基于多尺度有限元模型的桩板式路基结构特性研究的开题报告.docx

基于多尺度有限元模型的桩板式路基结构特性研究的开题报告
一、选题背景与意义
道路交通建设、改建密度大，建设造价高，工作风险大，对大桥、大隧道等复杂需要修建的公路工程已经越来越高。然而，这样的建设不仅需要建筑材料的支持，还需要先进的施工技术、较强的科技支撑和系统的技术服务。在此背景下，来自工程领域的一项特殊技术——有限元法（FiniteElementMethod，FEM）成为了钢、混凝土等众多建筑材料工程设计中的重要技术手段，以及在设计圆形预制桥墩、连续刚构桥、穿塑性铁路枕木等工程中得到了广泛应用。
但是，相对于传统的钢材、混凝土等材料工程模型而言，公路交通工程建设中优化结构设计所凸显出来的特性是非线性材料的成分比重，而且在施工工作安排中更关注如何保证结构的稳定性和使用寿命。与此同时，在工程设计中，一些特殊情况(如自然灾害)的考虑以及材料材质的选择对公路桥梁工程的性能有着至关重要的影响。
考虑到以上情况，在施工实现“安全”、“稳定”、“寿命”等质量要求的基础上，以本研究的特殊工程为例，以路基结构的桩板式铺装系统为重点，将开展工程结构的研究。
二、研究方法
本文将基于两个典型路基结构的有限元模型，以桩承式路基和板承式路基为例，压缩试验与抗压强度试验所投入的压力关系、桩的变形、土体的松散变形等数据进行对比，以了解两种路基结构在各种环境和条件下的优缺点。此外，还将基于土体力学、工程力学、力学与建筑结构的基础理论对结果进行分析、解释、阐述。
三、研究内容
桩板式路基铺装系统是在经验和极限状况的基础上设计出来的。因此，在实现施工，实现设计的基础上，如何达到系统的优化结构设计同样是研究的重点之一。本文将结合比对的研究方法，针对不同材质要求下的路基结构，进行系统结构的优化设计研究。
此外，增加施工速度、提高系统的安全性、减少环境污染等因素对路基结构的长期的稳定性和安全性都有积极的影响。在分析桩板式路基结构的优化设计的过程中，还应该进行系统结构方案的工艺设计，以提高整体施工效率和项目质量保证。
四、预期成果与效益
本项研究以多尺度有限元模型为基础，以桩板式铺装系统为重点，以优化路基结构设计为目标，最终实现公路工程建设领域的高效推进和经济效益提升，同时，为公路工程建设领域优秀的技术人员储才提供坚实的“科学研究”基础与实践支持。