1. 研究目的与意义（文献综述）

本次毕业设计是我们在大学的最后一次系统而且全面的设计，本次毕业论文目的是对珊瑚礁吹填层状地基基坑无支护开挖方法的研究。研究需要达到如下目标：

1．通过利用我把大学四年所学习的土工试验方法，岩石力学，土力学，结构力学, autocad软件，geostudio软件，工程地质等相关专业课程运用到基坑无支护开挖方案设计，使得珊瑚礁吹填层状地基基坑的安全系数达到设计规范要求。

2．开展珊瑚礁砂室内土工实验，例如直接剪切实验，含水量测试和自然休止角测定。通过这些实验来获取珊瑚礁砂的物理力学参数，例如抗剪强度指标等，分析珊瑚礁砂咬合嵌固效应对其开挖稳定性的影响。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容：

① 查阅关于珊瑚礁砂物理力学特性的相关文献，搜集层状地基基坑设计资料，同时进行考虑粗粒土本构关系理论的学习。

② 国内外高水平期刊文献的查阅需满足四分之一以上的外文文献，在指导老师的指导下掌握文献综述或读书报告的撰写。

③ 开展对不同颗粒级配，压实程度的礁砂地层在干燥和饱水的条件下的自然休止角和剪切强度参数进行测试。

针对不同级配和压实程度，含水量进行实验编号：

（细砂：直径大于0.075mm，小于0.25mm；中砂：直径大于0.25mm，小于0.5mm；粗砂：直径大于0.5mm，小于2mm。松散为砂自由降落堆积的压实程度）

对于砂的剪切强度参数测试采用直接剪切试验，自然休止角的测量采用自然休止仪对以上分组的砂样进行测量。

④ 测量珊瑚礁砂无支护基坑边坡的最大自稳角度：

1：设计一个长2.2m，宽1.2米，高1.5米的珊瑚礁砂边坡来模拟珊瑚礁基坑边坡。

2: 在边坡上部取三个位置，分别在0.4m，1.3m， 2.0m处。

3：在边坡上部表面分别距侧边0.2m的位置铺设两条横木，在横木上方架设横梁，在横木和横梁之间放置两个百分表，用以测量开挖时边坡上表面的沉降量。

3：依次在所取位置开挖，以20度，40度，50度，60度，70度直到垮塌的阶梯开挖，在每一次的开挖时，均及时记录百分表读数。

4：在基坑边坡即将垮塌时，测量出最大的自稳角度。

5：在边坡中，分别距地面0.4m，0.9.m，1.3m处取三个试样，对该试样进行含水量，干密度的实验测试。

⑤ 通过直接剪切试验测量出边坡砂样的抗剪强度。砂样的容重和干密度，含水率均通过土工试验进行获得。将上述钙质砂边坡内的土质参数输入到geostudio软件。利用geostudio软件中的边坡模块对钙质砂的边坡进行模拟，对比数值模拟和实际模型测量间的差异。若差异不大，则说明实际工程中可以直接利用geostudio软件进行模拟，若差异较大，则对4中的试验进行检查，若试验没有差错，则通过对geostudio软件中的参数进行修正，得出实际工程和数值模拟间的修正值。

⑥ 利用5所得结论，使用geostudio软件对珊瑚礁吹填层状地基进行无支护开挖设计，通过设计使基坑边坡的安全系数满足设计规范要求。

本次毕业设计中需要重点解决的问题主要是：1：学习使用geostudio软件，并且比较实际模型和数值模型之间的差距，以求得两者之间的修正值，为实际工程模型提供参考。2：通过geostudio软件对基坑边坡的无支护开挖进行数值模拟。

3. 研究计划与安排

第1～2周：查阅相关规范，地质资料，包括珊瑚礁砂物理力学特性国内外研究成果与基坑开挖的设计规范和学习相关数值分析软件。

第3～4周：完成毕业论文的开题报告，设计实验内容和实施方案。

第5～9周：实验测试。开展不同颗粒级配，压实程度的礁砂地层在干燥和饱水条件下的自然休止角以及剪切强度参数测试分析。

4. 参考文献（12篇以上）

1：王新志,王星,刘海峰,孟庆山,朱长歧. 珊瑚礁地基工程特性现场试验研究[j]. 岩土力学,2017,38(07):2065-2070 2079.

2：徐筠,杜谢贵,邓春林. 珊瑚礁地质条件下重力式码头地基承载力计算[j]. 中国水运(下半月),2016,16(08):272-273 277.

3：王维玉. 无支护条件下基坑开挖空间效应数值分析[a].第25届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅱ册）[c].2016:4.