岩土工程设计思维分析论文

摘要：在岩土工程建设过程中，勘察工作是其重要内容之一，主要以岩土工程设计图纸与方案为依据，明确岩土工程勘察工作目标与意义，以岩土工程勘察工作质量影响岩土工程项目造价、工期、技术水平等。但是，在岩土工程勘察工作实施过程中，依然存在着质量不合格的情况，不仅对工程建设进度造成阻碍，而且还影响到工程建设质量。今天小编给大家找来了《岩土工程设计思维分析论文(精选3篇)》，仅供参考，希望能够帮助到大家。

岩土工程设计思维分析论文 篇1：

金属矿山岩石力学与安全开采虚拟仿真教学实验中心建设与教学实践

摘要：传统的实验教学内容已经不适应新形势对创新人才能力培养的要求，不能体现时代特色和新的教育观念，缺乏理论联系实际的有效方法。虚拟仿真实验不但可以获得与真实实验相同的体会，而且可以规避真实实验或操作可能带来的各种危险，还可以打破时空限制。在保证教学效果的前提下还可以极大地节省成本，具有传统实验室难以比拟的优势。通过金属矿山岩石力学与安全开采虚拟仿真实验教学中心的建设，我们对传统的教学内容实施大刀阔斧的改革，在发展的过程中始终遵循“物理实验与虚拟实验并重”、“校内学习与校外实践并重”、“科学研究指导教学实践”、“理论学习与工程应用并重”的教学理念，走出一条产学研有机结合的新路。让学生主动参与虚拟实验的设计和开展创新型实验，有利于创新人才能力培养，也有利于实现“教与学的互动、理论与实践的结合、能力与兴趣的共增”的教学目标。

关键词：虚拟现实；虚拟仿真；实验教学；金属矿山；岩石力学

一、发展历程

东北大学是一所以工科为主的多科性、研究型国家重点大学，是国家“211工程”、“985工程”和“双一流”重点建设高校。资源与土木学院是东北大学重点建设的四大工科学院之一，现有四个一级学科博士点。目前学院形成了以采矿工程首批国家重点学科为龙头，资源与土木两大学科群为主体，七个学科协同发展的局面。由于计算机技术、多媒体技术、虚拟现实技术、人工智能技术、数据库技术的快速发展为大型复杂采矿、岩土工程设计等提供了可靠、安全和经济的实验方法与手段，学校和学院近年来十分重视虚拟仿真实验及实验室的建设。“十一五”到“十二五”期间，累计投入建设经费2000余万元，用于虚拟教学环境、虚拟实验室条件、师资队伍与实验改革等方面的建设。经过多年的不懈努力和发展建设，我院建成了全国唯一的一个国家级金属矿山岩石力学与安全开采虚拟仿真教学实验中心。由于金属矿山无论是采矿方法还是硬岩岩石力学特性明显不同于其他矿山，因此本中心的建立对于学生认知金属矿山复杂的采矿工艺和岩石力学性质具有重要的意义，也是对国家矿业工程一级学科建设的重要补充。

中心的发展历程可大致分为四个阶段，分别为探索与积累阶段、初步建设阶段、快速发展阶段以及形成系统教学平台阶段，如图1所示。

第一階段：探索与积累阶段（1995—2004年）

东北大学金属矿山岩石力学与安全开采虚拟仿真实验教学中心始建于1995年，是资源勘查工程、采矿工程、测绘工程、工程力学、安全工程等专业教学、科研的重要基地。

1995年，王青教授归国后建立起国内第一个矿山设计优化仿真系统，成为中心雏形建立的重要标志及成果。同时为中心下属采矿优化设计虚拟仿真实验室的建立奠定了基础。随后，在1996年，唐春安教授开发出国内第一个岩石破裂过程仿真系统软件RFPA，为中心成立初期的重要成果。同时为中心下属岩石破裂过程与大规模并行计算数值实验室的建立奠定了基础。

第二阶段：初步建设阶段（2005—2008年）

2005年，以逐渐完善的东北大学岩石破裂过程仿真模拟系统作为技术支撑平台，中心先后在国内外10余所高校建立了岩体力学数值仿真教学中心和实验室，不断加强和其他高校合作的同时扩大了中心自身的影响力。2005—2006年，依托岩石破裂过程仿真模拟系统的《岩石破裂过程数值试验》获辽宁省教学成果一等奖。2006年，引进加拿大劳伦特大学矿山虚拟仿真系统，包括大屏幕被动立体虚拟现实系统硬件及GOCAD软件，同时外派部分中心内人员赴加拿大培训、进修。至此，中心内软、硬件均已基本齐全，人员素质得到一定提升，中心水平得到了一次整体提升。

第三阶段：快速发展阶段（2009—2012年）

经过多年的积累与建设，中心已初具规模。在该阶段，中心不断加强教学模式上的创新，将虚拟仿真领域内的科研成果转化为教学的重要辅助手段，帮助学生理解课程内容。

2009年，中心获批辽宁省岩土力学与工程示范教学中心。2009—2010年，中心所授课程《岩石力学》获省精品课。2011—2012年，中心先后与中视典数字科技有限公司、上海天域时捷信息系统有限公司以及上海华弓数字科技有限公司合作，对原有虚拟现实系统的软、硬件进行了升级。2012年，中心所授课程《采矿学》获国家级精品课。

