“工程地质数值法”课程的哲学思考及教学启发
“”工程地质数值法 课程的哲学思考及教学启发
摘要：针对部分学生和工程技术人员对地质工程数值方法存在一定程度的错误认知, 作者从马
克思主义哲学的角度分析了地质工程数值方法的本质、优缺点和发展情况, 并得到一些对课堂
教学有益的启发。课堂教学应重视数值方法本质、基本原理、适用条件和优缺点的讲解, 师生
应关注该领域的前沿进展, 在教学过程中应加强实例教学和案例分析。这些启发将对授课教师
正确地引导学生认识、掌握及运用地质工程数值方法起到积极作用。
关键词：地质工程; 数值方法; 马克思主义哲学; 教学启发;
Philosophical Thinking and Teaching Inspiration of the Course of “Engineering Geology
Numerical Method”
Abstract：Based on the part of students and engineers has a certain degree of numerical methods in
engineering geology of the cognitive errors, the author analyses the essence of the numerical method
of geological engineering Marx from the philosophical point of view, the advantages and
disadvantages and development situation, and draw some inspiration for classroom teaching is
beneficial.The basic principle of classroom teaching should attach importance to the numerical method
of essence.And explain the advantages and disadvantages of applicable conditions, teachers and
students should pay attention to the forefront in the field, in the teaching process should strengthen the
case analysis and case teaching.These will inspire teachers to correctly guide students to understand,
master and use the numerical method of geological engineering has played a positive role.
Keyword：Geological Engineering; numerical methods; Marx philosophy; teaching inspiration;
地质工程数值方法是地质工程、岩土工程等专业高年级本科生或研究生的专业课程, 对于学生
专业素质、能力的培养起着重要的作用, 更是开展地质工程研究的重要技术手段。随着计算机
运算速度的提升和数值方法的迅速发展, 地质工程数值方法在日常教学、生产实践和科学研究
中的地位日益突出。该课程作为河北地质大学地质工程专业研究生的专业必修课, 主要讲述分
析工程地质问题常用的数值方法, 例如弹性有限元法、有限差分法和离散元法等。
一、什么是地质工程数值方法?
地质工程数值方法是应用数值分析手段来解决与工程相关的地质问题的一种方法。首先, 应对
工程地质体的岩性、结构和赋存环境进行地质信息分析, 在此基础上, 调查岩土体结构类型, 将
地质信息抽象为地质模型, 然后考虑工程地质体的变形破坏规律, 构建力学模型, 再通过研究材
料的本构关系和力学性质, 将力学模型转化为数学模型[1]。从本质上看, 地质工程数值方法是将
工程地质问题抽象转化为数学模型, 进而对数学模型进行求解。地质工程数值分析需要解决两
个核心问题。其一是构建工程地质体的力学和数学模型, 这需要对工程地质体进行高度的抽象
化;其二是数学模型的求解, 由于地质体具有复杂的加卸载条件和边界条件, 通常无法用解析方
法简单地求解, 而需要通过数值法求得近似解。因此, 数值模型的建立和求解不可避免地运用了
一些假设和简化, 得到的结果是一种近似解。例如, 有限元法将工程岩土体视为连续介质, 通过
离散化, 建立近似函数把有界区域内的无限问题简化为有限问题, 通过联立方程求解, 对工程问
题进行应力和变形分析。
二、用辩证的眼光看地质工程数值方法
唯物辩证法是马克思主义哲学的重要组成部分, 是人们认识世界和改造世界的根本方法。在教
学过程中, 更应该坚持从辩证的角度看待地质工程数值方法。作为客观存在, 地质工程数值方法
具有两面性, 任何一种方法都有自己的优势, 也不可避免地存在劣势。例如块体离散元法, 将工
程岩体视为完全离散的岩石块体的集合体, 通过求解运动方程建立力与位移的关系。其最基本
的优点是可以将结构面直接、显式地纳入到分析模型中, 而且岩体内部可以存在大位移、旋转
和滑动乃至块体的分离, 从而可以较真实地模拟裂隙岩体的非线性大变形特征[2-4]。该方法适
用于求解非连续地质体的大变形问题, 在岩石力学领域得到了广泛应用。然而, 该方法也存在着
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“”工程地质数值法课程的哲学思考及教学启发摘要：针对部分学生和工程技术人员对地质工程数值方法存在一定程度的错误认知,作者从马克思主义哲学的角度分析了地质工程数值方法的本质、优缺点和发展情况,并得到一些对课堂教学有益的启发。课堂教学应重视数值方法本质、基本原理、适用条件和优缺点的讲解,师生应关注该领域的前沿进展,在教学过程中应加强实例教学和案例分析。这些启发将对授课教师正确地引导学生认识、掌握及运用地质工程数值方法起到积极作用。 关键词：地质工程;数值方法;马克思主义哲学;教学启发; Philosophical Thinking and Teaching Inspiration of the C...
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作者：闻远设计
分类：社科文学类资料
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