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摘 要 通過文獻資料、問卷調查、數理統計等研究方法,通過對大慶第一中學教職工羽毛球開展狀況進行調查分析,發現羽毛球運動在中學的開展還是非常緩慢的,教職工對羽毛球運動的喜愛程度還是很有限的,并不是很多人都喜歡這項運動。從中分析原因,找出辦法,如何才能讓羽毛球運動在中學發展的更好。
關鍵詞 教職工 羽毛球 調查
羽毛球運動越來越受到人們的喜愛,大慶第一中學很多教職工也加入到其中。從其發展和現狀來看,大慶第一中學教職工羽毛球運動的開展還有很多可探討之處,本文對大慶第一中學教職工羽毛球開展進行調查分析并提出建議。
一、研究內容與分析
(一)大慶第一中學教職工的性別特征
本次問卷調查采取隨即抽樣,其中男性占80%,女性占20%,反映出目前大慶第一中學教職工羽毛球參與者中男女比例相差很大,男性偏多。
(二)年齡特征
大慶第一中學的教職工羽毛球運動主要集中在26-35歲,36-45歲,分別占總人數的35%,60%。因為人在26-35年齡階段時正值年壯,精力充沛,協調能力也較強。40歲左右年齡階段時對身體健康更為重視,更熱衷于參加體育運動。從以上數據中我們可以發現隨著年齡的增長,參與人數逐漸增加。而中年人的比例最高說明更加注重修身養性,注重身體健康,意識到體育健身對身體的重要作用。
(三)學歷特征
大慶第一中學教職工羽毛球運動群體的文化程度比較高,多數受過高等教育,大學和碩士研究生共占92.5%,這部分人受過高層次的教育,保持身體健康意識較強。由于羽毛球本身具有的易學,娛樂。所以羽毛球易被作為高雅的健身運動,作為豐富業余生活的重要方式。
(四)職業特征
教職工和管理階層參與羽毛球運動的比例排在第一和第二位,為75%和15%。由于他們平時工作任務繁重,所以更需要通過運動來減緩壓力,保持身心愉悅(見表1)。
(五)收入特征
如表2所示,大慶第一中學教職工羽毛球健身人群收入在3000-5000,占60%,這說明個人經濟對群眾參加羽毛球運動有很大影響。需要指出的是收入在5000以上的比例也不在少數,說明高收入人群尤其重視身體健康
(六)教職工參與羽毛球運動的頻率和強度
大慶第一中學教職工參與羽毛球運動的頻率:每周1次的為15%,2-3次的為40%,4次或4次以上的為45%;教職工參與羽毛球活動的強度,以每次1-2小時的最多,占60%;花更多時間的較少。
(七)教職工進行羽毛球運動的場所
大慶第一中學教師進行羽毛球運動的場地較集中。單位體育設施是首選。因為大慶第一中學基礎設施完善,各部校共有7個體育館,對于教職工在工作之余進行娛樂健身提供了良好的場地。
(八)教職工參與羽毛球運動的形式
教職工參與羽毛球活動的主要形式是與同事、朋友一起鍛煉。選擇比例達100%,由于我校個別教師羽毛球水平較高,參與省、市、區組織的活動,占15%。綜上所述,在一定程度上反映出,學校體育館成為了教職工鍛煉和娛樂的第一選擇。
二、結論與建議
(一)結論
1.結果表明,羽毛球是不同年齡體育人口選擇的主要項目。本文表明羽毛球運動在大慶第一中學有普遍的群眾基礎,教職工對羽毛球運動的總體評價是持積極態度的。
2.羽毛球之所以如此受教職工喜愛,是由于它所擁有的多項優點決定的。比如方便,易攜帶,無論年齡大小都可以參加,更重要的是一個家庭或多個家庭可以同時參加。
3.還有個重要的原因就是大慶第一中學擁有屬于自己的場館,參加運動很方便。
(二)建議
1.我們必須加強教職工對羽毛球運動的認知,讓其了解到羽毛球運動的好處。
2.要增加教師之間的比賽次數,讓更多的教職工對羽毛球運動產生興趣,我校還有很多的專業教練可以為初學者和想要嘗試這項運動的教職工進行指導和講解。這些因素都會對我院的羽毛球運動開展起到較大的推動作用。還有就是加長開館時間,給羽毛球愛好者更好的鍛煉環境。
參考文獻:
>> 古鎮旅游資源保護與開發研究 旅游資源開發與環境保護研究 名人故居旅游資源開發與保護研究 遺產型旅游景區旅游資源的開發與保護 山地旅游資源特征及景區開發研究 古村落旅游資源開發與保護略論 談談旅游資源開發與環境保護 論旅游資源的開發與保護 試論民族旅游資源的開發與保護 試論旅游資源的開發與保護 論旅游資源開發與文物保護 中國長城旅游資源開發與保護 漳州國家地質生態公園旅游資源的深度開發研究與對策 基于公共選擇理論的旅游資源開發與保護研究 無錫市水體旅游資源的開發與保護研究綜述 中國民俗風情旅游資源開發與保護策略研究 青巖古鎮旅游資源開發與保護研究 利益相關者視角下生態旅游資源保護與開發研究 興城古城旅游資源開發與保護策略研究 特色旅游資源開發與保護的研究 常見問題解答 當前所在位置:.
[2]地質礦產部環境地質研究所.中國旅游地質資源圖說明書[Z].北京:中國地圖出版社,1991.
[3]曹凱,江南,呂恒,等.面向對象的SPOT5影像城區水體信息提取研究[J].國土資源遙感,2007,(2):27-29.
[4] 余紹華,楊世瑜.澳大利亞旅游地質資源開發與保護的經驗與啟示[J].昆明理工大學學報(自然科學版).2011,36(1):1-6.
[5]郭威,丁華.論地質旅游資源[J].西安工程學院學報,2001,23(3):60-63.
[6]馬銘嘉,張兵,趙晶晶.丘北普者黑巖溶地貌景觀特征[J].四川地質學報,2010,30(3).
[7]王錫魁,王德主編.現代地貌學[M].吉林大學出版社,2008.126-127.
[8]高抒,張捷.現代地貌學[M].高等教育出版社,2006.276-277.
[9]馮天駟.中國地質旅游資源[M].北京:地質出版社,1998.
一、實習目的:
1.鞏固課堂所學的基本理論,聯系現場實際,驗證和拓寬視野,培養和實際工作能力。
2.掌握流水的地質作用對巖石的影響及沖刷形成河谷的過程。
3.了解三大巖石的形成過程,辨別巖漿巖、沉積巖、變質巖,產生時代、結構、產狀、形成原因及現象等。
4.學習運用羅盤儀測巖石的走向,傾向和傾角。
5.用流水地質作用分析秀峰深谷和河谷地貌的形成過程。并了解溶洞的形成原因。
6.培養學生吃苦耐勞、艱苦努力、遵守紀律、團結協作等優良品質和增強集體觀念,掌握野外的操作技能和編寫實習報告的能力,總結此次實習與我們所學專業的相關聯系。
二、實習內容:
這學期我們土木專業進行了為期兩天半的廬山地質實習,第一天上午我們到達了那里并安排好了住宿,下午一點我們出發到秀峰觀察其地質概況。第二天上午到海匯鎮水庫觀察其地質概況和沉積物,并學習羅盤的使用,下午便去三疊泉觀察沉積巖的形成以及廬山的形成,最后一天沿路返回觀察獅子洞的溶巖現象,然后去了采石場。通過這次野外實習,我們進一步加固和加深了課堂里學過的理論知識,而且我們還能用工程地質觀點分析實際問題和觀察能力。在實習中,觀察分析褶皺、斷裂特征,學會了辨認分析河流地質作用的能力,從而進一步明確了工程地質的地位以及與工程建設緊密結合的治學思想。
三、實習路線:
秀峰龍潭-秀峰臥龍橋-海匯鎮水庫-三疊泉-獅子洞-隘口馬頭山莊
四、廬山及其概況:
廬山,雄峙于長江南岸,兀立于鄱陽湖西北。廬山、長江、鄱陽湖三位一體的奇妙結合,特殊的地理位置,造就出具有突出價值的地質地貌景觀。在地貌學上,廬山稱為“地壘式斷塊山”。它在10億年前就開始了它的發展史,它記錄了地球的地殼演變史,它承載過地球曾發生的那一次次驚心動魄的巨變。shixi.exam8/
廬山是由北東——南西向斷裂作用上升而成的斷塊山,平面形態呈腎形,中部寬而向東北和西南逐漸收窄,長20多公里,最寬10多公里,最高峰為漢陽峰,高1474米。山體內的褶皺、斷層和單斜構造地貌都很明顯。此外,還有尚在爭論中的第四紀山岳冰川地貌。六十多年前,地質學家李四光經過反復考察和研究,認定廬山第四紀時發生多次冰川,并命名為:鄱陽冰期、鄱陽—大姑間冰期、大姑冰期、大姑—廬山間冰期、廬山冰期,為中國第四紀冰川地質學奠定了堅實的基礎。
廬山,位于中國江西省北部,東經115度52分——116度零 8分,北緯29度26分——29度41分,面積302平方公里,外圍保護地帶面積500平方公里。北瀕一瀉千里的長江,南襟煙波浩渺的鄱陽湖,大江、大湖、大山渾然一體,險峻與秀麗剛柔相濟,素以“雄、奇、險、秀”聞名于世。
在整個的廬山地區,存在著兩大主要的斷層:泉斷層(鄱陽湖一帶)下降,形成盆地,即為鄱陽湖;蓮花洞斷層(九江一帶)下降,形成了九江盆地。鄱陽湖即為斷陷盆地。
關鍵詞: 海洋地質學教學改革實踐
