现代多功能cptu的数值模拟防灾减灾及防护工程硕士开题报告表本科学位论文
水利工程专业毕业论文洪水预警系统的建立与优化研究
水利工程专业毕业论文洪水预警系统的建立与优化研究经过多年的发展，人们对于洪水预警系统的建立与优化开展了深入的研究。
水利工程专业在这方面起到了重要的作用，致力于提高洪水预警系统的准确性和响应速度。
本文将介绍洪水预警系统的建立与优化的研究内容，从数据采集、模型建立、算法优化等方面进行探讨，并提出了一些未来的发展方向。
一、数据采集与处理洪水预警系统的准确性依赖于准确的数据采集与处理。
在现代水利工程中，各种传感器和监测设备广泛应用于河流、湖泊等水域，能够实时监测水位、雨量等指标。
这些数据通过网络传输到数据中心，并经过预处理、质量检验等环节，最终形成可用的数据集。
数据采集环节需要注意数据的准确性与实时性，确保数据的可信度。
二、模型建立与验证洪水预警系统需要建立准确的数学模型，以预测洪水的发生、范围和水位等参数。
模型的建立需要综合考虑地形、水文气象因素等多个因素，并对历史洪水事件进行分析。
水利工程专业可以利用计算机模拟和数据挖掘技术来建立洪水模型，并进行验证和修正。
模型验证环节需要与实际观测数据进行比对，精确度达到一定程度后才能应用于实际洪水预警系统中。
三、算法优化与预警策略洪水预警系统的核心是预测算法，它直接影响着预警的准确性和响应时间。
水利工程专业通过研究分析不同算法的优缺点，探索寻找适用于洪水预警的最佳算法。
常见的算法包括基于统计学的算法、机器学习算法和人工智能等。
优化算法可以提高预测的准确性和水平，同时也需要制定合理的预警策略，确保人们能够及时准确地获得洪水预警信息。
四、洪水预警系统的建设与实际应用洪水预警系统的建设需要综合考虑技术、经济、社会等多个因素。
水利工程专业需要与相关部门密切合作，确保系统的可行性和实用性。
洪水预警系统的建设还需要注重用户体验，设计直观友好的用户界面，提供多种渠道的信息传递，确保预警信息能够及时有效地传达给相关人员。
未来的发展方向随着科技的不断进步，水利工程专业在洪水预警系统的研究中仍有很大的发展空间。
地震灾害模拟与分析系统设计与优化
地震灾害模拟与分析系统设计与优化地震是一种自然灾害，给人类社会造成了巨大的破坏和人员伤亡。
为了提前预警和降低地震带来的风险，地震灾害模拟与分析系统被广泛使用。
地震灾害模拟与分析系统的设计与优化是指在地震预警和应急响应方面，利用先进的计算机技术、模拟方法、数据分析和可视化技术来模拟和分析地震灾害。
通过模拟和分析地震过程，系统可以提供科学的决策依据，以减少地震灾害对人类社会的影响。
为了设计和优化地震灾害模拟与分析系统，我们需要考虑以下几个方面：1. 数据采集与处理：地震灾害模拟与分析系统需要大量的数据支持，包括地震波数据、地质地形数据、建筑物和基础设施数据等。
这些数据需要通过各种传感器、监测设备和遥感技术来采集，并通过合适的算法和方法进行处理，以生成可用的数据。
优化地震模拟与分析系统的关键是提高数据采集和处理的准确性和实时性。
2. 地震模拟与预测：地震模拟是地震灾害模拟与分析系统的核心功能之一。
通过利用地震波传播理论、地质学和地球物理学知识，可以模拟地震波的传播和影响范围，从而预测地震造成的破坏和人员伤亡情况。
在设计和优化地震模拟与预测系统时，需要综合考虑多种因素，如地震活动性、地质构造和建筑物的强度等。
3. 应急响应与决策支持：地震灾害模拟与分析系统的另一个重要功能是提供应急响应和决策支持。
根据地震模拟和预测结果，系统可以为政府、救援机构和社会公众提供及时的警报和建议，以便采取相应的措施来减轻地震灾害造成的损失。
优化地震灾害模拟与分析系统的关键是提高响应的及时性和准确性，以及提供多样化的决策支持工具和信息展示方式。
