1检测技术
传统的检测手段(如人工目测)和无损检测技术(如超声波、声发射、x-射线等)均是结构局部损伤的检测方法，难以预测预报结构整体的性能退化，无法实现实时的健康监测和损伤诊断。一个不可忽略的事实是：结构损伤的出现势必导致结构性能参数(如刚度、频率、阻尼或质量)的变化，如果这种变化能够很好的被检测和分类的话，就可以用来进行结构损伤诊断与健康监测，显然。这是整体的检测方法。
1.1整体结构监测
整体结构监测的主要内容包括沉降观测，位移观测、挠度观测、裂缝观测和振动观测等。每一种建筑物的观测内容，应根据建筑物的具体情况和实际要求综合确定测量项目。健康监测方法与测量仪器的发展密切相关。目前，GPS定位技术已经在区域性变形观测和大型工程变形监测中应用，并具有实时、连续、自动监测的优点，甚至与远程数据传输相结合，实现监测与决策智能化。监测的准确性取决于监测方案的科学性、监测点布置的合理性及测量仪器的精确度。
结构监测的方法可分为四类：(1)空间域方法，(2)模态域方法，(3)时域方法，(4)频域方法。其中空间域方法是根据质量、阻尼和刚度矩阵的改变来检测和确定损伤位置I模态域方法根据自振频率、模态阻尼比和模态振型的改变来检测损伤；在时域方法中。系统参数通过在一定时间内采样的数据来直接确定，精度较高，但很费时，在频域方法中，模态参数如自振频率、阻尼比和振型等是确定的，谱分析和频率响应函数被广泛应用。上述方法各有其优缺点。如频域方法和模态域方法使用转换的数据，数据转换存在误差和噪声。在空间域方法中，质量和刚度矩阵的建模与修正还存在问题，并且难以精确。将两三种方法结合起来检测和评估结构的损伤具有很强的发展趋势，比如将静载测试和模态测试的数据结合起来诊断损伤，这样可以克服各自方法的缺点并相互检查。与损伤检测的复杂性相适应。
1.2结构性能的检测
结构性能的检测是可靠性鉴定工作中的重要环节，内容一般有结构材料的力学性能检测、结构的构造措施检测、结构构件尺寸和钢筋位置及直径的检测、结构及构件的开裂和变形情况检测等。
1.2.1混凝土结构
混凝土强度及缺陷的检测技术目前得到了广泛的应用和发展，分为非破损检测技术和局部破损检测技术。由于非破损检测技术具有适用性强、可连续大面积测试、不破坏结构且能获得破坏试验不能获得的信息(如内部孔洞、疏松、不均匀性等)等特点，因此，一般情况下，均采用非破损检测技术(但检测结果的精确度较差)。到目前为止，关于混凝土强度的非破损检测技术有回弹法、超声法等，局部破损检测技术有钻芯法、拔出法和灌入法等，以及由上述基本方法组合而成的超声回弹综合法、钻芯回弹综合法等。混凝土强度的检测技术已基本成熟，成熟的标志在于测试理论的完善和测试仪器性能。如；“回弹值——碳化深度——强度”关系，反映了回弹值与混凝土强度之间的基本规律。回弹、超声、钻芯和拔出等较为成熟的混凝土强度和缺陷检测方法已经有了全国性的检测本论文由整理提供技术规程。
混凝土构件钢筋配置情况的检测有破损和非破损两类方法。破损方法是凿去检测部位的混凝土，直接量测钢筋的数量、直径及保护层厚度，然后与设计图纸比较。这种方法对构件有损伤，应尽可能少用。非破损方法主要有电磁法、雷达法和超声法，雷达法测试速度较快，电磁法相对较慢；对保护层厚度的测定用超声法精度相对较高。上述几种方法均不能准确测定出钢筋直径，也不能测定节点区的钢筋和构件中刚进的连接情况。而这些检测项目的结果客观上又是结构鉴定与加固的依据。因此迫切需要开发研制测试精度高的检测仪器。
1.2.2砌筑结构
砌筑结构检验测试技术起步比混凝土结构略晚一些，技术成熟程度比混凝土强度检测技术略差，但该项技术的发展势头猛，在国内形成了百家争鸣的可喜局面，目前，砌体结构材料强度的检测技术正日益成熟。
砌筑强度检测方法有现场检测法和间接测试法，现场测试法有推剪法、单剪法、轴压法、扁千斤顶和拔出法等五种检测方法，需要从墙体上截取试件，比较困难，且试件稍经搬动，强度就会受到影响，故应用较少。间接测试法是通过检测砖和砂浆的强度，然后依据现行规范直接确定砌体强度。砖的强度检测通常可以从砌体上取样按常规方法进行检测，方法比较简单。砂浆强度检测方法有冲击法、点荷法、回弹法、筒压法、射钉法和剪切法等。
1.2.3钢姑构
与混凝土结构和砌体结构相比，工程建设中钢结构的数量相对较少，加之冶金、机械、交通、航空、石油、化工等工业部门对钢材物理力学性能、内部缺陷，焊缝探伤等检验方法比较完普。因而其检验测试技术发展之路基本是借鉴学习国内其他行业的先进方法，如焊缝和钢材的超声波探伤方法、射线探伤方法、磁粉探伤方法和渗透探伤方法等。
结构鉴定与评估技术的发展与建筑市场和社会的需求有直接的关系，与国家的经济状况有密切的关系，同时又受到检测技术发展的影响。结构的可靠性评级是根据检测的结果进行评定，它是结构维修，加固的重要依据。根据《危险房屋鉴定标准》(JGJ125—99)(2004年版)，房屋的综合评定按三个层次进行；第一层次应为构件危险性鉴定，其等级评定分为危险构件(Td)和非危险构件(Fd)两类；第二层次应为房屋组成部分(地基基础、上部承重结构、围护结构)危险性鉴定。其等级评定应分为a、b、c、d四等级；第三层次应为房屋危险性鉴定，其等级评定应分为A、B、C、D四等级。超级秘书网
建设工程质量的检测与鉴定技术已超出了单纯的结构安全的范畴，包括了结构的安金性、耐久性、适用性和抗灾害能力以及工程质量问题产生原因的鉴定与分析等综合问题。建设工程质量的检测与鉴定为治理工程质量通病。如设计造成的多层砖房温度裂缝问题，混凝土工程施工阶段的开裂问题等起到了积极的作用。为设计规范和施工验收规范的修编提供了依据。
2结论
【摘要】本文结合工程实例，详细阐述了高层建筑地下室基坑支护结构设计处理与施工监测措施，探讨了在场地条件限制下，采用钻孔桩和钢板桩,钢筋混凝土水平支撑和工字钢水平支撑两种不同的支护结构体系结构设计要点和科学验算，对其施工技术进行了扼要介绍，对支护结构施工效果进行了监测和评析。
【关键词】基坑支护；结构设计；支撑；监测
1.工程概况湖南住宅建筑工程东面为小区道路，距路边约20m；南面为单层临建某酒店，间距约5.5m，该临建基础采用600喷粉桩，桩长约15m，但现场观察有部分墙体有不同程度的开裂，是基础不均匀沉降引起的，如果地下室深基坑支护结构有较大变化，就会对该酒店造成较大不利影响；西面为围墙，距离约10m，北面是八层宿舍楼，间距约13m。该建筑物占地成矩形，长55.52m，宽18.5m。总建筑面积约15500m2，楼高15层，设一层地下室，地下室层高分别为4.4m和3.4m，但外露0.9m在地面上。场地自然标高约为-0.90m，地下室基础承台垫层底标高分别为-6.4m和-7.35m，即地下室挖土深度分别为5.5m及6.45m，具体布置详见图1。图1地下室围堰平面图
2.地质条件
