实验室介绍:地质与岩土工程虚拟仿真实验教学中心
2008年地质工程实验教学中心列入国家级实验教学示范中心建设计划,2012年通过验收。以示范中心网络信息管理系统为基础,同时开展了虚拟仿真实验教学项目和资源库建设,统一管理虚拟仿真实验教学包括基于模拟的物理仿真教学、基于模拟的数值仿真教学、虚拟仪器实验教学等。2014年申请并获批地质与岩土工程国家级虚拟仿真实验教学中心。
学生介绍:陈明浩环境与土木工程学院2021级土木工程专业硕士研究生
我们平时科研所做的土工离心机试验主要是基于相似理论,比如模拟斜坡自然演变的过程。在天然条件下,重力加速度就只有1g,一个斜坡的自然演化过程可能要经历数百万年甚至千万年,而我们地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室的TLJ-500土工离心机的重力加速度最大能达250g。
通过高速离心模拟试验,能够在短时间内直观地观测到斜坡的变形模式及其破坏发展规律。这就相当于把千万年的时光压缩到很短,让我们经历了一个斜坡变形的时间旅行。
传统大型土工离心机模拟实验时间久、周期长,从准备到完成要一个月左右的时间,并且试验材料等资源消耗也非常大,并不是所有的学生都有机会接触到大型土工离心机实验。
而省级一流课程-斜坡灾害土工离心虚拟仿真实验教学项目,正是对土工离心机模拟实验的虚拟仿真,它的全部流程都可以在网站内进行线上操作。
首先,系统会告知实验的目的和原理,之后会告知试验流程是什么样,前期需要进行哪些准备工作。也有提供基础知识与实验模型的讲解,它与实物的相似比例是什么关系,甚至它会对基础知识进行考核。如果考核通过,就可以继续按照提示,对离心机模型进行后续操作,进而推动实验的完成。
虽然虚拟离心机系统因为限制了很多步骤、模型和数据,仅能部分代替真正的土工离心机进行研究,但它打破了很多传统实验的长时间、高消耗以及不可逆等限制因素。虚拟仿真是非常好的一种教学途径。