4. 系统集成与交互设计：地震灾害模拟与分析系统是一个复杂的技术系统，涉及到多个领域和多个技术模块的集成。
为了设计和优化系统，需要考虑系统的可扩展性、稳定性和易用性。
系统的用户界面设计需要简洁明了，以便用户能够快速理解和操作系统。
同时，系统还需要具备灵活的数据接口和数据共享功能，以便与其他相关系统进行联动和信息交流。
开题报告(C.A.T)
表1.1 1950～1999年全球重大自然灾害(特大型)统计数据
地震 灾难次数(次) 死亡人数(百 万人) 经济损失(亿 美元) 保险损失(亿 美元) 68 0.66 3360 254 风灾 89 0.63 2698 687 洪水 63 0.1 2880 85 其它 14 0.01 672 84 合计 234 1.4 9600 1110
表1.2 1999～2008西北太平洋及南海海域热带风暴生成频
数和登陆我国热带风暴频数序列
年份 1999 2000 2001 2002 生成 21 频数 登陆 5 频数
24 5 25 9 26 6 2004 21 7 2004 30 8 2005 23 8 2006 2007 2008 24 6 25 7 22 10
研究课题
题目
非大变形柔性空间结构减风压-减 风振方法的数值模拟与实验研究
开题报告
导师：吴永诚高工 王秀丽教授 硕士生：高超
Opening Report
Mentor: Wu Yongcheng Wang Xiuli Master: Gao Chao
报告的主要内容
• • • • • Ⅰ课题的研究背景、目标及意义 Ⅱ课题的研究内容及国际研究现状 Ⅲ课题的研究方法、拟解决的关键性问题及可行性分析 Ⅳ课题的创新性 Ⅴ课题的预期进度及预期成果
• 本课题的意义： 如果能通过本课题探讨出显著减少风荷载对 大跨度空间结构的作用的方法，则能够： • 1.大大增加风荷载作用下大跨度空间结构的 安全性、增加使用的舒适性； • 2.明显降低建设成本从而增加经济效益； • 3.风荷载作用的减少可以进一步释放建筑师 创作时所受的外界约束，增加其创作的自 由——如果建筑师能因此创作出更多的成功 的作品，则本课题的研究将产生显著的社会 效益。
静力触探(CPT)测试系统研制的开题报告
静力触探(CPT)测试系统研制的开题报告一、研究背景和意义静力触探测试是土壤和岩石工程中一项重要的土力学试验方法，广泛应用于公路、桥梁、水利、建筑等工程领域。
传统的静力触探测试是依靠手动操作，费时费力且易受人为因素影响，且数据采集和处理方式也比较落后。
针对传统静力触探测试方法的缺陷，开发一种基于自动化技术的静力触探测试系统已成为一个迫切的需求。
本研究旨在研制一种基于自动化技术的静力触探测试系统，提高测试效率和数据准确性。
二、研究内容1. 设计一种基于自动化技术的静力触探测试系统；2. 搭建系统的硬件平台，包括传感器、控制器、计算机等部分；3. 研发系统的软件平台，实现数据采集和处理；4. 进行系统的实验测试，分析系统的性能和准确性。
三、研究方法和技术路线本研究主要采用机电一体化技术和计算机辅助设计技术，将电控技术、自动化技术及数学技术相结合，设计一套静力触探测试系统。
具体技术路线如下：1.设计系统的硬件平台：采用传感器、控制器、计算机等部件组合成一个完整的测试系统；2.研发系统的软件平台：实现数据采集、处理、存储及分析等功能，建立测试数据库，并设计数据可视化界面；3.进行实验测试：选取典型的土样，通过系统进行测试和分析，评估系统性能和准确性，并进行优化改进。
四、预期结果和意义1.研制出一款基于自动化技术的静力触探测试系统，并经过充分实验验证其性能和准确性；2.提高静力触探测试效率和数据准确性；3.促进土壤和岩石工程领域的发展，为工程设计、施工和管理提供科学依据。
