化學(xué)品生產(chǎn)技術(shù)專業(yè)畢業(yè)論文開題報告
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化學(xué)品生產(chǎn)技術(shù)專業(yè)畢業(yè)論文開題報告1
一、選題依據(jù)
軟粘土是軟弱性粘土的簡稱，又稱軟土，其特點是天然含水量高、天然孔隙比大、抗剪強度低、壓縮性高、滲透性差。在荷載作用下，軟粘土的承載能力低，地基沉降變形大，且存在較嚴重的沉降差異問題。為保證工程質(zhì)量，在實際工程中軟粘土地基應(yīng)采取合理有效的方法處理。我國的軟土主要分布在東南沿海及各大江大河的入海三角洲沖積平原地區(qū)，從北至南有天津塘沽、連云港、上海、寧波、溫州、福州、珠海、深圳等地。內(nèi)陸主要是湖沼或者山谷沖積而成，分布范圍較小，不成片分布。因此，軟基處理一直是人們十分關(guān)注的課題。
明達工業(yè)(太倉)有限公司軟基處理工程為江蘇省重點項目。明達工業(yè)(太倉)有限公司新建廠區(qū)位于太倉市浮橋鎮(zhèn)，為通港路以北，濱江路以西的地塊，擬建的一期工程，占地面積為447畝，平面為長方形。本工程為工業(yè)工廠，設(shè)施包括廠房、倉庫、辦公樓、宿舍樓、輔助建筑物等。
該擬建場地位于長江三角洲前緣，其地貌屬于沖擊平原類型。場地地勢平坦，場地內(nèi)分布有河網(wǎng)密布；場區(qū)地面標高在1.52～2.93m之間。地表淺層為軟弱的淤泥質(zhì)土，含水量大，孔隙比大，承載力低，變形量大。如果不對其進行處理，地基承載力達不到設(shè)計要求，而且會產(chǎn)生較大的不均勻沉降，影響將來場區(qū)的正常運營，必須采取合理有效的地基處理方法對其進行處理。
對于本工程，采用預(yù)處理動力固結(jié)法進行加固處理，預(yù)處理工藝采用真空降水，強夯法又稱為動力固結(jié)法，故本次預(yù)處理動力固結(jié)法即為真空降水聯(lián)合低能級強夯，可簡稱為降水強夯法。場區(qū)軟土在真空降水下，一方面使地下水位下降，造成對土體的預(yù)壓加固，使軟土中的部分空隙水排出，空隙減��；另一方面又降低了軟土的含水量，為后續(xù)的低能量強夯創(chuàng)造不發(fā)生橡皮土的條件。強夯法是一種經(jīng)濟高效的地基處理方法，利用夯錘自由落下的動能在土體中轉(zhuǎn)化成很大的沖擊波和高應(yīng)力，從而提高地基承載力，降低壓縮性，提高均勻性，改善起抵抗震動液化的能力等。
本項目為國家建設(shè)部科研攻關(guān)基金資助項目高能級強夯地基加固機理工法研究與專用機械研制(編號：04-2-016)；現(xiàn)代建筑設(shè)計集團基金項目高能級強夯與預(yù)處理動力固結(jié)法研究(編號：2004-結(jié)-地-03)的一部分。
二、文獻綜述
國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
1、強夯法
強力夯實法(簡稱強夯法)亦名動力固結(jié)法，是一種快速加固地基的方法。這種方法是60年代末法國梅那技術(shù)公司(Louis Menard Technique)首先開創(chuàng)的。它是將很重的錘一般為100~400kN)提起從高處自由落下(落距一般為6~40m)，以沖擊荷載夯實軟弱土層，使地基受沖擊力和振動，土層被強制壓密，從而提高地基土強度，降低土層的壓縮性，改善土的振動液化條件，以達到地基加固的目的。
強夯法自70年代開始工程應(yīng)用以來，以其機械設(shè)備簡單、施工組織管理方便、加固效果顯著、工程投資少等優(yōu)點，很快引起世界各國工程界的注意。如今強夯法加固地基的應(yīng)用范圍已由最初的砂性土和碎石土發(fā)展到處理各種雜填土、濕陷性黃土、一般粘性土、軟土以及工業(yè)生活垃圾等各種地基，成為常用的經(jīng)濟簡便的地基加固方法之一。
