時間：2022-05-07 18:20:54
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關鍵詞：可靠度地下結(jié)構(gòu)巖土參數(shù)概率特征
1.前言
地下結(jié)構(gòu)和其它巖土工程一樣，在整個設計過程中存在大量的不確定性。傳統(tǒng)方法設計時用一個籠統(tǒng)的安全系數(shù)來考慮眾多不確定性的影響。對各參數(shù)、變量都假定未定值。這就是常規(guī)的定值設計法。雖然以后對某些參數(shù)（如材料的強度）取值時也用數(shù)理統(tǒng)計方法找出其平均值或某個分位值，但未能考慮各參數(shù)的離散性對安全度的影響。所以安全系數(shù)法不能真正反映結(jié)構(gòu)的安全儲備。
60年代末期，數(shù)理統(tǒng)計和概率方法在結(jié)構(gòu)設計中成功應用，鼓勵和啟發(fā)了隧道工作者尋求用概率方法研究地下工程中各種不確定性并估計他們的影響。進入70年代，可靠度分析方法擴大到更多的設計領域。但是，這種方法仍然受到一些巖土工作者的反對和質(zhì)疑。原因在于巖土工程本身的機理比較復雜，有些問題還沒有充分認識；巖土工程概率方法還處在發(fā)展階段，不少概念還不很明確，計算方法也不夠簡便；一些人對概率論和方法不很熟悉。這些困難也促使一些巖土工作者潛心鉆研，他們吸收地面結(jié)構(gòu)概率分析成果，針對巖土和地下工程的特點開展專題攻關，雖未完全解決技術上的關鍵，也取得了可喜的成果。研究表明，概率和可靠度分析方法在不確定性越嚴重的問題中越能顯示出活力來。
1992年，國家技術監(jiān)督局《工程結(jié)構(gòu)可靠度設計統(tǒng)一標準》，作為其它各類工程結(jié)構(gòu)設計共同遵循的準則。鐵路、公路、水利、港口等行業(yè)先后開展結(jié)構(gòu)設計統(tǒng)一標準的編制工作。作為上述各類工程的重要組成部分的隧道及地下工程，采用概率極限狀態(tài)設計也提到日程上來。一些技術難題有待繼續(xù)攻克，實用化問題也要同時解決。目前，可靠度分析在地下工程中的應用正在經(jīng)歷由粗糙到精細，由簡單到復雜再回到簡單并進入實用這一過程。
2.巖土參數(shù)概率特征的研究
確定圍巖的物理力學參數(shù)和原始應力狀態(tài)時分析地下結(jié)構(gòu)力學行為的先決條件。對于重要的大型結(jié)構(gòu)（如水電站地下廠房等）通常要在周圍地層鉆孔取樣并進行一系列試驗以取得有關參數(shù)。交通用途隧道縱向長度比橫向長度大得多，經(jīng)過的圍巖也化，通常按各類圍巖的綜合力學參數(shù)進行計算。引入可靠度后，必須考慮這些物性參數(shù)的概率特征。這方面的研究成果對地下結(jié)構(gòu)可靠度分析至關重要。
2.1圍巖分級判據(jù)的可靠性研究
一般隧道設計時都要現(xiàn)場確定該隧道所處的圍巖類別。各種圍巖分類法都有各自的一套標準。但由于標準本身常存在模糊性或不確定性，或者不同人對標準的理解和處理不盡相同，不同人對同一圍巖的評價結(jié)果總體會趨于一致，具體還不會完全同一。圍巖分類的隨機性值得我們進一步研究。
我國在圍巖分類和分級方面已有不少成果，可惜各部門還不統(tǒng)一。東北大學林韻梅教授等提出圍巖穩(wěn)定性動態(tài)分級法，李強提出模糊聚類分析法。在動態(tài)分析法中對分級判據(jù)的分布進行初步分析，應用數(shù)理統(tǒng)計方法對分級判據(jù)進行研究。在定義分級判據(jù)可靠性的函數(shù)上，用柯爾莫洛夫法對其分布規(guī)律進行檢驗。還提出了分級標準和分級方法的評價準則。
2.2地質(zhì)資料的概率處理
對于大型地下工程和重點長大隧道都要進行比較細致的地質(zhì)勘探。但要從有限的勘探資料中獲得隧道全長或大型地下工程周邊圍巖的地質(zhì)狀況和有關參數(shù)，必然存在不確定性和偶然性。用概率法可減少誤判的機率。例如長江科學院包承綱研究員等以概率方法處理水壩地基鉆孔之間的地層分界線，取得更為合理的結(jié)果。
地層中常有一些異常地質(zhì)點存在，如軟弱夾層、空洞等。他們對地下工程施工和運營有很大影響。為此，首先要弄清楚它們出現(xiàn)的可能性、大概的位置及其性質(zhì)，然后通過可靠度分析法去分析它們的影響。Bercher(1979)及Tang(1987)等都對某地區(qū)在給定鉆孔布置與地質(zhì)歷史推斷情況下，對異常地質(zhì)出現(xiàn)的概率和統(tǒng)計特征做過估計，先給予一個不出現(xiàn)異常的先驗概率，然后根據(jù)一系列鉆孔資料按Bayesion公式推得修正的不出現(xiàn)概率和聯(lián)合分布。
2.3土性參數(shù)的隨機場研究
據(jù)研究，土性參數(shù)變異系數(shù)可達0.29，比計算模型的不定性影響大得多。土性參數(shù)概率特征經(jīng)歷了兩個階段。早期研究建立在隨機變量基礎上。后期研究集中在隨機場理論的應用上。
不難理解，巖土工程的性狀是由某一空間范圍內(nèi)巖土的平均特征所控制。根據(jù)一個個試樣求得的統(tǒng)計特征稱為點特征。點特征與空間特性之間由一定的關系。空間平均特征的方差應小于點特征的方差?？刂茙r土工程可靠度的是土性參數(shù)的空間平均值方差而不是點方差。因此，土性參數(shù)的概率分析是一個隨機場問題。對于空間分布的地層，由于沉積和埋藏等條件的聯(lián)系，不同點之間雖有差別又有一定的相關性。這種相關性將隨二點距離的增大而減弱。相關距離是巖土可靠度隨機場研究中的一個重要參數(shù)。有關學者提出了相關距離的物理意義、集合意義及實際計算方法，提出了不同地層相關距離的年經(jīng)驗值。研究了不同統(tǒng)計方法的參數(shù)對可靠度分析的影響。
2.4巖體特性統(tǒng)計特征的研究有待加強
近幾年由于土坡穩(wěn)定、樁基承載力及地基承載力等方面可靠度分析實用化的需要，推動了土體概率特征的研究。而土性概率特征的研究成果又促進了上述幾種典型工程實用可靠度分析。由于巖體的本構(gòu)關系更為復雜，節(jié)理、裂隙、層狀等對巖體特性影響更多，巖石地下工程計算模型不定性更為突出。對于眾多不定性相互作用的巖石工程，更需要可靠度分析。國內(nèi)勘察設計部門也積累過大量巖石資料，但用概率方法加以整理的參加橫過較少。日本在這方面做過的工作值得重視。他們對各類圍巖（如花崗巖、閃綠巖、礫巖、砂巖、泥巖等）的主要指標（如單軸抗壓強度、壓縮變形系數(shù)、抗剪強度、干密度等）的分布特征，均值及變異性以及相互關系等都做過分析整理，這些資料可供參考。
3.作用效應隨機分析方法的成果
作用效應是可靠度分析中重要的綜合隨機變量，它占用很大的計算工作量。地下結(jié)構(gòu)作用效應的定值分析方法不論是“荷載—結(jié)構(gòu)”模式或“地層—結(jié)構(gòu)”模式，目前大多采用有限元分析，考慮空間作用時還用三維有限元。對裂縫、節(jié)理發(fā)育的巖石地層主要有兩種方法：
a.仍然利用連續(xù)介質(zhì)力學理論，但要尋求反映不連續(xù)巖體特點的本構(gòu)關系或把節(jié)理裂隙的力學性質(zhì)作為附加條件加以考慮，然后求解；
