基于動態(tài)監(jiān)測信息的深基坑工程可靠性設(shè)計(jì)理論研究.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，許多城市都不同程度地出現(xiàn)了大量的地下空間資源沒有得到合理的開發(fā)利用與用地緊張、交通擁擠之間的矛盾。開發(fā)利用地下空間資源是實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展的有效途徑，是國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展中解決空間矛盾的重要手段。隨著建筑技術(shù)的發(fā)展，高層及超高層建筑的大量涌現(xiàn)，以及大型市政設(shè)施的施工和大量地下空間的開發(fā)也隨之增多，由此產(chǎn)生了許多的深基坑工程及超深基坑工程，其規(guī)模和深度還在不斷擴(kuò)大，深基坑工程設(shè)計(jì)與施工的周期越來越長，難度也越來越高

2、。但目前設(shè)計(jì)水平?jīng)]有達(dá)到工程的要求，還存在著設(shè)計(jì)參數(shù)等的不確定、土的本構(gòu)模型的不完善和設(shè)計(jì)方法與監(jiān)測方法落后等缺陷，深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)狀況堪憂，事故頻頻出現(xiàn)。 本文進(jìn)行了深基坑動態(tài)設(shè)計(jì)理論的研究。在總結(jié)、綜合深基坑目前所使用方法的基礎(chǔ)之上，提出了基于動態(tài)監(jiān)測信息反饋的深基坑工程可靠性設(shè)計(jì)的概念，指出在深基坑工程這一特殊的領(lǐng)域中，設(shè)計(jì)概念應(yīng)有所拓展，應(yīng)是伴隨施工全過程的、將原有意義上的設(shè)計(jì)和監(jiān)測融為一體的動態(tài)性設(shè)計(jì)。并通過實(shí)例對此設(shè)計(jì)

3、理念進(jìn)行進(jìn)一步說明。 本文著重對深基坑結(jié)構(gòu)體系的可靠度分析理論進(jìn)行了研究，將隨機(jī)有限元方法引入巖土工程領(lǐng)域，提出基于隨機(jī)有限元理論的深基坑結(jié)構(gòu)體系的動態(tài)、靜態(tài)可靠度分析方法；另一方面，基于目前工程上可靠度分析使用較多的構(gòu)件JC方法，本文首次從深基坑結(jié)構(gòu)體系的概念出發(fā)進(jìn)行可靠度分析，并提出深基坑結(jié)構(gòu)體系的靜態(tài)可靠度分析方法。由于土的特性、土與結(jié)構(gòu)物共同作用特性等原因，深基坑工程設(shè)計(jì)中存在不確定的因素較多，事實(shí)證明，運(yùn)用可靠度分析方

4、法可以較好地解決工程上隨機(jī)性等不確定性問題，是深基坑工程研究和發(fā)展的方向。 由于系統(tǒng)非線性等因素的影響，現(xiàn)有深基坑體系的應(yīng)力、應(yīng)變計(jì)算方法誤差較大，并給后繼可靠度分析帶來更大的傳遞誤差。本文在綜合原有方法的基礎(chǔ)之上，建立了深基坑工程的一類非線性有限元的綜合計(jì)算模型。該計(jì)算模型考慮了接觸效應(yīng)、時空效應(yīng)等對深基坑內(nèi)力、應(yīng)變有較大影響的因素，能比較準(zhǔn)確地計(jì)算出深基坑工程的內(nèi)力、應(yīng)變。 在基于動態(tài)監(jiān)測信息反饋的深基坑工程可靠性設(shè)

5、計(jì)的概念中，監(jiān)測不再獨(dú)立于設(shè)計(jì)之外，而是設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。監(jiān)測所得到的數(shù)據(jù)將直接修正設(shè)計(jì)參數(shù)，驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案、修正設(shè)計(jì)方法。同時，本文在對現(xiàn)有深基坑工程監(jiān)測方法的介紹以及對相關(guān)地下工程領(lǐng)域監(jiān)測的分析基礎(chǔ)之上，提出了深基坑智能結(jié)構(gòu)的概念和使用光纖傳感器以及計(jì)算機(jī)成像等監(jiān)測思路，為開拓深基坑監(jiān)測領(lǐng)域打下了基礎(chǔ)。針對目前深基坑工程中存在著一些不必要的工程開支與安全系數(shù)之間的矛盾，本文從工程實(shí)際出發(fā)，在模糊數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)應(yīng)用之上，綜合了模糊決策和多層分