研究生開題報(bào)告(新)

各位老師上午好指導(dǎo)教師：XX論文題目：車輛荷載作用下粘土的動(dòng)力特性

學(xué)科專業(yè)：巖土工程班級(jí)：土木(X)班學(xué)生：XX學(xué)號(hào)：XXXXXXXX開題報(bào)告一、課題研究的目的和意義二、國(guó)內(nèi)外同類課題研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)三、課題研究方案及進(jìn)度安排四、主要參考文獻(xiàn)

主要內(nèi)容

近年來，各大城市為了疏散人流、解決交通擁擠而大力興建地鐵工程，由此而引發(fā)的工程環(huán)境問題也越發(fā)明顯，特別是粘土地區(qū)投入運(yùn)營(yíng)的地鐵隧道軸線變形和地面沉降等環(huán)境地質(zhì)問題己經(jīng)引起政府部門和工程技術(shù)人員的高度關(guān)注。上海地鐵隧道及其周圍環(huán)境的監(jiān)測(cè)情況表明，上海投入運(yùn)營(yíng)的幾條地鐵隧道全線發(fā)生軸線變形和地面沉降，在地鐵一號(hào)線某區(qū)段隧道軸線沉降量已超過25cm，造成地鐵隧道管片破裂、滲水、漏泥等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了地鐵的正常運(yùn)營(yíng)。由于地鐵隧道軸線變形誘發(fā)的地面沉降，還引起地鐵線路周圍一些房屋的地基變形、上部結(jié)構(gòu)開裂等環(huán)境地質(zhì)問題。從運(yùn)營(yíng)上分析，地鐵隧道沉降會(huì)影響軌道的平整性、乘坐的舒適性和行車的安全性。一、課題研究的目的和意義

因此，系統(tǒng)深入地開展對(duì)粘土動(dòng)力特性的研究，不僅對(duì)有效控制地鐵軸線變形、避免或減輕地面沉降災(zāi)害的發(fā)生，指導(dǎo)地鐵工程的設(shè)計(jì)、施工以及地鐵沉降的預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)和防治等，對(duì)于分析行車荷載和不同振動(dòng)頻率作用下粘土的物理力學(xué)響應(yīng)、應(yīng)力應(yīng)變特性及其過程等也均具有重要的理論價(jià)值和實(shí)際意義，并為最終建立城市環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警防治體系提供一定的參考。二、國(guó)內(nèi)外同類課題研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

