时间:2024-02-27 14:39:23
绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇人工降雨的原理和方法,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!
关键词:科学技术;人工影响天气方法
中图分类号: S166 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20150632084
随着环境的污染加重,人类现已经无法在这个生存的家园里正常的生活下去,所以人们在想各种方法来改变这个局面,所以,人工降雨、人工消雾、人工融雪等等这些都是运用了物理学的原理,然而我国的物理学发展还比较落后,大部分都是引用国外的先进的技术,去不断的改进,推动了人工影响天气的历程。
1 人类影响天气的科学依据
大气中的白云是有水滴和冰晶组成,水滴和冰晶越来越多时,云层就会越积越多,之后便会形成了降雨的过程。在所有大自然的云雾中可以分为3大类,形状不同,温度的高低,云粒子的堆积量。云和降水是一个力学的过程,这2个力学的过程需要2个途径才能达到,增加水雾,降低气压,降水是一个很复杂的一个过程,它有微型物理和宏观条件所产生的一些自然现象,并且水是相对变化和相态变化的,而它们的理论基础是相变热力学,在空气非常纯净的情况下,是没有杂质和粒子的,所以这都是一个物理条件下所做出的各种反应。
2 人工影响天气技术的方式方法
人工影响天气方式方法有很多,比如,人工消雾,人工防雹,人工降雨,人工消云等等。在很多恶劣天气的情况下,人类无法进行正常的生产和生活,造成了一系列的困难,所以,在此情况下,人类利用高科技手段来解决这一难题,满足人们正常的生活要求,解决好当前遇到的某些困难。
2.1 人工消云
飞机的飞行被云影响程度很大,但所有云层中影响作用最大的是2大云层,低云层;对流云,而在低云层里最为严重的就是飞机在450m以下的飞行,因为在这种云层最低的情况下,若有飞机场的存在,飞行员是无法看清跑到,无法进行正常的飞行,对于操作方面,造成了极大的困难,所以造成了极大的危险,造成了不安全性,容易造成事故与空难。人类利用高科技手段进行研发出了人工消云这一套解决模式,是指使用人工的方法,在局部区域让云雾进行消散。它使用的方法就是在云中散发一些化学元素,使其产生大量的冰晶,这样可以使云中的水蒸气大量的蒸发,让其冰晶快速增长,之后演变成降水粒子,在粒子的快速增多以后就开始下降,云层也就随着粒子的下降而消散。
2.2 人工防雹
在对流云层的发展之下会产生雷雨天气的发生,有时还会带来冰雹的产生,如果在飞行区域或者在机场附近出现这种状况,冰雹会使飞机造成一定的损伤,还会影响其飞行,这样就会对航空方面造成很大的损失,所以,人类就研发出关于人工防雹的科学理念,减少天气的自然灾害,降低冰雹发生机率,飞机飞行的安全得到了保护,航空公司的损失也可以得到降低,农民地里的庄稼也得到了极大的改善,免受了自然灾害的侵袭,使得产量得到了极大的改善。人工防雹技术已经开始广泛的推广开来,主要都是利用物理原理来进行操作的,基本上应用的就是在冰雹云中播撒人工冰核,通过一系列的化学手段让其形成人工冰雹胚,然后在云层中抑制冷水的增长,从而形成不了较大的冰雹所以造成,让冰雹不会成为自然灾害,还可以播撒巨盐核,让其形成云滴,让冰雹缓慢增长从而实现降低冰雹的灾害程度,还可以在云内形成干扰系统,还可以让冰核在云中冻结,通过这种方法让来降低冰雹的成灾率
2.3 人工消雾
大雾天气的出现是现在人类生活中最常见的一种天气现象,它不分季节,不分时间,没有时间和空间的限制它是随机的,它主要对交通运输业造成了很大的影响,大雾会使能见度降低,影响视觉模糊,是发生事故的重要因素之一,在高速路上,城市主要街道或者机场附近进行人工消雾有很大的改善交通的促进作用。人工消雾的方法比较多的,主要方法,加热法,简而言之地说这个方法就是,把一些可燃物品燃料进行燃烧,从而使空气里雾气得到蒸发,,使大雾天气逐渐改善 ;扰动空气法,就是让空气上下混合开来让水蒸气,蒸发水气,使其渐渐消散。这些方法都可以降低空气中一些云雾,使其逐渐消散,改善交通运输路况,造成没必要的交通事故的发生,驾驶的安全性也可以进一步提高,推动交通的改善。
3 结束语
用人工的方法,来影响天气,解决一些生活中给人们带来不便的天气情况有待于去解决完成,在生产力科学技术高度发达的情况下,人类对环境的污染越来越严重,大自然对人类的惩罚也是也是日益突出,在此情况下必须要保护环境人人有责的思想观念,让环境污染的程度损失降到最低,在利用一些科技手段来解决现在出现的一系列的天气问题,在人工影响天气的技术上现在还存在很多方面的不足,现在科学技术还很落后,人类对天气估测还很不足,造成了一定错误的判断,影响人类正常的生活,造成了生活的极大不便,
参考文献
(一)削弱台风
英国研究人员通过实验研究表明,人工造云有望削弱台风。
为什么人工造云可以削弱台风呢?这得从台风的形成说起。台风的产生要有广阔的高温洋面,海水温度要高于26.5摄氏度。太阳给了海水巨大的热量。
英国利兹大学的研究人员阿兰·加蒂安等人的思路是:在容易产生台风的海域,通过减弱阳光照射海域的方法来降低海水温度,从而减弱台风的强度。要减弱照射海域的阳光,人工造云是一个很好的方法。
人工造云的原理和人工降雨比较类似,都是向空中发射可以凝聚水汽的凝聚核。控制凝聚核的大小、数量和密度,就可以让水汽形成云朵飘浮在空中,而不会成为雨水降落下来。
人工造云还是遏制全球变暖的新概念方案之一。人造白云不仅可以减少透射到海面的阳光,而且可以反射阳光,这样可以大大降低相关海域的气温和海水温度,从而减弱台风的强度。
不过,有反对者表示,通过人工方法控制台风,可能破坏自然界的水汽循环,令天气系统出现混乱,更会导致一些地区的干旱加剧。
一般来说,减弱台风伤害是为人类造福的好事情,美国表示,他们的气象卫星和国际空间站愿意为英国研究人员未来的大规模实验提供帮助。
(二)“制造”台风
我们都不喜欢台风,因为台风会带来多种破坏性危害。然而,在美国佛罗里达,有一批人却非常喜欢台风,他们不仅常常追逐台风,而且主动制造台风。他们为何要制造人们惧怕的台风?
