抗滑樁設(shè)計優(yōu)化與經(jīng)濟性評估.pdf

1、滑坡是發(fā)生在山區(qū)中數(shù)量多、危害大且復雜的一種自然地質(zhì)災(zāi)害，我國是遭受滑坡災(zāi)害損失最嚴重的國家之一。隨著我國經(jīng)濟建設(shè)在山區(qū)的不斷開展，越來越多的滑坡問題日益凸顯，進行滑坡治理方案的系統(tǒng)研究是十分必要的。
　　作為滑坡整治中最主要的手段，抗滑樁在滑坡治理工程中應(yīng)用極為廣泛。但由于抗滑樁設(shè)計理論的不完善，與實際工程存在較大的差距，其設(shè)計參數(shù)往往是依靠經(jīng)驗選取，設(shè)計隨意性很大，缺乏合理的理論支撐，設(shè)計方案很難達到安全和經(jīng)濟的雙重目的。設(shè)計

2、人員為了提高安全儲備，往往盲目的增大各設(shè)計要素的取值以便獲得較大的安全系數(shù)，導致不能充分發(fā)揮抗滑樁的抗滑性能，從而造成投資增加；而有時又過于冒進，為了追求經(jīng)濟性而忽略了抗滑樁安全性和穩(wěn)定性的要求，導致滑坡治理的失敗，甚至會引發(fā)重大的事故。因此，在抗滑樁設(shè)計中有必要引入優(yōu)化理念，在滿足抗滑樁結(jié)構(gòu)安全性和穩(wěn)定性的前提下，使抗滑樁造價相對最低。
　　擬開發(fā)一套基于優(yōu)化理論的抗滑樁優(yōu)化設(shè)計程序，并建立一套完整的抗滑樁優(yōu)化評估流程，基于抗滑

3、樁監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析其樁身內(nèi)力和變位，評價抗滑樁工作狀態(tài)。
　　論文主要的研究內(nèi)容及結(jié)論如下：
　　1）從抗滑樁要素如樁身錨固深度、樁間距以及樁截面高和寬對樁頂位移的影響入手，通過ANSYS建模分析不同工況下各設(shè)計要素與樁頂?shù)淖畲笪灰浦档年P(guān)系，判斷各要素對樁頂位移的影響，由此確定優(yōu)化設(shè)計的基本參數(shù)，由分析可知，樁間距和樁錨固深度對樁頂位移的影響較樁截面尺寸影響更大，并存在一個理論界限值，即設(shè)計要素存在一個合理的取值范圍；

4、　　2）選取樁長、樁間距、樁截面高和寬作為抗滑樁優(yōu)化設(shè)計的優(yōu)化因子，建立以上述優(yōu)化因子作為變量、以抗滑樁造價作為目標的數(shù)學函數(shù)，采用遺傳算法實現(xiàn)抗滑樁優(yōu)化設(shè)計的全過程，各優(yōu)化要素需滿足抗滑樁內(nèi)力計算和結(jié)構(gòu)計算中的幾何尺寸約束和強度約束及構(gòu)造約束；
　　3）由于抗滑樁內(nèi)力計算涉及到的公式眾多且計算過程復雜，論文采用MATLAB進行編程，基于抗滑樁基本的內(nèi)力計算和結(jié)構(gòu)計算，以抗滑樁造價為目標函數(shù)，利用遺傳算法開發(fā)出抗滑樁優(yōu)化計算軟件，

5、包括抗滑樁基本計算部分和抗滑樁優(yōu)化計算部分，將工程實例原設(shè)計方案與優(yōu)化設(shè)計方案的工程費用進行比較，在滿足結(jié)構(gòu)強度及穩(wěn)定性要求的前提下，優(yōu)化方案有較好的經(jīng)濟效益，優(yōu)化方案中樁身受力更加合理且充分發(fā)揮了樁的抗彎性能，而原方案并未能夠充分利用樁的抗彎性能，優(yōu)化方案減少了設(shè)樁總數(shù)，成本得到了控制，且比原方案節(jié)省近20％；
　　4）基于抗滑樁優(yōu)化設(shè)計程序和室內(nèi)模型試驗，建立一套抗滑樁優(yōu)化評估流程，包括監(jiān)測項目的選擇和監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理，由此分析