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第一篇:土木工程专业毕业设计开题报告
摘要:
针对目前土木工程专业(道路工程方向)本科毕业设计存在的问题,分析了主要原因,从选题、指导和规范化等方面提出了解决措施,可以提高毕业设计质量,使毕业设计工作能真正提高本科毕业生的工程实践能力。
关键词:
道路工程;毕业设计;存在问题;解决措施;质量控制
毕业设计(论文)是一项综合教学环节,它集学习、实践、探索和创新于一身,是学生由学习阶段向工作阶段转变的最好的实践机会,是进入工程设计、施工、监理和科研等领域的开始,也是为将来独立工作进行的职业训练。它不但对学生的思想、工作态度和独立工作能力具有深远的影响,而且还是对高等学校教学质量评价的重要方面,更是审定学生的毕业资格及学位资格的依据。它不但是高等院校本科教学计划中不可或缺的组成部分,也是教学实践中一个必不可少的环节,是学生综合运用所学的基础理论和基本技能进行科学研究和科学探索的初步训练,是培养和提高学生分析问题、解决问题能力的重要环节。对于加强和扩充学生的知识面,培养学生的创新意识、创新精神、创新能力起着极其重要的作用。毕业设计(论文)是检验毕业生是否具备从事科研工作或担负专门技术工作初步能力最有效的方式。同时,毕业设计(论文)的质量也是检验一所高校、一个专业教学水平的重要内容。毕业设计(论文)是学生进行工作技能储备的良好载体,使学生由学校向社会过渡做好充分的准备。做好毕业设计工作,对于提高本科教学质量,增强学生在就业方面的竞争力等诸多方面均具有重要意义。为保证本科毕业设计(论文)质量,学校强调了毕业设计(论文)要统一和规范化,并下达了专门的撰写规范。该措施对于理论研究类、试验研究类、计算机软件类、经济学、管理学及文法学类比较容易规范,但对于土木工程专业道路工程方向的毕业设计类来说就没那么简单了。
1毕业设计类的特点与现状
从目前情况来看,土木工程专业道路工程毕业设计主要有如下不足:①题目单一。土木工程专业道路工程方向毕业设计课题通常由指导教师指定,最普遍的'题目就是“××高速公路路基路面综合设计”,教师提供详细的毕业设计任务书和指导书,任务书把设计要求给出,指导书限定了设计方案和指标,学生毕业设计的思路已经被预先给定方案所限制。毕业设计中创新意识、创新精神欠缺,学生对毕业设计目的和作用等认识不够。学生对教师陈旧的课题兴趣不大;学生只是一味地效仿以往的毕业设计成果,不明白“为什么”,可谓一知半解。②专题与设计内容挂不上钩。由于在任务书里规定了专题内容,多数指导安排学生进行一些综述性的研究,如“高速公路桥头跳车问题综述”、“沥青路面早期病害现象综述”等等,但是由于学生本来对于桥头跳车、沥青路面早期病害现象等知之不多,缺乏了解,自然他们写出的综述就是对下载资料的罗列,更谈不上专题为毕业设计内容服务了。③外文翻译不能为设计或专题服务。目前,外文翻译多数是由指导教师指定一本外文文献,几个学生每人翻译一个章节,根本不能为自己的设计和专题服务,仅仅是一次翻译练习或者为指导教师的课题服务。④装订成册不容易统一。由于土木工程专业道路工程方向毕业设计往往是对一条高速公路的路线、路基工程和路面工程进行综合设计,有计算说明部分和图纸部分,有中图分类号:G642文献标识码:ADOI:10.16871/j.cnki.kjwha.2016.10.027路线设计、排水工程设计、防护工程设计、支挡工程设计、路面工程设计和桥梁涵洞工程设计,有专题研究和外文翻译等等,牵扯面广,加上各个老师的侧重点又有不一样,因此,很难形成统一的格式,在装订时就更难以统一了。
2原因分析
2.1设计牵扯面广
由于土木工程专业道路工程方向是个综合性和实践性很强的专业。学生做毕业设计需要大量的设计资料及辅助工具,如各种规范、计算手册、参考方案图集等。而在校学生对这些根本没有接触或仅仅只有一些感性认识,所以在毕业设计的开始阶段,要组织学生到与其设计题目相近的工程进行实地调研和参观,了解和掌握与设计题目相关的资料和实际情况。例如,了解道路的使用功能、组成部分、平纵横设计、路面结构方案和构造物的设置、现场施工操作流程、监理单位工作流程、检测单位对路基路面质量检测流程等,并收集需要的设计资料。但目前无论是学校、学院、指导老师,还是学生在这方面的准备都不足。