按地质钻探资料提示，地质情况按孔深分层如下：0～3.7m为杂填土，松散；3.7～16.7m为淤泥质粘土，饱和流塑；16.7～24.1m为中细砂角砾层，饱和，中细砂松散，角砾稍密；24.1～26.6m为粉质粘土，饱和硬塑；26.6～29.3m为粉质土层，湿坚硬；29.3～55.5m为强风化花岗片麻岩。地下水位较高，地表下约0.84m。
3.基坑支护结构设计方案的选择
根据该建筑物地形及钻探资料，综合分析该地下基坑有如下几个特点：
(1)基坑开挖深度大。
(2)基坑开挖深度范围内是杂填土、淤泥，土性差；地下水位较高。
(3)地下室南面距某酒店只有5.5m，且酒店有约3.0宽洗车槽场地及海鲜水池设在此5.5m范围内。钻孔桩，喷粉桩等机械无法靠近施工。并且一定要保证酒店正常营业，地下室施工时要保证该酒店建筑物的安全。
通过对多种方案综合分析，最后确定地下室基坑南面采用拉森Ⅲ型钢板桩围护，其余三面采用钻孔桩800间距1100围护，钻孔桩外侧采用500、400喷粉桩联成止水帷幕。钻孔桩除基坑底为-7.35m部分采用两层水平支撑外，其余钻孔桩均采用一层水平支撑设计，钢板桩采用两层水平支撑设计。第一层支撑体系采用钢筋混凝土梁（其中钢板桩仍使用HK300C工字钢作腰梁，节点利用焊接钢筋锚入支撑混凝土中），中间设φ800钻孔支承桩。第二层支撑体系采用HK300C工字钢。由于部分基础承台阻挡节在二层支撑的支撑桩上，考虑到不能拖延加设支撑的时间，因而先加设支撑，然后支撑与承台混凝土一起浇筑
此设计方案本着“安全、经济、施工方便”的原则，一方面采用钻孔桩及钢筋混凝土支撑，经济合理，节省工程开支，又能保证基坑支护结构有足够的刚度和整体性；另一方面，钢板桩可接驳加长，使桩锤能悬空施打板桩，以解决场地限制问题；另外，钢板桩的抗渗性能较好，钢支撑安拆方便，施工速度快，且钢板及钢支撑可重复使用。
4.支护结构设计的验算取值
4.1钻孔桩的计算（按等值梁法计算）
4.1.1r、Ck、ψk按20m范围内的加权平均值计算，求得：r＝15.9KN/m，ψK=120；主动土压力系数Ka=tg2(45-12/2)=0.66；被动土压力系数Kp=tg2(45+12/2)=1.52；查表得K=1.28；eAh=rhKa=15.9×5.5×0.66=57.7KN/m2；eAq=qKa=2.64KN/m2；
4.1.2基坑面以下支护结构的反弯点取在土压力零的d点，视为一个等值梁的一个铰支点，计算桩上土压力强度等于零的点离基坑底面下的距离为：y=Pb/r(K·Kp-Ka)=2.94m。
4.1.3按简支梁计算等值梁的两支点反力，求得：Po=127.3KN/m，Ra=134.6KN/m。
4.1.4计算钻孔桩最小入土深度to=X+Y，X=10m，求得：to=12.94m；t=1.13×to=14.62m；Lh+t=5.5+14.62=20.12m。综合考虑桩长取L＝20m。
4.1.5按剪力为零处弯矩最大，求得最大弯距：Mmax=246.8KN/m。
4.1.6采用800径钻孔桩，每隔1100mm布置，最大弯矩设计值：Mmax＝246.8×1.1×1.2＝325.8KN/m桩混凝土等级为C25，通过常规方法计算，钻孔桩选配1620（对称配筋，承受最大弯矩每侧配密）。
4.2水平支撑GL1的截面设计。水平支撑GL1的截面尺寸定为500×900mm，作用于GL1的竖向荷载包括GL1的结构自重g=1.25KN/m和支撑顶面的施工荷载q=9.7KN/m2，作用在支撑结构上的水平力包括由土压力和坑外地面荷载引起的围护墙对腰梁QL1的侧向力。可按围护墙沿腰梁长度方向分布的水平乘以支撑中心距确定，即支撑的轴向力为NO＝7.5Ra=7.5×134.6=1009.5KN。
水平支撑GL1按偏心受压构件计算。取内力标准值综合系数为1.2，则GL1上的弯矩M＝1.2×（g+q）lo2/8=219.1KN/m；轴力为N＝1.2No=1211.4Kn，为了构造简便，GL1采用对称截面配筋，经按常规方法计算，GL1上下各选配625，（四肢）。
4.3腰梁QL1的截面设计。
QL1梁的截面尺寸定为500×800mm，围护墙沿QL1梁长度方向分布的水力为q=Ra=134.6KN/m，考虑八字撑的影响，QL1梁的计算跨度按规范取lo=(l+l1)/2=5.0m，QL1梁按连续梁考虑。查表知Mmax=0.107qlo2×1.2=504.75KN/m，最大剪力Qmax=0.607，qlo=408.5KN。通过正截面承载力计算及斜截面抗能力计算，选配625（每侧），(四肢)。
4.4工字钢I30的强度验算。查表Wx=472.3×103mm2；（f）=215MPa，得f=Mmax/Wx=106.9MPa＜（f）），所以，采用I30工字钢偏于安全。
4.5钢板桩的计算。基坑深6.5m，经验算是一层内支撑不满足要求，为此要用第二层内支支撑。采用现在拉森Ⅲ型钢板桩，其截面特性：Wx=1600×103；f=200N/mm2；最大弯矩设计值：Mmax=1.2189.2=227.04KNm/m；f=Mmax/Wx=142﹤200N/mm2；考虑到现有钢板桩规格等因素，经验算桩长设计为20m，保证深基坑支护结构安全。
4.6第二道腰梁QL2的截面设计。设计采用H钢HK300C，其截面特征值：A=225.1×102mm2；Ix=40948×104mm4；Iy=13734×104mm4；Wx=2559×103mm3；Wy=900×103mm3；ix=135mm；iy=78mm；沿QL2梁上分布水平力q=1.2×243.2=291.8KN/m；M=0.107qLo2=780.7KNm；f=M/Wx=305＜315N/mm2。4.7第二层水平支撑QL2截面设计。GL2梁采用HK300C钢梁，其自重q=1.77KN/m；自重产生弯矩M=22.2KN/m；轴向力No=7.5RB=2188.8KN；ε=M·A/N；W=0.089＜30；λ=lo/iy=117；ψb=0.374；f=260N/mm2﹤315N/mm2。以上结构设计理论值经验算，符合设计规范要求。
5.基坑支护结构的施工处理措施要点
5.1钢板桩的施工。
为避免施工打工程桩时震动及土壤挤压对酒店的基础影响，所以靠近酒店（平行于A轴）的钢板在工程桩施工前先打，打完钢板桩后在板桩背后做排水沟。
5.2钻孔桩及喷粉桩施工。全部钻孔桩均在工程桩完成后才进行钻孔施工，钻孔桩采用“跳打”的方式施工。喷粉桩按钻孔桩的施工进度分段插入施工。
5.3挖土施工及支撑的设置和拆除
5.3.1钻孔桩完成后，降土约1.3m深(即支撑梁面标高-2.2m)，制作第一层支撑，该层支撑完成后大面积回填300mm厚土，支撑面为不少于300mm厚的准石粉石渣，这样一方面保护支撑不被机械压坏，另一方面有利于运泥车在场上行走。
5.3.2地下室大面积降土时，根据加设第一层支撑后，未加设第二层支撑之前，保证钢板桩安全的验算挖土深度来开挖土方，并且通过研究核算决定，除坑底设计标高为-7.35m的部分和靠A轴至钢板桩的范围内挖土至-5.9m深,并按I-I剖面图所示在靠近钢板桩留设土台外,其余部位均大面积降土至标高-6.4m。这样，通过预留土台，增加被动土压力的土坑力，保证钢板桩的安全，充分利用机械挖土，加快施工速度。实践证明该方法是可行的，但不同的土质其留设的土台的宽度不同。