我國于1978年首次由交通部一航局科研所進行了強夯法試驗研究；1979年8月又在秦皇島碼頭堆煤場細砂地基進行了試驗和強夯加固施工，效果顯著；同年，中國建筑科學(xué)院在河北廊坊機械化研究所宿舍工程中也進行強夯法處理可液化砂土和輕亞粘土地基的野外試驗研究，也取得了較好的加固效果。通過上述試驗研究及實際工程應(yīng)用，初步總結(jié)出一套適合我國情況的強夯工藝，在我國地基加固領(lǐng)域里填補了一項空白，促使了強夯法在我國的廣泛應(yīng)用。
強夯法的基本特征表現(xiàn)為:①強夯法處理后的地基可使土的壓縮性明顯降低，不同程度地提高了地基土承載力；②強夯處理能使地基強度趨向均勻，有效消除不均勻沉降；③與其他夯擊法相比，強夯法夯擊能量大，可根據(jù)地基處理要求來確定夯點間距、夯擊能量及夯擊方法，特別使地基深處土體性能得到改善；④施工中必要的夯擊能量可以分幾遍完成強夯法施工設(shè)備簡單，無需加固材料，費用低，周期短，具有廣闊的應(yīng)用前景。值得注意的是強夯法的適用范圍與其土質(zhì)及地質(zhì)構(gòu)造均有關(guān)，條件適當時可以有效加固軟基。由于對強夯加固軟基的機理、效果、設(shè)計計算方法與工藝措施的研究仍不全面和透徹，故強夯工程實驗與觀測分析是必要的。
2、真空降水
真空堆載預(yù)壓法是一種新型的地基處理方法，最早是瑞典皇家地質(zhì)學(xué)院Kjellmen于1952年提出的。國內(nèi)1958年天津大學(xué)就開始進行真空排水固結(jié)的室內(nèi)試驗研究。在早期，由于工藝上存在問題，導(dǎo)致真空預(yù)壓未能在工程中應(yīng)用。直到80年代，交通部一航局、天津大學(xué)和南京水利科學(xué)院等單位對這項技術(shù)進行室內(nèi)和現(xiàn)場試驗研究，取得了成功經(jīng)驗，膜下真空度可以達到85~92kPa，并成功地將這項技術(shù)應(yīng)用于天津新港軟基加固工程中。此后，真空預(yù)壓法在工程中得到了推廣應(yīng)用。
目前，我國在抽真空設(shè)備的研制、真空預(yù)壓施工工藝的改進、真空度和預(yù)壓時間的控制、設(shè)計計算理論的發(fā)展等方面均取得了進步，解決了很多技術(shù)難題。真空預(yù)壓已作為較成熟的技術(shù)在港口、公路、鐵路、能源、房屋建筑工程中得到了成功應(yīng)用。
3、真空降水聯(lián)合低能級強夯法
真空降水聯(lián)合低能級強夯法是采用由真空降水和低能級強夯兩道工序組成的施工工藝，其中：真空降水是由改進后的真空井點對加固范圍內(nèi)的地基進行強排水，這種設(shè)備功率比常用輕型井點大得多，可產(chǎn)生較大排氣量和較高的真空度，即使在滲透系數(shù)較低的粘土中，也能通過形成的新水頭梯度來加快地下水的滲流；低能級強夯主要采用錘擊，即通常的強夯法。通過對上述兩道工序的多遍循環(huán)，可達到加固地基的目的。真空降水聯(lián)合低能級強夯法的特點：一是夯擊前采用真空降水，可降低地下水位、減小被處理土體的含水量和飽和度等，使地基受擊后，地下水位以上土體可產(chǎn)生較大的壓縮變形，地下水位以下土體可減小土體中的超孔隙水壓力；二是夯擊后采用真空排水，以加快超孔隙水壓力消散，此外，結(jié)合每遍夯擊的間隔時間，可盡量避免彈簧土的形成；三是通過調(diào)整夯擊力等參數(shù)，使淺層地基達到較高的密實度；四是大面積加固，對地基有一定的降水預(yù)壓作用。
