设计外，还包括城市地下空间规划与设计，地下建筑结构、隧道工程和地下工程施工组织设计等课程设计。从教学内容和教学体系上讲，课程之间存在紧密的依存、制约关系，但传统的课程设计均安排在课程理论教学完成后进行，且由该课程理论教学教师独立设计课题、独立编写课程设计任务书和指导书、设定独立的设计参数，各门专业课课程设计内容相对独立。为此，在城市地下空间工程专业课程设计中，实施综合性课程设计方案，编写综合性课程设计任务书和指导书，具体做法是，本着“真题习做，一题到底”的原则，每2～3个学生设置一个工程实例专题，每个工程实例专业均来源于典型实际工程，紧密结合实际应用。各课程内容及设计是相互关联的，建立综合性课程设计的基本思路，最终为毕业设计服务。在综合性课程设计过程中，学生可以深刻体会到地下空间工程各个部分之间的因果关系和制约条件，初步认识工程的复杂性，锻炼逻辑思维能力，加强对地下工程整体性概念认识，有助于学生完成毕业设计。在综合性课程设计环节中，指导教师非常关键，要清楚综合性课程设计的内容、要求、可能出现的问题以及前后课程设计之间的关联要求，对学生给予正确合理的指导。二是毕业设计（论文）。城市地下空间工程专业学生数较少，便于采用校企合作的团队指导毕业设计模式，聘请经验丰富的企业导师参与毕业设计指导工作，有利于毕业设计的质量优化。采用团队模式指导毕业设计，团队有总指导教师，每位学生有各自的指导教师，由3～5个学生共同完成一个总项目课题，内容可以涉及城市地下空间规划设计、地铁车站设计、地铁隧道设计、地铁施工组织设计等，各子课题任务分工明确，研究内容有机联系，设计选题整体性强，内在联系紧密，在毕业设计过程中，团队成员相互交流，团结协作，充分利用专业规范，掌握整个地下工程设计的内容、流程及方法，确保厚基础、宽口径走向社会。除了毕业设计外，也有部分学生选择毕业论文，一般基于省部级以上科研课题项目，由项目主持人担任课题组长，中级职称以上教师担任各子课题导师，也可由科研兴趣或科研方向相近、不同专业背景的教师组成指导团队，由科研素质高的教师担任组长，其他教师有侧重地负责子课题，做到教学与科研相统一。
4.大学生实践和创新能力训练。目前，教育部、教育厅及高校都十分注重学生实践创新能力的培养，设立了各级大学生实践创新项目，学生可以根据自己的兴趣选题，自主选择导师并申报各级大学生实践创新项目，这些项目以学生为主体，在导师的指导下，培养了学生的创新意识，加强了学生自主创新的能力。同时，大学生实践创新能力的培养还可以与教师科研及社会服务相结合，更加贴近工程实践，从中发现问题、分析问题、解决问题，有利于学生创新思维的培养。为此，可与地方人防办、城市规划设计等部门、企业合作，设计一系列开放性、设计性课题，由指导教师负责将创新性实验与社会服务结合起来，取得良好的社会效益。另外，积极鼓励和协助学生参加学科竞赛（如结构创新大赛、交通科技大赛等），培养学生的创新意识、合作精神和工程实践能力。
四、结语
城市地下空间工程专业作为新兴专业，实践教学特别需要创新，以适应城市建设、社会发展、学科建设的新要求。通过城市地下空间工程专业实践教学体系的构建与创新，优化了各实践教学环节的教学内容、教学方式，提高了学生的独立工作和科技创新能力。因此，必须以创新为主线，以培养卓越地下工程师为目标，充分利用校内外资源，调动社会、学校、教师、学生等的主动性、积极性，不断改进、创新、实践，全面提高学生的综合实践能力。
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德国亚琛工业大学土木工程专业一直位列德国高校前三名，其工程地质学科目前在德国高校排名第一。近年来，土木工程系选拔优秀的老师去亚琛工业大学进修，学习先进的教学理念，与此同时，亚琛工业大学先后派五名教授及教师十余人次来上海理工大学土木工程系合作交流。教师层面的交流更有益于学习国外的先进教学模式，为创新型人才的培养提供技术和制度上的保障。另外，土木工程系已入选为德国政府重点推荐的德国大学生（含本科生、硕士生和博士生）海外实习、实践与国际交流基地，这一制度保障为双方长期的学术交流提供了保证。目前，由土木工程系推动的上海理工大学与亚琛工业大学校际合作协议的签署工作正在顺利推进。
