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[期刊] 实验技术与管理
[作者]
孟陆波 陈海清 李天斌 阴红宇
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。
关键词：
岩石力学 实验教学 PFC数值模拟
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
肖尊群 常燕斌 吕振滔 王慧 王福琦 邓名慧 李浦宇 郑月鹏
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。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
李成 钟磊 徐建祥
该文以潜在蒸散实验为例，将目前国际上主流的15种潜在蒸散估算模型进行集成，形成了可视化估算软件（MEPET），实现了对潜在蒸散量的多模型集成模拟。教学效果表明，MEPET模拟软件凭借其可视化的结果输出，能够用于比较不同数值模型对潜在蒸散量的模拟效果，并揭示潜在蒸散量对气象要素变化的响应特征，弥补了传统实验教学的不足，有利于培养学生的自主探究能力，有利于提高农业气象学实验教学的质量与效率。
关键词：
农业气象学 潜在蒸散 数值模拟 实验教学
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
范星宇 刘海明 王希辉 王美乾 吴永红 丁文云
岩石中普遍存在各向异性裂隙，其中单节理作为一种简单基础的裂隙结构，其力学行为研究可为评价和预测更复杂岩石体系的力学性能奠定基础。为研究单节理岩石的微观裂缝演化机制与规律，探究其对宏观力学参数和破坏特征的影响，该文以滇中引水工程大理段香炉山隧洞的节理岩体为研究对象，采用二维颗粒流数值程序对完整岩石和单节理岩石进行单轴压缩模拟试验，分析节理长度及倾角的变化对宏观力学参数和破坏特征的影响。结果表明：单节理岩石的节理越长、倾角越小，单轴抗压强度、峰值应变和弹性模量越小；节理越长，节理倾角对峰值应力、峰值应变和弹性模量的敏感性越高；试样大多呈张拉破坏，裂纹萌生顺序为翼裂纹、剪切裂纹、次生剪切裂纹和远场裂纹；随着节理倾角增大，起裂位置由节理中部向尖端转移，起裂方向由垂直于节理倾向转为平行于节理倾向；节理长度越长，破坏形成的主拉裂纹越少，裂纹类型越简单，翼裂纹起裂越早，剪切裂纹起裂越晚。
关键词：
单节理岩体 离散元法 裂纹扩展 破坏机制
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
王二雨 戴雨馨 王文才 吕鹏飞 陈光波
与传统矿山岩体力学实验教学手段相比,UDEC离散元数值仿真方法可以精确描述矿山岩体内部的各向异性和非均质性构造,直观、深入、可重复地研究应力扰动下矿山岩体破坏过程中的能量、应力、位移、裂隙演化规律,进而揭示矿山岩体破裂机理,可操作性较强、学生容易领悟,且省时省力、成本较低。文章采用UDEC软件研究了矿山岩体单轴压缩力学特性和破裂过程,揭示了单轴压缩条件下矿山岩体破裂机理。结果表明,将UDEC数值模拟方法应用于矿山岩体力学实验教学是完全可行的,可以提升学生学习研究矿山岩体力学的兴趣,提升主观能动性和创新能力。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
吕志涛 曾祥太 刘伟平 黄发明
针对传统岩石力学实验教学以宏观力学实验为主、缺乏微观实验的问题，该文将显微摄像技术引入岩石冻融力学性质实验，通过对岩石微观孔隙-裂隙分布进行观察、摄像，揭示了岩石宏观力学性质冻融演化特征的微观机理。通过将先进的显微摄像技术引入岩石力学实验教学，学生能够从宏观和微观两个视角直观认识单向冻融作用下岩石宏观力学性质和微观结构演化特征，从而形成宏观与微观紧密联系的认知，深刻认识宏观力学现象的微观机理。该实验教学既锻炼了学生硬件操作、软件使用、数据处理与分析阐释的能力，又实现了以问题为导向，激发学生探索宏-微观联系的兴趣，培养学生的科学探索和实践创新能力。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
杨永康 张百胜 段东 康天合 季春旭 郭俊庆
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。
关键词：
地矿类专业 岩石力学与矿山压力 数值试验
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
李阳 罗曼乐兰 庞盛永
