軟件測試技術及軟巖工程實用加固技術研究可研報告

課程名稱：軟件測試技術課程編碼：C308課程學分：2適用學科：計算機應用技術、計算機軟件與理論及相關專業軟件測試技術SoftwareTestingTechnique教學大綱一、課程性質軟件測試技術是一門專業性很強的課程，是為計算機專業研究生開設的，屬于計算機專業研究生的選修課程。軟件測試是軟件質量保證的關鍵因素，也是計算機軟件工程方法和技術的一個主要組成部分。本課程詳細介紹軟件測試的基本概念，包括軟件測試技術、測試管理理念、質量保證體系，以及先進的軟件測試工具等等。二、課程教學目的通過本課程的學習，可以使學生基本掌握軟件測試的技術、方法，了解測試組織計劃、測試流程管理以及測試文檔的建立和測試規范化管理知識，具有獨立承擔實施測試項目的能力，全面了解測試相關技術、工具、方法，并掌握關鍵實施技巧。三、教學基本內容及基本要求第1章測試概述1、軟件測試的發展2、對軟件測試的誤解3、軟件測試的改進方法4、測試工程師的素質教學要求：1、掌握：測試的基本概念2、理解：測試工程師的素質3、了解：軟件測試的發展第2章軟件測試基礎1、軟件測試的定義2、測試的目的和原則3、測試信息流程4、軟件開發與軟件測試5、測試設計中的系統分析方法6、測試方法7、軟件測試的策略教學要求：1、掌握：軟件測試的定義、目的、原則、流程2、理解：軟件開發和軟件測試3、了解：軟件測試的策略第3章測試過程1、引言2、軟件測試的策略方法3、測試過程4、軟件項目計劃過程（制定SVVP）5、系統測試過程6、集成測試過程7、單元測試過程8、測試文檔和檢查單（CHKLIST）教學要求：1、掌握：軟件測試的基本過程2、理解：測試文檔和檢查單3、了解：軟件項目計劃過程第4章單元測試1、單元測試概念2、單元測試設計3、單元測試用例設計4、單元測試的執行5、單元測試的評估6、單元測試實施時必須遵循的原則和步驟7、單元測試的一些考慮和定義8、單元測試中的白盒測試設計9、單元測試工具教學要求：1、掌握：單元測試的概念、方法2、理解：單元測試的一些考慮和定義3、了解：單元測試工具第5章集成測試1、集成測試基本理論2、集成測試的基本方案3、集成測試的實施教學要求：1、掌握：集成測試的基本方法2、理解：集成測試的實施第6章系統測試1、確認測試（ValidationTesting）2、系統測試（SystemTesting）的概念3、系統測試的標準過程4、質量可靠性評估5、如何做好系統測試教學要求：1、掌握：系統測試的基本方法2、理解：系統測試的標準過程3、了解：質量可靠性評估第7章測試用例設計方法1、測試用例設計方法概述2、白盒測試的測試用例設計方法3、黑盒測試的測試用例設計方法4、黑盒測試的測試用例設計案例分析教學要求1、掌握：白盒測試、黑盒測試的基本方法，能夠獨立設計測試用例第8章軟件評價與測試1、軟件能力成熟度模型（CMM）2、軟件評價與測試在整個軟件生命周期中的作用3、在CMM中加入軟件評價及測試KPA的意義4、測試的主要評測方法教學要求：1、掌握：軟件能力模型的基本概念2、理解：軟件評價與測試在軟件生命周期的作用3、了解：在CMM中加入軟件評價及測試KPA的意義、測試的主要評測方法第9章軟件質量與軟件度量1、質量、質量特性與質量職能2、質量管理3、全面質量管理4、質量保證與測試5、軟件度量6、一個簡化的軟件度量與軟件測試的實例教學要求：1、掌握：質量、質量特性、質量職能2、理解：軟件度量的