b.應用塊體理論，尋求關鍵塊。利用量測到的位移信息反求地層的力學指標也是常用的方法。引入可靠度以后如何在上述各方法基礎上進行隨機分析時必須解決的問題。
3.1隨機有限元的進展
有限元法在隨機介質(zhì)中的應用始于70年代初期。當時主要用于巖土理論與應力分析。其基本思路是采用蒙特卡洛模擬法。該法建立在大量確定性計算基礎之上，費用較為昂貴。結(jié)構(gòu)靜力計算的隨機有限元法70年代中期由瑞典的K.Handa首先提出，80年代末日本的Hisada和Nagagri等對隨機有限元作了較為系統(tǒng)的研究。至此以后隨機有限元理論朝著兩個方向發(fā)展，一是基于攝動展開的有限元統(tǒng)計分析；另一是隨機場的局部平均。具體的方法有：紐曼隨機有限元法；隨機有限元最大熵法；有限元一次二階矩法；隨機有限元響應面法；攝動隨機有限元法等。上述各種方法各有其特點，有的理論上較為嚴密，但計算量大；有的較近似而計算簡便。響應面法，攝動法及蒙特卡洛法在我國隧道可靠度分析中都已實際應用。
作為隨機有限元的深入，有人還提出非線性隨機有限元，但該理論正處于嘗試中。采用目前流行的隨機有限元通常只能確定荷載效應的某些數(shù)值特征，如均值、方差、相關矩等，難以確定荷載效應的概率分布及高階矩，故還不能很好的滿足可靠度分析的要求。蒙特卡洛法可求出概率分布，但計算量較大。成都電子科技大學張新培教授提出了改進的隨機有限元法。該法以有限元為基礎，利用荷載列陣與剛度矩陣各元素之間特征函數(shù)確定結(jié)構(gòu)各單元荷載效應的特征函數(shù)，再根據(jù)特征函數(shù)與分布密度函數(shù)及數(shù)字特征的關系，求出荷載效應分布密度函數(shù)積極數(shù)字特征。此法概念簡單，容易實行，較好地滿足可靠度分析的要求。
3.2隨機塊體理論的提出和應用
塊體理論是我國學者石根華和美國學者R.Goodman首先提出的巖體工程分析方法，為巖體洞室和邊坡穩(wěn)定分析開辟了新的途徑，在國際上受到重視并得到日益廣泛的應用。塊體理論中關于巖體被不連續(xù)的空間平面切割成分離塊體以及切割面上的力學參數(shù)c、Φ等都作為定值。由于實際巖體不連續(xù)面形成因素復雜，同一組不連續(xù)面的產(chǎn)狀在一定范圍內(nèi)發(fā)生變化，連續(xù)空間平面切割成的變形狀空間塊體具有隨機性。切割面力學參數(shù)也使隨機變量。因此更適合概率分布。河海大學王保田、吳世偉提出的隨機塊體理論，用隨機抽樣法尋找可動塊體的概率，并用一次二階矩法求關鍵塊的概率。二者結(jié)合可較好的解決已知結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀概型和力學性態(tài)是隨機值的問題。南京航空?？茖W校的張廣健等應用隨機塊體理論編制出計算程序，用以對隧道圍巖穩(wěn)定性進行可靠度分析，求得各類圍巖的塊體穩(wěn)定可靠指標。所得結(jié)論與設計和施工經(jīng)驗基本一致。若能用現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，其結(jié)果將更能反映工程實際。
3.3三維隨機邊界元法的提出
地下結(jié)構(gòu)的有限元分析特別是三維分析需要劃分許多單元，計算機工作量和對計算機內(nèi)存的要求都很大。特別對無限區(qū)域的課題，在一定范圍內(nèi)離散將忽略外方廣大區(qū)域的影響而帶來誤差。因此人們的注意力又轉(zhuǎn)到一些邊界解法上，相應的邊界單元法得到發(fā)展。隧道的邊界元分析有其明顯的優(yōu)點，日益受到國內(nèi)外重視。針對地下結(jié)構(gòu)分析中參數(shù)都具有明顯不確定性的特點，隨機邊界元法的研究和應用將對隧道可靠度分析起到新的推進作用。
武漢水利電力學院潘國寧等提出的三維隨機邊界法是將邊界元計算過程作為函數(shù)轉(zhuǎn)換過程，再參數(shù)取值時對函數(shù)過程做泰勒展開。通過邊界計算得到應力和位移的均值；然后計算有關變量對參數(shù)的一階導數(shù)和二階導數(shù)在取均值時的值。最后考慮參數(shù)的變異性來分析計算結(jié)果的變異性。此法公式簡潔，計算工作量小，對隧道分析有重要參考價值。
3.4圍巖參數(shù)的隨機反分析
由于圍巖的物理力學指標不容易確定，現(xiàn)場取樣試驗或直接測試資料也只是得到點特性而不是我們所要求的圍巖空間平均特性。因此，利用施工監(jiān)測得到的位移信息反演求出圍巖參數(shù)的方法在一定條件下能滿足地下結(jié)構(gòu)分析的要求。目前定值的反演分析比較成熟，已開發(fā)出很多程序可供應用。但是反演分析所依據(jù)的信息實際是帶有一定離散性的隨機變量，可靠度分析也要求反分析的結(jié)果能表示出概率特征。因此，隨機反分析也逐漸受到重視。專門著作《反演理論》對反分析概率化有重要論述。同濟、北方交大、西南交大巖土和地下工程專業(yè)的博士研究生的論文都曾涉及隧道隨機反分析問題。目前采用的方法有傳統(tǒng)的蒙特卡洛法、隨機攝動法。
4.針對巖土工程特點的可靠度分析方法的新發(fā)展
《工程結(jié)構(gòu)可靠度設計統(tǒng)一標準》在附錄一中推薦用一次二階矩法計算結(jié)構(gòu)的可靠指標。同時指出對于變異系數(shù)很大、極限狀態(tài)方程非線性程度很高等情況，宜用更精確的方法計算。巖土物性變異性比較大，常呈現(xiàn)一定的相關性，如內(nèi)摩擦角與內(nèi)聚力之間負相關，容重與壓縮模量、內(nèi)聚力等正相關。忽視這些相關性，會使計算結(jié)果出現(xiàn)誤差。而一次二階矩法是假定基本變量間是相互獨立的。
目前針對相關性提出兩種一次二階矩的改進方法。一是將相關變量變?yōu)榛ゲ幌嚓P的變量，新變量的方差矩陣是由原變量標準化后的方差矩陣構(gòu)成。另一方法是將極限狀態(tài)方程的標準差展開后求得分離變量作為新變量的靈敏系數(shù)，在新的靈敏系數(shù)重反映與之相關的另一變量的影響。前法適用于多個相關的基本變量，后法只適用于兩個相關變量。
對于非線性極限狀態(tài)方程，用當量正態(tài)法有時計算誤差過大，有時不易收斂。此時將蒙特卡洛模擬引入可靠度分析中，只要模型次數(shù)多就能得到精確的失效概率值。對于很小的失效概率需要很大的模擬次數(shù)。為節(jié)省機時，可從計算方法上改進。為避免概型擬和引入的誤差，采用高階矩發(fā)值得進一步探索。
對于一些判別準則易受人為因素影響的問題，也可將模糊數(shù)學方法引入可靠度分析中，發(fā)展成為模糊可靠度分析法?？拥婪€(wěn)定性位移判別的方法和準則就有很多主觀和客觀不確定性因素，坑道穩(wěn)定性模糊概率分析法，把“坑道穩(wěn)定性”作為一模糊隨機事件，求其模糊概率，用模糊統(tǒng)計分析試驗法結(jié)合專家綜合評判來確定地下坑道周邊位移與坑道穩(wěn)定性的隸屬函數(shù)，推導出坑道穩(wěn)定性可靠度計算的一般表達式。
5.圍繞《鐵路隧道設計規(guī)范》的修訂，隧道可靠性
