浅谈土夹石深基坑土钉支护设计及其优化

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1、重庆大学硕士学位论文土夹石深基坑土钉支护设计及其优化姓名：李红杰申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：王桂林2010-05中文摘要摘要随着我国经济建设的发展，城市化进程逐步加快，城市扩容与用地的矛盾也日益突出。采用“开山填谷”、“挖土填谷”的方法解决建设用地的工程日趋增多。一些山区用地就地取材，填谷中的土体经常混有许多小石块，这就造成了此类堆填场地的填土与正常固结的土有着很大的差别。首先，土夹石填土的结构发生变化，土的结构是决定变形的重要因素之一；其次，土夹石填土经过一定时间的堆放，填土会被重新压实，其体积会变小，孔隙率、强度、密度、稳定

2、性也发生了很大的变化；再次，土夹石填土中混有的小石块的大小、比例等也对填土的性质产生了影响。可见，如何使土夹石填土工程满足经济建设的需要，已是山区基坑边坡工程中迫切需要解决的问题。解决填土基坑边坡支护的问题，不仅要满足安全的需要，也要关注经济的节约。既满足安全又使成本最低的方案才是最优化的方案。本文结合目前已有的研究成果，依托重庆市某一土夹石深基坑土钉支护工程实例为背景，结合数值模拟分析方法，对比分析均质土和土夹石深基坑土钉支护的土钉受力、基坑变形和破坏模式等，并编制以直接造价为目标函数的优化程序，对依托的实例工程进行优化设计，检验程序的可行

3、性。本文主要工作及成果如下：1.对比分析了均质土深基坑和土夹石深基坑土钉支护的受力特征、位移变化和破坏模式等；2.对比分析了在相同土石比和不同土石比条件下的深基坑土钉支护在三种工况下的土钉受力变化：工况一，土钉没有碰到小石块；工况二，部分小石块碰到土钉；工况三，满足小石块随机分布的条件下，小石块最大限度的碰到土钉；3.根据土钉支护设计计算原理，编制以直接造价为目标函数的优化程序；并根据编制的优化程序，结合依托的实际工程实例进行优化设计，检验程序的可行性。本文的课题来源于国家“十一五”科技支撑项目：《地下开挖工程岩土加固关键技术研究》中的子课题

4、之一：基坑支护优化计算方法研究。子课题项目编号：2008BAJ06B04-2。关键词：土夹石深基坑，土钉受力特征，数值模拟，优化设计I英文摘要ABSTRACTWiththedevelopmentofChina'seconomicconstruction,theurbanizationprocessspeededupgradually,meanwhileurbanexpansionandlandconflictsarebecomingmoreprominent.Peoplesolvedthequestionofincreasinglymorel

5、andforconstructionprojectsby"mountainstothevalley""diggingforvalley".Peoplelivedinsomemountainareasusedlocalresourceswhichmixedwithmanysmallstonesinthevalleysoil,whichresultedalargedifferentbetweensuchlandfillsitesfillingandnormalconsolidationofsoil.First,thestructureoffill

6、ischanged,thestructureofsoildeformationisanimportantfactorinthedecision;Second,fillbecamesmallerinvolume,porosity,strength,densityandstabilityhadagreatchanges.Itwillbere-compacted;Again,thesizeandratioofsmallrocksinthefillalsohadaimpactonnatureoffill.Howtomakethefilltomeett

7、heneedsofeconomicconstruction,isinurgentproblemsforfoundationengineering.Inordertoresolvetheproblemofpitfillsloperetaining,wenotonlymetsecurityneedsbutalsoconcernedaboutsavingtheeconomy.Themostoptimalsolutionwasnotonlysafebutalsothelowestcost.Inthispaper,currentlyavailabler

8、esearchresults,relyingonasoil-stonemixturebackfillofdeepfoundationpitengineeringex