岩石动力特性的SHPB实验方法探究

为培养卓越人才,在岩石力学实验教学中,需加强学生对岩石动力学特性的理解与认识。分离式霍普金森压杆(SHPB)是岩石中高应变率行为测试设备之一,在岩石力学教学中引入SHPB实验可以让学生深入了解岩石的动力学性质,并为以后的科研与工作打下基础。SHPB实验的开展,加深了学生对岩石动态压缩和动态拉伸性质的了解,激发了他们的学习兴趣。论文首先详细介绍了SHPB装置的构成与实验原理,接着分析教学过程面临的问题,提出了解决措施。结合教学实践与改革,逐渐探索并发展出了成熟的实验教学方法和学生创新能力培养模式。从理论知识储备,到实验教学探索与实践,逐步深入推进,在培养学生思考能力、动手能力和解决问题的能力上取得了明显的效果。     

分离式霍普金森压杆在岩石力学实验中的应用

分离式霍普金森压杆(SHPB)是材料中高应变率行为测试设备之一.在岩石力学教学中引入SHPB实验可以让学生深入了解岩石的动力学性质,为以后的学习打下基础.首先介绍了SHPB实验的基本原理,接着详述了SHPB实验的特点和实验教学中存在的问题,指出目前实验中存在的主要问题是学生不理解实验的基本原理以及实验的参与性差.提出了在岩石力学实验教学中,应加强SHPB设计原理的讲解,着重进行岩石强度的率相关性实验、开展节理岩体的动力性质有关实验,并在实验教学中引入数值模拟技术,此外还可以开展创新性实验研究.采用这种分阶段的教学模式,不仅能使学生了解岩石动力学的基本理论,同时也向他们介绍SHPB实验的相关前沿,更好地培养学生的创新能力.     

PFC数值模拟方法在岩石力学实验教学中的应用

岩石力学是土木工程、水利工程、地质工程等专业中非常重要的一门课程。通过分析传统岩石力学实验教学手段的局限性,将PFC数值模拟技术融入到岩石力学实验教学中。采用PFC软件模拟了岩石三轴压缩应力—应变全过程曲线和内部裂纹的扩展情况,表明PFC数值模拟技术在岩石力学实验教学中观察岩石破裂机理及其破坏演化过程等方面具有优越性,可弥补传统实验教学手段的不足,提高学生对岩石变形破坏过程的理解,加深学生对岩石破坏机理的认识,激发学生对岩石力学实验的兴趣,培养学生的创新精神。     

SHPB冲击技术在岩石动态力学教学实验中的应用

利用霍普金森冲击压杆试验系统(SHPB)测量岩石在冲击荷载下的动态力学性能,开设自主探究性科研实验教学项目,让学生了解岩石动态力学性能与静态力学性能的区别,以及围压对动应力下岩石的有利作用,学习SHPB系统进行岩石动载实验的原理和理论方法,熟练掌握SHPB实验设备操作过程及数据处理方法。通过该教学实验,锻炼了学生的实践动手能力及科研素养,增强了学生科研创新与探索精神。     

颗粒流数值分析软件在岩石力学实验教学中的应用

传统的室内岩石力学实验只能提供岩石的宏观力学参数和岩石试样宏观破坏特征,不能获得岩石实验加载过程中,组成岩石试样的内部颗粒细观参数的时-空演化关系,不利于学生对岩石相关宏观力学参数和破坏模式的理解。将颗粒流软件PFC2D引入岩石力学压缩实验教学,通过室内实验和数值实验的双重训练,能够使学生从岩石的微观组构特征角度认识岩石力学的特性差异,拓展了思维,开阔了眼界,提升了科研兴趣,取得了较好的教学效果。     

