本文是一篇土木工程论文，土木工程专业，是大学的一种自然学科。专门培养掌握各类土木工程学科的基本理论和基本知识，能在房屋建筑、地下建筑、道路、隧道、桥梁建筑、水电站、港口及近海结构与设施。（以上内容来自百度百科）今天为大家推荐一篇土木工程论文，供大家参考。
优秀土木工程硕士毕业论文范文篇一
1 绪论
1.1 研究背景
随着经济、技术的发展，建筑用地的日益短缺，高层、超高层建筑日趋增多。上部荷载的增加，对地基承载能力及沉降的控制要求也逐渐增高。 长短桩复合地基作为一种新型的地基处理形式，充分利用了桩间土的承载力，降低了工程造价，备受学者的关注。复合地基与传统桩基的最大区别在于复合地基中桩与土体共同承担荷载。复合地基从二战以后，开始在工程上采用，近年来，复合地基的应用也越来越多。不同的时代背景、施工工艺、建筑材料、建筑规格等造就了复合地基形式的不断改进与发展。复合地基有很多形式，包括 CFG 桩复合地基、混凝土桩复合地基、长短桩复合地基、碎石桩复合地基、搅拌桩复合地基等。 目前，很多学者通过对刚性基础或柔性基础下，桩体采用刚性桩或柔性桩的复合地基形式进行了大量的研究，也得出了很多宝贵的结论。中国建科院、同济大学及郑州大学等院校科研机构采用理论分析、模型试验和数值模拟等方法对桩与土的发挥系数、承载性状研究做了大量的工作。但是对于刚性基础下刚性长短桩复合地基，长桩与短桩间的相互作用机制的研究较少。本文采用室内模型试验的方法，对长桩与短桩间相互影响进行了试验研究，旨在为复合地基承载性状提供试验数据支持。
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1.2 刚性长短桩复合地基研究现状
Alamgir 等（1996）[1]假定桩和桩间土均为线弹性体，分析了柔性基础下端承桩复合地基，选择合适的典型单元体变形模式，该典型单元体侧面剪应力为零，另考虑桩土界面位移协调条件，通过分析桩与桩间土的平衡关系给出了柔性基础下端承桩复合地基中附加应力和沉降计算的解析解。 牛顺生（2006）[2]通过深入分析各种桩体复合地基承载力的计算方法，得到了长短桩复合地基承载力的计算方法；在 Geddes 法的基础上，根据复合地基桩侧摩阻力分布的特点，利用 Mindlin 解和 Boussinesq 解导出了桩端下卧土层顶面的附加应力计算公式，并提出了沉降计算方法。 李秀（2006）[3]在长桩、短桩、褥垫层承载机理的基础上，根据三者的协同作用，在一定的假设下，建立了组合桩复合地基桩土荷载传递的微分方程，推导出桩、土分担荷载的解析解，并通过 MATLAB 进行验证，表明此种方法与已有的研究结果有较好的相似性。 曹明，陈龙珠，陈胜立等[4]（2007）采用积分方程法推导出第二类 Fredholm积分方程，计算出桩桩、桩土、土土之间的相互作用系数，并用叠加原理验证了该方程的正确性。 郭院成，李明宇[5]（2009）通过分析柔性基础下长短桩复合地基中桩顶褥垫层内受力分布，建立了力学模型理论，推导出柔性基础下刚性长短桩复合地基桩土应力比的解析公式。将柔性基础下长短桩 4 桩现场静载试验测得的桩土应力比结果与推导出的公式进行了对比验证。结果表明，该公式有很好的工程适用性。并得出结论：该条件下的桩土应力比与上部荷载的大小、褥垫层的厚度呈正比，同桩径成反比。 曹明，陈龙珠，陈胜立[6]（2011）利用桩-桩、桩-土、土-土之间的相互作用系数，建立了一种分析单桩沉降以及各桩荷载分担比的方法。此种方法将相互作用的两根桩分解为两根虚拟桩和半空间无限土体，很好的考虑了桩的“加筋效应”。因不对群桩进行整体分析，计算率较高，具有一定的工程应用前景。 詹祥元[7]（2012）对长短桩复合地基的沉降变形规律和影响因素进行了深入探讨，归纳了长短桩复合地基沉降优化设计思路。研究表明：在进行沉降控制设计时，在满足地基承载力的条件下，长桩长度和长短桩长度比是影响复合地基总沉降的关键。 张明飞[8]（2012）对“非线性变形模量法”进行了一些改进，提出了一种新的长短桩布置形式，即短桩顶部不设置垫层。将此新形式与传统布桩形式进行对比，发现除正常满足承载力和沉降要求之外，也节省了 14%的桩，该方法具有一定的工程实用性。
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2 刚性长短桩复合地基静载试验
2.1 引言
刚性长短桩复合地基自开始在工程上应用以来，已进行了大量的试验研究。对桩承载力发挥度、桩身轴力、桩侧摩阻力、桩土应力比、桩土荷载分担比等进行了研究。近年来，对群桩的整体空间效应，也开始有了现场试验研究。群桩的数量对试验结果有很大影响，由于复合地基试验所消耗的时间、人力、物力都非常大，试验时具体采用多大规模的复合地基是一个难题。 原位试验中，桩长一般大于 10m，对于桩身轴力的测量、桩端压力量测设备的布置都存在一定困难。为进一步探求长桩与短桩间的相互作用机制，进行一系列室内大比例缩尺试验。
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2.2 试验内容
根据本文的研究内容，模型试验包括 1 组长桩单桩、1 组短桩单桩、1 组长桩单桩复合地基、1 组短桩单桩复合地基、1 组 4 桩长短桩复合地基共 5 组静载荷试验。试验中，利用微型土压力盒、钢筋应变计、混凝土应变片、位移计分别对桩顶、桩间土、桩端的压应力和桩身应变、桩顶沉降进行了监测。试验内容如表 2.1 所示。其中，2 组单桩静载试验，单桩指的是桩顶不加褥垫层，直接承受上部荷载，即从基础传来的荷载全部由单个桩体承担，土体不承担承载。2 组单桩复合地基静载试验，是指由一根桩组成的复合地基，其关键是控制地基的面积置换率。1组 4 桩复合地基试验，是指由 4 根桩组成的复合地基，面积置换率与单桩复合地基相同。 模型试验分为方案设计、模型制作、试验加载三个阶段，历时十二个月。
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3 试验数据整理与分析 ........ 34
3.1 桩身编号 ........ 34
3.2 单桩静载荷试验 .......... 34
3.2.1 荷载-沉降曲线 .......... 34
3.2.2 桩身轴力曲线 .... 35
3.2.3 桩侧摩阻力 ........ 36
3.3 单桩复合地基 ....... 37
3.3.1 荷载-沉降曲线 .......... 37
.3.2 桩土荷载分担比、桩土应力比 .... 38
3.3.3 桩身轴力 ..... 40
3.3.4 桩侧摩阻力 ........ 41
3.4 四桩复合地基 ....... 42
3.5 不同工作形式桩的承载性能对比分析 ......... 46
3.5.1 桩顶刺入 ..... 46
3.5.2 同等沉降条件下桩身轴力对比 .... 47
3.5.3 同等沉降条件下桩侧摩阻力对比 ....... 49
3.6 本章小结 ........ 51
4 数值模拟 ....... 52
4.1 引言 ......... 52
4.2 三维有限元模型建立 ......... 52
4.3 承载性状分析 ....... 55
4.4 本章小结 ........ 62
5 结论与展望 .......... 63
5.1 主要研究结论 ....... 63
5.2 展望 ......... 63
4 数值模拟
4.1 引言
通过对试验数据的整理与分析，认为短桩桩端压力对长桩桩身下段桩侧摩阻力有减小的趋势。长桩对短桩桩侧摩阻力、桩端阻力影响不大。为了进一步验证该试验结果，采用 ABAQUS 有限元模拟软件，对试验所用桩型进行模拟，构造部件包括桩（pile）、土体（soil）、褥垫层（cushion）、承台板（raft）。分别建立单桩、单桩复合、四桩复合有限元模型，对比分析其桩侧摩阻力的变化趋势。有限元模型共包括 5 组模型，分别为长桩单桩 1/4 模型、短桩单桩 1/4 模型、长桩单桩复合地基 1/4 模型、短桩单桩复合地基 1/4 模型、4 桩长短桩复合地基模型。 土体本构模型描述的是土体的应力与应变之间的关系，在数值分析中直接影响土体的变形，进而影响到桩体的承载性状，因此土体的本构在数值分析中是一个关键性因素。岩土工程中通常采用的土体本构模型主要包括：D-P 模型、修正剑桥模型、摩尔-库伦模型、邓肯-张模型，其中摩尔-库伦模型所使用的参数物理意义明确，且较易取值，能够较为准确地反映土体的工程特性，因此本文采用摩尔-库伦模型。
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结论
随着长短桩复合地基在工程上的应用，其承载性状越来越受到学者的重视。关于长短桩复合地基的承载力、沉降、桩土相互作用等进行了大量的研究。其中，桩桩相互作用的研究对长短桩复合地基的设计有着重要的影响。本文通过模型试验和数值模拟对长短桩间的相互作用机制进行了分析，得出了以下结论。
（1）短桩单桩、短桩单桩复合地基、4 桩复合地基中的短桩，桩身轴力分布规律不一致。短桩单桩桩身轴力呈现逐渐减小趋势，短桩单桩复合地基由于褥垫层的存在，桩身轴力先增大后减小，4 桩复合地基中的短桩桩身轴力分布规律与短桩单桩复合地基桩身轴力的分布规律比较一致；
（2）长桩单桩、长桩单桩复合地基、4 桩复合地基中的长桩，桩身轴力分布规律有较大差别。长桩单桩桩身轴力呈现逐渐减小的趋势，长桩单桩复合地基由于褥垫层的存在，桩身轴力先增大后减小，4 桩复合地基中的长桩的桩身轴力存在极大值，第一个出现在靠近桩顶位置处，第二个出现在短桩桩端影响范围附近位置处；
（3）短桩单桩、短桩单桩复合地基、4 桩复合地基中的短桩，桩侧摩阻力分布规律不一致。短桩单桩复合地基桩侧摩阻力存在负摩阻区，位置处于接近桩顶位置处，4 桩复合地基中的短桩桩侧摩阻力分布趋势与短桩单桩复合地基中桩侧摩阻力分布规律较接近；
（4）长桩单桩、长桩单桩复合地基、4 桩复合地基中的长桩，桩侧摩阻力分布规律不一致。长桩单桩的桩侧摩阻力存在负摩阻区；4 桩复合地基中的长桩桩侧摩阻力存在两个负摩阻区，第一个负摩阻区位置与长桩单桩复合地基比较接近，第二个负摩阻区存在于短桩桩端影响范围内。认为由于短桩的存在，长桩桩侧摩阻力在短桩桩端影响范围内，发生了重分布。
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参考文献(略)
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第1章 绪论
1.1 引言
碳素钢作为结构构件的应用十分广泛，其不利的一方面也随之展现出来，像耐腐蚀性、耐久性和耐火性能差以及维护费用高等问题都暴露出来。与此相对，不锈钢材料能够弥补这些缺陷，且外形美观大方，材料成本较碳素钢略高，一定程度上制约着不锈钢在建筑结构中的应用。但随着建筑可持续发展的理念深入人心，不锈钢材料可望成为一种应用前景较好的绿色建筑材料[1]，并以其后期维护成低廉而备受青睐。 欧洲、美国、日本、澳大利亚及新西兰均已经颁布建筑结构不锈钢设计规范，国内也于 2015 正式颁布《不锈钢结构技术规范》[2]。本文主要针对不锈钢构件螺栓连接节点进行研究，旨在提出适合我国不锈钢材料的螺栓抗剪承载力设计公式。
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1.2 不锈钢材料及其应用
通常我们所说的不锈钢是指耐蒸汽、空气、水等弱腐蚀介质或具有不锈性，其铬含量应至少大于 10.5%，碳含量不应超过 1.2%的耐腐蚀合金钢[2]。不锈钢之所以不生锈来源于材料中添加铬元素，其内部的化学反应能使材料抵抗腐蚀破坏，故不锈钢材料主要控制其铬含量，各国的不锈钢材料中铬含量质量分数要求不一，我国一般认为不应小于 12%。不锈钢的耐腐蚀性是材料中各种不同成分相互作用的结果，其改变了材料表面钝化膜的化学组成，且强化其在苛刻介质中的耐腐蚀性能，最后各种合金元素也使不锈钢材料获得足够的强度、塑性和韧性，以及良好的工艺性能，如可焊接性、耐热性、易加工成型性[3]。 不锈钢按组织状态分为：铁素体钢、奥氏体钢、马氏体钢、奥氏体-铁素体（双相）不锈钢及沉淀硬化不锈钢等。另外，可按成分分为：铬不锈钢、铬镍不锈钢和铬锰氮不锈钢等[3]。 与碳素钢材料相比，不锈钢材料具有以下几个显著的特点：（1）较低的比例极限以及非线性的本构关系，材料应变硬化较高；（2）拉压方向力学性能不同，显示其各向异性性能；（3）材料力学性能受冷弯加工影响较为明显，且不同类型的不锈钢受冷弯影响表现不一[3]。 不锈钢显著的优点促使其在重工业、轻工业、生活用品以及建筑装饰等行业中获得了广泛的应用。近些年来，由于碳钢材料耐腐蚀性差、耐火性差等缺点，导致碳钢后期维护成本很高，且施工工艺复杂，促进不锈钢材料从传统的建筑装饰领域扩展到建筑结构构件领域，在世界上已经有一些建筑采用不锈钢作为结构构件，比较有名的不锈钢建筑有巴黎卢浮宫“金字塔”、香港 Stonecutters 大桥和清华大学游泳馆等；由此可见研究各种情况下不锈钢构件的力学性能就显得非常重要。
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第2章 不锈钢螺栓连接节点各国规范的比较分析
2.1 引言
