基坑風險評估中的優(yōu)化反分析方法.pdf

1、城市高密度發(fā)展使得地下空間開發(fā)規(guī)模日益加大,基坑開挖面積逐步增多,深度需求日漸加深,其安全性經(jīng)受不斷考驗。這對基坑風險研究提出了更高的要求。目前,基坑工程的風險評估著重于半定量的理論研究,而施工過程中多按照規(guī)范的單目標閥值控制。本文結(jié)合實際工程案例,針對基坑風險的不確定性,通過理論分析和數(shù)值模擬相結(jié)合,提出了一個風險判別標準和三種評估方法,以適用于施工過程中的快速評估、準確評估和綜合評估不同要求下的基坑風險評估。本文主要的研究內(nèi)容和成果

2、如下:
　　(1)調(diào)研了反分析方法在巖土工程中的應(yīng)用。為了消除風險中發(fā)生時間不確定性,通過反分析方法來預(yù)測圍護結(jié)構(gòu)后續(xù)變形?；趶椥缘鼗悍ê同F(xiàn)有的桿系有限元求解方法,在前人的基礎(chǔ)上,針對基坑工程特點,簡化了基于彈性地基梁法的桿系模型建立和求解方法,并且提出了一種反分析迭代過程和收斂標準。通過C++語言編程實現(xiàn)了上述算法。程序可以用于土體水平向基床系數(shù)沿深度增大的比例系數(shù)m值的反分析和預(yù)測下一步開挖的圍護結(jié)構(gòu)變形。
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3、)進一步對反分析方法進行研究,借鑒多目標優(yōu)化中的Pareto最優(yōu)理論,提出采用該理論的數(shù)值模擬—多目標參數(shù)反分析方法。將已有多目標優(yōu)化方法和數(shù)值分析軟件聯(lián)系起來,用于反分析土體本構(gòu)模型參數(shù)。選擇同時考慮墻體變形和地表沉降的多目標參數(shù)反分析方法,通過對兩個目標不同權(quán)重系數(shù)所得到結(jié)果的比較,確定了合適數(shù)值,實現(xiàn)該方法的應(yīng)用。通過實際工程比較了單目標與多目標反分析結(jié)果。單目標方法對本目標分析精度高,其他目標分析精度很差。多目標方法對每個目標的

4、精度都與單目標中本目標驗算差別不大,總體吻合度的優(yōu)勢明顯。進而應(yīng)用于預(yù)測進一步開挖變形,多目標分析結(jié)果較為穩(wěn)定,而單目標分析結(jié)果偏差很大。與單步預(yù)測相比,實時更新預(yù)測的結(jié)果更好的接近于實際。
　　(3)根據(jù)結(jié)構(gòu)受彎時內(nèi)力與變形的力學關(guān)系,提出了一種基于測斜結(jié)果計算結(jié)構(gòu)彎矩的簡化方法——單元撓度法。為了提高其計算精度,結(jié)合實例分析了單元長度的合理取值。此方法計算簡便,能快速得到即時彎矩和基坑綜合風險狀態(tài)。通過運用該法,針對現(xiàn)有基坑風