鐵路隧道在我國地下工程中占很大比例，第二層次的《鐵路工程可靠度設計統(tǒng)一標準》也已。第三層次的鐵路各專業(yè)設計規(guī)范可靠度設計修訂工作已提上日程。針對人們對可靠度理論在隧道中的應用有懷疑態(tài)度甚至否定這一情況，鐵道部先組織幾批專家進行“以可靠性理論為基礎修訂鐵路隧道設計規(guī)范的可行性研究”，得出可行的結(jié)論，并分別從“荷載—結(jié)構(gòu)”模式、“地層—結(jié)構(gòu)”模式和以工程類比為基礎的經(jīng)驗設計模式等幾個方面提出實現(xiàn)可靠度設計的途徑和需要攻關研究的課題。該項研究經(jīng)鐵道部組織專家評審驗收，人為結(jié)論正確，所建議的隧規(guī)改革目標明確，路徑可行，可作為今后隧規(guī)改革的指導性文件。
為了使鐵路隧道設計規(guī)范按可靠度設計加以修訂這一難度較大的工作能逐步深入開展，鐵道部主管部門已立項開展《按可靠度理論修改隧規(guī)的基礎性研究》。研究內(nèi)容包括圍巖物性指標及深埋隧道圍巖松動壓力統(tǒng)計特征研究；淺埋隧道覆土荷載統(tǒng)計特征研究；明洞、棚洞填土荷載統(tǒng)計特征試驗研究；襯砌混凝土偏壓構(gòu)件抗力計算方法及偏壓強度統(tǒng)計特征研究；隧道襯砌幾何特征研究等。由鐵路各高校分別承擔。鐵路高校研究生論文選題也開始轉(zhuǎn)向隧道可靠度設計這一領域。
與此同時，有關院校對人防工程按可靠度設計也提出過方法及若干建議。水電部門針對工程特點正對隧道工程的作用及作用效應進行統(tǒng)計參數(shù)整理。
完善的監(jiān)理管理制度是落實電力工程監(jiān)理管理的前提條件，因此電力企業(yè)要根據(jù)電力工程的實際特點完善安全監(jiān)理制度。由于電力工程建設監(jiān)理單位對相關法律法規(guī)認識不深，這在很大程度上制約了監(jiān)理制度的發(fā)展，工程監(jiān)理也難以與國際接軌。因此，為了有效發(fā)揮監(jiān)理單位的作用，應通過完善工程監(jiān)理法律法規(guī)體系來促進監(jiān)理行業(yè)的發(fā)展，使監(jiān)理單位在電力工程建設中發(fā)揮重要作用。在工程監(jiān)理法律法規(guī)體系中，應明確規(guī)定監(jiān)理單位的責任和義務，包括:第一，監(jiān)理單位需要對電力工程建設的質(zhì)量、安全、成本、施工進度進行控制，進行工程建設信息和合同管理，積極協(xié)調(diào)相關單位間的工作關系。第二，明確電力工程監(jiān)理的工作范圍，包括設計方案討論;檢查施工圖方案;參與對承包商的招標評標;參與施工圖交底、組織圖紙會審;檢查施工現(xiàn)場原材料及構(gòu)件數(shù)目及質(zhì)量等。第三，監(jiān)理單位必須與業(yè)主簽訂監(jiān)理合同，合同內(nèi)容應包括監(jiān)理工作范圍，雙方權(quán)利、義務和責任，合同必須按照《火力發(fā)電、輸變電工程監(jiān)理招標程序及招標文件范本》的相關規(guī)定，雙方必須嚴格執(zhí)行合同內(nèi)容。第四，實行總監(jiān)理師負責制，設立由專業(yè)監(jiān)理工程師、總監(jiān)理師及其他監(jiān)理人員組成的監(jiān)理機構(gòu)，在施工現(xiàn)場設立監(jiān)理機構(gòu)，并配備相應的監(jiān)理人員，各自履行自己的監(jiān)理職責，由總監(jiān)理師相關指令，總監(jiān)理師有一定的授權(quán)范圍，有權(quán)終止工程建設單位合同。
2電力企業(yè)應加強員工安全施工培訓
安全管理監(jiān)督管理體系的建立和設備定期的維修，在很大程度上可以提高變電站的運行安全。在變電站的電力設備操作過程中，存在較大的危險，尤其是在變電運行的過程中，需要大量的工作人員對設備進行操作，如果工作人員在操作過程中，安全意識不高，違規(guī)操作或者在操作的過程中發(fā)生失誤，就有可能造成嚴重的后果，不僅有可能造成無法挽回的損失，更有甚者會造成人員傷亡。因此，電力企業(yè)要加強對員工安全施工的培訓。同時，在變電站安全運行管理中，工作人員的文化素質(zhì)及道德水平在很大程度上影響著電力工程的建設質(zhì)量，加強對工作人員的培訓工作，既要加強安全知識技能的學習，也要加強安全管理和相關法律法規(guī)知識的學習。通過制定績效考核制度充分調(diào)動監(jiān)理人員學習的積極性和主動性，只有提高了工作人員的文化素質(zhì)，工作人員才能做好電力工程監(jiān)督管理工作。對于高空作業(yè)的工作人員，必須要求持證上崗，加強對工作人員的知識教育，給予業(yè)主和施工單位更多的專業(yè)指導，做到“三控、兩管、一協(xié)調(diào)”的管理，提高電力工程質(zhì)量。在電力工程建設中，只有工作人員的業(yè)務技能得到提升，同時具備相應的法律道德觀念，才能促進電力工程建設活動的順利開展。通過對電力工程建設實行全過程的動態(tài)管理，充分發(fā)揮監(jiān)督管理的作用，以促進電力工程建設持續(xù)、穩(wěn)定地發(fā)展，提高電力安全監(jiān)督的可靠性。
3加強電力安全監(jiān)督隊伍的建設
面對當前電力企業(yè)存在的問題，要順應時代的發(fā)展，充分利用科學技術和法律對電力進行有效的監(jiān)督。電力企業(yè)首先就要建立一支高效的監(jiān)督隊伍，定期對監(jiān)督人員進行培訓，使監(jiān)督人員通過培訓不斷提高監(jiān)管知識，熟練掌握和運用國家關于安全生產(chǎn)方面的法律法規(guī)，提高監(jiān)管人員的綜合素質(zhì)。同時，為了提高監(jiān)管人員在執(zhí)法中的工作效率和提高監(jiān)管人員的事故調(diào)查能力，要求監(jiān)督人員具備對特殊事故的應急處理能力。只有建設起高素質(zhì)的監(jiān)督管理隊伍，才能實現(xiàn)電力企業(yè)安全監(jiān)督的可靠性。其次，電力企業(yè)還要明確劃分安全檢查的主要任務。電力企業(yè)電力安全監(jiān)督的主要任務，就是徹底解決變電站運行過程中的熱點問題和突發(fā)事件，把電網(wǎng)和電力供應安全作為電力企業(yè)安全監(jiān)督的核心，及時了解安全生產(chǎn)的動態(tài)，掌握電力生產(chǎn)過程中發(fā)生的新問題，并根據(jù)問題的實際情況，制定相關的解決方案。再次，電力企業(yè)還要提高變電作業(yè)的風險意識。安全監(jiān)察工作就是對風險進行管理，在傳統(tǒng)變電作業(yè)中，缺乏風險防范意識，這種傳統(tǒng)的方式已經(jīng)不能滿足當下社會主義經(jīng)濟建設對安全作業(yè)的要求，因此，要求電力企業(yè)對變電作業(yè)風險管理工作引起重視，建立完善的風險控制體系，將變電作業(yè)的風險降到最低。
4結(jié)語
關鍵詞：重力式擋土墻；穩(wěn)定性；結(jié)構(gòu)體系可靠度；驗算點法；等效平面法；蒙特卡洛法
0、引言
重力式擋土墻結(jié)構(gòu)是我國目前最常用的，而且在工程中被認為比較簡單的一種擋土墻。重力式擋土墻結(jié)構(gòu)最常見的失穩(wěn)模式是傾覆失穩(wěn)和滑移失穩(wěn)，因此對這兩種失穩(wěn)模式的研究是很必要的。傳統(tǒng)上主要采用以安全系數(shù)為度量指標的定值法來分析重力式擋土墻穩(wěn)定性，但定值法不足之處在于無法充分考慮土的各項物理力學指標的隨機性，有一定誤差。導致一些擋土墻通過定值法估計得出的安全系數(shù)是足夠的，認為該擋土墻是安全的，但是往往在一段使用后很快就發(fā)生了工程問題。給工程帶來了巨大的經(jīng)濟損失，為了克服此方法的缺點，人們通過不斷的努力發(fā)展了一門能夠更好解決工程問題的新學科――結(jié)構(gòu)可靠度。