2.2就业和面试的影响
由于毕业设计安排在大学四年级的第二个学期,学生就业或研究生面试难免会对其造成影响。有些优秀生虽然对毕业设计很重视,但却苦于精力有限,忙于找工作、研究生复试等。本来学习很好的同学,到毕业设计末端才开始准备毕业设计相关内容,这样的结果便是设计思路不清晰,软件操作不熟练,说明书内容不充实、逻辑混乱。在毕业设计期间,还有些学生为了参加求职面试,频繁往返于学校、家庭和各用人单位之间,其毕业设计成果就难以达到量和质的要求,因此罗列数据、设计图纸和计算书绘制不规范、说明书表达不够准确、内容不充实以及成果无新意的现象就无法避免了。
3解决措施
3.1选题多样化
土木工程专业道路工程方向是实践性非常强的应用学科。道路工程方向的教材在新材料、新技术、新工艺和新设备应用的内容方面更新速度较慢,学生对新知识无法及时了解和掌握,因而进行常规型、工程实践型、应用研究型等多种类型的毕业设计是解决这一问题的有效途径。毕业设计选题应符合专业培养目标和社会需求,尽可能结合指导教师的科研项目和实体工程,体现学科的发展性、前沿性和应用性。同时也应注意选题的广度、深度和难度、设计期限和学生实际工作能力之间的协调。因此,毕业设计选题应以实际工程项目为依托,符合道路工程方向培养方案的要求。选题应结合指导教师承担过的或正在承担的实际工程项目,选择实际工程中大量存在和出现的道路工程形式,采用真题真做或真题假做的方式,使学生能真正了解工程设计和参与工程设计。近年来,我们学院从政策上鼓励和支持学生参与指导教师的科研课题所涉及到的实际工程项目,让学生从实际工程中学到更多、更新的专业知识,这对毕业设计选题多样化起到了促进作用。
3.2指导经常化和多样化
1)面对面指导和网上指导相结合。除指导教师与学生每周固定的时间见面指导外,若学生需要在其他时间咨询指导教师关于设计方面的问题或者指导老师不在学校时,指导教师还可通过BBS、QQ群、E-mail,视频方式在特定的时间接受学生的咨询或接收学生传过来的设计图,及时回复并提出修改意见。这样就可以从时间和空间上保证指导教师和学生的沟通。同时,通过这种方式指导教师可以核查每周的进程,掌握学生实际进度,根据学生的进度情况给出相应的评语和意见。学生也可以从老师那里及时得到反馈信息,根据反馈信息进行及时调整和修改。
2)开展设计交流定期化。为了使学生在短时间内掌握毕业设计中的相关知识,每周进行一次讲座和研讨相结合毕业设计小组交流会,目的是相互交流,共同提高,纠正错误,达成共识。学校、学院、督导组不定期进行抽查,从中发现问题,分别对学生和指导教师提出相应的整改要求。
3)考勤严格并经常化。目的在于督促学生保证设计时间,投入足够精力,确保设计质量。明确制定针对每个学生的检查计划,其中包括资料的阅读、方案设计、调试等,严格监督每一名学生。
3.3写作规范化
规范毕业设计论文、说明书、计算书、研究报告等文本格式,是提高毕业设计质量重要举措之一。通过规范这些文本,使学生具有一名技术工作人员应具备的基本素质。明确毕业设计说明书或论文的内容,提出统一、具体的规范要求,指导教师对每一名学生的文本初稿必须仔细阅读、认真批改,这样可以使学生具有端正的写作态度和文风,并能提高学生科技写作规范化的能力。
3.4专题翻译有用化
其实,专题研究和外文翻译完全能够为毕业设计服务的。例如,2007届毕业设计中我们安排了三个同学做的设计是“京珠高速公路安新段改扩建工程路基路面综合设计”的一个段落,由于是高速公路改扩建工程,就有路基拼接、桥梁拼接、涵洞通道等构造物拼接、废旧材料综合利用等问题的出现,而这些问题正是工程的关键问题,目前研究的也比较少,因此,我们给学生安排的专题研究和外文翻译都围绕这些技术问题展开,就能做到专题和外文翻译为设计服务了。
参考文献
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[7]黄东升.土木工程专业毕业设计中若干问题探讨[J].云南财贸学院学报:社会科学版,2005(4).
