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课程名称：土木水利学科前沿实验
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英文名称：
Civil and Hydraulic Engineering Frontier Experiment
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是否独立设课：是
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实验类别：专业基础课
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实验课程性质：必修
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实验项目数：28
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必做实验项目数：0
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选做实验项目数：8
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开放实验项目数：28
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综合性、设计性实验数：0
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一、学时、学分
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课程总学时：24
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实验学时：24
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课程总学分：1
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实验学分：1
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二、实验教学目的与基本要求
利用土木工程学院和水利工程学院在土木工程和水利工程两个一级学科均具有国内领先科研水平的优势，通过《土木水利学科前沿实验》课程建设作为载体，尝试科学研究与本科教学的有机融合，达到通识教育和专业教育的双重目的，实现培养土木水利工程专业高素质拔尖创新型精英人才的目标。
三、主要仪器设备
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序号
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实验设备名称
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对应实验项目
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数量
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备注
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1
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波浪水池
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波浪三维破碎实验研究
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1
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2
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低温冷库
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低温条件下冰试样制作及物理和力学性质试验
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1
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3
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费氏台
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低温条件下冰试样制作及物理和力学性质试验
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1
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4
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冰压力实验机
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低温条件下冰试样制作及物理和力学性质试验
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1
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5
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浪高仪及比例采集系统
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实验室的波浪生成技术
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1
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6
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拉力采集系统
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新型复合式浮式防波堤水动力特性试验研究
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1
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7
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流速仪及流速采集系统
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近岸环流水动力特性试验研究
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1
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8
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非线性波浪水槽
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波浪与深海海洋平台相互作用试验研究
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1
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9
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流场输出可视化软件
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海洋工程水动力学中的数值模拟技术
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1
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10
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海洋环境水槽
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海岸带波浪环境中污染物输运的实验模拟分析
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1
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11
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高精度大型三轴仪
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核电厂海域工程地震安全评价
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1
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12
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光纤光栅传感器