制造台风的是美国佛罗里达国际飓风研究中心的研究人员。他们研制出可以制造台风的机器,简称“台风机”。
台风机的制造成本高达800万美元,但它的主体看上去似乎并不复杂,只不过是多个硕大的风扇。别小看这些貌不惊人的风扇,每个风扇直径宽达1.8米,由电脑控制其开启和风力大小,风扇内有不少复杂的仪表。研究中心把风扇的数量从最初的两个增加到现在的12个,总风力也随之大增。
人造台风的最大时速可以达到256公里,远远超过台风的“起步速度”。按照国际惯例,时速超过118公里的气旋才能被称作台风。
关键词:人为;影响;天气;历史;增雨作业
中图分类号:P48 文献标识码:A
我国作为一个农业大国,天气对国民经济的影响显得尤为重要,关系到社会的稳定和经济的发展。自古以来,我国劳动人民通过自己的智慧在遵循自然规律的前提下,不断地影响天气变化,利用天气,趋利避害,为人类的幸福生活而努力,近年来,由于社会经济的发展和技术的不断进步,我国人民更是利用现代技术不断影响天气变化,使其进一步为人类服务。
一、人类影响天气的发展历史
早在远古时期,天气的变化和大气的变化就已经引起了气象学家和学者的关注,我国也是世界上最早观察和记录天气天象的古代国家之一。据考古资料显示,我国原始人类在与大自然的抗争中就已经知道利用自然条件来躲避风雨雷电等自然灾害,并学会利用火,食用熟食等生活技能。早在五千年前,我国劳动人民就懂得根据天气和气候的变化来种植作物,建造房屋了。当然,在远古时期,我国的劳动生产率较低,迫于这个限制,当时对天气和气候的研究是非常有限的。
殷商时代,我国的第一本物候学著作《夏小正》的问世可谓是人类人工影响天气历史上的一个里程碑。此著作大量地记录了天气和天象的变化,并介绍了一年中各月的天气现象和气候变化以及相应月份应该从事的农事活动,由于此著作的出现,我国的农业在当时的世界是遥遥领先的。
我国历史上专门负责观察天气变化的机构叫"观象台",国家设定专门的人员来观测天气变化,类似于我们今天的气象局,由于此机构的设置,为我国当时的农事活动提供了大量的指导数据,因此,我国农业的发展是领先的,也因此奠定了我国农业大国的历史基础。由此可看出我国气象事业具有悠久的历史。
随着社会的发展和时代的进步,人类对气象和天气的研究有了更深层次的认识。战国时期,已经有军事家懂得利用气候条件进行战争,这又是人类利用天气条件为人类服务的一大创举。《黄帝内经》中也有了记载,利用天气气候等条件,可以调高人们的免疫力,防止疾病的发生的一些简单疾病的治疗。汉代韩婴的著作《韩诗外传》中提出"草木之花多五出,独雪花六出",而世界上其他国家发现这一现象比我国晚了近2000年。
古代的气象仪器研究领域,我国也是成就显著。古代战争中已经有相风旗的出现,汉代又出现了羽炭测温计来测量空气的温度和湿度,唐朝时期的李淳风更是世界上第一个利用仪器给风定级的人,他将风分为八级,并发表了著作《乙已占》,这部著作在19世纪初期才传到了欧洲,英国学者蒲福在此著作基础上又进行了更精确的划分,将风定义为12级,也就是我们现在所使用的风级的概念。
在我国古代的气象学与天气学的研究中,对暴雨、冰雹等自然灾害也做了系统的分析,在气象物候学,军事物候学,医学物候学方面也有所涉及,我国古代的气象学及人工影响天气的研究为世界此方面的研究和进步做出了巨大的贡献。
二、人工增雨的必要性
近年来,随着经济的发展和工业化程度的加深,人类对大气的破坏程度也急剧加深。旱涝现象频出,因此人类对天气的影响就显得尤为重要了。
我国首都北京地区的缺水状况尤为严重。人均水资源占有率不到200立方米,远低于世界平均水平的1000立方米。因此解决我国缺水的问题迫在眉睫。由于科技的进步和技术的发展,人工增雨技术应运而生。这种新型技术的出现给人类带来了福音,虽然缺水状况依旧,但情况已经大为改善了。
1.人工增雨的科学含义
现在社会上流传一种“人工降雨”的说法,其实这种说法是不准确的,人类不可能违背自然规律进行人工的“降雨”,而是通过利用自然条件,在遵守自然规律的前提下,人为的“增雨”。因此,现在给出人工增雨这项技术的标准科学定义:人工增雨是指在自然降雨之外,利用现有的气象条件,通过人工干预的方法,使其再增加一部分降雨的科学手段。其原理是利用飞机、增雨火箭或高射炮将催化剂发射到云层中,对局部范围内的云层中的水含量进行催化,使云层中的水滴增多并使其重量增加,去掉蒸发的一部分,大部分就降落到了地面,形成了降水。
2.人工增雨的作用
我国是世界上的人口大国,各种资源的消耗量都大的惊人,水资源也一样,因此,我国想到了利用人工增雨的方法来增加水量的方法。我国最早的人工降雨是始于20世纪50年代,无论从规模还是数量上来说,我国都是人工影响天气变化的大国,而自从人工增雨技术的引入,我国的旱涝灾害明显减少,农业产量上升。而近年来由于人工增雨技术的不断成熟,其作用已经不仅仅作用于农业了,对于森林火灾的救护,生态建设,增加水资源方面多做出了突出的贡献。这也印证了科技的发展是为人类服务的这句话。
三、人工增雨作业必须重视的问题
人工增雨这项技术虽然是一项造福人类的科技成就,但凡事都有利有弊,因此,在作业中的一些问题还是要给予重视的。
1.作业中对云层的选择