研究和利用不锈钢作为建筑的结构构件是始于康奈尔大学的 Johnson 和Winter，当时是由 AISI 发起为了满足编制不锈钢设计规范的需要。基于 Johnson和 Winter 和其他研究者的工作成果，第一版“轻型冷成型不锈钢构件设计规范”被 AISI 出版于 1968 年，修订版《冷成型不锈钢构件设计规范》出版于 1974年[1]。随后，ANSI/ASCE8-90《冷成型不锈钢结构构件设计规范》出版于 1990年，再后来美国 SEI/ASCE 8-02 标准修订版于 2002 年出版，该修订版引进了极限状态法，但其仅适用于冷弯成型不锈钢构件的设计，且该规范没有提到焊接方面的设计、防火设计以及疲劳设计[1]。 在欧洲，欧洲标准委员会（CEN）制定的标准（代号 EN）已经或正在取代欧盟各国原有的标准，现行的欧洲不锈钢规范是 EN 1993-1-4:2006，事实上，其与欧洲不锈钢设计手册中关于结构不锈钢中的抗力设计方面都是以 EN 1993-1-8[21]和 EN 1993-1-3 为基础，仅有一些范围较小的修改，该规范对冷成型和热轧型不锈钢都适用，设计条文非常详细。 日本的不锈钢结构用于建筑的研究可追溯到八十年代后期，由于高层建筑的兴起，很多工程师和研究者尝试在重型钢结构中用不锈钢，这促使制定了《结构重型钢结构设计规范》，其主要针对热轧不锈钢。1995 年日本不锈钢建筑协会编制了日本不锈钢设计标准，而后，日本不锈钢建筑结构设计标准 JIS G4321于 2000 年出版，采用两种方法设计，设计规定较全面。基于 Kuwamura 等[1]人的研究，2001 年，日本不锈钢建筑协会出版了关于薄壁不锈钢的设计方法规范：《轻型不锈钢结构设计手册》。 国际标准版本的不锈钢螺栓标准 ISO 3506，其是基于 ENV 1993-1-1 和ENV 1993-1-4 的相关规定而，其主要适用奥氏体型不锈钢。其他国家像加拿大、南非等的不锈钢规范就不再一一赘述。
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2.2 不锈钢螺栓连接节点中连接板件承载力的规范对比
尽管现今国内不锈钢作为结构构件在建筑工程中使用还十分有限，但不可否认在未来不锈钢材料以其优越的性能，必会在建筑工程领域得到越来越广泛的使用。本章通过将欧洲、美国及日本规范与中国规范中不锈钢螺栓连接设计的相关规定进行对比得出以下结论[8]：（1）欧洲、美国及日本规范的极限强度状态法是基于材料的极限强度设计的，而中国规范和日本规范的容许强度状态法是基于材料的屈服强度设计的；但各国规范所采用的安全系数及材料相关强度值存在较大不同。 （2）欧洲规范适用于冷成型和热轧型不锈钢；而美国规范只适用于冷成型不锈钢；日本规范钢种主要针对牌号 SUS304 冷成型不锈钢，主要是应用该钢种作为非结构构件所累积的经验最多。 （3）除此之外，日本规范还给出了高强度摩擦型螺栓的设计方法，欧洲规范尽管给出了相关抗滑移设计公式，但在设计中仍不推荐采用，其他规范均不推荐采用摩擦型螺栓设计。 （4）欧洲规范最为详细，考虑的安全系数很多，设计公式较其他规范复杂；美国规范从整体上叙述较简便，考虑的参数很少，使用简便。日本规范给出了两种设计方法，而且可适用于承压型和摩擦型两种螺栓连接。
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第 3 章 不锈钢 S30408 材料本构模型的研究........ 18
3.1 不锈钢材料的本构模型 ...... 18
3.1.1 不锈钢材料应力- 应变模型 ........ 18
3.1.2 各模型比较小结 ..... 21
3.2 试验研究 .......... 22
3.3 试验验证与有限元模拟 ...... 25
3.3.1 试验结果与各模型比较 ...... 25
3.3.2 试验结果与有限元数值模拟比较.... 26
3.4 本章小结 .......... 28
第 4 章 不锈钢构件螺栓连接节点的抗剪性能研究 .... 30
4.1 不锈钢螺栓连接节点抗剪性能的试验研究 ........ 30
4.2 不锈钢构件螺栓连接节点的抗剪性能的有限元分析...... 47
4.3 不锈钢构件螺栓连接承压承载力设计方法 ........ 59
4.4 本章小结 .......... 67
第 5 章 不锈钢构件螺栓连接板外平面翘曲的研究 .... 69
5.1 不锈钢螺栓连接在盖板为薄板平面外翘曲的试验研究 ........ 69
5.2 不锈钢螺栓连接平面外翘曲的有限元分析 ........ 73
5.3 板平面外翘曲的强度折减计算 ........ 78
5.4 本章小结 .......... 80
第5章 不锈钢构件螺栓连接板外平面翘曲的研究
试件在受力时，假如整个试件有均匀的收缩率，试件变形就不会发生翘曲，而试件截面仅仅会缩小尺寸。然而，由于试件设计尺寸、成型条件和受力不均匀等诸多因素的相互影响，要能达到均匀收缩是一件非常复杂的工作，特别是板件在较薄时，更难保证，即容易产生翘曲现象[44]。
5.1 不锈钢螺栓连接在盖板为薄板平面外翘曲的试验研究
应变片的读数如图 5-1b）所示，应变片的读数随荷载的增加而增大，加载初期增长缓慢，但加载至 60s 时增长显著，尤其是 F 和 G 两应变片。与此相对应，试验过程中，盖板在 60s 左右出现了翘曲现象，从图 5-1c）中可以看出，粘贴应变片的盖板上端发生翘曲，下端没有发生翘曲，未粘贴应变片的盖板其上下两端均发生翘曲现象，试验中应变片读数随着翘曲的发生有了新的变化。 由第四章图 4-3 可知，应变片 A 和 G 粘贴是对称的，A 和 G 数据变化基本对应，在未发生翘曲时，呈受压状态，数据相差较小，数据吻合良好，但在发生翘曲之后，受力情况发生由受压变为受拉。应变片 B 和 F 粘贴是反对称的，B 和 F 应变片的数据随着荷载的施加而逐渐增大，呈受压状态，起初数据吻合良好，但发生翘曲之后，翘曲一端受力情况由受压变为受拉。D 应变片数据随着力的加载而逐渐变大，但也远小于两端的变化。 从图 5-1d)中可以看出，试验后的芯板基本未发生明显的变形，这是由于翘曲的发生，导致承压荷载降低，所以芯板变形不明显。
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结论
本文主要围绕不锈钢构件螺栓抗剪连接节点性能展开研究。通过对各国规范不锈钢螺栓连接设计方法对比、国产 S30408 不锈钢材料进行材料性能拉伸试验、不锈钢板件螺栓抗剪连接性能试验及有限元分析和对抗剪连接时薄板平面外翘曲等四个方面展开研究，得出以下结论：
（1）本文将中国规范与欧洲规范、美国规范、日本规范进行对比分析。可知欧洲、美国及采用极限强度状态方法设计的日本规范是基于材料的极限强度设计的，而中国规范和采用容许强度状态方法设计的日本规范是基于材料的屈服强度设计的。而且，各规范所采用的安全系数及材料的相关强度取值存在较大不同。欧洲规范设计公式最为详细，考虑参数也最多；美国规范整体叙述简便，易于使用，但仅适用于冷成型不锈钢；日本规范采用两种方法设计，对承压型和摩擦型螺栓连接均适用。
（2）为了研究国产奥氏体不锈钢 S30408 的本构关系，对不同厚度的不锈钢试件进行单向拉伸试验。基于试件拉伸的试验曲线，得到不锈钢的名义应力-应变曲线及相关参数，之后将试验结果与各本构模型进行对比。结果表明：不锈 钢材料具 有明显的 非线性；R-O 模型较试验值 结果偏大，Rasmussen 模型、G-N 模型和 Q uach 模型与试验值吻合良好，误差较小。最后，采用各本构模型确定的材料的真实应力-应变建立有限元模型进行分析，得到的分析结果与试验值较为吻合，建议确定的本构模型可用于后续关于不锈钢 S30408 构件及连接的相关研究。
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参考文献(略)
优秀土木工程硕士毕业论文范文篇三
第1章 绪论
1.1 概述
大多数国家的基建大体要经历三个主要阶段：大规模的新建阶段；新建与维修并举阶段；旧建筑物维修阶段。近些年来，主要发达国家已进入到第三阶段。我国自改革开放以来，基建规模迅猛发展，我国开始进入到到第二阶段。 在老旧结构维修改造方面，发达国家已经有相当多的案例。1980 年，英国维修与改造建筑物的工程量占据该国的建筑工程总量的 67%左右[1]；在丹麦，新建建筑的投资大约只占维修加固建筑的投资的 1/6[2]；在美国，40%的桥梁公路老化需要维修加固或更换[3]。我国在逐步进入到新建建筑与维修加固并举的阶段。随着人们生活水平的提高，人们对建筑物的安全性、适用性和耐久性越来越关注。在以下情况我们需对建筑物进行维修加固：(1)我国的建筑设计基本年限是 50 年，从建国之后的建筑距现在已经有许多达到 50 年以上，已经达到30—50 年之间的建筑也有很多。(2）使用功能发生变化、施工错误，遇到风灾、火灾、地震等灾害以及化学侵蚀、物理侵蚀等因素影响需要对建筑物进行加固和维修[4]。通过适宜的技术对建筑物进行加固和维修能满足建筑物的适用性、安全性和耐久性的要求，从而继续服务社会。
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1.2 混凝土结构常用的加固方法
中人们对混凝土结构加固的方法在不断地研究与探索，混凝土结构加固的方法主要有以下几种：外包钢：将型钢包在混凝土柱的四周。它几乎使构件截面尺寸不增加，但混凝土柱的承载力有较大提高。干式作业法和湿式作业法一般是常见的两种施工方法，干式作业法是在混凝土柱的四周直接包上角钢或者型钢。由于型钢和混凝土之间没有连接，因此不能保证结合面处能够传递剪力。湿式加固法，一是以环氧树脂为胶体将角钢和混凝土柱粘贴在一起。二是在角钢和混凝土留有间距的中间浇筑混凝土，使角钢和混凝土有效的结合。 增大截面法[5]：是把构筑物或结构构件的截面面积加大的加固方法，它不仅能使被加固构件的承载力得到提高，而且还能使截面刚度增大，自身的频率得到改善，提高正常使用阶段的某些性能。因此，在混凝土梁、板、柱中广泛的应用这种加固方法。 体外预应力加固[6]：在混凝土结构外施加预应力索的加固形式叫做体外预应力加固。体外预应力实质就是将粗钢筋、钢绞线等作为施加荷载的器具，对构件进行体外加载，进而使构件产生负弯矩抵消构件部分外部荷载，提高构件承载力。 置换混凝土加固法[7]：主要是由于正在施工或现有的混凝土构件存在着蜂窝、疏松和裂损等缺陷或是混凝土强度偏低，因而采用去除的办法把劣质和有缺陷的混凝土剔除掉置换成优质的混凝土以此达到提高强度的作用。
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第2章 有限元模型的建立
2.1 概述
现在在土木工程界进行研究工作主要有两种方法：第一种，试验分析方法；第二种，有限元模拟方法。试验分析方法是最常见的方法，使我们直观的看到结构构件的破坏过程，裂缝的走向，为科研工作提供了坚实的基础。然而，试验也不是万能的，也存在着一定的局限性。在进行研究试验中，试验经费的限制、试验水平的限制和试验条件的限制都阻碍科研工作，试验研究耗费的人力、物力和财力也是不可小觑的。另外，很多实际条件的简化，如荷载加载的简化，边界条件的简化以及构件尺寸的缩小这些都是影响试验结果的因素。随着社会的发展和电脑的普及，有限元软件得到了空前的发展。有限元软件模拟节省了大量的人力、物力、财力并且规避了客观条件的影响，使得在试验中难以实现的研究，在有限元分析中能得以实现。因此，有限元模拟在学术研究中发挥着越来越重要的作用。
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2.2 ABAQUS 功能介绍
ABAQUS 在许多国家都得到了广泛的应用，它涉及的领域包括汽车、电器、船舶、航空航天、水利机械和土木等。ABAQUS 单元库的资源也非常丰富，可以用来模拟各种形状和复杂的几何图形，在单元库中的材料模型库中也拥有着大量的材料资源，可以用来模拟大多数的工程材料，例如钢筋混凝土材料、地质材料、可压缩性的泡沫材料，碳纤维材料、橡胶、金属等。 ABAQUS 较其他有限元软件如 ANSYS、SAP2000 等使用简便，复杂的模型很容易建立起来。对于大多数的数据模拟，只需建立几何模型、设定材料属性、设定边界条件和荷载工况等数据。对非线性分析，ABAQUS 能自动的选择合适荷载增量和收敛准则，在分析过程中不断地调整这些参数，以此来保证结果的准确性。
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第 3 章 有限元模拟结果分析 .......... 26
3.1 有限元模型 ..... 26
3.2 变形云图 ......... 31
3.3 承载力分析 ..... 32
3.3.1 模拟梁极限承载力与试验梁极限承载力比较分析 ...... 32
3.3.2 有限元模拟梁极限承载力分析 ...... 32
3.4 刚度分析 ......... 36
3.4.1 有限元模拟梁和试验梁刚度对比分析 .......... 36
3.4.2 有限元模拟梁刚度分析 .......... 37
3.5 荷载-箍筋应变曲线分析 ....... 39
3.5.1 有限元模拟梁和试验梁荷载-箍筋应变对比曲线分析 ........ 39
3.5.2 有限元模拟梁荷载-箍筋应变曲线分析 ........ 40
3.6 荷载-CFRP 板条应变曲线分析 ..... 40
3.7 本章小结 ......... 45
第 4 章 嵌入 CFRP 板条加固钢筋混凝土梁抗剪承载力计算 ..... 46
4.1 钢筋混凝土梁的斜截面受剪破坏形态 ......... 46
4.2 钢筋混凝土梁的斜截面受剪机理和计算 ..... 48
4.3 CFRP 板条加固钢筋混凝土梁的破坏机理 ........... 59
4.4 CFRP 嵌入式加固钢筋混凝土梁受剪承载力计算影响因素 ....... 60
第 5 章 结论与展望 .......... 73
5.1 结论 ......... 73
5.2 展望 ......... 74
第4章 嵌入 CFRP 板条加固钢筋混凝土梁抗剪承载力计算