五、研究进度安排预计完成时间表如下：1. 设计硬件平台（1个月）；2. 研发软件平台（2个月）；3. 实验测试和性能分析（2个月）；4. 总结撰写开题报告（1个月）。
六、参考文献1. 孟凡宏, 关方红. 静力触探法数据采集与处理[J]. 钢结构, 2008, 23(1):64-68.2. 赵铁军, 章家炎. 基于声学波法的土体力学特性检测技术[J]. 煤炭技术, 2005, 24(9):36-37.3. Liu W and Boulanger RW. Development of an automated cone penetration testing system[J]. Geotechnical Testing Journal, 2015,38(4):652-664.。
自然空泡流数值模拟方法研究的开题报告
自然空泡流数值模拟方法研究的开题报告一、研究背景自然空泡流现象广泛存在于自然界中，例如沸腾、空气在水中的注入、潜水员的呼吸等。
而在工业领域中，液态金属冷却、核反应堆安全分析等领域也会涉及到自然空泡流现象。
因此，深入了解和掌握自然空泡流的特性和规律对于相关领域的研究具有重要意义。
二、研究目的本课题旨在建立一种适合于自然空泡流现象数值模拟的方法，探究自然空泡流的一些基本特性和规律，并为相关领域提供参考和支持。
三、研究内容本研究的具体内容和研究方法如下：1. 自然空泡流形态的观察和分析通过实验方法观察和记录不同条件下自然空泡流的形态，对其进行分析，为数值模拟提供参考和支持。
2. 数值模拟方法的建立和验证基于计算流体力学（CFD）理论，建立适用于自然空泡流现象的数值模拟方法。
并通过实验方法验证数值模拟结果的可靠性和准确性。
3. 自然空泡流的特性和规律研究基于数值模拟结果，探究自然空泡流的液相和气相的运动特性、气泡大小的分布规律、气泡产生和消失的机理等。
四、研究意义通过本研究，可以深入了解和掌握自然空泡流的形态、特性和规律，为液态金属冷却、核反应堆安全分析等领域提供重要参考和支持。
同时，也为数值模拟方法的研究提供了新的思路和方向。
五、研究计划本研究计划包括以下三个阶段：1.阶段1（前期准备）： 2022年4月-2022年6月a.文献资料的调研和整理，包括自然空泡流的形态、特性和规律等方面的相关研究。
b.准备实验设备和样品，进行自然空泡流的实验观察和记录。
2.阶段2（数值模拟方法的建立和验证）：2022年7月-2022年12月a.基于CFD理论，建立适用于自然空泡流现象的数值模拟方法。
b.通过实验方法验证数值模拟结果的可靠性和准确性。
3.阶段3（自然空泡流的特性和规律研究）：2023年1月-2023年6月a.基于数值模拟结果，探究自然空泡流的液相和气相的运动特性、气泡大小的分布规律、气泡产生和消失的机理等。
高分辨率风能和太阳能数值模拟研究的开题报告
高分辨率风能和太阳能数值模拟研究的开题报告一、研究背景气候变化和能源短缺已成为全球面临的重要问题。
风能和太阳能是最具潜力的可再生能源之一，因此吸引了越来越多的关注和研究。
数值模拟是研究风能和太阳能利用的重要方法之一，可以帮助人们了解气象条件对风能和太阳能资源的影响，并优化风能和太阳能的利用方式。
然而，传统的数值模拟方法通常使用较低的分辨率，不能准确模拟大尺度的气象现象，因此需要进行高分辨率数值模拟研究。
二、研究目的本研究旨在开展高分辨率的风能和太阳能数值模拟研究，通过模拟大尺度的气象现象，分析气象条件对风能和太阳能的影响，优化风能和太阳能的利用方式。
三、研究内容和方法1. 风能数值模拟利用高分辨率气象数据和CFD软件，对地面风速场和风力发电机叶轮流场进行三维数值模拟，分析地形、大气层结和湍流效应对风能利用的影响。
2. 太阳能数值模拟利用高分辨率气象数据和光热学软件，对太阳能光伏板的电能输出进行数值模拟，分析气象条件对太阳能利用的影响。