2.科研合作
近年来，上海理工大学土木工程系与亚琛工业大学科研方面的合作取得了一系列的成果，先后与亚琛工业大学合作申请完成中德团队合作项目(PPP项目)、中国国家自然基金面上及国际合作项目、上海市教委海外实习交流项目、德国北威州科技部及德意志学术交流中心项目等十余项，并联合举办国际会议，亚琛工大教授与上海理工大学土木工程系合作申请到德国国家基金重点项目及面上项目多项。另外，双方联合建立环境岩土工程实验室以及联合建立国家级研究中心的工作正在进行中，双方的合作也先后在德国政府网站、德国亚琛工大校园网、德国驻华大使馆网站及德意志学术中心网站上介绍。目前，德国亚琛工业大学和上海理工大学土木工程系的科研合作已经被中德两国政府列入双方联合资助的框架，双方下一步将联合申请德国DFG和中国国家自然基金委联合资助课题的题目。
3.人才联合
培养人才培养工作一直是高校土木工程专业的重点，德国大学土木工程教学特点具备以下几点特征：专业知识面宽，注意社会发展需要、专业方向的设置和调整；紧密联系生产实际和就业市场的需求，不断调整和补充知识结构；注重人才的独立工作能力的培养，实践性环节多；严格的考试和成绩评定制度；教学方法注重讲授示范性的科学方法。上海理工大学土木工程专业一直积极探索支持和激励学生海外交流的新机制，积极推动交流互派、海外短期学习、海外毕业实习、参加国际学术会议等多渠道、多平台、多模式的学生海外交流活动，拓展学生的国际视野。目前，土木工程系与亚琛工业大学的土木工程专业和工程地质专业开展了从本科生到博士生多个层次的合作交流，土木工程系每年都选派优秀学生到亚琛工业大学进修和交流，参与亚琛工业大学正在进行的一些国家级课题及重要工程项目。同时，选派学生去德国高校并参与到德国高校的课题组完成毕业论文和毕业设计，德方为每名学生配备了知名教授和经验丰富的教师，分别担任正副指导教师，学生们被安排在不同的课题组，分别参与亚琛工业大学正在进行的一些国家级课题及重要工程项目，要求每个中方学生必须真正融入德方研究团队，每位学生在研修班结业时都必须报告自己的学习和研究成果，这样通过双方联合培养丰富了土木工程专业人才培养的途径；同时，土木工程系接受德方高校派学生来上海理工大学进行毕业设计、毕业论文和毕业实习以及学术交流，双方学生之间的知识交流与共享促进了本校学生和德国名校之间的交流，开阔了学生的视野，大大提高了学生工程实践的能力和团队合作能力。目前，中德大学生联合研发的边坡智能预报系统正在德国的多个边坡工程中试用。该系统将应用于北京周口店、浙江龙游的边坡工程及上海隧道股份有限公司盾构开挖引起的地面沉降预报。
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基金项目：水利部科技推广计划项目（TG1414）;水利部科技推广计划项目（1408085ME99）;2015年安徽省省属社会公益类科研机构专项资金项目
作者简介：周文渊（1988-），男，河南周口人，助理工程师，主要从事岩土工程试验研究。E-mail：
通讯作者：宋新江（1970-），男，安徽滁州人，教授级高级工程师，博士，主要从事岩土工程试验研究。E-mail：
摘要：等加载速率固结试验是在控制固结应力的施加速率为一常数条件下研究土体固结特性的试验方法。采用GDS高级固结仪，开展了四种加载速率与瞬时加载的软土固结试验研究，分析了土样的固结变形特性与孔隙水压力变化规律。试验与分析结果表明，加载速率越大土样固结速率越快，土样完成固结所需的时间越短;土体的最终变形量由固结应力大小决定，与加载速率无关;随着固结应力施加速率的增加，加载完成时土样的平均固结度呈下降趋势;加载速率越大，土样底部的孔隙水压力上升速率越快，孔隙水压力极值越大;孔隙水压力在固结应力加载完成前达到极值，随后呈下降趋势，有效应力迅速增加。