4.1 钢筋混凝土梁的斜截面受剪破坏形态
钢筋混凝土梁斜截面受剪破坏分为无腹筋梁受剪破坏和有腹筋梁受剪破坏。 无腹筋梁受剪破坏分为斜压破坏、斜拉破坏和剪压破坏。斜压破坏（如图4-1 所示）：钢筋混凝土梁剪跨比小，弯矩很小，剪力较大，拱作用强，荷载主要通过拱的作用传递到支座。其中主应力迹线大体为荷载和支座反力的连线。最后，钢筋混凝土梁支座和荷载之间的混凝土如同斜向短柱被压碎而丧失能力。斜拉破坏（如图 4-2 所示)：钢筋混凝土梁剪跨比大，钢筋混凝土梁的主应力迹线平缓，梁拱作用小。钢筋混凝土梁斜裂缝一旦出现，就会迅速发展到加载点，进而梁被断成两段；同时，沿着纵筋产生劈裂裂缝。剪压破坏(如图 4-3所示)：钢筋混凝土梁剪跨比适中，斜裂缝出现后，钢筋混凝土梁一部分斜裂缝以梁拱作用传递到支座和加载点。随着荷载的增大裂缝的开展，一条裂缝逐渐的发展成为临界斜裂缝。在正应力和剪应力的共同作用下，临界斜裂缝顶点处的混凝土被压碎。有腹筋梁的破坏不仅与剪跨比有关而且还与配箍率有关。当配箍率过小时，钢筋混凝土梁斜裂缝一出现，箍筋就达到了屈服强度，对钢筋混凝土梁的抗剪作用和斜裂缝发展的限制不再起作用，其受力性能和无腹筋梁相近。当配箍率过大时，箍筋应力增长缓慢，箍筋未达到屈服应力时，钢筋混凝土梁斜裂缝间的混凝土因压应力而发生破坏。这种破坏无论怎么增加箍筋其抗剪承载力依然不会增加。此种破坏只与混凝土强度、混凝土截面面积等因素有关。当配箍率适当，斜裂缝出现时，箍筋拉应力增加。箍筋应力的增加限制了混凝土斜裂缝的开展，箍筋应力的增加提高了钢筋混凝土梁抗剪承载力的提高。随着荷载的增加，箍筋应力不断增加，最后箍筋达到屈服，箍筋对混凝土梁斜裂缝开展的限制作用消失。最后混凝土在剪应力作用下被压碎，梁的抗剪承载力丧失。
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结论
本文通过模拟 2 根未加固钢筋混凝土梁和 14 根嵌入 CFRP 板条加固钢筋混凝土梁进行抗剪加固研究，得到以下结论：
（1）嵌入 CFRP 板条加固钢筋混凝土梁极限承载力提高 23%-61%，随着剪跨比的增大，极限承载力提高幅度增大；相同剪跨比时，45嵌入 CFRP 板条加固梁的极限承载力略高于 90嵌入 CFRP 板条加固梁的极限承载力。相同剪跨比时，嵌入 CFRP 板条间距 150mm 的加固梁极限承载力高于 200mm 的加固梁的极限承载力，随着剪跨比增加表现的更明显。
（2）通过对箍筋的应变的观察，箍筋应变在加荷载刚开始时，箍筋应变变化非常的小，当荷载达到一定数值时才会产生大的变化，这与试验中箍筋应变在钢筋混凝土梁斜截面混凝土开裂前应变较小是一致的。
（3）通过对 CFRP 板条应变的观察，CFRP 板条的应变都达到了 4000u?甚至更高，嵌入的 CFRP 板条对梁抗剪加固起到了较大的作用。
（4）通过有限元分析，CFRP 板条的作用与箍筋的作用类似，在加载前期CFRP 板条的应变比较小，当荷载达到一定数值时 CFRP 应变才会产生大的变化。
（5）计算模型基于桁架-拱理论，考虑到 CFRP 板条嵌入角度、裂缝角度和有效应变等因素提出嵌入 CFRP 板条加固钢筋混凝土梁抗剪承载力计算公式。该公式计算值和有限元模拟值进行比较，吻合较好。
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参考文献(略)
优秀土木工程硕士毕业论文范文篇四
第 1 章 绪论
1.1 研究背景及意义
经济全球化与区域经济合作化是 21 世纪国家合作、经济发展的大势所趋，基于经济全球化的前提，围绕着东北地区周边各国政治环境、合作历程与人文环境展开对东北老工业基地的开发志在必行，长吉图跨境经济合作区作为东北老工业基地开发的桥头堡，在整个东北地区占据举足轻重的地位。 “经济全球化”一词，最早由特?莱维在一九八五年提出，但“经济全球化”定义模糊，至今没有一个公认的定义。从发展生产力角度分析，经济全球化是渐渐演变的过程。从生产关系角度分析，很多人为经济全球化在事实上是以美国为主要代表的发达国家和跨国公司利用先进生产力，借经济自由化之名，达到控制世界经济的目的，使发展中国家越来越穷，发达国家越来越富。 经济全球化将全世界联系起来，是从上世纪九十年代以信息技术革命为代表的高新技术迅猛发展开始的。先进的科学技术让人与人之间不受地域、空间上的限制，国家之间的交流领域也变得更多起来，使世界经济逐渐融为一个整体。但是，先进的科学技术让人类社会的内部竞争恶劣化，虽然人类整体在社会迅猛发展的同时得到极大的提升，但是，不可否认的是资源集中成了加剧国际竞争、国际金融风险爆发的重要原因。在经济全球化这一不可逆的经济现象之中，各国经济实力各不相同，发达国家利用其优势资源，从这一进程中获利最多，而发展中国家限于其薄弱的经济基础，处处处于被动地位。从某些方面来讲，经济全球化不仅没有拉近发达国家和发展中国家之间的距离，反而使这个距离越来越大。 所以，我们国家作为发展中国家，要在经济全球化的过程中时刻保持警惕，与各国合作的同时要重点保护本国利益。基于以上内容，长吉图跨境经济合作区有其优势的地方，我们要善于发掘优势、利用优势，在发展中求超越，在合作中谋进步。
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1.2 研究内容及方法
本文研究中心定位为长吉图开发开放先导区的经济建设，所以，将从国内和国际两个方面展开。国内方面，国内经济自 2015 年房地产政策性收缩去库存化之后，中国国内经济形势稍显颓势，尤其是长三角、珠三角、环渤海经济带这些发达地区经济发展形势趋于平缓，钢铁煤炭产业去产能，中国经济需要产生新的动力源。而振兴东北老工业基地这一口号已经推出十年之久，但是收效不佳，甚至给人以雷声大雨点小之感。长吉图开发开放先导区的推行，将会成为振兴东北老工业基地中重要一环。纵观国内环境，笔者将详细阐述国内物资通道建设情况、政府针对长吉图开发开放先导区的政策导向、长吉图战略区域内城市定位等。 长吉图开发开放先导区的前身为图们江跨境经济合作区，所以在经济建设方面，长吉图战略实施离不开地缘经济。与长吉图战略区域合作广泛的经济体主要为朝鲜与俄罗斯，所以与朝鲜方面和俄罗斯方面的经济贸易直接关系到长吉图战略的实施。朝鲜方面，现阶段主要以基础设施建设为主。在“一带一路”战略所规划的泛亚洲铁路和长吉图对外物资大通道建设都将朝鲜境内的基础设施建设当做重点项目。朝鲜开放程度不高，朝鲜当局对于与中方合作也抱有疑虑，所以在罗津市铁路桥梁建设项目和清津市港口使用条例这几项大型合作项目上屡屡撕毁协定，迫使中方停工或改建。朝鲜当局政策的犹豫对长吉图战略有着重大的影响。俄罗斯方面，经过短暂繁荣的俄罗斯经济自 2014 年起又陷入寒冬，这次的经济下滑对于俄罗斯而言是一个重大打击。对外进出口贸易显示，俄罗斯进口商品总额增长率持续下滑，且进口商品种类减少、高端商品数量大幅减小。俄罗斯的经济低迷反而会刺激长吉图战略区域内延边地区的手工业发展。
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第 2 章 相关理论与文献综述
2.1 项目相关简介及长吉图理论
1992 年，联合国开发计划署制定了图们江地区发展规划，本计划共有中国、朝鲜、韩国、俄国和蒙古国五国参与，将对图们江沿岸进行积极开发。中国方面位于图们江下游的珲春市设立成为珲春边境经济合作区，朝鲜也把靠近图们江的罗津和先锋两市划为罗先直辖市，指定其为经济特区，引进外资加以开发。同时，有朝鲜媒体称，中国已在朝鲜的罗先经济特区获得了罗先港 4、5、6 号码头 50年的使用权，并且建设成中国图们江区域连接罗县经济特区 110 里的铁路，其他一些飞机、煤炭和能源设施工厂也在亦步亦趋的建设当中。朝鲜方面，2013 年 9月 22 日，朝鲜罗津至俄罗斯哈桑铁路已经正式开通运营。成为连接朝鲜俄罗斯双边贸易的重要经济动脉。但是朝鲜和俄罗斯铁轨间距不同，在物资转运上，可能会出现中转过程资源消耗的现象。俄罗斯与朝鲜的罗津——哈桑铁路是两国旅游业互通有无的重要中转线路，两国铁轨交接处发生的中转成为制约因素之一。俄罗斯为适应俄朝两国铁路轨宽不同而进行了专门的高规格技术改造，54 公里长的轨道花费约 2.6 亿美元。作为条件，朝鲜允许俄罗斯公司使用该铁路 49 年。 近些年来，双边贸易逐渐成为新闻版面上的热词。例在 21 世纪初中国——欧盟双边贸易曾占据中国当时中国进出口额的 15%，一度成为中国经济增长的带动点。近些年来中国与美国的双边贸易额逐渐成为世界上数额最大的双边贸易额之一，中国的机电厂品远销国外，在美国各大重要港口，一排一排的塔吊勾床都是振华重工；百货商场内，海尔、华为产品数量上绝不少于美国本土产品。地球村的建立发展，让贸易更加快捷，双边贸易之后，必然出现更加方便快捷的贸易形势。
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2.2 跨境经济合作区理论
跨境经济合作区是指在两国边境附近划定特定区域，赋予该区域特殊的财政税收、投资贸易以及配套的产业政策，并对区内部分地区进行跨境海关特殊监管，吸引人流、物流、资金流、技术流、信息流等各种生产要素在此聚集，实现该区域加快发展，进而通过辐射效应带动周边地区发展。跨境经济合作区是指在沿边地区由两国或两国以上政府间共同推动的享有出口加工区、保税区、自由贸易区等优惠政策的次区域经济合作区。[11] 国外发展比较迅速的跨境经济合作区有欧洲上莱茵跨境经济合作区，中国—东南亚大湄公河跨境经济合作区。跨境经济合作区的提出与建立，对该区域的经济建设有着无比巨大的推动作用，但是，限于各国不同的地缘环境和政治考虑，世界上鳞次栉比的跨境积极合作区能够真正做到百分百合作的寥寥无几。在跨境经济合作区的运作过程中，中央政府其主导地位，各个重大的合约一般以各国政府的名义缔结。地方政府在中央政府制定政策方针之后会与对方地方政府签立具体合作事项。地方政府主要负责具体执行性事物，如基础设施建设、小规模资金用度调整、公司之间的跨国合作等。作为主要的利益代表，地方政府承担最主要的基础建设。在跨境经济合作区的建立过程中，国际和地区组织也占据重要地位。各大组织起到协调地区性事物、提供技术支持、资金支持等。
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第 3 章 长吉图跨境经济合作区现状及因素分析 ...... 11
3.1 长吉图跨境经济合作区现状 .......... 11
3.2 长吉图跨境经济合作区建设有利因素 .......... 14
3.3 长吉图跨境经济合作区建设障碍因素 .......... 16
3.4 本章小结 .......... 19
第 4 章 长吉图跨境经济合作发展战略制定 .......... 20
4.1 政府顶层设计 ...... 20
4.1.1 长春新区设立 ....... 20
4.1.2 珲春市的建设 ....... 20
4.2 功能定位 .......... 21
4.3 发展模式 .......... 25
4.4 本章小结 .......... 28
第 5 章 长吉图跨境经济合作区战略实施的保障措施 .......... 29
5.1 双边政府对话 ...... 29
5.2 法律制度建设 ...... 31
5.3 基础设施建设 ...... 32
5.4 国际大通道建设 .... 34
5.5 完善长吉图先导区经济发展的建议 .... 36
5.6 本章小结 .......... 40
第 5 章 长吉图跨境经济合作区战略实施的保障措施
5.1 双边政府对话
无论是上世纪九十年代的大图们江区域开发合作项目还是近年来的长吉图开发开放先导区项目，对外物流通道建设都是其中最重要的一个关口。之前的大图们江区域开发合作项目没有取得成功的原因之一就是物资转运困难，各方势力互相推诿较劲，导致物流通道不畅，重要的物资设备迟迟推迟交付时间。自 2010年起，朝鲜方面修订《罗先经济贸易地区法》，笔者上述内容有所提及，在此不一一赘述。《罗先经济贸易地区法》的修订，成为朝鲜对外经济政策的转折点。2010 年 3 月起，朝鲜方面又宣布设立新义州、平壤、南浦、咸兴、金策、元山、以及众所周知的罗先、清津八个城市为朝鲜特别经济特区，从铁路公路交通地图上来看，朝鲜方面将对外开放的八个经济特区大部分设立在中朝边境或者与中方交通便利的城市。一方面，这将有利于朝鲜引进外资，促进朝鲜在各个经济领域和基础实施建设上取得长远发展；另一方面，朝鲜经济特区的建立，有助于打开我国吉林省对外合作的新局面，双方互利互惠，互通有无。 在长吉图开发开放先导区项目中外通道的建设过程中，南线朝鲜是重中之重。图们江地区延吉市、珲春市的发展将极大取决于朝鲜方面的市场好坏。2009年，朝鲜方面不顾国际社会的强烈反对进行第二次核试验后，联合国安理会通过第 1874 号决议，决定对朝鲜实施比 2006 年更为严厉的制裁。国际社会的长期制裁让朝鲜的经济压力与日俱增，目前，大部分朝鲜普通民众甚至处在温饱线以下。持续发酵的半岛朝核问题加剧了半岛南北关系的破裂，导致韩国对朝鲜的经济援助持续减少，朝韩经济合作大幅度萎缩。朝鲜第二次核试验之后，韩国官方以及民间各大公司对朝鲜的援助同比减少 60%。此外，金刚山国际旅游项目和开城观光旅游项目的中断让朝鲜减少了约 5%的外汇收入。
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结论