3. 优化设计根据模拟结果，优化风能和太阳能的利用方式，提高能源效率。
四、研究意义本研究将对风能和太阳能的可再生能源利用进行深入研究，为优化可再生能源规划和设计提供科学依据和技术支持；同时，通过比较不同气象条件的优缺点，可以为气象学和可再生能源领域的其他研究提供参考。
五、研究进度安排第一年：准备阶段，收集相关文献，了解数值模拟技术和软件，建立数值模拟模型。
第二年：进行风能数值模拟，分析气象条件对风能利用的影响。
第三年：进行太阳能数值模拟，分析气象条件对太阳能利用的影响，进行优化设计。
第四年：撰写论文并完成答辩。
六、参考文献1. Li, X., Li, Y., Liang, X., Ding, Z., & Wu, J. (2016). Numerical simulation of wind turbine wake effect on high-rise buildings. Renewable Energy, 99, 865-875.2. Ceballos, S., Yun, G. J., Park, H., Lim, J. H., & Kim, Y. J. (2015). Numerical simulation of the effect of topography on the wind resource assessment of high-rise buildings. Environmental Research Letters, 10(1), 014002.3. Duan, Y. L., Qi, J. G., Li, X. Q., & Zhou, Z. K. (2015). Numerical simulation of direct normal irradiance on heliostats. Solar Energy, 113, 235-247.4. Campanelli, S. L., Cappelletti, A., & Mantovani, S. (2013). A numerical model for evaluating the solar potential of photovoltaic systems on building façades. Solar Energy, 95, 177-186.。
“碧利斯”登陆后造成的湘东南特大致洪暴雨过程数值模拟研究的开题报告
“碧利斯”登陆后造成的湘东南特大致洪暴雨过程数值模拟研究的开题报告第一部分：研究背景及意义近年来，全球气候变暖的趋势非常明显，极端气候事件频繁发生，使得自然灾害频率和强度不断增加，严重威胁到人们的生命安全和社会经济发展。
其中，台风是我国夏秋季节的主要气象灾害之一，不仅影响着海上、沿海和内陆的交通运输、农业生产和能源供应，还对城市建设和人类的生活产生了较大的负面影响。
2021年7月，台风“碧利斯”带来的强降雨和暴风袭击，给湘东南地区带来了巨大的灾害损失。
据湖南省应急管理厅调查，洪涝等灾害共造成死亡10人，失踪1人，直接经济损失累计近13亿元。
为了更好地理解并评估这场致洪暴雨事件的发生机制和灾害影响，需要进行数值模拟研究，以期对湘东南地区的防灾减灾工作提供科学依据和参考。
第二部分：研究目标和内容本次研究的主要目标是采用数值模拟方法，模拟台风“碧利斯”登陆后湘东南地区的致洪暴雨过程，并进行深入分析和探讨。
具体内容包括以下几个方面：1.检验模型的可信度和合理性：采用不同的数值模式(例如WRF、GFS等)进行仿真，对结果进行对比分析，选择最优方案。
2.反演台风碧利斯的路径、强度和降水分布等关键参数，确定其对洪涝灾害影响的程度。
3.分析台风碧利斯对湘东南地区致洪暴雨过程的影响机制，重点研究降水量和雨型的时空特征、气候背景和地形地貌对降雨分布的影响等。
