西安地区深基坑支护结构的优化方法研究

论文摘要

深基坑工程是岩土工程学科中理论和实践性都很强的内容。通过优化设计,做到深基坑工程的安全、经济,是重要的研究方向。本文开展对西安黄土地区深基坑支护工程的优化设计研究,有较强的工程实际意义。论文针对西安地区常用的土钉墙、悬臂护坡桩和锚杆护坡桩三种支护结构,提出了以下两点：①对于土钉墙支护结构,改进了土钉墙支护体系的整体稳定性验算方法,体现了其与土钉长度和直径变化的动态过程；采用分级验算的方法,保证了施工和使用过程中的安全；②对于锚杆护坡桩支护结构,提出将锚杆考虑成弹性支座作用在护坡桩上的有限元计算模型,并给出了相应的求解方法。在认真总结、分析基坑支护体系设计理论的基础上,针对这三种支护形式,建立了以工程造价为目标函数的优化模型,采用MATLAB中的遗传算法对支护结构的设计进行优化分析。研究了各种变量对基坑和支护结构稳定性与工程造价的敏感性；并将这种优化分析应用于实际工程,表明其合理性与可行性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 选题的背景、意义和目的
• 1.1.1 选题的背景
• 1.1.2 选题的意义
• 1.1.3 选题的目的
• 1.2 深基坑支护工程的概述
• 1.2.1 基坑开挖对周围环境的影响
• 1.2.2 支护结构的作用
• 1.2.3 常用的支护结构
• 1.2.4 支护结构内力计算特点及现状
• 1.2.5 支护结构的侧向土压力计算模型
• 1.3 深基坑支护结构的优化与选型研究现状
• 1.4 本文研究的主要内容
• 2 西安地区常用基坑支护结构的设计计算
• 2.1 西安地区常用基坑支护方式
• 2.2 土钉墙支护结构计算
• 2.2.1 设计原则
• 2.2.2 设计方法
• 2.3 悬臂桩支护结构的计算
• 2.3.1 设计原则
• 2.3.2 设计方法
• 2.4 锚杆护坡桩支护结构的计算
• 2.4.1 设计原则
• 2.4.2 设计方法
• 3 支护结构的优化设计
• 3.1 遗传算法
• 3.1.1 遗传算法简介
• 3.1.2 遗传算法的优点
• 3.1.3 遗传算法的步骤
• 3.2 土钉墙支护结构的优化设计
• 3.2.1 影响因素
• 3.2.2 优化方法
• 3.2.3 优化方式的实现
• 3.3 悬臂桩支护结构的优化设计
• 3.3.1 影响因素
• 3.3.2 优化方法
• 3.3.3 优化方式的实现
• 3.4 锚杆护坡桩支护结构的优化设计
• 3.4.1 影响因素
• 3.4.2 优化方法
• 3.4.3 优化方式的实现
• 4 基坑支护优化的工程实际应用
• 4.1 工程概况
• 4.1.1 场地工程地质条件及土层物理参数
• 4.1.2 系统方案优化分析
• 4.2 土钉墙支护方式的优化设计与分析
• 4.3 悬臂桩支护方式的优化设计与分析
• 4.4 不同基坑深度下支护结构造价对比
• 5 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 硕士研究生学习阶段发表论文