近年來，對重力式擋土墻的穩(wěn)定性研究方面，人們主要是利用可靠度理論分析的方法不斷研究，不斷更新方法。如王良等運用一次二階矩法中的中心點法計算了忠州隧道進洞口道路擋土墻的抗滑移可靠度。蔡陽則在研究重力式擋土墻的可靠度設計方法中，對概率極限狀態(tài)設計中分項系數(shù)的確定進行了較為系統(tǒng)的討論。雖然較之前的安全系數(shù)法較好，但不足之處是他們只考慮一種破壞模式，對于各個破壞模式之間存在的相互關系，他們沒有做出進一步分析。他們的計算結(jié)果也不可能準確的反映出擋土墻結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的可靠性，其結(jié)果也是不令人滿意的。靳靜、梁小勇通過用結(jié)構(gòu)可靠度的一次二階矩法的驗算方法和重力式擋土墻穩(wěn)定性的功能函數(shù)分別計算出某重力式擋土墻各單失效模式的可靠指標。雖然他們考慮的因素比較齊全，但對各失效模式之間的相互影響沒有進行分析，也就是對結(jié)構(gòu)整體性沒有進行可靠度分析。而杜永峰等則是先建立重力式擋土墻結(jié)構(gòu)抗傾覆穩(wěn)定性和抗滑移穩(wěn)定性的功能函數(shù)，然后利用JC法分別計算了兩種失效模式時的可靠指標。他們考慮了兩種失穩(wěn)模式的相互影響，視它們?yōu)榇?lián)系統(tǒng)。運用逐步等效平面法計算結(jié)構(gòu)體系可靠度指標，最后用結(jié)構(gòu)體系可靠度指標計算出該擋土墻穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)體系失效概率。該方法考慮的因素較之前的結(jié)果比較可靠。但所運用的方法比較復雜，而且JC法相對蒙特卡羅法來說其精度不如后者。蒙特卡羅法可以直接有效的模擬結(jié)構(gòu)體系的可靠度，計算結(jié)果相對其他方法較為精確。本文主要是通過比較說明蒙特卡羅法在重力式擋土墻的穩(wěn)定性分析方面更為理想。
1、基本原理
目前，蒙特卡羅法被認為是一種相對精確法，它所涉及的原理基于概率定義。即，先大量隨機抽取影響了結(jié)構(gòu)可靠度的隨機變量，然后將抽取的抽樣值一組一組地帶入所得到的功能函數(shù)式，通過計算求出結(jié)果，分析后確定結(jié)構(gòu)失效與否，最后從中求得結(jié)構(gòu)的失效概率。
2、結(jié)構(gòu)體系可靠指標分析
對結(jié)構(gòu)體系可靠度的研究不僅僅只是單方面的，而是要考慮各個影響因素，通過多個功能函數(shù)解決結(jié)構(gòu)可靠度問題。對于一個結(jié)構(gòu)它的失效總是由多干失效模式組成，如果多個失效模式中任意一個失效模式發(fā)生時就導致結(jié)構(gòu)的整體破壞，則認為該結(jié)構(gòu)體系為串聯(lián)系統(tǒng)；對于當只有全部失效模式都發(fā)生時才導致的結(jié)構(gòu)整體破壞則認為是結(jié)構(gòu)體系的并聯(lián)系統(tǒng)。串聯(lián)系統(tǒng)和并聯(lián)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)體系可靠度的計算問題中是考慮最多的兩種可靠度的計算方式。而對重力式擋土墻來說發(fā)生傾覆失穩(wěn)或滑移失穩(wěn)時都會導致結(jié)構(gòu)破壞，因此，它們被視為串聯(lián)系統(tǒng)來進行分析計算。
3、計算實例
4、結(jié)論
本文通過計算某擋土墻的穩(wěn)定性，對JC法和蒙特卡羅法作了比較性計算，相比較JC法，蒙特卡羅法不受隨機變量的分布概型的影響，無需因當量正態(tài)化而帶來誤差，其計算精度較高，不足之處就是計算量較大，但隨著計算機的發(fā)展蒙特卡羅法在重力式擋土墻設計計算中會越來越普遍。
參考文獻：
[1]王良，劉元雪.重力式擋土墻抗滑移的可靠度分析[J].重慶工商大學學報（自然科學版），2005
[2]蔡 陽.重力式擋土墻可靠度研究[D]. 成都： 西南交通大學， 2005.
論文關鍵詞：學科館員 學科結(jié)構(gòu) 文科學科館員
“學科館員”(Subject Librarian)，是指圖書館既具有某個學科的專業(yè)學歷，又具有情報信息專業(yè)知識和技能的復合型人才，通常被譽為學科文獻專家(Bibliographer)。我國的學科館員制度是在借鑒國外學科館員制度成功實施的基礎E發(fā)展起來的。1998年清華大學圖書館成立了“學科館員小組”，開創(chuàng)了我國圖書館學科館員制度的先河。隨后，西安交通大學、北京大學、武漢大學等高校圖書館紛紛效仿，到目前為止我國已有近60所大學實(試珩了學科館員制度)。
1我校的學科結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀與圖書館建設
1．1加強重學科建設。我校自1954年成為國家首批確定的6所重點大學以來，一直重視重點學科的發(fā)展，例如材料、航天、土木、計算機等學院都都取得了輝煌的成績。其中，一級學科博士、碩士學位授權(quán)點18個；二級學科博士、碩士授權(quán)點81個。國家工科基礎課程教學基地(5個)，國家重點實驗室(8個)，省、部級重點研究(院、所、中心)、實驗室(36個)，國家工程研究中42，(3個)，中國科學院院士、中國工程院院士(22人)。1996年我校首批進入國家“2l1工程”重氨彥沒的院校。經(jīng)過“211工程”、‘’985工程”的重點建設我校已經(jīng)發(fā)展成為一所以理工為主，理、工、管、文、經(jīng)、法相結(jié)合，多學科、開放式、研究型的國家重大學。
1.2促進薄弱學科發(fā)展。近幾年來，隨著我國高等教育改革的深化，高等院校紛紛合并，學校規(guī)模、專業(yè)規(guī)模不斷擴大。在這一形式下，我校也加大了薄弱學科的發(fā)展力度。文科專業(yè)是我校的薄弱環(huán)節(jié)，1995年哈工大文與社會科學學院成立了，它標志著我校的文科建設邁上了—個新的臺階。人文學院學科門類涉及哲學、經(jīng)濟學、法學、文學、歷史學、管理學，一級學科8個。有社會學、國際經(jīng)濟與貿(mào)易、漢語言文學、思想政治教育4個本科專業(yè)，社會學和國際經(jīng)濟與貿(mào)易是黑龍江省重點建設專業(yè)；有哲學、社會學和理論3個碩士學位—級學科授枧(覆蓋22個二級學科碩士點)，其中有9個二級學科碩士學位授權(quán)點招生，1個社會工程與管理博土；承擔面向全校開設的從本科生層次到博士生層次的思想政治理論公共課，以及大量的人文素質(zhì)教育公共選修課。
1.3圖書館的學科化服務模式。圖書館是學校的文獻信息中心，是教學科研的重要組成部分和輔助部門。高校圖書館為各學科服務的宗旨是：以其豐富的文獻信息資源重點支持優(yōu)勢學科，輔助薄弱學科。面對我校各學科迅猛發(fā)展的形勢，圖書館也必須緊跟時代步伐，轉(zhuǎn)變觀念。如何發(fā)揮各院系原有的學科優(yōu)勢，促進新成立學科專的發(fā)展，是學校教學科研中的一件大事。許多高校圖書館的學者同仁們就此問題進行了積極的探討，提出了許多具有指導作用的建議和對策，其主要觀點就是建立學科館員制度。建立學科館員制度，圖書館就可以加強同院系之間的緊密聯(lián)系，及時了解他們在文獻信息方面的需求，有針對陸地開展工作。