真空降水聯(lián)合低能級強夯法的加固機理是以不完全破壞土體結(jié)構(gòu)強度為前提，根據(jù)土體強度提高情況，逐步增加能量的動力固結(jié)。通過設(shè)置豎向排水和表面水層排水等主動排水法，使之在土體中形成微裂縫排水。因此，強夯能量的控制應(yīng)掌握以下原則：激發(fā)土體孔壓，并使土體產(chǎn)生微裂縫，但又不完全破壞土體結(jié)構(gòu)強度，不形成橡皮土先輕后重，少擊多遍，從上至下，逐步增大加固深度與范圍。
4、強夯處理地基的檢測
4.1靜力觸探試驗
靜力觸探(cone penetration test)自1917年雅典正式以來，至今已有80年的歷史。靜力觸探是通過一定的機械裝備，將一定規(guī)格的金屬探頭用靜力壓入土層中，同時用傳感器或直接量測儀表測試土層對觸探頭的貫入阻力，以此來判斷、分析、確定地基土的物理力學(xué)性質(zhì)。
靜力觸探的主要優(yōu)點是連續(xù)、快速、精確；可以在現(xiàn)場直接測得各土層的貫入阻力指標；掌握各土層原始狀態(tài)(相對于土層被擾動和應(yīng)力狀態(tài)改變而言)下有關(guān)物理力學(xué)的性質(zhì)，這對于地基在豎向變化比較復(fù)雜，而用其他常規(guī)勘探手段不可能，能大密度取土或測試來查明土的變化；對于飽和砂土、砂質(zhì)粉土以及高靈敏度軟粘土層中鉆探取樣往往不易達到技術(shù)要求，或者無法取樣的情況；用靜力觸探連續(xù)壓入測試，則顯出其獨特的優(yōu)越性。但是，靜力觸探也有不足之處：不能對土層進行直接的觀測、鑒別；由于穩(wěn)固的反力問題沒有解決，測試深度不能超過80m；對于含碎石、礫石的土層和很密實的沙層一般不適合應(yīng)用等。
4.2瑞雷波檢測技術(shù)
瑞雷波(面波)檢測是一種新型的無損檢測方法，通過在地表進行地層波速測試，瑞雷波在地面表層傳播，頻率不同，影響的地層深度也不同。因此，在同一地段測出一系列不同頻率的波，就可得到一條頻散曲線，通過頻散曲線的分析、反演優(yōu)化，可對地下構(gòu)造進行解釋。利用瑞雷波檢測是基于瑞雷波的兩個特性:一是在分層介質(zhì)中傳播時的頻散特性；二是傳播速度與介質(zhì)物理性質(zhì)的密切關(guān)聯(lián)性。
4.3平板載荷試驗
載荷試驗是一種最古老的地基土原位測試技術(shù)，它實際上是模擬建筑物基礎(chǔ)受荷條件的現(xiàn)場模擬試驗。該方法是在剛性承壓板上加荷，測定天然埋藏條件下地基土的變形，可測定地基土的變形模量、評定地基土的承載力及預(yù)估實體基礎(chǔ)的沉降。對于不能用小試樣試驗的各種填土、含碎石的土等，最適宜于用載荷試驗確定壓力與沉降的關(guān)系。但載荷試驗一般受荷面積較小，加荷影響深度不超過承壓板邊長(或直徑)的2倍。試驗點的數(shù)量≮3點，當其極差不超過平均值的30%時，可取平均值作為地基承載力標準值。平板載荷試驗(PLT)只反映承壓板下1.5～2.0倍承壓板直徑或?qū)挾确秶鷥?nèi)地基土強度、變形的綜合性狀，但它是最直接、最可靠的試驗方法，其他試驗手段的結(jié)果均以載荷試驗的結(jié)果為參考依據(jù)。
參考文獻
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三、設(shè)計(論文)內(nèi)容
1、軟基處理技術(shù)的比選
軟弱地基的加固處理，按其原理和作法的不同，可分為以下九類：換(填)墊層法、預(yù)壓法、強夯法、振沖法、擠密樁法、砂石樁法、深層攪拌法、高壓噴射注漿法、托換法。適合本工程地基處理的方法有預(yù)壓法、強夯法、碎(砂)石樁法、深層攪拌法等。
