2016109121谷小强开题报告-改

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1、中原工学院研究生开题报告学生姓名谷小强指导教师孙玉周教授学院《系〉建筑工程学院学科专业岩土工程幵题题目基于高阶连续理论的无网格法及ANSYS二次开发计算在边坡问题中的应用支持研究项目河南省科技创新杰出人才项目学位级别硕士开题日期2018年1月5日中原工学院研究生处制表关于开题报告撰写的说明一.开题报告的撰写主要包括以下内容：(1)所选课题的背景和意义。论证课题在理论或实际应用方面的意义和价值以及可能迗到的学术水平和应用前景。(2)文献综述及国内外该课题研究领域的研究现状分析。运用大量文献资料综合阐述本课题在国内外的研究动态、目前的水

2、平和存在的的问题，对研究现状进行正确、全面的评价和分析。(3)课题研究的内容、方法及创新点。课题内容撰写纲领清晰，范围合适，重点突出；确定的技术路线和实验方法，实验中可能出现的问题，要解决哪些关键问题；有明显的创新之处。(4)课题研究的进度安排及预期目标。课题完成的总体进度和时间安排；对开展的研究工作有合理的设想，准备在哪些方面取得进展或突破，说明课题要实现的最终目标及实施方案。(5)主要参考文献目录(参考文献书写顺序：序号•作者•论文名，杂志或会议名，卷号，期号或会议地点，页号，年)，参考文献不得少于30篇，其中外国文献不得少于1

3、/3。二.开题报告撰写格式：(1)封面按统一格式填写，正反打印，“关于开题报告潠写的说明”为内封；(2)内容另加纸张，用A4纸打印；(3)字数要求在3000-5000字；(4)开题报告正文字体为宋体四号；(5)页面设置：上边距：2.5厘米；下边距：2.5厘米；左边距：2.5厘米；右边距：2厘米；装订线：0.5厘米；装订线位置：左；(6)行距设置为最小值，设置值为20磅。1课题的研究背景和意义1.1课题背景我国西部水能资源丰富，但均位于高海拔地区，地质条件复杂，地震烈度高，自然环境恶劣，交通不便。土石坝是当地材料坝，对基础适应性强，抗

4、震能力高，造价低，是各种坝型中竞争力很强的坝型。特高土石坝主要包括土质心墙堆石坝和混凝土面板堆石坝两大坝型。我国2000年以前建设的土石坝多为100m级的高坝。其中，最高的是小浪底心墙堆石坝（坝高160m）和天生桥一级面板堆石坝（坝高178m）。进入21世纪，己建成瀑布沟（坝高186m）和糯扎渡（坝高261.5m）等高心墙堆石坝，以及洪家渡（坝高I79.5m）、三板溪（坝高185.5m）、水布垭（坝高233m）等高面板堆石坝。正在规划设计或建设长河坝（坝高240m）、双江口（坝高314m）两河口（坝高295m）＞如美（坝高315m）

5、、古水（坝高244m）、茨哈峡（坝高253m）和马吉（坝高270m）等高土石坝。我国土石坝建设正在由200m级逐渐向300m级的超高坝发展。我国己建尾矿库12600多座，每年新建尾矿坝300多座，坝高、危险病库量大，300米级高尾矿坝不断兴建。我国尾矿坝灾害频发，重特大事故高发，伤亡人数和财产损失呈增长态势，造成了极其严重的社会影响。此外，大景的路基和机场等高填方工程也正在不断兴建。高速铁路和机场等对工后变形的要求严苛，变形预测和控制是这些高填方工程的熏点难点课题［15］。特别是土体材料千差万别，材料的不稳定性导致边坡稳定计算更大意

6、义上是一种经验计算，很难做到严格的通过力学计算去模拟边坡发生的失稳滑动剪切破坏的过程。1.2课题研究意义基于基于高阶连续理论的无网格法及ANSYS二次开发计算在边坡问题中的应用，传统的有限元法分析边坡稳定主要是应用弹塑性本构按增量法计算边坡中的应力应变和刚度矩阵，应用库仑强度准则判断单元是处于弹性区还是塑性区。当塑性区贯通坡顶，就得到有一定宽度范围的塑性带。由于未滑的边坡其塑性区是不可能贯通坡顶的，因此也就不便于分析边坡的稳定性。文［6’7］应用强度折减有限元法，即逐步降低材料强度，以使塑性区继续发展直至贯通坡顶，这样就可以分析边坡

7、的稳定性了。但是应用常规有限元技术计算出来的塑性带宽度较大，并受网格划分粗细的影响，而实际边坡的破坏面是一条狭窄的剪切带。Fleck和Hutchinson等通过在本构方程中引入应变梯度，提出了一种新的偶应力一应变梯度弹塑性理论。由于该理论保证了高阶应力和应变梯度的功共轭，在有限元实现等方面具存很大优势，因此被广泛用于解决应变局部化问题［811］。本文主要研究了有软化特性的剪切带的有限元计算模型问题，构造了Drucker-Prager(D-P)屈服准则下的应变梯度框架。采用本文所提出的方法可以有效地解决边坡稳定计算中的剪切带网格依赖性

8、问题，为采用剪切带计算解决边坡稳定创造了条件。2课题研宄领域的国内外研究现状及趋势2.1课题文献综述应变梯度理论自提出后，其研究范围多集中在金属材料中。最近，国内外许多学者将该理论应用到岩土工程中，如仏叩［12］等，但他们并未能推导