近些年来，由于东北老工业基地基础工业类型转型以及重要输出资源濒临枯竭的原因，东北三省经济持续低迷。推动如东北地区一样的资源枯竭型地区经济再发展，对保持整个国内经济的持续能动性具有重要意义。发展东北老工业基地是国家经济发展战略中的重要一环。长吉图开发开放先导区在吉林省具有重要位置，在辽宁省沿海经济带、辽中工业城市带经济持续繁荣、黑龙江省哈大齐工业走廊隐隐后来居上的趋势下，吉林省迫切的需要一个经济增长极带动全省经济增长。全局来看，长吉图开发开放先导区占据吉林省重要的煤炭原油资源区、在图们江跨境合作经济区的发展过程中形成了较为完善公路、铁路交通系统、先导区内手工业等轻工业发达，劳动力充足。同时，借着一带一路国家战略的春风，吉林省大力建设对外物资大通道，使得来自俄罗斯远东地区的原油木材和朝鲜的煤炭可以充分的供给长吉图开发开放先导区基础设施建设。长三角、京津冀、珠三角等经济圈经过 30 多年的发展，已经达到一定的水平，经济发展速度在国家整体经济调控以及对外贸易额逐年减少的情况下开始减缓，后续发展经济能力的潜力已被充分挖掘，进入一个相对平稳的持续发展期，对经济发展贡献率将保持在一定水平。川藏、西北、新疆等地区资源丰富，经济发展潜力较大，国家给予的支持力度也较大。但受交通建设、地理环境、物资流通以及人才储备因素的影响和制约，不能一心一意搞建设。东北地区重工业基础较为雄厚，社会稳定，经济增长潜力巨大，地理环境条件较好，具备快速发展的基础。一旦老工业基地的产业发展和转型完成，将成为国家经济增长的新的动力源。
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参考文献(略)
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第 1 章 绪 论
1.1 研究背景
社会主义新农村建设是推进城乡建设一体化进程中的重大举措，是全面建成小康社会的重要内容，其中加快农村公路建设，对于促进城乡统筹发展，优化农村公路网建设，改善农村面貌，提升新型城镇化具有重要意义。 农村公路是一项重要的公益性基础设施,对农村经济、农民的生活具有深刻的影响力，是组成全国公路网的有机成分。农村公路是由县、乡、村三种道路组成。县道是指连接县域和县内、乡镇等主要地方的公路，具有全县政治、经济意义。乡道是指乡镇通往各地的道路，主要为乡镇经济、文化、行政服务的公路。村道是指直接服务于农村生产生活。 对于农村公路的发展我们必须从国民经济和社会发展的大局角度出发，全力推进农村公路建设，充分认识加快农村公路建设的重要涵义。深入贯彻《国务院关于进一步促进内蒙古经济社会又好又快发展的若干意见》及自治区“8337”发展战略，围绕全面建成小康社会和呼伦贝尔市“美丽发展、科学崛起、共享繁荣”战略目标，全面推进城乡一体化发展进程、农村牧区基础设施建设、农村牧区公共服务建设、农村牧区城市文明建设，让农牧民切实享受改革发展成果，大力推进新型农村公路进程，大力改善公路交通环境，大力加强农村公路基础建设。内蒙古自治区“十二五”期间新改建通嘎查村公路1644 公里，累计完成投资13.2 亿元，新增143 个建制嘎查村通沥青或水泥路，其中：2011 年建设通嘎查村沥青或水泥路534 公里，完成投资4.2 亿元，新增53 个嘎查村通沥青或水泥路，村通畅率达到18.9%；2012 年建设通嘎查村沥青或水泥路1110 公里，完成投资9亿元，新增90 个建制嘎查村通沥青或水泥路，通畅率达到29.6%。大规模的农村公路建设，服务于农牧业生产、繁荣了农村牧区经济、解决农牧民出行难的问题，成为顺乎民心、符合民意、惠及民众的“民心工程”，获得了前所未有的经济效益和社会效益，得到了农牧民群众的肯定和赞誉。
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1.2 研究意义
本文以海拉尔区为例，从海拉尔区交通发展的基本情况出发，通过数据收集、分析和处理，对海拉尔区交通的现状和相关因素进行分析，并对这些因素之间的相互关系进行研究，从而得出结论，使农牧地区运输难问题得到更好的解决。 本论文的主要意义为： 第一，系统地对农村公路的影响因素和相关发展现状进行分析，更好的弄清楚海拉尔区农村公路的现状以及是什么原因导致运输难现象的出现。 第二，利用公路交通设计学方法，对海拉尔区的区域特点和道路交通问题进行理论数据分析和优化，实现区域交通公路建设的科学化、规范化、专业化，有利于帮助解决运输难问题，实现农村运输的可持续发展。 第三，海拉尔区农村公路的建设发展是改善农牧地区交通运输环境的先决条件，以打造“经济发展与美丽发展共赢”的新的交通运输局面为目标，推动海拉尔区经济社会全方位发展，加快信息传播速度，提供交流空间，提升农牧民就业机会，扩大农牧民增收范围，加快推进新型城镇化建设进程。
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第 2 章 海拉尔区经济发展及运输现状
2.1 海拉尔区经济发展现状分析
海拉尔地处内蒙古自治区东北部，隶属内蒙古自治区呼伦贝尔市的一个市辖区，是呼伦贝尔市政治、经济、文化中心。东连东北经济区，西接俄罗斯、蒙古，素有“草原明珠”之称，地势东高西低，丘陵居多，是呼伦贝尔市中部偏西南，大兴安岭西麓的低山丘陵与呼伦贝尔高平原东部边缘的接合地带，海拉尔区域海拔603～772米之间，已形成铁路、公路、航空四通八达的立体交通网络，滨洲铁路和301国道平行横贯全境?25?。海拉尔区总面积1440 平方公里，城区面积28 平方公里。设有胜利、呼伦、健康、向华、靠山5 个街道办，郊区设有哈克1 个镇和建设、奋斗2 个街道办。市区、郊区共设有42 个社区居委会， 2530 个居民小组、109 个村民小组。其中：7 个街道办事处设有社区居委会41 个，哈克镇谢尔塔拉设有社区居委会1 个；所属17个行政村设有村民小组109 个；街道居民小组分设情况：靠山街道办设有527 个，健康街道办358 个，胜利街道办362个，呼伦街道办398 个，正阳街道办279 个奋斗街道办494 个，建设街道办112 个。区域人口40 万人，由汉族、蒙古族、达斡尔族、俄罗斯族24 个民族组成。尽快改善运输通道的通行条件，对海拉尔的交通运输环境、少数民族地区经济发展、民族团结等方面，都将起到积极的促进作用。
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2.2 海拉尔区交通运输发展现状
2015 年完成公路货运量 396.7 万吨，比上年增长 14.7%，公路客运量 1936.7万人次，增长 1.0%；公路货运周转量 7698 万吨公里，增长 5.9%，公路客运周转量 467270 万人公里，增长 1.5%。2015 年海拉尔区共发送客机 8293 架次，民航旅客发送量 92.1 万人次，增长 23.1%；民航旅客吞吐量 183.6 万人次，增长 22.9%。民航货邮发送量 9105 吨，货邮吞吐量 19543 吨，分别增长 21.9%和 33.9%。全区机动车拥有量达到 95362 辆，增长 54.8%，其中，大型车 8642 辆，增长 2.6%，小型车 59056 辆，增长 30.7 %；道路运输客运量、旅客周转量、货运量、货物周转量四项指标分别占全区综合运输体系比重的 90％、62％、70％和 22％?26?。 2011 年 6 月，海拉尔区开工建设了公路客运总站工程，按照一级汽车站标准建设，于 2013 年建成并投入使用，年度日均发送旅客 10000 人次。工程总占地面积 52315 平方米，总建筑面积 26000 平方米，其中主站房建筑面积 22214.52平方米，附属用房建筑面积 3467.9 平方米，总投资概算 1.27 亿元。海拉尔公路客运总站位于海拉尔民族园路东侧，745 道口南侧，通过海拉尔东出口路与国道301 线相连、通过海拉尔北出口路和省道 201 线相接，处于海拉尔区公路网的中心，是海拉尔区通往满洲里、额尔古纳、牙克石方向和牧业四旗的道路运输网络的节点，交通位置十分重要。它的建设对于服务呼伦贝尔市的经济和社会发展，促进呼伦贝尔市旅游业的发展，满足我区农民民“出行易”、“出行快”，为打造海拉尔区经济发展新的增长具有非常重要的意义。2012 年开工建设谢尔塔拉农村客运站，2014 年建设奋斗镇、建设镇客运站，以三级客运标准建设，总投资为200 万元，日均发送旅客 1000 人次。
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第 3 章 “十二五”海拉尔区农村公路建设发展成果 ........... 11
3.1 “十二五”海拉尔区农村公路发展成果 ........... 11
3.2 “十二五”海拉尔区农村公路养护管理成果 ........... 14
3.3 “十二五”海拉尔区农村公路建设发展成果综合评价 ........... 14
3.4 海拉尔区农村公路存在的问题 ...... 15
第 4 章 “十三五”海拉尔农村公路发展研究预测分析 ....... 19
4.1 “十三五”海拉尔农村公路建设发展研究的必要性 ....... 19
4.2 “十三五”海拉尔农村公路目标 ....... 20
4.3 “十三五”海拉尔区农村公路近期发展目标 ........... 22
4.4 “十三五”海拉尔农村公路发展趋势预测 ....... 23
第 5 章 “十三五”海拉尔区农村公路建设发展对策 ..... 34
5.1 科学编制规划 ..... 34
5.2 多渠道筹措资金 ......... 35
5.3 完善网络提等升级..... 35
5.4 注重建设环保 ..... 35
5.5 加强农村公路养护管理 .... 36
5.6 保障工程质量安全..... 37
5.7 科学引导农村运输市场建设 .... 37
5.8 营造护路氛围 ..... 38
5.9 促进管理科学化 ......... 38
第 5 章 “十三五”海拉尔区农村公路建设发展对策
“十三五”期间海拉尔区以科学发展为主题，深入实施“富民强区”战略，着力壮大县域经济，以转变发展方式为主线，以把海拉尔区建设成为东北重要的交通枢纽城市和物流节点城市为目标，以提升交通服务能力为重点，完善路网、优化结构，重点考虑规划建设“主骨架路”、“出口路”、“断头路”、“经济路”和农村公路提等升级，重视客货运输枢纽及站场建设，按照适度超前的原则，加快现代交通运输业发展，使交通运输在能力方向、布局结构等方面与城镇化发展和经济区域布局相适应。
5.1 科学编制规划
“十三五”期间，海拉尔区农村公路发展内容是以农牧民出行为根本，做到与实现农牧业一体化和全民建成小康社会规划相结合、与易地脱贫和人口梯度转移相结合、与土地资源和旅游开发相结合。发展模式是跨越式发展，就是抓住机遇加快发展，实践证明只有跨越式发展才能满足农村加快奔小康的实际需要，才能解决农村交通相对落后从而影响交通自身协调发展的问题。“十三五”海拉尔区农村公路建设的着眼点是农村发展的经济效益，“十三五”海拉尔区农村公路建设内部定位在一定程度上反映着国家对经济与自然环境管理处理的着力点，是保护建筑环境资源的浓缩，更为管理发展指明方向。各部门要认清楚 “十三五”海拉尔区农村公路建设发展特色，明确“十三五”海拉尔区农村公路建设发展目标和对策，以全面控制成本的全局观为导向，给予“十三五”海拉尔区农村公路建设足够的思想重视。针对当前“十三五”海拉尔区农村公路建设方面不活跃等问题，应明确“十三五”海拉尔区农村公路建设发展的重要意义，抓紧制定“十三五”海拉尔区农村公路建设管理规章制度，推进“十三五”海拉尔区农村公路建设发展体系在良性的轨道上运行。
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结论
农村公路占全国路网的 70℅以上，是全国公路网络的重要组成部分。海拉尔区具有丰富的自然资源，农村公路建设发展对海拉尔区农村经济社会的发展具有重要意义。草原上的农牧民群众说：“公路交通给我们带来了便利，带来了外面丰富的信息资源，我们的生活富裕了，腰包鼓起来了”。交通发展改变着人们的传统观念，冲击着传统的生产、生活方式，对每一个农牧民家庭来说意义深远。 “十三五”时期，随着西部大开发不断迈向深入、新一轮东北振兴战略的实施，海拉尔区发展又迎来了新的一轮历史机遇，这就要求呼伦贝尔地区必须加快推进农村公路建设且适度超前，努力实施互联互通建设，寻求交通发展的新方向，主动适应新常态下国家新战略引领下对我区交通发展的新需求。 本文通过对海拉尔区农村公路发展现状以及在发展中存在的问题进行研究，总结“十二五”海拉尔区农村公路建设发展和养护管理情况，通过对现有各交通运输指标与经济指标的相关性分析，预测“十三五”海拉尔区交通发展趋势，进而提出“十三五”期间海拉尔区农村公路建设发展研究和养护管理的对策建议。 研究结果表明：1、本论文对未来海拉尔区农村公路建设及推动经济发展具有指导性作用，通过对公路交通的发展趋势与经济发展的关联性进行分析，得出农村公路的建设发展不仅可以促使海拉尔区农村公路网络之间衔接完善，也可以促进当地牧业经济、农业、旅游业的发展，能够改善当地的基础设施配套条件，加快城镇化进程，提高道路服务水平和交通安全水平，对于少数民族这样特殊的区域也加强了交流，促进了民族团结，确保了社会的安全与稳定。 2、让农牧民增收是解决“三农”问题的关键，发达的交通可以降低农用物资价格，抹平农产品价格的地区差，提高农牧产品产值，因此，对海拉尔农村公路的建设发展进行研究可以拉动海拉尔区国民经济增长，使海拉尔区的农牧民都能过上幸福美满的好日子。
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参考文献(略)
优秀土木工程硕士毕业论文范文篇六
第一章 绪论
1.1 研究背景