2我校建立文科學科館員制度的必要性及學科館員的服務要求
2．1文科學科館員制度建立的必要性。我校文科發(fā)展已初具規(guī)模，完備的學科建設對高校圖書館的發(fā)展提出了更高的要求：
(1)對藏書建設提出更高的要求：我館藏書傳統(tǒng)以重點學科為主，忽視薄弱學科。新興學科尤其是文科的發(fā)展，促使我館要重視文科文獻資源的建設，以滿足文科科研需求。
(2)對信息服務的整體水平提出更高的要求：以往信息服務的對象主要是重點學科，而今隨著人文學科的發(fā)展壯大，服務對象已擴大到各個學科領域。這一突如其來的變化領館員們猝不及防，加強對薄弱學科的服務力度勢在必行。
(3)對服務手段、服務方式提出更高的要求：以往館員注重的是重點學科的服務，對薄弱學科，從藏書到信息檢索都不太重視。而新學科的發(fā)展要求館員應迅速了解新學科的發(fā)展動態(tài)，為各學科的學生及科研人員提供完善的基礎和高端服務。
(4)對用戶信息教育提出更高的要求：關于外文數(shù)據(jù)庫，以往館員只重視重點學科數(shù)據(jù)庫的使用和檢索，而對于一些文科方面的數(shù)據(jù)庫了解不夠深入。學科館員應該熟練掌握文科期刊數(shù)據(jù)庫，如SAGE。并能根據(jù)用戶的需要進行科技查新。
2．2文科學科館員的服務要求。首先，學科館員要融人一線，服務—線。作為我校的文科學科館員跟其他學科有所不同，重點學科的服務較為成熟。而文科在學校由于是后起之秀，好多科研人員對圖書館的服務并不十分熟悉。這就要求文科學科館員盡可能多的到院里，到科研一線。為用戶提供隨時隨地的服務。其次，用戶在信息保障、信息需求、信息服務上存在的問題，服務該院(所)的學科館員都必須履行全責。學科館員要為服務的過程和效果負責。解決不同研究所的不同問題，沒有既定的模式可以遵循，沒有現(xiàn)成的經(jīng)驗可以借鑒，只有學科館員自己去探索，去創(chuàng)新。最后，對大量原始文獻進行集中分析論證后編寫成述評、專題報告、綜述等濃縮型情報資料，直接供大家利用以加快教學科研進程。
3關于我館建立文科學科館員的幾建議
3.1提高館員素質(zhì)，加強專業(yè)人才的引進。圖書館應加強。專業(yè)人才的引進，針對學科專業(yè)情況，按照合理的結(jié)構(gòu)比例，有計劃地在瞳上和結(jié)構(gòu)上不斷完善學科館員隊伍?，F(xiàn)有人力資源的開發(fā)，則是對現(xiàn)有圖書館員的培養(yǎng)和提高，以期盡快達到學科館員的條件和要求，這是現(xiàn)實而緊迫的任務。
3.2建立突出專業(yè)性和服務綜合性相結(jié)合的全新管理模式。固有管理模式與學科館員制度沖突的問題，可以考慮將學科館員按照對口學科設為各個書庫的主管(如文科學科館員可以分管中文社科閱覽室)，而不是隸屬于信息咨詢部，避免與文獻資源部門和網(wǎng)絡資源部門協(xié)作的不通暢。學科館員成為專業(yè)書庫的主管后，承擔專業(yè)書庫文獻資源的建設、管理和服務工作。還可以跟蹤學科前沿課題，圍繞教學和科研課題搜集整理資料，配合所負責學院開展定題跟蹤服務，從而充分發(fā)揮其學術價值和服務價值。
3.3建立合理的考評體系。學科館員可以實施優(yōu)勝劣汰的考核評價體系，根據(jù)各個館員的具體工作內(nèi)容(館藏發(fā)展、經(jīng)費合理使用、參與咨詢課題的情況、舉行講座的數(shù)量及效果等)進行年終測評。除了上述測評之外還要收集各個學科的師生對本學科的學科館員工作的評價意見，將服務對象的滿意度作為測評的另—個重要標準。與此同時，館內(nèi)還可以定期開展各類學科的考試考核，讓更多的有實力的工作人員有機會參與競爭，優(yōu)勝劣汰。這樣，既保證學科館員服務的高質(zhì)量，又促進了工作人員整體素質(zhì)的提高，有利于學科館員人才的培養(yǎng)和更新。
結(jié)語：圖書館已不再是—個封閉的系統(tǒng)，而是—個開放的多功能的信息中心。盡管傳統(tǒng)圖書館與現(xiàn)代圖書館將并存發(fā)展，但傳統(tǒng)圖書館那種被動的服務方式已經(jīng)沒有生存的根基。用戶信息環(huán)境已發(fā)生根本性變化，圖書館也必須因需要而變，動態(tài)適應用戶的變化。學科館員制度要達到既定的目的和成效，不是一朝一夕就能實現(xiàn)的，基礎的薄弱要求我們不能只看一時的效果，要從長遠的目標來看制度實施后所帶來的雖遲緩但持續(xù)的進步。我們要在創(chuàng)新中不斷摸索，尋找符合本館實際的發(fā)展途徑和方式，探索出一條適合我國學科館員制度發(fā)展的道路，以適應社會化和信息化相結(jié)合的現(xiàn)代圖書館。
2．2文科學科館員的服務要求。首先，學科館員要融人一線，服務—線。作為我校的文科學科館員跟其他學科有所不同，重點學科的服務較為成熟。而文科在學校由于是后起之秀，好多科研人員對圖書館的服務并不十分熟悉。這就要求文科學科館員盡可能多的到院里，到科研一線。為用戶提供隨時隨地的服務。其次，用戶在信息保障、信息需求、信息服務上存在的問題，服務該院(所)的學科館員都必須履行全責。學科館員要為服務的過程和效果負責。解決不同研究所的不同問題，沒有既定的模式可以遵循，沒有現(xiàn)成的經(jīng)驗可以借鑒，只有學科館員自己去探索，去創(chuàng)新。最后，對大量原始文獻進行集中分析論證后編寫成述評、專題報告、綜述等濃縮型情報資料，直接供大家利用以加快教學科研進程。
3關于我館建立文科學科館員的幾建議
3.1提高館員素質(zhì)，加強專業(yè)人才的引進。圖書館應加強。專業(yè)人才的引進，針對學科專業(yè)情況，按照合理的結(jié)構(gòu)比例，有計劃地在瞳上和結(jié)構(gòu)上不斷完善學科館員隊伍。現(xiàn)有人力資源的開發(fā)，則是對現(xiàn)有圖書館員的培養(yǎng)和提高，以期盡快達到學科館員的條件和要求，這是現(xiàn)實而緊迫的任務。
3.2建立突出專業(yè)性和服務綜合性相結(jié)合的全新管理模式。固有管理模式與學科館員制度沖突的問題，可以考慮將學科館員按照對口學科設為各個書庫的主管(如文科學科館員可以分管中文社科閱覽室)，而不是隸屬于信息咨詢部，避免與文獻資源部門和網(wǎng)絡資源部門協(xié)作的不通暢。學科館員成為專業(yè)書庫的主管后，承擔專業(yè)書庫文獻資源的建設、管理和服務工作。還可以跟蹤學科前沿課題，圍繞教學和科研課題搜集整理資料，配合所負責學院開展定題跟蹤服務，從而充分發(fā)揮其學術價值和服務價值。
關鍵詞：語文課堂 小學生 獨立思考精神 創(chuàng)新 情景 興趣
中圖分類號：G623.2 文獻標識碼： C 文章編號：1672-1578（2012)04-0194-01
語文新課程標準實行以來，語文教學向多樣化轉(zhuǎn)變。新課標下的語文教學具有更新型的特點。教師在小學語文的教學方面不僅要注重培養(yǎng)學生獲得知識的能力，也要注重學生思維的培養(yǎng)。在課堂實施新型教學方式，既能培養(yǎng)學生的獨立思考能力，又能培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神[1]。本文就課堂如何培養(yǎng)小學生獨立思考精神展開討論。