基于哈夫变换和神经网络的课堂场域评估实验

学生对待课堂的态度是评价课堂教学效果的重要维度之一，学生在课堂场域中的位置客观地反映了学生对于课堂的态度。为了实现对课堂进行客观评价的目的，设计了基于哈夫变换和神经网络的课堂场域评估实验，分别采用计算机视觉课程中传统特征检测方法和现代多目标检测方法，基于课堂图像对学生课堂场域进行检测和分析。结果表明，在理解不同检测方法原理的基础上，学生通过搭建模型和调整参数等方法解决了实际问题，在实际应用场景中分析比较了传统和现代方法的优缺点，并提出了不同的场域评估指标。该实验培养了学生的工程实践能力和创新能力，实验教学效果良好。     

SHPB试验技术在凿岩爆破工程教学中的应用

“凿岩爆破工程”课程是采矿专业实验教学的基础课程，对SHPB设备结构、实验过程、原理进行了介绍，让学生更加了解SHPB实验原理和岩石动力学参数的理论计算方法。通过借助SHPB装置与“凿岩爆破工程”理论课程相结合的教学方式，锻炼学生们的实践能力、理论应用能力及科研探索能力，提高学生对科研的兴趣，为大学生推开科研之路的第一扇门。     

基于科研资源的土木工程材料实验教学拓展探索

针对土木工程材料实验教学与工程脱节的问题,结合自身机场混凝土道面的科研资源,提炼出不同强度混凝土单轴压缩实验。引入混凝土破坏的能量计算方法,分析混凝土破坏的能量演化机制,并判断其突然劣化危险性等级。这种"科研—实验—拓展—辩证—工程"五位一体实验教学方案,使学生对土木工程材料知识产生更深层次的理解和认识,提高学生辩证分析工程问题的能力。     

SHPB系统在岩体力学实验教学的应用和课程改革探索

冲击荷载下岩体的动态力学强度劣化构成了岩爆、滑坡、落石等众多地质灾害发生的成因,借助霍普金森杆(SHPB)进行岩体动态力学特性的实验教学是土木工程学科教学必不可少的环节。文章对霍普金森杆的装置构造、实验原理、实验过程进行了叙述,指出目前实验教学中存在的问题,并提出调动学生上课积极性、促进和增强其实验参与性、理论的实践应用性及思维创新性等课程改革思路。     

基于数值试验的地矿类专业岩石力学实验教学改革

给出了基于数值试验的地矿类专业岩石力学实验教学改革的整体思路,并结合非标准事件压缩破坏、煤矿开采诱发岩层移动、锚杆锚索支护巷道围岩变形与破坏演化过程等试验做了初步的实践尝试与分析。实践表明,数值试验可对由于时间、经费、难度等条件制约而无法实验再现的现象进行模拟再现,并可补充常规的实验教学,把破坏过程中的应力场、位移场直观、生动、实时地展现出来。     

大晶粒铝试件细观变形分析

采用光测手段对大晶粒铝试件拉伸时的细观变形场作了较为深入的分析。实验发现：由于晶界滑错在晶界附近存在的高剪应变导致晶粒内部细观变形场不均匀。文中亦对多晶体试样三晶交点附近和多晶体系的塑性变形分布进行了分析研究。该实验结果及其分析为细观塑性理论的进一步研究提供了有力的实验依据。     

动态主机配置协议分析及其在模拟器中的实验设计与仿真

动态主机配置协议是缓解互联网中IP地址可分配数量不足、提高主机配置管理效率的重要技术手段,被广泛应用在各种园区网络组建中,是计算机专业学生必须掌握的一项网络工程实践技能。针对物理实验设备上进行动态主机配置协议研究与分析可操作性差、不利于实验教学的问题,分析了动态主机配置协议的基本工作过程和3种常用的配置实现方式;在企业网络仿真平台上设计网络场景进行实验仿真,以基于中继的DHCP服务为例给出实验仿真的详细过程。实验过程与分析表明,在虚拟平台下进行实验教学的方式可以更好地加深学生对动态主机配置协议原理的理解与实践技能的掌握,是一种有效的实验教学方式。     

对食品化学实验教学改进的几点思考

食品化学实验是与食品科学基础课食品化学相配套的实践性课程,对于培养食品专业人才基本科研操作技能,加深理解食品化学重点难点知识具有重要意义。本文从食品化学实验教学特点出发,总结教学经验,针对目前食品化学实验课程中存在的一些问题,提出了几点改进设想。（1）加强实验原理和目的的阐述;（2）改进和完善现有教材内容;（3）设置设计性实验,培养学生创新思维。     