5.3.3第二层支撑应在挖土后两天内加设完成，不能拖延时间，保证整个支护结构安全。
5.3.4全部桩承台施工完毕后，用石粉、石渣将基坑回填至于-5.9m处，这样，使整个基坑底回复于一层支撑的深度，然后拆除第二层支撑，继续填土至能施工地下室底板为止。
5.3.5第一层支撑（-2.2m）待±0.00楼面施工完毕，围堰桩与地下室外壁回填土方至-3.00标高外才拆除。
5.4降排水处理措施。基坑上部采用集水井和排水沟联合排水，虽然钢板桩及粉喷桩止水帷幕抗渗性能较好，但为防止基坑开挖时的雨水、少量渗水及土层含水量的影响，基坑底四周共设8个集水井，井壁用砖砌筑，但砖缝必须疏水，井内径为1.0m，井底标高比施工面低0.8m，井内设潜水泵，集水井用排水沟纵横联接。这样，由排水沟、集水井和抽水设备组成一个简易的降排水系统将地下水位降低至6.0m以下。
5.5钢板桩的回收。完成±0.00楼面，全部支撑拆除后，采用吊车在A～B轴的楼面行车回收钢板桩。
6.施工监测为及时掌握基坑支护工程的变化动态，对该项工程采取专门监测，对所定的监测内容定时进行观测，印制标准表格，进行数据整理，绘制位移（沉降）-时间坐标图，以观察各参数随时间的变化趋势，及时反馈信息，指导土方开挖和后续工程施工。
观察项目包括：
(1)观察南面酒店及北面八层宿舍楼的轴线标高变化，在靠近基坑支护工程的墙转角及中间各设四个三角标志；
(2)观察东面小区道路及西面围墙的标高位移变化，各设两个标志；
(3)钢板桩墙及钻孔桩墙每隔15m设一点，观察水平位移和垂直度。
监测结果表明：从挖土到地下室工程完工，共进行18次监测，在整个监测过程中，围堰的位移、倾斜、支撑变化均正常，周围建筑物、道路、管线安全。主要监测结果如下：
(1)南面酒店的轴线无变化，最大沉降量为3mm。
(2)东面小区道路及西面围墙无明显变化。
(3)钢板桩最大倾斜13mm，最大移位为18mm；钻孔桩的最大位移为4mm，无明显倾斜面。监测结果也说明此基坑支护结构设计方案是十分成功的，并且说明采用钢板桩和钻孔桩，钢支撑和钢筋砼支撑所组成的基坑支护结构，刚度及整体性良好。
7.基坑支护结构技术经济分析
该基坑支护结构的总造价约为252万元，总设计基坑支护长度为156.95m，平均每延长米的费用为1.6万。基坑支护结构施工工期为52d。这对于主要土层内磨擦角仅为9°且挖土深度超过6m的地下室基坑支护工程来说是比较经济和省时的。
8.设计体会与监理结论
8.1地下室基坑支护结构的设计必须满足强度和变形两个方面的要求，特别是变形问题。
8.2针对不同的情况，采用因地制宜的围护措施，不仅能达到围护目的，而且安全经济省时。本工程基坑围护针对不同现场情况，不同开挖深度，综合采用了钻孔桩、钢板桩、卸土、挖土预留土台、钢筋混凝土内支撑和钢内支撑等方法，即达到设计的目的，而且围护费也合理。
8.3内支撑的设置不仅满足整个支护结构计算内力的合理性，同时还要为方便施工创造条件。本工程设上、下两层支撑均采用对撑及角撑，不仅满足设计内力要求，而且有利于机械挖土，且第二层支撑采用工字钢，用电焊联接，施工灵活方便，缩短工期；工字钢可回收重复使用，降低基坑支护费用。
【摘要】潜流工程是综合开发河道地表和地下径流的一种地下集水工程，制作截渗墙和布置集水渗渠，是潜流工程设计中的重要内容。土工膜料选择、厚度确定、结构设计、膜料连接及渗渠布置形式等关系到取水量的大小。
【关键词】截潜流；土工膜料；渗渠布置
潜流工程是综合开发河道地表和地下径流的一种地下集水工程，采用新型防渗技术土工膜料制作截渗墙和科学布置集水渗渠，是潜流工程设计中的重要内容。土工膜料选择、厚度确定、结构设计、膜料连接及渗渠布置形式等关系到取水量的大小。
1.土工膜料
1.1土工膜料选择根据土工膜具体参数指标和工程实际情况，结合防渗工程的工作条件、施工条件，考虑各种膜料性能、单价、产品质量等因素，比较后确定。主要有：聚乙稀薄膜、聚氯乙稀薄膜、PVC复合膜等。
1.2土工膜厚度的确定土工膜厚度与垫层平整度、材料允许拉应力及弹性模量等有关。公式较多，垫层土体粒径d<22mm时，一般采用前苏联水利科学院公式：δ=0.006E1/2Hd1.03［σ］3/2式中：δ——土工膜厚度(mm)；H——铺设薄膜范围内的最大水头(m)；d——垫层土壤最大粒径(mm)；［σ］——膜的允许拉应力(KPa)；E——膜的弹性模量(KPa)。
1.3结构设计。土工膜防渗量以薄膜防渗、上下垫层保护的组合防渗体，它由垫层——防渗层——垫层——保护层——反滤过渡层共同组成防护体系。一定要作为整体性防渗处理，土工膜要与不透水层岸坡严密结合。垫层5~10cm，最大粒径不超过5mm，保护层土质：粘壤土或砂壤土，干容重15KN/m3，含水量约为20%，厚度0.2~0.3m左右。
1.4薄膜连接。土工膜的连接是施工的关键工序，现场连接防渗的方法主要有粘接法、热焊接法。塑料PVC复合膜一般有粘接法，PE复合膜一般用恒温电熨斗加热处理，接缝宽度10cm。
1.5土工膜铺设。土工膜一般不易张拉太紧，预留5%的伸缩长度成波纹状折皱，以适应基本变形。两层膜间不得夹带泥土、杂物，不得有充气现象。从土工膜铺设到上垫层及保护层回填，应避免石块、重物、尖锐物直接砸击和接触土工膜，以免薄膜刺穿破坏。
2.渗渠布置
2.1渗渠作用。渗渠主要用以截取河流渗透水和潜流水其出水量多具有季节性变化的特点，一般枯水期出水量小，富水期出水量大。在计算渗渠的出水量时，应考虑枯水期内的最低流速大于不淤流速，当截取河流渗漏水时，渗渠有一定的净化作用，其净化效果与河水浊度及人工滤层结构有关，一般可除去悬浮物70%以上，除去细菌70~95%，除去大肠菌70%以上。
2.2适用条件。含水层厚度大于2m，最大4-6m，透水性较好，一般渗透系数大于10~20m/d，地下水位埋深不大且变化幅度较小，枯水期地下水位埋深不低于5m，在严寒地区间歇河谷中含水层较薄的地带，靠近岸边的渗渠应布置在河岸稳定、河水较清、水流较急且有一定冲刷力的直线段或凹岸。2.3工程实例
2.3.1总体布置。截潜流工程布置在细河干流上游101国道杨家荒大桥下575m处,采用非完整式集水管型式，采用土工膜做为截渗墙材料，铺设完整式截渗墙260m。土工膜伸入基岩下0.5m，上部距离河床面0.5m。在截渗墙上游设集水管，集水管垂直于主河道方向布置，集水管长度为120m，集水管两端设集水井。每40m设一个检查井。集水管除底面外均设三层反滤层，集水管坡度2‰。
2.3.2截渗墙。截渗墙采用完整式土工膜截渗墙，防渗土工膜按1:1坡度铺设，土工膜上垫层用20cm厚细砂、下垫层用10cm厚细砂做保护层，土工膜垂直下基岩0.5m后，再水平铺设0.5m；为加强锚固和防止底边渗漏，在土工膜上、下水平伸入的0.5m，土工膜上下垫层采用0.25m厚的粘土做隔渗和压实保护。
