重力式、悬臂式、扶壁式挡土墙结构优化设计与选型
随着地处山区的边坡建筑、高等级公路和铁路建设以及城市中大量高层建筑的兴建,挡土墙在基坑和边坡中的应用越来越广泛,而深入开展研究这些地区边坡支挡结构的分析与设计研究,对在保证公路、铁路和建筑物的使用安全,减少滑坡、泥石流对其的危害的前提下降低工程造价具有重大的意义。 传统的结构设计采用的是重复设计方法,一方面设计繁复冗长,效率很低;另一方面,一般设计单位不大可能花费大量的人力和时间去进行多方案的比较,往往最终确定的方案并非理想的可行方案。
最终方案的合理性多受初始方案的影响,并且很大程度上取决于设计者的经验。本文首先在现有理论的基础之上建立重力式、悬臂式、扶壁式三种类型的挡土墙结构的优化模型,为保证该程序的使用范围,在优化模型中考虑了有粘性填土的土压力,特别是推导了粘性填土的第二破裂面计算公式,然后利用Matlab在复形法优化算法的基础上编写了该三种挡土墙结构型式的优化程序,最后在相同参数的前提,对该三种支挡结构进行最优经济对比分析,在单种类型结构优化的基础上进行结构选型分析,并且在已编制的优化程序的基础上进行不同土质参数及坡高等的系列计算,通过对计算结果的对比分析总结出结构选型分析的优选结果,把传统的单一结构优化设计提升到多种结构优化比选,实现了高一层次的优化设计,本文研究结论为优选设计提供了新的途径,研究结果也可为设计人员在实际设计时提供参考。
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