根据相关资料显示与作业人员的实践经验,云层的选择是人工增雨取得何种效果的关键。要选择适合作业和水汽较厚的云层进行作业,带有雷电的积雨云是最佳的作业对象,此类云层本身就能降水,对其进行作业,就能得到中雨以上的理想效果。
2.发射工具的选择
人工增雨作业中,催化剂的发射工具尤为重要。如空中有带有雷电的积雨云或者云团比较完整清晰,这时就比较适合使用高射炮或增雨火箭进行作业,因为此类云团本身就能降水,只要适当的进行催化,就能取得理想的效果。而如果空中不具有积雨云,且云团模糊不清,看不到边际,这时如果还是采用高炮火箭等作业效果就不会很好了,这时应采用飞机进行作业,飞机飞到云层中,通过抛洒干冰来催化云层中的冰晶,这时出现"蝴蝶效应",降水顺利完成。
3.作业地点的选择
作业地点的选择是人工增雨作业的关键所在,因为作业地点的选择直接关系到受益点。作业受到云速、风速、作业点与受益点距离的制约,因此,作业地点要选择在受益点的上风向。另外,由于使用高炮或者火箭在发射完成后,其弹壳一般不会炸毁,完成爆炸后会因为重力作用落回地面,因此,就要考虑弹壳的落回是否会对人、房屋等建筑造成损害,所以,人工增雨地点的选择和时机的一样,都是人工增雨作业中的关键,是人工增雨作业能否完成及完成质量的保障。
4.作业时机的选择
由于受各种天气条件的制约和影响,作业时机的选择也是非常重要的。作业提前可能造成雨量减少,作业滞后可能造成错过了最好的时机,都会影响降水的效果,因此,掌握好时机在人工增雨作业中是很重要的一项工作。
结束语
自古代以来,人类就在不断探索大自然的奥秘,天气状况更是人们所关心的,因此,人工影响天气一直是人类所研究的课题,随着经济的发展和技术的进步,人类如今在遵守自然规律的前提下,已经可以简单的影响天气变化了,人工增雨这项技术的使用必将为中国经济的发展增光添彩,亦将为世界的和平与稳定做出贡献。
参考文献
[1]李艳伟.冷云催化剂及其在层状云催化增雨中的应用研究[D].南京:南京气象学院.2009.
[2]毛节泰,郑国光.对人工影响天气若干问题的探讨[J].应用气象报,2009.17(5).
[3]朱乾根,寿绍文.天气学原理和方法[M].北京:气象出版社,2010.
关键词: 物理教学学习兴趣师生关系教学方式
一、建立良好的师生关系,营造有“趣”的学习氛围
教师都认为能把自己所掌握的知识,毫无保留地传授给学生是人生一大乐事。我总是想方设法让学生喜欢我,激发他们学习物理的兴趣,并时常关注他们。例如:我所教的八年级五班有一位同学,他各门功课都很差,是一个学困生。在一次物理课上我找机会表扬了他,并在一次学校运动会上我故意让她帮我拿衣服,借此机会和他聊天,了解他的家庭和生活。从此他的物理成绩稳步提高,每次考试都能考八十多分。教师要了解学生,做学生的朋友。在学生学习物理的起始阶段,只要老师多接触他们、多了解他们,就会特别爱说、爱问。
二、改变教学方式,推动“趣”的生成
1.让学生关注生活现象,激发学生学习物理的兴趣。
例如:在学习动能和势能时,老师可以给学生讲述鸟炮弹的故事。据了解,小鸟是航空公司的心头大患,历史上曾有多次因飞鸟撞击而造成飞机损害,甚至造成机毁人亡的恶性事件。在高空中,一只飞鸟能让高级合金制造的飞机机体严重受损,为什么它有如此大的能量?又例如:为什么小鸟站在高压线上不会被电死?学生对此产生了强烈的求知欲望。再例如:在学习相对速度时可举例:据报载,二次大战期间,一个法国飞行员碰到了一件很不寻常的事件。这个飞行员驾驶飞机在2000米高空飞行的时候,发现脸旁有一个小玩意儿在游动着,飞行员以为这是一只小昆虫,敏捷地把它一把抓了过来,令他大吃一惊的是,抓到的竟是一颗子弹。学生会问:子弹速度那么快,怎么可能是真的呢?带着这个问题学习这节课,教学必然会收到很好的效果。
2.联系生活实际,让熟视无睹的现象成为学习载体,让学生在惊奇中产生探索的欲望。
老师在教学中认真组织学生做好物理实验,就能自然地引入物理概念,顺理成章地得出一些物理规律,从而解决一些实际问题。如,“引言”中的演示实验①,趣味性强,演示这个实验时,为使实验效果好,杯子不宜抓在手里,而应固定在桌面上,当教师用木尺敲击硬塑料片时,前排的一个学生便不由自主地用手做好接鸡蛋的架势,因为他担心鸡蛋会掉在桌面上。突然,鸡蛋落到杯子里,学生先是一阵紧张,不久又兴奋起来。又如,为什么有的废电池放置一段时间还能生出电来,学校旗杆顶部定滑轮的用途,黑板反光的消除,市场杆秤的作用,用电高峰期电灯为什么会变暗,灯泡用久了为什么会变黑,池水中的鱼看起来为什么会变浅,“钻木取火”和“有火必有风”的解释,等等,生活中有大量的例子,仔细观察,比比皆是。再例如,讲解流体压强与流速的关系时,可做用漏斗向下吹乒乓球的实验,学生原以为向下吹乒乓球肯定会掉下去,但看到现象后,他们觉得非常不可思议,非常感兴趣,同时会积极地思考是什么原因。既提高了学生的学习兴趣,又活跃了课堂气氛,同时也加深了学生对知识点的理解,一举多得。
三、重视实验,促进“趣”的提高
实验是物理课堂教学中不可缺少的重要环节,特别是新课程改革,强调实践性和探究性,强调物理和生活的联系,让学生通过现象进行分析和理解,往往会收到事半功倍的效果。例如在学习凸透镜成像规律时,学生往往认为凸透镜只能当放大镜,可让学生拿一凸透镜,让眼镜跟凸透镜的距离慢慢由小到大观察周围的物体,他们会发现看到的物体会变大、或变小、或倒立,感到很新奇,此时再导入新课,就能激发起学生的求知欲,从而强化课堂教学效果。