2.3.3集水管
关键词：岩体结构控制论工程地质模型分析方法
一、岩体结构的工程地质模型
岩体形成和发展过程伴随着各种内、外地质营力的作用，从成岩的类型分为沉积岩、岩浆岩和变质岩三大类，由于结构面的存在使岩体具有一定的结构，其结构特性控制着岩体的性质和变形破坏，因此，我们在解决岩体工程问题时，应该从岩体的地质模型出发。孙广忠教授建立了8个基本的地质模型：水平层状岩体、缓倾层状岩体、陡倾层状岩体、陡立层状岩体、弯曲层状岩体、完整块状岩体、碎裂块状岩体和岩溶化块状岩体。孙玉科在研究了大量露天矿和水电工程的边坡滑坡资料后，归纳出5种具典型意义的工程地质模型，即：金川模型、葛洲坝模型、盐池河模型、白灰厂模型和塘岩光模型。目前，这些模型广泛的应用在岩体工程中，从地质模型建立的角度考虑，首先应该调查岩体中结构面的发育特征以及与结构体的组合特征，查明岩体的赋存地质条件，如地下水、地应力条件等，再与上述的基本类型进行对比，选择适合岩体工程的模型。为了便于后面的力学分析，在建立地质模型时从各基本模型的共性特征入手，并根据工程自身的特点充分体现其个性的一面。因此，建立岩体的工程地质模型是一项系统的工作。
二、岩体结构力学模型
孙广忠提出了四种岩体介质，并根据介质的特性提出了四种岩体力学的分析方法，表1中是四种力学介质岩体特性。
表1各种力学介质岩体特征
连续介质
碎裂介质
板裂介质
块裂介质
岩体结构
1、完整结构
2、高地应力下散体结构及碎裂结构
低地应力下条件下碎裂结构及粗碎屑散体结构
板裂结构
部分碎裂结构
块裂结构
岩体变形机制
结构体压缩及剪切为主
结构体（压缩、剪切），结构面（闭合、滑移）
结构体横向弯曲及纵向缩短
沿结构面滑移
岩体破坏机制
材料的张及剪破坏
沿结构面滑动、结构体滚动、结构体张及剪破坏
弯折、溃屈、倾倒滑动
沿软弱结构面滑动
岩体力学性质控制因素
材料及环境因素
材料、结构效应及环境因素
软弱结构面及结构体
软弱结构面
岩体力学性质研究方法
典型地质单元三轴力学试验及尺寸效应
岩块三轴试验、尺寸和围压效应
软弱结构面力学性质及弹性模量
软弱结构面力学性质及爬坡角理论
岩体力学分析方法
连续介质岩体力学
碎裂介质岩体力学
板裂介质岩体力学
块裂介质岩体力学
对于基岩斜坡失稳破坏主要表现为软弱岩体的蠕滑变形、岩体沿着已存在的地质结构面发生剪切破坏、岩石块体的塌落和板状结构岩体的倾倒、上部岩体沿岩层层面或较软弱夹层发生剪切滑动等。李铁峰将基岩斜坡的变形模式进行了总结，根据结构面倾向、倾角与斜坡产状之间的关系，以及软弱夹层的发育情况，将斜坡的变形模式分为倾倒变形、溃屈型破坏、顺层滑动破坏、裂隙滑动、侵入接触滑动、拉裂－脱离母岩－崩塌、压缩流变。
三、岩体结构力学的分析方法
早期多数把岩体看成连续的介质，用一些连续的线性分析方法来解决岩体力学问题。根据岩体不连续、方向异性等特点，目前出现了许多的不连续分析方法，如：离散元算法、块体理论、DDA方法等，其理论基础更符合岩体的性状。
离散元法（DiscreteElementMethod）考虑结构体受力后的运动状态，以及由此导致受力状态及系统的变形（块体运动）随时间的变化，该法由Cundll于1971年首次提出，用来计算结构面和结构体组成岩体的非连续变形，以后又进一步发展了考虑块体本身的弹性变形，并推广至三维和动力问题。目前，离散元应用的文章较多，而研究基础计算方法的文章很少，因此，加强离散元法基础理论、基础算法及误差分析方面的研究，汲取有限元法等数值方法的优点，使之既能保持在描述散体的整体力学行为和力学演化全过程方面的优势，又能有效描述介质局部连续处应力状态和变形状态，使离散元法的模型建立真正满足几何仿真，物理（本构）仿真，受力仿真和过程仿真的原则，是离散元法研究领域的首要工作。
块体理论由石根华（1977）提出并在美与Goodman合作完善起来的，应用几何学、拓扑学碎裂结构岩体。近些年，块体理论在岩体工程中应用十分广泛，E.Hoek等（1998）应用块体理论开发了用于地下开挖工程的分析程序—Unwedge；2001年Rocscience公司推出了Swedge4.0，该软件可以用来计算边墙块体的体积及稳定系数。汪卫明、陈胜宏（1998）在矢体概念的基础上开发出三维岩石块体系统的自动识别方法，该方法能够有效解决包含不规则地形面和非贯通结构面等情况下的复杂块体的识别问题；卢波、陈剑平等通过应用随机不连续面三维网络模拟技术对复杂有限块体的自动搜索及确定其空间几何形态，并提出了“有形即是有限”的分析方法；张子新等把分形几何与块体理论相结合，提出分形块体理论，建立分形块体理论赤平解析法，并把随机概率模型引入分形块体理论，研究了三峡高边坡关键分形块体的滑落概率和分形块体的大小及其分布密度；张子新等将赤平投影图解析化，提出了块体理论的赤平投影解析法，并应用该法分析了某矿卷扬机硐室的稳定性；赵文把概率理论引入节理迹长分布的研究之中，推导了多组节理切割岩体形成关键块体概率的计算公式，从而使原来的一些关键块体转化为稳定块体，减少了关键块的数量。
近年来，石根华又将块体理论进一步发展，1993年由石根华提出的块体系统不连续变形数值分析新方法，简称为DDA方法，该方法是求解块体系统连续变形、大变形和大位移数值分析方法，块体的形状可以是任意的凸凹多边形，块体间也不一定要求角点接触。国内已研制了二维DDA程序软件，并与日本九州大学环境地盘工学研究中心合作将三维块体分析方法应用于三峡船闸高边坡的岩体稳定分析，并对船闸开挖施工过程及其支护效果的数值模拟，绘制了各开挖步序的岩体变形等值线图。
四、岩体结构控制论的工程应用
随着国民经济的发展和大型建设项目的实施，涉及到大量的地下工程建设项目，如采矿巷道、道路隧道、水电工程的地下洞室等。地下工程的一项主要研究工作就是分析围岩应力重分布特点以及变形破坏规律，这些都要受到岩体结构的控制。例如：康立勋通过研究块状结构岩体中自重应力传播的法则，得到了岩体的应力大小受岩块数量以及岩块几何参数控制的结论，并将研究结果用于计算煤炭地下采场顶结构载荷。隧道工程中岩爆和岩体结构关系密切，完整性好的岩体易发生岩爆，当节理裂隙发育到一定程度一般不会发生岩爆；岩层的层厚状态及层面与洞室的空间组合关系与岩爆有重要的关系；优势节
理组与最大主应力的夹角大小也与岩爆紧密相关。
上面提到了岩质边坡变形破坏形式主要受控于岩体的岩性和结构特性。如：河西走廊金川露天矿上盘西区边坡变形破坏、乌江鸡冠山崩破坏和清江水布垭水利枢纽马崖高边坡等属于倾倒破坏；因此，分析岩体稳定性时，应根据岩体的岩性、岩体结构特性等对边坡进行分区，分析各区岩体力学机制和变形破坏机制，再结合边坡开挖各项参数计算边坡稳定性。
