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基于可靠性的悬锚式挡土墙全局优化设计研究
| 论文题名： | 基于可靠性的悬锚式挡土墙全局优化设计研究 |
| 关键词： | 悬锚式挡土墙;优化设计;可靠性;结构力学;岩土体 |
| 摘要： | 路基悬锚式挡土墙是一种新型的边坡支挡结构。它是在悬臂式挡土墙的的侧面设置锚定板,充分利用了锚定板的抗拔力以及墙后踵板以上土体的自重力,使悬臂式挡土墙受力和内力分布更加合理,这样可以减小墙体的截面尺寸,大量节约占用的土地面积和实际的工程投资。 目前悬锚式挡土墙的理论研究工作和实际应用主要是在确定性分析基础上进行的,然而岩土体自身、岩土体与结构之间相互作用的特性决定描述它们的参数具有非常大的变异性,对这些不确定因素的确定性处理会造成计算结果具有非常大的误差。因此,应该用概率统计的数学手段来进行更加科学合理的计算悬锚式挡土墙的不确定性问题。 论文首先简单的介绍了可靠性的发展历程和基本理论。依据目前悬锚式挡土墙的研究成果,介绍了其结构力学计算方法。通过分析比较,鉴于目前描述岩土体参数的特征以及这些参数的统计分析资料,选择岩土体的粘聚力C、内摩擦角ψ等参数作为随机变量,其余计算参数作为确定值进行可靠性分析和计算。并运用可靠性优化理论对悬锚式挡土墙结构系统的全局优化问题进行了研究。 在悬锚式挡土墙系统可靠性分析的基础上,将系统分解为悬臂式挡土墙、锚定板和拉杆三个一级子系统,将悬臂式挡土墙、锚定板和拉杆分为九个二级子系统,根据等分配原理进行了可靠度的分配,并建立了悬锚式挡土墙系统可靠度的最优分配模式。 在Matlab环境下,通过Matlab强大的计算分析功能,建立了悬锚式挡土墙系统最优化的目标函数和约束条件的数学模型,通过优化工具箱对悬锚式挡土墙系统实现全局可靠性优化。 最后,以安塞至吴起高速公路悬锚式挡土墙实验段为例,依据本文的研究成果计算分析了其设计方案的可靠性,并进行了相应的优化设计,比较了悬锚式挡土墙优化前后方案的经济效益,验证了本文研究成果的可行性。 |
| 作者： | 陈琪磊 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 高江平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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