四、运用现代信息技术,做好“趣”的辅助
随着科学技术的不断进步,各种先进的教学媒体走进了课堂。在教学过程中,教师可以借助投影仪、多媒体等先进手段辅助中教学,化抽象为形象、化微观为宏观、化静态为动态、化不可操作为可操作过程,使教学过程更加直观,激发学生的学习热情,增强学生的参与意识,优化教学过程。例如:讲“宇宙和微观”时,这一节中的宇宙天体、原子、电子、夸克我们是无法直接看到的,学生感到很抽象、甚至无法理解。如果运用多媒体,将天体缩小到我们的视野内,将微观的原子、电子模拟放大,在屏幕上模拟它们的运动轨迹,就能丰富学生的想象力,又提高学生分析问题、解决问题的能力。又例如:讲解内燃机时,可将内燃机的四个冲程用动画演示出来,从动画演示中可以直观地看到曲轴、活塞、火花塞、气门的工作过程,以及它们在工作过程中的相互配合,便于学生观察和理解内燃机的工作原理,同时对内燃机的工作原理有了更深的理解。再例如:在讲解升华和凝华时,可将人工降雨的过程制作成幻灯片演示,学生可以从中看到喷洒干冰之后云层中发生的一连串变化,既形象又直观,非常有趣,从而更好地帮助学生理解这个过程中的物态变化。
五、让学生获得成功的体验,做到“趣”的保持
兴趣越浓,自信心就越强,因此应增强学生的自信心,让他们体验到成功的快乐。学习动机的产生和保持依赖于成功的取得,学生体验到了成功,就会怀着喜悦的心情投入后面的学习,尝试向下一个成功迈进,使学生体会到成功的快乐,能激发他们进一步学习的兴趣。在学生成绩不佳时,或者回答问题不正确时,教师应尽一切可能找出其优点,或者合理的成分,并加以肯定。
在物理教学中,教师若能根据教学内容的特点和学生实际,巧设情境,灵活地选择教学方法,用深入浅出的幽默语言讲解,紧密联系生活实际,并且多做有趣的实验,就能充分调动学生学习的积极性,使学生愉快地获得知识,巩固知识,从而达到“乐学”的境界。教师只要在教学的各个环节,有计划、有目的地激发学生的学习兴趣和求知欲,就能获得令人满意的教学效果。
参考文献:
[1]王宝祥.初中学生家长读本.中国人口出版社.
边坡的破坏,乃由于土体中剪应力达到了土的抗剪强度,以致沿剪切面发生了破坏。脆性岩石当正应变达到极限要发生张裂破坏。也会由于细裂隙应力集中,致裂缝扩展和破坏。此外剪应力不变而抗剪强度降低了破坏也会发生,总之抗剪强度小于剪应力,边坡就要破坏。因此在公路边坡防护中应当加紧稳定性施工技术的应用。
关键词:公路;边坡;稳定性;施工
由路基填方或挖方形成的斜坡坡面称为边坡。边坡的下方叫坡脚,上为路堤的路肩或路堑的堑顶。堑顶上的自然斜坡称为山坡。山坡按其坡度可分为缓山坡、陡山坡、极陡山坡或悬岩三种。缓山坡均有残积和堆积层覆盖,植被较茂盛,在此山坡上石块要有初速才会运动。陡山坡残积层较薄易受风化作用及雨水冲刷。极陡山坡岩层通常无覆盖,受剧烈风化作用,坡脚下沟谷边常有岩堆乱石。在后两种山坡上岩块没有初速也会运动、易发生岩体崩塌,危石的倾倒、滑动和滚动,尤其是高度>40m的山坡和堑坡。
一、公路边坡的稳定性
边坡稳定主要由于土体内部土颗粒存在摩阻力和内聚力,使土体具有一定的抗剪强度,从而使土壁在一定的条件下保持稳定。如果外在因素使土体的剪应力增大或使土体的抗剪强度降低,那么边坡土体有可能在一定的范围内沿某一滑动面向外或向下移动而丧失稳定,造成土方坍塌。引起土体的剪应力增加的主要原因是:坡顶堆载、行车;边坡太陡;开挖深度(填筑高度)过大;雨水渗到土中,使土含水量增大从而使土的自重增大;地下水的渗流产生一定的动水压力;土体的竖向裂缝中的集水产生侧向的静水压力等。引起土体的抗剪强度降低的因素主要有:土质差或由于气候原因使土质变软;土体内的含水量增加从而产生作用;饱和的细砂、粉砂受振动而产生液化等。为了防止塌方,保证施工安全,应放足坡度。若放坡受阻或开挖深度(填筑高度)过大,可采用支护结构临时支挡,以保证土壁的稳定。由于影响基坑边坡稳定的因素很多,在一般情况下,开挖深度较大的基坑应对土方边坡作稳定分析,即在给定的荷载作用下,土体抗剪切破坏应有一个足够的安全系数,而且其变形不应超过某一容许值。
二、草皮护坡
雨水的冲蚀作用,要造成土质边坡渗透、冲刷和流坍等破坏,日晒和冰冻也加速岩土表层的风化剥落。为保护边坡加固表土,防止风沙对沙质路基的破坏,防止冻土的热融,在坡面上铺植草皮是经济而有效的办法。适用于路堤边坡可以保持,岩土较软、草根可以生长的地段,土质路堤除已有其他防护外,一般都要铺。这对绿化环境净化空气,降低声光污染提高信号视距也有一定的作用。经人工降雨试验,在历时30min强度为0.8-1.3mm/min的暴雨下,有密铺草皮的边坡迳流量有所减少,因冲蚀而产出的泥沙量要减少98%。雨滴落下时的溅蚀作用和细流的冲刷大为减弱。有一种消能作用和茎叶的截留、对坡面的保温、保湿、减轻风化的作用,以及根部对边坡的加筋作用。但雨水人渗有所增加,表土的含水量也加大,不过能较快为根部吸收及蒸发掉。总之植被能保持坡面有一定的湿度,又能避免含水量过高,斜坡在有根系的情况下,雨季中土的抗剪强度可提高30%-65%,黏聚力可提高1倍左右。为加强边坡稳定和排水,必要地段要和边坡渗沟配合使用。草种宜就地选用覆盖率高、根部发达茎叶低矮、耐寒耐旱具匍匐茎的多年生草种。也宜引进适应当地土壤气候的优良草种。其中属于禾本科的如兰茎冰草、沙拐枣和无芒雀麦等。豆科植物有红豆草、小冠花和拧条等。