目前，随着经济的快速发展，人们对建筑结构的期望值也越来越高。为追求建筑功能需求的多元化、建筑结构设计的合理化和建筑经济效益的最佳化的统一，各类不同材料组合而成的特殊结构形式也日益得到科研工作者的青睐，它们主要是混凝土、碳纤维材料（FRP）与钢管和钢筋等组合而成的结构。这些传统组合结构的主要代表有钢管混凝土组合柱[1]、中空夹层钢管混凝土组合柱、FRP 管混凝土组合柱等，它们有着各自的构造形式和力学性能，现已得到广泛的研究和应用。 钢管混凝土柱[2]，即最传统组合结构之一，该结构主要由混凝土和钢管两种基本建筑材料组成，通过将自密实混凝土灌注在钢管内部空心部分中制作形成。最初由于钢管混凝土结构具有强度高、塑形变形好和便于施工等特点而被广泛使用。然而随着对建筑结构要求的不断提高，该传统组合结构柱在承受较大荷载时往往相应提高各材料性能和增加截面尺寸（如提高混凝土和钢材的强度等级、增大相应结构的截面等）来实现其正常工作，这在一方面直接增加了成本。同时，由于钢材普遍存在自身的属性缺陷（如耐久性差和耐火性能一般等），采用该种传统组合结构作为建筑物柱子时必须外钢管采取相应的防锈防腐措施，后期还得进行长期的维护工作，这也从另一方面增加了成本。 中空夹层钢管混凝土组合柱[3-6]，其结构是由同心放置的内部的空心钢管、外部的钢管以及在两管中间填充的混凝土组成。中空夹层钢管混凝土组合柱是在钢管混凝土柱基础上发展的，故它们均具备承载力高、延性好、截面抗弯刚度大（中空夹层钢管混凝土与钢管混凝土相比在同样的自重下，由于截面开展可有更大的横截面，因而抗弯承载力较高。）、抗震性能好和施工方便等优点。同时，该传统组合结构由于其内部是空心的，能节省一部分混凝土用量，从而减轻结构自重。但是作为从钢管混凝土结构进化而来，也同样存在耐久性差和耐火性能一般等问题，这些都直接导致在使用该种结构时经济效益不高。
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1.2 FRP材料的特点及在工程领域的应用
纤维增强复合材料[10]（Fiber Reinforced Polymers，简称 FRP）是由基体和纤维按一定的比例混合并经过一定工艺而形成的新型材料。采用不同的工艺可以得到 FRP 片材、筋材和索材、网格材、缠绕型材和手糊制品等。FRP 的工程材料性质优越，有着较高的比强度（即通常所说的轻质高强）、良好的耐腐蚀性、较强的耐疲劳度、沿纤维方向的低热膨胀率和高阻尼等，诸多优点使其在航空、海洋和汽车工业中最早得到快速广泛应用。近二十年来， FRP 和建筑工程的结合才逐渐被重视，特别是在美国北岭地震后，纤维增强复合材料开始逐渐应用于土木工程领域， 起初主要是用于混凝土结构等工程的加固补强，随着 FRP 具备优良物理力学性能而被快速推广使用，在随后的各类建筑结构中均会看到FRP材料以不同的形式出现。图1-1和图1-2为典型的FRP复合材料成品。 部分新建建筑物和较多已有建筑物由于各种原因使其抗震性能或承载能力不能满足现行设计规范的要求，必须进行加固和修复。在混凝土结构的加固工程中，由于 FRP的抗拉强度是钢筋屈服强度的数倍，且便于施工，因此在工程中主要利用 FRP 的抗拉性能。如在梁、板等结构的受拉面粘贴 FRP 片材，不仅可以增强其抗弯承载力，而且可以有效的控制裂缝宽度；在钢筋混凝土柱的外部环向缠绕 FRP 布，通过对混凝土的约束，使其处于三轴压力状态下，从而增强其强度和变形能力；在梁、柱构件外部粘贴由 FRP布制成的 U 型箍，从而使其抗剪承载力得到增强。在钢结构的加固工程中，由于 FRP的耐久性较好，主要将其用于提高钢结构的疲劳寿命、耐腐蚀性等方面。
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第二章 FRP 管-混凝土-钢管组合柱在侧向撞击荷载下的试验研究
2.1引言
如第一章所述，作为一种新型组合结构，目前对 FRP 管-混凝土-钢管组合柱的研究主要集中在轴压、偏压和纯弯等静力方面的研究，对其在侧向撞击荷载下的动力性能研究甚少。本章对两端固支的 FRP-混凝土-钢管组合柱结构试件进行了侧向撞击试验，该试验在太原理工大学落锤试验机上进行。试验的试件分为 9 组，每组包括 2 根相同的FRP 管-混凝土-钢管组合柱试件。试验主要研究 FRP 管-混凝土-钢管组合柱在侧向撞击荷载下的受力和变形特点，并分析撞击能量、FRP 包裹层数等对 FRP 管-混凝土-钢管组合柱试件在侧向撞击荷载下的力学性能的影响。同时对试件撞击后的撞击力（F）、跨中挠度（Δ）和撞击时间（t）等试验结果进行对比分析。另外，鉴于本章的试验数据，后续的有限元模型验证和相关参数分析等工作才有了坚实的基础。
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2.2撞击试验基本概况
本次 FRP-混凝土-钢管组合柱试件的侧向撞击试验在自行研制的 DHR-9401 型落锤式撞击试验机上进行，该试验机位于太原理工大学结构实验室的，将以两端固支的边界条件对试件跨中进行侧向撞击。该试验机主要由钢架、导轨、落锤、试验平台等撞击升降系统和传感器、示波器、高速摄像机等数据采集记录系统共同组成，落锤撞击试验机及试验装置侧视图如图 2-1 所示。该试验机的撞击高度范围较广（0m~13.47m），相应的撞击速度范围为 0 m/s ~15.7m/s，属于低速撞击的范畴，完全能够满足本次试验要求。撞击物的总质量范围较广（2kg ~250kg），可以通过制作不同质量的砝码，并使之相互组合，灵活调整撞击物的总质量，从而充分满足本次试验中的撞击能量要求。本次试验落锤组合质量为 229.8kg；撞击头由铬 15 制成，其底部尺寸为 30mm×80mm，材料硬度较大保证了撞击过程中落锤不变形，并且其内部安装了力传感器。为了达到良好的整体刚度和隔震性能，本试验机试验平台由放置在基础上的 500m 厚的钢平台构成，其垂直部分是带导轨的竖向门式刚架。试验中釆用高速摄像机对整个撞击过程进行录制。
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第三章 FRP 管-混凝土-钢管组合柱在侧向撞击荷载下有限元计算模型..... 37
3.1 引言 ........ 37
3.2 有限元模型概述 .... 37
3.2.1 材料本构 ...... 37
3.2.2 单元选取 ...... 40
3.2.3 定义接触 ...... 41
3.2.4 边界条件 ...... 41
3.2.5 网格划分 ...... 41
3.2.6 轴力-撞击耦合模型 ..... 42
3.3 有限元模型验证 ........... 44
3.4 本章小结 ........ 51
第四章 FRP 管-混凝土-钢管组合柱在侧向撞击荷载下的影响参数分析 ..... 53
4.1 空心率（χ）对构件抗撞击性能的影响 ....... 53
4.2 荷载参数对构件抗撞击性能的影响 ..... 56
4.2.1 撞击能量（E0）的影响 ....... 56
4.2.2 轴压比（n）的影响 ..... 57
4.3 本章小结 ......... 60
第五章 结论与展望 .......... 63
5.1 结论 ........ 63
5.2 展望 ........ 64
第四章 FRP 管-混凝土-钢管组合柱在侧向撞击荷载下的影响参数分析
本章以第三章建立的有限元模型为基础对影响FRP管-混凝土-钢管柱构件在侧向撞击荷载下力学性能的相关参数进行了分析，这些主要参数包括：空心率（χ）、撞击能量（E0）和轴压比（n）等。为了使本次有限元模拟能够区别于试验工况，在保持FRP为单层不变的条件下，利用有限元计算分析不同的空心率χ（0.3～0.8）和撞击能量E0（0.5k J～1.99k J）及轴压比n（0.2～0.8）等不同荷载参数对新型组合结构FRP管-混凝土-钢管柱抗撞击力学性能的影响。
4.1 空心率（χ）对构件抗撞击性能的影响
目前对传统组合结构中空夹层钢管混凝土的研究已经比较完善，虽然本文研究的对象是新型组合结构FRP管-混凝土-钢管柱，但两者之间结构形式完全一致，区别仅在于外管的改变，即新型复合材料FRP管取代传统材料钢管。而陶忠[53]等分别进行中空夹层钢管混凝土轴心受压构件和偏心受压构件的试验研究，最后通过大量的参数分析研究, 求得了中空夹层钢管混凝土这种传统组合结构在轴压、压弯方面的承载力实用验算方法。其中的参数分析之一就是空心率χ，其借助截面示意图的外在表现形式如图 4-1 所示，其计算公式如式（4-1）所示。介于FRP管-混凝土-钢管柱和中空夹层钢管混凝土两者结构形式的一致性，也可采用上述空心率概念来对其进行参数影响分析。
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结论
本文为研究两端固定的FRP管-混凝土-钢管组合柱的抗撞力学性能,主要进行了以下三个方面的研究分析工作：首先，在太原理工大学结构实验室进行了不同撞击能量下和不同FRP包裹层数下FRP管-混凝土-钢管组合柱试件的落锤撞击试验；其次，利用ABAQUS有限元软件建立了FRP管-混凝土-钢管组合柱在侧向撞击下的有限元模型，并对该模型的有效性进行了验证，同时在此基础之上建立了轴力-撞击耦合模型；最后，在验证有限元模型有效性的基础上，利用该模型建立了不同参数下的有限元模拟计算并分析了各参数分别对FRP管-混凝土-钢管组合柱抗撞性能的影响。 本文的主要得到如下结论：
1、以撞击能量和FRP包裹层数作为主要变化参数进行了FRP管-混凝土-钢管组合柱结构的撞击试验研究。试验结果表明,FRP-混凝土-钢管组合柱试件在遭受撞击后，撞击力会迅速达到峰值。同时，当撞击能量增大时，撞击周期明显变长；撞击力峰值显著增大；而撞击力平台值几乎保持不变（仅因材料应变率的提高而导致材料强度略有增加）。在相同的撞击能量下，不同FRP包裹层数的试件的撞击力平台值和撞击时间几乎保持不变；不同FRP包裹层数的试件最终的跨中极限挠度值和跨中挠度平台值也几乎不变。结合以上变化规律可知，在FRP-混凝土-钢管组合柱遭受恒定的侧向撞击烈度（即保持撞击能量不变）的条件下，单纯的通过增加FRP包裹层数并不能有效改善该结构的抗撞性能。
2、在考虑了钢材、混凝土等材料的应变率效应和不同部件界面的接触属性等前提下，采用ABAQUS有限元软件建立了两端固定FRP管-混凝土-钢管柱试件在侧向撞击作用下的有限元计算模型。随后利用试验结果对该有限元模型的计算结果进行了验证,验证内容包括试件的破坏形态（整体破坏形态和局部破坏形态）、撞击力（F）时程曲线和跨中挠度(Δ)时程曲线。验证结果表明,本次建立的有限元模型具有较高的可靠度，能够较好地模拟FRP管-混凝土-钢管柱试件在撞击荷载下的抗撞力学性能。同时，建立了轴力-撞击耦合的有限元模型。
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参考文献(略)
优秀土木工程硕士毕业论文范文篇七
第一章 绪论
1.1 前言
土壤分布具有极大的地域性，种类繁多，然而随着科技的进步，人民生活水平越来越高，土壤环境问题却越来越严重，地基土体遭受污染的形势十分严峻。近代工业生产产生的废弃物，由于无组织的排放或排放系统失效，使其渗入土层，导致土的物理、力学、化学性质发生变化，直接影响工程活动或有害于人类健康、动物繁衍、植物生长等，这类土层就是污染土[1]。污染土中尤其以重金属污染土对人体健康以及工程质量安全带来重大危害。重金属污染特指由重金属或其化合物造成的环境污染，而现在人们不断提高的生活需求必然带来采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属超标制品等造成重金属污染事件大范围高频率地发生、发展、扩散，因此土壤重金属污染不仅会直接或间接地影响到食品和饮用水安全等关系到人民群众生活安全方面，而且重金属污染土的工程安全方面也形势堪忧，如土的孔隙比、压缩性、抗剪强度、地基承载力等在遭受重金属污染后会发生不利于诸多工程安全的改变[2]，如果不进行工程处理，难免会引发一系列的工程安全问题或工程事故；还包括大量的输油输气管道、地下钢结构材料在污染土中的加速腐蚀，致使使用寿命缩短或造成燃气燃油泄露等安全事故。 2014 年 4 月对土壤污染状况的摸底工作中，环保部和国土资源部发布的全国土壤污染状况调查公报显示，全国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染较重，工矿业废弃地土壤环境问题突出，全国土壤总的点位超标率为 16.1%，中国重金属污染土地污染面积达到 3 亿多亩，因此在基础建设大量兴起的阶段，工程中难免会遇到污染土的利用问题，现阶段在土壤污染防治和治理的同时，我们必须加强对污染土性质的研究分析，保证我们在污染土区域进行工程建设的安全，既包括建筑施工时建筑地基土遭受污染后的工程安全，还包括大量钢铁工程材料在污染土区域腐蚀防护的安全问题。
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1.2 铅污染土的分布及危害
土壤的污染问题已经日趋严重，而对于污染土的研究却十分复杂，困难重重。土壤污染源十分繁杂，包括人类的生活垃圾、工业垃圾、工业废水以及各种污染事故（如核泄漏）等，不同污染源对于土壤的危害程度不同，其中以铅污染最为普遍，直接危害人体健康，并导致环境质量恶化，影响铅污染区域的工程安全。铅污染的来源非常普遍，如图 1-1 所示，环境中铅污染的主要来源有：一是冶炼、制造和使用铅制品的工矿企业，尤其是来自有色金属冶炼过程中所排出的含铅废水、废气和废渣；二是由汽车排出的含铅废气，由于汽油中用四乙基铅作为抗爆剂，在汽油燃烧过程中，铅便随汽车排出的废气进入大气，世界上已有两亿多辆汽车，每年排出的总铅量达 40 万吨，成为大气的主要铅污染源；三是装饰装修材料，铅盐及镉、铬氧化物、铅黄、铅白、红丹等是装饰装修材料、油漆、涂料和壁纸的主要成分，许多装饰装修材料如木器涂料、内墙涂料中都含有铅，国家关于木制家具有害物质控制标准中除了对人造板里面的甲醛控制以外，就是对家具漆的包括铅在内的各种重金属进行检测控制；四是室内玩具和装饰用品，玩具和装饰品的喷漆中都含有大量的铅，长期使用必然会造成铅污染；五是饮水管道、金属餐具等造成的铅污染，PVC 管制作过程中用铅盐做稳定剂，而金属制品中大都含有微量的铅，长期使用后必然导致铅溶出，造成饮用水等的铅污染；六是日常食物中如爆米花、松花蛋、香烟中都含有铅，长期食用也会造成铅污染；七是燃煤、石油等燃料的消耗，由于这些矿物资源中含有铅，在燃烧的过程中铅排入大气，造成空气铅污染。在清洁的城市，大气中铅含量约为 0.01 微克/米。工业发达国家的城市，大气都受到不同程度的铅污染。1968～1969 年美国洛杉矶市大气中检出的铅含量，高达 71.3 微克/米，平均为 3.6 微克/米。