关键词：等加载速率固结;GDS高级固结仪;孔隙水压力;固结变形;固结度;最终变形量;软土
中图分类号：TU447 文献标志码：A 文章编号：
1672-1683（2015）04-0695-05
Research on consolidation test of soft clay under constant loading rate
ZHOU Wen-yuan1，SHAN Li2，SONG Xin-jiang1，XU Hai-bo1
（1.Anhui and Huaihe River Water Resources Research Institute，Bengbu 233000，China;
2.Huaihe River Project Construction Authority of Huaihe River Water Resources Committee，Bengbu 233000，China）
Abstract：Consolidation test under constant loading rate is the test method for the consolidation process of clayey soil with a constant rate of control consolidation stress.Consolidation tests with four different loading rates and instantaneous loading were carried out using the GDS advanced consolidation testing system.The consolidation deformation characteristics of soft clay and the change law of pore-water pressure were analyzed.The findings indicated that（1） the faster of loading rate，the larger deformation rate and the shorter time for consolidation of soil sample;（2） the final deformation of soil sample is independent of the loading rate but dependent on the magnitude of consolidation stress;（3） with the increasing of loading rate of consolidation stress，the average consolidation degree of soil sample decreases after loading;（4） the higher the loading rate，the faster the increasing rate of pore pressure in the soil sample bottom and the larger the extreme value of pore pressure;and（5） the pore pressure reaches the maximum before the completion of loading of consolidation stress，then decreases while the effective stress increases rapidly.
Key words：consolidation under constant loading rate;GDS advanced consolidation testing system;pore pressure;consolidation deformation;degree of consolidation;final deformation;soft clay