第四阶段：形成系统教学平台阶段（2013—2017年）

经过这一阶段的发展，中心至2013年已形成了系统性的虚拟仿真实验教学平台，虚拟仿真成为教学的重要内容。2013年，建立东北大学—山东招金集团有限公司国家级工程实践教育中心。2014年，中心所授课程《采矿学》获国家级教学成果奖。2015年，东北大学采矿与岩土工程虚拟仿真实验教学中心获批省级虚拟仿真教学中心，为中心今后的发展提供了更好的契机。2016年，金属矿山岩石力学与安全开采虚拟仿真实验教学中心获批国家级虚拟仿真教学实验中心，我们以此为契机对中心软硬件设施进行了大规模改造，并取得了预期成果。

二、系统构建

中心的虚拟现实系统设施建设要求具备前瞻性、实用性、稳定性、可靠性、先进性、经济性、兼容性、灵活性和扩展性。

1.系统应用模式。中心的虚拟现实系统兼备教学演示和科研功能，支持多种显示模式，包括：（1）大屏幕显示模式：两通道/单通道大型弧幕沉浸式主动立体虚拟现实系统提供了大屏幕立体显示模式，而且对观察位置没有要求，适用于多人多角度观看的工作模式要求。当需要播放演示文稿等非立体素材时，立体显示模式会自动切换为平面显示模式。（2）多窗口显示模式：根据不同的应用需求，可将多台计算机的输出结果以开窗口形式在大屏幕上显示。每次最多可开4个窗口，并且窗口大小、位置可任意调整；支持单屏、跨屏、多窗口叠加和跨通道显示；可实现多路动/静态信号窗口的缩放、移动、漫游等功能，并且窗口的显示内容在不同分辨率下不发生变形。（3）交互操作模式：在立体显示模式下通过人机交互设备，对虚拟场景进行虚拟交互操作，以主视点的角度来完成交互操作。通过中控系统可以实现几种应用模式的一键切换，操作方便快捷。

2.系统整体设计。虚拟现实系统支持多通道立体和平面显示，支持交互操作，能够为教学和科研提供完整软硬件支撑环境，其层次结构图如圖2所示。

各部分组成描述如下：（1）主动立体投影显示系统，包含：①高分辨率、高亮度、高清晰度、色彩还原逼真、能在室内正常照明环境下显示清晰明亮图像、刷新率达120Hz的主动立体激光投影机；②信号矩阵；

③支持主动立体融合，并且融合带宽度可调，提供像素级别几何校正，运行流畅，无卡顿的纯硬件图像融合处理器；④主动立体眼镜；⑤用于在3D眼镜与大屏幕之间实现精确同步，以便让左右眼睛分别看到不同画面的红外发射器等。（2）图形生成系统，其中网络信号传输系统支持4路有线和无线网络信号同时上屏显示，可连接用户数不低于40人。利用开窗口功能可抓取多路矩阵输入信号显示在大屏幕上。（3）人机交互系统，由控制主机、红外捕捉摄像头、三维交互手柄和眼点跟踪标记点组成，可实现三维虚拟空间环境内与虚拟场景和物体的交互操作，并配有虚拟头盔显示系统。（4）音响系统，包括话筒、功放、音箱等，以满足课堂演示和会议对声音处理的要求。（5）中控系统，包括主机、强电继电器、无线触摸控制屏及无线路由器，可对投影机、矩阵、图像融合处理器、灯光等进行集中控制。

3.实验室布局设计。主实验室占地约90平方米，其中东西向长15000mm，南北宽5900mm。一块大型弧形硬幕将设备机房与其他区域隔离开来，余下空间根据虚拟现实系统功能和设备特点，经过精心规划和科学安排，从前到后依次划分为演示区、研发区、测试区和学生电脑区，如图3、图4所示。

其中演示区内的大型弧幕沉浸式虚拟现实系统可供实验室内的师生远距离观看三维立体效果；演示区前方的空地可供穿戴无线头戴式显示器的师生使用。穿戴式虚拟现实设备可以提供更好的沉浸感和交互性体验，缺点是一套设备同时只能供一人使用，受众面小，且必须提供足够的活动空间。将穿戴式虚拟现实设备与大型弧幕主动立体激光高清投影系统完美地结合，取长补短，使之互不干扰，可以大幅提升教学质量，取得事半功倍的效果；研究区用于学生开发虚拟现实应用程序，以便教学内容可以根据自身需要不断更新，实践训练可以及时跟上技术的发展。研究区的每台计算机均配备了有线头戴式显示器。由于有线头戴式显示器受线缆长度的约束，活动范围有限，因此在其后方开辟测试区，供程序测试使用；学生电脑区支持以班级为单位同时进行虚拟仿真实验，能够满足日常的课堂教学和虚拟仿真实验要求。另外，教室后面还配备一台会议投影机用于学术讨论，可接驳矩阵和笔记本电脑输出信号。