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第二章 试验方案
2.1 试验内容设计
采用土的常规力学性能测试手段，在室内进行压缩试验和直剪试验对硝酸铅污染粉土的压缩性能和直剪强度进行了测试；同时采用室内模拟试验对 X70 钢片在不同浓度硝酸铅污染粉土中的电化学性能进行了测试和分析，综合得出硝酸铅污染物对土的微观结构以及宏观性能的影响，以及硝酸铅污染粉土中 X70 钢的腐蚀机理。 （1）按照《土工试验方法标准》（GB50123-1999）对试验用土的常规参数包括土的颗粒级配曲线、初始含水量、初始密度、液塑限、最优含水量等进行测试，并且按照一定的配合比制成未污染粉土最优含水量下不同污染物含量的污染土，密封保存。同时测试试验室温度及湿度变化，保持外部环境的稳定。 （2）采用击实仪进行击实制样，用环刀法测试试样的含水量以及干密度，关注其随污染物浓度的变化情况；采用环刀样进行压缩试验和直剪试验，根据试验数据画出压缩（e-p）曲线和直剪（τ -σ ）曲线并计算出压缩系数、压缩模量、峰值强度、内摩擦角和黏聚力的大小，分析其随污染物浓度的变化情况。 （3）将 X70 钢制成钢片埋入不同含量的硝酸铅污染粉土中，进行电化学性能的测试，通过对其极化曲线和电化学阻抗谱的测试和分析，研究 X70 钢在不同含量的硝酸铅污染粉土中的腐蚀电位、腐蚀电流密度、腐蚀速率以及腐蚀形态等的变化情况，以及同一浓度的硝酸铅污染粉土中 X70 钢的电化学腐蚀参数随时间的变化情况。
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2.2 试验材料
试验用土取自太原某工地无污染粉土，土颗粒级配良好，土的物理性指标见表 2-1，将土碾碎并过 2mm 筛后在室内保存。试验用污染物为硝酸铅晶体颗粒，将硝酸铅晶体颗粒先溶于一定量的蒸馏水中配成溶液，后将溶液与无污染粉土进行拌合制成铅离子含量分别占土质量 0%、0.05%、0.1%、0.2%、0.4%、0.8%的硝酸铅污染粉土，密封保存以防止水分流失，同时试验室温度和湿度稳定。 压缩试验和直剪试验采用击实仪制成环刀样，环刀横截面积 30mm2，高度 2cm。土样分三层击实，环形击实 24 击，中间 1 击，每层共 25 击，击实功 2684.9k J/m3，击实试样见图 2-1，击实曲线见图 2-2，由击实曲线得到，未污染粉土的最大干密度为 1.93g/cm3，最优含水量为 11.8%。制样时须提前计算所需蒸馏水质量，以保证环刀样的含水量与相同击实功下无污染粉土的最优含水量一致，减少试验中的可变因素。
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第三章 硝酸铅污染粉土的力学性能试验研究 ........ 25
3.1 硝酸铅污染粉土的干密度 ........ 25
3.2 硝酸铅污染粉土的抗剪强度 .............. 27
3.3 硝酸铅污染粉土的压缩性能 .............. 31
3.4 硝酸铅对土体的影响机理分析 ........ 35
3.5 本章小结 .............. 37
第四章 硝酸铅污染粉土对 X70 钢的腐蚀试验 ....... 39
4.1 X70 钢在硝酸铅污染粉土中的腐蚀极化曲线 ....... 39
4.2 X70 钢在硝酸铅污染粉土中腐蚀的电化学阻抗谱 ......... 48
4.2.1 X70 钢的电化学阻抗谱特征分析 ....... 48
4.2.2 X70 钢的电化学阻抗谱等效电路分析 ......... 53
4.2.3 硝酸铅污染粉土对 X70 钢电化学阻抗谱的影响分析 ............. 59
4.3 本章小结 ...... 60
第五章 硝酸铅对污染土性能的综合评价 ...... 63
5.1 硝酸铅污染粉土力学性能与 X70 钢腐蚀速率关系分析 .......... 63
5.2 硝酸铅污染粉土中反应机理分析 ...... 68
5.3 本章小结 ...... 69
第五章 硝酸铅对污染土性能的综合评价
5.1 硝酸铅污染粉土力学性能与 X70 钢腐蚀速率关系分析
图 5-1 为硝酸铅污染粉土在垂直压力为 100k Pa 时的抗剪强度与其在 100-200k Pa 范围内的压缩系数变化趋势对比图，左纵轴为压缩系数，右纵轴为抗剪强度。由图 5-1 可以看出，抗剪强度随污染粉土中铅离子含量的增加先增大后减小，而压缩系数随铅离子含量增加先减小后增大，且抗剪强度的峰值与压缩系数的最小值同时出现于铅离子含量为 0.2%时，说明随着污染土中铅离子含量的增加，硝酸铅污染粉土的抗剪性能和抗压缩性均为先增强后减弱。分析其原因可能时，硝酸铅含量较小时首先会反应生产一氧化铅水合物等物质，提高了土体抗剪强度的同时增大了土体的整体刚度，又因为化学反应过程消耗土体中的孔隙水造成孔隙比减小，从而抗压缩性增强；而当铅离子含量大于 0.2%后，一氧化铅水合物开始逐渐分解，土中粘粒骨架与铅离子发生置换作用，土体抗剪强度开始降低；又土颗粒在大量阳离子作用下带正电荷，产生同性电荷微排斥力，土体孔隙比的增加增大了可供压缩空间，从而导致硝酸铅污染粉土的抗压缩性逐渐降低。
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结论
本文通过对硝酸铅污染粉土的土工性能包括干密度、抗剪强度、压缩性能的测试和分析，以及 X70 钢在未污染土和硝酸铅污染粉土中腐蚀的极化曲线和电化学阻抗谱的对比研究得到以下结论：
（1） 硝酸铅加入未污染粉土后盐分渗透到土颗粒空隙中，与土颗粒粘合使硝酸铅污染粉土的干密度增大；当铅离子含量大于 0.2%后，盐结晶体不断吸收土体中的水体积膨胀产生“盐胀”作用，导致硝酸铅污染粉土的干密度随铅离子含量的增加逐渐减小；硝酸铅污染粉土的干密度在铅离子含量小于等于 0.8%时，总体大于未污染粉土的干密度。
（2）一氧化铅等水合物的生成使硝酸铅污染粉土的抗剪强度和黏聚力暂时上升，铅离子的置换反应与胶结物的分解引起的双电层厚度削弱、电平衡的破坏、土颗粒骨架的分解，使硝酸铅污染粉土的抗剪强度、黏聚力值在铅离子含量大于 0.2%后，最终呈现减小的趋势，而硝酸铅污染粉土的内摩擦角随铅离子含量的增加呈现与抗剪强度和黏聚力相反的先减小后增大趋势。
（3）硝酸铅污染粉土经压缩过后的孔隙比最终减小值总体小于未污染粉土，且随铅离子含量的增加先减小后略微增大；硝酸铅污染粉土在不同垂直压力下的压缩试验，由于铅离子加入后土颗粒的重新排列使土体更加密实，孔隙水的消耗使孔隙比减小，一氧化铅水合物提高了整体刚度，共同造成压缩系数随着铅离子含量增加而减小；大量铅离子的继续加入最终使土颗粒带正电荷产生微观排斥力，同时水合物的不断分解造成刚度流失，从而硝酸铅污染粉土的压缩系数在铅离子含量大于 0.2%后略微增大。
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参考文献(略)
优秀土木工程硕士毕业论文范文篇八
第一章 绪 论
1.1 概 述
我国是个农业大国，每年都要生产和储备大量的粮食，而我国物流行业的发展还不是很完善，不能满足粮食的及时配送，所以需要大量的粮库解决粮食的储存问题，同样的问题也出现在煤炭、水泥、轻工业等领域。钢筋混凝土浅圆仓（见图 1）是一种直径在 25m 以上，装粮高度在 12m 以上的具有圆筒状仓体和锥形顶盖的粮食储存构筑物。它具有占地面积小，易于机械化、自动化作业，流通费用低，吨储物造价低等优点[1]，在各个领域有着广泛的应用。 筒仓结构由于其优良的工作性能、较高的性价比，在工程领域得到了较为广泛的应用。近些年，随着工程技术的不断发展，筒仓结构的设计和施工技术日趋成熟，在航空航天、航海船运、石油化工、发酵工程、物料和粮食等行业的需求愈加广泛，促使科研工作者对这类结构进行更深入的研究，较大程度的避免结构的失效和事故的发生。随着生产力的发展，大容积、大吨位筒仓的需求量不断增加，工作条件也越来越复杂。这就给筒仓的设计和研究提出了更高的要求，在设计筒仓的过程中要考虑更多的环节，从载荷、边界条件、施工技术等进行更为深入的研究[2]。 本文依托于国家自然科学基金《基于装卸料过程能量转换的筒仓动态超压机理研究》（批准号：51578216），对钢筋混凝土筒仓在满仓状态下的仓壁可靠性进行了分析。
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1.2 研究背景及意义
我国人口是世界上最多的国家，也是个农业大国，每年需要消费和贮存大量的粮食，因此需要建筑大量的粮仓。据有关数据显示我国不包括民间储粮数量，每年国家与省级的粮食储备数量就有 1.85 亿吨[3]。为了改善我国粮食的储备环境，保证粮食储备的安全，国家曾在“九五”、“十五”期间投放国债 343 亿，建设了总储量 5000 多万吨的粮仓，很好的改善了我国粮食储存的环境，降低了储粮的损耗率[4]。 随着国家对粮食储备的投入，筒仓的应用取得了较快的发展。传统的筒仓主要以钢筋混凝土结构为主，主要应用于粮食、物料、发酵、冶炼等方面。由于筒仓料荷载的复杂性很多筒仓在设计时对物料荷载考虑不足，加之受当时施工及经济条件的限制，相当数量的筒仓存在设计不足、施工不当等问题，使其安全性难以得到保证[5]。并且早期建设的筒仓由于经历结构老化、钢筋绣蚀、功能改变、地震作用等原因，在使用过程中原有结构产生损伤、混凝土剥落、裂缝过大以及承载力不足等问题而不再满足正常使用要求或存在较大隐患，世界上很多国家都出现过大量筒仓仓体破裂或倒塌的事故[6]。如在 1964 年美国的 Alaska 地震发生时，由于地震载荷引起多起筒仓容器破坏、失效事故。1997 年法国布雷市的筒仓发生倒塌，造成 11 人死亡[7]（图 1-2），几乎在同时瑞士一农场的筒仓发生倒塌[8]。在国内，1998 年 9 月 1 日天水市粮食一库 7 号钢筒仓突然倒塌造成二死三伤，共约 130 多万元损失的重大事故[9]；2006 年 4 月 1 日，山东省滕州市东郭镇山东恒仁工贸有限公司淀粉厂(民营)一储粮钢板筒仓发生崩裂坍塌事故，造成10 人死亡、3 人受伤使国民经济蒙受了巨大的损失。这引起了世界各国政府及许多科研机构的重视，于是大量的科学工作者开始对筒仓结构进行深入的研究。正是这种工程应用的需求，迫使筒仓的设计方法和理论基础有了长足的发展。
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第二章 结构可靠度的基本原理
2.1 概 述
结构设计的主要目的是要保证所建造的结构安全适用，并且要经济合理。具体到结构可靠性方面，一般说来，结构在预定的使用期限内需满足下列各项预定功能要求。 在规定的期限内，在正常施工和使用情况下，结构能承受可能出现的各种作用(指直接施加于结构上的荷载及间接施加于结构的引起结构外加变形或约束变形的原因)；在偶然事件(如爆炸、罕遇地震、强风等)发生时和发生后，结构发生局部损坏，但不致出现整体破坏和连续倒塌,仍能够保持必需的整体稳定性。在正常使用情况下，结构具有良好的工作性能。如结构或构件因发生过大的变形、裂缝或振动，而影响正常使用，所以需要对变形、裂缝宽度等进行必要的控制。在正常使用和维护情况卜，结构应能在预计的使用年限内满足各项功能要求具有足够的耐久性。如在化学的、生物的或其他不利环境因素作用下，不致因混凝土的老化、腐蚀或钢筋的锈蚀等影响结构的使用寿命，甚至失效。 所以，安全性、适用性、耐久性统称为结构的可靠性。显然,采用加大构件截面、增加配筋数量、提高材料性能等措施，总可以满足上述功能要求，但这将导致材料浪费、造价提高、经济效益降低。一个好的设计应做到保证结构既安全可靠，同时又经济合理，即用较经济的方法来保证结构的可靠性，这是结构设计的基本准则。结构可靠性的研究,就是围绕“完成预定功能的能力”而开展的，因为研究“能力”问题必然涉及到“规定时间”和“规定条件”，最后对各种功能的“能力”必须给出恰当的数量化指标。
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2.2 结构可靠性理论基础
结构在使用期间的工作情况，称为结构的工作状态。结构能够满足各项功能要求而良好地工作，称为结构“可靠”。如内力不超过结构的抗力，裂缝宽度、变形不超过影响使用的容许值。反之称为结构“失效”。结构的工作状态是处于可靠还是失效的标志用“极限状态”来衡量。所谓极限状态是指结构或结构一部分处于失效边缘的一种状态，亦即在这种状态一下，结构恰好达到设计要求的某种功能极限。极限状态是区分结构工作状态为可靠与失效的标志，对于结构的各种极限状态，均应明确规定其标志及极值。 承载能力极限状态直接关系到结构的安全与否，结构全部或部分的破坏或倒塌，都会导致人员的伤亡或严重的经济损失，所以所有结构和构件都必须按照承载能力极限状态进行设计计算，且要求其出现的失效概率相当低，保证具有足够的可靠度。 超过这种极限状态会使结构不能正常工作,使结构的耐久性受到影响。和承载能力极限状态相比，超过这一极限状态导致人员伤亡的危险性和造成经济损失的产重性要小一些，因而在可靠性的保证程度上可以稍低一些。
