层状土中土钉支护结构整体稳定性分析方法

根据极限平衡法的原理,采用简单条分法建立了非均质层状土中的土钉支护结构整体稳定性的分析模型,推导了安全系数的理论表达式;为了克服传统的遗传算法在迭代过程中出现的适应度值标定方式复杂、过早的收敛到局部最优解和在最优值附近收敛速度慢等缺点,提出了采用动态自适应技术和非标准的遗传操作算子改进遗传算法的新算法,并将其引入到土钉支护结构整体稳定性分析中去,建立了一种能同时确定土钉支护最危险滑动面和最小安全系数的动态自适应遗传算法(DAGA)。工程实例分析表明,采用动态自适应遗传算法进行优化,其分析效率更高,收敛速度     

软弱基坑中土钉墙整体稳定性分析应注意的问题

土钉墙具有施工便捷、现场文明、造价低廉等优点,已在深基坑支护结构中得到广泛应用。土钉墙设计通常采用专用设计软件进行设计,如国内最常见的理正深基坑支护结构软件,然而笔者在使用该软件过程中,发现该软件在进行土钉墙整体稳定性分析时,基坑底面以下的截止计算深度对土钉墙的整体稳定性影响较大,而按软件界面计算时不能真正求得土钉墙整体稳定性的最小安全系数。为此,提出用理正软件寻求最危险滑动面的方法,并与笔者的方法进行了比较,以供工程技术人员借鉴。     

黄土深基坑土钉支护结构设计参数的灵敏度分析

结合兰州地区10余个深基坑工程实践,基于圆弧滑动条分法和网格法,建立了黄土地区深基坑土钉支护结构的内部整体稳定性安全系数计算模型,并利用全局差分法建立其灵敏度分析模型。结合某一工程,分析了安全系数及其灵敏度与各关键设计参数之间的关系,为土钉支护结构的优化设计参数提供了具有指导意义的取值范围,对黄土地区深基坑土钉支护结构的设计和施工具有一定的参考价值。     

深基坑土钉支护结构稳定性研究

利用积分法建立了土钉支护结构的内部稳定性安全系数计算模型和边坡最危险滑移面搜索模型,利用网格法对最危险滑移面进行动态搜索和确定,计算其内部稳定性系数.在保证内部整体稳定性的条件下,进一步建立了外部稳定性即抗滑移和抗倾覆的稳定性验算模型,推导了验算公式,以求得深基坑土钉支护结构的最优设计.最后结合工程实例,分析讨论了土钉支护结构设计中存在的问题,为其发展应用提供了实践经验.     

深基坑土钉加预应力锚杆支护结构设计参数的灵敏度分析

目前深基坑支护设计中,在土质和基坑周围环境允许的条件下,采用土钉加预应力锚杆复合土钉支护形式,与桩锚支护形式相比造价相对较低且施工速度快,所以在工程实践当中得到了广泛的应用,但土钉与预应力锚杆之间的作用机理相当复杂,在目前设计中往往靠经验设计,计算结果偏保守。基于圆弧滑动条分法,以内部整体稳定性安全系数作为目标函数并采用全局差分法建立灵敏度分析模型,研究设计参数与内部整体稳定系数及其灵敏度之间的关系,为深基坑工程中土钉加预应力锚杆复合土钉支护结构的优化设计提供重要的依据,对今后土钉加预应力锚杆复合土钉支护设计提供理论依据。     

软土复合土钉支护结构参数优化设计

结合郑州市郑东新区十余个深基坑工程实践，采用简化Bishop条分法和复合形法建立了软土地区复合土钉支护结构内部整体稳定性安全系数计算模型，利用全局差分法建立灵敏度分析模型，分析研究了安全系数及其灵敏度与各设计参数之间的变化关系，得到了一些具有参考价值的分析结果，为土钉设计参数提供了具有指导意义的取值范围，为复合土钉支护优化设计提供了重要依据，对软土地区深基坑工程复合土钉支护设计和施工具有一定的指导意义。     

土钉支护结构稳定性分析

以极限平衡理论和土钉支护结构的滑动破坏模式为基础,采用圆弧滑动简单条分法,利用圆弧滑移面和圆心的几何关系,建立边坡最危险滑移面搜索模型.运用遗传算法对兰州某基坑工程支护结构的最危险滑移面进行动态搜索与确定,并计算对应的稳定性安全系数.结果表明了该搜索模型的合理性和遗传算法能够精确的确定土钉支护结构的最危险滑移面及对应的...     

