工力09-2,刘启成,开题报告(第一稿)

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1、辽宁工程技术大学本科毕业设计（论文）开题报告题目冲击作用下含孔洞砂土试样变形破坏实验研究指导教师王学滨院（系、部）力学与工程学院学院专业班级工程力学学号0916020212姓名刘启成日期2013/3/27教务处印制一、选题的目的、意义和研究现状：土力学是以土为研究对象，利用力学的一般原理，研究土的特性及其受力后，应力、变形、渗透、强度、和稳定性及其随时间变化规律的科学。它是力学的一个分支，是为解决建筑物的地基基础、土工建筑物和地下结构物的工程问题服务的。可以说土力学是一门有这极其重要作用的基础学科。土力学是一门古老的工程技

2、术学科，在人类历史的漫漫长河中，被广泛应用到建筑、采矿、交通、水利、国防等领域，虽然如此，但是由于土的性质的复杂性和特殊性，到目前为止，土力学的理论虽然已经有了很大的发展，但与其他成熟学科相比较尚不完善，在假定条件下得出的理论应用于实践时多带有近似性，有待于人们不断实践、研究，以获得更加令人满意的突破。近年来，应变局部化、剪切带、应变软化及稳定性等问题一直是国际上固体力学及岩土力学领域的研究热点问题之一，这是描述岩土介质真实破坏过程的理论。虽然这项研究起步不久，但对判断岩土工程的失稳与破坏起着重大的作用，因而必将成为岩土塑

3、性理论中的重要组成部分。目前对土的剪切带的研究已经成为研究的热点之一。对于剪切带的研究考虑到带孔洞以及冲击载荷作用等因素也是很重要的，考虑到这方面的因素，能够减少很多地质灾害的发生，避免或减少不必要的生命财产损失，比如说：地震、山体滑坡，地质塌陷等等。另外，随着城市在不断的发展地下建筑以及地下交通，这方面的研究对于实际工程也是必不可少的。采用崭新的视角深入研究这些现象的本质，为大量的灾害的机理分析和预防提供新的见解，为工程实践提供有力的数据和理论基础。剪切带发育在岩石圈中具剪切应变的强烈变形带。这一变形带可以是应变不连续的

4、面状构造（断层），或者在露头尺度上见不到几何不连续性而呈连续应变的韧性剪切带。剪切面到几十米、几十公里、甚至几百公里长的巨型剪切带。小者仅见于岩石薄片中，大者可延伸上千千米。因此对于剪切带的研究是岩土力学研究领域中非常重要的一项内容，其对相关的工程施工以及自然灾害的预防和排除有着至关重要的意义。一、研究方案及预期结果：研究内容：本课题在广泛查阅国内外文献资料的基础上，了解剪切带性质，熟知砂土剪切带的破坏，冲击荷载作用对材料破坏的影响。学习并掌握带孔洞砂土在冲击荷载作用下的影响。运用FLAC3D进行三维立方体带圆形孔洞在冲击

5、荷载作用下的破坏的模拟，对其进行分析最终得到破坏的剪切带云图及带状图并对所得到的图像进行分析。研究方法：本课题中采用了FLAC3D软件进行数值计算的方法进行研究。（1）利用FLAC-3D软件首先建立二维模型，运用FLAC-3D软件模拟出不同冲击荷载作用条件下模型高度、弹性模量、泊松比等参数对二维圆形孔洞模型的剪切带的影响的图形。（2）在实心长方体模型上挖出圆形孔洞，运用FLAC-3D软件模拟出不同冲击荷载作用条件下模型高度、弹性模量、泊松比等参数对圆形孔洞砂土模型的剪切带的影响的图形，并进一步延伸到孔洞支护的问题上去。（3

6、）对所得到的图像进行分析，讨论参数，得到相关的结论。技术路线：（1）了解砂土的力学性质（2）熟知剪切带破坏特征（3）了解FLAC3D软件计算原理并建立本构模型（4）选择合适的网格建模方法建立三维网格（5）对建立好的模型进行后处理，得到所需的图像（6）对得到的图像进行整理分析（7）通过分析得到最终结论研究中可能出现的问题：（1）对计算软件的应用不熟，可能会出现程序上的小差错，使得程序运行不顺利。（2）资料的缺乏或者是收集经验不足造成的设计有一定的缺陷和不足。（3）模拟时参数的赋值可能不恰当，使计算结果不能体现真实的情况。基础

7、准备冲击作用下含孔洞砂土试样变形破坏实验研究探索不同的后处理方法探索不同的网格建模进行后处理进行网格建模建立本构模型了解软件的基本特性选择合理的网格模型和后处理方法得到需要的图像结论预期结果：本课题要达到预期结果是，利用FLAC3D数值分析对深部缓倾带孔洞砂土在冲击作用下剪切带进行模拟研究，对砂土剪切带的力学特性进行理论分析，近而找出影响规律，实验室实验提供数值上的依据，为实际工程提供有效的参考依据。论文框架（1）第一章：绪论。主要介绍了这项研究的目的和意义，对当前对杀土剪切带的研究现状进行概述，并说明本文的工作。（2）第

8、二章：FLAC3D原理概述。介绍FLAC3D软件的特点以及本构建模、网格建模、后处理的基本情况。（3）第三章：三维立方体模型的剪切带模拟。为模拟三维带圆形孔洞立方体模型的剪切带模拟做准备。（4）第四章：三维带圆形孔洞立方体模型的剪切带模拟。对带孔砂土在冲击作用下剪切带的破坏进行分析。（5）第五章：结论与