一般计算地基沉降变形时，把地基岩体当作各向同性介质，未考虑结构面的影响。其实，当岩体中的节理裂隙发育程度及方位满足某种条件时，则地基的滑移变形将受其中的优势结构面控制。如：章杨松等对润扬大桥节理化岩体，运用优势结构面理论，分析确定了影响和控制岩体地基沉降变形的优势结构面组合，提出了“优势结构面模型”与“遍有节理单元模型”数值分析确定岩体地基沉降变形的联合算法。遍有节理单元模型是考虑遍布岩体中的节理对岩体的受力和变形的影响的数值分析方法计算时输入了众多组结构面的参数，而考虑优势面时只输入两组左右优势面的参数，次要的结构面则忽略之。在相同力条件下，考虑优势结构面影响时，计算的地基变形大于不考虑优势结构面影响时计算的地基变形，说明优势结构面对地基的变形有明显的影响，因而也将影响地基的承载力。
五、结论
本文从岩体工程地质模型、结构力学模型、分析方法和工程应用这四个方面总结了岩体结构控制论的研究和应用现状。根据岩体的岩性特征、结构面发育情况、岩体的地应力、地下水条件等建立岩体的工程地质模型，并将岩体划分为四种力学模型，分析岩体结构控制下的变形破坏机制。介绍了目前用于不连续岩体结构计算的方法。对岩体结构控制论在地下工程、边坡工程、库岸工程和地基基础中的应用作了简单介绍。
参考文献
[1]孙广忠.岩体结构力学.[M].北京.科学出版社.1988.
[2]孙玉科.岩体结构力学—岩体工程地质力学的新发展.[J].工程地质学报.1997.5.4.
[3]许兵.关于岩体结构力学基本观点探讨—试论孙广忠教授的岩体力学道路.[J].工程地质学报.1997.5.4.
[4]孙玉科.工程地质学发展予创新思路探讨之六—《工程地质模型》初论.[J].岩土工程界.6.2.
[5]许兵.论地质模型—涵义、意义、建模与应用.[J].工程地质学报.1997.5.3.
论文关键词：SIMULINK，动力分析，仿真
1 引言
近年来，随着工程结构向更高、更轻、跨度更大的方向发展，风荷载对结构的影响越来越大，仅靠静力分析很难满足工程设计的要求，结构动力分析显得越来越重要。动力分析远较静力分析复杂，结构的位移、变形、内力、损伤与破坏都在随时间而不断变化，计算量非常大，计算结果也很复杂，结果的分析和整理工作十分艰巨。然而，计算机技术的发展为动力分析及结果的后处理提供了有效的工具。
Matlab是美国MathWorks公司研制开发的商业数学软件，是用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境平台。Matlab平台下的SIMULINK组件专门用于动态系统的建模、仿真和仿真综合分析，并提供了集成化的图形环境，其二次开发能力、可视化功能、编程建模能力和数值积分能力等方面的功能强大。SIMULINK已广泛应用于电子、通信、自动控制等专业，成为动力分析的有力工具，但是动力分析，其在土木工程领域内的应用却非常有限。
本文在SIMULINK环境下，将设置有粘弹性阻尼器的结构作为控制系统，建立其数学模型及状态方程，施加模拟的风荷载，进行动态仿真，得到结构的动态反应。该方法弥补了现有结构风振仿真分析程序的不足，为后续工作奠定基础。
2 动力分析模型
多自由度建筑结构在风荷载作用下任意时刻的动力反应方程为
(1)
式中，M0，C0，K0 分别为未控结构的质量、刚度和阻尼矩阵；
分别为结构的位移、速度、和加速度向量；
P(z, t) 为水平脉动风荷载。
为了控制结构的振动，在结构上设置粘弹性阻尼器。由于粘弹性阻尼器是直接通过阻尼来耗散能量并达到减小结构风振反应的，因此在结构上设置粘弹性阻尼器实际上就是增加了结构的阻尼，即设置粘弹性阻尼器的结构的实际阻尼为结构本身阻尼和由粘弹性阻尼器提供的等效阻尼之和，则在粘弹性阻尼器控制下多自由度结构的动力反应方程为
(2)
式中，M = M0 ，C = C0+ΔC ，K = K0 +ΔK；
ΔC，ΔK为粘弹性阻尼器提供的刚度和阻尼矩阵。
3 利用SIMULINK进行结构动力仿真分析
SIMULINK是Matlab平台中最重要的组件，该环境可以用于模拟线性和非线性系统、连续和离散时间系统以及两者混合系统的动态变化过程。在SIMULINK中无须编写大量的程序，仿真模型都是由环境中各基本模块组成，基本模块间通过信号线连接起来可以构造出任何复杂的模型论文格式。
设置粘弹性阻尼器的结构在风荷载作用下，其动力微分方程是二阶微分方程，见方程(2)，可看作是一控制系统，风荷载时程作为干扰输入信号，结构的动力反应就是该系统的输出响应。现代控制理论采用状态空间描述法来表示系统的高阶微分方程，其不仅可以反映系统输入与输出响应的外部关系，而且描述了系统内部参量的变化规律。将结构的微分方程用状态空间法描述，便可用SIMULINK进行建模、仿真和分析。
方程(2)可用状态空间法描述，转换为系统的状态方程
(3)
式中，。
在SIMULINK中建立仿真模型图动力分析，见图1所示。
图1 SIMULINK仿真模型图
4 算例分析
某塔式结构简化为三个集中质量的层间剪切模型，见图2所示。粘弹性阻尼器采用两层粘弹性层的阻尼器，每层设置10个。将风压力作用在示例结构上，在SIMULINK环境下进行结构风荷载动力仿真分析，只考虑第一振型。质点3的位移响应见图3所示。
从图中可以看出，设置粘弹性阻尼器的结构在风荷载作用下，结构的位移响应较未设置阻尼器时明显减小，说明粘弹性阻尼器发挥了减少结构动力响应的功能，所编制的SIMULINK仿真模型可行。
图2 结构计算模型 图3质点3处结构位移
5 结论
本文将Matlab平台下的动态仿真工具SIMULINK软件，应用到对设置有粘弹性阻尼器的结构进行动力仿真分析中，得出以下结论：
（1）SIMULINK仿真分析方法的模型编制直观、简单，概念明确，复杂的动力系统能够简洁的构建完成，避免了传统编程方法的繁琐。
（2）以SIMULINK为平台实现结构的动力仿真分析是完全可行的，从模型的计算结果来看，SIMULINK模型和通用软件分析结果具有较好的一致性。
（3）仿真分析模型具有较强的通用性，不仅可以用于风荷载的动力分析，稍作修改还适用于地震动力分析。
参考文献
[1]张相庭.结构风工程[M]. 北京:中国建筑工业出版社,2006
[2]徐赵东,郭迎庆.MATLAB语言在建筑抗震工程中的应用[M]. 北京:科学出版社,2004
[3]黄永安,马路,等.MATLAB7.0/Simulink6.0建模仿真开发与高级工程应用[M]. 北京:清华大学出版社,2005
[4]胡卫兵,何建.高层建筑与高耸结构抗风计算及风振控制[M]. 北京:中国建材工业出版社,2003
关键词：疲劳强度;本科生课程;船舶与海洋工程;知识体系
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）21-0263-02