海洋地質學屬于海洋科學與地質學的邊緣學科,也是我院海洋科學專業大二本科生的一門專業基礎課程,是該專業知識結構中不可缺少的重要組成部分。課程具有體系龐大、內容繁多、理論性與實踐性并重的特點,其前修的專業課程較少,海洋地質學課程既承擔著專業起步教育,又要為后續的專業學習和科研打下堅實基礎的任務,在整個專業課程體系中發揮著承前啟后的重要作用。因此,為提高課程教學質量,必須調整在新形勢下海洋地質學課程的教學設計方案,對教學內容、教學手段與方法、考核辦法、實踐教學等方面進行改革,努力實現培養學習習慣、增強能力訓練、培養創新意識的課程教學目標。
一、對海洋地質課程內容的改革與實踐
海洋地質是一門古老而又年輕的課程。海洋地質學成為一門成熟的獨立學科至今僅半個世紀,但已衍生出多個日益成熟的分支學科,最早出現的海洋沉積學,以研究現代海洋沉積物的特征、時空分布、形成和演變機制為內容;經典的海洋地貌學,以研究海底形態、空間分布及其成因為內容,以及最海底構造地質學、海洋地球物理學、海洋地層學、海底礦產地質學、海洋災害地質學和海洋工程地質學等[1]。作為深海鉆探計劃和大洋鉆探計劃的產物,古海洋學迅速臻于成熟,以追索海洋發展變化史、海陸變遷、反演海洋成因和古環境的演化為內容,是當今全球變化研究的重要角色[1]。
基于這樣的課程特點,授課老師在講解時既要介紹海洋地質的發展歷程.又要關注海洋科學最新的研究成果。這就要求我們必須具有靈活的教學思想,在明確教學目標的基礎上,加強實用教學,整合課程內容。本課程教學目標主要有三個方面:一是通過本課程的學習加強學生對海洋技術專業的定位認識。海洋技術專業是我院國家級特色專業,但該專業剛設置不久,課程設置與建設還有待完善,課程體系的邏輯關系還有待理順,因此學生往往對自己所學專業認識不夠。海洋地質課程的開設能夠使學生從低年級的迷茫中走出來,對自己的應該掌握什么樣的專業知識、走上社會后自己的發展定位有較清晰的認識。二是為學生建立一個系統的海洋科學的知識體系。本課程的教學內容主要涉及海洋地質的內容、方法和理論,以及野外工作的組織和實施,既介紹地質學基礎理論和概念,又講授海洋科學的內容、理論,以及最新的海洋地質學科的前沿知識。這樣就使學生從不了解海洋地質學到了解較多,再到掌握系統知識。三是培養學生積極進取、追求真理的精神。對于海洋地質,除去教授方法之外,我們還要提倡追求真理的精神。只有對海洋之謎抱有孜孜不倦的探求之心,對海洋開發事業充滿熱愛,才能使海洋科學蓬勃發展、一往直前。
我院是培養海洋科學應用型人才的工科院校,我們講授海洋地質時要做到知識重點突出、內容由淺入深、豐富易懂。以海洋地質的內容和方法為主線,以培養學生的現場操作能力為宗旨,加強實用性教學。一方面使授課內容井然有序,突出教學的實用性、系統性,另一方面適時調整教學內容的深度和廣度,對有些章節進行增刪,將講課、作業、實習有機結合。培養具有較強的現場操作能力和創新能力人才。
二、對海洋地質課程教學方法的改革與實踐
(一)采用多媒體輔助教學方式
多媒體教學是一種現代化的教學手段,進行多媒體教學,可使教學過程感性化、形象化[2],[3],不僅可以增大信息量,而且可以產生圖文并茂的效果。這對于海洋地質學的教學尤為適用。教師在制作課件時,把搜集到的關于海洋形態、海洋現象、海洋地質地貌、海洋調查、海洋生物、衛星海洋遙感及自然地理、地質學的圖片,結合課程的相關內容,通過多媒體手段展示給學生,使學生對海洋的認識由模糊轉變為清晰,由常識性了解轉變為從專業角度提出問題、思考問題和解決問題,不僅能使課堂生動活潑,而且能使學生在輕松的氣氛中吸取知識。例如講解大洋鉆探中沉積物柱狀樣的采集,僅靠授課老師口頭描述是講解不清楚的,因為學生沒有接觸過采集儀器,也沒有親身參與過,對于如何使用鉆孔設備采集沉積物柱狀樣更是無從理解。通過Flash課件,學生不僅認識了儀器,而且對使用方法及注意事項也有了深刻的印象,并且認識到沉積物柱狀樣在全球變化研究中的重要作用,達到了很好的教學效果。除此以外,我們在課堂上還進行簡單儀器的演示教學,例如抓斗式采泥器使用的講述。
(二)播放錄像資料,開展相關知識講座。
在課程的教學過程中,我們利用集中時間來播放有關影像,在講授到重要章節時會安排一些有關海洋科學的錄像資料。如在講授完前言后,我們播放了有關大洋鉆探的發展歷史的影像資料,此前的教學內容學生比較容易掌握和記憶,并激發了他們對本課程的探求興趣,而影像的播放更是起到了提高效率的作用。影像的內容應豐富,例如泰坦尼克號探秘、深海探測、大洋鉆探等。通過觀看影像,學生的學習興趣大大提高,感到課程的知識內容和現實應用緊密相關。除了在課堂的教學外,我們還組織學生成立海洋科技活動小組,由專家老師不定期做一些講座,向學生講授海洋調查方面的知識并回答他們的提問,展開討論,等等。南京大學、中國科學院海洋研究所、廈門大學等科研院所的專家們為我們做了物理海洋、海洋地質、海洋古生物專業的調查研究等講座,講座內容豐富,又通俗易懂,以學生喜聞樂見的形式展現,向學生提供了更多的課外學習機會。
(三)合理選用教學方法,實施拓展教學。
海洋地質學課程體系繁多,不同的教學內容,其授課方法有所不同。教學過程中,將此龐大內容體系組織成為三大主題,即海洋地質構造運動及其相關結果,海洋沉積動力及其地貌演變,以及海洋地球化學過程與其相關資源。同一主題知識具有許多共同特征,學習、理解和掌握都較有規律。授課時主要講授知識結構,然后選擇其中一個內容作為典型,結合幻燈、圖片、模型、標本進行詳細分析講解,而其他知識僅進行對比講解,指出其共性和異性。這樣不僅增加了單位課時的知識容量,而且使學生掌握了知識間的內在聯系。具體講授內容量,可視課時數量、學生接受能力等靈活調整,既可精深、引申和拓展,又可提綱挈領地講授,而不影響整體知識結構[4]。
(四)課堂教學與實踐活動相結合。
實踐教學既可鞏固課堂知識,加深對海洋地質學的認識,又可調動學生主觀能動性,培養學生學習興趣與能力,是進行創新能力和綜合素質培養不可替代的環節。基礎教學是海洋地質學課程的主要任務,根據理論教學內容和學習進度分別開展課內實踐教學,其進度與課程理論教學同步進行。例如參觀海洋地質標本、化石標本、海洋生物標本,在海洋科學導論課程的教學過程當中,參觀標本實驗室已成為教學中不可或缺的一環。地質標本和化石標本向學生展示了地層的演化和變遷,生物標本給學生展示了多姿多彩的海洋生物世界。通過實物標本的視覺和觸覺效果,學生對海洋這一知之甚少的領域產生了濃厚的興趣。通過采集和積累大量礦物、巖石、古生物等標本,加強室內認識實習。實習內容主要有通過觀察,認識常見造巖礦物的形態、條紋、光學、力學等特征;學習根據造巖礦物的形態和物理特性,用肉眼鑒定常見造巖礦物的技能和描述礦物的方法;觀察火成巖、沉積巖和變質巖等標本,分析其典型結構、構造特征;了解三大類巖石間的形成環境及其轉化關系;參觀地質模型、圖片陳列展,了解巖石的形成環境及其轉化關系。為增強實驗課教學效果,除采用布置課前預習、課前提問等方式,我們在學生觀察描述過程中加大巡視和輔導力度,從學生報告進展、姿勢、表情等方面發現其存在的問題,及時給予指導和糾正,有效保證了實驗課教學質量。
(五)更新教學內容,注重基礎與前沿結合
隨著科技的發展,新研究成果不斷涌現,海洋地質學的教學內容應與時俱進,將基礎知識與新發展的學科知識及實踐應用成果有機融合。目前的研究重點和趨勢集中于三方面:(1)海洋的起源、發育和演化。主要包括板塊構造理論、古氣候與古海洋學研究和大洋發展史等。(2)海洋資源研究。研究油氣資源、深海底礦產資源和近海礦產資源等海底自然資源的成因、分布特征和開發。(3)全球變化與海洋環境的研究。研究海洋對氣候的影響和制約,通過對海表和深部變化及與陸地相互關系的研究,了解全球氣候變化的歷史和聯系,以及極地地區的海陸變化對整個全球變化的影響,并提出相應的措施[5]。上述內容在教學中應給予一定的重視和體現。教學內容需與學科發展同步,將最新科技成果引入教學中。此種教學內容改革一方面注重課程基礎知識,強調學生基礎訓練和地質功底的培養,另一方面及時將最新科研成果和教改教研成果引入教學,使學生在本科學習階段就了解學科發展動向和學科研究的科學意義和應用前景。
三、結語
海洋地質學是一門系統性專業性很強的課程,各章節相互關聯,其教學內容、體系、方法及手段等方面的調整和改革,需要隨教改的深入不斷地進行更新完善,例如:進一步明確教學目標,在教學內容和教學手段上有所創新;根據學生的知識背景,了解學生掌握知識的程度、廣度和深度,使教學內容符合學生的要求;教學的內容除了基礎知識外,還應該和實踐活動相聯系。通過多種教學手段,把大量的信息深入淺出、簡單明了和直觀生動地傳授給學生,以學生為主體,調動學生的學習積極性,等等,這樣才能始終保持可持續高水平的發展。
參考文獻:
[1]呂炳全.海洋地質學概論[M].上海:同濟大學出版社,2008.
