各位老師上午好指導教師：XX論文題目：車輛荷載作用下粘土的動力特性

學科專業：巖土工程班級：土木(X)班學生：XX學號：XXXXXXXX開題報告一、課題研究的目的和意義二、國內外同類課題研究現狀及發展趨勢三、課題研究方案及進度安排四、主要參考文獻

主要內容

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，由此而引發的工程環境問題也越發明顯，特別是粘土地區投入運營的地鐵隧道軸線變形和地面沉降等環境地質問題己經引起政府部門和工程技術人員的高度關注。上海地鐵隧道及其周圍環境的監測情況表明，上海投入運營的幾條地鐵隧道全線發生軸線變形和地面沉降，在地鐵一號線某區段隧道軸線沉降量已超過25cm，造成地鐵隧道管片破裂、滲水、漏泥等現象，嚴重影響了地鐵的正常運營。由于地鐵隧道軸線變形誘發的地面沉降，還引起地鐵線路周圍一些房屋的地基變形、上部結構開裂等環境地質問題。從運營上分析，地鐵隧道沉降會影響軌道的平整性、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，系統深入地開展對粘土動力特性的研究，不僅對有效控制地鐵軸線變形、避免或減輕地面沉降災害的發生，指導地鐵工程的設計、施工以及地鐵沉降的預測評價和防治等，對于分析行車荷載和不同振動頻率作用下粘土的物理力學響應、應力應變特性及其過程等也均具有重要的理論價值和實際意義，并為最終建立城市環境地質災害預警防治體系提供一定的參考。二、國內外同類課題研究現狀及發展趨勢

H.B.Seed等(1968年)進行飽和軟粘土的動強度試驗，注意到在一定壓力固結穩定的試件經動荷載作用后產生附加變形，并指出在動應力頻率和持續時間不變的情況下，該附加變形由固結壓力大小、動應力大小以及循環次數等三個因素決定的。K.L.Lee(1974年)對循環荷載作用下實踐的殘余變形作了比較系統的研究，建立了動應力作用N次后產生殘余應變的經驗公式seed等(1978年)對舊金山海灣粘土進行應變控制三軸試驗，分析循環荷載作用下飽和軟粘土的強度和剛度的退化，建立剛度退化表達式Andersen(1980年)對原狀粘土做了大量的循環三軸和直剪試驗，試驗結果表明:不排水循環加載在粘土中產生了孔隙水壓力;循環荷載作用下粘土的性狀可以用有效應力加以解釋，正常固結粘土試樣在不排水循環加荷下，有效應力路徑超過正常固結粘土試樣靜載試驗的破壞線，而趨向于超固結試樣的破壞線，這說明在循環受荷過程引起有效應力的變化產生了正常固結粘土的等效超固結。Houston等(1980)通過對海洋粘土施加雙向和單向循環應力的應力控制三軸試驗，建立了循環強度同破壞振次、循環應力比之間的關系，同時指明應力轉向對循環破壞的影響，即雙向循環較單向循環易引起粘土的循環剪切破壞徐志英、沈珠江等(1978年，1981年，1982年)提出了對二維問題進行有效應力動力分析的方法，在分析中不僅考慮了孔隙水壓力的產生影響到土的軟化，而且將振動孔隙水壓力引入Biot固結方程式，考慮了孔隙水壓力的擴散、消散、或重分布，對動力反應與骨架變形進行了綜合分析徐志英(1993)提出按土的有效應力原理進行土一地下結構動力相互作用分析。分析中考慮了土體及其與結構觸界面上振動孔隙水壓力的產生、擴散與消散作用朱祖亭(1998)提出了一種計算軟粘土孔隙水壓力增長和殘余應變的模式，并將計算得到的結果與不排水和部分排水情況下室內試驗所觀測到的循環加載導致的孔隙水壓力及殘余應變進行比較，兩者具有較好的吻合性，在此基礎上提出了一種計算軟粘土振陷問題的有效應力動力分析方法。孟慶山(2002)從室內試驗和現場試驗兩方面分析了動力排水固結法處理淤泥類軟土時，軟土的結構性和觸變性對其力學特性的影響唐益群(2003)研究了列車循環荷載作用下淤泥質粉質粘土的動應變發展情況，充分考慮了土體固結狀態、固結比、軸向循環壓力的大小及頻率對動應變的影響.得到了淤泥質粉質粘土的臨界動應力比和動應變隨振動次數、加載頻率和圍壓及固結狀態而變化的規律孟慶山(2004)通過對淤泥質飽和軟粘土施加沖擊荷載進行室內動力固結試驗，研究了軟粘土在沖擊荷載作用下的應力、孔隙水壓力、軸向變形等動態響應特征，并通過三軸剪切試驗結果，分析沖擊荷載對淤泥質飽和軟粘土的加固效應。三、課題研究方案及進度安排

（a）研究方案1）研究內容

1.粘土的動強度特性-繪制土的動強度曲線，確定動粘聚力、動摩擦系數

2.粘土的動變形特性

3.粘土的動孔壓特性-繪制動孔壓時程曲線

4.粘土的動應力-動應變關系-繪制滯回曲線、骨干曲線確定初始剪切模量、參考應變、阻尼比2）研究目的取沈陽地鐵地質勘察土樣研究在不同破壞破壞標準下得到的土動力強度規律，土的振密變形研究動應力作用與它引起動變形之間的關系，是通過振動使土得到壓密以改善土質、防止地鐵隧道振陷所必須的。土的動力蠕變變形研究動應力作用下動變形隨動應力作用的時間而變化的關系，它跟受到長期地鐵動荷載作用的情況有直接關系。動荷載作用下孔隙水壓力的發展與飽和土變形強度的變化緊密聯系的它是研究土體動力穩定性的關土的動應力-動應變關系是土體動力分析必不可少的基本土性關系。3)研究方法 試驗采用的儀器是英國進口型號：SY-232-1非飽和土雙向動三軸測試系統通過非飽和土雙向動三軸測試系統模擬列車振動,列車在行進過程中施加給土體的動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.試驗方法：土體的動強度是指土在一定的動荷載反復作用下產生破壞應變所需的動應力.為達到此破壞應變,可采用較大的動應力σd

值、較少的反復作用次數n;也可采用較小的動應力σd

值、較多的反復作用次數n的方法。1.試驗制備對于粘性土，它的原狀樣可以按要求削制成型，它的擾動重塑樣可以用擊實土來削制成型，或在園形樣模內壓制成型。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

a）不固結不排水試驗（UU）、b）固結不排水試驗（CU）以及固結排水剪（CD）3.施加動荷載在施加動荷載之前，仔細檢查管路閥門的開關、測試儀器的零點和各旋鈕的位置等是否處于正常狀態，然后選擇好準備施加的動荷載波形、頻幅和振動次數，按下動荷載的工作按鈕，即可施加荷載。4.測定動應力、動應變、動孔壓的時程變化試驗結束后應根據試驗記錄到的動應力時程、動孔壓時程和動應變時程，對它們不同的固結應力比、不同的干密度和不同的動應力作出整理。利用它們可以對土的動力特性進行系統的分析。5.動三軸試驗的成果整理

a）動強度的發展規律

b）動應變的發展規律

c）動孔壓的發展規律

（b）進度安排

1）2012年9月1日～2012年11月1日—閱讀文獻資料了解國內外研究情況確定實驗方法及思路

2）2012年11月15日～