4.搭建虚拟仿真实验教学网络开放平台（网站）。为了满足虚拟仿真实验教学和学生自主学习的需要，中心建立了金属矿山岩石力学与安全开采虚拟仿真实验教学网络开放平台，以解决虚拟仿真实验教学资源的建设、整合、开放、共享问题，再辅之以虚拟化实验应用管理、实验学术资源共享管理、虚拟仿真实验教学管理、实验数据分析查询系统，将“有限的实体实验教学空间”拓展成为“无限的虚拟实验教学空间”，实现虚拟仿真教学资源开放共享的目的。平台提供了丰富的多媒体素材库和三维模型库，开设了采矿学等网络精品课，实现网络化的开放式教学和优质教学资源的深度共享。学生通过虚拟仿真实验教学平台进行注册，获取虚拟仿真教学资源，进行虚拟仿真训练。平台主界面如图5所示。

三、教学课程设置

中心主要承担采矿工程、资源勘查工程、测绘工程、安全工程和工程力学等本科专业的课程实验教学、设计实践教学、工程训练实践教学。根据不同专业的教学需要，在虚拟仿真实验教学中实施了分类教学，如为采矿、岩土、安全、资源勘查、测绘、力学专业学生开设基础型实验、设计型实验、综合型实验，部分学生选作创新型实验。中心作为大学生课外科技创新设计与制作的主要支撑单位，为全校各类本科生创新竞赛和研究生课题研究提供服务，负责为其提供设备仪器、场所和指导。此外，中心还承担数值仿真计算、数字矿山模拟、虚拟优化设计等科研课题研究，解决在采矿工艺优化设计、岩土力学实验、采矿围岩失稳数值仿真模拟等大型复杂实验中遇到的物理实验设备昂贵、维护费用高以及采矿现场安全性差等问题。

中心的组织结构图如图6所示。中心下设矿山测量与数字矿山虚拟仿真实验室、采矿优化设计虚拟仿真实验室、岩石破裂过程与大规模并行计算数值实验室和安全环境及装备虚拟仿真实验室共4个虚拟仿真实验室，开设了各类虚拟仿真实验，涉及各类课程50余门。下面仅以采矿优化设计虚拟仿真实验室为例，将其开设的采矿优化设计虚拟仿真实验项目及对应的课程列于表1。学生通过相关课程的学习可以深入地认识露天矿和地下矿的建设过程、生产过程的各个环节，每种采矿方法的采准、切割、回采过程，是采矿学、井巷工程、凿岩爆破、数字矿山、矿山机械等课程重要的教学辅助手段。学生还可利用该实验室进行矿山开拓、井巷掘进、矿房回采的仿真设计，展示大学生创新实验相关成果，显著提高了学生对采矿相关课程和工程设计的学习效果，有利于培养学生的原理运用与实践创新设计能力，深受学生的欢迎。

四、特色与创新

1.建立理论教学与实践教学相衔接、物理实验与虚拟仿真实验相对应、课堂讲授与计算机辅助教学相结合的多种实验教学形式和内容体系。众所周知，采矿工程、测绘工程、资源勘查工程、安全工程等专业课的实践性强，与生产实际结合紧密，除了要求学生理解相关理论和方法，还要求他们能够联系实际解释工程施工过程中的岩土体失稳、破坏问题及防护机理。但受现场条件、人力、物力和财力以及难度等因素的制约，教学中很难采用现场物理试验或实验室再现的方法进行验证，即缺乏理论联系实际的有效方法。另一方面，利用数值计算、虚拟仿真和可视化技术，对岩石的变形与破裂过程进行数值仿真和试验，不仅可以帮助学生掌握理论知识，深刻理解工程设计原理，加深对未知现象的探索，提高学习兴趣和创新能力，而且可以克服传统现场工程实践周期长、危险性大以及岩石实验观测难、分析难、重复难等多种弊端，为采矿、岩土工程实验教学改革提供新的辅助教学手段。在东北大学“211”二期“矿山安全高效及绿色开采技术”项目验收过程中，专家认为岩石破裂失稳实验室（数值仿真试验和物理实验相结合的教学体系）建设是应用现代高新技术改造传统学科的成功范例。

2.构建以开发学生创新思维、锻炼创新能力的实验研究与学术交流有机结合的实践创新教学模式。由传统以教促学的学习方式代之以学生通過自身与虚拟环境的相互作用来获得知识和技能的新型学习方式，有助于学生全身心地投入学习环境中去，也有利于学生的创新技能培养。目前，社会对大学毕业生全面素质的要求越来越高，尤其体现在创新精神和实践能力上，培养出具有高素质创新精神和实践能力的人才已成为高等教育成功的重要标志。学生主动参与虚拟实验的设计和开展创新型实验，有利于实现“教与学的互动、理论与实践的结合、能力与兴趣的共增”的教学目标。

3.将科研成果应用到采矿工程及岩石力学的实验教学中，推进产学研深度融合，鼓励更多的本科生参与科研实践，在促进科研工作的同时提供本科生的创新能力，形成具有金属矿山特色的以科研促实验的教学模式和技能训练体系。比如，将大量有关硬岩岩石力学特性、地压灾害控制以及复杂采矿工艺优化等方面的科研成果（已获多项国家科技进步奖）引入实验教学当中，利用现代计算技术和虚拟现实可视化技术实现采矿工程和岩石破坏复杂现象的计算机再现。再如，目前尚没有实验方法能够让学生了解采矿工程施工过程复杂的岩石介质中的应力场，我们通过建立现场岩体结构面测试、应力场微震测试与动态开采应力场力学并行计算信息综合集成可视化系统，实现了采场围岩应力场的动态演示与分析，便于学生理解采场地压的变化特征。