土钉支护结构中土钉长度的设计研究

土钉支护结构由于其诸多优点在深基坑中得到广泛应用,但是土钉长度布置问题一直是一个热点问题。本文研究了土钉长度的布置方式,结合工程实践,基于内部整体稳定性安全系数最小值的限制原则分析了土钉钻孔直径、水平倾角以及土钉间距等设计参数对土钉长度的影响,最后分析了不同土钉长度布置方式对安全系数的影响,所得结论可供工程技术人员参考。     

深基坑土钉支护稳定性分析方法的改进及软件开发

在考虑土钉作用的情况下,对土钉墙支护边坡整体稳定性分析方法进行了改进,推导了圆弧圆心与安全系数之间的函数表达式,借助计算机确定了滑移面圆心所在区域,利用网格法对最危险滑移面的圆心进行动态搜索。采用面向对象程序设计语言VC++,依据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99开发了基坑土钉支护设计软件,实现了土钉抗拉承载力的计算,并对各个开挖阶段土钉墙支护整体稳定性进行实时分析。最后,结合具体工程实例进行了设计与分析,进一步分析和讨论了土钉墙设计中存在的问题、适用条件及其影响因素等,分析后所得的结果可供工程设计人员参考。     

最小势能法在土钉支护边坡中的应用

根据最小势能边坡稳定性分析方法,假定滑动面为圆弧形,建立了使用土钉支护边坡的稳定性分析的新方法,推导了安全系数计算公式,通过滑动面与圆心的几何关系建立了滑移面搜索模型。使用遗传算法对边坡工程实例的滑动面进行动态搜索,确定了最危险滑动面,并计算出与其对应的安全系数,结果表明:土钉加固边坡稳定性分析新方法与极限平衡法计算结果相近,表明这一方法的适用性及搜索模型的合理性。     

深基坑边坡土钉支护稳定性的可靠度分析

对土坡分析中较为经典的圆弧滑动法进行改进,使其可以同时考虑土钉的拔出破坏和强度破坏两种破坏形式。鉴于传统确定性方法的局限性,综合考虑了土钉与土体之间的界面摩阻力强度值,以及土体强度参数的不确定性,经过对各参数及参数间关系的处理,对土钉支护结构的内部稳定进行了可靠度分析,推导出可靠度的计算公式,最后通过具体实例验证了该法,为土钉支护的设计由传统的安全系数法向更为经济、科学的分项安全系数法转变提供参考和依据。     

加速混合遗传算法在搜索边坡最危险滑动面中的应用

基于简化Janbu条分法,提出一种加速混合遗传算法,在无需对边坡最危险滑动面的几何形状进行假设的前提下,自由搜索最危险任意形状滑动面,并计算其对应的最小安全系数。该方法是通过把无约束优化的Powell算法作为一个与遗传算法的选择、交叉和变异平行的算子,嵌入到改进的实数编码遗传算法中而得到的,它同时具有两种方法的优点:(1)有较强的自适应能力,使得收敛速度加快;(2)还有可能搜索到最优化问题的全局最优解。首先通过一算例验证加速混合遗传算法的准确性,然后应用于一工程实例。与现场勘察结果对照表明,加速混合遗传算法搜索到的最危险滑动面与实际情况吻合得很好,优于简单遗传算法。     

土钉超前支护的工作机理研究

在软弱地基中采用土钉墙基坑支护结构,当基坑开挖到一定深度时,由于地基自立性差或承载力低而受到一定限制,工程中通常采用超前锚杆来提高地基土的承载能力。土钉墙设计中,应从超前锚杆与地基土的相互作用机理出发,分析超前锚杆在土钉基坑支护中的工作机理,研究超前锚杆在土钉支护中的稳定性分析方法。     

均质软土地基上土堤稳定性的极限分析方法

为评估均质软土地基上土堤的稳定性,假设地基土体沿圆弧形滑动面破坏,不排水抗剪强度随深度线性增加,并假设土堤材料沿对数螺旋线形滑动面破坏,采用黏聚力和内摩擦角描述其抗剪强度,基于上限定理,建立了一种稳定性分析方法,用于计算得到土堤的无量纲化的稳定数和稳定图,并确定土堤的最小安全系数和临界滑动面。采用本文方法对土堤失稳现场试验工程案例开展了计算分析,结果表明,所得到的最小安全系数与土堤的实测失稳条件吻合,最小安全系数与临界滑动面的计算结果也与变分极限平衡法和条分极限平衡法所得到的计算结果吻合良好。     

