新奧法隧道施工工法虛擬仿真實驗是中國地質大學（武漢）建設的虛擬仿真實驗課程。
基本介紹
- 中文名：新奧法隧道施工工法虛擬仿真實驗
- 課程負責人：焦玉勇
- 建設院校：中國地質大學（武漢）
- 授課教師：徐方、蔣楠、譚飛、左昌群
課程性質,教學目標,
課程性質
課程背景
新奧法即新奧地利隧道施工方法的簡稱，英文簡稱為NATM。新奧法是以隧道岩體力學理論與水利類、土木類等相關工程經驗為基礎，利用圍岩本身所具有的承載效能為前提，採用毫秒爆破與光面爆破技術，進行掌子面爆破開挖施工，並以形成複合式內外兩層襯砌來修建隧道的洞身，將錨桿和噴射混凝土組合在一起作為主要支護手段的一種施工方法，目前已成為現代隧道工程施工的標誌性技術，是在軟弱破碎圍岩地段修築隧道的一種基本方法。
但是，新奧法隧道開挖過程中施工擾動多、爆破工程風險極大、地質條件複雜，且費用高、周期長、學生參與度非常有限，特別是隧道開挖與支護施工幾乎不可能在實驗室內進行現場教學，尤其是光面爆破開挖施工，由於必須要專業爆破資格證才能上崗施工操作，普通學生根本不可能接觸到此施工環節，這極大增加了學生的學習難度。鑒於此，有必要通過藉助虛擬現實仿真技術，研發新奧法隧道施工工法虛擬仿真實驗教學系統。通過多因素虛擬仿真，讓學生掌握不同地質條件下新奧法隧道建造中超前地質預報與圍岩分級、光面爆破、初期支護與二次襯砌以及監控量測等關鍵環節的設計與施工過程，並通過可視化軟體直觀地呈現。讓學生消化吸收理論知識的同時，掌握新奧法隧道施工關鍵技術，並且培養學生獨立動手和創新創造能力，為畢業走上工作崗位或繼續深造打下堅實基礎。
教學目標
（1）按照“能實不虛、虛實結合、以虛擴實、相互補充”的原則，以新奧法隧道施工全過程為主線，對多個獨立實驗環節進行系統化整合，側重圍岩分級、光面爆破開挖工藝、初期支護與二次襯砌等設計與施工過程的直觀呈現，著重實現無法在實驗室開展的光面爆破與支護襯砌等綜合性高危實驗環節，培養學生的整體分析和系統設計能力；
（2）實驗過程以學生為中心，支持學生對光面爆破開挖過程中的布孔設計、裝藥結構設計、起爆網路設計，以及鑽孔、裝藥、連線、起爆、支護與襯砌等重要工法步驟和關鍵參數進行自由構建和設計，變驗證性實驗為探究性實驗。通過系統仿真模擬給予實時反饋，引導學生充分思考與辨析，鍛鍊學生的動手能力，全方位激發學生的創新意識與實踐素養；
（3）此外，本項目的隧道斷面尺寸、圍岩掌子面描述信息以及相關開挖與支護參數均取自實際隧道工程項目，在實驗原理仿真及實驗結果呈現上都注重反映隧道工程實際情況，目的是使學生加強對現場的熟悉、增強工程實踐常識與技能，強化學生工程素養的培養。