[2]楊惠元.試論課堂教學研究[J].語言教學與研究,2004,(3).
[3]董春來,焦明連,周立,湯均博,蔣廷臣.“大地測量學基礎”課程教學改革的實踐[J].測繪工程,2006,(6).
[4]王永紅.“海岸動力地貌”課程中的互動式教學和人文教育[J].中國地質教育,2010,(1).
關鍵詞:地質調查技術方法 材料收集
一 地質調查的技術原則
1.1 收集材料,遙感解譯現行多學科結合
工作前先收集資料,在進行遙感圖像解譯,從中最大限度地提取有關地貌、地層、結構、水文地質、工程地質、環境地質、植被以及生態環境地質等相關信息。根據所提取信息研究各種地質體、環境地質現象、植被的時空分布及其相互關系,推斷地質環境的地質作用過程、演化及其動態。
1.2 新技術 新方法、新理論綜合運用
遙感解析、綜合性地面調查、實驗測試、地下水動態長期觀測、建立數據庫、綜合研究及報告編寫、圖件編制等技術路線及方法,引進一些先進的理論和技術方法,如“3S”技術應用、建立數據庫、數字化成圖、地下水系統的建立、以系統論為紐帶連結貫穿整個報告章節的始終、運用數值法計算水資源、采用模糊數學法方法評價水質、采用層次分析法評價生態地質環境、利用電腦制作各種模型、多媒體制作等。為充分論證該區域地下水資源潛力與生態環境地質提供了可靠的依據和先進科學技術手段,使我們的工作做得更快、更精、更好。
1.3 控制與重點調查相結合
確定部分用水量大、生態環境地質問題較多的地區作為重點調查區,其它地區作為控制性調查區。結合遙感解譯成果,按精度要求開展野外綜合性調查工作,控制調查區以遙感解析成果為主,選擇適當路線補做水資源潛力與生態環境地質調查工作。重點側重于水資源與地質環境對生態的控制作用的調查研究。即在生態地質環境中最積極、動態變化強、具有生態意義的地下水、巖土體、植被、化學元素的現狀、特征、演化規律及人類活動對區域生態地質環境的影響極其相互作用、影響程度等,地質災害頻繁、生態環境脆弱的地區進行重點調查,即反映出普遍性,又反映出其特殊性和重要性。這樣獲取的成果翔實、可靠、有代表性。
1.4 由表及里 由淺入深的分析
工作中要采取智慧集結、思維互補、預案優化、認同便捷、決策共識的方法,努力研究辯證唯物主義哲學,學習、獲取、創造多方面更新的知識科學思想、能力、方法、理論、技巧,充分具備科學的生態地質環境世界觀和方法論,揭示地質環境發展史,善于解決矛盾,抓主矛盾。充分抓住水資源潛力與生態環境地質條件這一具有特殊意義的關鍵問題,進行深入調查研究。凡是與地下水資源開采潛力與開采模式及地下水開發有關的生態環境地質方面的問題,都進行準確具體、深入細致調查研究,與此相關的作為一般性調查。既考慮組成生態地質環境的有利因素和不利因素,又確定人類活動是主導因素,既考慮各因子在生態地質環境中所處位置及作用。有考慮各因子之間互相影響和相互聯系,還用發展辯證的眼光,觀察生態地質環境的變化規律。充分做到由此及彼,由表及里,由淺入深,由疏到密,由未到已知,由現象到本質,由實踐到認識及編測結合的原則部署路線,進行區域水文地質調查和生態環境地質合調查,調查精度為1/25萬。
1.5 多學科結合
以第四紀地質、水文地質、環境地質、生態系統理論為分析基礎、進行綜合分析研究,以生態學、系統學、水文學、環境學、農業科學理論為指導,工作中采取地質學、植物學、地貌學、生態學、環境學、滅害學、農業學、旅游學、醫學地質學、資源學及其其它有關地球科學等多學科、多方法、多功能、多目標、多觀點、多手段、多內容、多因素、多層次、多角度、多形式、綜合交叉結合、互相滲透、互相影響。既橫跨現代最新科學、先進科學、自然科學、地質科學、生態科學、社會科學之間的大邊緣的強有力結合,對水資源和生態環境地質質量進行分析、研究、評價、分區、預測。
1.6 基礎性 公益性原則
地質調查所進行的各項工作嚴格按國家有關規范、規程要求執行。工作結果如實反映區域生態環境地質與資源的現狀,研究并說明了生態地質環境地質與資源的現狀,研究并說明了生態地質環境各主要組分特征,客觀、科學、系統地反映人類活動的生態地質環境空間狀態。這些工作都是基礎性公益性戰略性綜合性調查任務。都是為地方經濟發展、城市建設和農業可持續發展進行調查、論證、管理等來制定翔實、準確、可靠的宏觀規劃和決策,并提供豐富的地質資料。
二 地質調查的技術方法
2.1 收集資料
眾所周知,科學的報告和圖件決不是任意臆想,而是通過多種手段和方法進行調查,在擁有充分的大量的實際資料的情況下,以現有的科學成果為基礎,對事物和問題進行高度的分析總結。不言而喻,收集資料是野外生態環境地質調查工作不可缺少的一環,是直接關系到野外工作成果好壞的重要和關鍵,所以收集資料是十分必要的。
要收集資料的很多,內容繁雜。主要包括;工作區的市(縣)志,水田面積、機電井分布、地下水下降、洪水、水土流失、江岸坍塌、農田水利建設、地下水開發狀況、地表水資源量、開采量、堤防工程現狀及堤防工程建設長遠規劃、水利發展長遠規劃、水利志,土地利用現狀、土地利用總體規劃、統計年鑒,國家級省級,市、縣環境保護區資料和環境質量報告書,水文氣象資料,地質礦產分布規律,礦產存儲量,礦產開發管理規劃,農作物種植區劃、農業綜合發展遠景規劃、中低產田改造、綠色食品周邊環境調查研究、土壤微量元素養分分析普查報告、水土流失、土地沙化、鹽堿化、農藥化肥施用量統計。土壤改良,市政經濟建設規劃和市政經濟建設發展長遠規劃、礦山地質滅害資料、水資源開采量、單井涌水量、水質分析資料、排污量、水源深井地質結構圖和深井運行參數檢測資料,植被分布及演化,基礎地質、水文地質、地球化學等等。
2.2 遙感解譯
一般來說,生態環境地質的工作區面積大,地形地貌復雜,開展遙感解譯提高了工作精確,加快工作進度,同時對全區的地址、地貌、構造、區域水文地質條件、植被、水系、礦產及生態地質有一個區域性的認識。能精度較高的定位、定量到地塊,提取多種信息,拓寬視域,有效地分置野外工作,減少工作量,提高成果質量。分析現有數據的時相、質量。如果為1/5O萬的工作區,則應用1/25萬地形圖校正,然后經過重采樣、圖像增強、制作1/50萬生態環境地質調查遙感影像圖。建立解譯標志,并進行解譯。利用一體化的RS與GIS技術,采用人機交互的作業方式,實現土壤、植被信息的快速提取,即遙感數字影像――人機交互判斷――計算機量測匯總――數據的有機綜合。
2.3 地面調查
(1)觀測路線布設①沿生態地貌變化顯著方向布設,②沿垂直河谷、溝谷和地下水露頭多的地帶布設③ 沿含水層(帶)走向布設。
(2)調查點布設。① 地貌、生態地貌分界線和自然地質現象發育處,②地層界線和巖性、巖相變化帶,③植被、土壤類型變化處④井、泉、鉆孔和地表水體等處布設。
[關鍵詞]巖土 工程 勘察 報告 編寫 質量 控制
一、有關巖土工程勘察
1.巖土工程勘察定義。巖土工程勘察,英語為geotechnical invesigation,就是根據建設工程的要求,查明、分析、評價建設場地的地質、環境特征和巖土工程條件,編制勘察文件的活動。
2.巖土工程勘察階段。按其進行階段可分為:預可行性階段、工程可行性研究階段、初步設計階段、施工圖設計階段、補充勘察、施工勘察等。