1 創(chuàng)造情景，激發(fā)學生獨立思考的興趣
俗話說，興趣是最好的老師。有心理學家認為，一切有成效的活動都必須以興趣作為基礎。興趣在學生的學習中起著很大的作用，在語文學習中也不例外[2]。小學生一旦對語文學習產(chǎn)生了興趣，他們就會進入積極的、最活躍的語文思維狀態(tài)，其潛能便會得到開發(fā)，主體性也會得到弘揚。因此，在語文教學中要不失時機地創(chuàng)設語文的學習情景，激發(fā)學生學習的興趣?？梢詮囊韵聨追矫鎭韯?chuàng)設情景來以此激發(fā)學生學習的興趣。
1.1激情導入，培養(yǎng)學生學習語文的興趣
課文的導入可以多樣化，不同的語文教師可以選擇不同的導入方式，但是所選方式一定要以激發(fā)學生的學習興趣為目的。教師可以設置相應課文題目的懸念，將學生一步一步地引入到課文中，學生的自主學習興趣就會得到激發(fā)。例如，教師要上《孟母教子》一課時，就可以首先給同學們設置一個好的情景。教師可以這樣說“想必同學們都有自己崇拜的偉人吧，但是你們是否知道他們小的時候就很刻苦努力的讀書了呢？要是他們小時候生長在不好的環(huán)境中，那么他們的母親會怎么辦呢？今天我們要學習的就是這樣一個有趣的故事：孟母教子。”通過這樣的情景導入，使學生能夠積極思考，同時也懷有一定的好奇心，能很好培養(yǎng)學生獨立思考精神。
1.2創(chuàng)造輕松的教學氛圍，設立良好的學習環(huán)境
目前的小學語文課堂教學中，教師總是會提出一些比較苛刻的問題，以此來激發(fā)學生思考的能力和興趣。殊不知這樣的教學方式不僅不能激發(fā)學生獨立思考的興趣，反而會使得學生對課堂學習產(chǎn)生厭倦的心理，帶來負面效應。其實，發(fā)展個性要以寬松民主的學習氣氛為前提，要讓每一位學生輕松的上課，在課堂上放松壓力，完全融入課堂的活躍氣氛中，完全融入課文主人公的境遇中。這才是教師課堂教學的最高境界。例如在學習《開天辟地》一文時，教師可以讓學生自己思考，想象出開天辟地的姿勢，然后讓學生在課堂上自己做出來。這樣不僅能夠活躍課堂氣氛，激發(fā)學生學習課文的興趣和欲望，更能夠提高學生主動思考的能力，為學生以后的生活學習打下良好的基礎。
2 讓學生自主選擇學習內(nèi)容和方法，提高學生思考主動性
傳統(tǒng)的語文課堂教學，過分強調(diào)預設和封閉，從而使課堂變得機械、沉悶和程式化，缺乏生氣和樂趣，使學生的個性化閱讀得不到發(fā)揮。新課程改革下的課堂教學，站在促進學生發(fā)展的位置上，尊重學生的個性化學習，以學定教。而以學定教不僅體現(xiàn)在學生自主選擇學習的內(nèi)容和方法 ，還應體現(xiàn)在教師對學生學習的引導和指導上。在實際課堂教學中，可以采取如下辦法：
2.1自主選擇學習的內(nèi)容
學生自主選擇自己所要學習的內(nèi)容，可以使得不同的學生根據(jù)自己獨特的愛好來學習不同的課文或同一課文的不同部分，這樣在滿足學生學習興趣的基礎上，提高了學生學習的主動性，培養(yǎng)了學生獨立思考的能力，能收到非常好的效果，在學生積極主動投入學習方面能起到很好的效果。如學《再見了，親人》時，教師可以告訴學生根據(jù)自己的愛好來思考，可以根據(jù)自己的喜愛選擇自己認為最感人的部分來學習，也可以選擇結(jié)合當時的歷史背景來學，可以選擇課文中主人公的性格特點來學等等。這完全地尊重了學生的個性差異的特點，而且學生在課文中學習到的新知識或由此而發(fā)現(xiàn)的新問題，都是自主學習的收獲?？傊?，通過學生自主與文本對話，他們的思維發(fā)展了，有了新的感受，培養(yǎng)了學生獨立思考的精神。
2.2自主選擇學習方法
學習的主體是學生，不同的學生肯定有自己不同的學習方式，而不同的學習方式都有自己的優(yōu)勢，都可以獲得很好的學習效果。所以，老師要基于這一點，培養(yǎng)學生自主學習的能力，培養(yǎng)學生獨立思考的能力，在課堂教學中要尊重每一位學生的學習方法，并鼓勵他們不斷的進取。如在《海上日出》一課中，教師可以要求學生將自己最喜歡的課文內(nèi)容用自己喜歡的方式進行學習，并做學習結(jié)果匯報。這樣，在匯報時，有的學生就會滿懷激情地描繪日出前、日出時、日出后的景象，有的則選擇當中的詞句的細細品味，有的則結(jié)合自己看日出的經(jīng)歷進行對比。教師遵循學生的個性差異，給予他們自主選擇學習方法的空間，讓學生個性得到最好的張揚，這也是培養(yǎng)學生自主思考精神的很有效途徑。
3 結(jié)語
小學語文課堂教學是培養(yǎng)小學生獨立思考精神的有效教學路徑，能夠起到很好的效果。小學語文教師在教學過程中一定要從培養(yǎng)學生的學習興趣入手，盡力提高學生的創(chuàng)新思維能力，并且通過一定的途徑將學生的創(chuàng)造性思維與實踐結(jié)合起來，這樣才能為學生將來的深入學習打下良好的基礎。
參考文獻：
相關的從業(yè)工程技術人員也經(jīng)歷了以經(jīng)驗為主的安全系數(shù)法的舊規(guī)范到基于可靠度理論的極限狀態(tài)法設計的新規(guī)范的“轉(zhuǎn)軌”。新近入行的技術人員不必“轉(zhuǎn)軌”，直接采用新規(guī)范，但新規(guī)范的基礎———可靠度理論，只在極少數(shù)大學開設，這造成了理論與實踐的脫節(jié)，學生從業(yè)后對規(guī)范理解不夠深入和透徹面對規(guī)范的“轉(zhuǎn)軌”，我校的相應教學還沒跟上，作為規(guī)范的核心內(nèi)容工程結(jié)構(gòu)可靠度原理在本科階段是不學的。事實上，為了方便學生以后從事土木工程，需要在本科生階段就進行教學，可以在本科生高年級開設。目前只在研究生階段學習，除了了解基于可靠度的規(guī)范外，也為學生科研提供了新方法，開拓了視野。
二、《工程結(jié)構(gòu)可靠度》教學體系探討
《工程結(jié)構(gòu)可靠度》教學體系，應包括可靠度分析的基本方法，可靠度方法在不同地區(qū)、不同行業(yè)的實施情況，即規(guī)范，可靠度研究的進展情況，讓學生對可靠度在土木行業(yè)的應用和研究有較深入的理解，為學生的研究開闊視野。具體分析有以下幾點。
1.教學目的?！督Y(jié)構(gòu)可靠度分析》是為土木研究生開設的課程。本課程主要介紹結(jié)構(gòu)分析中的可靠度理論、方法和應用。目前我國工程結(jié)構(gòu)設計，已從傳統(tǒng)的安全系數(shù)的方法轉(zhuǎn)變?yōu)榛诳煽慷壤碚摰臓顟B(tài)設計方法。傳統(tǒng)的設計方法沒有充分考慮設計參數(shù)的不確定性，而可靠度理論則較充分地考慮了參數(shù)的隨機變異性，廣義可靠度則還能進一步考慮模糊不確定性和未確知性，是結(jié)構(gòu)設計理論與實踐發(fā)展的必然方向。課程目的是通過教學讓學生學會從隨機概率分析的角度來處理力學和結(jié)構(gòu)問題。