4.实行开放式管理，以提高学生科学研究和工程实践创新能力、培养知识能力和实践动手素质协调发展的研究发展型人才为主线，构筑具有先进设备和先进管理体制的实践平台以及与理论教学改革相协调的实验教学体系。开放实验室不但可以提高实验室资源利用率，发挥资源的最大效益，而且对调动学生学习的积极性和主动性，提高动手能力，培养高质量的创新人才具有十分重要的意义。本中心在满足学院本科生虚拟仿真实验教学的前提下，向全校本科生和研究生开放，并为各类创新竞赛活动提供服务。

5.以东北大学新建的东北区域超算中心和云计算中心为契机，结合我校在金属矿山安全高效开采领域的技术优势，应用先进的云服务技术构建扩展性与兼容性好、内容丰富、独具特色的金属矿山岩石力学与安全开采虚拟仿真实验教学平台，以解决虚拟仿真实验教学资源的建设、整合、开放、共享问题，再辅之以虚拟化实验应用管理、实验学术资源共享管理、虚拟仿真实验教学管理、实验数据分析查询系统，将“有限的实体实验教学空间”拓展成为“无限的虚拟实验教学空间”，实现虚拟仿真教学资源开放共享的目的，起到国家级虚拟仿真实验教学中心的引领和示范作用，更好地为培养具有实践创新能力的人才提供服务。通过虚拟仿真平台的建设还可以扩大虚拟仿真实验资源的共享范围，满足跨地区和学科专业的虚拟仿真实验教学需要。

6.加强与国内外高校的合作，积极推广我们的教学研究成果，同时吸收兄弟院校先进的虚拟仿真实验教学管理经验。我们开发的一系列矿山和岩土工程虚拟设计、仿真计算、岩石力学分析辅助教学软件系统曾被列入国家教育部的中国网格计划“ChinaGrid”，当时成为我国高校唯一入选、并将通过中国网格计划推广的岩土工程类教学软件系统。由东北大学开发的具有自主知识版权的岩石破裂过程分析系列软件以及出版的《岩石破裂过程数值试验》、《采动岩体破坏与岩层移动数值试验》等系列教材在国内外多家高校和科研院所相关专业使用，10余所高校还建立了由东北大学提供教学技术支持的岩土力学数值试验室，每年涉及教学课程40余门，涉及本科学生3500多人。另一方面，我们通过学习和借鉴兄弟院校先进的虚拟仿真实验教学经验，从多途径获取优质实验教学资源，不断开发内容先进、共享范围广、效果好的虚拟仿真实验项目，

7.加强与企业的合作，共建和共享资源，并在实践教学中充分利用企业的优质设备资源、人力资源与技术资源，做到“物理实验与虚拟实验并重”、“校内学习与校外实践并重”、“理论学习与工程应用并重”，切实提高人才培养质量。近年来为鞍钢矿业集团、山东招金集团等矿山企业培训科技人员400余名，利用先进的虚拟仿真手段为企业提供技术培训与新产品开发服务，已协助企业开发新产品100余个。

五、教学成果

中心自成立以来取得了丰硕的教学成果。近5年来，共斩获国家教学成果二等奖1项、入选国家级精品课2门、国家精品教材1部、“十二五”规划教材5部；获辽宁省二等以上教学成果奖8项、辽宁省优秀网络课程奖6项、冶金部教改成果一等奖1项、冶金部优秀教材一等奖1项、入选辽宁省精品课5门、辽宁省优秀教学团队1个、辽宁省教学名师3名；获东北大学教学成果特等奖1项；出版教材、专著30多种；发表教改论文50余篇；开发各类专用虚拟仿真软件80余套。

在本中心做虚拟仿真实验的各专业学生踊跃参加全国性大奖和创新实验，并履获殊荣。以采矿专业学生为例，通过参加采矿学等一系列虚拟仿真课程训练和教学实践，最终获得全国采矿工程专业本科实践作品大赛一等奖3项，二等奖4项，获全国大学生创新大赛奖1项，获辽宁省网络课程大赛二等奖1项，获批东北大学本科生创新实验项目3项。

中心还获得了多项重大科研奖励，包括国家科技进步二等奖4项，省部级科技进步二等奖3项，中国黄金协会科技进步特等奖1项等诸多奖项，这些科研成果有力促进了实践教学发展。中心基于自身的学科与科研优势，始终坚持采矿优化设计虚拟仿真紧密与现场实践相结合，利用先进的物理实验平台验证学生的虚拟仿真实验结果，增强学生的理性认识，培养学生的工程分析能力与创新思维。通过虚拟仿真实验解决大型矿山生产流程复杂、物理实验平台成本高、操作危险、难于共享的难题，成为产学研合作成功典范。

在实验教学中应用虚拟现实技术不但可以获得与真实实验相同的体会，而且可以规避真实实验或操作可能带来的各种危险，还可以打破时空限制。总之，通过金属矿山岩石力学与安全开采虚拟仿真实验教学中心的建设，进一步深化了我们始终坚持的“物理实验与虚拟实验并重”、“校内学习与校外实践并重”、“科学研究指导教学实践”、“理论学习与工程应用并重”的教学理念。另一方面，让学生主动参与虚拟实验的设计和开展创新型实验，有利于创新人才的能力培养，也有利于实现“教与学的互动、理论与实践的结合、能力与兴趣的共增”的教学目标。