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第三章 筒仓侧压力概率统计分析 ....... 22
3.1 概 述 .... 22
3.2 筒仓侧压力计算公式 ..... 22
3.2.1 Janssen 公式 .......... 22
3.2.2 Airy 理论 ...... 22
3.2.3 中华人民共和国国家规范公式 GB50077-2003 ...... 23
3.2.4 浅圆仓侧压力计算公式 ........ 25
3.3 筒仓侧压力实验介绍 ..... 28
3.4 侧压力概率统计分析 ..... 29
3.4.1 基于试计比的现场数据处理 ......... 29
3.4.2 基于 K-S 法的筒仓侧压力概率分布统计 ..... 34
3.5 本章小结 ....... 39
第四章 筒仓侧壁可靠度分析 ...... 40
4.1 概 述 .... 40
4.2 筒仓构件抗力不确定性统计分析 ............ 40
4.3 功能函数的建立 .... 44
4.4 可靠度分析 ............ 45
4.5 本章小结 ....... 49
第五章 结论与展望 .... 50
5.1 本文主要工作及结论 ..... 50
5.2 进一步研究建议 .... 50
第四章 筒仓侧壁可靠度分析
4.1 概 述
前面几章介绍了以概率论为基础的极限状态设计方法的基本原理和采用可靠指标作为可靠度数值度量的计算方法，以及荷载的概率统计分析。从理论上讲只要已知抗力及作用效应的有关统计参数，即可按指定的可靠度指标进行设计或进行可靠度校核。 本章分析介绍了钢筋混凝土筒仓构件的抗力不确定性，以河南省郑州市郑东新区河南国家粮食储备库第 29 号浅圆仓为研究对象，以圆形筒仓仓壁在粮食水平侧压力的作用下产生环向拉力的设计值为理论依据，建立极限状态函数，采用一次二阶矩法计算不同部位的可靠度指标。钢筋混凝土筒仓结构构件主要由钢筋和混凝土两种材料构成。就受力特点而言，主要为侧壁环向受拉、受弯构件、受压构件等。当我们对构件进行抗力分析时，需要条件完全相同的一批构件的抗力实测数据组成的样本。但这样做需要消耗大量的人力物力，且很难达到目的。比较合适的就是应用某种间接方法求得代表该类型构件的抗力统计参数，即先对影响抗力的各种主要因素分别进行统计分析，确定其统计参数，然后通过抗力与各有关因素的函数关系，来推求抗力的统计参数和概率分布类型。
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结论
本文介绍了常用的筒仓侧压力计算公式，接着在对侧压力的统计分析中为了将实际筒仓侧壁压力归一化，引入无量纲随机变量试计比λp，通过对试计比λp 的平均值、偏差、变异系数等统计参数的统计分析。进而得到了侧压力的概率分布状况，以及其平均值、偏差、变异系数；分析钢筋混凝土筒仓构件的抗力不确定性，然后以圆形筒仓仓壁在粮食水平侧压力的作用下产生环向拉力的设计值为理论依据，建立了承载能力极限状态的功能函数；采用可靠度理论的一次二阶矩法以河南国家粮食储备库第 29号浅圆仓为对象对其进行了可靠度校核。通过以上的研究工作，得到以下结论：
(1) 在分析钢筋混凝土筒仓的可靠度时，采用概率统计的方法对筒仓侧压力的均值、偏差、变异系数、概率分布函数进行统计。
(2) 在对筒仓侧壁压力的样本统计时，将实际筒仓侧壁压力归一化，引入无量纲随机变量试计比，并对试计比进行统计分析从而间接推导出侧压力的统计规律。对试计比的概率分布类型进行假设检验，首先假设其服从正态分布，用矩法对其均值和方差进行参数估计，采用 K-S 法对其概率分布类型进行检验，结果接受原假设。
(3) 把可靠度理论引入到大直径钢筋混凝土浅圆仓的设计中，以圆形筒仓仓壁在粮食水平侧压力的作用下产生的环向拉力设计值为理论依据，推导出承载能力极限状态方程。并采用一次二阶矩法对大直径钢筋混凝土浅圆仓壁进行可靠度校核，结果表明其满足可靠性要求。
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参考文献(略)
优秀土木工程硕士毕业论文范文篇九
第1章 绪论
1.1 引言
随着国内城市建设的快速发展，城市规模不断扩大，城市化水平越来越高，城市人口越来越多，引起城市交通拥堵、空间拥挤、环境污染、基础设施落后等一系列问题，这使得城市中有限的地面空间变得越来越拥挤。城市集约化和效率的要求越来越高在经济和社会发展中。在经济水平发达的欧美国家大中城市里，地铁已然成为缓解城市交通客流压力的主要交通 工具之一。修建地铁隧道和大型地下停车场等城市基础设施能较好地分担路面交通压力，地下空间的开发利用在本世纪将得到前所未有的重视。许多城市已经注意到了这些问题并且积极努力开发一个可持续发展的地下空间[1-3]。从上世纪 90 年代开始，随着我国经济总量迅猛增长和城市扩张步伐的提速，北京、上海、广州等中国特大城市地面交通持续高负荷增长，给广大群众日常出行带来了巨大压力。因此修建地下铁道已成为解决交通客流 压力的路径之一，应用盾构法建设地铁隧 道在北京、上海、广州等城市与日俱增。随着盾构国产化的普及使用，地铁在郑州、济南、武汉、兰州、沈阳、杭州、哈尔滨、成都、长沙等 20 多个城市也正在积极建设或筹建之中，未来盾构施工掘进技术将会得到史无前例地繁荣发展[5]。 郑州市作为国内中部地区的大型城市之一，城市交通和生活用地紧张的矛盾日益严重，为改善城市交通环境、提高城市公共交通的服务，大力发展郑州地铁隧道建设已势在必行。《郑州市城市轨道交通近期建设规划》指出预计到 2020 年，建设完成 1 号线二期工程、2 号线二期工程、3 号线一期工程、4 号线、5 号线，全长 120.7 公里，至此共形成 5 条运营线路、总长 166.9 公里的轨道交通网络（如图 1）。广泛运用到城市地铁修建的盾构法施工具有对地层扰动小、外界影响小、施工效率高、施工质量可靠、施工过程安全以及与环境间相互影响小等优点。这些特点明显比传统的明挖法和暗挖法好的多[6]。
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1.2 盾构隧道引起地表沉降研究现状
降问题的研究已形成了多种研究理论和方法。主要有：经验法、解析法、模型试验法 、数值分析法以及其他预测方法等。 盾构隧道是处于各种复杂的地质环境中的地下结构物，在施工的过程中必然受到周围地质环境的强烈影响。国内外众多学者研究指出[8-9]，盾构隧道引起地表沉降主要原因是在施工中的地层损失和扰动土体受力变形、固结沉降。盾构施工会对上覆土体产生扰动，土体损失、周围孔隙水压变化及衬砌变形等会使得土体的原始应出现重新分布，破坏原有的土体平衡状态，使得地表发生水平移动、下沉变形、倾斜及非连续变形。地层变形较大会引起临近建筑物的沉降、开裂和倾斜。对盾构施工对土层及临近建筑物的影响进行探讨和总结是很有必要的，国内外学者也做了大量的工作。目前为止，对于沉经验法主要是根据地表隧道开挖后地表沉降槽的形状，采用一定的曲线形式表示，再根据地表沉降实测结果或己有的资料，确定曲线的具体特征参数，在地表最大沉陷量和沉陷分布进行理论上和经验上的推断。美国 R.B.Peck(1969)[10]通过对隧道地表沉降的实测数据分析，提出了地表沉降曲线近似呈概率正态分布曲线的概念，认为施工引起的地表沉降是在不排水的条件下由地层损失所引起，地表沉降槽的体积应等于地层损失的体积。
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第2章 盾构隧道沉降的基本理论分析
2.1 盾构法简介
盾构机的发展和使用已将近二百余年，英国人开创了盾构机穿越河道的先例。随后美国、法国、德国、以及前苏联相继使用盾构技术，并加以改进。初期的盾构施工，只注重了掘进效率上，而忽略了开挖面的稳定。日本在开发研究盾构施工时，更加关注开挖面的稳定问题，发明了多种形式的闭胸式盾构，在城市地下隧道中得到广泛的应用。在我国，盾构施工的技术发展相对滞后。随着国内经济水平的提高，城市轨道交通的兴起，许多城市利用盾构法已经修建了地铁隧道。虽然盾构的应用比较广泛，但是核心技术还处于落后阶段。未来盾构技术的发展趋势是：盾构机能适应开挖断面的多样化，管片的 拼装技术可以实现自动化以及智能化，整个施工过程中实现计算机智能化的人工控制，盾构掘进效率、稳定性以及安全性大幅提高。 盾构法拥有自动化程度高、对周围环境影响较小、施工优质高效等优点，特别是在地质条件复杂、地下水位高等情况下具有明显的优势。盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧道轴线边向前掘进边对土壤进行挖掘。这个圆柱体组件的壳体即护盾，它对挖掘出还未衬砌的隧道段起着临时支撑的作用，承受周围土层的压力，有时还承受地下水压 。挖掘、出土、衬砌等作业均在护盾的保护下进行。盾尾末端一般设有盾尾密封装置，它是用来防止水、土体以及注浆材料从盾尾空隙中进入到盾构内，造成对盾构建筑空隙填充不密实，土体沉降。盾尾密封对材料具有很高的要求，一般应具有耐磨、耐压、易更换等条件。 盾构的前进主要依靠推进机构来完成的，推进机构主要是指布置于盾构内周的一圈千斤顶，盾构前进中的主要推力就是由它来提供的，所以千斤顶在设计必须注意其本身的强度是否足够。在千斤顶设计中，切削刀盘的总扭矩和推进机构的总推力是其基本依据。
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2.2 盾构施工对地层的影响
盾构施工改变了原有地层的初始平衡条件，引起土体的应力重分布，使土体受到扰动发生变形。城市中各种建筑物密集，地下管道交织在一起，盾构施工过程中，会导致邻近建筑物等产生变形、沉降或变位。当沉降过大时，有可能会危及到邻近建筑物等的安全使用。当盾构掘进时，开挖面 土体受到的来自刀盘的支撑力小于土体原始侧向应力，则
开挖面土体向盾构内移动，引起地层损失而导致盾构上方地表沉降；当盾构推进时，若作用在刀盘前土体的推力大于原始侧向应力，则正面土体向上向前移动，引起地层损失(欠挖)而导致盾构前上方土隆起。2.由于盾构机前方土体的支撑力是通过盾尾千斤顶实现的，随着停机时间的增加，千斤顶不可避免的发生回油，推力逐 渐减小，使 开挖面土体坍落或松动，造成地层损失 。3.盾构施工过程中，盾构外围有建筑空隙，若注浆不及时，注浆压力不够或注浆量不足，都可能造成盾构周围土体失去原始平衡状态，发生移动，造成土层损失。4.盾构在开挖隧道过程中偏离设 计轴线，需要进 行纠正推进，实际开挖断面不是圆形而是椭圆，因此易引起地层损失。盾构轴线与隧道轴线的偏角越大则对土体扰动超挖程度及引起的地层损失也越大[48]。
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第 3 章 盾构穿越民用建筑的沉降分析 ...... 27
3.1 工程概况 ............ 27
3.1.1 工程简介 ..... 27
3.1.2 工程地质条件 ...... 28
3.2 沉降监测标准及测点分布 ........... 30
3.3 盾构机掘进参数及沉降结果分析 ........ 32
3.3.1 盾构机的主要参数 ........ 32
3.3.2 施工中盾构参数与沉降结果分析 ........... 34
3.4 本章小结 ............ 36
第 4 章 盾构隧道下穿建筑物的数值模拟分析 .... 37
4.1 ABAQUS 在隧道开挖中的应用 ..... 37
4.1.1 ABAQUS 简介 ...... 37
4.1.2 ABAQUS 模拟盾构施工的基本原理 ...... 37
4.1.3 盾尾特殊部分处理 ........ 38
4.2 隧道开挖模型的建立 .......... 40
4.3 开挖过程的模拟 ......... 46
4.3.1 初始地应力平衡 ............ 46
4.3.2 盾构掘进过程 ....... 46
4.4 模拟结果分析 .... 47
4.5 本章小结 ............ 53
第 5 章 改变不同参数的计算结果分析及左线沉降预测 ...... 54
5.1 不同条件下的沉降结果分析 ....... 54
5.2 正常施工质量下左线开挖沉降结果预测 ..... 64
5.3 本章小结 ............ 68
第5章 改变不同参数的计算结果分析及左线沉降预测
5.1 不同条件下的沉降结果分析
盾构施工参数的差异性会造成地表沉降的变化，为了更好的指导类似工程的施工，在第四章软件模型的基础上，改变不同的参数和施工方式等，分析不同的施工条件下，盾构施工对房屋的沉降影响。 在第四章分析中采用正常施工质量，等代层弹性模量为 30MPa。结果表明，单线施工状况下，盾构队土体的扰动范围有限，建筑物的沉降较小。当盾构穿越建筑物后，建筑物的沉降整体上趋向于稳定。本章将通过改变等代层的弹性模量，把较差施工质量，正常施工质量，理想施工质量，再加上双线隧道在正常施工质量下同时开挖的情况，进行对比综合分析。在以上四种条件下，等代层的弹性模量分别为 8MPa、30MPa、60MPa、30MPa（双线），分别称为：条件一，条件二， 工况三，条件四。在盾构即将进入建筑物下部时，建筑物受力变形不是很明显，受到较大扰动的土体仅限于起始端 20m 范围。不同条件的数据说明，各个测点的沉降量条件一最大，条件三最小；条件二小于条件四。沉降量最大的测点是 a 点，条件一~四的 a 测点的沉降值分别为：-0.003528m、-0.002670m、-0.001905m、-0.002991m。距离开挖面较近的测点沉降明显，距离远的及被建筑物影响到的测点沉降量较小。f 测点还有隆起现象，这与房屋模型整体受力，作用在土体表面上，部分单元在不均匀沉降情况下受拉变形有关。从条件二来看，a 测点沉降最大达到-0.003528m，b、c、d、e 测点没有发生较大沉降，f测点沉降量为正值，此点所处单元位移变形有待进一步考证，g 测点位于未开挖的 2 号隧道与建筑物的交叉点，受到的土体移动影响比较大。总体来说各个测点没有发生较大的沉降量。