4.评估台风碧利斯造成的洪涝灾害损失，分析其对当地社会经济和生态环境的影响，并探讨相应的防灾减灾策略和措施。
第三部分：研究方法和技术路线本研究采用数值模拟方法，通过建立适当的数学模型，对台风“碧利斯”在湘东南地区造成的致洪暴雨过程进行数值模拟。
具体方法和技术路线如下：1.选择适当的数值模式(例如WRF、GFS等)，运用数值天气预报技术，构建三维大气数值模型，反演出台风碧利斯的路径、强度和降水分布等参数。
2.通过对数值模拟结果进行数据处理和可视化分析，识别出强降雨和洪涝灾害的主要时间和区域，探讨其时空变化规律和机制。
CPTU数据与土体物理指标的相关性分析
评 估 土体 的细粒 含量 ：
ｆ 当 ＜ １ ． ２ ６ 时 ，ＦＣ （ ％） ＝ ０
｛ 当１ ． ２ ６ ＜ ￣ ／ ｃ ＜ ３ ． ５ 时， Ｆ ａ％ ） ＝ １ ． ７ ５ 一３ ． ７ （ １ ）
【 当 ≥３ ． ５ 时 ，Ｆ Ｃ （ ％） ＝ Ｉ Ｏ ０
数 等 参 数 ， 目前 这 些 指标 主要 依 靠 室 内土 工 试 验 获 得 。为 了提 高 勘 察 效 率 ，国 内外 通 过分 析 静 力 触 探 数 据 与高 质 量 土 工试 验 成 果 ，建立 了一 些 基
系， 为该 区域 利 用Ｃ Ｆ Ｆ Ｕ 数 据 评 估 土体 的物 理 指 标 提 供 了一 种 新 的 途 径 。
关 键 词 ：Ｃ Ｐ Ｔ Ｕ； 细粒 含 量 ；天 然 密度 ；黏 性 土 含 水 量 ；黏 性 土孔 隙 比 ； 塑性 指 数 ；液 性 指 数 中图 分 类 号 ：Ｔ Ｕ １ ４ ３ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文章 编号 ：１ ０ ０ ２ — ４ ９ ７ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ７ — ０ ０ ２ ６ — ０ ４
东海海域潜在地震海啸的数值模拟及分析的开题报告
东海海域潜在地震海啸的数值模拟及分析的开题报
告
题目：东海海域潜在地震海啸的数值模拟及分析的开题报告
研究背景：
东海海域是我国重要的海洋经济和国防领域，同时也是活跃地震带，地震和海啸的频繁发生给海事航运、港口码头、海上油气勘探开发等带
来了严重的威胁。
因此，针对东海海域的地震海啸进行研究，对于保护
海上生命财产安全、指导海洋环境保护、促进经济发展都具有重要意义。
研究内容：
本研究计划采用数值模拟的方法，结合历史海啸事件记录和地震活
动区的特点，预测和分析东海海域可能发生的地震海啸的灾害程度和影
响范围。
具体的研究内容包括以下几个方面：
1.收集整理东海海域历史地震和海啸事件数据，分析地震活动区的
特点。
2.选择适当的数值模型和参数，进行地震海啸的数值模拟。
3.对模拟结果进行分析，评估地震海啸灾害的程度和影响范围。
4.根据研究结果，提出相应的防御和应对策略，为东海海域的海事
航运、港口码头、海上油气勘探开发等重要领域提供科学的建议。
研究意义：
通过本研究，可以更加全面地了解东海海域地震海啸的灾害程度和
影响范围，为海上生命财产安全提供必要的保障。
此外，本研究还可为
海潮灾害防御、海洋环境保护、沿海城市规划等提供重要的科学依据，
促进我国海洋经济和国防事业的快速发展。
武汉城市强降水内涝仿真模拟系统研究的开题报告
武汉城市强降水内涝仿真模拟系统研究的开题报告一、研究背景和意义：城市内涝是一种突发的自然灾害，严重影响城市的交通、环境和经济发展。
近年来，城市发展迅速，土地利用变化快速，城市下垫面由地表自然覆盖转变为人类活动区域，城市内涝成为了普遍存在的问题。
尤其是在城市化进程加速的中国，城市内涝更是成为了制约城市可持续发展的重要因素之一。
武汉市作为一个典型的湖北省省会城市，常年受季风气候和洪涝灾害的影响，在城市内涝问题方面也非常突出。
