椭圆磁棒黏性相似土填料土拱效应试验研究任务书

 2021-12-26 01:12

全文总字数:3677字

1. 毕业设计(论文)主要内容:

土拱效应是桩承式路堤、岩溶塌陷、地下管道与隧道开挖工程中荷载传递的重要影响机制。目前的土拱效应研究主要采用Terzaghi所提出的活动门模型试验装置,并利用砂填料试验结果建立了理论计算模型。由于无黏性土及相关相似材料性质较好控制,目前的主要研究仍采用无黏性材料,如砂土、铝棒相似土、椭圆钢棒相似土或者光弹材料等,其揭示的特性主要为砂土、碎石等地层与填料的性质,当地层或填土为黏性土时,其成拱效应可能与无黏性试验材料的结果有所出入。

课题组开发了椭圆钢棒相似土材料,采用退火201不锈钢作为填筑材料对活动门系统和加筋桩承式路堤的土拱效应进行了试验研究。鉴于试验所采用的钢棒仅能模拟无黏性土工程特性的情况,采用橡胶磁贴包裹的方式使得钢棒之间产生吸力,并以此来模拟黏性。

采用椭圆磁棒相似土单活动门模型试验、多活动门模型试验以及颗粒离散元DEM模拟分析相结合的手段,对黏性土土拱效应展开研究,揭示黏性土单活动门系统、多活动门系统在不同的桩距、桩宽以及填料厚度条件下的变形模式、剪切面发展规律以及桩间土荷载变化规律,修正现有的土拱效应理论模型。

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2. 毕业设计(论文)主要任务及要求

1.认真学习Terzaghi著《Theoretical Soil Mechanics》第五章 ARCHING INIDEAL SOILS中的相关内容,阅读土拱效应相关期刊论文,其中至少有20%外文文献,深入掌握土拱效应活动门试验装置以及土拱效应力学模型。

2.在现有相似土试验方案的基础上,确定椭圆磁棒相似土土拱效应试验方案。

3.开展论文试验工作与DEM数值模拟工作。

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3. 毕业设计(论文)完成任务的计划与安排

第1-2周。毕业实习。

第3周。认真学习土拱效应理论,整理与阅读土拱效应相关中英文资料,明确研究内容,理清研究思路,并完成毕业论文的开题报告。

第4-5周。总结现有的土拱效应研究装置、试验方案与试验成果,在导师指导下确定模型试验方案,完成文献综述撰写工作。

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4. 主要参考文献

  1. Han J, Gabr M A. Numerical Analysis of Geosynthetic-Reinforced andPile-Supported Earth Platforms over Soft Soil[J]. Journal of Geotechnical Geoenvironmental Engineering, 2002, 128(1):44-53.

  2. 芮瑞,胡港,夏元友,等.砂填料桩承式路堤宏观土拱形态与演化模型. 岩石力学与工程学报[J],2014,33(2): 396-404.

  3. ChevalierB., Combe G. and Villard P. Experimental and discrete element modeling studiesof the trapdoor problem: influence of the macro-mechanical frictionalparameters[J]. Acta Geotechnica, 2012, 7:15-39.

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