固结是土体在外部荷载作用下，超静孔隙水压力减少，有效应力增加，土体压缩的过程[1];荷载作用、孔隙水压力与压缩变形是固结试验研究的重点。常规固结试验是研究土体固结特性最常用的方法，但存在耗时长、不能监测固结过程中孔隙水压力的变化、对土样扰动较大并且加载方式与实际施工情况差别较大等不足[2]。为更好地模拟工程中实际的固结加载方式，相关学者提出了等加载速率固结试验方法（Constant rate of loading consolidation test，简称CRL），即加载过程中控制试样的固结应力增长（加载速率）为常数的一种固结试验。CRL固结试验的加载方式与岩土工程实际加载相似，不仅克服了常规固结试验的缺点，而且具备加荷稳定，操作简单，对土样扰动小的特点[3-5]。
国外学者较早对等加载速率固结试验开展了研究，Aboshi[6]等首次提出了等加载速率试验，并基于Schiffman[7]变荷载一维固结理论，确定了固结系数随有效应力变化的关系式。Von Fay[8]等发现常规固结试验与CRL固结试验测得的固结系数与有效应力的关系曲线基本一致;CRL固结试验所需的时间取决于应变率和土体的渗透与压缩特性，而且远小于常规固结试验，认为CRL固结试验可代替常规固结试验。Hsu[9]等推广了Olson[10]假定固结系数为常数的变荷载问题的一维固结解，通过CRL试验总结出固结系数随时间变化的经验公式，进而推导出超静孔隙水压力与平均位移的解析解;与CRL试验结果对比表明，变固结系数条件下的求解结果要优于常固结系数条件下的求解结果。国内方面，孟晓非[11]利用计算机对等加载速率固结试验过程进行了模拟分析，提出了利用CRL试验的变形速率～平均有效应力曲线确定前期固结应力的方法;王正宏[12]认为连续加荷法较常规分级加荷法更接近于工程实际中荷重增长规律，并进行了等速加荷试验与控制梯度固结试验对比研究。
加载方式是影响土体固结特性的主要因素。本文利用GDS高级固结试验系统，针对软土开展等加载速率的固结试验与瞬时加载固结试验研究，归纳分析不同加载速率下土样的固结变形特性与孔隙水压力消散特性，并根据试验结论对实际工程的施工加载速度控制提出参考意见。
1 试验土样、仪器与方法
1.1 试验土样
固结试验采用的土样为高岭土。其主要矿物成分为高岭石。颗粒分析试验结果表明：该土样中粒径d≤0.005 mm的黏粒含量达到80%以上。高岭土的物理性质指标见表1。
1.2 试验仪器
试验采用的仪器为英国GDS公司生产的GDS高级固结试验系统（GDS Advanced Consolidation Testing System）。该固结试验系统完全使用计算机进行控制，试验过程中的荷载施加及数据采集的完全自动化，数据采集最短间隔为2 s，可测量固结应力、反压、轴向位移、孔隙水压力和体积变量，克服了传统固结试验手动加压、人工记录数据、耗时费力且数据采集点不够等不足。
如图1所示，该固结试验系统由硬件部分和软件部分组成。硬件部分包括固结压力室、GDS线性位移传感器、GDS孔隙水压力传感器、8通道数据采集装置、GDS 2 MPa/200 mL轴向压力/体积控制器等。软件部分为试验过程控制软件GDSLAB，安装在计算机内。
GDS高级固结系统根据加荷方式可完成瞬时加载、分级加载、等应变速率和等加载速率等形式的固结试验。同时，固结压力室底部的孔隙水压力传感器，可以记录试验过程中试样底部孔隙水压力变化，研究固结试验土样中孔隙水压力的变化规律。
固结容器内放置直径76.2 mm，高度20 mm的试样（图1），容器顶部安防位移传感器，测定固结过程中试样的轴向变形，容器底部连接孔隙水压力传感器，测定试样的底部孔压。固结应力通过计算机软件控制轴压控制器施加，作用于试样上表面的透水铜板上;反压通过轴压控制器施加，作用于试样内部，主要用于饱和土样和土样饱和度的B值检测。试验前按照《土工试验方法标准》[13]（GB/T 50123）对仪器各元件进行校验。