3.巖土工程勘察對象。根據勘察對象的不同,可分為:水利水電工程(主要指水電站、水工構造物的勘察)、鐵路工程、公路工程、港口碼頭、大型橋梁及工業、民用建筑等。由于水利水電工程、鐵路工程、公路工程、港口碼頭等工程一般比較重大、投資造價及重要性高,國家分別對這些類別的工程勘察進行了專門的分類,編制了相應的勘察規范、規程和技術標準等,通常這些工程的勘察稱工程地質勘察。因此,通常所說的“巖土工程勘察”主要指工業、民用建筑工程的勘察,勘察對象主體主要包括房屋樓宇、工業廠房、學校樓舍、醫院建筑、市政工程、管線及架空線路、岸邊工程、邊坡工程、基坑工程、地基處理等。
4.巖土工程勘察內容。巖土工程勘察的內容主要有:工程地質調查和測繪、勘探及采取土試樣、原位測試、室內試驗、現場檢驗和檢測,最終根據以上幾種或全部手段,對場地工程地質條件進行定性或定量分析評價,編制滿足不同階段所需的成果報告文件。
5.巖土工程勘察的方法與技術。巖土工程勘察的方法或技術手段,有以下幾種:(1)工程地質測繪。工程地質測繪是巖土工程勘察的基礎工作,一般在勘察的初期階段進行。工程地質測繪是認識場地工程地質條件最經濟、最有效的方法,高質量的測繪工作能相當準確地推斷地下地質情況,起到有效地指導其他勘察方法的作用。(2)勘探與取樣。勘探工作包括物探、鉆探和坑探等各種方法。它是被用來調查地下地質情況的;并且可利用勘探工程取樣進行原位測試和監測。應根據勘察目的及巖土的特性選用上述各種勘探方法。(3)原位測試與室內試驗。原位測試與室內試驗的主要目的,是為巖土工程問題分析評價提供所需的技術參數,包括巖土的物性指標、強度參數、固結變形特性參數、滲透性參數和應力、應變時間關系的參數等。原位測試一般都藉助于勘探工程進行,是詳細勘察階段主要的一種勘察方法。(4)現場檢驗與監測。現場檢驗的涵義,包括施工階段對先前巖土工程勘察成果的驗證核查以及巖土工程施工監理和質量控制。現場監測則主要包含施工作用和各類荷載對巖土反應性狀的監測、施工和運營中的結構物監測和對環境影響的監測等方面。檢驗與監測所獲取的資料,可以反求出某些工程技術參數,并以此為依據及時修正設計,使之在技術和經濟方面優化。此項工作主要是在施工期間內進行,但對有特殊要求的工程以及一些對工程有重要影響的不良地質現象,應在建筑物竣工運營期間繼續進行。
二、努力提高報告的編寫能力
1.要具備牢固的地質地貌和工程理論地質基礎理論方面,主要是巖石學、構造地質學、第四紀地質學和地貌學;工程地質方面,主要是土質學、土力學、工程地質分析、工程動力地質學、工程地質勘察。
2.要熟悉和把握有關的規范規程規范規程既是經驗的總結,又是技術的指南,具有很強的勘察工作指導性。對于國家的、行業的、省和地方的有關規范規程,必須熟悉把握,并在具體勘察工作中認真執行。
3.要了解工作區的地質情況對于勘察地段的區域地質、水文地質、工程地質資料,應盡可能地搜集并熟悉。對于鄰近地段已有的工程地質勘察資料,也要盡可能了解,以便在勘察工作中發揮其參考作用。
4.要把握工程設計的基本要求和基礎施工的技術要點只要明確了工程設計的基本要求和基礎施工方法,作出的工程地質評價才能有的放矢、正確客觀,提出的建議才能合理適用。
5.要切實保證第一手資料的質量巖土工程勘察報告是工程地勘察的最終成果。一份高質量的勘察報告,必須來自于高質量的第一手原始資料。
6.提高綜合知識方面的技能。如基本的數理統計知識、文字表達能力、編圖技巧、綜合分析能力。
三、確保巖土工程勘察質量
1.嚴格按基本建設程序辦事,先進行地質勘察后設計。對無地質勘寒資料工程的設計應不予報建,對(未能按照相應的等級)降級進行地質勘察的工程不予報建。
2.提高地質勘察單位員工的質量意識,加強職業道德教育,健全崗位責任制度,培養良好的認真負責的工作作風,避免出現地質勘察資料的失誤。
3.建立審查、復核制度,對室內室外技術資料要有資深的專業人員進行審查和復核,敢于對鉆探、土工試驗結果提出質疑,并通過對相近建筑物的鉆探資料對照分析,確保資料的準確性。必要時可重探可疑探點、可重做相關試驗。
4.要根據建筑物的安全等級與場地類別,并結合地質歷史(注意收集相關資料)與地形特色進行探點的布設,并按規范進行相應比例和數量的取土探孔和原位測試探孔的布置,避免漏探特殊地質現象。
5.勘察布孔。勘察與設計的接口:收到設計人的勘察任務書后,應認真閱讀,仔細分析,充分了解設計意圖,不明白的地方及時與設計人溝通,存在疑慮的地方需向設計人提出。設計人往往有偏于保守的傾向,如對地基承載力要求過高、要求一樁一鉆、對樁基承載力提出過高要求等。由于巖土體始終是一個灰箱,無法徹底查清巖土體的分布及其物理力學參數,在做與巖土相關的工程設計時固然要留有一定的安全富余度,但是必須在了解場地巖土條件的情況下才能準確把握安全的尺度,采用過于保守的巖土參數,過高的安全系數將不可避免的造成工程建設的極大浪費。做巖土工程勘察的人一般比做結構設計的人更清楚或者更容易把握場地的巖土條件情況,因此巖土工程師應當,也有必要提出意見供設計人參考。在勘察任務書與工程平面布置圖確認無誤后,勘察人員應到現場踏勘,了解場地情況,并提出勘察綱要供鉆探等供外業使用。
參考文獻:
【關鍵詞】巖土工程;勘察報告;編制程序;技能方法。
前言
巖土工程勘察報告是建筑地基基礎設計施工的重要依據,報告是否正確反映工程地質條件和巖土工程特點,關系到工程設計和建筑施工能否安全可靠,措施得當,經濟合理。
一、如何提高報告的編寫能力
1、要具備牢固的地質地貌和工程理論地質基礎理論方面,主要是巖石學,構造地質學,第四紀地質學和地貌學,工程地質方面,主要是土質學,土力學,工程地質分析,工程動力地質學,工程地質勘察。
2、要熟悉和把握有關的規范規程規范規程既是經驗的總結,又是技術的指南,具有很強的勘察工作指導性,對于國家的,行業的,省和地方的有關規范規程,必須熟悉把握,并在具體勘察工作中認真執行。
3、要了解工作工的地質情況對于勘察地段的區域地質,水文地質,工程地質資料,應盡可能地搜集并熟悉。對于鄰近地段已有的工程地質勘察資料,也要盡可能了解,以便在勘察工作中發揮其參考作用。
4、要把握工程設計的基本要求和基礎施工的技術要點只要明確了工程設計的基本要求和基礎施工方法,作出的工程地質評價才能有的放矢,正確客觀,提出的建議才能合理使用。
5、要切實保證第一手資料的質量巖土工程勘察報告是工程地勘察的最終成果,一份高質量的勘察報告,必須來自于高質量的第一手原始資料。
6、提高綜合知識方面的技能,如基本的數理統計知識,文字表達能力,編圖技巧,綜合分析能力。
二、勘察工程報告的編制程序
1、外業和實驗資料的匯集,介入統計,此項工作應于外業結束后即進行,首先應檢查各項資料是否齊全,特別是實驗資料是否出全,同時可編制測量成果表,勘察工作量統計表和勘探點平面位置圖。
2、對照原位測試和土工試驗資料,校正現場地質編錄。這是一項很重要的工作,但往往被忽視,從而出現野外定名與實驗資料相矛盾,鑒定砂土的狀態與原位測試和實驗資料相矛盾,產生諸如此類的矛盾,或由于野外分層深度和定名不正確,或試驗資料不準確,應找出原因,并修改校正,使野外對巖土的定名或狀態鑒定與實驗資料和原位測試數據相吻合。
3、編制鉆孔工程地質綜合柱狀圖。
4、劃分巖土地質層,劃分巖土地質層,編制分層統計表,進行數理統計,地基巖土的分層恰當與否,直接關系到評價的正確性和準確性。因此,此項工作必須按地質年代,成因類型,巖性,狀態,風化程序,物理力學特征來綜合考慮,正確地劃分第一個單元的巖土層,然后編制分層統計表,包括中巖土層的分布狀態和埋藏條件統計表,以及原位測試和實驗測試的物理力學統計表等,最后,進行分層試驗資料的數理統計,查算分層承載力。