基本概念3、了解：質量管理方法第10章面向對象軟件的測試1、概述2、面向對象測試模型（Object-OrientTestModel）3、面向對象分析的測試（OOATest）4、面向對象設計的測試（OODTest）5、面向對象編程的測試（OOPTest）6、面向對象的單元測試（OOUnitTest）7、面向對象的集成測試（OOIntegrateTest）8、面向對象的系統測試（OOSystemTest）9、測試用例設計教學要求：1、掌握：面向對象測試的方法2、了解：面向對象測試工具四、本課程與其它課程的聯系與分工前導課程包括：程序設計、軟件工程。五、實踐環節教學內容的安排與要求實踐性教學的內容是上機操作，主要內容為：1、面向對象軟件的單元測試；2、軟件質量度量和測試評估；3、用測試工具進行性能測試和功能測試六、本課程課外練習的要求作業包括上機作業和筆頭作業兩種，上機作業要求在Windows環境下完成，學生交上機作業源代碼。七、本課程的教學方法及使用現代化教學手段方面的要求1、本課程以課堂講授為主，學生練習為輔。2、使用MSPowerPoint幻燈片作為主要教學輔助工具八、本課程成績的考查方法及評定標準本課程的考核以平時作業20%、上機20%，期末考試60%三方面綜合評價。九、教材及參考書教材：《軟件測試的有效方法》，蘭雨晴，機械工業出版社參考教材：《面向對象的軟件測試》，JohnD.McGregor等著，機械工業出版社十、課程各章節學時分配具體時間安排如下：章節內容總學時講授課時討論、論文、實驗、設計備注第一章測試概述22第二章軟件測試基礎22第三章測試過程22第四章單元測試642第五章集成測試22第六章系統測試22第七章測試用例設計方法642第八章軟件評價與測試22第九章軟件質量與軟件度量22第十章面向對象軟件的測試642大綱撰寫人：大綱審閱人：責任教授：系（教研室）主任：學院負責人：關于軟巖工程實用加固技術研究可研報告項目背景和必要性項目實施阻礙因素軟巖加固在國內外發展現狀 項目實施技術極其分類一、項目背景和必要性由于深部巖體處于復雜的工程地質環境，使得深部巖體表現出的力學特性與淺部開采時往往具有很大的差異，并且，隨著開采深度的增加，伴隨著硬巖礦井向軟巖礦井的轉型。在淺部開采基礎上發展起來的傳統加固理論、設計方法及技術已經難以適應深部巷道加固的要求，尤其是深部軟巖巷道加固涉及及實際的需要。隨著開采深度不斷增加，受高應力的影響，軟巖問題愈加嚴重，深部圍巖處于軟巖狀態，施工條件趨于復雜化，巷道及硐室加固的難度和劈壞程度不斷增加。底臌是煤礦巷道中經常發生的動力現象，巷道底臌使斷面縮小，阻礙運輸、通風和人員性能走，因底臌而造成巷道報廢的現象時有發生。嚴重影響生產和威脅安全。軟巖巷道加固問題日益突出。研究高效而經濟的軟巖巷道加固方法，是目前礦井生產急需解決的問題。軟巖是我國煤炭系統的習慣用語。它的概念已不是狹義的字面含義。目前人們普遍認可的軟巖包括松散型軟巖、破碎型軟巖、流變型軟巖、膨脹型軟巖和高地應力型（硬巖軟化型軟巖）。而軟巖多松散破碎，結構疏松，容重低，孔隙率較高，強度小，穩定性差，并且易吸水崩解，膨脹性強。因此，軟巖巷道自穩性差，圍巖壓力大，來壓快，自穩時間短，變形量大且持續時間長，速度快，范圍廣，具有很大的危害。因此，如何能夠很好的加固軟巖巷道，是中國也是世界煤炭業的一個重要課題。二、項目實施阻礙因素目前，軟巖加固還有很大的困難，如果這些困難不能夠得到解決，就很難實施加固工程。