为了突破传统理论和实验教学的局限性,提高高能束焊接课程教学质量,培养新型高能束焊接领域人才,建立了基于数值模拟的高能束焊接虚拟仿真实验平台,设计高能束焊接仿真实验,介绍了仿真实验步骤和实验结果分析方法。通过高能束焊接原理虚拟实验,向学生直观地展现高能束焊接瞬态介观过程,引导学生理解复杂小孔熔池动力学行为以及焊接缺陷形成的过程。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
雷柏伟 郭泽凯 吴兵
该文基于CFD代码GASFLOW-MPI建立了20 L球型爆炸罐的数值模型，以一步甲烷燃烧反应化学模型为基础，考虑换热对爆炸的影响，研究了6%～15%不同浓度下甲烷爆炸的压力特性曲线及温度场变化，定量分析了热损失对甲烷爆炸特征参数的影响。将数值模拟结果与实验结果进行的对比验证表明，基于CFD代码GASFLOW-MPI的数值模拟结果能够准确复现甲烷爆炸实验过程，证明了甲烷爆炸过程中热量传递对爆炸过程产生的重要影响。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
刘伟 杨国梁 马鑫民 王雁冰
该文提出将光测力学方法引入冲击动力学实验的教学改革方法。首先，以落锤冲击实验为例，应用阵列式高速摄像系统和三种光测力学方法（数字图像相关法、焦散线法和数字梯度敏感法），开展了三点弯曲梁试件低速冲击响应的教学研究。随后，以分离式霍普金森压杆实验为例，采用数字图像相关法测量了含缺口巴西半圆盘试件全场位移，并引导学生对实验数据进行分析。该实验方法克服了传统应变片电测法单点测量的局限性，提高了冲击响应测量的直观性，有助于冲击动力学实验教学开展。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
张莹莹 王晓娜 邱宇 张家良 宋远红
以纳米TiO_2为例,设计了光催化物理特性分析、离子掺杂对催化性能影响等一系列教学内容。实践表明,引入分子模拟教学项目,并采用"虚拟+真实""基础+创新"的实验教学模式,不仅提高了实验教学效果,丰富了专业实验内涵,也锻炼了学生综合运用物理知识解决实际问题的能力,有利于基础学科的创新型拔尖人才培养。
关键词：
专业实验教学 分子模拟 光催化 二氧化钛
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
刘景东 蒋有录 张卫海
针对烃源岩热演化实验教学中存在的不足,将盆地模拟技术引入到实验教学环节,进行了实验设计,并在资源勘查工程专业实验教学中进行了应用,取得良好应用效果。该实验设计使用了地史、热史和成熟度史模型,通过参数分析与加载,能够快速、准确地将实验结果直观地展现出来。整个实验过程有助于激发学生学习该门课程的积极性和主动性,深化理论认识,提高学生的动手实践能力和创新能力,具有较高的教学实用性。
关键词：
盆地模拟技术 烃源岩热演化 实验设计
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
刘强 吴荆凯 胡文韬 祝俊华 于洋
该文将水泥基3D打印技术应用到岩石力学教学实验中，采用水泥基3D打印技术制作类岩石力学试样，不仅能降低实验成本，还可融入增材建造、混凝土材料和岩石力学等课程专业知识，丰富了实验教学内容，提高了教学质量。该实验让学生自主选择打印材料、设计打印模型、优化打印路径，最后打印制作出类岩石力学试样，并完成岩石力学实验。整个实验过程有助于增强学生的学科交叉知识运用能力和动手能力，培养创新思维和科学素养。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
张雪松 陈金平 周鹏
为提高埋地管道力学响应分析的教学质量，突破理论和传统实验教学的局限性，培养新型土木工程领域人才，建立了基于数值模拟的占压埋地管道力学响应虚拟仿真实验平台，设计了正压和偏压作用下埋地管道的仿真实验。通过该虚拟仿真实验，向学生直观地展现了占压埋地管道力学响应，引导学生理解各因素变化对埋地管道轴向应力的影响规律，训练了学生利用理论知识建模和计算的能力，有助于培养学生分析和解决复杂工程问题的能力。
关键词：
占压荷载 埋地管道 数值模拟 虚拟仿真
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
黄正均 张磊 李长洪 张栋
通过岩石力学相关教学、科研实验设备的整合,实验内容的补充完善,实验内容的数字化和网络化,以及开放共享保障机制的建立,建成了全面、综合的岩石力学实验教学平台,并对平台资源进行了全面开放共享,解决了实验教学工作中存在的矛盾冲突问题,培养了学生的实验实践能力和创新思维,推动了岩石力学教育教学的整体发展,进一步扩大了该校在岩石力学领域的影响力。
关键词：
岩石力学 实验教学 开放共享 教学平台
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