浅谈基于matlab的cfg桩复合地基优化设计研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文基于MATLAB的CFG桩复合地基优化设计研究姓名：李兴毓申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：申翃20090501摘要CFG桩复合地基是竖向增强体复合地基的一种，由于该方法可以掺入工业废料粉煤灰、不配筋以及充分发挥桩间土的承载能力，工程造价一般为桩基的1／3—1／2，经济效益和社会效益非常显著，因此得到越来越广泛的应用。目前比较常用的设计方法主要是先根据复合地基承载力来初选各项参数，再依据变形要求来调整参数，该方法需多次试算，且计算结果不一定经济。因此寻求更合理的设计计算方法变得

2、非常迫切。本文首先详细介绍了复合地基的基本理论，包括复合地基承载力和复合地基变形的计算方法，进而单独介绍了规范对CFG桩复合地基设计计算的要求。在CFG桩复合地基设计计算理论准备充分的情况下，引入了最优化设计理论。着重介绍了最优化问题模型的三要素包括：设计变量、目标函数和约束条件。并对最优化设计流程图做了介绍。然后简要介绍了MATLAB软件的基础知识，对MATLAB软件的流程控制语句做了具体介绍。在此基础上，分析了CFG桩设计参数桩径d、桩长，、置换率m和桩体强度对复合地基加固效果的影响。通过建立60m厚的均

3、质土体模型，运用MATLAB绘图演示了该关系。为CFG桩复合地基优化设计的设计参数选取提供了依据。通过以上理论准备，本文选取了CFG桩复合地基的桩径d、桩长，、置换率m作为设计参数，并对桩体强度做了要求：以满足复合地基的承载力．疋一控制总变形量S为约束条件；将CFG桩混合料的总用量定为目标函数；以能够实现CFG桩混合料用量最少的设计作为最优化设计。以MATLAB软件为优化计算平台，根据MATLAB流程控制语句的特点，建立了CFG桩复合地基优化设计的流程图。本文选取了具体的工程实例，对其进行优化设计。以与原设计

4、相同的沉降值作为变形控制条件，优化设计后CFG桩混合料的用量可以节约10％，取得了较显著的经济效益。关键词：CFG桩复合地基，承载力，变形，MATLAB，最优化设计AbstractCementFly．ashGravel(CFG)pilecompositefoundationisakindofverticalreinforcementcompositefoundations。Asindustrialwastefly-ashcanbeaddedandnosteeliSneededinthismethod．aswe

5、llasthebearingcapacityofsoilcanbefullyUSed，engineeringcostoftheCFGpilesnormallyisonly1／3to1／2ofthatforpilefoundations．Duetoremarkableeconomicandsocialbenefits．CFGpilecompositefoundationsareappliedintoengineeringpracticemoreandmorewidely．Ingeneraldesigneachp

6、arameterisprimarilyassumedavalueaccordingtotherequiredbearingcapacity,andthellitiSadjustedtosatisfythesettlementlimitationofsubsoils．Itmaytakemanytrialsinthecalculation．whiletheresultstillmaynotbeeconomical．Thusitbecomesveryurgenttolookforamorereasonabledes

7、ignmethod．Firstly,thebasictheoryofcompositefoundationisintroduced，includingthecalculationmethodsaboutthebearingcapacityandsettlementofthecompositefoundation，thentherequirementsofthedesigncalculationbystandardizationaboutCFGpilescompositefoundationareintrodu

8、ced．Secondly,followingthetheoreticalpreparationofCFGpilescompositefoundationiStheoptimizationdesigntheory．EmphasisiSpaidonthreekeyelementsoftheoptimizationproblemmodel，includingdesignparameters．objecti