基于模糊数学理论对深基坑支护结构优化设计研究

摘要

深基坑支护工程是许多科研学者和专家们关注的岩土工程中的难点热点问题，它是一个比较复杂的系统工程,其影响因素很多，而且各个因素之间相互联系相互制约。如果对支护方案和设计参数的不合理选择，会直接影响基坑工程的安全、造价、施工工期及基坑周边环境。因此，在基坑工程中，对支护方案进行优选和对支护结构参数进行优化显得尤为重要。虽然之前关于此方面的研究较多，但从支护方案的选择到支护结构参数的确定再进行数值模拟分析提出合理化建议来优化支护结构一套整体优化方法的提出还属首次。通过该方法在基坑工程中的运用，使得基坑工程更安全、更经济。
　　本文首先根据深基坑工程理论与实践，总结了土压力基本原理、支护结构设计计算的方法和现有常见的几种基坑支护型式及其适用条件和优缺点，再介绍基坑支护进行优选设计的原理及依据；在以安全、经济、环境影响小和施工合理为目标的情况下，利用层次分析法结合模糊综合评判法，构建层次结构模型，计算出综合评判值，通过对比判断出最优支护方案；对基坑支护结构进行细部结构优化，主要是从经济和安全两主要方面进行讨论，确定桩径、桩嵌固深度、锚固位置、锚杆倾角等参数。
　　在具体工程实例中，用层次分析法结合模糊综合评判法对基坑已初选出的三种方案地下连续墙、灌注桩+内支撑和灌注桩+锚杆，利用模糊数学理论对其进行优化分析，最终择出最优的支护方案灌注桩+锚杆。然后利用理正深基坑软件对优选出的方案进行结构参数优化，通过单一变量原则确定桩径、嵌固深度、锚杆固定的位置和锚杆倾角度最优结构参数，使得基坑工程更安全、更经济。
　　最后运用FLAC3D软件对最优支护结构进行数值模拟分析，对开挖前应力、开挖各阶段的应力及水平位移、桩身水平位移和基坑周边土体位移进行分析，通过分析,指出基坑工程中可能存在的薄弱环节并提出合理化建议,对支护工程进行优化。能够在基坑支护结构设计中提供有益的参考及借鉴作用。

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第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 深基坑支护工程优化设计方法及研究现状

1.3 本文研究的技术路线及主要内容

第2章 支护结构计算的基本原理及基坑支护形式

2.1 土压力计算原理

2.2 基坑支护结构设计计算理论

2.3 深基坑常用支护结构类型

2.4 本章小结

第3章 深基坑支护结构方案优化

3.1 深基坑支护结构方案优选理论研究

3.2深基坑支护方案优选模型的建立和模糊综合评判优选

3.3基坑支护结构细部优化

3.4本章小结

第4章 工程实例方案优选分析

4.1 工程概况

4.2 拟建场地岩土工程条件

4.3 基坑设计深度的确定

4.4基坑支护设计安全等级

4.5基坑支护方案的初选

4.6 基坑支护结构的细部优化

4.7 本章小结

第5章 FLAC3D软件数值模拟分析

5.1 FLAC3D软件简介

5.2 数值模拟计算

5.3 模拟结果分析

5.4 本章小结

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

个人简介

申请学位期间的研究成果及发表的学术论文

致谢