基于智能优化技术土压力分析计算方法研究

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1、湖南大学硕士学位论文基于智能优化技术土压力分析计算方法研究姓名：曾玉莹申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：陈昌富20050511硕士论文摘要土压力的计算是一个重要而古老的课题，经典的Coulomb和Rinkine土压力理论，因其计算简单和力学概念明确，一直为工程设计所采用。但因其过于简化，对于二较复杂的情况，其计算结果往往与实际情况不相符合。此外，菲饱和土有着与饱和土不一样的四相组成，因而工程性质很不一样，但对于非饱和土的土压力，人们依然采用饱和土的朗肯土压力理论。为此，本文在前人研究成果的基础上，进一步探讨土压力的计算和智能优化技术在土压力计算中的应用。

2、对于一般性土，本文通过假定墙后土体在极限平衡状态时的滑动面为对数螺线曲面和平面的组合曲面，采用薄层单元法推导出主动土压力和被动土压力公式，在考虑地震效应下，采用楔形单元法推导出主动土压力和被动士压力公式，并运用改迸的复合形遗传算法和复合形退火算法寻找潜在滑动面，进行土压力分析研究。同时，讨论了计算参数对土压力的影响。对于非饱和土，在延伸的Mohr圆基础上，本文考虑基质吸力对土中应力的影响，分别采用薄层单元法推导出了非饱和±主动土压力计算公式和采用楔形单元法推导出了非饱和土被动土压力公式，同样也运用改进的复合形遗传算法和复合形退火算法寻找潜在滑动面。基坑工程中，墙

3、体在墙后土体压力作用下，将产生较大的位移和挠曲变形，引起土压力重分布。本文在充分考虑支护结构一土相互作用的基础上，建立了土压力与墙体位移的关系曲线，并考虑士拱效应引起的应力重分布，得到了考虑位移的士压力计算方法，该法能计算非极限状态下的土压力。本文在考虑锚杆刚度发挥效率的基础上，引入纽玛克数值计算方法和考虑支挡结构主动侧边坡土体在坑底处形成的超载的弹性地基梁法分析了支挡结构在土压力作用下的位移。关键词：土压力：主动土压力；被动土压力：智能优化技术：非饱和土；基质吸力；土拱；弹性地基梁矍三塞璧堡丝堡奎圭里查坌堑生耋耋鎏至垒ABSRACTThecalculation

4、ofearthpressureisanimportantandoldissue．ClassicalearthpressuretheoriesenunciatedbyCoulombandRankinehavebeenwidelyusedbecauseofitssimplecalculationandclearmechanicsconcept．However,becauseofitsexcessivelysimplify,thecalculationresultdoesn’taccordwithin—sitedataunderthecomplicatedcondit

5、ion．Furthermore，unsaturatedsoilisdifferentfromsaturatedsoil，whichiscomposedoffour-phasesmedium，andbringsonthedifferentengineeringbehaviors．ButengineersstillusedRankinetheorytocalculatetheunsaturatedsoilpressure。Therefore，basedonforepassedachievements，thecomputationofearthpressureanda

6、pplicationofintelligentoptimizationmethodarestudiedForuniversalitysoils，composite(109arithmicspiralandplanar)failsurfaceisconsidered．Theformulaeforcalculatingactiveearthpressureandpassiveearthpressureareobtainedbyusingthin-layerelementmethod．Consideringseismiceffect，theactiveandpassi

7、vesoilpressureformulasareobtainedbyusingwedge—shapedelementmethod．Complexsimulatedannealingcalculationmethodandcomplexgeneticalgorithmareusedtodeterminethepotentialfailsurface．Atthesametime，theinfluenceofcalculationparameteronearthpressurearediscussed．Forunsaturatedsoils，basedonexten

8、dedMohrcircl