重力式、悬臂式、扶壁式挡土墙结构优化设计与选型

摘要

本文首先在现有理论的基础之上建立重力式、悬臂式、扶壁式三种类型的挡土墙结构的优化模型,为保证该程序的使用范围,在优化模型中考虑了有粘性填土的土压力,特别是推导了粘性填土的第二破裂面计算公式,然后利用Matlab在复形法优化算法的基础上编写了该三种挡土墙结构型式的优化程序,最后在相同参数的前提,对该三种支挡结构进行最优经济对比分析,在单种类型结构优化的基础上进行结构选型分析,并且在已编制的优化程序的基础上进行不同土质参数及坡高等的系列计算,通过对计算结果的对比分析总结出结构选型分析的优选结果,把传统的单一结构优化设计提升到多种结构优化比选,实现了高一层次的优化设计,本文研究结论为优选设计提供了新的途径,研究结果也可为设计人员在实际设计时提供参考.

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挡土墙支挡结构的理论及研究现状

1.2.1挡土墙的发展史及种类

1.2.2挡土墙设计理论

1.2.3结构工程、岩土工程中优化设计发展概况

1.3挡土墙在我国的发展现状

1.4本文研究的主要内容

第二章作用于挡土墙结构上的土压力

2.1概述

2.2结构上的土压力形成过程

2.3关于土压力计算的几种计算理论及其分析

2.3.1主动土压力理论概述

2.3.2粘性土主动土压力的几种计算理论

2.3.3粘性土主动土压力公式的计算对比分析和选用

2.3.4选用土压力理论另外应注意的问题

2.4水压力

2.4.1水压力的一般计算方法

2.4.2水压力的计算图式

2.4.3土的抗剪强度试验方法与指标问题

2.4.5水土压力量测及其成果

第三章挡土墙的传统结构设计计算

3.1重力式挡土墙结构计算

3.1.1稳定性验算

3.1.2挡土墙截面强度验算

3.1.3基础设计

3.2悬臂式挡土墙结构计算

3.2.1土压力计算

3.2.2墙身和底板截面尺寸的确定

3.2.3内力计算

3.2.3截面配筋设计

3.4扶壁式挡土墙结构计算

3.3.1墙面板设计计算

3.3.2墙踵板设计计算

3.3.3扶肋设计计算

3.3.4挡土墙配筋设计

第四章三种挡土墙结构的优化设计模型

4.1优化算法及其程序设计

4.2重力式挡土墙结构优化模型

4.2.1参数

4.2.2优化变量

4.2.3目标函数

4.2.4土压力

4.2.5挡土墙自重

4.2.6约束条件

4.3悬臂式挡土墙结构优化设计

4.3.1参数

4.3.2优化变量

4.3.3目标函数

4.3.4土压力

4.3.5挡土墙自重

4.3.6约束条件

4.4扶壁式挡土墙结构优化设计

4.4.1.参数输入

4.4.2.优化变量

4.4.3目标函数

4.4.4.土压力模型

4.4.5挡墙自重

4.4.6换算荷载设计值

4.4.7约束条件

第五章三种挡土墙结构的优化设计

5.1 MATLAB简介

5.2重力式挡土墙优化设计

5.2.1重力式挡土墙优化设计与工程实例对比

5.2.2重力式挡土墙的系列优化设计

5.3悬臂式挡土墙优化设计

5.3.1悬臂式挡土墙优化设计与工程实例对比

5.3.2悬臂式挡土墙系列优化设计

5.4扶壁式挡土墙结构优化设计

5.3.1扶壁式挡土墙优化设计与工程实例对比

5.3.2扶壁式挡土墙系列优化设计

第六章三种挡土墙结构的结构优化选型

6.1重力式、悬臂式、扶壁式挡土墙最优造价对比

6.2重力式、悬臂式、扶壁式挡土墙结构选型分析

第七章结论与展望

7.1结论

7.2展望

附录1

附录2

附录3

参考文献

致谢

攻读硕士期间的科研工作及发表论文

发表论文

所做科研工作