5、編繪工程地質沖面圖和其它專門圖件。
6、編寫文字報告,按以上順序進行工作可減少重復,提高效率,避免差錯,保證質量,在較大的勘察場地或地質地貌條件比較復雜的場地,應分區進行勘察評價。
三、勘察報告表論述的內容
1、地質地貌狀況。地質地貌概況林地質結構,地貌形態,可能對建筑工程產生潛在不良影響的不良地質現象等方面進行論述。
2、地基巖土層劃分及其物理力學性質。這一部分是巖土工程勘察報告著重論述的問題,是進行工程地質評價的基礎。A、分層原則。土層可按地質時代 成因類型,巖性,狀態和物理力學性質區分,巖層按巖性,風化程序,物理力學性質劃分,厚度小且分布局限的可作夾層或透鏡體處理,厚度小而反復出現的可作互層處理。B、分層編號方法,分層編號法有多種。
3、場地穩定性。場地穩定性評價應從幾個方面加以論述,。A、場地所處的地質構造部分,有無活斷層通過,附近有無發震斷層。B、地震基本烈表。C、場地所在地貌部位如地形平緩程序,是否臨江河湖海或臨近陡崖深谷。D、場地及其附近有無不良地質現象及其發展趨勢如何。E、地層產狀,節理裂隙產狀,地基土中有無軟弱下臣層,可液化砂土。F、地下水對基礎有無不良影響,報告還應對不良地質現象的防治,增強建筑物穩定性方面的提出建議。
4、地下水簡述。地下水是決定場工程地質條件的重要因素,勘察報告中必須論及地下水類型,賦存特征,穩定水位,地下水的補給和排泄條件,水位季節變化以及地下水對混凝土的侵蝕性等,地下水對混凝土的侵蝕性,應根據地下水試驗分析報告綜合判定。
四、圖表編制要覽
(一)主要圖件的反映(1)神探點(鉆孔)的平面位置圖。表示的主要內容A,建筑平面輪廓B、鉆孔類別,編號,深度和孔口標高,座區分出技術孔,鑒別孔,抽水試驗孔,取水樣孔,地下水動態觀測孔,專門試驗孔。C、剖面線和編號,沖面線應沿建筑周邊,中軸線,柱列線,建筑群布設,較大的地工,應布設縱橫沖面線。D、地質界線和地貌界線。E、不良地質現象,特征性地貌點。F、測量用的坐標點,水準點或特征地物。G、地理方位,對于較小的場地,一般僅表示A、B、C、F、G五項內容。標注地理方位的最大優點在于文中敘述有關位置時方便,此圖一般在甲方提供的建筑平面圖上補充內容而成。
(二)鉆孔工程地質綜合柱狀圖。鉆孔柱狀圖的內容主要有地層代號,巖土分層序號,層頂深度,層頂標高,層厚,地質柱狀圖,鉆孔結構,巖心肝要取率,巖土聯樣深度和樣號,原位測試深度和相關數據,在地質柱狀圖上,第四系與下伏基巖應表示出不整合接觸關系,在柱狀圖的上方,應標明鉆孔編號,坐標,孔口標高,地下水靜止水位埋深,施工日期等,柱狀圖比例尺一般采用1:100或1:200。
(三)主要附表,插表。(1)巖土試驗成果表。按巖、土夫婦別分層,按孔號,樣號順序編制,每一分層之后列出統計值,如區間值,一般值,平均值,最大平均值,最小平均值。(2)原位測試成果表。分層按孔號,試驗深度編制,要列統計值,并查算分層承載力標準值。(3)鉆孔抽水試驗成果表。按孔號,試段深度編制,列出靜止水位。降深,涌水量,單位涌水量,水溫和水樣編號。
(四)合理化建議。勘察報告要解決的問題在于結論與建議中給出。它是在對前期各項工作成果進行總結之后提出的簡明扼要的評價和建議,一般包括以下幾點(1)對場地條件和地基巖土條件的綜合評價。(2)結合建筑物的類型及荷載要求,論述地基各巖土層作為基礎特力層持可能性和適宜性。934)選擇持力層,建議基礎形式和埋深,若采用樁基礎,應建議樁型,樁狀,樁長,樁周土摩擦力和樁端土承載力特征值的經驗值。(4)地型、樁徑、樁長、樁周土摩擦力和樁端土承載力特征值的經驗值。(5)基礎施工中應注意的有關問題。(6)按照國家抗震規范要求提供建筑場地的抗震設防烈度。(7)其它需要專門說明的問題。根據工程勘察項目的實際情況,盡量使勘察報告內容齊伍,重點突出,結論明確,合理適用。
五、結束語
掌握高質量的第一手原始資料才能編寫出一份高水平的勘察報告,因此勘察報告的編寫者,必須經常到施工現場掌握有關勘察情況,最好是參與現場編錄工作,另外還要提高綜合知識方面的技能如數理統計知識,文字表達能力,綜合分析能力等知識的運用,方能編寫出高水平的勘察報告。
參考文獻
[1]中國工程建設標準化協會,建筑工程勘察文件編制深度規定[S]。
關鍵詞:黃土濕陷性孔隙比 干密度
中圖分類號: P642.13+1 文獻標識碼: A 文章編號:
引言
黃土是第四紀時期形成的廣泛分布的松散土狀堆積物,其主要特性是:呈淺灰色貨棕黃色,主要有粉粒組成,富含鈣質,疏松多孔,不顯宏觀層理,垂直節理發育,具有很強的濕陷性。[1]
由于黃土的特殊結構和孔隙率高的特點,使黃土具有特殊的工程地質性質――濕陷性,即黃土受水侵潤后,細粒粘土礦物和易溶鹽發生溶解或分散,垂直節理遭到破壞,使其強度急劇降低,孔隙縮小或閉合,繼而體積縮小,土體突然下沉造成地面塌陷。
黃土作為一種常見的工程地基,在世界各地分布較為廣泛,其濕陷性對人類工程活動危害很大,常使建筑物、渠道、庫岸造成破壞。中國黃土地區約44萬多平方公里。其中黃土高原的陜西、山西、甘肅以及河南西部是黃土大面積分布區,約占黃土面積的80%。因此,在這些地區的分析和準確的查明濕陷性顯得十分重要。
為了更好的對黃土濕陷性進行判定,作者在前輩研究的基礎上通對過大量黃土實驗資料的整理,總結了一些規律。以求指正。
一、濕陷試驗結果
作者自2008年就開始從事土工試驗工作,期間做了大量的黃土濕陷試驗,收集了大量的試驗數據見下表:
上面這些試驗嚴格按照GB/T 50123-1999采用雙線法進行濕陷試驗,試驗最大荷重為200kPa,加荷序列按50、100、150、200 kPa進行。
二、試驗結果的統計分析
作者對上面各個工程的數據進行綜合統計,建立以干密度為橫軸,濕陷系數為豎軸為的坐標系和以孔隙比為橫軸,以濕陷系數為豎軸的坐標系分別將個工程的數據填入散點圖。如圖1、2
圖1
圖2
根據GB 50025-2004判斷黃土是否是濕陷性黃土是以濕陷系數δs=0.015為標準,當δs>=0.015時,定為濕陷性黃土,否則定為非濕陷性黃土。通過圖1、可以發現隨著干密度的增大黃土的濕陷性減小,當干密度大于1.60時黃土沒有濕陷性,而干密度小于1.30時黃土的濕陷性較大。同樣可以有圖2發現當孔隙比小于0.600時黃土沒有濕陷,而孔隙比大于1.000時幾乎所有黃土都有濕陷。為了更好的統計分析,我們以孔隙比為主要指標區間來分析濕陷系數在各個區域的分布情況見表2。
通過表2發現在孔隙比小于0.500時沒有任何濕陷發生,在孔隙比大于0.500而小于0.700之間濕陷發生的概率為9%,而當孔隙比大于0.900小于1.000時濕陷發生概率為一半以上,當孔隙比大于1.000是幾乎所有的黃土都有濕陷。
結論
試驗數據表明,黃土的濕陷性大小與黃土的干密度和孔隙比之間雖然不能建立直觀的關系式,但是三者之間有著非常緊密的聯系:在這幾個地區當干密度大于1.59而孔隙比小于0.700的黃土幾乎沒有濕陷;而當干密度小于1.40孔隙比大于0.900的黃土發生濕陷性的概率則非常之大。
文中分析的數據規律有助于對濕陷地區的工程建設勘察進行一般的前期判斷,為工程的數據的異常性分析提供指導作用。
參考文獻
[1] 中華人民共和國國家標準GB/T 50123-1999土工試驗方法標準.