造成軟巖巷道地壓顯現劇烈，加固困難的原因有很多方面，其中主要有以下幾點。1、巖層成巖年代晚，膠結程度差我過軟巖礦區主要分布在開采新生界第三紀褐煤和開采中生界上侏羅紀的褐煤礦區。這些礦區煤層頂底板巖石都非常松軟破碎，易風化，因此怕風，怕水，怕展。巖石強度低煤礦軟巖多為泥巖、炭質泥巖、砂質泥巖等，單向抗壓強度都比較低。由于巖石強度低，表現在圍巖松散、軟弱，在中等或稍高應力水平狀態下就能產生較大的圍巖變形，加固困難。節理發育，巖體破碎有些礦區，雖然巖石強度很高，但由于節理比較發育，巖體破碎，加固也十分困難。所以，在巖塊強度高的節理化地層中，也可能表現出軟巖特征。圍巖應力水平高巖石強度低是形成軟巖的重要因素，但這只是問題的一個方面。巖石強度的高低是一個相對的概念，它與地應力緊密相聯。如果巖體強度低，但地應力絕對值也低，就表現不出軟巖特征。圍巖應力水平高，表現在三個方面：1）巷道埋深大隨著開采深度的增加，一些原本穩定性好的圍巖也顯現出軟巖的特征；2）構造應力大3）集中應力作用連接處巷道、受鄰近巷道掘進影響的巷道等，其圍巖均承受一定的集中應力，從而使圍巖由穩定狀態過渡到軟巖狀態。巖石吸水膨脹遇水膨脹地層，多含有蒙脫石、伊利石、高嶺石等粘土礦物成分，親水后產生顯著的體積膨脹，巷道開挖在這種軟巖地層中，若治水措施不當，極難加固。因此，若想要對軟巖能夠進行有效的加固，就必須先對上述的問題進行分析和解決。軟巖加固在國內外發展現狀新奧法20世紀60年代，奧地利工程師在總結前任經驗基礎上，提出一種心的隧道設計施工方法——新奧法，目前已經成為地下工程的主要設計施工方法之一。1978年，米勒教授曾較為全面地論述了這種方法的基本指導思想和主要原則，并且將其概括為22條。1980年，奧地利土木工程學會地下空間分會把新奧法定義為：一在巖體或土體中設置的使地下空間的周圍巖體城一個中空筒狀支撐環結構為目的的設計施工方法。其核心是利用圍巖的自撐作用來支撐隧道，促使圍巖本身變為加固結構的重要組成部分，使圍巖與構筑的加固結構共同形成為堅固的支撐環。新奧法既不是單純的施工方法，也不是單純的加固方法，而是充分利用和調動巷道圍巖強度與自身承載能力，按巖石力學、圍巖加工共同作用原理制定的一套地下工程涉及、施工、加固、監測新概念。它是先用工程類比法確定第一次錨噴的參數，隨之進行圍巖的監控量測。經過量測信息反饋來調整加固參數。利用現代巖石力學中圍巖與支架共同作用的理論，利用一次加固的變形、手鏈以至局部開裂來釋放圍巖中的部分能量，延續一段時間后，再用二次加固補強，來解決一般的軟巖加固問題。新奧法必須重視加固過程中的監控量測，將涉及、施工、量測結合起來，這是國際上新奧法的精髓。量測采用現代測試技術收斂計對圍巖變形和支架受力進行量測。新奧法使用于各種地質條件的巖層及任何形狀大小的巷道斷面。用新奧法進行巷道掘進，可以保證質量，保持穩定性，延長巷道的使用壽命，降低施工費用，還可以減少20%的巷道掘進量，實屬一種良好的軟巖巷道加固方法。應變控制理論日本山地宏和櫻井春輔提出了圍巖加固的應變控制理論。該理論認為隧道圍巖的應變隨加固結構的增加而減少，而容許應變則隨加固結構的增加而增大。因此，通過增加加固結構，能較容易地將圍巖應變控制在容許應變范圍內。加固結構的涉及則是由工程量測結構確定了對于應變的加固工程的感應系數后確定的。能量支護理論薩拉蒙等人提出了能量支護理論，認為加固結構與圍巖相互作用、共同變形，在變形過程中，圍巖釋放一部分能量，加固結構吸收一部分能量，但總的能量沒有變化。