在同樣滿足地基設(shè)計要求的情況下，真空降水聯(lián)合低能級強夯在造價上比其它常規(guī)軟基處理方法要來的經(jīng)濟的多。并且真空降水聯(lián)合低能級強夯具有工期短、加固效果好、工藝簡單等優(yōu)點。
2、方案設(shè)計
擬通過本次地基加固處理達到的目標是：
(1)地基承載力不小于120KPa，6m以內(nèi)軟弱層地基承載力提高30%以上，有效加固深度6m，影響深度8m。
(2)在50KPa均布荷載作用下，長期總沉降量小于30cm，不均勻沉降控制在1以內(nèi)。
(3)處理過程消除沉降量不小于70cm。
在以上加固要求下，根據(jù)規(guī)范規(guī)定進行強夯工藝參數(shù)的設(shè)計。
3、施工過程的`監(jiān)測數(shù)據(jù)分析
3.1地面沉降觀測
布置15m15m的地面沉降測點方格網(wǎng)，測量強夯前、第一遍強夯后、第二遍強夯后和滿夯后的地面平均沉降情況。以動態(tài)了解土體加固效果，及時調(diào)整施工工藝和參數(shù)。
3.2孔隙水壓力監(jiān)測
強夯時地基土體受到?jīng)_擊荷載發(fā)生瞬時的壓縮和擠密，孔隙減少，孔壓升高，隨著孔壓消散，土的有效應(yīng)力增加。若土體的滲透性較差時，沖擊產(chǎn)生的超孔隙水壓力不易消散，就會在飽和細粒土中產(chǎn)生較大的超孔隙水壓力，對地基構(gòu)成潛在的不穩(wěn)定因素，也降低了夯擊的效率。通過孔隙水壓力觀測，以便及時了解強夯加固效果，調(diào)整確定最大夯擊能，兩個夯擊點之間的間距以及前后兩夯擊遍數(shù)之間的間隔時間，確定最佳夯擊擊數(shù)等施工參數(shù)。
3.3地下水位監(jiān)測
對降水及強夯過程中的地下水位變化進行動態(tài)觀測，了解降水效果，根據(jù)實際情況確定最優(yōu)降水方案。
4、夯后地基的檢測
強夯處理的地基，其強度是隨著時間增長而逐步恢復(fù)和提高的，因此在強夯施工結(jié)束后，應(yīng)間隔一定時間方能對地基質(zhì)量進行檢測。其間隔時間可根據(jù)土的性質(zhì)而定，時間越長，強度增長越高，對于碎石土和砂土地基，其間隔時間可取1～2周；對低飽和度的粉土和粘性土地基，可取2～4周。
在對強夯法加固后地基的檢測，要求一般性工程場地采用兩種或兩種以上手段檢測，對大型工程應(yīng)進行大壓板載荷試驗。在檢測數(shù)量方面，對于簡單場地上的一般建筑物，每個建筑物地基的檢測點不少于3處；對于復(fù)雜場地或重要建筑物，應(yīng)增加檢測點數(shù)。檢測深度應(yīng)不小于設(shè)計處理深度。
4.1鉆孔取樣及室內(nèi)土工試驗
4.1.1試驗?zāi)康?/p>
取得土的含水量、孔隙比、壓縮系數(shù)、壓縮模量、滲透系數(shù)等指標。
4.2靜力觸探試驗
4.2.1試驗?zāi)康?/p>
通過貫入阻力的變化，達到了解土層工程性質(zhì)的目的。
4.2.2試驗方法
試驗時，用靜力將探頭以一定的速率壓入土中，利用探頭的傳感器，通過儀器將探頭的貫入阻力記錄下來。
4.3瑞雷波(Rayleigh)測試
4.3.1試驗?zāi)康?/p>
通過夯前、夯后瑞雷波測試，對比前后頻散曲線變化，判定強夯有效加固深度和影響深度。
4.3.2試驗方法
根據(jù)檢測方案和測試內(nèi)容布置激震器，在震源同一側(cè)以一定間距布置檢波器以接收波，在整個場區(qū)布置多條測線，根據(jù)DZ/T01701997《淺層地震勘查技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定進行檢測。瑞雷波現(xiàn)場測試工作于夯前、夯后分別進場1次，采集數(shù)據(jù)進行前后對比，比較夯前、夯后的不同。
4.4平板載荷板試驗
4.4.1試驗?zāi)康?/p>