第二篇:建筑工程硕士学位论文开题报告
硕士学位论文开题报告范文:基坑降水开挖对邻近建筑物沉降的影响分析
本文为硕士学位论文开题报告范文,以《基坑降水开挖对邻近建筑物沉降的影响分析》为例介绍了硕士学位论文开题报告的写作方法。 文章类型:
基坑降水开挖对邻近建筑物沉降的影响分析 开题报告
目 录
一、选题背景
二、研究目的和意义
三、本文研究涉及的主要理论
四、本文研究的主要内容及研究框架
(一)本文研究的主要内容
(二)本文研究框架
五、写作提纲
六、本文研究进展
七、目前已经阅读的文献
一、选题背景
人类很早就开始利用地下水资源,但对地下水运动规律的系统研究却起步较晚。1856 年,法国工程师达西(Henry Darcy)[6]通过大量试验提出了水在孔隙介质中的线性渗流定律,即达西定律,这是定量化研究地下水运动规律的开端,也是研究地下水运动的基础理论。 1866 年,法国水力学者裘布依(Jules Dupuit)以达西定律为基础,研究了地下水在单向和平面径向的运动,并应用到天然含水层中,得到了裘布依平面稳定流运动公式,为地下水稳定流理论奠定 了坚实的基础[7]。1889 年,俄国学者尼古拉 · 叶戈罗维奇 · 茹可夫斯基
(Никола й Его ровичЖуко вский)[8]首先推导出了渗流的微分方程。1901 年,奥地利学者福希海默(P.Forchheimer)[9]等又研究了更为复杂的地下水渗流问题。1904 年,法国学者布辛涅斯克(J.Boussinesq)[10]提出了地下水非稳定流的偏微分方程式。1928~1935 年,美国迈因策尔(O.E.Meinzer)、泰斯(C.V.Theis)[11]研究了承压水层的贮水性质,并在此基础上提出了地下水向承压水井流动的 非稳定渗流公式,即泰斯公式。1940 年,雅各布(C.E.Jacob)将热传导理论引入地下水渗流的研究中,建立了地下水渗流的基本微分方程,并提出了储水系数的概念。1969~1975 年,博尔顿(N.S. Boulton)[12~13]、汉图什(M.S.Hantush)[14]、纽曼(S.P.Neuman)[15~17]在泰斯公式的基础上,对不同赋 存条件的地下水进行了非稳定渗流的研究,并针对不同条件下非稳定渗流推导出相应的解析方程,对泰斯公式的应用进行了推广应用,同时提出了潜水含水层的非稳 定流理论和地下水越流理论。同时,国内不少专家学者也对地下水的渗流规律开展了研究。1974~1980 年陈钟祥等[18~19]对流体在多孔介质中的运动、非均质多孔介质中二相渗流的多维问题进行了研究。1986 年,郭尚平[20]等深入研究流体在多孔介质内的运动规律,并取得了很大进展。2003 年,李传亮[21]、孔祥言、李培超[22]等将有效应力原理引入多孔介质的流-固耦合渗流中,并根据平衡条件得出了应力场方程,研究了多孔介质渗流等问 题,取得了显著成果。 地基固结变形的现象早已被人们关注,关于土的压缩固结的研究也有悠久的历史。但直到太沙基(K.Terzaghi)提出了有效应力原理(1923 年)和一维固结理论(1925 年),固结理论才进入了一个量化计算的新阶段。1935 年,太沙基和伦杜力克(Rendulic)共同将饱和土的一维固结理论进行扩展,使其可以考虑三个方向排水时的土体产生一维压缩,称为准三维固结方程。 1941 年,比奥(Biot)经过进一步研究材料的三维变形和孔隙压力的相互作用,推导出比较完善的三维固结方程。但由于比奥理论同时考虑了材料的三维变形和渗 流,使得固结方程的求解难度很大,至今仅仅得到个别情况的解析解。