研究生开题报告(新)

各位老师上午好指导教师：XX论文题目：车辆荷载作用下粘土的动力特性

学科专业：岩土工程班级：土木(X)班学生：XX学号：XXXXXXXX开题报告一、课题研究的目的和意义二、国内外同类课题研究现状及发展趋势三、课题研究方案及进度安排四、主要参考文献

主要内容

近年来，各大城市为了疏散人流、解决交通拥挤而大力兴建地铁工程，由此而引发的工程环境问题也越发明显，特别是粘土地区投入运营的地铁隧道轴线变形和地面沉降等环境地质问题己经引起政府部门和工程技术人员的高度关注。上海地铁隧道及其周围环境的监测情况表明，上海投入运营的几条地铁隧道全线发生轴线变形和地面沉降，在地铁一号线某区段隧道轴线沉降量已超过25cm，造成地铁隧道管片破裂、渗水、漏泥等现象，严重影响了地铁的正常运营。由于地铁隧道轴线变形诱发的地面沉降，还引起地铁线路周围一些房屋的地基变形、上部结构开裂等环境地质问题。从运营上分析，地铁隧道沉降会影响轨道的平整性、乘坐的舒适性和行车的安全性。一、课题研究的目的和意义

因此，系统深入地开展对粘土动力特性的研究，不仅对有效控制地铁轴线变形、避免或减轻地面沉降灾害的发生，指导地铁工程的设计、施工以及地铁沉降的预测评价和防治等，对于分析行车荷载和不同振动频率作用下粘土的物理力学响应、应力应变特性及其过程等也均具有重要的理论价值和实际意义，并为最终建立城市环境地质灾害预警防治体系提供一定的参考。二、国内外同类课题研究现状及发展趋势

H.B.Seed等(1968年)进行饱和软粘土的动强度试验，注意到在一定压力固结稳定的试件经动荷载作用后产生附加变形，并指出在动应力频率和持续时间不变的情况下，该附加变形由固结压力大小、动应力大小以及循环次数等三个因素决定的。K.L.Lee(1974年)对循环荷载作用下实践的残余变形作了比较系统的研究，建立了动应力作用N次后产生残余应变的经验公式seed等(1978年)对旧金山海湾粘土进行应变控制三轴试验，分析循环荷载作用下饱和软粘土的强度和刚度的退化，建立刚度退化表达式Andersen(1980年)对原状粘土做了大量的循环三轴和直剪试验，试验结果表明:不排水循环加载在粘土中产生了孔隙水压力;循环荷载作用下粘土的性状可以用有效应力加以解释，正常固结粘土试样在不排水循环加荷下，有效应力路径超过正常固结粘土试样静载试验的破坏线，而趋向于超固结试样的破坏线，这说明在循环受荷过程引起有效应力的变化产生了正常固结粘土的等效超固结。Houston等(1980)通过对海洋粘土施加双向和单向循环应力的应力控制三轴试验，建立了循环强度同破坏振次、循环应力比之间的关系，同时指明应力转向对循环破坏的影响，即双向循环较单向循环易引起粘土的循环剪切破坏徐志英、沈珠江等(1978年，1981年，1982年)提出了对二维问题进行有效应力动力分析的方法，在分析中不仅考虑了孔隙水压力的产生影响到土的软化，而且将振动孔隙水压力引入Biot固结方程式，考虑了孔隙水压力的扩散、消散、或重分布，对动力反应与骨架变形进行了综合分析徐志英(1993)提出按土的有效应力原理进行土一地下结构动力相互作用分析。分析中考虑了土体及其与结构触界面上振动孔隙水压力的产生、扩散与消散作用朱祖亭(1998)提出了一种计算软粘土孔隙水压力增长和残余应变的模式，并将计算得到的结果与不排水和部分排水情况下室内试验所观测到的循环加载导致的孔隙水压力及残余应变进行比较，两者具有较好的吻合性，在此基础上提出了一种计算软粘土振陷问题的有效应力动力分析方法。孟庆山(2002)从室内试验和现场试验两方面分析了动力排水固结法处理淤泥类软土时，软土的结构性和触变性对其力学特性的影响唐益群(2003)研究了列车循环荷载作用下淤泥质粉质粘土的动应变发展情况，充分考虑了土体固结状态、固结比、轴向循环压力的大小及频率对动应变的影响.得到了淤泥质粉质粘土的临界动应力比和动应变随振动次数、加载频率和围压及固结状态而变化的规律孟庆山(2004)通过对淤泥质饱和软粘土施加冲击荷载进行室内动力固结试验，研究了软粘土在冲击荷载作用下的应力、孔隙水压力、轴向变形等动态响应特征，并通过三轴剪切试验结果，分析冲击荷载对淤泥质饱和软粘土的加固效应。三、课题研究方案及进度安排

（a）研究方案1）研究内容

1.粘土的动强度特性-绘制土的动强度曲线，确定动粘聚力、动摩擦系数

2.粘土的动变形特性

3.粘土的动孔压特性-绘制动孔压时程曲线

4.粘土的动应力-动应变关系-绘制滞回曲线、骨干曲线确定初始剪切模量、参考应变、阻尼比2）研究目的取沈阳地铁地质勘察土样研究在不同破坏破坏标准下得到的土动力强度规律，土的振密变形研究动应力作用与它引起动变形之间的关系，是通过振动使土得到压密以改善土质、防止地铁隧道振陷所必须的。土的动力蠕变变形研究动应力作用下动变形随动应力作用的时间而变化的关系，它跟受到长期地铁动荷载作用的情况有直接关系。动荷载作用下孔隙水压力的发展与饱和土变形强度的变化紧密联系的它是研究土体动力稳定性的关土的动应力-动应变关系是土体动力分析必不可少的基本土性关系。3)研究方法 试验采用的仪器是英国进口型号：SY-232-1非饱和土双向动三轴测试系统通过非饱和土双向动三轴测试系统模拟列车振动,列车在行进过程中施加给土体的动荷载主要与列车的激振力、激振频率及列车行驶速度和加速度有关.试验方法：土体的动强度是指土在一定的动荷载反复作用下产生破坏应变所需的动应力.为达到此破坏应变,可采用较大的动应力σd

值、较少的反复作用次数n;也可采用较小的动应力σd

值、较多的反复作用次数n的方法。1.试验制备对于粘性土，它的原状样可以按要求削制成型，它的扰动重塑样可以用击实土来削制成型，或在园形样模内压制成型。2.试样饱和a）真空抽气饱和法b）水头饱和法c)反压力饱和法3.试样安装固结

a）不固结不排水试验（UU）、b）固结不排水试验（CU）以及固结排水剪（CD）3.施加动荷载在施加动荷载之前，仔细检查管路阀门的开关、测试仪器的零点和各旋钮的位置等是否处于正常状态，然后选择好准备施加的动荷载波形、频幅和振动次数，按下动荷载的工作按钮，即可施加荷载。4.测定动应力、动应变、动孔压的时程变化试验结束后应根据试验记录到的动应力时程、动孔压时程和动应变时程，对它们不同的固结应力比、不同的干密度和不同的动应力作出整理。利用它们可以对土的动力特性进行系统的分析。5.动三轴试验的成果整理

a）动强度的发展规律

b）动应变的发展规律

c）动孔压的发展规律

（b）进度安排

1）2012年9月1日～2012年11月1日—阅读文献资料了解国内外研究情况确定实验方法及思路

2）2012年11月15日～