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结论
本文以郑州地铁 5 号线，土建施工 12 标段土压平衡盾构施工区间为工程背景，从盾构下穿民用住宅的角度，分析了影响地表建筑物沉降的主要因素。在盾构施工的不同阶段，收集盾构施工参数，施工段地质条件，地表建筑物沉降监测数据，统计各参数在施工中变化规律以及对地表沉降的影响。采用 ABAQUS 有限元软件建立三维盾构开挖模型，先分析右线开挖过程中建筑物的沉降，获得沉降曲线图，然后与实测数据进行对比。最后改变施工参数，采用不同的施工质量对比分析建筑物的沉降变形情况，以及获得在正常施工质量情况下左线开挖的沉降数据，用以预测施工过程中沉降量较大的监测点。获得以下几点结论：
1、盾构机在城市区域施工中，难免会 遇到下穿建筑物的情况。针对土压平衡式盾构的施工特点，在下穿或侧穿建筑物的施工中，可将盾构施工对于建筑物的影响分为三阶段进行分析研究。
2、在盾构施工过程中，盾构机的盾构推进速度，土仓压力，出土量，同步注浆量和二次补浆量，注浆压力等参数是直接影响地面沉降的主要因素。
3、在盾构机右线下穿建筑物施工中，建筑物的沉降控制较好，只出现一次险情；建筑物整体上，东北边角下沉比西南边角大；建筑物高度较低，没有出现严重倾斜的状态。
4、有限元软件模拟的数据与实测数据两者的曲线图整体走向相似，说明模型比较成功，可在此基础上进行左线开挖的预测。
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参考文献(略)
优秀土木工程硕士毕业论文范文篇十
1 绪 论
1.1 研究目的和意义
我国总的陆地面积达到了 960 万平方公里，排在世界第三位，地形多种多样。地质条件复杂，在漫长的地质历史演化过程中，内外动力相互作用下塑造成多种多样的地貌类型，既有纵横交错的山脉，也有面积辽阔的高原，有巨大的盆地，也有一望无际的平原，还有坡度和缓的丘陵。其中，山地约占全国土地面积的 33％，高原约占 26％，盆地约占 19％，平原约占 12％，丘陵约占 10％。另外我国人口在第六次全国人口普查显示已经达到了 13.4 亿，是一个人口众多的国家。根据党的十六大报告指引的方向，《2001-2002 中国城市发展报告》勾画了我国城市化蓝图，提出了 50 年的战略目标。主要内容是用 50 年左右的时间，全面超出世界中等发达国家的城市化水平，城市化率提高到 75%以上；建成具有容纳 11 亿到 12亿的城市容量，形成结构合理、功能互补、整体效益最优化的大中小城市体系。在这样的时代背景下，我们也应该注意到我国的基本国情，那就是在我国山地和丘陵地区占到了国土面积的 2/3 以上，要达到上述的城市化目标，向山地扩张成为未来发展的必然趋势。 地震是人类所面临的最严重的自然灾害之一，具有突发性和极强破坏性的特点。一次突发性的地震瞬间就会给地面上的建筑物带来巨大的破坏，并可能引起水灾、火灾等次生灾害，从而导致严重的人员和财产损失。地震灾害与其它自然灾害的显著区别在于，几乎所有的人员伤亡和经济损失都与工程结构及构筑物的破坏密切相关[1]。中国处在环太平洋地震带和喜马拉雅-地中海地震带之间，是世界上地震灾害最严重的国家之一。仅新中国成立以来，在中国大陆就先后发生 2次震级大于 7.8 级的地震，均具有强度大、频度高、震源浅的特点，给国家和人民的生命财产造成了巨大的损失。1976 年河北唐山地震，震级 7.8 级，死亡 24.5 万人；2008 年四川汶川地震，震级 8.0 级，造成巨大的人员伤亡和财产损失，成为建国以来破坏性最大、波及范围最广的一次地震。由于地震动具有很大的随机性，并且对人类社会构成很大的威胁，因此对地震的预防也成为防灾减灾最重要的课题之一[2]。
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1.2 研究现状
山地建筑极大地拓展了人类的生存空间，满足了人们对与自然环境相适应的人居环境要求的提高。图 1.1~1.4 所示为国内外典型的山地建筑，可以看出山地建筑的最大特色是保留了原有地形地貌和自然风光，做到与自然环境相融为一体。但是从结构的角度看，结构工程师往往是只在满足建筑要求的基础上利用现行规范进行山地建筑的结构设计，基于以往的研究，现行规范的竖向层刚度比、层间受剪承载力之比等控制指标已经不再适用于山地结构，如果盲目使用，势必会给山地结构埋下安全隐患[3]。为此，李英民、王丽萍[4]等提出山地建筑结构的概念，指出应该针对山地结构抗震设计的特殊问题进行专门的研究。 王丽萍[4]根据山地建筑形式总结出 5 种基本的山地建筑结构形式：掉层、吊脚、附崖、错层、台层。实际中最常见的还是掉层结构和吊脚结构，鉴于吊脚结构从竖向不规则角度来看属于掉层结构的特殊形式，故掉层结构是山地建筑结构中最具代表性的结构形式。掉层结构是指在同一单元内存在两个不在同一水平面的嵌固端，从最高接地点以下按层高设置楼面，并利用坡地高差处空间的结构体系，如图 1.5 所示。掉层结构的形成原因：一方面是为达到期望的建筑效果依地而建；另一方面如图 1.6 所示，在山区建造常规建筑，则带来的平整场地挖方量成倍增加，提高了工程造价，同时山体由于开挖的不利影响容易产生滑坡。
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2 黏滞流体阻尼器的力学性能
2.1 引言
黏滞阻尼减震结构作为一种有控组合结构体系，由主体结构和附加消能减震部件组成，与普通结构的设计唯一的区别是要考虑附加消能部件对主体结构的影响。实际操作中考虑到消能部件相对于主体结构而言属于结构辅助体系，因此可以使主体结构在合理的设计范围内，采用附加阻尼器作为补充结构强度的思路来进行设计。消能减震结构体系的设计需要考虑如下问题：确定减震结构的抗震设防目标，阻尼器类型的选择、阻尼器相关参数的选择、阻尼器在结构中的布置数量和布置方式、估算需要的附加阻尼比等。为了满足被动减震结构的设防目标，设计人员需要在充分了解消能部件的性能基础上开展减震结构的设计和规划，并对减震结构的性能进行评估。
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2.2 减震结构的抗震设防目标
确定消能减震建筑的抗震设防目标是进行消能减震设计的基础和前提。《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)总则 1.0.1 条对普通建筑结构的抗震设防目标为三级设防目标即“小震不坏、中震可修、大震不倒”。而对于减震结构，规范在第 3.8.2条做出原则性的规定：“采用隔震或消能减震设计的建筑，当遭遇到本地区的多遇地震影响、设防地震影响和罕遇地震影响时、可按高于本规范 1.0.1 条的基本设防目标进行设计。”这里明确了消能减震建筑的抗震设防目标应高于依靠结构自身强度和变形来抵御地震的传统建筑的抗震设防目标，但未具体明确不同情况下的消能减震结构的抗震设防目标，因此依据规范这一规定来进行消能减震设计尚有困难。 确定消能减震结构设防目标应考虑结构的重要性和功能性、社会和业主的要求、项目的投资成本和收益等因素，并将这些因素量化为工程设计中可以具体使用的设计参数。参考文献[32]、[44]，表 2.1 给出减震结构的性能水准量化指标。A 目标与现行建筑抗震设计规范对传统结构抗震设计抗震设防目标相同。遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，主体结构不受损坏或不需修理可继续使用；当遭受相当于本地区抗震设防烈度的设防地震影响时，可能损坏，但经一般性修理可继续使用；当遭受高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。由于不同原因导致结构在多遇地震下尚不能满足规范要求，或需采取明显不合理的过分加强措施才能满足规范要求，以及既有建筑抗震加固要求设防目标与传统结构抗震设防目标一致时，结构可设计成这类设防目标的减震结构。
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3 掉层结构消能减震设计中等代模型的确定 ........ 19
3.1 引言 ......... 19
3.2 结构分析程序及计算方法 ..... 19
3.2.1 分析程序简介 ... 19
3.2.2 弹塑性状态减震结构分析方法 ....... 20
3.3 算例设计 ......... 23
3.3.1 掉层结构相关部位说明 ... 23
3.3.2 分析模型及相关参数 ....... 24
3.4 掉层框架等效普通等高框架思路 ......... 25
3.5 本章小结 ......... 32
4 附加黏滞阻尼器对掉层结构弹塑性抗震性能影响分析 ..... 33
4.1 引言 ......... 33
4.2 结构算例重要参数取值 ......... 33
4.3 设防地震烈度作用下结构地震响应分析 ..... 36
4.4 罕遇地震烈度作用下结构地震响应分析 ..... 51
4.5 本章小结 ......... 66
5 结论与展望 ..... 67
5.1 主要工作与结论 ..... 67
5.2 存在问题与后续工作 ..... 68
4 附加黏滞阻尼器对掉层结构弹塑性抗震性能影响分析
4.1 引言
本章利用第三章建立的附加黏滞阻尼器的掉层结构计算模型，分别进行设防地震和罕遇地震作用下的结构弹塑性时程分析。确定采用等代模型设计阻尼器参数应用在掉层结构的适用范围，研究结构所掉层数以及跨数对该等代设计思路适用性的影响，同时考察掉层部位设置黏滞阻尼器的必要性，最后对附加非线性黏滞阻尼器的减震掉层结构的抗震性能进行评价。根据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)第 5.1.1 条规定：“进行结构的弹塑性分析，材料的性能指标宜取平均值，并宜通过试验分析确定，也可按规范规定确定”。本章在进行减震结构的弹塑性时程分析，钢筋和混凝土的材料强度取材料平均值计算。 本文对所有的计算模型计算模型是根据“中震不坏，大震可修”的性能目标设计阻尼器，因此需要进行减震结构在设防地震作用下的承载力和弹性变形验算及罕遇地震下的弹塑性变形验算。采用框架单元来模拟梁、柱构件。梁、柱构件屈服和屈服后的性能用离散的塑性铰来模拟。SAP2000 中有三种类型的铰属性：默认的铰属性；用户指定的铰属性；生成的铰属性。其中只有默认的铰属性和用户指定的铰属性可被指定给框架单元。本章采用基于 FEMA356 的默认铰属性，指定塑性铰的长度为 0.05 倍单元长度，塑性铰的位置在框架单元的两端，对梁定义主方向的弯矩铰(M3 铰)，对柱定义 P-M2-M3 相关铰。定义的这些塑性铰会根据构件的材料和配筋信息得到构件的力-位移（弯矩-转角）曲线。曲线通过有五个控制点 A-B-C-D-E 的曲线来实现，如图 4-1 所示。B 点为截面屈服点，从点 A到点 B 铰内没有发生变形，铰达到点 C 时，截面开始失去承载力。点 IO、LS、CP 代表铰的能力水平，分别对应于直接使用、生命安全和防止倒塌状态。
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结论
本文在总结以往山地掉层结构的研究成果基础上，探讨了山地掉层框架结构的消能减震设计方法，针对山地陡坎地基为基岩情况，通过将底部不等高约束框架等代为普通等高约束框架模型，利用该等代模型采用两种阻尼常数分配方法进行阻尼器的参数设计，然后将所设计的阻尼器附加给原结构，对结构进行了不同水准地震作用下的动力时程分析，对结构减震前后的抗震性能进行了对比研究，得到了不同掉层跨数和层数的掉层结构减震前后的抗震性能规律。 本文得出的主要结论如下：
① 利用等代模型进行阻尼器的参数设计，再附加到原结构的减震设计思路，其有效性受山地掉层结构所掉层数和跨数的影响。就本文的算例结果而言，对于掉 1 层结构，由于掉层层数少，该方法不受结构所掉跨数的影响，所有结构都能完全满足预先设定的减震性能目标。对于掉 3 层结构，当结构所掉跨数为 3 跨及以上时，减震后不能满足设定的减震性能目标；对于掉 5 层结构，当结构所掉跨数为 2 跨及以上时，减震后不能满足设定的减震性能目标。
② 由平均分配阻尼常数方法计算得到的减震结构的上部楼层地震反应相对更小，而与层剪力成正比分配方法却能够更好的减小结构坎上 1、2 层层间位移角和层间剪力。与层剪力成正比分配方法计算得到的总阻尼常数更小，经济性更好，该方法能够合理的考虑不同楼层对阻尼器性能需求的差异性，不同楼层的阻尼器出力差别较大，设计更加合理，因此本文建议优先采用与层剪力成正比分配方法。
③ 掉层结构的竖向不等高约束特性导致其掉层部位楼层的地震反应一般较上部楼层更小。对于掉层层数为 5 层以内的结构，由于掉层部位的层间位移角远小于性能目标限值，实际工程中出于经济性考虑，可以不考虑在该部位设置阻尼器。
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参考文献(略)