2.教學內(nèi)容選擇。工程結(jié)構(gòu)可靠度教學采用的教材是《工程結(jié)構(gòu)可靠性設計原理》，參考教材是《結(jié)構(gòu)可靠度理論》，內(nèi)容包括：工程結(jié)構(gòu)可靠度研究歷史簡介，傳統(tǒng)設計方法和半概率設計方法，中心點法———次二階矩理論之一，驗算點法———次二階矩理論之二，荷載及抗力的統(tǒng)計分析，近似概率法的應用，材料性能的質(zhì)量要求和控制，以及工程結(jié)構(gòu)可靠度理論發(fā)展中的幾個問題。本課程學習的重點是一次二階矩理論、概率極限設計實用表達式和結(jié)構(gòu)體系可靠度。由于是研究生課程，在講授時增加了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)健性與抗倒塌設計，既有結(jié)構(gòu)可靠性評估，又有巖土工程可靠度等內(nèi)容，為學生科研提供參考。
3.教學方法。當今教育注重知識講授與能力培養(yǎng)的統(tǒng)一。知識是能力的基礎，能力是已獲知識應用的手段和體現(xiàn)。
（1）在課堂教學方法上，采用小班教學，課堂教學方式相對比較靈活。根據(jù)教學內(nèi)容的不同可采用講解、回答問題、討論、自學等多種教學方式。
（2）將多種教學手段引入教學體系。除常規(guī)教學手段外，還可采用多媒體技術，比如ppt、視頻、動畫，以形象直觀地展示教學內(nèi)容，使學生理解更加容易，另外，由于土木工程的普遍性，還可以采用帶學生現(xiàn)場參觀的形式，拉近課堂與現(xiàn)實的距離。這些教學表現(xiàn)形式的多樣化，大大提高了教學效率和質(zhì)量。
（3）提升學生的科研意識。課堂上重視科研現(xiàn)狀和科研前沿的介紹，讓學生了解相關方面的研究情況。
4.重視應用網(wǎng)絡。在互連網(wǎng)發(fā)達的今天，學生上網(wǎng)幾乎成了習慣。充分利用這個條件，讓學生從網(wǎng)上搜集資料，自己了解和解決一些對他們相對有難度的問題。培養(yǎng)學生搜集、查閱資料、綜合資料的基本科研能力。
5.提高教師素質(zhì)。教師的素質(zhì)直接關系著教學的質(zhì)量和效果。深厚的基礎理論和廣博的專業(yè)知識，一定的生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，相當?shù)目茖W研究能力，是對現(xiàn)代大學教師的時代要求。教師須注重調(diào)整知識結(jié)構(gòu)體系，努力學習新技術，才能保證在教學中有效地提高講授的質(zhì)量，較好地提升學生的工程意識和科研意識。當然，作為教師的一般素質(zhì)要求的提升也不可懈怠，比如表達能力、與學生互動的能力、敏感捕捉學生疑惑點的能力等。教師自身素質(zhì)的提升，是保證土木《工程結(jié)構(gòu)可靠度》良好教學效果的動力和源泉。
三、《工程結(jié)構(gòu)可靠度》教學實踐總結(jié)
結(jié)合教學實踐，下面是對《工程結(jié)構(gòu)可靠度》的教學實踐總結(jié)。
1.精心組織教學，全力保證教學質(zhì)量。在學生掌握結(jié)構(gòu)可靠度教學目的的基礎上，讓學生學會如何把結(jié)構(gòu)可靠度用于自己的研究領域；利用多樣化的教學手段，培養(yǎng)學生理解、解決實際問題的能力。
2.拓展課堂教學，開展多層次多種形式的教學活動。對于可靠度相關的概率、數(shù)理統(tǒng)計、隨機振動等數(shù)學知識，采用重點講解與學生自主學習相結(jié)合，對于規(guī)范現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，科研現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，在課堂講解時穿行，開設與教學內(nèi)容相關的專題講座，開拓學生的視野，對可靠度有較深入的了解。結(jié)果表明：通過學習拓展、前沿講解和專題講座，學生鞏固了所學知識，開闊了視野，豐富了結(jié)構(gòu)可靠度的教學內(nèi)容。
3.結(jié)合科研與實際工程，提升教師素質(zhì)。做好科研課題，積極參加實際工程，可以有效提升教師的素質(zhì)。做好科研，才能把握土木結(jié)構(gòu)可靠度的快速發(fā)展，及時調(diào)整知識結(jié)構(gòu)，拓展知識面，了解新技術和新方法。積極參加實際工程，才能提高動手能力，增強工程素質(zhì)。實踐表明：通過將科研和工程實踐成果引入教學，能深入淺出，避免紙上談兵，有效增強教學效果。
關鍵詞：教學方法；《工程結(jié)構(gòu)可靠度》；土木工程
中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）35-0078-03
隨著科技的發(fā)展，土木工程的相關規(guī)范已經(jīng)逐步過渡到基于概率的設計方法，即考慮結(jié)構(gòu)可靠度的設計方法。1998年出臺了國際標準，《結(jié)構(gòu)可靠性總原則》ISO2394：1998，2002年，考慮結(jié)構(gòu)可靠度的歐洲新規(guī)范《結(jié)構(gòu)設計基礎》（EN1990：2002）出臺，2008年，我國的新國家標準《工程結(jié)構(gòu)可靠性設計統(tǒng)一標準》頒布。規(guī)范頒布至今時間不長，相關的教育教學還不完善。目前本科階段沒有《結(jié)構(gòu)可靠度》這門課，土木研究生只是選修課。本文針對我校研究生的現(xiàn)狀，談談《工程結(jié)構(gòu)可靠度》這門課的教學和體會。
一、《結(jié)構(gòu)可靠度》開設的必要性
《工程結(jié)構(gòu)可靠度設計統(tǒng)一標準》1992年第一版頒布以來，各土木行業(yè)也陸續(xù)頒布了相應的可靠度統(tǒng)一標準，包括港口工程結(jié)構(gòu)可靠度設計統(tǒng)一標準（GB50158—92），水利水電工程結(jié)構(gòu)可靠度設計統(tǒng)一標準（GB50199—94），鐵路工程結(jié)構(gòu)可靠度設計統(tǒng)一標準（GB50216—94），公路工程結(jié)構(gòu)可靠度設計統(tǒng)一標準（GB/T50283—1999）。2008年第二版的《工程結(jié)構(gòu)可靠度設計統(tǒng)一標準》，對第一版進行了修訂并增加了對既有結(jié)構(gòu)可靠性的評定?！督ㄖY(jié)構(gòu)可靠度設計統(tǒng)一標準》（GB50068-2001）也是修訂版。各標準的執(zhí)行，標志著普遍設計方法的進步，它從原規(guī)范的經(jīng)驗系數(shù)法轉(zhuǎn)到以概率為基礎的極限狀態(tài)設計法。這種設計方法的轉(zhuǎn)變，具有普遍性，涉及到結(jié)構(gòu)工程的各種行業(yè)，包括土木、水電、建筑、鐵路、公路、港口等等。相關的從業(yè)工程技術人員也經(jīng)歷了以經(jīng)驗為主的安全系數(shù)法的舊規(guī)范到基于可靠度理論的極限狀態(tài)法設計的新規(guī)范的“轉(zhuǎn)軌”。新近入行的技術人員不必“轉(zhuǎn)軌”，直接采用新規(guī)范，但新規(guī)范的基礎——可靠度理論，只在極少數(shù)大學開設，這造成了理論與實踐的脫節(jié)，學生從業(yè)后對規(guī)范理解不夠深入和透徹。面對規(guī)范的“轉(zhuǎn)軌”，我校的相應教學還沒跟上，作為規(guī)范的核心內(nèi)容工程結(jié)構(gòu)可靠度原理在本科階段是不學的。事實上，為了方便學生以后從事土木工程，需要在本科生階段就進行教學，可以在本科生高年級開設。目前只在研究生階段學習，除了了解基于可靠度的規(guī)范外，也為學生科研提供了新方法，開拓了視野。
