剛性樁復(fù)合地基承載特性計(jì)算與預(yù)測方法研究.pdf

1、利用樁體置換作用，剛性樁復(fù)合地基具有比天然地基更高的承載力、控制變形等特性，同時(shí)，又比樁基經(jīng)濟(jì)，因此在工程中得到越來越廣泛的應(yīng)用，并取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益；但對(duì)其計(jì)算方法的研究還相對(duì)落后于工程實(shí)踐，因此，剛性樁復(fù)合地基的承載特性研究已經(jīng)成為基礎(chǔ)工程研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)，具有很強(qiáng)的學(xué)術(shù)價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。 本文在現(xiàn)有研究成果的基礎(chǔ)上，對(duì)剛性樁復(fù)合地基承載理論進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，構(gòu)建了復(fù)合地基優(yōu)化設(shè)計(jì)模型；利用人工智能理論及方法對(duì)剛性樁

2、復(fù)合地基承載力及沉降進(jìn)行了預(yù)測研究，建立了剛性樁復(fù)合地基承載力及沉降預(yù)測模型；結(jié)合工程實(shí)例，驗(yàn)證了上述模型的有效性。本文進(jìn)行的主要研究工作和取得的重要成果有： (1)基于復(fù)合地基的設(shè)計(jì)思想，對(duì)長短樁復(fù)合地基的承載力和沉降設(shè)計(jì)理論進(jìn)行了研究，根據(jù)長短樁復(fù)合地基形式的不同，討論了長短樁復(fù)合地基的承載力和沉降計(jì)算模式；結(jié)合工程實(shí)例，歸納總結(jié)了采用長短樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)的適用范圍，并發(fā)現(xiàn)長短樁復(fù)合地基特別適用于壓縮土層較厚的地基；通過理論計(jì)

3、算和現(xiàn)場檢測結(jié)果的對(duì)比分析，證明了在軟弱地基條件下，長短樁復(fù)合地基應(yīng)用的可靠性。 (2)基于有限元理論分析，建立單樁CFG復(fù)合地基有限元分析模型及長短樁復(fù)合地基模型，系統(tǒng)研究了樁土模量比、墊層、樁的置換率等因素對(duì)承載特性的影響，得到剛性樁復(fù)合地基中樁土共同作用的規(guī)律性結(jié)論。 (3)利用智能方法對(duì)剛性樁復(fù)合地基承載力預(yù)測進(jìn)行了研究，提出了兩種單樁承載力預(yù)測模型。第1種是利用遺傳算法確定初始權(quán)值，建立預(yù)測單樁承載力的BP網(wǎng)絡(luò)

4、模型，即根據(jù)遺傳算法全局搜索的特點(diǎn)，利用它對(duì)BP網(wǎng)絡(luò)的初始權(quán)值以及閾值分布進(jìn)行優(yōu)化，然后再建立單樁承載力預(yù)測的BP網(wǎng)絡(luò)模型，使BP網(wǎng)的預(yù)測值更準(zhǔn)確。第2種是提出了基于模擬退火的承載力預(yù)測模型，即利用模擬退火可以得到組合優(yōu)化問題的近似解的特點(diǎn)，根據(jù)單樁承載力預(yù)測的因素，充分利用乘法原理、非線性及模擬退火算法建立了基于模擬退火的單樁承載力預(yù)測模型。這兩種模型都通過了工程實(shí)例驗(yàn)證，結(jié)果表明：兩種方法都可以準(zhǔn)確預(yù)測單樁承載力，后者的預(yù)測結(jié)果優(yōu)于

5、前者。 (4)利用智能方法對(duì)基礎(chǔ)沉降的預(yù)測模型進(jìn)行了研究，提出了兩種基礎(chǔ)沉降預(yù)測模型。第1種是利用改進(jìn)的灰色模型，通過使用多項(xiàng)式逼近法，利用多項(xiàng)式在離散觀測點(diǎn)上的導(dǎo)數(shù)代替常用的差分，由最小二乘法，從整體上得出時(shí)間響應(yīng)方程的三個(gè)估計(jì)值來建立改進(jìn)的灰色沉降預(yù)測模型。第2種是利用多元非線性回歸與遺傳算法結(jié)合，提出了基于遺傳算法的剛性樁復(fù)合地基的沉降預(yù)測模型。 這兩種模型都通過了工程實(shí)例驗(yàn)證，結(jié)果表明：兩種方法都可以準(zhǔn)確預(yù)測單樁