三、护墙及护坡防治
路堑软岩边坡的风化剥落、裂隙发育,岩体碎裂,局部崩塌、坡面上危石等病害常用护墙及护坡,有时用以支顶或支护危岩和不稳结构可能发生的切割面、滑出点,以增进该面的抗剪强度,这些有支拌作用的支护墙按受力考虑墙身较厚。一般护墙受力甚微町按不受力考虑,限用于开挖面能自立,同时能确保护坡面整体稳定(F>1.3)的地段。但是路堑开挖之后靠近边坡和堑顶有儿处形成应力集中和拉力区,使堑顶十余米菹围内有侧向变形和卸荷裂隙发生,如果岩上有足够的强度,能够保持稳定,否则要适时防护才能保持长久稳定,其原理和新奥法(NATM)相近。
1.浆砌片石护墙护坡
护墙的背坡和面坡相同或较陡,但不得陡于1:0.3否则按挡墙计算。面坡大致平行于堑坡,不宜有过多的填挖,为此要求断面测量要十分准确。浆砌片石护墙的顶宽按最小构造尺寸为30-40cm计,基底承载力符合要求埋置深度应在冻结线以下,为增加护墙的稳定性,当高度超过8m时,中部宜加耳墙一个。单级护墙其高度不得超过20m.中部平台≥1m。堑坡为土质者单级高度不宜超过10m,公铁路堑的长护墙,每隔适当距离可以留有窗口改植草皮,开窗式样有松树形、树叶形、飞鸟形等艺术上处理。
2.框架护坡
多用在易受冲刷的土坡和强风化的岩质堑坡上,其防护等级在浆砌护坡和草皮护坡之间。有二种做法:(1)浆砌片石框架成45°方格型,净距2-4m,条宽0.3-0.5m,嵌入坡面0.3m左右。(2)土钉框架护坡,预制混凝土框架梁断面12x16cm、长1.5m,用4根6-8mm钢筋,两头露出5cm布置。另在杆件的接头处插入一根14x3m土钉,以灌注混凝土的方式将接头固定。此方法常用于边坡较高或土质较差的防护加固。
3.拱形支护墙
此式护墙的应用较广,其优点是:(1)充分利用有限空间,可以不刷坡以免影响行车和山坡稳定。(2)中部开洞节省圬工也降低了造价。(3)边坡上下方风化程度不同宜分别处理,把主要材料用在有裂缝有危石和岩性差,风化较重及有渗水之处。(4)开拱洞便于避车和清沟。拱脚宽2-3m,拱跨4-8m,矢跨比0.3-0.5m。地基宜为岩质,有较高的承载力,基础高度不超过沟底,宽约1―1.5m,其中暗沟宽0.3-0.5m,净高0.6-0.8m,以利排水和清沟。基础襟边尺寸必须符合限界要求并有0.2m以上的敷余。墙身上坡度宜与堑坡一致。基础用MIO浆砌片石或片石混凝土。
4.多级护墙
多级护墙乃依据原有边坡坡度、岩土结构、风化程度、地下渗流、土质岩性、坡面上病害及其位置等项考虑及设计。勘测时先要测定准确的横断面,并在立面素描图上注明岩体的构造和产状,病害情况处理对策和防护范围等项目。护墙乃考虑堑坡本身属于基本稳定,其坡度缓于l:0.35侧压力甚小可略而不计。若坡面上有危岩、裂缝或同向结构面较软弱,宜改按支顶墙或支护墙考虑,将墙身适当加厚或加锚杆并进行必要的验算,这二种墙都可以受力。多级护墙总高度不宜超过30m,每级的高度和厚度上墙不宜超过下墙。各级面坡据土质岩性决定尽可能相同,需要变坡时用伸缩缝隔开。对于凸坡应有错台或加锚杆以平衡向外的推力,二级护墙的几种断面,其中凸形断面就加了混凝土基座和小锚杆。坡面上松石杂草应予清除,如为碎裂结构无法除净可以保留。由于软岩风化造成坡面上的坑洼可回填透水料。突出坡面上的大石块如不宜清除,可洗刷干净和支护墙砌在一起。
结束语
边坡施工包括边坡的开挖与填筑、边坡防护与支挡加固工程的修筑等。边坡是由大自然地层构成的,开挖后暴露于大气中,受到各种自然和人为因素的影响,容易发生变形和破坏。边坡的稳定与施工方法有着密切关系。
参考文献:
[1] 陈铁柱, 张校生. 浅谈公路边坡施工技术[J]. 科技资讯, 2011,(09) .
关键词:公路;边坡;稳定性;施工
Abstract: The slope failure is due to the soil shear stress reached the shear strength and the destruction that occurred along the shear plane. Brittle rock when the strain reached the limits of the destruction of rifting occurs. Also due to fine cracks stress concentration caused by crack propagation and destruction. In addition, the shear stress is constant and shear strength to reduce the destruction also occurs, in short, the shear strength is less than the shear stress, the slope is necessary destruction. Highway slope protection should be to intensify the stability of the construction technique.
