基于深基坑桩锚支护系统的计算与优化

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1、太原理工大学硕士学位论文深基坑桩锚支护系统的计算与优化姓名：田晓强申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：马克生20070501太原理工大学硕士研究生学位论文深基坑桩锚支护系统的计算与优化摘要随着高层建筑及地下工程的大量兴建，基坑工程越来越多，其设计与施工难度越来越大，如何在保证基坑安全的情况下，尽可能降低基坑支护结构的造价，已成为基坑支护设计者必须解决的一个问题。传统的土压力理论是以土体处于极限平衡状态时，滑动面是直线滑动面为基础的。而土体处于极限平衡状态时，实际的滑动面是曲线滑动面。本文在介绍传统土压力

2、理论的基础上，引入文献[20】中基于普朗特尔滑动面所推导出的普朗特尔滑动面土压力公式。并分别将普朗特尔滑动面土压力公式、朗肯土压力公式与桩锚支护系统的常用计算方法：等值梁法、简化用法，及弹性杆系有限元法相结合，用MATLAB编制计算程序。将这些程序用于工程实例的计算中去。利用MATLAB编制一系列计算模块与MATLAB的优化计算功能相结合，对工程实例中的桩锚支护结构进行优化计算。在完成上述一系列计算后得以下结论：1．当采用等值梁法与普朗特尔滑动面土压力公式相结合计算得到的支护桩的桩身最大弯矩远小于朗肯土压力公

3、式与等值梁法相结合计算所得结果。2．当采用简化rn法与普朗特尔滑动面土压力公式相结合时，计算所得的桩身最大正弯矩与实测值比较接近，最大负弯矩比实测值稍大；当采用简化m法与朗肯土压力公式相结合时，计算所得的桩身最大正弯矩、最大负弯矩与实测值相比都偏大。I太原理工大学硕士研究生学位论文3．当采用普朗特尔滑动面土压力公式与弹性地基杆系有限元法相结合计算所得支护桩桩身的最大正弯矩值比实测值偏小，采用朗肯土压力公式与弹性地基杆系有限元法相结合计算所得支护桩桩身的最大正弯矩值比实测值偏大。4．在进行桩锚支护结构优化计算时

4、，若相应的优化目标计算模块中使用的土压力计算公式不同，则优化目标计算结果不同。关键词：深基坑，桩锚支护，土压力，优化，研法太原理工大学硕士研究生学位论文CALCULATIONANDoPTIMIZATIONOFANCHoRSUPPoRTINGPILEoFDEEPEXCA、後TIoNABSTRACTWithagreatdealoftallbuildingsandsubstructuresconstructed，theexcavationsarebecomingmoreandmore．Thedesignandcon

5、structionoftheexcavationarebecomingmoreandmoredifficult．How，intheguaranteeingthesecurityoffoundationpit，reducestheprotectingstructureasfaraspossibletheconstructioncost，hasbecomeaquestionthatfoundationpitprotectingstructuredesignermustsolve．Thetraditionalear

6、thpressuretheoryisbasedontheassumptionthatwhenthesoilbodyarrivesthelimitingcondition，theslidingsurfaceisstraightlineslidingsurface．Butwhenthesoilbodyisatthelimitingequilibriumcondition，theactualslidingsurfaceisthecurveslidingsurface．Onthebasisofintroducingt

7、raditionalearthpressuretheory,thispaperintroducesthePrandleslidingsurfaceearthpressureformulawhichisinferredbasedonthePrandleslidingsurface．ThenthispapercombinesPrandleslidingsurfaceearthpressureformulaandRankineearthpressureformula，respectivelywiththecommo

8、ncalculationmethodofanchorsupportingpile(Whichareequivalentbeammethod，simplex‘m’methodandelasticspacelinkdepartmentfiniteelementmethod)ThenthispaperestablishescalculationprocedureswithMatlab．Theseproce