作者：杨天鸿 张春明 于庆磊 朱万成 张鹏海

岩土工程设计思维分析论文 篇2：

岩土工程勘察质量问题及解决措施

摘要：在岩土工程建设过程中，勘察工作是其重要内容之一，主要以岩土工程设计图纸与方案为依据，明确岩土工程勘察工作目标与意义，以岩土工程勘察工作质量影响岩土工程项目造价、工期、技术水平等。但是，在岩土工程勘察工作实施过程中，依然存在着质量不合格的情况，不仅对工程建设进度造成阻碍，而且还影响到工程建设质量。对此情况，还需建设单位及工作人员能加大管理力度，有目的性地制约岩土工程勘察工作质量，从而实现岩土工程勘察工作预期目标。

关键词：岩土工程;勘察;质量问题;解决措施

建筑工程的顺利实施，离不开有效的岩土工程勘察工作的支持，这是确保建筑工程设计方案和施工方案科学合理的重要基础。细致准确的岩土工程勘察结果能够及时发现地质条件中对建筑工程不利的因素及阻碍建筑工程正常施工的各项问题，以勘察结果为依据制定的设计方案和施工方案其实用性、科学性更高，不仅能够有效提升建筑工程施工质量和施工效率，还能帮助施工单位规避施工风险。所以在岩土工程勘察工作中要结合工程建设区域的实际情况，积极运用现代化科学技术，以前瞻性的思维做好对各种勘察质量问题的防控，以此不断提升勘察结果的可靠性和准确性。

1岩土工程勘察中质量控制优势

1.1提高建设工程的安全性

在开展岩土工程时，施工质量受到众多因素的影响，使岩土工程的施工质量与施工安全无法得到合理的保障。岩土工程勘察工作是一切建设工程的开端，只有全面做好施工现场的勘察工作，保障施工周围的安全性，认真做好质量控制，才能全面提高施工质量，保障建设施工的顺利进行。在开展岩土工程勘察工作中，施工人员通过勘察结果了解建设项目的实际情况，采取有效的措施规避这些风险，为后续的建筑施工提供保障。

1.2保障施工进度

岩土工程的勘察质量技术不仅提高建设工程的质量与安全性，还可以保障施工顺利进行，避免出现耽误工期的现象，促进建设工程如期完成。在进行岩土工程勘察质量技术工作中，能够提高勘察结果的准确性，施工企业结合勘察结果制订合理的施工方案，使施工方案具有较强的针对性，保障各项施工的顺利开展，避免由于施工过程中出现方案不符合实际施工情况而造成的影响施工进度。

2岩土工程勘察质量有关问题

2.1市场监管机制待完善

结合目前岩土工程勘察工作实施情况分析，整体工作质量、效率、技术水平等未达到预期要求，主要是因为还存在着各项影响因素，对岩土工程勘察工作开展造成阻碍。其中之一就包括缺乏完善的市场监管机制。首先，是因为相关部门对岩土工程勘察工作未引起高度重视，在此项工作实施阶段，各方面基础条件不充足，市场监管部门工作职责未充分发挥出来，导致各项问题持续性发生[1];其次，忽视对市场监管机制制定，无法约束与管理建筑单位及其他部门，导致部分单位单一化地重视经济效益，而忽视了对岩土工程勘察工作质量控制，最终无法满足工程项目建设要求;最后，因岩土工程勘察工作所面临的问题较多，所包括的工作内容较多，自然就存在着一定的难度与复杂性，均成为岩土工程勘察工作制约性影响因素。

2.2信息勘察技术运用存在问题

岩土工程勘察工作的顺利进行离不开先进的勘察技术，科技的发展进行，为勘察技术、勘察设备及勘察材料的创新应用提供了助力。这些新技术，新设备及新材料的推广使用，对提升勘察工作效率、避免勘察误差发挥了积极作用。然后就目前的勘察工作实际来看，有些勘察单位勘察技术的更新速度与实际勘察工作不同步，无法满足岩土工程勘察工作相关要求。再加上信息化技术应用范围较小，导致岩土工程勘察未能真正发挥出应用的效用。目前市场上的勘察软件与信息技术种类较多，如果勘察过程中选用的技术不当，也难以展现准确的勘察效果。

2.3岩土工程勘察人员缺乏综合素养

就整体情况来看，从业人员普遍缺乏专业的技术手段，在实际工作中很少进行工作交流，这就导致勘察工作繁忙时出现慌乱。对于一些个别现象，存在一些综合素质与专业水平较低的民工队伍，并不具备细致的工作流程，都是结合自身的经验勘察，使岩土工程勘察受到一定程度的影响。岩土工程勘察专业人才流失严重，许多勘察人员并不具备良好的责任感，当事故发生时经常推卸责任，影响勘察工作的顺利进行。

