深基坑支護(hù)工程可靠度分析與數(shù)值模擬

本書針對(duì)深基坑支護(hù)工程的研究現(xiàn)狀及工程建設(shè)的需要，對(duì)基坑工程可靠度分析的基本原理及工程應(yīng)用、土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的可靠性、樁錨土釘聯(lián)合支護(hù)機(jī)理、基坑變形性狀數(shù)值模擬等難點(diǎn)問題進(jìn)行了較為全面的研究，并把研究成果運(yùn)用到鄭州地區(qū)深基坑支護(hù)工程的設(shè)計(jì)、施工中。

實(shí)際上，對(duì)于基坑支護(hù)工程，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的衡量也并非由材料用量唯一決定，還含有優(yōu)化模型中其他要素，比如工期和施工工藝等。優(yōu)化模型中優(yōu)化變量和優(yōu)化目標(biāo)是根據(jù)具體施工工況,結(jié)合變形控制來選取更具有現(xiàn)實(shí)意義的技術(shù)經(jīng)濟(jì)變量。用數(shù)值分析方法對(duì)基坑支護(hù)工程進(jìn)行模擬與傳統(tǒng)的估算法、彈性地基梁法、物理模擬法等方法相比有很大的靈活性。常用的數(shù)值分析方法有有限元法（FEM)、連續(xù)介質(zhì)快速拉格朗日差分法（FLAC)和邊界元法（BEM)。拉格朗日差分法將轉(zhuǎn)化課題的常微分或偏微分方程為差分方程來處理有限變形問題，計(jì)算過程中允許材料發(fā)生屈服和塑性流動(dòng),適合解決巖土工程中經(jīng)常遇到的大變形問題。有限元法以研究區(qū)域的變分形式來離散所研究的區(qū)域，使其成為有限數(shù)目的單元并列出計(jì)算公式,不必像拉格朗日差分法把問題歸結(jié)為微分方程這一中間手段，相比拉格朗日差分法，其節(jié)點(diǎn)任意配置，能很好地模擬復(fù)雜的邊界條件。邊界元法化微分方程為邊界積分方程，使用類似于有限元法的離散技術(shù)來離散邊界，有降維作用，但邊界元法對(duì)變系數(shù)或非...2100433B

本書系統(tǒng)地論述了深基坑支護(hù)工程中的可靠度理論及其應(yīng)用，結(jié)合工程實(shí)踐對(duì)深基坑支護(hù)工程開展了數(shù)值模擬研究?？勺鳛閹r土工程專業(yè)本科生、研究生的參考書，也可供從事深基坑支護(hù)工程及相關(guān)領(lǐng)域的科研人員和從事深基坑支護(hù)工程設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理與監(jiān)測(cè)等工程技術(shù)人員參考。

前言

第1章 緒論

1.1 引言

1.2 深基坑支護(hù)工程可靠性分析

1.3 深基坑支護(hù)工程優(yōu)化設(shè)計(jì)與數(shù)值模擬

1.4 鄭州市深基坑支護(hù)工程設(shè)計(jì)與施工概況

1.5 本書對(duì)深基坑支護(hù)工程若干問題的研究

第1篇 深基坑支護(hù)工程可靠度分析

第2章 概述

2.1 基坑工程可靠度研究的意義及其必要性

2.2 可靠度分析方法的優(yōu)點(diǎn)

2.3 巖土工程可靠度研究步驟及主要研究?jī)?nèi)容

第3章 可靠度分析的基本原理

3.1 基坑可靠度分析中的基本概念

3.2 常用的可靠度分析方法

第4章 基坑可靠度的不確定性因素研究

4.1 不確定性的分類

4.2 土性參數(shù)的相關(guān)性分析

4.3 隨機(jī)變量概型分布的假設(shè)檢驗(yàn)

第5章 土釘支護(hù)及極限狀態(tài)函數(shù)的建立

5.1 土釘支護(hù)技術(shù)概述

5.2 土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析

5.3 土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)體系穩(wěn)定性可靠度分析

第6章 可靠度程序設(shè)計(jì)及實(shí)例分析

6.1 可靠度程序設(shè)計(jì)

6.2 工程實(shí)例

第2篇 深基坑工程優(yōu)化設(shè)計(jì)分析與工程實(shí)踐

第7章 樁錨與土釘聯(lián)合支護(hù)優(yōu)化設(shè)計(jì)

7.1 系統(tǒng)優(yōu)化

7.2 設(shè)計(jì)計(jì)算優(yōu)化

7.3 反演分析優(yōu)化

7.4 降水優(yōu)化設(shè)計(jì)