1.3 试样制备与饱和
试验所采用的土样为重塑样，其试样制备方法严格按照《土工试验方法标准》（GB/T 50123）里的要求操作。采用土膏法制备试样，取代表性风干土样，加水调成土膏状，注意制备土样的中水不能自由析出，把制备好的土样置于密闭容器内20 h以上，然后测定土膏的含水率，控制试样含水量的平行差值不超过1 %。本文试验制备试样的初始含水率为64.4 %，是土样液限的1.47倍。装样时先称取土膏质量，然后用调土刀将土膏装入固结容器内，装好试样后称剩余土膏质量，计算装入土膏的质量，控制试样的干密度为0.98 g/cm3。
采用GDS固结仪对土样进行反压饱和，具体方法是：通过GDS固结系统的轴压控制器与反压控制器对试样同时施加固结应力p1与反压p2，为防止土样膨胀，需要保证土样中有一个较小的有效应力，本试验中固结应力比反压大2 kPa，即Δp=p1- p2=2 kPa，每级反压饱和的时间为4 h。通过计算试样底部孔隙水压力增量Δu与Δp的比值来判断试样是否饱和，当B=Δu/Δp≥0.95时，可认为土样饱和;若B值小于0.95，则应确保Δp =2 kPa不变，同时增大反压与固结应力，继续进行反压饱和4 h后，再计算B值，直至B值大于0.95。
1.4 试验方案
等加载速率固结试验采用200 kPa/h、400 kPa/h、800 kPa/h和1 600 kPa/h四种加载速率，所施加的最终固结应力为400 kPa，以不同的加载速度达到最终荷载后，保持400 kPa固结应力不变持续至固结试验完成。瞬时加载固结试验采用直接施加400 kPa的固结应力的加载方式。为确保试验结果可靠，每组固结试验进行3个平行试验，应用数理统计的方法对试验数据进行整理。
2 试验结果分析
2.1 试样变形
图2为瞬时加载400 kPa固结应力和以200 kPa/h、 400
kPa/h、1 600 kPa/h四种加载速率加载至400 kPa固结应力，土样位移与时间对数关系的s～logt曲线。从图中可以看出，不同加载速率下试样的位移～时间对数曲线均呈“S”形状，梅国雄等[14-15]从线性加载固结理论和土体的本构模型出发给出了这一现象的证明。
四组等加载速率固结试验中，加载速率越大，土样固结速率就越快;相同的时刻，加载速率越大土体固结产生的压缩变形值越大，固结历时相同时，加载速率越大的试样承受的固结应力相应也越大。瞬时加载土样最先固结完成，在等加载速率固结试验中，加载速率越大，土样变形达到最终变形量所需的固结时间越短。
不同固结速率下土样固结稳定后的最终压缩量基本一致，并且与瞬时加载固结试验结果一致。虽然加载速率不同，但其施加的最终固结荷载是相等的（400 kPa），土样在相等的荷载下固结稳定的，故其最终变形量也应相等。由此可见，加载速率影响土样的固结速率，而最终变形量是由土样所承受的最终固结应力大小确定的。
在某一固结应力下，土体某时刻的变形量与最终变形量的比值定义为平均固结度。表2为四组试验荷载达到目标荷载400 kPa时的压缩变形量S1与试样最终变形S2的比值关系，即加载完成时的土样所达到的固结度。
加载速率200 kPa/h、400 kPa/h、800 kPa/h、1 600 kPa/h分别历时120 min，60 min，30 min和15 min达到最终固结应力400 kPa;对应加载完成时刻土样的平均固结度分别为0.94、0.91、0.84、0.57。加载速率越大，加载完成时土样的平均固结度越小，加载完成后试样的变形值越大。
在工程实践中，经常出现施工期内土体变形过大和工后沉降量大的现象。从本文等加载速率固结变形特性研究成果来看，荷载施加速度过快有可能是导致这种现象出现的一个因素。
2.2 试样底部孔隙水压力