3岩土工程勘察质量问题解决措施

3.1制定完善的市场监管机制

为确保岩土工程勘察质量，还需加大对其的控制力度，并从岩土工程长远发展角度展开探究，既注重岩土工程勘察质量，又要营造良好的市场氛围与环境，严肃处理低价中标、“假合同”、“双合同”等问题，引起建设单位与勘察部门重视，明确自身工作职责与义务，严肃约束自身行为。第一，建立完善的诚信机制，对勘察人员档案、工作问题档案、工作成果档案等进行统一化管理，能在项目招投标阶段，择优选择信誉良好勘察人员，为后续工作开展奠定良好基础;第二，具备完善的规章制度，勘察单位要加大项目审核力度，能在审核阶段及时发现不达标项目，并及时整改，依据严重程度给予相应的警告或处罚。第三，明确各方责任，避免在出现问题时相互推诿责任，能依据责任制度对相关问题标准化处理，与长效机制综合应用，确保岩土工程勘察质量。

3.2采用先进的岩土工程勘察技术

岩土工程勘察工作在现代化的工程项目中发挥的作用愈发凸显，要想切实发挥出岩土工程勘察工作实效，在实际勘察过程中，必须积极引进先进的岩土工程勘察技术，结合勘察现场的具体情况，科学选择最佳适用且较为先进的技术，加强对勘察过程中所有环节的技术管理，并通过试验的方法来检验勘察结果的准确性。同时由专人负责对整个勘察过程的监督控制，以便了解整个勘察工作动态，依据具体情况对勘察方案作出优化调整。GPS、TEM、GPR等先进技术在岩土工程勘察工作的应用，使得勘察工作效率和勘察数据质量都有了显著提升。

3.3提高勘察人员的整体素质

为了更好的促进岩土工程勘察企業的发展，首先要强化企业内部人才管理，积极提高勘察人员的综合素质，从而保障勘察工作质量的稳步提升。在实际工作中，要充分引导勘察人员应用专业的技术软件来开展工作，保障勘察结果的准确性。岩土工程勘察对人才的专业要求比较高，所以，在岩土工程勘察工作中，要全面提升勘察人员的专业知识水平和良好的操作技术，企业积极建立人才培养体系，构建完善的激励机制，强化勘察人员的工作责任感和积极性，提升勘察人员的综合素质。

结束语

随着社会经济的快速发展，我国建筑行业也逐步趋向完善，但是在工程建设中，业界普遍更关心设计、施工的成本和质量。勘察在整个建设周期费用中所占比重较低，虽然作为项目建设五方责任主体之一，但是并未受到足够重视。为此，我国岩土工程勘察部门必须全面创新勘察技术，结合实际岩土工程勘察工作中存在的问题进行分析，探索有效的地址勘察策略，解决现阶段岩土工程勘察质量的影响因素，提高勘察工作技术水平。

参考文献：

[1]侯传波.岩土工程勘察中存在的问题与解决方法的探讨[J].住宅与房地产，2018（27）：185.

[2]卢太卫.岩土工程勘察中存在的主要问题及其优化措施[J].冶金与材料，2019（02）.

[3]洪文二.建筑工程岩土工程勘察工作存在问题的探讨[J].西部资源，2019（5）：119-120.

[4]张韬，王文忠.岩土工程勘察中存在的主要问题及其优化措施[J].科技创新与应用，2020（16）：118-119.

青岛市勘察测绘研究院 山东青岛 266033;青岛岩土基础工程公司 山东青岛 266033

作者：王馨一 韩小龙 任凯

岩土工程设计思维分析论文 篇3：

地方高校岩土与地下工程专业的建设与思考

摘要：岩土工程尤其是地下岩土工程是21世纪土木工程的重点和发展方向。在地方高校开设岩土与地下工程本科专业方向，存在较多困难，主要表现为：学生对专业的认识不够，专业师资不均衡，专业课程体系设置不够合理，专业实验实践教学环节不完善和传统教学思路不能满足专业学习的需求。为了提高人才培养质量，我校经研究提出了相应的改革措施，主要有：优化课程体系，加强专业师资建设，丰富教学模式、强化实践教学，加强实验、实习教学环节，推行导师制。实践结果表明，改革措施效果良好，拉近了老师和学生的距离，加深了学生对本专业的认识，有助于岩土与地下工程专业人才培养质量的稳步提高。

关键词：岩土与地下工程；人才培养；实践教学

一、问题的提出

岩土工程尤其是地下岩土工程是21世纪土木工程的重点和发展方向。目前，在国家进行大规模基础设施建设、西部大开发、一路一带和城市现代交通建设中，涉及水电、建筑、交通、矿山、深部能源开发储备、海洋资源开发与交通、地质灾害防治等行业，面临许多岩土工程问题亟待解决，特别是特大城市的层出不穷，对地下空间的开拓已经成为城市扩容的新增点，在现代化城市立体化建设、地下空间开发、地铁、跨海大桥、海底隧道、人工岛、深基坑、地下停车场等方面需求越来越高，对相关专业的人才需要相应越来越多，同时也对土木工程专业人才培养提出了新的要求。

我院具有良好的岩土工程学科基础，土木工程专业拥有一级学科博士授予权，也拥有良好的岩土工程专业相关科研平台和研究基地，如湖北长江三峡滑坡国家野外科学观测研究站、三峡库区地质灾害教育部重点实验室等。在大量调研和准备基础上，学院于2016年在土木工程专业下开设了岩土与地下工程的本科专业方向。作为一所地方高校，由于教学资源、师资力量、办学条件、资金投入等方面的不足，在专业建设和学生培养过程中，逐渐出现了较多问题，因此，如何依托我校的优势和特点，进一步完善岩土与地下工程专业人才培养思路和方案是亟待解决的问题。