通過試驗確定地基承載力、壓縮模量是否滿足設(shè)計要求。
4.4.2試驗方法
試驗時，用一定面積的承載板向地基施加豎向荷載，觀察地基變形和破壞現(xiàn)象。本次夯后共進行3組平板載荷試驗，分夯間、夯點進行，試點編號分別為(夯間)、(一遍夯點)、(二遍夯點)，測點布置見附錄。載荷板面積為0.7m0.7m，最大加載量按設(shè)計要求地基承載力特征值的2倍加載，即為240kN。
載荷試驗要求如下：
a.試驗在夯后地面以下20～30cm處進行，保持試驗土層的原狀結(jié)構(gòu)和天然濕度，在擬試壓表面用超過10mm厚的中粗砂找平。
b.加荷等級為10級，最大加荷量為2倍設(shè)計荷載。每級加荷后按間隔5min、5min、10min、10min、15min、15min，以后為每隔半小時讀一次沉降，連續(xù)兩小時內(nèi)，每小時的沉降量小于0.1mm時，可加下一級荷載。
c.在試驗時出現(xiàn)承壓板周圍的土明顯的側(cè)向擠出或出現(xiàn)裂縫和隆起，沉降急劇增大，荷載～沉降曲線出現(xiàn)陡降段；或在某一荷載下，24h內(nèi)沉降速率不能達到穩(wěn)定標準；或s/b大于等于0.06(b為承壓板寬度或直徑)，可以終止加載。滿足其中一條時，其對應(yīng)的前一級荷載定為極限荷載。卸載時按三倍加載分級進行，并測讀殘余沉降量。
d.承載力確定可按p～s曲線上有明確的比例界線所對應(yīng)的荷載值，或取s=0.01b、0.02b、0.03b所對應(yīng)的荷載值。
4.5檢測結(jié)果分析
根據(jù)上述檢測得出強夯后的各項指標，在加固深度、地基承載力等方面驗算本次地基加固處理是否達到預(yù)期效果。
5、施工工藝與技術(shù)參數(shù)的優(yōu)化
根據(jù)夯后的檢測數(shù)據(jù)以及施工期間的檢測數(shù)據(jù)，進行施工工藝以及技術(shù)參數(shù)的優(yōu)化。
四、工作計劃
20xx.4.16至20xx.4.22參考資料清單
20xx.4.23至20xx.4.29文獻綜述，英文參考文獻翻譯
20xx.4.30至20xx.5.7開題報告
20xx.5.8至20xx.6.10數(shù)據(jù)圖表及結(jié)果分析
20xx.6.11至20xx.6.17論文初稿
20xx.6.18至20xx.7.1論文修改稿
20xx.7.2至20xx.7.6論文答辯
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一、選題的依據(jù)：
1、本選題的理論、實際意義
聚氨酯防水涂料于20世紀60年代最先在美國、日本、德國等工業(yè)發(fā)達國家研發(fā)并普及，70年代我國才開始進行聚氨酯防水涂料理論及應(yīng)用的研究。聚氨酯涂料因其具有優(yōu)異的彈性、耐久性、耐磨性、耐藥品性、防水層輕、無接縫、容易修補、適宜作外露防水層等特點而被廣泛應(yīng)用。進入21世紀，人們的環(huán)保意識日漸增強，相應(yīng)的政策法規(guī)也已出臺，對涂料的環(huán)保性提出了更嚴格的要求。隨之聚氨酯涂料的研究也完成了劃時代的革新，使產(chǎn)品由傳統(tǒng)焦油型聚氨酯防水涂料轉(zhuǎn)變?yōu)樾滦头墙褂托途郯滨シ浪苛希瑥亩蔀榄h(huán)境友好型材料之一。介紹非焦油型聚氨酯涂料在環(huán)保方面的研究進展并指出其發(fā)展的方向。
目前制備聚氨酯防水涂料通常是以FGH（2.4—甲苯二異氰酸酯或2.6—>甲苯二異氰酸酯）、-GH（二苯基甲烷—4.4—二異氰酸酯）、1C1H（多苯基多次甲基多異氰酸酯）和聚醚作基本原料，耐候性較差