图3为四种加载速率固结试验中的试样底部孔隙水压力变化曲线。从图中可以看出，加载速率对试样底部的孔隙水压力有显著的影响。试验初始阶段固结应力增加使孔隙水压力呈现出上升趋势，加载速率越大，孔隙水压力上升的速率也越大，达到孔隙水压力极值所需的时间也越短。加载速率200 kPa/h、400 kPa/h、800 kPa/h、1 600 kPa/h对应的土样底部的孔隙水压力极值分别为98 kPa、152 kPa、259 kPa和339 kPa，可见加载速率越大，土样底部的孔隙水压力极值也越大，但均小于最终固结应力400 kPa。各组试验的孔隙水压力达到极值后开始消散。
根据太沙基一维固结理论假设与有效应力原理，固结应力瞬时作用于饱和土体，并由孔隙水承担，即固结应力转化为孔隙水压力，随着固结时间的增加，孔隙水压力逐渐消散，荷载转化为有效应力。等加载速率固结试验不满足荷载瞬时施加的条件，而是以一定的速率施加，根据试验结果，等加载速率固结试验试样底部孔隙水压力的变化规律和有效应力增长规律见图4。
图4是加载速率分别为200 kPa/h、400 kPa/h、800 kPa/h和1 600 kPa/h时试样底部孔隙水压力、有效应力与固结压力随时间变化曲线图。根据有效应力原理，有效应力值为固结应力与孔隙水压力的差值。从图4可以看出，加载速率为200 kPa/h和400 kPa/h时，试样底部的孔隙水压力在固结应力加载到最大值前上升到极值，然后进入消散状态，不再随固结应力增加而增加。加载速率为800 kPa/h和1 600 kPa/h时，孔隙水压力几乎在固结应力加载到400 kPa时达到极值，然后呈下降趋势。
四组固结试验的有效应力增长曲线均近似呈“S”状，试验前期，固结应力由孔隙水压力承担，有效应力增加缓慢;进入主固结阶段后，有效应力呈线性迅速增大。加载速率为200 kPa/h时，在加载完成时刻，固结应力几乎完全转化为有效应力;加载速率为1 600 kPa/h时，加载完成后相当长一段时间后固结应力才完全转化为有效应力。
试样上表面排水，试验中测得的孔隙水压力值为试样底部的孔隙水压力值，孔隙水压力与有效应力沿高度的分布形态受技术限制很难通过试验准确测定出来。本文试验数据仅能说明土样底部一点处的孔隙水压力的变化规律，但从中可以对土样在固结过程中的孔隙水压力变化规律有一个直观的认识。
施工过程中，土体的孔隙水压力过大，会造成有效应力降低，土体强度减小，影响土的承载力等，对工程安全不利。
从本文试验结论来看，合理控制施工荷载的施加速率，是避免土体中产生过大孔隙水压力的一种方法。
3 结论
（1）加载速率越大，土样的固结速率越快，完成固结所需的时间越短。土体最终固结变形量由所施加的最终固结应力决定，与加载速率无关，在相同的固结应力作用下，不同加载速率土样的最终固结变形量一致。随着固结应力施加速率的增加，加载完成时土样的平均固结度呈下降趋势。
（2）加载速率对试样底部的孔隙水压力有显著的影响，加载速率越大，土样底部的孔隙水压力上升速率越快，孔隙水压力极值越大，但四组试验的孔隙水压力极值均小于最终固结应力。等加载速率试验前期，孔隙水压力随固结应力增加而增加，有效应力增加缓慢;孔隙水压力在固结应力加载完成前达到极值，随后呈下降趋势，有效应力近似呈线性迅速增加。
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土力学、土力学与地基基础、土质学与土力学、工程地质与土力学是土木工程、水利水电工程、交通工程等专业的重要技术基础课程。这些课程主要是研究地表及一定深度范围内岩石和土的物理化学指标、工程力学特性的，工程建成以后对作为地基岩石和土的应力、应变、强度、稳定性、渗透性的影响变化及力学性能，为各类构筑物、建筑物的规划设计、建设施工提供力学理论计算依据，确保各类构筑物、建筑物不发生倾斜、开裂、基础断裂、地基滑动、不均匀沉陷、地基液化失效、坡面滑动等各种地基基础工程事故，使其在设计年限内安全可靠地正常使用。土工实验是上述几门课程的重要组成部分，它是通过仪器设备按规范测试确定岩石和土的物理和力学指标。实践性教学环节与课程理论教学并重对于教学是重要的，对于生产和科研更是关键技术环节。