20 世纪 60 年代,随着计算机的快速发展,计算技术得到了提升,使得以往无法考虑的复杂的本构模型可以引入计算。例如,德鲁克-普拉格模型(Drucker- PragerModel)、邓肯-张模型(Duncan-Chang Model)、剑桥模型(Cam Clay Model)以及修正剑桥模型(Modified Cam-Clay Model)等。随着有限单元法在固结计算中的应用,可以在同一分析步中同时考虑土体中力-变形-孔压发展的全过程。1979 年,弗雷德隆德(Fredlund)[23]等人提出用两个偏微分方程,求解非饱和土固结过程中孔隙气压力和水压力,并认为液相和气相的渗透系数都是土体 某一体积-质量特性的函数。1984 年,Dakshanamurthy[24]等人将非饱和土固结理论推广到三维状态,将连续方程和平衡方程联立,并进行工程应用。
二、研究目的和意义
基坑工程是为了保证建筑物地下结构的顺利施工和周边环境安全而采取的一系列工程措施的总称,是一项综合性强、技术复杂、影响因素众多的系统工程。基坑降水 是减小开挖土体含水量,避免水中作业,方便施工而通过人工措施使基坑内或基坑内外的水位降低至基底面以下而采取的一系列措施,可提高施工质量,也可提高坑 壁及支护结构的稳定性。随着城市现代化的不断进步,土地资源和地下空间日益紧张,已越来越多地被开发和利用。因此,建筑物向高度和地下深度发展,而且许多 新建工程需要在密集的建筑群中施工,周边环境十分复杂。由于建筑工程需要,不仅要保证支护结构自身的稳定,还需要确保基坑周边建筑物、管线和道路等设施的 安全且要满足变形控制的要求,因此对基坑的稳定和位移控制要求都很严格,变形控制及其对周围环境的影响逐渐成为决定基坑工程成败的关键性因素。这使得基坑 工程的设计与施工难度越来越大,渐渐成为岩土工程界关注的热点之一。然而,由于大部分基坑工程属于临时性工程,勘察、设计、施工、监测过程中往往关注程度 不高,导致基坑工程事故频频发生,造成了重大的经济损失和极坏的社会影响。据唐业清[1]等调查的 130 余件国内基坑事故中,因地下水处置不当而造成的事故占总数的将近一半。可见,如何处理地下水在基坑工程中的重要性,所以在涉及降水的基坑工程中,要充分研 究地下水与土体的相互作用规律,选取合理的土体参数进行降水、止水和围护结构的设计,确保基坑工程及周边环境的安全。 基坑工程中,当自然水位高于基坑底部设计标高时,必然要采取相应措施进行降水以保证后续工程的顺利实施。基坑降水引起工程事故的原因主要有以下几个方面。 (1)各土层渗透系数 k 的选取不准确,造成降水方案设计不合理。渗透系数是表示岩土体渗透性强弱的一个定量指标,也是渗流计算所要用到的一个基本参数。基坑工程所涉及的第四系沉 积物各土层渗透系数变化较大,土层的渗透性往往呈各向异性,径向和垂向渗透系数通常相差一个甚至几个数量级。因此室内的渗透试验具有不确定性,往往不能真 实反映出土层的渗透性,很多工程在施工时发现实际渗透性与室内试验结果有很大差异。(2)地下水的渗透破坏。渗透破坏是指在地下水渗流作用下土体中的土颗 粒发生位移和土体结构发生改变的现象,基坑开挖过程中主要破坏形式有流砂、管涌和突涌。即使基坑采取了相应的截水措施,水往往会通过截水措施的薄弱地带或 底部渗入基坑,并携带土体颗粒(尤其是细砂)运移,使基坑外侧的土体产生空洞,对位于其上的建筑物产生影响[2]。