Keywords: highway; slope; stability; construction
中图分类号: U416.1+4 文献标识码: A 文章编号:
由路基填方或挖方形成的斜坡坡面称为边坡。边坡的下方叫坡脚,上为路堤的路肩或路堑的堑顶。堑顶上的自然斜坡称为山坡。山坡按其坡度可分为缓山坡、陡山坡、极陡山坡或悬岩三种。缓山坡均有残积和堆积层覆盖,植被较茂盛,在此山坡上石块要有初速才会运动。陡山坡残积层较薄易受风化作用及雨水冲刷。极陡山坡岩层通常无覆盖,受剧烈风化作用,坡脚下沟谷边常有岩堆乱石。在后两种山坡上岩块没有初速也会运动、易发生岩体崩塌,危石的倾倒、滑动和滚动,尤其是高度>40m的山坡和堑坡。
一、公路边坡的稳定性
边坡稳定主要由于土体内部土颗粒存在摩阻力和内聚力,使土体具有一定的抗剪强度,从而使土壁在一定的条件下保持稳定。如果外在因素使土体的剪应力增大或使土体的抗剪强度降低,那么边坡土体有可能在一定的范围内沿某一滑动面向外或向下移动而丧失稳定,造成土方坍塌。引起土体的剪应力增加的主要原因是:坡顶堆载、行车;边坡太陡;开挖深度(填筑高度)过大;雨水渗到土中,使土含水量增大从而使土的自重增大;地下水的渗流产生一定的动水压力;土体的竖向裂缝中的集水产生侧向的静水压力等。引起土体的抗剪强度降低的因素主要有:土质差或由于气候原因使土质变软;土体内的含水量增加从而产生作用;饱和的细砂、粉砂受振动而产生液化等。为了防止塌方,保证施工安全,应放足坡度。若放坡受阻或开挖深度(填筑高度)过大,可采用支护结构临时支挡,以保证土壁的稳定。由于影响基坑边坡稳定的因素很多,在一般情况下,开挖深度较大的基坑应对土方边坡作稳定分析,即在给定的荷载作用下,土体抗剪切破坏应有一个足够的安全系数,而且其变形不应超过某一容许值。
二、草皮护坡
雨水的冲蚀作用,要造成土质边坡渗透、冲刷和流坍等破坏,日晒和冰冻也加速岩土表层的风化剥落。为保护边坡加固表土,防止风沙对沙质路基的破坏,防止冻土的热融,在坡面上铺植草皮是经济而有效的办法。适用于路堤边坡可以保持,岩土较软、草根可以生长的地段,土质路堤除已有其他防护外,一般都要铺。这对绿化环境净化空气,降低声光污染提高信号视距也有一定的作用。经人工降雨试验,在历时30min强度为0.8-1.3mm/min的暴雨下,有密铺草皮的边坡迳流量有所减少,因冲蚀而产出的泥沙量要减少98%。雨滴落下时的溅蚀作用和细流的冲刷大为减弱。有一种消能作用和茎叶的截留、对坡面的保温、保湿、减轻风化的作用,以及根部对边坡的加筋作用。但雨水人渗有所增加,表土的含水量也加大,不过能较快为根部吸收及蒸发掉。总之植被能保持坡面有一定的湿度,又能避免含水量过高,斜坡在有根系的情况下,雨季中土的抗剪强度可提高30%-65%,黏聚力可提高1倍左右。为加强边坡稳定和排水,必要地段要和边坡渗沟配合使用。草种宜就地选用覆盖率高、根部发达茎叶低矮、耐寒耐旱具匍匐茎的多年生草种。也宜引进适应当地土壤气候的优良草种。其中属于禾本科的如兰茎冰草、沙拐枣和无芒雀麦等。豆科植物有红豆草、小冠花和拧条等。
三、护墙及护坡防治
路堑软岩边坡的风化剥落、裂隙发育,岩体碎裂,局部崩塌、坡面上危石等病害常用护墙及护坡,有时用以支顶或支护危岩和不稳结构可能发生的切割面、滑出点,以增进该面的抗剪强度,这些有支拌作用的支护墙按受力考虑墙身较厚。一般护墙受力甚微町按不受力考虑,限用于开挖面能自立,同时能确保护坡面整体稳定(F>1.3)的地段。但是路堑开挖之后靠近边坡和堑顶有儿处形成应力集中和拉力区,使堑顶十余米菹围内有侧向变形和卸荷裂隙发生,如果岩上有足够的强度,能够保持稳定,否则要适时防护才能保持长久稳定,其原理和新奥法(NATM)相近。
1.浆砌片石护墙护坡
护墙的背坡和面坡相同或较陡,但不得陡于1:0.3否则按挡墙计算。面坡大致平行于堑坡,不宜有过多的填挖,为此要求断面测量要十分准确。浆砌片石护墙的顶宽按最小构造尺寸为30-40cm计,基底承载力符合要求埋置深度应在冻结线以下,为增加护墙的稳定性,当高度超过8m时,中部宜加耳墙一个。单级护墙其高度不得超过20m.中部平台≥1m。堑坡为土质者单级高度不宜超过10m,公铁路堑的长护墙,每隔适当距离可以留有窗口改植草皮,开窗式样有松树形、树叶形、飞鸟形等艺术上处理。
2.框架护坡
多用在易受冲刷的土坡和强风化的岩质堑坡上,其防护等级在浆砌护坡和草皮护坡之间。有二种做法:(1)浆砌片石框架成45°方格型,净距2-4m,条宽0.3-0.5m,嵌入坡面0.3m左右。(2)土钉框架护坡,预制混凝土框架梁断面12x16cm、长1.5m,用4根6-8mm钢筋,两头露出5cm布置。另在杆件的接头处插入一根14x3m土钉,以灌注混凝土的方式将接头固定。此方法常用于边坡较高或土质较差的防护加固。
3.拱形支护墙
此式护墙的应用较广,其优点是:(1)充分利用有限空间,可以不刷坡以免影响行车和山坡稳定。(2)中部开洞节省圬工也降低了造价。(3)边坡上下方风化程度不同宜分别处理,把主要材料用在有裂缝有危石和岩性差,风化较重及有渗水之处。(4)开拱洞便于避车和清沟。拱脚宽2-3m,拱跨4-8m,矢跨比0.3-0.5m。地基宜为岩质,有较高的承载力,基础高度不超过沟底,宽约1—1.5m,其中暗沟宽0.3-0.5m,净高0.6-0.8m,以利排水和清沟。基础襟边尺寸必须符合限界要求并有0.2m以上的敷余。墙身上坡度宜与堑坡一致。基础用MIO浆砌片石或片石混凝土。
4.多级护墙
多级护墙乃依据原有边坡坡度、岩土结构、风化程度、地下渗流、土质岩性、坡面上病害及其位置等项考虑及设计。勘测时先要测定准确的横断面,并在立面素描图上注明岩体的构造和产状,病害情况处理对策和防护范围等项目。护墙乃考虑堑坡本身属于基本稳定,其坡度缓于l:0.35侧压力甚小可略而不计。若坡面上有危岩、裂缝或同向结构面较软弱,宜改按支顶墙或支护墙考虑,将墙身适当加厚或加锚杆并进行必要的验算,这二种墙都可以受力。多级护墙总高度不宜超过30m,每级的高度和厚度上墙不宜超过下墙。各级面坡据土质岩性决定尽可能相同,需要变坡时用伸缩缝隔开。对于凸坡应有错台或加锚杆以平衡向外的推力,二级护墙的几种断面,其中凸形断面就加了混凝土基座和小锚杆。坡面上松石杂草应予清除,如为碎裂结构无法除净可以保留。由于软岩风化造成坡面上的坑洼可回填透水料。突出坡面上的大石块如不宜清除,可洗刷干净和支护墙砌在一起。
四、结束语
边坡施工包括边坡的开挖与填筑、边坡防护与支挡加固工程的修筑等。边坡是由大自然地层构成的,开挖后暴露于大气中,受到各种自然和人为因素的影响,容易发生变形和破坏。边坡的稳定与施工方法有着密切关系。
参考文献:
[1]陈铁柱,张校生.浅谈公路边坡施工技术[J].科技资讯,2011,(09).
