季冻区深基坑支护方法的优化设计及应用研究

摘要

深基坑工程是一个十分庞杂的系统工程，在其设计过程中既要保证支护结构安全可靠又要节约造价，为了协调两者的关系，深基坑支护工程的优化设计就应运而生。而如何在安全可靠的前提下，合理的选择基坑的支护型式、优化基坑支护设计、降低消耗、节约成本，促进经济和技术的最大结合是深基坑支护面临的重要课题，尤其是季节性冻土地区，相关优化设计理论实践比较匮乏，本文仅围绕季节性冻土地区常用支护结构选型及优化设计进行研究和分析。
　　通过对季冻区常用的深基坑支护方法的研究，选出排桩锚杆、土钉墙、框架锚杆三种常用支护方法，分别进行了相关支护方法的归纳、概括和总结，并针对具体的支护结构进行荷载计算，进一步建立以工程造价为目标函数的动态优化设计模型，并借用模仿自然界进化过程的遗传算法以及MATLAB软件相互结合，编制相应的优化设计程序。
　　以哈尔滨某深基坑工程为分析案例，对其进行施工现场监测与支护结构的优化设计，尤其是针对基坑的原支护设计方案进行细部优化设计，以工程造价为目标函数，在支护位置、桩径、桩间距等各方面进行具体优化；利用实际监测数据研究基坑的深层水平位移、钢板桩桩身水平位移、周边建筑沉降以及路面沉降等方面的变形特性；利用ABAQUS有限元分析软件进行数值模拟分析。分别建立以原设计方案和优化后设计方案为对象的模型分析，将实际监测数据、支护结构优化前以及支护结构优化后的三组模拟数据的围护结构水平位移进行综合分析，评价该有限元分析具体参数设置的的合理性，同时进一步验证该优化设计模型的可行性。

目录

1 绪论

1.1 课题背景

1.2 国内外研究现状

1.3 研究目的及意义

1.4 研究内容与技术路线

2 深基坑支护结构设计

2.1 概述

2.2 排桩锚杆支护结构设计计算

2.3 框架锚杆支护结构设计

2.4 土钉墙支护结构设计

2.5 本章小结

3 深基坑支护结构优化程序设计

3.1 选取优化方法

3.2 排桩锚杆支护结构优化程序设计

3.3 框架锚杆支护结构优化程序设计

3.4 土钉墙支护优化程序设计

3.5 本章小结

4 深基坑支护结构选型及监测分析

4.1 工程概况

4.2 深基坑支护方案

4.3 深基坑施工监测

4.4 监测数据分析

4.5 本章小结

5 深基坑细部优化与数值模拟分析

5.1 深基坑支护结构细部优化

5.2 有限元模型的建立

5.3 模拟基坑开挖的有限元分析

5.4 模拟结果分析

结论

参考文献

附录A部分程序算法

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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