基金項目:教育部新世紀優秀人才支持計劃項目(ncet-11- 0406)
作者簡介:榮冠( 1971- ),男,武漢大學水利水電學院副教授,博士,主要從事巖體穩定性研究及工程地質教學工作,(e-mail)rg_mail@163.com。
摘要:工程地質是水利類本科生的一門重要專業基礎課,課程教學內容和環節豐富,難點較多,實踐性強。如何在課堂教學和野外實踐教學中有效提高教學質量是一個值得探討的問題。文章詳細分析了水利工程課程中的難點及教學中存在的問題,從課堂教學、實踐教學、英文教學及課程考核等方面全面介紹了課程教學經驗及改革探索。提出課堂教學應注重理論緊密聯系工程實際,實踐教學應注重培養學生動手技能和發現、分析、解決工程地質問題的能力,開展英文教學是培養國際人才的必然趨勢,考核機制應全面反映學生的綜合能力等觀點。
關鍵詞:工程地質; 水利專業; 教學研究; 理論教學; 實踐教學
中圖分類號:tv135;g642421文獻標志碼:a文章編號:10052909(2013)05011007工程地質是研究工程建設活動與自然地質環境相互作用和相互影響的一門地質科學,是以地學學科的理論為基礎,應用數學與力學理論和工程技術及方法解決與工程規劃、設計、施工和運營有關的地質問題[1]。工程地質課程是水利類本科專業的一門重要專業基礎課程。水利水電工程建設是人類在認識自然的基礎上改造自然并為經濟建設服務的活動,進行水利水電工程建設首先必須了解自然環境和工程條件,而環境地質條件是與水利水電工程關系最密切、最重要的自然條件。
當前,中國工科高等教育人才培養主要目標是:培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才[2]。工程地質課程作為水利類專業中一門實踐性強的課程在凸顯人才培養目標方面,更加突出工程地質理論和實踐教學的必要性與重要意義[3-4]。
工程地質課程的教學分為課堂理論教學部分與野外地質實習部分。課堂理論部分主要講授礦物巖石、地質構造、地質作用、地下水、巖體工程特性,邊坡、壩基、洞室圍壓穩定性評價,工程地質勘察等知識。野外地質實習部分主要進行巖石及地質構造認識,風化、卸荷及河流地質作用研究,地下水及其作用研究,水利樞紐工程地質條件與問題分析評價等。
由于工程地質課程涉及的相關課程較多(礦物學、巖石學、構造地質學、地史學、地貌學、水文地質學、材料力學、巖石力學、土力學等),且這些課程多為地質專業課程。同時,工程地質課程實踐性很強,但學生又缺乏實踐經驗和實踐機會。因此,在有限的理論教學和實踐教學時間內,如何合理安排教學環節,使學生扎實掌握工程地質相關概念及基本原理,并使學生初步具備分析工程地質條件及解決工程地質問題的能力,是一個很值得探討的問題。根據筆者多年從事工程地質教學的經驗,針對水利類本科專業工程地質教學,首先介紹學校工程地質課程的設置,然后分析課程教學的重點及難點,再從課堂教學、實踐教學、英文教學、考核方式4個部分探討理論與實踐教學的改革思路,以期在提高教學效果、培養學生分析工程地質條件和解決工程地質問題能力方面有所收獲。
一、水利類工程地質課程介紹
(一)水利工程地質課程設置
武漢大學水利水電學院最早可追溯至1928年創建的國立武漢大學工學院土木系水利組,學院現已成為國內水利水電高級人才培養的搖籃和科學研究的重要基地。一直以來,工程地質課程為水利各專業(農田水利、水電工程、河流泥沙、水文水資源)的重要專業基礎課程。工程地質課一般在第五學期或第六學期開設,包括48 學時課堂教學和1 周的野外實習。課堂教材主要使用天津大學主編的《水利工程地質》(第四版)[1],實驗及野外實習采用武漢大學編寫出版的實習教材[5]。
(二)水利工程地質課程內容
水利工程地質主要是研究水利水電工程建設中的工程地質問題。主要內容包括巖石及其工程性質,地質構造及區域穩定性,地表水流的地質作用及河谷地貌,地下水、巖溶及庫壩區滲漏地質條件分析,巖體工程特性,壩基、邊坡及洞室圍巖穩定性分析,水利水電工程地質勘察等。
高等建筑教育2013年第22卷第5期
榮冠,等水利類專業工程地質課程教學研究與改革探索
課程的教學分為課堂教學與實踐教
兩部分。課堂教學主要講授地質學基礎知識和水利三大類巖體(邊坡、壩基及洞室圍巖)穩定性分析基本理論。通過課堂教學力求使學生掌握工程地質學基本概念、工程地質分析基本原理和巖體穩定性評價基本方法。實踐教學通過野外現場典型巖體、地質構造、地質作用等的直接觀察和分析來增強感性認識、理解并深化工程地質理論知識,使學生初步具備分析工程地質條件和解決工程地質問題的能力。水利類工程地質課程教學基本內容可總結為地質學基礎知識和巖體穩定性分析兩方面,核心主線則是工程地質條件及工程地質問題的分析研究。課程室內外教學均是圍繞該主線開展的。
二、水利工程地質課程中的難點及問題
(一)工程地質相關概念不易理解和掌握
對于水利專業的學生來說,工程地質課是他們第一次接觸地質學知識。多數學生,尤其是來自平原地區的學生,缺少對地質現象的感性認識,這使他們更不易理解相關地質現象和地質作用。水利工程地質課程的開始部分主要講述地質學基本概念,包括礦物和巖石的成因、成分及分類,內外力地質作用概念,產狀、節理、斷層、褶皺等地質構造,地層地史,地質圖分析,區域穩定等。這些內容涉及礦物學、巖石學、地層古生物學、構造地質學等知識。這些概念和相關課程知識對于初學者來說完全是陌生的。例如:在分析沉積巖的石英砂巖與變質巖的石英巖區別時,一般學生很難從沉積作用和變質作用的成因角度深刻理解其礦物結晶程度、顆粒大小、礦物純度、孔隙率等方面的差異。在現場分析褶皺構造時,不少學生容易把現代地形與褶皺形態混為一談。實際上起伏的山脊為背斜,剝蝕的山谷為向斜往往是不對的,反過來,背斜核部易形成河谷低地,向斜核部則可能形成山脊。準確定位褶皺應根據現場垂直巖層走向觀察結果,若有巖層按新老次序有規律地對稱出現時,則可肯定有褶皺。然后根據巖層新老組合關系的分析確定褶皺的基本類型(背斜或向斜),進一步依據兩翼巖層產狀、軸面產狀以及地層層序判斷褶皺的剖面類型和平面類型。但現場地層及其年代的劃分,對于水利專業初學者而言是難以掌握的,況且巖層的產狀及地層的劃分往往又具有隱蔽性,因此,地質學基礎概念往往是水利工程地質課程開始階段學習的難點。(二)工程地質條件難以全面和深刻理解
工程地質條件指的是與工程建設有關的地質因素的綜合,是自然歷史發展演變的產物。對大型水利工程而言主要包括地形地貌、地層巖性、地質構造、水文地質條件、物理地質現象(滑坡、崩塌、泥石流、風化、卸荷、侵蝕、巖溶、地震等)及天然建筑材料等6個方面。工程地質條件直接影響工程建筑物的安全、經濟和運營管理。興建大型水利水電工程,首先都要查明樞紐及庫區的工程地質條件。不同地區的地質環境差異及水工建筑物類型的不同,對水利工程的影響也不同。教學中發現,學生對工程地質條件的復雜性認識不足,難以全面理解工程地質條件的內涵,這樣自然導致對工程地質問題的把握不準。例如:西南水電工程主要集中在川、藏、滇、青等省區河流的深切河谷地區。該區域的自然地質環境十分復雜,相應地在此建高壩大庫的工程地質條件也十分復雜。深切河谷往往首選高拱壩方案,此時地形地貌就是關鍵的地質條件,將直接影響工程高邊坡的穩定與安全,同時影響并制約水工建筑物的布置、施工安排等。在西南深切河谷且為深覆蓋層壩區,從壩基防滲及擋水建筑物安全的角度考慮多采用當地材料壩型,壩體防滲多為混凝土面板而非粘土心墻方案,這主要就是從天然建筑材料經濟合理的角度考慮。
(三)對工程地質問題缺乏認識和實踐經驗
工程地質問題指的是工程地質條件與工程建筑物之間存在的矛盾或問題。對大型水利工程而言主要包括壩基和壩肩抗滑穩定問題,壩基滲漏和滲透穩定問題,邊坡穩定性問題,地下洞室圍巖穩定性問題,水庫滲漏、水庫淤積、庫周浸沒、庫岸再造,水庫誘發地震等問題。工程地質學簡單說就是分析工程地質條件,解決工程地質問題。因此,工程地質問題是課程的最終落腳點。不同水工建筑物由于對場地條件要求存在差別,其相應的工程地質問題也存在差異。實際工程中,全面揭示工程地質問題是有難度的,尤其是深層隱伏的地質問題,更是從淺表很難觀察確認。目前對水利專業,工程地質課程一般在水工建筑物等專業課之前開設,許多學生對水工建筑物知之甚少,對水工建筑及樞
紐區可能會出現哪些地質問題更是難知一二。
例如:對水利工程三大壩型工程地質問題的分析。土石壩主要由粘土、碎石、塊石等散體堆積而成,壩體允許產生較大的變形,它對壩基工程地質的要求較低,可以在軟基和工程地質條件復雜的壩基上興建。由于壩基河床地質條件多變,易出現過大沉降引起壩體裂縫、壩基滲漏和滲透變形問題,以及粉細沙層震動液化等問題。重力壩主要依靠壩身自重與地基間摩阻力來保持穩定。重力壩對壩基要求高,一般要求修在弱風化下部的巖基上。該類壩型最主要的問題就是過大變形或不均勻變形導致壩體裂開,軟弱結構面組合形成深層滑移塊體。拱壩主要通過拱作用傳遞荷載到壩肩,所以拱壩對兩岸巖體的要求較高,而對河床壩基巖體要求相對要低。兩岸拱座巖體應新鮮完整、無大斷層,狹窄對稱的“v”字形河谷是首選地形條件。此時應特別關注順河向軟弱結構面切割形成的滑移塊體。由于學生在這一階段對水工建筑物不熟悉,同時缺乏對三大壩型的現場感性認識,導致他們較難在合理評價相應工程地質條件的基礎上深入分析潛在的工程地質問題。