一二年，主張利用加固結構的特點，使支架自動調整圍巖釋放的能量和加固體吸收的能量，加固結構具有自動釋放多余能量的功能。軸變論和開挖系統控制論于學馥等人于1981年提出軸變論，認為巷道塌落可以自行穩定可以用彈性理論進行分析圍巖破壞是由于應力超過巖體強度極限引起的塌落是改變巷道軸比，導致應力重分布。應力重分布的特點是高盈利下降、低應力上升，并向無拉力和均勻分布發展，直到穩定而停止應力均勻分布的軸比是巷道最穩定的軸比，其形狀為橢圓形。近年來，于學馥等人運用系統論、熱力學等理論提出-開挖系統控制理論，開挖干擾了巖體的平衡，這個不平衡系統具有自組織功能。聯合支護技術該技術是在新奧法基礎上發展起來的，以馮豫、陸家梁、鄭雨天、朱效嘉為代表。重要觀點為對于巷道加固，一味強調加固剛度是不行的，要先柔后剛，先讓后抗，柔讓適度，穩定加固。錨噴-弧板支護理論該理論是對聯合支護理論的發展，其要點為對軟巖總是強調放壓是不行的，讓壓后要堅決頂住，即強調聯合支護理論的先柔后剛的剛性支護行事，堅決限制圍巖向中空位移。松動圈理論該理論是董方庭教授提出的，其主要內容凡是裸體巷道，其圍巖松動圈都接近于零。此時巷道圍巖的彈塑性雖然存在，但并不需要加固。松動圈越大，收斂變形越大，加固厚度就越大。因此，加固的目的在于防止圍巖松動圈發展過程中的有害變形。關鍵部位藕合組合支護理論該理論是中國礦業大學北京校區何滿朝教授提出的，認為地下工程的破壞是由于加固體與圍巖在強度、剛度、結構上存在不藕合造成的，巷道的加固應該從其變形力學機制入手，對癥下藥。復雜巷道加固應分為兩次加固，一次加固為柔性加固，二次加固為關鍵部位的藕合加固。圍巖動態工程分類理論該理論從基于診斷具體巷道圍巖的結構組合及應力環境下巷道的破壞形式和特點出發，對巷道圍巖破壞演化規律進行分析，最終實現面向巷道圍巖不同部位有針對性的定量控制。此外，還有高強度弧板支護理論、位移反分析理論、軟巖工程地質力學理論、極限跨度及平衡理論、灰色系統決策理論、優化理論等。由上述分析可以看出，影響較大、自成體系的主要是新奧法，即新奧地利隧道施工法。20世紀60年代中期誕生以來，新奧法在很多國家得以成功應用。20世紀70年代被介紹中國后，按該原理要求組織的許多工程取得了良好的技術經濟效果。目前，國內外讓un眼先到加固普遍是遵循新奧法的基本原理和方法。事實上，新奧法已經成為具有世界聲譽的隧道加固技術。我國軟巖巷道加固技術的研究大體上是遵循新奧法的基本原理展開的。但是近年來，隨著我國煤礦采深不斷加大，運用新奧法進行軟巖巷道加固出現了一些問題，主要有①新奧法要求一次加固后達到變形相對穩定時再進行二次加固，等穩往往是等夸②新奧法的二次加固是全斷面等強加固，而圍巖荷載是不均勻分布的，因此常常在薄弱緩解失穩，進而導致巷道破壞③新奧法二次加固時間的選擇，必須基于大量細致的現場應力、位移監測，但對如何利用量測結果，也缺乏明確的圍巖穩定性的判據。過程比較繁雜，現場工程技術人員不容易接受，可操作性差。雖然如此，但新奧法以其發揮圍巖的自撐作用、動態性、針對性，作為一種指導思想和控制設計原則，仍具有不可替代的重要意義。項目實施技術極其分類1普通加固普通加固就是支架脫離了巖體之外，消極被動地承受巖體變形、破碎施加的能量，以支架自身的強度支撐圍巖，在圍巖發生變形時，加固有一定的可縮量。2錨桿的聯合支護技術為了進一步提高軟巖巷道穩定性，錨桿被廣泛一用于錨網噴技術及錨注技術等。