因此，建立武汉城市强降水内涝仿真模拟系统具有重要的研究意义和实际应用价值。
二、研究内容：1.内涝风险区划：利用统计学方法和卫星遥感技术对武汉市进行内涝风险区划，确定不同等级的内涝风险区域范围和危险等级。
2.内涝预警模型：结合不同气象要素和人工神经网络模型，发展内涝预警模型，实现对内涝灾害发生的提前预警。
3.城市强降水模拟：使用气象模型和数值模拟技术对武汉市未来一段时间内的强降水进行模拟，为后续的内涝仿真模拟提供数据支持。
4.内涝仿真模拟：建立武汉市城市强降水内涝仿真模拟系统，根据城市特征和内涝情况，模拟内涝发生的过程，为内涝防治提供评估和规划参考。
三、研究方法：1.数据采集：收集武汉市内降水数据，遥感数据和地理位置数据等相关数据。
2.数据处理：使用GIS技术对采集的数据进行处理，生成内涝风险区划图和内涝预警模型等相关输出。
3.数学建模：建立内涝预警模型和城市强降水模拟模型，利用气象要素和数学方法对内涝发生的机理进行分析。
4.仿真模拟：利用数值模拟技术和内涝仿真模拟软件，对内涝发生过程进行模拟，并生成内涝发生的过程动态图像。
四、研究成果：1.内涝风险区划图：能够为城市的内涝防治提供区域化的参考。
2.内涝预警模型：能够提前对内涝灾害进行预警，为防御内涝灾害提供重要支持。
3.城市强降水模型：能够模拟城市未来一段时间内的强降水，为内涝仿真模拟提供数据支持。
4.内涝仿真模拟：能够模拟内涝发生的过程，为内涝防治提供评估和规划参考。
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原始的静力触探设备为螺旋锥头式静探仪。该仪器操作复杂，不便应用，受外界因素影响较大测试精度较低，1930年，荷兰人设计了“荷兰静力触探试验”，其使用的设备简称“荷兰锥”，用于测试浅层软土的物理力学性质指标。在1948年荷兰鹿特丹召开的第2届国际土力学基础会议上，该试验被视为最有效测定锥头贯入阻力的深层测试方法。1954年，我国学者陈宗基首次将该技术用于黄土地区，但测试效果不甚理想，原因是：杆与管之间的摩擦力极大地抵消，掩盖或歪曲了原有的锥尖阻力；钻杆自重产生的负压力及土层摩阻力使得靠地面油压表显示的锥尖贯入阻力读数失真；土体进入钻杆与套管之间的空隙，产生极大的假贯入阻力。1950年，在“荷兰锥”的基础上，Vermeiden和Plantema设计了带有一定长度的侧壁摩擦筒的圆锥形探头,较好的解决了上述问题，现有静力触探设备仍采用该结构，1962年，我国原建筑工程部综合勘察研究院成功研制了电阻应变式静力触探仪，有效消除了旧式静力触探设备装置的各项误差，大大提高了测试精度，为静力触探方法在工程中的广泛运用提供了坚实基础。1980年以后，国外研制了具有多功能的静力触探探头，在量测锥尖贯入阻力和侧壁摩擦阻力的同时，还可以量测侧向应力、热传导率、地温、倾斜、地震波、电阻率等参数，并逐步代替了单一型探头。随着电子技术的快速发展和机械制造工艺的提升，静力触探设备由单一的单桥探头逐步发展到双桥探头、孔压静探探头、波速静探探头、密度静探探头、地震静探探头等；探测深度由原来的不足10m到现在的近100m;记录方式由传统的人工读数到自动记录,设备传输由原有的电缆传输发展到无电缆声波传输，作业方式由人工向半自动、全自动作业方式转变；工程应用范围由浅层软土扩展至砂土、粉土、黏土、淤泥质土、素填土及含少量碎石的土。
硕士学位论文开题报告表
学号：*********** Nhomakorabea****
导师姓名：杨令强王君鹏
学科、专业：防灾减灾及防护工程
所属学院：土木建筑学院
2015年5月15日
学科、专业
防灾减灾及防护工程
研究方向
孔压静力触探
学位论文题目
现代多功能CPTU的数值模拟
论文类型
基础研究