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工程结构健康监测和控制前沿技术
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1
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13
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NI CRIO嵌入式数据采集平台
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工程结构健康监测和控制前沿技术
|
1
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14
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水下地震模拟试验系统
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重大结构动力模型试验
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1
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15
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混凝土氯离子渗透仪
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架构混凝土的配合比设计及其实验研究
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1
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16
|
压力试验机
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利用碳化技术制备建材制品
|
1
|
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17
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承力和加载设备
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钢筋混凝土结构抗震性能试验研究
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1
|
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18
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磁流变液及其阻尼器演示器件
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智能结构系统试验研究
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1
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19
|
土工静力、动力三轴-扭转液压多功能剪切仪
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复杂应力条件下土体特性的试验研究
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1
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|
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20
|
鼓型离心机
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水平荷载作用下桩基础承载力离心模型实验研究
|
1
|
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|
21
|
双级压缩热泵机组系统
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空气源热泵与冰浆非均质流动及换热实验
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1
|
|
|
22
|
冰浆输送系统
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空气源热泵与冰浆非均质流动及换热实验
|
1
|
|
|
23
|
土壤源热泵空调系统
|
土壤源热泵空调系统性能实验
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1
|
|
|
24
|
大型飞机客舱环境试验台
|
大型客机舱内环境调节实验
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1
|
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|
25
|
飞机舱夹层气流保温系统实验台
|
大型客机舱内环境调节实验
|
1
|
|
|
26
|
蒸汽压缩式热泵制冷系统
|
太阳能复合能源系统与物联网建筑节能实验
|
1
|
|
|
27
|
气候响应型建筑实验平台
|
气候响应型建筑研究进展及关键技术开发
|
1
|
|
|
28
|
|
环境水流的数值模拟、流场动画与工程应用
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1
|
|
|
29
|
风洞实验室
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大跨度桥梁静动力试验
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1
|
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30
|
沥青混合料离心抽提仪、燃烧法沥青含量测定仪
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废旧沥青路面材料再生利用的实验技术及现代路面结构性能评价技术
|
1
|
|
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31
|
深腾1800高性能服务器
|
岩石、混凝土破坏过程数值模拟及其大规模科学计算
|
1
|
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32
|
水工实验数据采集分析系统
|
港海工程结构波流作用效应
|
1
|
|
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33
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自动陀螺全站仪
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土木工程安全检测中的现代测绘仪器数据采集与分析
|
1
|
|
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34
|
手持GNSS接收机
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土木工程安全检测中的现代测绘仪器数据采集与分析
|
1
|
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35
|
非接触视频测量仪
|
土木工程安全检测中的现代测绘仪器数据采集与分析
|
1
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四、实验课程内容与学时分配
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序号
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实验项目名称
|
内容提要
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学时
分配
|
实验
要求
|
实验
类型
|
每组
人数
|
面向专
业编号
|
备注
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1
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波浪三维破碎实验研究
|
通过两个方向的波浪相互作用而研究波浪水动力学中波
-
波相互作用以及波浪的三维破碎等问题。
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3
|
选做
|
综合性
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15
|
1
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|
|
2
|
低温条件下冰试样制作及物理和力学性质试验
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增加学生对目前海冰和淡水冰研究中常用实验设备和实验技术的认识