存储器工作原理实验教学方法探索

存储器工作原理实验是微机原理实验教学的重要组成部分,通过分析实验教学中出现的问题,结合认知心理学,提出了一种新的存储器工作原理实验教学方法,其由浅入深,使学生更加容易理解和掌握存储器工作原理,培养和激发学生的学习兴趣和能动性。     

大晶粒铝试件细观变形分析

采用光测手段对大晶粒铝试件拉伸时的细观变形场作了较为深入的分析。实验发现由于晶界滑错在晶界附近存在的高剪应变导致晶粒内部细观变形场不均匀。文中亦对多晶体试样三晶交点附近和多晶体系的塑性变形分布进行了分析研究。该实验结果及其分析为细观塑性理论的进一步研究提供了有力的实验依据。     

颗粒集合体变形破坏特征离散元计算分析

应用离散单元法研究了颗粒土试样在传统三轴压缩、平面应变和直剪3种不同荷载条件及不同初始条件下的变形破坏特性,从微观角度分析了不同条件下颗粒土试样变形的根本物理机理.对不同初始孔隙比、不同围压、不同荷载条件下的试样变形和破坏进行了数值模拟计算分析.结果表明,离散单元法可以准确反映试样的变形情况和局部应变等特性.通过对微观颗粒行为包括颗粒旋转和颗粒平移及局部孔隙率的研究,从细微观角度解释了不同条件下试样的变形特性和局部应变的产生机理,结果显示,荷载条件是影响试样变形破坏模式的重要因素,土的微观行为特性是其宏观表现特性的根本的内在物理原因.     

两种动态路由协议分析及其实验设计与仿真

分别阐述了RIP和OSPF两种动态路由协议的工作原理和报文格式,并利用模拟软件设计了两种动态路由协议实验方案,即RIP动态路由实验和OSPF动态路由实验。分析了路由器和PC机的端口IP配置,以及RIP和OSPF路由协议配置命令。实验结果表明,所组建的RIP动态路由实验和OSPF动态路由实验方案可行,这种实验教学方式加深了学生对于动态路由协议的理解。     

岩石力学数字实验教学平台建设

针对岩石力学室内实验在传统教学过程中存在的局限性,提出建立岩石力学数字实验教学平台作为辅助教学手段。该数字教学平台采用颗粒流程序PFC构建,内容包括岩石的三轴压缩强度试验、劈裂强度试验、直剪试验及单轴抗压强度试验。该平台可形象和直观地展现岩石试样在外荷作用下的变形和破裂过程、应力应变关系及内力变化,并可进行实时操作和制作成动画进行讲解。这对于提高学生对实验的兴趣、加深理论知识的理解和拓展数值分析能力具有重要意义。     

光泵磁共振实验中扫场及线圈产生水平场方向的判定

为了增加光泵磁共振实验的设计性和研究性,本实验不提供小磁针,让学生在没有磁针的情况下,通过对实验原理的充分理解和把握,由自己通过实验来判断扫场及线圈产生的水平场的方向。文章介绍了没有磁针的情况下,用光抽运信号判定扫场方向及由光泵磁共振信号判断线圈产生的水平场方向的依据和方法。     

融合TRIZ理论的机电专业综合实训教学模式改革

创新能力是高校人才培养体系中的重要内容,实验教学是培养学生创新能力的重要环节。针对高校实验教学创新不足的问题,在分析原因的基础上,基于柔性生产线实训系统,将TRIZ理论中的物—场模型与标准解系统、物理矛盾与分离原理、技术矛盾与矛盾矩阵等相关原理,融入实验教学模式、过程和评价标准的改革中,得出了在实验教学中加入讨论环节、分组实验和成绩互评等一系列创新性解决方案,并将这些方案应用到实验教学改革中,提升了学生的实验积极性和创新意识,提高了实验教学质量。