文档介绍：中南大学
硕士学位论文
山区高速公路斜坡桥基稳定分析及设计方法研究
姓名:翟利华
申请学位级别:硕士
专业:桥梁与隧道工程
指导教师:李德建;李志勇
20071101
.摘要·本文以常吉高速公路为依托工程,以典型斜坡桥基为研究对象,在广泛收集有关工程资料的基础上,采用有限元数值模拟分析技术,着重深化研究山区高速公路斜坡桥基稳定分析及设计中特有而亟待解决的问题,为斜坡桥基设计提供科从斜坡桥基的受力特点以及桥基与斜坡相互作用关系出发,主要做了以下几方面的工作。⑿逼虑呕性啬芰Ψ治以理想弹塑性力学理论为基础,运用有限元技术对工程实例桥基的承载能力进行分析,提出了运用桩土共同作用的接触非线性计算模型实现桥基承载力求解的新方法,通过对计算结果与试验数据对比,证明了该方法确定斜坡桥基承载力的可行性和有效性。在现有规范对斜坡桥基承载力确定方法不明确的情况下,通过对不同设计参数下斜坡桥基承载能力的变化情况进行分析,提出斜坡桥基受力特点,为斜坡桥桥基设计提供依据。利用正交设计思想,安排数值模拟试验,对斜坡桥基的各项力学指标做正交敏感性分析,得出各设计参数对斜坡桥基计算值贡献大小,通过回归分析得出斜坡桥基承载力折减系数计算公式。⑿逼虑呕榷ㄐ苑治针对嵌岩桩稳定特性分析,从研究桩基在不同长细比及横向水平力条件下的受力特性,探讨横向山体荷载对桥基内力、变形与稳定性的影响,研究斜坡桥基在不同设计参数下的稳定性,以此确定桥基的埋置深度,为高边坡桥基的在屈曲设计方面提供计算方法及设计思路。⑶呕稍刈饔孟滦逼挛榷ㄐ苑治基于强度折减理论,提出改变步长搜索法求解边坡稳定安全系数的方法,将强度折减法从二维平面问题引申到三维空间问题,避免了二维方法中桩基计算宽度的确定,更好地得出边坡应力应变分布情况,提出了将塑性区是否贯通作为求解边坡安全系数的标准,为复杂边界下边坡稳定性评价提供了新的思路和方法。本文的研究成果可为斜坡桥基的设计、施工提供一定的理论指导,也为其相关规范的修订奠定基础。⑿逼虑呕挠呕杓从实际问题出发,利用结构分析理论,把斜坡桥基的优化问题用数学表达式学依据。·湖南省交通建设工程重点实验室开放基金项目“山区高速公路斜坡桥基稳定性分析及设计
表示出来,建立数学模型,提出了斜坡桥基优化设计的两个目标函数:一是桩基容许承载力:二是结构总体积最小。并采用功效函数法确定了目标函数的加权系数。针对模型离散变量的优化设计特点,引入了蚂蚁算法的精英蚂蚁寻优策略,并以伪代码形式给出了优化算法的基本步骤。关键词:斜坡桥基,力学指标,正交设计,逐步线性回归,优化设计,精英蚂蚁寻优策略方法研究”贤牛
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作者签名:埤储躲逖聊繇豢踟期:昕言论倘原创性声明关于学位论文使用授权说明本人声明,所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了论文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在在论文中作了明确的说明。本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留学位论文,允许学位论文被查阅和借阅;学校可以公布学位论文的全部或部分内容,可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文;学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。
第一章绪论边坡的分类及发展现状边坡稳定分析一直是岩土工程中的重要研究课题。分析边坡稳定问题基本上都是围绕着自然或人工边坡稳定及应力计算方法的研究,边坡稳定分析理论在高边坡桥基设计中的应用却较少提及,但是随着我国中西部地区经济发展和高速公路网建设的需要,高边坡桥基工程的应用不断增多,在高边坡桥基的设计中,边坡及桥基稳定性问题也越显突出。本文以常吉高速公路为依托工程,以典型斜坡桥基为研究对象,在广泛收集有关工程资料的基础上,采用有限元数值模拟分析技术,着重深化研究山区高速公路斜坡桥桥基稳定分析及设计中特有而亟待解决的问题,为斜坡桥基设计提供科学依据。.咂碌男翁头掷边坡是自然或人工形成的斜坡,是人类工程活动中最基本的地质环境之一,也是工程建设最常见的工程形式。随着我国路网建设的不断发展,会不断遇到跨越河流和山谷的问题,就增加了大桥及特大桥梁建设需求,这就涉及到了大量的边坡桥基问题,因此对边坡桥基的正确认识、合理设计、适当的治理,把边坡及边坡桥基失稳造成的灾害降到最低限度,是研究学者和工程设计人员必须考虑的问题。在实际工程中,为满足不同工程用途的需要,边坡设计形态多种多样,边坡的分类通常有以下几种:凑毡咂碌某梢蚩煞治L烊槐咂潞腿斯け咂拢烊槐咂率亲匀恍纬傻山坡和江河湖海的坡岸;凑展钩杀咂缕绿宓难彝列灾士