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3
|
选做
|
综合性
|
15
|
1
|
|
|
3
|
实验室的波浪生成技术
|
介绍实验室波浪生成方法及其在波浪特性、波浪与结构物作用中的应用。
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3
|
选做
|
综合性
|
15
|
1
|
|
|
4
|
新型复合式浮式防波堤水动力特性试验研究
|
研究新型复合式浮式防波堤的消浪特性和锚泊系统的受力特性
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3
|
选做
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综合性
|
15
|
1
|
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|
5
|
近岸环流水动力特性试验研究
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针对均匀坡度海岸以及沙坝海岸地形上产生的沿岸流以及裂流进行研究。
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3
|
选做
|
综合性
|
15
|
1
|
|
|
6
|
波浪与深海海洋平台相互作用试验研究
|
开展平台水动力性能、系泊定位系统分析
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3
|
选做
|
综合性
|
15
|
1
|
|
|
7
|
海洋工程水动力学中的数值模拟技术
|
对现代海洋工程数值模拟试验技术进行介绍和讲解。
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3
|
选做
|
综合性
|
15
|
1
|
|
|
8
|
海岸带波浪环境中污染物输运的实验模拟分析
|
系统的了解海岸波浪环境中污染物运动的基本规律
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3
|
选做
|
综合性
|
15
|
1
|
|
|
9
|
核电厂海域工程地震安全评价
|
对核电站工程安全相关的关键结构
-
海域取排水工程在地震作用下的功能失效机理和抗震安全评价体系进行相关介绍。
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3
|
选做
|
综合性
|
15
|
1
|
|
|
10
|
工程结构健康监测和控制前沿技术
|
介绍结构健康监测中常用的传感器技术、数据采集硬件以及结构健康监测软件系统。
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3
|
选做
|
综合性
|
15
|
1
|
|
|
11
|
重大结构动力模型试验
|
探讨结构的振动特性、动力安全性及其破坏特征。
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3
|
选做
|
综合性
|
15
|
1
|
|
|
12
|
架构混凝土的配合比设计及其实验研究
|
介绍架构混凝土的配合比设计和耐久性实验研究
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3
|
选做
|
综合性
|
15
|
1
|
|
|
13
|
利用碳化技术制备建材制品
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以水泥粉、钢渣粉等为原材料，在一定的压力、温度和湿度条件下，经碳化养护制成建材制品。
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3
|
选做
|
综合性
|
15
|
1
|
|
|
14
|
钢筋混凝土结构抗震性能试验研究
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研究不同跨高比、轴压比、配箍筋和箍筋形式时钢筋混凝土柱的破坏性能。
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3
|
选做
|
综合性
|
15
|
1
|
|
|
15
|
智能结构系统试验研究
|
智能结构系统介绍、原理性演示实验和应用性实验。
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3
|
选做
|
综合性
|
15
|
1
|
|
|
16
|
复杂应力条件下土体特性的试验研究
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针对不同类型的地基土体，开展单元实验研究。
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3
|
选做
|
综合性
|
15
|
1
|
|
|
17
|
水平荷载作用下桩基础承载力离心模型实验研究
|
通过离心模型实验考查桩基础在水平单向和循环荷载作用下的极限承载能力
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3
|
选做
|
综合性
|
15
|
1
|
|
|
18
|
空气源热泵与冰浆非均质流动及换热实验
|
对高低压压缩机耦合过程、工质循环量、油平衡、除霜以及双级压缩空气源热泵相关优化问题进行测试。
针对冰浆输冷系统的流动与传热特性进行测试。
|
3
|
选做
|
综合性
|
15
|
1
|
|
|
19
|
土壤源热泵空调系统性能实验
|
针对影响土壤源热泵系统的节能性能的关键性问题进行研究。
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3
|
选做
|
综合性
|
15
|
1
|
|
|
20
|
大型客机舱内环境调节实验
|
对客舱部分热环境参数进行测试，并参与客舱环境品质的主观评价。
|
3
|
选做
|
综合性
|
15
|
1
|
|
|
21
|
太阳能复合能源系统与物联网建筑节能实验
|
了解太阳能光电光热及其建筑一体化技术、新型建筑冷热源技术、新型重要空调技术和建筑能源系统物联网及其建筑节能技术。
|
3
|
选做
|
综合性
|
15
|
1
|
|
|
22
|
气候响应型建筑研究进展及关键技术开发
|
学习如何实现建筑物的能量收集、传输和储存的方法。
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3
|
选做
|
综合性
|
15
|
1
|
|
|
23
|
环境水流的数值模拟、流场动画与工程应用
|
展示复杂水流、泥沙、渗流与溃坝分析等的计算结果与应用验证。
|
3
|
选做
|
综合性
|
15
|
1
|
|
|
24
|
大跨度桥梁静动力试验
|
进行结构模型试验和风洞模型试验
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3
|
选做
|
综合性
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15
|
1
|
|
|
25
|
废旧沥青路面材料再生利用的实验技术及现代路面结构性能评价技术
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(1)
再生沥青实验检测技术；(2)热再生沥青混合料实验检测技术；(3)冷再生及温拌沥青混合料实验检测技术。
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3
|
选做
|
综合性
|
15
|
1
|
|
|
26
|
岩石、混凝土破坏过程数值模拟及其大规模科学计算
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1
）岩石混凝土非线性变形本质特征。
2
）岩石混凝土破坏本构模型。
3
）基于并行计算的岩石混凝土破坏过程模拟。
4
）工程结构破坏过程动态演示分析。
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3
|
选做
|
综合性
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15
|
1
|
|
|
27
|
港海工程结构波流作用效应
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（1）防波堤实验。（2）直立桩柱底部泥沙冲刷试验
。（
3
）其他港口、海洋工程结构在风浪流等动力荷载作用下的试验模拟。
|
3
|
选做
|
综合性
|
15
|
1
|
|
|
28
|
土木工程安全检测中的现代测绘仪器数据采集与分析
|
讲解测绘仪器的现状和发展趋势
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3
|
选做
|
综合性
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15
|
1
|
|
五、考核方式
1
、学习心得。
2
、考核方式：
考核由两部分组成，一是签到记录，二是提交学习心得。专题主讲教师根据上课状况和学习心得给予每个学生评分。
8
次专题的平均分就是学生的最后成绩。
六、使用教材、主要参考书
1
、使用教材：
无。
2
、主要参考书：
（
1
）土木水利学科前沿实验学习日志. 大连理工大学土木水利实验教学中心，2012年。
实验教学大纲制订者：李 昕 任 冰
审订者：陈廷国
土木水利实验教学中心
2012年9月