疲劳破坏是船舶与海洋工程结构破坏的主要模式之一。目前，船舶结构的疲劳强度的校核已经成为油轮、散货船等必须要进行的强度校核内容。为了能更好地完成结构的设计和强度校核，船舶与海洋工程研究和设计人员，必须掌握相关的疲劳分析的基本理论知识及船舶与海洋结构物的疲劳特性及相应计算分析方法。本文尝试从船舶与海洋结构疲劳分析的理论、船舶与海洋结构疲劳分析的工程应用出发，对《船舶与海洋工程结构疲劳强度》本科生课程知识体系构建进行探究，从而为船舶与海洋结构疲劳分析教学和学习提供参考。
一、船舶与海洋工程结构疲劳分析的范畴
为构建合理的船舶与海洋工程结构疲劳强度本科生课程知识体系，首先需要在总体上明确船舶与海洋工程结构疲劳分析的宏观范畴。而船舶与海洋工程结构疲劳分析的范畴必然远远大于本科生课程知识的范畴。当对整体的船舶与海洋工程结构疲劳分析有了明确的概念后，才能根据本科生的特点，构建相应的知识体系。结构疲劳破坏过程一般可划分为三个阶段：裂纹的萌生阶段、裂纹的稳定扩展阶段以及最后的断裂阶段。目前的疲劳分析方法大都是建立在宏观分析的层次上的。在这个层次上，疲劳分析方法主要可以分成两类：一是基于S-N曲线和Miner线性累积损伤准则的疲劳累积损伤方法（即通常所称的S-N曲线方法），二是基于裂纹扩展法则的断裂力学方法（即通常所称的断裂力学方法）。S-N曲线方法的基础是S-N曲线及累积损伤理论，S-N曲线表示了构件的寿命与所受的各级应力范围水平之间的关系，对于多级应力范围水平连续作用时，一般按照线性累积损伤理论进行疲劳累积损伤的计算。这种受应力范围水平控制的疲劳一般称为应力疲劳，然而，工程上也有许多构件，在其整个服役期间内，构件所经历的循环载荷次数并不多，但载荷水平却较高（超过屈服应力），寿命短，这种疲劳问题，通常称为应变疲劳或低周疲劳。断裂力学假设在材料和结构中存在裂纹，又分为线弹性断裂力学和弹塑性断裂力学，应力强度因子K和J积分等断裂参数可用于描述裂纹尖端附近的应力和应变特性。线弹性力学从应力强度因子和能量释放率两方面描述含裂纹体的力学行为，所提出的断裂准则实际上是传统强度理论的补充和革新。线弹性断裂力学进一步还扩充到了预测含裂纹体在交变载荷下的疲劳裂纹扩展行为，从而可以完成对结构从初始裂纹扩展到临界裂纹尺寸时的疲劳寿命的计算。弹塑性断裂力学要考虑材料非线性效应，主要的理论有裂纹张开位移（COD）理论和J积分理论等。通过上面的分析可知，宏观上的疲劳分析方法主要有S-N曲线方法和断裂力学方法两个大的方面，以上两种方法又各自具有不同的体系和理论脉络。船舶与海洋工程结构疲劳分析本科生课程体系应该在这两种理论体系下展开。
二、船舶结构疲劳评估方法的工程应用
船舶结构尺寸是基于相关规范进行设计的。船舶规范是相关船舶运营经验和理论分析方法相互结合的产物。船舶结构的疲劳强度分析方法或者分析流程与步骤，规范中也做了相应的规定。从本科生学习和工作的角度而言，掌握规范的疲劳分析流程和方法是十分必要的。目前，船舶与海洋结构物疲劳分析规范的基本理论主要是基于S-N曲线的线性累积损伤的方法。如果只考虑到对规范的学习和掌握，仅开展有关S-N曲线方法知识的讲述是合适的。但是从掌握船舶与海洋结构疲劳分析有关知识的全面性来考查，我们认为既要涉及S-N曲线方法也要涉及断裂力学方法，但是应该将S-N曲线方法进行重点而详细的探讨，进而将该方法拓展至在船舶与海洋结构疲劳分析中的应用，而对于断裂力学方法进行必要的概念性、基本方法的简要介绍即可。
三、本科生知识体系的构建
（一）理论系统脉络要清晰
首先应建立疲劳的基本概念并明确疲劳问题的特点，在此基础上展开讨论给出疲劳分析的基本方法，主要包括S-N曲线方法和断裂力学方法，并对疲劳分析的S-N曲线方法和断裂力学方法分别进行探讨。S-N曲线的方法主要涉及到S-N曲线的概念、物理意义、表达形式以及影响S-N曲线的有关因素，包括平均应力、载荷形式、尺度效应等。对于受到不同水平应力范围作用的结构疲劳问题，一般应用累积损伤的方法进行分析计算，其中最为重要的亦是应用最为广泛的就是迈纳（Miner）线性累积损伤理论。对于随机载荷情况，需要对载荷时间历程进行计数，物理意义明确，应用广泛的雨流计数方法应该作为重点内容。由于裂纹的存在，结构或构件的强度不可避免地要受到削弱。在使用载荷、腐蚀环境或此二者共同的作用下，结构中存在的裂纹一般还将扩展，裂纹的尺寸也将随着使用时间的增加而不断增长。因此，随着使用时间的增加，裂纹尺寸的增长，结构或构件的剩余强度也将随之下降。若使用中出现较大的偶然载荷，剩余强度不足以承受此载荷，则结构或构件将发生断裂破坏。若在正常载荷下工作，不出现意外的高载荷，则裂纹将持续扩展，剩余强度不断降低，直到最后在正常的工作载荷下发生断裂。因此，我们需要回答下述问题：控制含裂纹结构或构件是否发生破坏的力学参数是什么？怎样建立断裂破坏的力学判据？剩余强度与裂纹尺寸的定量关系是如何表达的？裂纹是如何不断发生扩展的？裂纹从某一个初始尺寸增长到发生破坏所对应的临界裂纹尺寸，如何计算其扩展寿命？结构中可以允许存在多大尺寸的初始裂纹？如何确定临界裂纹尺寸？为保证结构的安全使用，在日常应如何科学合理地安排检测维修？等等。我们认为船舶与海洋工程结构疲劳本科生知识点仅涵盖线弹性断裂力学即可，可以不涉及弹塑性断裂的知识。
（二）突出与规范相结合的S-N曲线方法
对于船舶与海洋工程专业本科生而言，S-N曲线方法仍然是相对重要的知识，因为目前船舶与海洋工程结构领域内有关规范的疲劳分析方法仍然主要是S-N曲线的线性累积损伤方法，所以需加以重点论述。同时，应特别注意船舶与海洋工程疲劳分析理论与疲劳规范有关的累积损伤计算公式的关系，即规范的公式可由线性累积损伤理论推导得出。明白了理论的推导，也能更好地与规范相结合，便于规范的理解与应用。例如，按Miner线性累积损伤理论，当疲劳载荷是用相应于一定时间内的连续概率密度函数表示时，疲劳累积损伤度的计算可写为，
式中，S为应力范围水平，fS（S）为应力范围分布的连续概率密度函数，N为在应力范围水平S的单一循环载荷作用下的寿命，NL为所考虑的整个时间期间内应力范围水平的总循环次数，dn=NL fS（S）dS为落在区间[S，S+dS]内的应力范围循环次数，为对所考虑的整个使用时间的积分。
将应力范围S的长期分布的表达式，见式（2）及N=A/Sm代入式（1）
式中，q称为尺度参数，h称为形状参数。得到相应的疲劳损伤计算式
式中，m，A为S-N曲线参数，Γ（）为伽玛函数。
式（3）即为规范中计算累积损伤的基本公式，在规范中是直接给出的，并没有推导过程。通过相关的疲劳理论推导，给出了公式的来龙去脉，使学生能更好地掌握疲劳理论，也能将其与实际工程分析相结合。
（三）工程案例分析
疲劳分析的根本目的是工程设计和工程应用，因此，结合规范的疲劳分析方法，使学生掌握该分析方法是船舶与海洋工程专业本科生的基本要求之一。这一目标可以通过布置相应的大作业，要求学生根据规范完成实际船舶的疲劳校核来实现。通过实船的疲劳分析，学生可以明白船舶结构疲劳校核的关键部位，并进一步深化理解船舶结构疲劳分析的主要的计算流程：疲劳载荷的计算;各应力范围分量的计算;应力集中系数的确定;疲劳应力范围的合成;疲劳累积损伤的计算及衡准。通过疲劳分析理论与工程实际的结合，真正地实现了学以致用，对理论方法的理解得以深化，工程实际的动手能力、分析问题的能力也得到了增强。