(3)在采用开放式降水的基坑中,工程 降水会引起基坑外侧地下水位降低,并改变原有土体的应力状态,使有效应力增大,引起基坑外部土体压缩固结并产生沉降,对基坑邻近的建筑物等有较大的危害 [3]。且基坑外侧的水位线呈不规则漏斗状,漏斗半径在实际工程中不易确定。漏斗半径外水位变化不大,半径以内由于土层的释水,导致同一土层在垂直层面方 向上应力状态差异,越靠近漏斗中心的部分其压缩程度越大,使得土体产生差异性固结沉降,对位于其上的建筑物形成安全威胁。(4)在基坑设置截水帷幕的情况 下,降水、开挖过程中,降低基坑内侧水位,使基坑内外的水头差增大,地下水运动趋于强烈,由此产生的渗透体积力直接影响基坑围护结构的稳定,并对邻近区域 产生影响。(5)土层释水固结具有滞后效应。根据有效应力原理,饱和土的固结过程是孔隙水压力逐渐消散而有效应力逐渐增大的过程[4]。随着有效应力的增 大,土层产生固结沉降。事实上当土层的固结度达到 100%时,土层依然没有停止变形,即使土层孔隙水压力完全消散,有效应力不再变化,但土层的沉降还在继续发展。土层的固结变形滞后于孔隙水压力的消散, 这是因为土体具有蠕变特性。土层的蠕变变形滞后于孔压消散的时间随着土层厚度的增大而变长[5]。基坑工程中地下水可以引发多方面的问题,处置不当往往会 造成恶劣的后果,如何处理好地下水显得尤为重要,值得岩土工作者们继续深入的研究与探讨。
三、本文研究涉及的主要理论
2001 年,张莲花[25]在考虑降水引起沉降计算时,采用总应力变化的观点计算有效应力增量,提出相关计算公式。首次提出土层持水密度的概念,并结合给水度的概 念,推导出持水密度与给水度等指标之间的函数关系及在固结沉降计算中的公式。2002 年,谢康和、柳崇敏[26]等研究了基坑降水引起邻近地面沉降的求解方法,假定降水引发的渗流是一维竖向,推导出基坑周围土体地表沉降计算公式,并指出基 坑降水及其引发的渗流是基坑邻近地表发生沉降的根本原因。2004 年,于怀昌、刘汉东[27]等利用灰色系统理论建立沉降量的系统预测模型MGM(1,N),认为建筑物的不均匀沉降变化具有系统性和不确定性。2005 年,冯晓腊、熊文林[28]等应用三维水-土耦合模型对基坑降水进行研究,对降水过程进行三维有限元计算。分析表明,三维有限元数值模拟能够较好地模拟基 坑降水中止水帷幕、非均质性和各向异性等通过解析法难以处理的工程条件。2007 年,李琳[29]对降水引起的土体应力和疏干区持水密度变化对邻近建筑物的影响进行了研究,并综合考虑弹性模量、降水深度、渗透系数等因素对邻近建筑物沉 降的影响。提出了一种针对由降水引起的坑外地面沉降的计算方法,得出了邻近地面沉降的特点和规律。2007 年,凌俊峰[30]对索菲亚教堂地面沉降进行了研究,得出降水井群距建筑物的距离、井点深度、出水量大小、渗透系数等因素对邻近构筑物的沉降有很大的影 响。2008 年,骆祖江、刘金宝[31]等利用比奥固结理论,针对地下水位降低引起的第四纪松散沉积层沉降问题,将渗流场和土体应力场进行耦合,建立三维数值模型,模 拟预测基坑渗流场与位移的分布特征。
四、本文研究的主要内容及研究框架
(一)本文研究的主要内容 本文结合邯郸市某基坑工程事故,针对该基坑过程施工过程引起的邻近教学楼过量不均匀沉降原因进行分析。
(1)分析地下水在土层中的运移规律,结合深基坑工程降水研究地下水对支护结构、土体固结的作用,进一步确定由于地下水运移对土层固结产生的影响。 (2)分析基坑降水引起基坑外侧释水区土层有效应力的变化,发生固结沉降的机理和影响因素,探讨太沙基一维固结理论、比奥固结理论在计算土层压缩固结时的差异性,得出基坑降水对邻近区域地面沉降的影响规律。