我校水利土木学院已有58年的办学历史，办学初期就设置了水利水电工程专业、土木工程专业、道路与桥梁专业，并建立了土工实验室。50多年来为山东省乃至全国培养了数万名水利土木类专业技术人才，为国家和社会做出了应有的贡献。近10年来，随着国民经济持续发展和GDP稳步增长，土木、水利、交通等工程也伴随社会发展呈现迅猛发展的态势。全国大部分高等院校设置了土木类专业，以满足社会对土木类专业人才的需求。这对土工类高等教育发展既是机遇也是挑战，也对土工实验室扩建及仪器设备更新和实验室教学管理改革提出了新的要求。
1 加强实验室建设
1.1 实验室原有状况
我校原有土工实验室面积小、仪器设备种类少、同类型仪器设备台件数也少，仪器设备仅有69台套，实验室面积仅有100平方米，可摆放的仪器设备有限，教师备课只能挤在一个角落里。因此学生没有同时动手做实验的机会，基本是学生轮流做或部分学生做、部分学生看。一些必须开设的实验项目经常是用1～2台仪器做演示，大部分学生围着看。简陋的条件很难培养学生对土力学的兴趣，更谈不上对土力学理论的深刻理解和操作技能的训练，也就适应不了社会对应用型人才需求和学术型人才培养的要求。
1.2 扩面积和增设备
为适应社会发展需求，学校进行了以理论联系实际、强化学生操作技能训练、促进科研水平提高为目标的实验教学改革。十几年来学校投入1 000余万元，首先扩大实验室面积，1998～1999年由原来100平方米扩大到200平方米；淘汰了陈旧落后的仪器设备，更新增添了新的实验设备种类和数量共130余台套，同种类仪器设备由原来的3～4台增加到15～20台。每班学生人数约30人，最多35人，这样一个班全体学生在做实验时可2人合用1台仪器，2人1组既可商量讨论互相配合又有动手操作的机会。
2007～2012年实验室面积又从200平方米扩大到600平方米，新购置了土工实验土工微机数据采集处理系统30台套，MC-3型核子密度湿度仪3台，SDT-10型微机控制电液伺服土动三轴实验机2套，USD-10微机控制非饱和土三轴实验机2套，有力地促进了土力学理论及实验教学适应社会需求，支撑了教师科研和研究生的培养以及对土力学学科发展的跟踪。
2 实验教学及管理改革措施
我校土木、水利和交通3个专业的学生实验课只有6～10个学时（总学时一般为36～54个），周末及节假日实验室仪器设备处于闲置状态。为此实验室报请学校领导同意，在确保教学大纲规定的实验教学学时不变前提下实验室对外开放，承担设计院所送检勘探土样的测试。同时要求学生以土力学课程实习的形式参与其中的实验测试工作，规定每个学生累积参与时间不少于20小时，参与实验工作的业绩计入土工实验课成绩。
实验室鼓励有热情有兴趣的学生和有勤工俭学需求的学生申请参与对外承担的土样测试工作。参与形式多样化：可以寒暑假参与，可以在学期间的周日和晚上参与，也可以课余零星时间参与。从参与的学生中选出责任心强的作为组长和副组长，负责参与学生的考勤、工作分派、津贴发放和向责任教师沟通汇报等。
所有土力学教师除在教研室备课、上课外，平时均在实验室工作。身兼数职：课堂及实验室教学、科研实验测试、对外技术服务等。
实验室设备数量及完好情况、水电及门窗等安全责任人为实验中心主任，直接负责人为专职实验教师。实验室内及门口均装有视频监控，记录保存每天实验室监控画面，硬盘容量可存半年图像数据资料。教师都有实验室钥匙，学生仅组长和副组长有钥匙，以方便进出和加班，实验室实行24小时开放。
3 促进了教学科研提高
3.1 教学效果突出
实验室物质条件的改善和管理上的对外开放，使学生感受到原来普通泥巴砂砾石块蕴含那么多的知识学问，从而提高了学习兴趣，强化了动手能力，使学生由原来枯燥的被动学习变为积极主动地学习，对土力学理论普遍掌握得扎实，学习成绩也大幅提高，同时对土力学及土工实验的重要性认识更加深刻；对外承担一定量的土工实验，开创了学生课程实习条件，提供了勤工俭学和兴趣学习岗位，增加了学校师生与外部同行业的联系机会，也了解到行业需求和学科发展的趋势。