四、展望
我们根据自己的教学和科研工作经验，对《船舶与海洋工程结构疲劳强度》本科生课程知识体系进行了初步的分析与研究，构建了船舶与海洋工程专业本科生课程《船舶与海洋工程结构疲劳强度》的知识体系。而船舶与海洋工程结构疲劳分析也是一个不断发展变化的研究热点，必将有一些创新的成果被人们认识。所以，船舶与海洋工程专业本科生课程《船舶与海洋工程结构疲劳强度》的知识体系，是一个开放的体系，有待不断更新，不断完善。
参考文献：
1.论文类型：
不同的院系，不同的指导教师对本科毕业论文有不同的指导方法，在计算机系，本科毕业论文通常以下面四种类型：
1.1完成一个不太大的实际项目或在某一个较大的项目中设计并完成一个模块(如应用软件、工具软件或自行设计的板卡、接口等等)，然后以工程项目总结或科研报告、或已发表的论文的综合扩展等形式完成论文。
1.2对一个即将进行的项目的一部份进行系统分析(需求分析，平台选型，分块，设计部分模块的细化)。例如对一个大中型企业管理信息系统中的财务部分进行调研，分析和设计等，这类工作可以没有具体编程，但应得到有关方面的初步认可，有一定的工作量。例如打印后有30页以上的报告。
1.3对某一项计算机领域的先进技术或成熟软件进行分析、比较，进而能提出自己的评价和有针对性创见。例如XML目前是因特网上新涌现的标记语言，它较HTML有许多无可比拟的优点，其中XML-QL是基于XML提出的一种新型查询语言，分析总结这一新型查询语言并探索它的实现途径是十分有意义的工作。再如对自由软件数据库系统MySQL，分析总结其在Web应用上的特色，并能将有关技术用于自己研制的系统中。这类工作要注意把分析和实验相结合，不要只停留在消化上。消化是前提，吸收和转化才是工作的重点。
1.4对某一个计算机科学中的理论问题有一定见解，接近或达到了在杂志上发表的水平。例如，解决了一个众所周知的问题，纠正了某杂志上理论的错误且提出解决修正方案，或自己提出有意义的模型，定义，且有定理、命题、或性能比较、分析、测试报告等。
一般而言，第四种较难，在若干年指导本科生毕业论文经验中，只有两位学生采用此形式写出了好的论文，据悉，这两位学生都顺利进入了博士生序列。
2.选题：
2.1有科研项目的老师通常愿意从项目中选取本科生能完成的模块，交给学生做，然后以第一种形式写成论文。教师熟悉项目，项目有实用背景，一般而言，多数学生经过努力都能完成。但有些科研项目太难，或涉及保密内容，或本科生不容易完成，在这种情况下，教师可能会让已保送为研究生，或确定留校的学生作这类题目。
2.2学生自选题目，有些学生已联系好毕业后的工作单位，工作单位要求学生作某方面的项目，或已交给学生某方面的项目，经过指导教师认可，认为可作出合格的毕业论文，则可作这方面题目。这种方式下，学生积极性高，责任心较强，学以致用，一般论文的质量较好且成文后篇幅较大。
2.3教师根据社会需求，选择题目。例如，院系行政需要教学，科研和研究生信息管理系统，有的教师指导几位学生分别作大学院系行政管理子系统，博士生硕士生学籍管理子系统等等，有可能开始作出的软件还不很完善，但有了雏形，经过修改后，一般是能够应用的。有的系统经过下一届本科生毕业实习的改进，就可以实用了。一些对路的、有用户的软件还有可能进一步发展为产品
3.论文的组织安排：
依据上述的论文类型，由于各类工作特点的不同，在搜集整理论文的素材、组织安排论文的结构方面，应有所不同，做到有的放矢。
3.1系统实现型论文：重点收集整理系统体系结构，程序模块调用关系，数据结构，算法，实验或测试等内容，论文结构一般安排如下：
(1)引言或背景(概述题目背景，实现情况，自己开发的内容或模块)一般谈课题意义，综述已有成果，如”谁谁在文献某某中做了什么工作，谁谁在文献某某中有什么突出贡献“，用“但是”一转，分析存在问题，引出自己工作必要性、意义和价值、创新点和主要思想、方法和结果。然后用“本文组织如下：第二节第三节....，第四节....."作为这段结束。
(2)系统体系结构(强调系统的整体性，突出自己工作在整体中的位置)。(3)主要实现功能的描述(包括模块调用关系，数据结构，算法说明，依据内容多少此部分可安排两到三节)。
(4)实验或测试。
(5)总结。
3.2应用开发型论文：
重点收集整理应用项目的背景分析，需求分析，平台选型，分块，设计部分模块的细化，使用的开发工具的内容。论文结构一般安排如下：(1)引言(重点描述应用项目背景，项目开发特色，工作难度等)；
(2)项目分析设计(重点描述项目的整体框架，功能说明，开发工具简介等)(3)项目实现(重点描述数据库设计结果，代码开发原理和过程，实现中遇到和解决的主要问题，项目今后的维护和改进等，此部分可安排两到三节)；
(4)总结。
3.3分析比较型论文：
重点收集整理有关的最新论文或软件，分析比较心得，实验数据等内容。论文结构一般安排如下：引言(重点描述分析对象的特点，分析比较工作的意义，主要结果等)；分析对象的概括性描述，分析比较的主要结果(如果是技术分析，给出主要数据，如果是软件分析，给出代码分析结果，实验过程等)；分析比较的评价和系统应用(可以给出基于分析比较的结果，提出某些设计实现方案，和进行一些实验工作；最后是结论。
3.4理论探索型论文：
重点收集整理问题的发现，解决问题所用到的基本知识，解决问题的独特方法，定理证明，算法设计和分析。
论文结构一般安排如下：
(1)引言(重点描述要解决的问题的来源，难度，解决问题的主要方法等)；
(2)基本知识(解决问题涉及的基本定义，定理，及自己提出的概念等)；
(3)推理结论(给出问题解决方案，包括定理证明，算法设计，复杂性分析等)；
(4)结论。上述论文结构的安排和划分不是绝对，可依据各自工作的实际情况，采用某一种或某几种混合的方式指导自己论文的写作。但无论采用什么样的结构，一定要作到心中有数，贯穿一条逻辑线索切不可泛论成文或堆砌成文，时刻突出自己的工作内容。
4.论文格式及目录系统：
每个作者有自己的风格，格式不必强求一致，但科技论文不能象写小说剧本那样，一般不能用倒叙，插叙，不设悬念，不用意识流，多线索方式等。例如，可在下列格式基础上适当修改：科技论文目录体系一般不用中文的“一二三”，而用下列的编排方式题目扉页|___摘要(中英文，200-300字为限)|___正文目录1.前言(背景，动机，前人工作)|___1.1。。。。|(1)(a)(b)(c)|(2)(a)(b)(c)|___1.2。。。。2.项目框图及本工作在项目中的地位
3.项目特色(特殊功能，困难
4.方案选择(前人方案，现可选方案，为什么选这一方案)
5.实现技术数据结构程序片段：
6.特殊问题解决方法：
|__6.1问题1|__6.2问题2|__......