錨網噴技術中，錨桿錨固在未破壞的掩體上，阻止圍巖松動變形和破壞，噴射混凝土噴層封閉圍巖表面，支護錨桿間圍巖，防止表面巖層冒落，噴層中鋪設鋼筋網，可增加噴層的強度和柔性，提高加固的整體性。錨桿、混挺土噴層和鋼筋網三者組成的加固體與圍巖緊密結合，共同承載，既充分利用和發揮了圍巖的自承能力，又在與圍巖共同變形過程中及時提供支護抗力，限制圍巖產生有害變形，從而保持巷道穩定。錨注加固是兼有錨桿加固與注漿加固共同優點的一種加固方式。在巷道開挖以后，對巷道圍巖進行噴漿封閉，防止外延進一步風化，然后在圍巖中打入注漿錨桿進行注漿加固。注漿錨桿既有錨桿加固的特點，又能通過此錨桿對圍巖進行注漿。通過注漿、漿液充填、壓密裂隙空間，使圍巖由注漿前的無約束松散狀態變為由錨桿、漿體和圍巖共同作用的具有承受抗壓、抗剪切、抗拉等適應復雜應力、應變狀態的加固體。3錨、網、噴支護錨網噴支護具有及時性、密貼性、柔性作用，具有技術先進、工藝簡單、操作簡便、安全可靠、經濟合理和適用性強等優點。近年來，隨著高強錨桿的開發和應用，進一步發揮錨網噴加固的效果，擴大了錨網噴加固技術的應用領域。錨網噴加固技術主要由噴層、錨桿、鋼筋網三部分組成。其作用機理如下：1）由于噴層的施作幾十且能與圍巖密貼，所以，它具有能幾十封閉圍巖防止圍巖風化與潮解、支撐和填平補強圍巖、分配外力等作用。同時由于噴層中鋼筋網的存在增強了噴層的柔韌性，提高了噴層的抗彎與抗變形能力，能減少裂縫的寬度和數目，使噴層應力分配均勻，整體性能得到改善。2）錨桿是錨網噴加固的核心部分，其通過與噴層的連接把阻止圍巖破壞的力傳遞到穩定的巖層中，有效地控制塑性區、破碎區的反戰和圍巖的變形，同時，由于錨桿的擂入提高了圍巖的強度和整體性，大大增強了圍巖的穩定性，錨桿預應力的存在使圍巖在未發生大變形的情況下就收到外力的支護，有利于保持圍巖固有的力學特性，并控制大變形的發生。針對不同的圍巖，可采用不同的錨噴網支護結構參數和施工工藝。巖性較好時可采用分次完成加固的施工工藝，巖性較差時可采用一次完成就愛股的施工工藝。4錨、網、噴與U鋼金屬支架聯合加固對特別松軟、破碎巖層，采用錨、網、噴加固作用不明顯時根據圍巖變形的特點，采取錨、網、噴、作為一次加固，可使噴層及時封閉圍巖，容易做到及時加固，提供一定的初錨力和較大的錨固力，能較好地滿足特別松軟、破碎圍巖巷道第一階段圍巖變形的要求。當巷道圍巖變形基本穩定后，使用U型鋼可縮性金屬進行二次加固，以適應第二階段圍巖變形的要求。實現深部高應力軟巖巷道厚壁加固。一是采用全場錨固全螺紋鋼等強錨桿，增加圍巖自承圈厚度，實現厚壁加固：二是進行錨索加固。由于錨索長度較長，能夠深入到深部較穩定的巖層中，錨索對被加固巖體施加的預緊力高達200KN，限制圍巖有害變形的發展，改善了圍巖的受力狀態，增加唉圍巖自承圈厚度，實現厚壁加固：三是改變加固結構。在巷道的兩底腳增加斜拉錨桿或巷道底板開挖城反底拱形并錨噴（梁）加固，從而形成完整的、封閉的加固整體。5高強錨桿、預應力錨索加固由于軟巖巷道圍巖開掘后圍巖來壓快、變形大，普通錨桿錨固力低且無法提供較大的初撐力阻止圍巖變形，采用預應力高強錨桿可以很好地解決這個問題。在錨桿安裝時施加一定的預應力，這樣就可以提供較大的初撐力，及較小巷道圍巖的變形速度，同時高強錨桿又可以提供較大的錨固力，提高錨固體的自承能力。對于極軟巖巷道，在驚醒錨網噴加固后雖然對巷道頂板起到了加固作用、改善并保持了頂板的整體性，但是當圍巖松動圈的范圍大雨錨