一、物理教学实施STS教育的必要性
STS是Science(科学)、Technology(技术)、Society(社会)三个英文单词的缩写,STS教育是当今世界各国科学改革的一个重要趋势,是一门新兴的教育科学,是近年来世界各国科学教育改革中形成的一个新的科学教育构想。在物理教学中实施STS教育体现了一种新的教育观、科学观、价值观和社会观,强调了物理教学与科学技术、社会发展的密切关系。在物理教学中实施STS教育实质是在物理教学中将物理知识和科学技术及社会发展相结合,培养学生运用所学的物理知识解决实际问题的能力。全日制义务教育《物理课程标准》在课程目标中明确指出:“初步认识到科学及其相关技术对社会发展及人类生活的影响。有可持续发展的意识,注意科学技术对于环境资源的影响;能在个人力所能及的程度内对社会的可持续发展有所贡献。”这就要求在物理教学过程中加强科学、技术、社会的教育,即STS教育。在物理教学中,实施STS教育能适应社会发展的需要,拓宽学生的知识面,弥补教材内容滞后科学技术和社会发展的不足,使物理教学始终处于一个具有时代特征的动态发展体系之中,使“从生活走向物理,从物理走向社会”的理念渗透到物理教学的整个过程中。
二、在课堂教学中有机渗透
物理课堂是物理教学进行STS教育的主要基地,在课堂教学中教师要充分挖掘STS教育因素,把握好物理教材内容和STS教育的结合点,合理设计教学过程,使STS教育有机地渗透在教学过程中。如教学《水循环》一节,教师就可在以下几个环节中渗透STS教育:(1)认识水的循环。教师可以让学生观察水循环示意图,结合生活中常见的云、雨、雾、露、雪、霜等现象进行讨论探究,利用实验演示雨的形成过程,共同探究其科学原理和吸、放热规律,然后利用所学知识探究人工降雨的物理方法。从而感受物理与生活、科技的密切关系。(2)珍贵的水资源。学生由于年龄偏小,对水资源的作用认识较肤浅,教师可以通过多种渠道,如让学生网上搜集或社会调查、教师利用多媒体提供有关资料等,让学生了解水资源的分布、作用、现状,如黄河的源头、天山天池、湿地、大海、葛洲坝水电站、长江三峡工程、罗布泊、赤潮、蓝藻,等等。然后师生共同讨论探究水资源的分布、作用,以及污染的现状,使学生充分认识到水资源对我们人类生存的重要性,认识到水资源并非“取之不尽,用之不竭”,过度开采将导致水资源的危机,水资源污染将给社会带来的危害等。在认识水资源形状的基础上师生共同探究水资源污染的原因,使学生认识到科学技术的发展在给人类造福的同时,也带来了水资源的污染和植被破坏;水资源危机的责任在于人类自己等问题,从而激发学生保护水资源的强烈意识。(3)保护水资源。教师可以让学生调查搜集生活中浪费水资源和污染水资源的现象,然后讨论保护水资源的措施。在此基础上教师可以适度介绍海水淡化技术的物理原理和污水净化技术等,鼓励学生大胆创新,课外设计节水或净水的小发明。在这几个教学环节中有机渗透STS教育,使物理教学与科学技术、社会、生活密切联系起来,将科学精神和人文精神紧密联系在一起,体现了“从生活走向物理,从物理走向社会”的理念,有效地培养了学生的科学世界观,提高了学生的科学素养。
三、开展多样的STS教育活动
1.专题性研究
STS教育重视科学知识在社会生产和生活中的应用,强调知识的实用性和社会价值,注重培养学生从实际问题出发进行学习。在开展STS教育活动时,对于一些信息量大、专题性强的内容要结合教材,以专题活动课形式进行STS教育,如学习热学时,可以开展“厨房里的热学”专题活动;学习声学时,可以开展“城镇的噪声污染现状及对策”专题活动;学习力学时,可以开展“摩擦力的利与弊”专题活动;学习光学时,可以开展“光污染的原因及对策”专题活动等。通过这些活动,学生解答物理现象题的能力会有很大提高,能抓住问题的本质,能自觉地把物理知识与生活实际、科学技术、社会发展联系起来,观察问题、分析问题和解决问题的能力将有很大的提高。
2.探究性实验
探究性实验不仅能加深学生对知识的巩固和理解,而且能激发学生学习的兴趣,培养学生的动手能力及理论联系实际的能力。例如测定太阳的直径、安装照明电路、探究凸透镜成像规律、探讨红外线的作用、探究温室效应产生的原因等。
3.科普讲座
依据教学大纲结合教学内容向学生介绍科学技术的新发展、新成果、新成就,定期举办科普知识讲座可以拓宽学生视野,使物理教学与科学技术、社会发展紧密的联系起来。如核能的和平利用、超导的获得和应用、超低温的获得及在医学中的应用、现代航空航天技术、制冷冰箱新科技、磁悬浮列车、交通事故的主要原因及相应对策、信息技术、通信技术、纳米技术、太阳能的综合利用、防伪技术,等等。
4.知识竞赛
开展一定主题的知识竞赛,既可以使学生所学习的知识系统化,又能使知识灵活化,使学生把物理知识与生活实际联系起来。根据所学的知识可举办一系列竞赛,例如生活中的大气压、厨房里的热学、生活中的用电知识、能源的利用和发展、噪声的污染和利用、惯性与交通安全、环境污染与保护等。
5.小制作、小发明
关键词:化学教学;方法教育;内容;途径
中图分类号:G633.8 文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2013)23-0005
一、方法教育的内容
1. 学习与研究化学的一般方法