基于自适应遗传算法的钢筋混凝土桥墩抗震设计方法

为满足钢筋混凝土桥墩抗震设计中对构件承载力和延性的要求,常需依靠设计者经验,对配筋方案进行反复调整,这就在一定程度上增加了结构设计难度,降低了工作效率。为解决这一实际问题,对传统自适应遗传算法中交叉率和变异率的计算方法进行改进,通过当前适应度值动态调整交叉率和变异率,在此基础上提出基于自适应遗传算法的钢筋混凝土桥墩结构抗震设计方法,实现对符合条件设计解的自动随机定向搜索,提高求解的收敛速度,并增强算法的鲁棒性。在对每一配筋方案的抗弯承载力和位移延性系数的计算中,又提出基于自适应遗传算法的钢筋混凝土桥墩弯矩 曲率关系的计算方法,提高求解效率。通过设计算例,可见该方法快速有效,计算过程无需人工干预,实现钢筋混凝土桥墩结构抗震设计的人工智能化。     

基于改进遗传算法的土钉支护结构优化设计

为了在保证基坑稳定性和正常使用的条件下提高土钉支护结构经济性,建立土钉支护的优化模型,并对土钉道数、土钉长度、土钉入射角、土钉间距以及土钉直径和孔径等设计参数进行敏感性分析,在此基础上合理选择各个设计参数的取值范围,为土钉支护优化提供约束条件。针对传统的遗传算法在迭代过程中出现的适应度值标定方式复杂、过早的收敛到局部最优解和在最优值附近收敛速度慢等缺点,提出采用动态自适应技术和非标准的遗传操作算子改进遗传算法的新算法。通过实例分析表明,采用改进遗传算法进行优化不仅可以大大节省求解时间,而且能够得到满意的结果。     

基于遗传算法的土坡稳定性分析数值解研究

建立了边坡稳定性分析的平面直角坐标系,得到了该坐标系下的边坡稳定分析瑞典圆弧法的积分表达式。以简单均质黏性土坡为研究对象,结合MATLAB遗传算法工具箱,建立了基于瑞典圆弧法的遗传算法优化模型,实现了边坡稳定分析最小安全系数的自动寻优。通过实例进行验证和对比,表明该方法是行之有效的。     

基于离心模型试验的基坑突涌模式及机制研究

在软土地区,由承压水诱发的突涌是影响深基坑工程安全和稳定性的最重要因素,也是设计和施工亟待解决的关键技术问题。借助土工离心模型试验,就不同隔水土层、不同坑内桩基类型及平面布置对基坑突涌稳定及破坏模式的影响进行系统的试验研究。试验结果表明:软土地区承压水基坑突涌模式主要有3种:接触面涌水涌砂破坏、整体顶升破坏和隔水层表面砂沸破坏,与实际工程案例比较吻合。通过理论分析,认为基坑发生突涌的内在机制分别为:接触面涌水涌砂破坏是由于隔水层土体与地下结构接触面发生水力劈裂引起的;整体顶升破坏为地下结构与土体接触面或附近发生剪切破坏所致;表面砂沸破坏为隔水层在下部承压水作用下发生复合的拉剪破坏和剪切破坏的结果。     

深基坑边坡失稳实例分析

土钉墙是基坑支护中非常经济、有效的支护形式，但由于支护体系主要依赖于土体自身稳定性及土体强度，使其支护的深度受到限制。为增加土钉墙支护的深度，可采取复合土钉墙支护形式。但在土钉墙支护的基础上增加何种复合结构，需要了解坡体的受力状态，对坡体受力状态的了解是支护设计和施工的前提。介绍了深基坑边坡采用复合土钉墙支护时，由于设计、施工等原因，造成边坡局部失稳的实例，为深基坑土钉墙支护设计和施工提供了宝贵的经验。可以看出，深基坑复合土钉墙支护，除常用的增加锚杆以增加边坡整体稳定性措施外，坡脚部位的稳定问题也需高度重视。