(3)结合邯郸市实例基坑工程施工资料,针对发生过量沉降事故区段大量的降水资料和周边变形监测数据,进行科学的统计分析,从中发现基坑开挖、降水所造成的邻近建筑物沉降的规律,探讨渗透固结的时间和空间效应。并试图找出建筑物过量沉降的原因。
(4)利用 FLAC3D 数值模拟软件,建立基坑工程的数值模型。利用数值模型,研究分别考虑基坑开挖、基坑降水引起的变形值及同时考虑开挖和降水引起的变形值与实际监测沉降值之间的关系。
(二)本文研究框架 本文研究框架可简单表示为:
五、写作提纲 摘要 Abstract 第1章 绪论
1.1 选题依据及研究意义
1.1.1 基坑工程中降水的作用 1.1.2 研究基坑降水的意义 1.2 国内外研究现状
1.2.1 地下水渗流理论的研究现状 1.2.2 固结理论的研究现状
1.2.3 基坑降水对邻近工程影响的研究现状 1.3 主要研究内容 1.4 技术路线
第2章 水在土体中的运移规律 2.1 土体中的水及其运动
2.2 水对土体工程性质的影响 2.2.1 结合水及其影响 2.2.2 毛细水及其影响 2.2.3 重力水及其影响 2.3 土的渗透性
2.3.1 渗流的水头和水力坡降 2.3.2 达西定律及其适用范围 2.3.3 渗透系数的确定 2.4 流网
2.4.1 渗流的基本微分方程 2.4.2 流网
2.4.3 岩土工程中常见的流网 2.5 渗透力和渗透变形 2.5.1 渗透力
2.5.2 渗透变形与防治 2.6 本章小结
第3章 基坑降水引起的土层固结分析 3.1 引言
3.2 基坑降水的水位预测 3.3 土体的本构模型
3.3.1 常用的土体本构模型 3.3.2 现有本构模型的一些不足 3.3.3 土体参数非线性变化的改进 3.4 基坑降水的特点
3.4.1 降水引起土层固结的特点
3.4.2 降水引起土层固结的影响范围 3.4.3 现有研究的不足之处 3.5 本章小结
第4章 工程案例分析 4.1 工程概况
4.1.1 建筑基坑概况
4.1.2 地层条件与基坑支护设计取参 4.1.3 地下水情况 4.2 基坑支护设计方案 4.2.1 支护结构设计
4.2.2 基坑止水、降水措施设计 4.2.3 基坑工程监测方案 4.2.4 基坑开挖进程及工况 4.3 教学楼周边监测数据分析 4.3.1 教学楼沉降监测 4.3.2 教学楼倾斜 4.3.3 教学楼裂缝监测
4.3.4 冠梁、边坡顶部的水平位移监测 4.4 基坑降水引起固结沉降的计算 4.4.1 基坑化引圆半径和降落漏斗半径 4.4.2 现有的固结理论 4.4.3 基坑降水引起固结沉降的一种简化计算方法 4.5 事故原因分析 4.6 本章小结
第5章 基坑降水开挖数值模拟 5.1 FLAC3D 软件简介 5.1.1 FLAC3D 软件概述 5.1.2 FLAC3D 程序的特点
5.2 FLAC3D 程序关于地下水的分析 5.2.1 地下水分析原理 5.2.2 地下水分析求解 5.3 基坑开挖降水数值模型 5.3.1 计算模型概况分析 5.3.2 数值模型参数的选取 5.4 数值模拟分析
5.4.1 基坑模型 A 的模拟分析 5.4.2 基坑模型 B 的模拟分析 5.4.3 基坑模型 C 的模拟分析 5.4.4 三个模型的综合分析 5.5 本章小结 结论与展望 结论 展望
参考文献 致谢
六、本文研究进展(略)
七、目前已经阅读的主要文献
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