二、专业建设中存在的困难

（一）学生对专业的认识不够

岩土工程是土木工程下的一个二级学科，岩土与地下工程是土木工程领域专门研究关于土体和岩体的工程性质及其应用的一个学科分支。土木工程专业学生一年级的时候统一上基础课，二年级结束后根据兴趣进行专业方向分流，但是，很多同学对土木工程下属各专业方向不了解，选择专业方向的时候往往是迷茫的，通常认为简单的岩土力学试验等就是岩土工程，选择的时候多数是从众心理，也是无序的。部分同学在师兄、师姐或者家长的建议下，虽然选择了岩土与地下工程专业方向，但是对专业的内涵和发展方向依然不甚了解。

（二）专业师资的不均衡

与土木工程下属其他二级学科相比，岩土与地下工程的涉及面更广，包括地面、地下和海底（水底）岩土体相关的工程问题，对专业教师的专业方向要求很高。我院目前从事岩土工程专业的教学和科研的教师很多，但专业相对比较单一，主要集中在三峡库区地质灾害防治和水电工程相关的边坡、隧洞、坝基变形稳定分析，相关城市地下空间开发、地下轨道交通、海洋岩土力学等专业方向的师资很少，这对学生全面专业素质的培养存在较大的影响。

（三）专业课程体系设置不够合理

目前课程体系由通识核心课、素质拓展课、专业基础课、专业核心课和专业拓展课五个模块组成，各个模块之间相互独立，但是存在知识点重叠交叉的问题。例如《岩土工程勘察》、《岩石力学》、《边坡工程》等多门课程内容存在交叉重叠部分；同时，教材内容没能涵盖专业发展前沿知识。在全国素质教育发展的趋势下，专业课程学时压缩教师压力很大，无法增开新的专业课程。因此，需要梳理课程内和课程间知识点的内在联系，构建以知识点为主线的教学体系，开展专业课程教学内容的整合，优化教学安排，提高教学效率和学习效果。

（四）专业实验、实践教学环节不完善

岩土与地下工程专业是一个实践性很强的专业方向，虽然各级部门都认识到实践环节的重要性，但在实际教学执行过程中存在明显的不足，一方面岩土工程专业方向的实验课没有上升到其应有的“课程”高度，也未相应地当成一门课程来建设，只开设了《土力学》、《岩石力学》等基础实验课程，没有开设专业课程相关的实验课，教学资源不丰富，实验平台不完备；另一方面，实践教学环节与具体实际工程脱节，基本流于形式，实践内容不系统、不完整；实践教学环节监督不到位，考核管理不严，实践教学环节各自独立分开，学生知识的持续性、连贯性较差。学生综合训练不够，综合能力差，缺乏整体概念，解决问题意识不强，创新能力不足。

（五）传统教学思路不能满足专业学习的需求

传统的教学方法、教学过程和教学模式无法满足岩土与地下工程专业学生能力培养的需求，随着新的设计理论、施工机械及施工工艺在岩土与地下工程中的广泛应用，单纯的课堂教学和试验教学已无法让学生对岩土与地下工程的施工过程有个清晰的了解，工程实践能力培养明显不够；同时，企业对专业人才能力的要求越来越高，特别是实践动手能力、对新事物的消化接受能力以及持续创新能力。大学生创新能力不足与目前理论教学与实践教学脱节，传统的教学体系与当前社会快速发展不相适应、创新思维培养过程缺失有关，需要对传统的教学思想和教学模式进行改革。

三、改革措施

为解决上述问题，学院组织岩土工程专业教师出去调研，一方面到相关老牌开设岩土工程专业的高校調研学习，了解目前岩土工程专业的人才培养方案、课程体系、就业方向、领域，以及存在的问题和应对措施；另一面，到相关岩土工程设计、施工、咨询企业调研分析，了解企业对该专业方向人才知识面、能力等方面的实际需求。在此基础上，结合我院岩土工程专业的基础和特色，特在如下方面进行了改革与实践。

（一）优化课程体系

对岩土与地下工程专业方向人才培养方案进行了修订，根据专业定位和培养目标，进一步完善课程体系。对岩土与地下工程专业课程教学内容进行了整合，构建以知识点为主线的教学体系，重点梳理专业基础课、专业核心课和专业拓展课的课内和课程间知识点的内在联系，将多门甚至所有专业课程以知识点为主线，按模块化设计思想优化教学内容，以课件形式进行串联形成知识链，实现不同课程的知识点关联，不同课程间知识的相互渗透，采用“模块+专题”的教学方式实现教学内容的有机组合。例如，原课程体系中《岩土工程勘察》、《岩体力学》、《边坡工程》等课程中均涉及部分边坡勘察的教学内容，分别在不同学期开课，经过整合，这部分内容安排在《岩土工程勘察》中重点讲述；《岩体力学》、《边坡工程》两门课程中都涉及边坡稳定计算分析，整合之后，这部分内容安排在《边坡工程》中介绍。通过以知识点为主线的课程体系整合，一方面提高了课程教学内容的系统性和连贯性，方便学生学习，另一面，节省了部分因教授重复知识点占用的课时。同时，顺应岩土与地下工程建设与发展的需求，在课程内容的选取上，及时引入最新的研究成果和技术规范等。

