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桩—锚杆支护结构可靠性研究

作　者: 王钊
导　师: 孙跃东
学　校: 山东科技大学
专　业: 结构工程
关键词: 深基坑单支点锚杆支护桩可靠性设计失效概率 Matlab
分类号: TU753
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

基坑工程设计和施工是一项高风险、高难度的系统工程,基坑工程事故概率往往大于主体工程。传统的基坑设计多采用安全系数法进行分析和验算。安全系数法将各设计参数、设计条件都定值化,所得的计算结果也是确定的。安全系数法最大的缺陷在于它忽略了计算参数的随机性、变异性及模式的不确定性等因素。因此,安全系数法虽然以确定的数值表示安全度指标,却不能定量地表示支护结构的稳定与安全性能,不符合工程实际。基坑工程的可靠度设计法用概率的方式表达土体参数的不确定性、相关性、变异性、分布形式等因素对基坑安全性的影响,可靠指标意义明确。将可靠度分析法应用在决策验算分析及支护方案选择中,可以提高资金利用率,目的性也非常明确。本文针对桩锚支护结构,在大量相关文献的基础上,将可靠度理论应用于支护设计中,尽可能系统的总结、分析桩锚支护结构抗倾覆设计及整体稳定性验算的可靠度计算方法,并利用Matlab进行了JC优化算法和蒙特卡洛算法模拟,重点研究锚索预应力损失、地面超载、土性参数的变异性对桩锚支护结构安全性的影响,得出了一些有益的结论。倾覆失效是桩锚支护结构的主要失效模式；锚杆锚固力损失对支护结构抗倾覆稳定性的影响大于对整体稳定性的影响；与抗倾覆稳定性相比,地面超载对桩锚支护结构整体稳定性影响更大；粘聚力c和地面荷载q的变异性影响对桩锚支护结构的整体稳定性、抗倾覆稳定性均有显著影响,土性参数的变异系数大于0.2时,认为勘察数据离散性过大,不适用于支护设计。通过算例分析,证明本文所采用的方法及编制Matlab的计算程序是切实可行的,对工程实践有一定的指导作用。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
1 绪论  11-25
  1.1 课题的研究背景  11-12
  1.2 基坑工程事故原因探析  12-17
  1.3 问题的提出与研究意义  17-19
  1.4 国内外研究现状  19-24
  1.5 本文的主要内容  24-25
2 深基坑支护结构设计理论  25-44
  2.1 常见支护结构的类型及特点  25-28
  2.2 支护结构的破坏形式与设计原则  28-31
  2.3 土压力理论与支护结构内力计算方法  31-38
  2.4 支护结构的稳定性验算方法探讨  38-43
  2.5 本章小结  43-44
3 可靠度原理与计算方法探讨  44-61
  3.1 可靠度的基本概念  44-47
  3.2 可靠性原理  47-50
  3.3 可靠度计算方法探析  50-60
  3.4 本章小结  60-61
4 桩-锚杆支护结构可靠性研究  61-93
  4.1 从安全系数到可靠度  61-64
  4.2 桩锚支护结构抗倾覆可靠度研究  64-73
  4.3 桩锚支护结构整体稳定可靠度研究  73-77
  4.4 目标可靠度指标探讨  77-79
  4.5 桩锚支护结构可靠度分析法在工程中的应用  79-92
  4.6 本章小结  92-93
5 结论与建议  93-96
  5.1 主要结论  93-94
  5.2 今后需进一步研究的问题  94-96
致谢  96-97
攻读硕士期间发表论文  97
参与的科研项目  97-98
参考文献  98-102

桩—锚杆支护结构可靠性研究

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