关键词：地铁 抗震设计 地下结构
中图分类号：P315 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）04（b）-0059-01
伴随着我国经济的发展，城市建设日新月异，城市交通的压力也越来越大，地铁以其高效、快速和清洁的优点成为各大城市的选择。到目前为止，我国已进入了地铁建设的黄金期。与此同时，必须认识到地铁工程也是城市生命线工程，地铁工程的抗震问题是城市防灾减灾和抗震的关键环节。然而，国内还没有独立的地铁等地下工程结构抗震设计规范，现行《地铁设计规范》在地铁的抗震问题上只是做了简单的规定，没有对地下结构的抗震设计方法进行系统的总结和归纳。出现这些问题的原因是由于人们对地下结构的地震危害认识不够，对地下结构的抗震设计不够重视，客观地说，地铁等地下结构的地震危害小于地上结构，但是国外的地震灾害（如1995年日本阪神大地震）证明在地下底层发生较大位移或变形时，地铁等地下工程结构同样会发生很严重的灾害，地铁等地下结构的抗震设计问题应该重视。
目前对地铁等地下结构抗震性能的研究主要是通过原型观测、模型试验及数值模拟进行，由于抗震问题的复杂性，没有哪一种方法能够全面且真实的解释和模拟地铁等地下工程结构的动力性能，而需要结合三种方法的结论进行综合比较分析。本文主要分析总结地铁抗震分析设计中的几个关键问题。
1 结构和土相互作用的分析模型
在地震作用时，地铁等地下工程结构和土会出现弹塑性和非线性的特点，相互之间的接触有可能出现局部的滑移和脱离。因此，在建立结构和土相互作用结构模型时要考虑结构材料的非线性、结构和地基接触的非线性、近场地基和远场地基的非线性等因素。目前对这几种非线性的单个研究已经很成熟，但是在实际工程中如何综合利用这些非线性的研究成果来建立合理的地铁等地下工程结构的分析模型还要进一步的讨论。
地铁车站等地下结构受到场地周围地基地震反应的影响十分显著，在地震作用时，地铁周围的土特别是上层覆土的重力作用对地铁结构的影响不容忽视，因此，如何在分析模型中体现地铁地基的静力作用和地基的半无限性也是一个很重要的问题。解决这一问题主要靠合理的设定静力人工边界和动力人工边界，但是目前的边界模型一般来说不适合应用与地下结构，很有必要发展一种对静力分析及动力分析都可以适用的静力—动力人工边界，直接在边界上输入地震波，计算结构的地震反应。
2 结构的地震破坏模式及抗震能力的评估
现在常用的动力时程分析方法适合分析地铁等地下工程结构，但是应用这种方法进行地铁等地下工程结构的承载力极限状态评估和抗震设计时就有一些不足。地面建筑结构主要通过验算结构在地震作用下的弹塑性变形来进行抗震能力的评估，对于地铁等地下工程结构来说，计算结构在地震作用下的弹塑性变形也是十分必要的。相对地面结构来说，在应用地震时程分析方法对地下结构的地震反应进行计算时计算量很大，且计算的结果手地震波的影响也很大，计算结果应用与地铁等地下工程结构的抗震设计时有困难。此外广泛应用于地上结构抗震计算的静力增量分析法和push-over方法，受到地上结构和地下结构地震反应规律不同的影响，也无法适用于地铁等地下工程结构的抗震计算。此外，和地上结构不同，地铁等地下工程结构受到周围地基的约束很大，地下结构整体在发生很小的变形时，在局部会产生很大的内力，不能把地上结构的极限状态标准应用于地下结构。总结地铁等地下工程结构受到地震作用时的内力-变形规律和破坏模式，有必要进行进一步的试验研究和理论分析，考虑地下结构受到地基约束的特点，提出地铁等地下工程结构基于位移的抗震设计和分析方法，建立地铁等地下工程结构抗震性能的量化指标体系，使地铁等地下工程结构的抗震设计更加合理。
3 地铁结构的抗震构造措施
目前，国内对地铁等地下工程结构构件的抗震构造措施没有统一认识和标准。有人认为在地下结构和地上结构一同建造时，才需要按照地面结构的抗震构造措施进行设置，当只有地下结构时，地下结构受到地基的约束较强，地震作用时不会有交变内力出现，不需要对单建的地下结构进行抗震构造的设计。另一种观点认为地铁等地下工程结构需要按照地面民用建筑的抗震构造措施进行设计。总的来看，这两种观点都不全面，地下结构不同于地上结构，但是也不能忽视地震对地下结构的破坏，而是应该根据不同的施工方法和围岩条件，计算分析地下结构在地震作用时的破坏特点进行有针对性的抗震构造设计。抗震构造是提高结构在地震作用时整体抗震能力，增加结构延性的重要手段，在一定的条件下，设置抗震构造措施会比单一的提高结构抗震设防标准更加经济合理。地铁等地下工程结构的抗震构造应该重在改善结构的薄弱部位，提高结构的耗能能力，增加结构的整体延性。
4 地铁等地下结构穿越地震断层时的设计和施工
我国的《建筑抗震设计规范》GB50011-2001要求建筑物的选址应该避开地震断层，防止地震作用时对结构造成破坏。这一要求对地面建筑来说是合适可行的，但是对于地铁等地下工程结构来说，穿越地震断层有时候无法避免。目前我国有对地埋管线和地下管道等小断面结构穿越地震断层的抗震设计研究，对地铁等地下工程结构的研究还不多。伴随着在我国北京上海等大城市进行的地震活动断层的勘探，对地震断层区域的掌握，有必要根据地震活动断层的特点，对地铁等地下工程结构进行必要的抗震设计，保证结构的安全可靠。
5 结论
地铁等地下工程结构的造价高、设计使用周期长，是生命线工程，发生破坏时，造成的损失巨大，修复十分困难，造成的经济损失大。伴随着我国地铁建设高潮的来临，有必要完善地铁等地下工程结构的抗震分析设计方法和抗震结构构造，开展地铁等地下工程结构的抗震试验研究、理论分析和数值模拟都具有重要的工程应用价值。
参考文献
[1] 马险峰.地下结构的震害研究[D].上海：同济大学，2000.
[2] 董鹏，周健.土与结构相互作用下的地下建筑物动力可靠性分析[J].建筑结构学报，2004.
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