二、《工程結(jié)構(gòu)可靠度》教學體系探討
《工程結(jié)構(gòu)可靠度》教學體系，應包括可靠度分析的基本方法，可靠度方法在不同地區(qū)、不同行業(yè)的實施情況，即規(guī)范，可靠度研究的進展情況，讓學生對可靠度在土木行業(yè)的應用和研究有較深入的理解，為學生的研究開闊視野。具體分析有以下幾點。
1.教學目的?！督Y(jié)構(gòu)可靠度分析》是為土木研究生開設的課程。本課程主要介紹結(jié)構(gòu)分析中的可靠度理論、方法和應用。目前我國工程結(jié)構(gòu)設計，已從傳統(tǒng)的安全系數(shù)的方法轉(zhuǎn)變?yōu)榛诳煽慷壤碚摰臓顟B(tài)設計方法。傳統(tǒng)的設計方法沒有充分考慮設計參數(shù)的不確定性，而可靠度理論則較充分地考慮了參數(shù)的隨機變異性，廣義可靠度則還能進一步考慮模糊不確定性和未確知性，是結(jié)構(gòu)設計理論與實踐發(fā)展的必然方向。課程目的是通過教學讓學生學會從隨機概率分析的角度來處理力學和結(jié)構(gòu)問題。
2.教學內(nèi)容選擇。工程結(jié)構(gòu)可靠度教學采用的教材是《工程結(jié)構(gòu)可靠性設計原理》，參考教材是《結(jié)構(gòu)可靠度理論》，內(nèi)容包括：工程結(jié)構(gòu)可靠度研究歷史簡介，傳統(tǒng)設計方法和半概率設計方法，中心點法——次二階矩理論之一，驗算點法——次二階矩理論之二，荷載及抗力的統(tǒng)計分析，近似概率法的應用，材料性能的質(zhì)量要求和控制，以及工程結(jié)構(gòu)可靠度理論發(fā)展中的幾個問題。本課程學習的重點是一次二階矩理論、概率極限設計實用表達式和結(jié)構(gòu)體系可靠度。由于是研究生課程，在講授時增加了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)健性與抗倒塌設計，既有結(jié)構(gòu)可靠性評估，又有巖土工程可靠度等內(nèi)容，為學生科研提供參考。
3.教學方法。當今教育注重知識講授與能力培養(yǎng)的統(tǒng)一。知識是能力的基礎，能力是已獲知識應用的手段和體現(xiàn)。（1）在課堂教學方法上，采用小班教學，課堂教學方式相對比較靈活。根據(jù)教學內(nèi)容的不同可采用講解、回答問題、討論、自學等多種教學方式。（2）將多種教學手段引入教學體系。除常規(guī)教學手段外，還可采用多媒體技術，比如ppt、視頻、動畫，以形象直觀地展示教學內(nèi)容，使學生理解更加容易，另外，由于土木工程的普遍性，還可以采用帶學生現(xiàn)場參觀的形式，拉近課堂與現(xiàn)實的距離。這些教學表現(xiàn)形式的多樣化，大大提高了教學效率和質(zhì)量。（3）提升學生的科研意識。課堂上重視科研現(xiàn)狀和科研前沿的介紹，讓學生了解相關方面的研究情況。
4.重視應用網(wǎng)絡。在互連網(wǎng)發(fā)達的今天，學生上網(wǎng)幾乎成了習慣。充分利用這個條件，讓學生從網(wǎng)上搜集資料，自己了解和解決一些對他們相對有難度的問題。培養(yǎng)學生搜集、查閱資料、綜合資料的基本科研能力。
5.提高教師素質(zhì)。教師的素質(zhì)直接關系著教學的質(zhì)量和效果。深厚的基礎理論和廣博的專業(yè)知識，一定的生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，相當?shù)目茖W研究能力，是對現(xiàn)代大學教師的時代要求。教師須注重調(diào)整知識結(jié)構(gòu)體系，努力學習新技術，才能保證在教學中有效地提高講授的質(zhì)量，較好地提升學生的工程意識和科研意識。當然，作為教師的一般素質(zhì)要求的提升也不可懈怠，比如表達能力、與學生互動的能力、敏感捕捉學生疑惑點的能力等。教師自身素質(zhì)的提升，是保證土木《工程結(jié)構(gòu)可靠度》良好教學效果的動力和源泉。
三、《工程結(jié)構(gòu)可靠度》教學實踐總結(jié)
結(jié)合教學實踐，下面是對《工程結(jié)構(gòu)可靠度》的教學實踐總結(jié)。
1.精心組織教學，全力保證教學質(zhì)量。在學生掌握結(jié)構(gòu)可靠度教學目的的基礎上，讓學生學會如何把結(jié)構(gòu)可靠度用于自己的研究領域；利用多樣化的教學手段，培養(yǎng)學生理解、解決實際問題的能力。
2.拓展課堂教學，開展多層次多種形式的教學活動。對于可靠度相關的概率、數(shù)理統(tǒng)計、隨機振動等數(shù)學知識，采用重點講解與學生自主學習相結(jié)合，對于規(guī)范現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，科研現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，在課堂講解時穿行，開設與教學內(nèi)容相關的專題講座，開拓學生的視野，對可靠度有較深入的了解。結(jié)果表明：通過學習拓展、前沿講解和專題講座，學生鞏固了所學知識，開闊了視野，豐富了結(jié)構(gòu)可靠度的教學內(nèi)容。
3.結(jié)合科研與實際工程，提升教師素質(zhì)。做好科研課題，積極參加實際工程，可以有效提升教師的素質(zhì)。做好科研，才能把握土木結(jié)構(gòu)可靠度的快速發(fā)展，及時調(diào)整知識結(jié)構(gòu)，拓展知識面，了解新技術和新方法。積極參加實際工程，才能提高動手能力，增強工程素質(zhì)。實踐表明：通過將科研和工程實踐成果引入教學，能深入淺出，避免紙上談兵，有效增強教學效果。
4.考核辦法?？己瞬捎闷綍r成績和寫論文的形式，由于是小班，學生本科學習的背景不一樣，每個學生的論文題目和方向是不一樣的，迫使其獨立完成。經(jīng)學生的實踐說明，這種考核方法是適合該課程特點的一種較好的考試辦法。它既可以促進學生掌握可靠度的基本內(nèi)容，又可以增強學生分析問題和解決問題的能力，并對以后的碩士論文撰寫有幫助。
四、結(jié)束語。
在結(jié)構(gòu)可靠度的教學實踐中，有如下幾點體會：（1）課程內(nèi)容應盡可能地反映學科領域的發(fā)展現(xiàn)狀。課堂講義應反映一些較成熟的、工程上適用的較新研究成果，著重從方法和思路方面加以講解。（2）教學與學生擴展閱讀、自己查資料、寫論文相結(jié)合。培養(yǎng)學生自己就某個方向收集資料、提煉觀點的能力。（3）針對部分學生本科教學的背景差異，在課堂講授時，做一些查漏補缺的教學。該部分應簡單易懂，并給出進一步閱讀的參考書目或網(wǎng)址，以方便學生拓展閱讀。（4）教學與科研相結(jié)合。高水平的教學離不開科研，科研與教學相互促進，高質(zhì)量的教學需要高質(zhì)量科研的融入。
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