基坑風(fēng)險(xiǎn)評(píng)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(yàn)。這對(duì)基坑風(fēng)險(xiǎn)研究提出了更高的要求。目前,基坑工程的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)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(biāo)閥值控制。本文結(jié)合實(shí)際工程案例,針對(duì)基坑風(fēng)險(xiǎn)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(gè)風(fēng)險(xiǎn)判別標(biāo)準(zhǔn)和三種評(píng)估方法,以適用于施工過程中的快速評(píng)估、準(zhǔn)確評(píng)估和綜合評(píng)估不同要求下的基坑風(fēng)險(xiǎn)評(píng)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(fēng)險(xiǎn)中發(fā)生時(shí)間不確定性,通過反分析方法來預(yù)測圍護(hù)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(duì)基坑工程特點(diǎn),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(biāo)準(zhǔn)。通過C++語言編程實(shí)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(hù)結(jié)構(gòu)變形。
　　(2

3、)進(jìn)一步對(duì)反分析方法進(jìn)行研究,借鑒多目標(biāo)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(biāo)參數(shù)反分析方法。將已有多目標(biāo)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(shí)考慮墻體變形和地表沉降的多目標(biāo)參數(shù)反分析方法,通過對(duì)兩個(gè)目標(biāo)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(shí)現(xiàn)該方法的應(yīng)用。通過實(shí)際工程比較了單目標(biāo)與多目標(biāo)反分析結(jié)果。單目標(biāo)方法對(duì)本目標(biāo)分析精度高,其他目標(biāo)分析精度很差。多目標(biāo)方法對(duì)每個(gè)目標(biāo)的

4、精度都與單目標(biāo)中本目標(biāo)驗(yàn)算差別不大,總體吻合度的優(yōu)勢明顯。進(jìn)而應(yīng)用于預(yù)測進(jìn)一步開挖變形,多目標(biāo)分析結(jié)果較為穩(wěn)定,而單目標(biāo)分析結(jié)果偏差很大。與單步預(yù)測相比,實(shí)時(shí)更新預(yù)測的結(jié)果更好的接近于實(shí)際。
　　(3)根據(jù)結(jié)構(gòu)受彎時(shí)內(nèi)力與變形的力學(xué)關(guān)系,提出了一種基于測斜結(jié)果計(jì)算結(jié)構(gòu)彎矩的簡化方法——單元撓度法。為了提高其計(jì)算精度,結(jié)合實(shí)例分析了單元長度的合理取值。此方法計(jì)算簡便,能快速得到即時(shí)彎矩和基坑綜合風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)。通過運(yùn)用該法,針對(duì)現(xiàn)有基坑風(fēng)