基于性能的抗滑樁結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計研究——以陜西省吳起縣大路溝滑坡為例.pdf

1、本文以陜西省省道S303延安至吳起段改建工程中大路溝滑坡為工程背景，開展了基于性能的抗滑樁優(yōu)化設計研究。首先詳細研究了大路溝滑坡的工程地質(zhì)條件、滑坡形成機理以及工程治理方案，建立了抗滑樁樁土體系二維有限元分析模型，然后分析影響抗滑樁可靠性設計的主要因素，建立了基于有限元的抗滑樁樁土體系可靠度分析模型。接著，提出了基于投資-效益準則的抗滑樁結(jié)構(gòu)目標性能，在此基礎(chǔ)上，研制了基于性能的抗滑樁結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型與算法，最后將此應用于大路溝滑坡治理工程

2、。本文主要研究工作和成果如下：
　?。?）通過現(xiàn)場調(diào)查、工程地質(zhì)測繪、工程地質(zhì)鉆探和現(xiàn)場大型剪切試驗，深入研究了大路溝滑坡的形成機理，特殊的地層結(jié)構(gòu)、較陡的地形條件、人工開挖坡腳及長時間持續(xù)強降雨導致了該老滑坡的復活。該滑坡的變形破壞模式為：下部推擠變形、中部“順層”滑動、上部拉裂下陷，屬于推移式滑動機制。
　?。?）從基于有限元軟件 ANSYS建立抗滑樁樁土體系數(shù)值分析模型入手，對影響抗滑樁結(jié)構(gòu)可靠性的不確定因素及其統(tǒng)計特

3、征進行了詳細討論。然后簡述了結(jié)構(gòu)失效概率的求解方法及流程，結(jié)合ANSYS自帶蒙特卡羅法（MCS）拉丁超立方體抽樣算法和響應面法（RSM）中心復合設計算法研制了抗滑樁結(jié)構(gòu)可靠度失效概率計算程序，同時，還研制了基于JC法的可靠度計算FORTRAN源程序，并與抗滑樁有限元模型 ANSYS命令流文件相結(jié)合實現(xiàn)了對抗滑樁結(jié)構(gòu)可靠度的計算。最后通過大路溝滑坡治理工程抗滑樁結(jié)構(gòu)可靠度計算算例分析，從計算效率來看，蒙特卡羅法（MCS）拉丁超立方體抽樣算

4、法最低，響應面法（RSM）中心復合設計算法其次，基于FORTRAN與ANSYS軟件相結(jié)合的JC可靠度方法效率最高。
　?。?）對基于投資-效益準則的抗滑樁結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計模型進行了詳細討論，并對抗滑樁結(jié)構(gòu)整個壽命周期內(nèi)的總費用進行了系統(tǒng)分析，詳細描述了支護結(jié)構(gòu)初始建造成本0C、人員傷亡損失費用fC1、建筑物及室內(nèi)財產(chǎn)損失費用f C2、公路（鐵路、水利）等工程損失費用f C3、土地資源損失費用f C4及其他損失費用5 fC等計算模型。最