土体变形时间效应特性及加载历史累加-遗传修正技术研究的任务书.docx

土体变形时间效应特性及加载历史累加-遗传修正技术研究的任务书
任务书
一、研究背景
土体具有非线性、时间依赖的本质特性，土体固结、压缩、膨胀等变形过程一般不是瞬间完成的，而是需要经过一定时间的作用才形成定值。土体变形时间效应是指土体中应力及应变状态的参量在时间作用下发生改变的现象和规律，时间效应涉及的领域广泛，如土压力、深基坑开挖引起的地面沉降及变形、桥梁支座变形和地震反应等。土体变形时间效应研究具有重要的理论和实际意义。
土体的加载历史是影响土体变形时间效应的重要因素之一。土体在沉降模拟试验和实际工程应用中，往往存在多次荷载叠加的情况，加载历史累加引起的时间效应不容忽视。土体变形时间效应及加载历史累加对柔性基础、深基坑、隧道、管道、铁路道床等工程结构的设计、施工及安全评估具有重要的影响。
二、研究内容
本课题拟开展对土体时间效应及加载历史累加的研究，目标在于：通过对土体变形时间效应特性及加载历史累加-遗传修正技术的研究，提高土体工程设计、施工及安全评估的精度与可靠性。
具体包括以下内容：
1.土体变形时间效应特性研究：
（1）对土体在单次荷载作用下的变形-时间特性进行研究；
（2）对土体在多次荷载作用下的变形-时间特性进行研究；
（3）根据土体在不同荷载历史下的变形-时间特性，建立合适的数学模型。
2.加载历史累加对土体时间效应影响研究：
（1）分析土体在多次荷载作用下的加载历史累加规律及其影响；
（2）通过模拟实验和数值分析方法，研究不同荷载历史下的土体变形特性及规律。
3.基于遗传修正技术的土体时间效应分析方法研究：
（1）研究基于遗传修正技术的土体变形时间效应分析方法，建立数学模型；
（2）开展模拟算例验证基于遗传修正技术的时间效应分析方法的可行性和优劣性。
4.基于研究结果，提出土体时间效应及加载历史累加对土体工程设计、施工安全评估的影响及建议。
三、研究方法
本项目将采用实验与数值模拟相结合的方法，具体内容如下：
1.实验：选择不同性质的土样，进行单次荷载、多次荷载模拟试验，收集土体在不同荷载历史下的变形数据，并对试验数据进行分析总结。
2.数值模拟：采用有限元方法开展土体变形时间效应及加载历史累加的数值模拟研究，建立数学模型，进行计算和分析。
3.遗传修正技术：对土体时间效应的遗传修正技术进行研究，尝试构建适用于土体变形时间效应分析的基于遗传修正技术的新方法。在此基础上，进行模拟算例分析，验证新方法的可行性和优越性。
四、预期成果
本项目预期取得以下成果：
1.掌握土体变形时间效应及加载历史累加的基本规律，建立合适的数学模型。
2.建立基于遗传修正技术的土体时间效应分析方法，验证该方法的可行性和优越性。
3.提出土体时间效应及加载历史累加对土体工程设计、施工安全评估的影响及建议。
4.研究成果具有推广价值和实用价值，为土体工程的设计、施工及安全评估提供有力的理论支持和技术保障。
五、研究计划
本项目的研究计划为期两年，主要工作包括：
第一年：
（1）文献综述、理论分析和实验设计；
（2）开展土体单次荷载和多次荷载模拟试验，收集试验数据；
（3）进行试验数据的分析、归纳与总结；
（4）进行土体变形时间效应的数值模拟研究，建立数学模型。
第二年：
（1）开展土体加载历史累加对时间效应的影响数值模拟研究；
（2）研究基于遗传修正技术的土体变形时间效应分析方法，建立数学模型；
（3）模拟算例验证基于遗传修正技术的时间效应分析方法的可行性和优越性。
第三年：
（1）综合研究结果，提出土体时间效应及加载历史累加对土体工程设计、施工及安全评估的影响及建议；
（2）撰写研究成果报告，并通过论文形式发布。
六、预期经费
本项目预期经费共计50万元，其中：
（1）设备及材料费：20万元；
（2）差旅及会议费：5万元；
（3）实验室维护费：5万元；
（4）研究人员薪酬：20万元。
七、参考文献
[1]刘井才.复杂条件下软土地基稳定性的现场测试与分析[D].南京:南京航空航天大学,2015.
[2]王永林,蔡文剀.应用分数阶导进行土体时间效应分析[J].中国科技论文,2018(11):67-71.
[3]张建中,赵波,王静.计及多因素作用的软土时间效应及其贯彻分析[J].岩土工程学报,2009,31(6):773-778.
[4]钟学锋,王永麒.某港区填海区基本软土时间效应实验研究[J].岩土工程学报,2009,31(2):193-199.
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