2、ZNO2等無機粒子。另外，環(huán)保型涂料不僅對環(huán)境無害，而且應(yīng)該可以凈化環(huán)境中的有害物質(zhì)，如果利用F2A!納米粒子的光催化特性將有害物質(zhì)氧化、降解，也可以達到環(huán)保的目的。目前，納米TIO2在聚氨酯防水涂料中應(yīng)用的研究還鮮見報道。但是，此類工作應(yīng)建立在對納米改性涂料有一個全新的認識的基礎(chǔ)上，需要真正了解納米材料發(fā)揮的功能，而且在研究工作中對涂料性能的評價不要只停留在宏觀檢測上，更重要的是借助現(xiàn)代化儀器測試涂膜性能，深入到內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)和界面狀態(tài)等進行微觀檢測，并對涂膜進行一些非破壞性測定。國外用于研究和檢測納米改性涂料的儀器包括K射線分析儀、K射線光電子光譜儀、自動化電子光譜儀、離子微分析儀、傅立埃變換紅外光譜儀、紫外光譜儀、核磁共振、色差計、橢圓對稱儀、綜合腐蝕速率測定儀、超聲波顯微鏡等9L:，采用這些先進的涂料檢測技術(shù)是值得借鑒的。
二、研究內(nèi)容
在我國目前使用的主要是非焦油系列雙組份聚氨酯防水涂料，A組分由甲苯二異氨酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯與丙二醇醚、丙三醇醚等原料在加熱攪拌條件下，經(jīng)過氫轉(zhuǎn)移的加成聚合反應(yīng)制成；B組分主要是胺類固化劑或羥基類固化劑，加入適量的增塑劑、防霉劑、填充劑及促進劑等，在加熱攪拌條件下制成的一種混合物。它適用于各類的屋面、衛(wèi)生間防水工程、以及地下室、游泳池、人防工程、貯存池等迎水面防水。
在涂刷聚氨酯防水涂料之前，必須對基面進行處理，要求堅實、平整，無明顯缺邊、掉角、空鼓、裂縫、凹坑、倒坡、起砂等缺陷，以及表面無浮灰。此外，還要嚴格控制基層的含水率，確保含水率在10%以下，可用約1㎡油氈覆蓋基層表面2～3個小時觀察其有無水汽來鑒別。
施工時嚴格按產(chǎn)品說明書要求的配合比進行A，B兩種組分配料、混合；單組分允許偏差不得超過5%。兩種組分混合時，應(yīng)先將主劑A料放入容器內(nèi)，再緩慢加入B料，并立即攪拌均勻，攪拌時間以3～5min為宜，拌好的聚氨酯涂料稠度變稀、色澤由藍綠漸變成黑亮即可使用，即熟化時間約5～20min。聚氨酯防水涂料的涂覆通常分兩遍進行，涂刮厚度一般以1.0mm左右為宜，在第一遍涂層表干固化后即可進行第二遍涂料施工，涂刮的方向必須與第一遍方向垂直，時間間隔以手觸不粘為準。
聚氨酯防水涂層做好后必須做保護層，非上人屋面在面層完全固化后，應(yīng)立即做保護層，可涂刷反光涂料，撒細砂、云母片等。地下室、水池、廚衛(wèi)間防水涂層表面的保護層可用飾
面磚取代；地下室外防水外側(cè)不設(shè)飾面層時，可用砌磚、抹灰、貼聚苯板等多種方法保護。
三、研究方法
本課題采用文獻研究法和案例分析方法進行研究。
先通過文獻研究法全面正確的掌握聚氨酯防水涂料及施工工藝的狀況，再用案例分析法，通過對其中一些案例的分析與歸總氨酯防水涂料及施工工藝。
四、進程安排和采取的主要措施
1、選題：20xx年11月底以前。
2、開題：20xx年12月1日—12月31日，擬定論文寫作提綱即開題報告。
3、第一稿：20xx年1月1日—20xx月2月15日，撰寫論文初稿。
4、第二稿：20xx年2月16日—3月15日，查閱資料，撰寫論文第二稿。
5、第三稿：20xx年3月16日—4月30日，再次修改論文，完成第三稿。
6、定稿：20xx年5月1日—5月20日，完成論文定稿，并申請論文答辯。
7、答辯：按學(xué)院統(tǒng)一安排，撰寫論文答辯提綱，準備答辯。
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