据统计，10年来有30余名学生因在土工实验室参与过实验工作，认识了土力学学科意义，培养了兴趣，先后考取“211”院校岩土方向的硕士及博士研究生；还有几十名有土工实验室工作经历的本科毕业生就业于地质勘探和土建施工单位，很快适应工作并成为业务骨干。
3.2 科研成绩显著
3.2.1 构建新的土工实验教学内容体系
从土工实验的工程应用性入手，减少验证性实验，增加设计性、综合性实验。如在做土的液限和塑限实验时，如果液限较高，就要考虑它有可能是膨胀土。《岩土工程基本术语标准》（CB/T 50279-98）对膨胀土定义为：富含亲水矿物并具有显著的吸水膨胀和失水收缩特性的高液限黏土。一般情况下，膨胀土的承载力较高，但浸水承载力衰减较大，具有吸水膨胀、失水收缩和反复胀缩变形、干缩裂隙发育等特性，性质极不稳定，对工程安全影响特别大。对膨胀土就要增加胀缩性指标的测定，包括自由膨胀率实验、膨胀率实验、膨胀力实验、收缩实验等。实习学生特别是研究生参与该项测试工作意义很大，有的研究生在教师指导下，深入查阅膨胀土文献资料，增加实验内容和实验次数，较好地完成了硕士毕业论文。
3.2.2 积极利用新型综合性仪器设备开展教学与科研工作
如新添置的土工实验微机数据采集处理系统，集数据采集和处理于一体，可进行常规实验、部分综合性实验和设计性实验，只需通过计算机操作就能完成实验测试、图表曲线绘制、实验报告编制等。
新进的MC-3型核子密度湿度仪，可快速准确地测量各种土、沥青混凝土等建筑材料的密度和含水量。还可测沥青混凝土空隙率，仪器内设有微处理器，一般情况下只需输入测量计数时间（或测量要求的精度）和被测材料室内实验的最大密度，按启动键即可很快测量读出测量深度、日期、计数时间和测量结果：湿容重、水分重、干密度、百分含水率、百分压实率、百分孔隙率等。
新进的SDT-10型微机控制电液伺服土动三轴实验机，主要用于岩石、砂土、岩浆的轴向压力和侧向压力的强度实验、土动力学实验，还可用于测定细粒土和砂土的总抗剪强度和有效抗剪强度参数的实验。还可根据排水条件的不同完成不固结不排水剪实验、固结不排水剪实验、固结排水剪实验。内置实验软件在WindowsXP/2000中文环境下工作，具有强大的数据处理功能，实验条件和实验数据结果自动存盘，显示并打印符合国家相关标准规范的实验曲线、表格和报告等。USD-10微机控制非饱和土三轴实验机，是通过3～4个圆柱形试样分别在不同的恒定周围压力（即小主应力 3）下，施加轴向压力〔即主应力差（ 1- 3）〕，进行剪切直至破坏，测定土的抗剪强度，然后根据摩尔-库仑理论，求得抗剪强度参数，对细粒土和砂土求得总抗剪强度和有效抗剪强度参数等。
这些新仪器设备的投入使用，为教师承担横向课题和申报纵向课题搭建了较高的科研技术平台，如承接的国家电网泰山蓄能电站地基勘探土样测试、京沪高速公路泰安段路基勘探土样测试和济南许多高层建筑地基勘探土样测试等，委托方正是看到学校教师严谨求实的工作作风和先进综合的仪器设备才来委托的。教师通过这些实验项目再加上一些自己的研究思路，可很好地指导研究生做课题论文和进行科学研究，使本科和研究生教学、科学研究和对外技术服务互相促进、相得益彰。
近10年来笔者积极参与工作，获益匪浅，先后与其他教师20余篇，编写土力学及土工实验指导教材2部，申请科研经费120余万元。科研成果获山东省科技进步二等奖2次，三等奖1次。
4 结束语
十余年来，学校在土工实验室的持续投入，搭建了较高的科研技术平台，又进行了有效的实验室教学管理改革，极大促进了学生兴趣培养和技能训练，提高了应用型人才和学术型人才的教学培养水平；同时也极大促进了教师技术服务能力和科研创新水平的提高，通过努力也取得了一些成绩。实践启示我们，伴随社会经济的不断发展，教学仪器设备的硬件和教学管理改革的软件也要同步发展。
参考文献
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