H.B.Seed等(1968年)進(jìn)行飽和軟粘土的動(dòng)強(qiáng)度試驗(yàn)，注意到在一定壓力固結(jié)穩(wěn)定的試件經(jīng)動(dòng)荷載作用后產(chǎn)生附加變形，并指出在動(dòng)應(yīng)力頻率和持續(xù)時(shí)間不變的情況下，該附加變形由固結(jié)壓力大小、動(dòng)應(yīng)力大小以及循環(huán)次數(shù)等三個(gè)因素決定的。K.L.Lee(1974年)對(duì)循環(huán)荷載作用下實(shí)踐的殘余變形作了比較系統(tǒng)的研究，建立了動(dòng)應(yīng)力作用N次后產(chǎn)生殘余應(yīng)變的經(jīng)驗(yàn)公式seed等(1978年)對(duì)舊金山海灣粘土進(jìn)行應(yīng)變控制三軸試驗(yàn)，分析循環(huán)荷載作用下飽和軟粘土的強(qiáng)度和剛度的退化，建立剛度退化表達(dá)式Andersen(1980年)對(duì)原狀粘土做了大量的循環(huán)三軸和直剪試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明:不排水循環(huán)加載在粘土中產(chǎn)生了孔隙水壓力;循環(huán)荷載作用下粘土的性狀可以用有效應(yīng)力加以解釋，正常固結(jié)粘土試樣在不排水循環(huán)加荷下，有效應(yīng)力路徑超過正常固結(jié)粘土試樣靜載試驗(yàn)的破壞線，而趨向于超固結(jié)試樣的破壞線，這說明在循環(huán)受荷過程引起有效應(yīng)力的變化產(chǎn)生了正常固結(jié)粘土的等效超固結(jié)。Houston等(1980)通過對(duì)海洋粘土施加雙向和單向循環(huán)應(yīng)力的應(yīng)力控制三軸試驗(yàn)，建立了循環(huán)強(qiáng)度同破壞振次、循環(huán)應(yīng)力比之間的關(guān)系，同時(shí)指明應(yīng)力轉(zhuǎn)向?qū)ρh(huán)破壞的影響，即雙向循環(huán)較單向循環(huán)易引起粘土的循環(huán)剪切破壞徐志英、沈珠江等(1978年，1981年，1982年)提出了對(duì)二維問題進(jìn)行有效應(yīng)力動(dòng)力分析的方法，在分析中不僅考慮了孔隙水壓力的產(chǎn)生影響到土的軟化，而且將振動(dòng)孔隙水壓力引入Biot固結(jié)方程式，考慮了孔隙水壓力的擴(kuò)散、消散、或重分布，對(duì)動(dòng)力反應(yīng)與骨架變形進(jìn)行了綜合分析徐志英(1993)提出按土的有效應(yīng)力原理進(jìn)行土一地下結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用分析。分析中考慮了土體及其與結(jié)構(gòu)觸界面上振動(dòng)孔隙水壓力的產(chǎn)生、擴(kuò)散與消散作用朱祖亭(1998)提出了一種計(jì)算軟粘土孔隙水壓力增長(zhǎng)和殘余應(yīng)變的模式，并將計(jì)算得到的結(jié)果與不排水和部分排水情況下室內(nèi)試驗(yàn)所觀測(cè)到的循環(huán)加載導(dǎo)致的孔隙水壓力及殘余應(yīng)變進(jìn)行比較，兩者具有較好的吻合性，在此基礎(chǔ)上提出了一種計(jì)算軟粘土振陷問題的有效應(yīng)力動(dòng)力分析方法。孟慶山(2002)從室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)兩方面分析了動(dòng)力排水固結(jié)法處理淤泥類軟土?xí)r，軟土的結(jié)構(gòu)性和觸變性對(duì)其力學(xué)特性的影響唐益群(2003)研究了列車循環(huán)荷載作用下淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土的動(dòng)應(yīng)變發(fā)展情況，充分考慮了土體固結(jié)狀態(tài)、固結(jié)比、軸向循環(huán)壓力的大小及頻率對(duì)動(dòng)應(yīng)變的影響.得到了淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土的臨界動(dòng)應(yīng)力比和動(dòng)應(yīng)變隨振動(dòng)次數(shù)、加載頻率和圍壓及固結(jié)狀態(tài)而變化的規(guī)律孟慶山(2004)通過對(duì)淤泥質(zhì)飽和軟粘土施加沖擊荷載進(jìn)行室內(nèi)動(dòng)力固結(jié)試驗(yàn)，研究了軟粘土在沖擊荷載作用下的應(yīng)力、孔隙水壓力、軸向變形等動(dòng)態(tài)響應(yīng)特征，并通過三軸剪切試驗(yàn)結(jié)果，分析沖擊荷載對(duì)淤泥質(zhì)飽和軟粘土的加固效應(yīng)。三、課題研究方案及進(jìn)度安排

（a）研究方案1）研究?jī)?nèi)容

1.粘土的動(dòng)強(qiáng)度特性-繪制土的動(dòng)強(qiáng)度曲線，確定動(dòng)粘聚力、動(dòng)摩擦系數(shù)

