土力学虚拟三轴实验教学平台的开发及应用
2021-03-04张陈蓉钱建固
实验技术与管理 2021年1期
曹 培,张陈蓉,钱建固
(同济大学 土木学院 地下建筑与工程系,上海 200092)
土力学是大土木工程专业课程教学体系中非常重要的专业基础课,而土力学实验则是土力学教学中不可或缺的实践性教学环节。作为连接土力学基本理论与工程应用的“桥梁”,土力学实验不仅促进了土力学基本理论的发展,而且推动了理论在工程实际中的应用[1]。土力学实验教学的开展,既可以加强学生对土力学基本原理的深入理解和掌握,又能丰富学生对土体物理和力学特性的感性认识,同时还可以培养学生的实践动手能力,激发学生的创新意识和创新思维,有利于培养学生的工程意识和综合素质,是工程教育中必不可少的组成部分[2-4]。三轴剪切实验是土力学实验中一项重要的力学实验,是测定土体抗剪强度的常用方法,是研究土的静、动力学特性和砂土液化的主要实验方法,也是研究土体本构关系的主要手段。三轴剪切实验融合了土力学中的有效应力原理、固结理论和强度理论等重要概念,因此熟练掌握三轴实验不仅是学好土力学的关键,而且可以为学生今后从事土木、交通工程设计和施工工作打下良好的基础。
然而,在实际的实验教学中,现有的实验条件很难满足三轴实验的教学要求。首先,学生数量多而实验仪器少是目前三轴实验教学中的主要矛盾之一,无法实现学生进行独立操作的教学目标,实验教师也无法对学生的掌握程度进行准确评估[5]。……
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