(四)工程地質分析方法不易理解和熟練運用
由于工程巖體結構特征及力學特性的復雜性和不確定性,針對巖體變形與穩定性的工程地質分析方法主要是定性與定量結合,總體上是半經驗半理論性的。針對實際工程,在較大程度上是以現場經驗為前提,然后通過工程地質定性分析結合定量計算綜合確定。工程地質的分析方法主要有工程地質類比法、圖表法、室內外實驗方法、力學模型定量計算法等。各方法都有一定條件和適用范圍,即存在各自的優缺點。實際應用中宜將幾種方法結合,互相補充。針對不同的工程地質問題,剛學習課程的學生對怎樣合理選擇分析方法缺乏經驗,熟練掌握困難更大。
現以巖質高邊坡穩定性評價為例,簡要討論工程邊坡穩定性評價的基本思路。總體上邊坡穩定性的影響因素包括地形地貌、巖體結構、地質構造、風化卸荷、水的作用、地震及構造運動和人類工程活動等。首先從經驗上判斷其穩定性主要從坡形坡高、巖體強度、坡體結構等直觀判斷,此時工程地質定性方法(如赤平投影)就是較好的方法。對于邊坡淺表的變形及破壞情況,則主要考慮巖體的風化和卸荷程度,及其卸荷裂隙等的組合情況。對于邊坡的整體及長期穩定性,則需通過詳細的地質勘探,確定潛在的破壞模式和滑移邊界,采用如三維極限平衡方法、有限元應力應變方法等計算其變形和穩定性。邊坡變形模式及邊界、結構面和巖體力學參數的確定是關鍵,同時還應合理考慮地下水及地震等因素的影響。所以對巖石邊坡采用工程地質方法合理評價其穩定性是一項較復雜的工作,對于初學者來說是不易全面和熟練掌握的。
(五)工程地質實習和工程實踐時間不足
工程地質教學來源于實踐并回歸于實踐,其最鮮明的特點就是實踐性強。教學實習和工程實踐是鞏固和加深地質理論知識的有效途徑,是理論聯系實際培養學生掌握科學方法和獨立能力的重要渠道。地質實踐教學的任務主要是讓學生親自接觸各種真實的地質現象及工程問題,用已學到的理論知識觀察分析現象,提出解決問題的方法與措施。例如:斷層是工程地質學中的基本概念,但學生要理解斷層的規模與工程特性、現場鑒別方法及其對工程的影響是較困難的。通過現場露頭可以較直觀地了解斷層的三種形態類型及其基本特征,對較大規模的斷層可引導學生從地形地貌不協調、地層的重復或缺失、伴生構造及構造巖、地表地下水的異常分布等方面來認識。在此基礎上分析斷層的級別、特征及其對工程的影響學生就容易理解和熟悉,然而由于教學時間及經費的限制,學生在實習和實踐方面的機會相對較少。在有限的實習和實踐時間內,如何合理安排教學實習路線及教學內容,讓學生能夠較好地掌握基本概念和原理,并初步具備分析和解決問題的能力,是目前水利工程地質實踐教學中的一大難題。
三、水利工程地質課程改革探索
(一)課堂教學改革 1.突出重點分解難點
由于水利工程地質課程涉及較多概念和方法,同時關聯較多課程,是一門綜合性很強的課程。由于教學課時有限,要將所有內容都面面俱到地深入講解,顯然是不可取的。這就要求在講授時有的放矢,合理安排教學內容,做到突出重點、解剖難點,始終把握地質學基本概念和巖體穩定評價兩個主要內容,抓住工程地質條
和工程地質問題兩條主線。這樣可以使學生從較多的概念和方法中理清思路,把握課程主體框架。例如:在地質構造部分,閱讀和分析平面地質圖是重點,同時也是難點。平面地質圖的閱讀要求熟悉地層年代、產狀、褶皺、斷裂、地史等理論知識,同時需要結合具體工程分析不利條件及可能存在的問題。為此需要結合教學圖件,詳細分析褶皺、斷裂等存在的依據,并討論作為壩基或洞室的地質條件可能存在的不良地質問題。這樣學生才能較快掌握地質圖的分析方法及工程應用。
2. 理論聯系實際
工程地質學的理論性較強,各種概念及分析方法較多。這些內容均源于地質作用和工程實踐,在講授課程時如只照本宣科,學生很難對一些抽象的概念及方法感興趣,這樣教與學的效果均較差。在教學過程中注重理論聯系實際將是提高教學效果、提高學生學習興趣的最好手段。例如:在講授巖石和地質構造內容之后,學生對三大類巖石的特性及現場鑒別、具體的斷層和褶皺構造的理解和分析仍是模糊的。筆者則以珞珈山為例,該地質體即為學生大學生活的環境,引導學生探尋珞珈山的巖石類型,以及是否存在斷裂和褶皺。幾乎所有學生都對此感興趣,并樂于了解校園的地質情況。由此對珞珈山地層巖性進行介紹,在此基礎上分析褶皺、逆斷層及平移斷層分布等。學生驚嘆常在身邊出露的巖石就是典型的石英砂巖,而校園內的櫻花大道竟是一條逆斷層。通過這個實例很好地將基本地質概念與周邊的實際環境聯系起來。
3. 傳統與現代教學結合
水利工程地質課程內容較多、實踐性強,而且課時有限,因此要求將傳統教學與現代教學相結合,這樣可以很好地發揮各自的優勢。重要的概念及分析方法以黑板演繹并詳細講解,使學生的注意力集中,有利于學生對重點難點內容的深入理解和掌握。例如:在介紹層狀巖層產狀時,宜采用教學圖件分步講解,使學生切實理解走向、傾向、傾角的真實含義及實際意義。在講解赤平投影原理時,則需按投影方法介紹點、線、面等的投影過程,使學生理解空間點、線、面與赤道平面投影的關系,這樣結構面的空間產狀與赤平投影圖間的關系也就清楚了,后續運用其分析邊坡穩定性也就簡單易懂。水利工程地質課程涉及許多地質作用、地質現象及工程實例。此時多媒體演示則顯示其優勢,多媒體課件可提供大量信息,形象生動地展現自然現象及復雜事物,其效果是口頭表達難以達到的,同時也可提高學生學習興趣,節省講解時間。課余時間鼓勵學生通過國內外各種網絡資源(特別是高校工程地質課教學資源)了解和學習相關工程地質知識,也可以用即時通訊方式解答學生的不同問題,利用現代網絡資源最大限度地開展教學互動,讓學生扎扎實實學好工程地質課程。
(二)實踐教學改革
實踐教學環節是保證和檢驗水利工程地質課程教學效果和質量的關鍵。要真正熟悉和掌握水利工程地質的知識及方法,各種不同類型的實習實踐教學是必不可少的。以下從室內實驗、校內現場教學及水利樞紐地質實習3個環節來介紹實踐教學。
1.強化室內實驗教學
武漢大學水利水電學院較早建成工程地質實驗室。實驗室主要有各種礦物、三大類巖石、古生物化石、構造模型、典型水利樞紐巖石、各種地質圖件及影像資料。同時還配有偏光顯微鏡、gps 、電子羅盤、gis等設備和工具軟件。目前實驗室可以滿足水利類專業本科教學要求。室內實驗教學主要安排造巖礦物、巖漿巖、沉積巖及變質巖的認識。同時還講授地質圖閱讀、羅盤及gps使用等教學內容。
以三大巖石的認識為例,這對于學生來說是難點,僅通過課堂講解學生很難掌握巖石的特征和鑒別方法。在課堂講授造巖礦物及三大巖類后,需要進行三大巖類認識的室內實驗教學:學生按5人一組進行分組,每組學生提供三大類巖石標本各一盒。教師先復習巖石的成因、礦物組成、結構構造及分類等,然后以3種典型巖石為例分析礦物及結構特征,再分析其成因和類別。在此基礎上讓學生仔細觀察各種巖石標本,由各組學生相互討論以尋找鑒定礦物和巖石的規律和技巧。對學生的具體問題教師現場答疑,對相似礦物的鑒別、結構的理解等共性問題由教師總結分析。通過室內實驗課教學環節基本可以使學生掌握常見巖石特征和鑒別方法,對后續現場實習具有重要意義。
2. 重視校內現場教學
武漢大學地處東湖之濱,校園內有珞珈山和獅子山,存在不少良
好的地質露頭、各類地質構造較豐富。為配合基本地質理論知識講授,筆者充分利用武漢大學校園內的珞珈山地區進行現場教學。該地區發育有志留系、泥盆系、石炭系、二疊系及第四系等沉積巖,地層呈有規律的東西向條帶狀分布,呈現節理、斷層、褶皺等地質構造。武漢大學水利水電學院從20世紀50年代開始,在珞珈山地區安排校內地質現場教學,實習路線從北向南橫跨珞珈山,要求學生現場觀察珞珈山地區巖石巖性、產狀、風化、卸荷、隱伏巖溶、地下水露頭、節理、斷層、褶皺等現象。通過現場地質調查,學生可以理解地層劃分及年代概念,熟悉產狀的概念及測量方法,節理、斷層及褶皺的鑒別和分析方法,最后獨立完成簡要的珞珈山地質調查報告。通過該單元的校內現場地質教學,可以進一步深化學生對基礎地質概念和理論理解,培養學生獨立分析和解決問題的能力。
3. 完善野外地質實習
(1) 水利樞紐地質實習目的與安排。工程地質野外教學實習是課程教學實踐的最重要環節,目的在于鞏固課堂所學的理論知識,使理論與實踐緊密結合。通過對水利樞紐區地層、巖性、地質構造、地下水及外動力地質作用等的調查研究,使學生初步掌握野外地質工作的一般方法,了解水利樞紐工程地質條件及主要工程地質問題,熟悉地質報告編寫及地質圖件繪制的方法。實習教學包括路線教學、專題調研、現場討論、內業整理等環節。通過現場調查、專題問題討論、面試考查、實習報告編寫等過程,培養學生野外地質工作能力和分析解決工程地質問題的能力。 (2) 野外實習區域及路線的選擇。良好的實習區域與路線是滿足工程地質野外實踐教學要求的基礎。實習區域應選擇巖石類型及地層較豐富,河流地貌及水文地質現象發育良好,具備地質構造發育和風化、卸荷及邊坡變形等外動力地質作用發育的地帶。同時應具備典型的水利樞紐工程以便進行水利水電專業工程問題的分析討論。在此基礎上根據地層巖性及地質構造、河流地貌與地下水、邊坡變形及穩定性分析、水利樞紐地質條件及工程問題等選擇4~5條典型路線作為教學單元。路線選擇注意地質現象的典型性及易識別性等特點,同時注意地質現象與工程實踐的密切聯系。