（二）加强专业师资建设

针对专业师资力量不够健全的情况，我们在岩土与地下工程专业现有师资力量优化整合基础上，一方面，根据培养课程体系，制定相关专业教师的人才引进计划，包括高等学校相关专业的博士和企业里面多年工程经验的专家；另一方面，建立与国外高校的合作关系，推荐专业教师到国外去交流学习，开阔青年教师的国际视野，促进青年教师的专业素质和教学水平的提升。第三个方面，基于校企合作，学院协助联系对应企业，安排专业教师去企业挂职锻炼，掌握岩土工程相关的设计、施工具体流程，了解相关技术发展动态和存在的相关工程技术问题，加强教师专业素质特别是实践教学能力的培养。

（三）丰富教学模式、强化实践教学

针对专业教师理论有余、实践不足的特点，通过校企合作，在大中型岩土工程企事業单位中选聘具有扎实专业技能和丰富实践经验的专家，与专业教师联合讲授专业课，承担一定学时的课程教学，给学生介绍实际的岩土工程设计、施工案例，将工程要素融入课程教学，让学生在专业课堂上加强理论与实际的联系。例如在《基础工程》、《地基处理》、《边坡工程》、《岩土工程勘察》、《地下工程结构》等专业课程中均安排了2-4学时的专家教学时间，学生反馈效果良好。

科教融合，依托本院在岩土工程领域良好的科研积累，鼓励教师将最新的科研成果引进课堂，并设专题讲座为学生介绍具体的岩土工程问题解决思路、流程。比如在《岩石力学》课程里面介绍我校教师在《卸荷岩体力学》方面的最新研究进展，在《边坡工程》中介绍我校在三峡库区滑坡治理中开展的最新工作，通过实例教学，启发学生的创新思维，拓宽学生的视野，培养其解决工程实践问题的能力。

（四）加强实验、实习教学环节

岩土工程专业方向的实验室在科研方面具有较好的积累，但在为本科生提供实验平台方面还存在着不足。因此，我校在充分利用现有实验室的基础上，制定了《岩土力学试验》本科教学实验室建设计划，进一步完善现有基础实验项目，增设综合性、创新性实验内容，同时鼓励学生积极参与教师的科研项目实验。

通过校企合作，进一步完善岩土工程专业实践、实习教学基地建设，安排专业教师提前集中备课，全程指导实习，并聘请企业专业技能丰富的专家担任现场实习指导教师，负责讲解和答疑，实现理论与实践的融合，制定了学生实习、实践考核答辩制度，确保实习效果。

土木工程实训是土木工程专业教学计划中的重要实践环节，我校依托土木与水利工程虚拟仿真湖北省实验教学中心，通过与厂家协同合作，联合进行了岩土工程专业施工仿真实训开发，目前已经完成了《地基与基础工程施工》、《桩基础工程施工》等模块的建设。通过施工仿真实训，达到理论结合实践，实践贴近实际的教学效果，深化学生对已学专业理论知识的理解，强化专业知识的综合运用，提升学生对岩土工程专业技术岗位的认知度，以适应社会对高层次应用型技术人才需要。

（五）推行导师制

针对目前人才培养过程中存在的困境，学生和老师最大的期望是加强师生间的联系和交流。学生从导师身上学到的除了基础理论知识之外，更重要的往往是很难提炼的隐性知识，比如：面对一项工程问题，相应的分析问题、解决问题的思维方式；面对人生困境时，如何调整心态，积极地去面对解决，以及一些为人处世的能力等。这些隐性知识对人才培养，特别是综合素质的培养对学生的促进作用往往更为显著。

岩土与地下工程专业方向开设以后，我校针对学生存在的问题，研究推行了学生专业导师制，选拔具有丰富教学经验和较强业务能力、热心为学生服务的专业教师担任本科生导师，通过双向选择，每位导师指导2-3名本科生。导师从思想引领、专业指导、学术引导、职业规划与考研就业指导、毕业设计指导等方面为学生提供全面指导，引导学生积极开展专业实践、科技创新和社会实践活动，有意识地培养和提升学生的人文素养、文献和信息检索能力、社会实践能力和科研创新能力。另外，我们还提倡有条件的导师适当安排学生参与科研课题或教学改革课题的研究或辅助性工作。

四、结论及建议

在岩土与地下工程的本科专业方向建设过程中遇到了较多的问题，针对这些问题，学院在广泛调研的基础上迅速采取了各种改革措施，经过一年来的培养与实践，各种问题陆续解决，师生反馈效果良好。老师可以更好、更直接地指导学生，学生普遍感觉受益很多，加深了对专业的认识，开阔了视野，大部分学生都参与到导师的科研项目和科技创新课题上来，有的学生也参与完成了科研论文和专利的撰写。

同时，随着社会和科技发展，社会和企业对人才的要求越来越高，为了更好地培养岩土工程领域的专业人才，在上述改革措施贯彻执行的过程中，专业教师还需要开展更多的工作，一方面进一步加强对学生动手能力、创新能力以及解决工程实际问题能力的培养，另一方面，也需要加强培养学生人际交往能力和团队协作能力等人文素质。

参考文献：

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[4]张惠娟.谈案例教学实施过程中的几个问题[J].教学与管理，2007，（09）：111-112.

作者：邓华锋 李建林 刘大翔 丁瑜