土钉墙支护、悬臂桩与单支点桩板支护的结构计算及经济性研究

摘要

本文根据现有的较为成熟的一些计算方法编制了土钉墙、悬臂桩和单支点桩板支护结构的Matlab计算程序,对于土钉支护结构在条分法的基础上利用先进的计算机技术进行一些改进,使圆弧滑移面的搜索更为精确,该程序能自动搜索出最不利圆弧滑移面的位置;对于悬臂桩和单支点桩板支护结构,输入参数通过程序可自动验算结构的强度、变形和稳定性,并可输出结构工程造价.此外,在验证了程序的基础上进行一系列的计算,通过对计算结果的分析展现了各个不同参数变化时,土钉支护结构、悬臂桩支护结构和单支点桩板支护结构工程造价的变化情况,从而对以后的实际工程设计提出更为合理化的建议.如果已知相关设计参数和土体参数,利用程序也可以直接得到设计所需的支护结构的各种参数.最后通过对相同参数的基坑分别进行三种支护结构设计,以工程造价为评价目标,对深基坑支护进行选型,说明结构选型的必要性,并为深基坑支护选型设计的进一步开展提供有利条件.当然,为方便使用,也可根据此程序编制在各种不同情况下的多工况组合的土钉支护结构的设计计算表格,供设计时直接查用.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1课题的来源、意义、目的

1.1.1课题的来源

1.1.2课题的意义

1.1.3课题的目的

1.2深基坑支护的研究现状

1.2.1概述

1.2.2基坑环境调查的重要性及调查对象

1.2.3现有基坑设计方法的缺陷和影响因素

1.3支护结构

1.3.1支护技术的发展

1.3.2支护安全等级

1.3.3支护结构选型

1.3.4支护的计算理论

1.3.5支护结构的稳定性

1.3.6支护结构的极限状态

1.3.7支护结构的破坏形式

1.3.8支护结构的作用效应、几何参数和设计状态

第二章作用于支护结构上的荷载

2.1概述

2.2作用在支挡结构上的土压力的形成过程

2.3作用于支护结构上的水压力的计算

2.3.1水压力的计算图式

2.3.2水土合算与水土分算

2.4作用于支护结构上的土压力的计算

2.4.1支护结构土压力计算的七种理论概述

2.4.2土压力的几种计算方法

2.5选用土压力理论计算支挡结构的土压力应注意的问题

2.6支挡结构上的土压力取值

第三章土钉墙支护结构的设计方法

3.1土钉墙结构设计

3.1.1概述

3.1.2土钉支护在国外的发展状况

3.1.3土钉支护我国的发展概况

3.1.4土钉支护的适用范围

3.1.5土钉的优点与局限性

3.1.6土钉支护的构造

3.1.7土钉墙支护结构组成及作用机理

3.1.8土钉支护结构设计过程

3.1.9作用于土钉墙背后的土压力

3.1.10土钉支护结构内部稳定性验算

3.1.11土钉支护结构外部稳定性验算

3.1.12喷混凝土面层设计

3.1.13土钉墙设计的构造措施

3.1.14土钉墙支护设计应注意的几个问题

3.2排桩式支护结构概述

3.2.1悬臂板桩支护结构设计

3.2.2悬臂式排桩支护结构工作原理

3.2.3悬臂式支护结构特点和适用范围

3.2.4悬臂式排桩支护结构支护计算公式

3.3单支点支护结构设计计算方法

3.3.1锚杆锚固技术作用机理与设计原理

3.3.2锚杆设计步骤

3.3.3锚杆单支点桩板支护结构的计算

3.3.4单支撑(锚)挡土桩计算要点

第四章三种支护结构程序及计算结果分析

4.1程序编制及说明

4.1.1MATLAB语言简介

4.2土钉墙程序设计思想

4.2.1程序使用说明

4.2.2程序计算结果

4.3悬臂式板桩程序使用说明

4.3.1程序结构

4.3.2变量输入方式及主要输出变量说明

4.3.3程序计算结果

4.4单支点桩板支护程序使用说明

4.4.1程序结构

4.4.2变量输入方式及主要输出变量说明

4.4.3程序计算结果

第五章三种支护结构选型的经济对比分析

5.1单支点桩板支护结构计算结果

5.2悬臂桩支护结构计算结果

5.3土钉墙支护结构计算结果

5.4对比分析

第六章工程实例

第七章结论与展望

7.1结论

7.2有待进一步研究的问题

附录一土钉墙支护结构计算程序

附录二悬臂桩结构计算程序

附录三单支点桩板支护结构计算程序

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文