以武漢大學為例,從20世紀50年代開始,陸續建立了陸水實習基地、丹江口實習基地、韶山灌區實習基地等。2010年三峽工程建成后,又建立了湖北秭歸三峽庫區實習基地,選擇茅坪至鏈子崖(郭家壩)、高家溪、泗溪、副壩大壩及永船等線路進行教學。三峽庫區具有大量典型意義的地質露頭,同時能夠結合具體的水利工程建筑物(如大壩、副壩、高邊坡等)進行工程地質條件與問題的分析。主要路線地層出露及地質構造較為齊全,風化、卸荷等動力地質作用和河流地質作用,以及地下水、巖溶等地質現象均有出露,能夠滿足水利類專業野外工程地質實習的要求。
(3) 野外實習環節及質量控制。整個實習期間每個教學單元要求有明確的教學內容。總體上要求完成:①典型剖面地層野外觀察和描述,包括巖性、接觸關系、產狀及測量、巖漿巖和沉積巖及變質巖小構造觀察、風化作用、地形圖的使用等。②河流地貌及水文地質調查,包括河流侵蝕、堆積,河床、河漫灘及階地觀察,河谷邊坡卸荷及變形,潛水露頭,巖溶水,巖溶地貌等。③邊坡變形及穩定性分析,包括典型卸荷拉裂體、崩塌體、滑坡體的現場調查,變形及破壞特征,邊界條件,穩定性影響因素及評價,變形破壞成因,工程防護及治理方案等。④水利樞紐教學單元,主要側重水利樞紐主要建筑物的組成及功能,大壩、副壩、高邊坡、水工隧洞等主要工程地質問題分析。⑤資料整理及報告編寫,主要是對現場觀察的內容進行分析整理,按要求編寫實習報告。
野外地質實習以小組為單位進行,實習過程要求分工明確、團結合作,現場特別強調紀律和安全。實習成績評定綜合考慮思想表現、組織紀律、操作技能、野外紀錄、面試討論及實習報告等。
(三) 英文教學探索
1. 工程地質英文教學意義
英語教學或中英文雙語教學是目前本科教學改革的重要內容。基于高等學校培養具有國際視野和國際競爭力、面向未來的新型高素質人才的要求,高校對主要課程實行英文教學十分必要[6]。隨著中國基礎建設及能源等領域大規模工程的開展,在相應學科進行學術和業務交流已是基本要求。水利行業早已走出國門,承接或合作國際科研和工程項目。這就
求學生不僅有較高專業造詣,而且需要具備較好的英文文獻閱讀能力、語言表達和交流能力。
2. 工程地質課程英文教學實施
(1) 選定英文教材。工程地質英語教學,首先應選擇合適的英文原版教材。國外出版的工程地質書籍較多,但適合國內水利專業使用的工程地質英文教材較少。這主要是國外很少有專門針對水利類的工程地質教材,多數教材是針對工程地質專業編寫的。考慮到初學及課時情況,筆者建議采用tony waltham編著的《foundations of engineering geology》 (third edition)[7],這本教材包括巖石、地質構造、物理地質作用、地下水、巖土力學特性、邊坡、隧洞及采空區等,內容簡潔,通俗易懂。其次,推薦f. g. bell編著的《engineering geology》(second edition)[8]作為主要參考書。這本教材內容較全面,包括巖石、地質構造、物理地質作用、地下水、巖土工程特性、地質勘查及洞室、邊坡、壩基等內容。在工程地質英文教學過程,建議學生使用網絡資源,國外知名大學有不少工程地質課程資料[9]可供參考,同時從《engineering geology》和《rock mechanics and rock engineering》等國際學術刊物學習有關論文及知識。由于專業需要,學生還需使用中文版的水利工程地質教材作為對照讀物。
(2) 英文課件及教學。英語課堂教學主要采用多媒體方式,可提高講授速度和效率。在制作英文教學ppt時,應盡量簡潔明了、圖文結合,英文一定要規范。對一些專業性強的知識(如專業術語)可適當加中文注釋。授課語言主要為英語,對不易理解的內容可用中文解釋。為了保證教學效率,要求學生課前進行適當預習。課堂上采取師生互動形式,提高學生英語表達能力。平時作業、小測驗及期末考核均要求采用英文進行。授課教師自身英文必須熟練,首先是專業概念及術語的準確表達,其次是發音的準確。
(四) 課程考核方式
為更好開展工程地質教學工作,其中一個重要環節是課程考核。課程考核目的是考察學生掌握知識的情況及分析問題的能力,科學有效的考核方式可以充分發揮學生的主動性和能動性,從而提高教學效果和質量。目前水利工程地質課程包括室內教學和野外實習兩個部分,一般是獨立考核。其中室內教學部分主要考察地質基本知識及水利工程相關巖體穩定性評價方法的掌握情況,成績主要由平時作業、課堂小測驗、專題討論及期末閉卷考試組成,要求學生以掌握地質知識和工程問題分析方法為主,鼓勵平時交流討論,避免考試突擊的學習方式。野外實習考核主要考察學生基本技能的掌握情況,側重考核問題的分析理解能力,從現場主動性、操作技能、綜合分析、面試討論、實習報告及組織紀律等方面綜合評定。
文章總結筆者多年教學實踐經驗及課程改革探索供高校同行參考,以期在提高水利工程地質教學質量,提高學生學習積極性和培養學生創新能力方面發揮積極作用。
參考文獻:
[1]崔冠英, 朱濟祥. 水利工程地質[m]. 4版. 北京: 中國水利水電出版社, 2008[2]中華人民共和國教育部. 關于實施卓越工程師教育培養計劃的若干意見(教高[2011]1號) [eb/ol].(2011-01-08).
[3]王哲, 陳東瑞, 張勇. 土木工程專業工程地質課程實踐教學方法探討[j]. 高等建筑教育, 2010,19(4): 125-127.
[4]程建軍, 王海娟. 水利類本科專業工程地質課程教學探索[j]. 高等建筑教育, 2012, 21(3): 98-100.
[5]楊連生, 王濤, 李宏明. 水利水電工程地質實習指導書[m]. 北京: 中國水利水電出版社, 2008.
[6]黃雨, 卞國強, 葉為民. 土木工程專業工程地質學雙語教學改革探討[j]. 高等建筑教育, 2009, 18(2): 97-101.
[7]tony waltham. foundations of engineering geology[m]. third edition, spon press, 2009.
[8]f g bell. engineering geology[m]. second edition, butterworth-heinemann press, 2007.
[9]missouri university of science and technology courses[eb/ol]. http://web.mst.edu/~rogersda/
research and reform exploration on teaching methods of engineering
geology for water conservancy specialty
rong guan, zhou chuangbing, chen yifeng
(school of water resources and hydropower, wuhan uni
iversity, wuhan 430072, p. r. china)
abstract: engineering geology, with rich teaching content and strong practicality, is one of the fundamental courses for students majoring in water conservancy. it is worthy to be deeply discussed on how to effectively improve the quality of teaching in the classroom and the field geological practice. difficulties of the course and practical problems in teaching were analyzed in detail. meanwhile, teaching experience and reform exploration were comprehensively introduced from the point view of classroom teaching, practical teaching, bilingual teaching and course assessment, respectively. it is proposed that in classroom teaching, theory should be closely tied to the engineering practice. in practical teaching, the ability of students on how to discover, analyze and solve engineering geological problems should be emphasized. carrying out bilingual teaching is an inevitable trend to train international talent and students’ comprehensive ability should be fully disclosed in assessment system.