2.粘土的動(dòng)變形特性

3.粘土的動(dòng)孔壓特性-繪制動(dòng)孔壓時(shí)程曲線

4.粘土的動(dòng)應(yīng)力-動(dòng)應(yīng)變關(guān)系-繪制滯回曲線、骨干曲線確定初始剪切模量、參考應(yīng)變、阻尼比2）研究目的取沈陽地鐵地質(zhì)勘察土樣研究在不同破壞破壞標(biāo)準(zhǔn)下得到的土動(dòng)力強(qiáng)度規(guī)律，土的振密變形研究動(dòng)應(yīng)力作用與它引起動(dòng)變形之間的關(guān)系，是通過振動(dòng)使土得到壓密以改善土質(zhì)、防止地鐵隧道振陷所必須的。土的動(dòng)力蠕變變形研究動(dòng)應(yīng)力作用下動(dòng)變形隨動(dòng)應(yīng)力作用的時(shí)間而變化的關(guān)系，它跟受到長(zhǎng)期地鐵動(dòng)荷載作用的情況有直接關(guān)系。動(dòng)荷載作用下孔隙水壓力的發(fā)展與飽和土變形強(qiáng)度的變化緊密聯(lián)系的它是研究土體動(dòng)力穩(wěn)定性的關(guān)土的動(dòng)應(yīng)力-動(dòng)應(yīng)變關(guān)系是土體動(dòng)力分析必不可少的基本土性關(guān)系。3)研究方法 試驗(yàn)采用的儀器是英國(guó)進(jìn)口型號(hào)：SY-232-1非飽和土雙向動(dòng)三軸測(cè)試系統(tǒng)通過非飽和土雙向動(dòng)三軸測(cè)試系統(tǒng)模擬列車振動(dòng),列車在行進(jìn)過程中施加給土體的動(dòng)荷載主要與列車的激振力、激振頻率及列車行駛速度和加速度有關(guān).試驗(yàn)方法：土體的動(dòng)強(qiáng)度是指土在一定的動(dòng)荷載反復(fù)作用下產(chǎn)生破壞應(yīng)變所需的動(dòng)應(yīng)力.為達(dá)到此破壞應(yīng)變,可采用較大的動(dòng)應(yīng)力σd

值、較少的反復(fù)作用次數(shù)n;也可采用較小的動(dòng)應(yīng)力σd

值、較多的反復(fù)作用次數(shù)n的方法。1.試驗(yàn)制備對(duì)于粘性土，它的原狀樣可以按要求削制成型，它的擾動(dòng)重塑樣可以用擊實(shí)土來削制成型，或在園形樣模內(nèi)壓制成型。2.試樣飽和a）真空抽氣飽和法b）水頭飽和法c)反壓力飽和法3.試樣安裝固結(jié)

a）不固結(jié)不排水試驗(yàn)（UU）、b）固結(jié)不排水試驗(yàn)（CU）以及固結(jié)排水剪（CD）3.施加動(dòng)荷載在施加動(dòng)荷載之前，仔細(xì)檢查管路閥門的開關(guān)、測(cè)試儀器的零點(diǎn)和各旋鈕的位置等是否處于正常狀態(tài)，然后選擇好準(zhǔn)備施加的動(dòng)荷載波形、頻幅和振動(dòng)次數(shù)，按下動(dòng)荷載的工作按鈕，即可施加荷載。4.測(cè)定動(dòng)應(yīng)力、動(dòng)應(yīng)變、動(dòng)孔壓的時(shí)程變化試驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)記錄到的動(dòng)應(yīng)力時(shí)程、動(dòng)孔壓時(shí)程和動(dòng)應(yīng)變時(shí)程，對(duì)它們不同的固結(jié)應(yīng)力比、不同的干密度和不同的動(dòng)應(yīng)力作出整理。利用它們可以對(duì)土的動(dòng)力特性進(jìn)行系統(tǒng)的分析。5.動(dòng)三軸試驗(yàn)的成果整理

a）動(dòng)強(qiáng)度的發(fā)展規(guī)律

b）動(dòng)應(yīng)變的發(fā)展規(guī)律

c）動(dòng)孔壓的發(fā)展規(guī)律

（b）進(jìn)度安排

1）2012年9月1日～2012年11月1日—閱讀文獻(xiàn)資料了解國(guó)內(nèi)外研究情況確定實(shí)驗(yàn)方法及思路

2）2012年11月15日～