应用研究
综合研究
其他
√
论文选题的目的、意义和研究动态：
（2）电阻率孔压静力触探(RCPTU)
近年来，国内外一些学者开始研究土的结构性与电阻率指标之间的关系，并且将其应用于评价土的天然结构状态和地基加固效果。如何有效地进行原位电阻率测试与室内测试对比，RCPTU的诞生为上述电阻率与土结构性之间关系的研究提供了条件，评价地基处理效果等具有较大的应用价值。RCPTU目前在环境岩土工程领域得到了很好应用，关于原位电阻率测试指标与土天然结构状态、宏观土性指标之间关系的研究相对较少。
1.选题目的及意义
近十几年来，我国经济建设高速发展，高速公路、铁路、桥梁及港口码头等大型交通基础设施建设日新月异，工程规模与建设水平处于国际空前水平。然而，工程建设中经常出现设计参数不可靠或不完全，施工过程中不断变更设计，沉降计算可靠性低，桥梁桩基设计随意性大等等问题，往往造成巨大经济损失或工程安全问题，影响正常营运。产生这些题的主要原因是岩土参数确定与设计方法与实际不符合。由于岩土工程参数与复杂多变的自然条件密切联系，确定岩土工程参数与合理设计往往成为工程建设的难点，是保证工程质量、缩短工程周期、降低工程造价、提高工程经济效益和社会效益的关键技术之一。钻孔取样、室内试验会造成土样扰动，试验结果难以反映地基岩土的真实状况，原位测试技术是在天然位置对岩土工程性能进行测试的一种技术，它勿需取样，简便快捷，是准确获得土性参数的有效方法。因此，研究基于高精度现场原位测试理论与技术，建立基于原位测试的土木工程设计计算理论，是当前我国工程领域迫切需要解决的重要课题。
静力触探技术(Cone Penetration Test,CPT)是岩土工程原位测试的主要技术之一，具有快速便捷、不需取样、数据量大、测试可靠等优点，尤其适用于高速公路、铁路这种线形分布、范围宽广的大型工程。但目前，我国工程设计中，主要采用我国上世纪60年代开发的单桥或双桥CPT技术，近几十年来几乎没有发展，存在着功能单一、技术粗糙、测试精度低、稳定性差和应用面窄等问题，与发达国家广泛使用的现代数字式多功能孔压静力触探试验(Piezocone Penetration Test,CPTU)存在巨大差距。
在此背景下，针对目前国内CPT测试技术与国际通用CPTU技术在理论研究与应用上的巨大差距和工程设计中存在的困难，而现代多功能数字式CPTU测试系统价格昂贵，国内高校很少具有备置条件，故很难对高速公路工程与大型桥梁工程等进行现场测试。通过对现代数字式多功能CPTU测试理论机理、工程设计应用方法等进行研究，采用数值模拟方式对多功能CPTU的新应用仿真，经济、周期短，与工程应用对比分析，为我国研制和开发多功能CPTU提供参考资料，实现CPTU功能进一步优化以及为CPTU在国内的普及具有积极意义。
多功能CPTU测试技术除了具有传统CPT技术所有功能外，在新型传感器技术的支持下，扩展了其在下述几个方面的应用:
(1)地震波孔压静力触探(SCPTU)
SCPTU是在CPTU探头加设l～2个加速度传感器从而形成“下孔法”测定U和V，进而可计算出土的小应变剪切模量(G)和约束模量(M)。目前，SCPTU在国外应用较成熟，主要用于确定地基土动力特性、桩基承载变形特性及荷载传递分析以及场地地震危险性分析、液化分析。
我国CPT技术在1970年以前基本上与国际水平同步发展，之后，虽然一些学者也进行了开发研究，但与国际水平渐行渐远，目前还主要采用传统的单、双桥CPT技术，无论是机理还是理论研究，在规范化、功能拓展、工程应用等方面均已明显落后国际水平，使我国岩土工程技术发展受到制约。而国际上近二十年在工程建设和传感器技术上取得巨大发展，研发了一系列地震波，电阻率，热导率等新型传感器，实现CPT的多功能、数字化发展，并拓展到了环境工程、海洋工程等领域，达到前所未有的水平。