遵循化学规律,使学生按照一定的程序思考问题,可以教给学生一些学习和研究化学的一般方法。初中化学常用到的这类方法有:“组成、结构决定物质性质,性质又决定其存在、用途和鉴别方法”的规律,这是学习元素化合物知识的一般方法;“反应物的状态和反应条件决定实验室制取气体的发生装置,气体的水溶性和密度决定收集方法”的规律,这是实验室选择制取气体装置的一般方法等等。
2. 实验方法
化学是一门以实验为基础的自然科学,培养学生掌握正确的实验方法,学会通过实验来学习和研究化学,是方法教育的一项重要内容。初中学生应掌握一些基本的实验技能,包括常用药品及仪器的使用技能、基本的操作技能等,能根据给出的实验步骤,独立地完成一项实验,如实、准确、完整地记录实验现象,能对现象进行简单的处理和思维加工,并进而推断出结论,撰写出实验报告;要学会用实验的方法解决一些简单的化学问题,具备初步的实验设计能力,即能够先根据实验的目的要求,联系已学过的知识找出实验依据的原理,再根据原理设计出实验方案,选择需用的仪器、药品及装置,列出实验步骤及注意事项等。
3. 观察方法
化学教学要对学生进行观察能力的培养,要使学生掌握下列观察方法和技巧:(1)能按一定程序进行系统观察,对于化学反应能按“反应前、反应中、反应后”的程序观察;对实验装置能按“整体――部分――整体”的顺序进行观察。以实验室制取氧气的装置为例,先从整体到部分:从左到右由发生和收集装置两部分组成,再从部分到整体:每一部分从下到上由什么仪器组成,如何连接在一起。(2)能通过对比观察、重点观察和重复观察来突出观察目的,强化观察效果。对现象变化不很明显、区分度差的观察对象,如CO2通入紫色石蕊试液后的颜色变化,通入澄清石灰水出现的浑浊现象等,能通过对比观察,获取清晰的效果;对有些实验,能根据实验目的进行有选择的重点观察,如对质量守恒定律的验证实验,能把观察的重点放在反应前后天平的平衡变化上。
二、实施方法教育的几条途径
1. 充分发挥实验教学的作用
实验是一种重要的感性认识方法,具有重要的科学方法教育功能。实验教学是实施实验方法、观察方法教育的主要途径,是启发学生思维、进行思维方法教育的重要手段之一,因此,我们要充分利用实验教学,搞好这三方面的教育。要通过演示实验及学生分组实验教学,使学生掌握实验操作与记录的方法,逐步领会解决初中各类问题所依据的原理、各种实验所需要的实验条件等,要通过实验习题教学和指导学生做家庭小实验等,培养学生的实验设计能力;要加强实验过程中的观察方法指导,培养学生广泛的观察兴趣、合理的观察习惯,使其逐步掌握各种观察方法和技巧;要培养学生边实验、边观察、边思维的良好习惯,注重实验、观察过程中的思维发展,做到实验、观察、思维三者的有机结合。
2. 引导学生善于总结并运用规律,指导他们记忆的方法
化学中有许多重要的规律,可为人们研究各类问题提供一定的思考程序和思维模式,遵循这些规律去学习和研究化学,可简化人们的认识过程。如有机物中都含有氢元素和氧元素,氢元素在燃烧时会生成水,氧元素在燃烧时会生成二氧化碳,所以有机物燃烧的生成物都有二氧化碳和水,这样甲烷、乙醇、甲醇的燃烧产物轻而易举就记住了。因此教学中,一方面要积极引导学生善于发现与总结规律,初中化学教学中除了让学生认识前面所述的两条重要规律外,还要特别注意在习题教学中引导学生总结各类典型习题的解题规律;如等质量的金属在过量稀酸中反应生成氢气的质量,可以通过总结规律得出公式。另一方面,要指导学生学会利用规律去研究与解决问题,不断提高学生运用规律解决问题的能力,使学生在学习与研究问题时,有章可循、有章会循。
精炼的总结,便于学生记忆。在化学教学中,对概念和实验进行精炼的总结,便于记忆,利于理解,譬如,在讲催化剂的定义,对它总结为“一改变,二不变”即改变化学反应速率,而质量和化学性质不变;又如在讲对“质量守恒定律”的理解,总结为“三不变,二变”。化学实验也需要精练的总结,在电解水的实验结论中,笔者总结为“氢二氧一,氢负氧正”,实验室制氧气的步骤学生不易记忆,于是笔者把每一步抽取一个字,连成一句话“插装定点收离熄”(茶庄定点收利息),便于学生理解掌握。
3. 重视课堂提问
课堂提问可了解学生对知识的理解和掌握程度,从而及时调控教学程序。改变教学策略。恰如其分的提问不但可以活跃课堂气氛,而且可以诱发学生思考。开发学生智能,调节学生思维节奏,与学生作情感的双向交流,同时提高学生注意力,如果注意力集中,大脑中只有一个学习兴奋中心,学生在回答问题时精力集中。而在听讲时有时散漫,教师光靠静讲,维持课堂纪律来保证学生的注意力是达不到要求的。而应以授课的内容来吸引学生。用一个个由浅入深,循序渐进的“问号”来吸引学生的注意力。紧紧地把学生的思维钳住,赋予学生学习动机。从而收到良好的教学效果。
4. 充分发挥多媒体在教学中的作用
多媒体是今后计算机辅助教学的主要发展方向,对于我们这些新世纪的化学教师来说,了解和掌握计算机辅助教学显得尤为重要。新课程对课堂教学提出了新的要求,多媒体应成为提高教学效果的主要工具和手段。多媒体课件把文字、声音、图像、动画集于一身,为学生提供一个生动、逼真的教学环境,使学生在兴趣盎然的情景下去接受知识,对提高课堂教学的效果和效益能够收到事半功倍的效果。
5. 重视化学知识与生活的联系
密切联系实际,让知识回归于生活,让知识运用于生活,让学生感觉到学有所用。在学习了分子的特点后,教师就让学生解释生活中的现象,“如装汽油的瓶塞为什么在塞紧?湿衣服在太阳下为什么容易干?”学习了CO2的性质,就知道了“人工降雨、舞台烟雾、温室效应”。通过这些问题,激发了学生兴趣,提高了教学效果