第8章 樁錨與土釘聯(lián)合支護(hù)優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)例

8.1 工程概況

8.2 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件

8.3 土層參數(shù)選取

8.4 周邊環(huán)境條件

8.5 方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)

第3篇 深基坑支護(hù)工程數(shù)值模擬

第9章 樁錨與土釘支護(hù)工程實(shí)例數(shù)值模擬

9.1 概論

9.2 FLAC 3D程序介紹

9.3 基本假設(shè)

9.4 計(jì)算模型的建立及有關(guān)參數(shù)的選取

9.5 基坑開挖過程的模擬

9.6 數(shù)值模擬結(jié)果及分析

第10章 復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)三維數(shù)值模擬分析

10.1 工程概況

10.2 基坑支護(hù)方案

10.3 模型的建立和參數(shù)選取

10.4 三維數(shù)值模擬結(jié)果分析

第11章 樁錨與土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬分析

11.1 工程概況

11.2 工程及水文地質(zhì)條件

11.3 基坑支護(hù)方案設(shè)計(jì)

11.4 模型的建立及參數(shù)選取

11.5 基坑分步開挖過程中土體內(nèi)力分析

11.6 支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力的數(shù)值分析

11.7 基坑的安全系數(shù)和應(yīng)變分析

第12章 土釘支護(hù)工程實(shí)例數(shù)值模擬分析

12.1 工程概況

12.2 基坑支護(hù)方案

12.3 基本假定

12.4 模型的建立和參數(shù)選取

12.5 三維數(shù)值模擬結(jié)果分析

12.6 支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力的理論分析v

12.7 理論分析與數(shù)值分析結(jié)果的對(duì)比

第4篇 深基坑支護(hù)工程監(jiān)測(cè)技術(shù)與設(shè)計(jì)施工實(shí)例　第13章 深基坑支護(hù)工程信息化監(jiān)測(cè)技術(shù)

13.1 概述

13.2 監(jiān)測(cè)內(nèi)容和基本要求

13.3 基坑深層水平位移監(jiān)測(cè)

13.4 土壓力的觀測(cè)

13.5 基坑孔隙水壓力的觀測(cè)

13.6 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力監(jiān)測(cè)

13.7 基坑開挖過程地下水位監(jiān)測(cè)

13.8 地表建筑沉降及裂縫監(jiān)測(cè)

13.9 基坑監(jiān)測(cè)結(jié)果實(shí)時(shí)分析與評(píng)價(jià)

第14章 深基坑支護(hù)工程設(shè)計(jì)與施工實(shí)例

14.1 實(shí)例一鄭州小崗劉城中村改造工程基坑支護(hù)方案設(shè)計(jì)

14.2 實(shí)例二鄭州大上海城商業(yè)步行街6區(qū)基坑支護(hù)方案設(shè)計(jì)

14.3 實(shí)例三河南省地震局物探中心高層住宅工程基坑支護(hù)設(shè)計(jì)

根據(jù)結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)和功能函數(shù)可得結(jié)構(gòu)的可靠度(即可靠概率)Pr 和失效概率Pf：

由概率論知：

R、S常用的概率分布有兩類：R、S均服從正態(tài)分布，兩者相互獨(dú)立；R、S均服從對(duì)數(shù)狀態(tài)分布，兩者相互獨(dú)立。則不同情況下的可靠度和失效概率分別為：

R、S均服從正態(tài)分布，兩者相互獨(dú)立

功能函數(shù)Z是R、S兩隨機(jī)變量組合成的新函數(shù)，兩隨機(jī)變量服從正態(tài)分布，則兩者之差組成的隨機(jī)變量也服從正態(tài)分布，所以R、S服從正態(tài)分布。

Z的概率密度函數(shù)、結(jié)構(gòu)可靠度、結(jié)構(gòu)失效概率的式子分別如下：

該書較系統(tǒng)介紹了建筑結(jié)構(gòu)可靠度分析與設(shè)計(jì)的基本理論與方法以及國內(nèi)外的最新研究與應(yīng)用成果。主要內(nèi)容有：概率基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)可靠度分析、荷載的統(tǒng)計(jì)分析、結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力的統(tǒng)計(jì)分析等。

本書是作者近十年來在采礦工程問題數(shù)值模擬分析方面進(jìn)行理論研究和實(shí)際應(yīng)用的成果總結(jié)。全書共分10章，第一章簡(jiǎn)要敘述了數(shù)值模擬的發(fā)展及其研究現(xiàn)狀，分析了巖土工程及采礦工程問題

的特點(diǎn)及其數(shù)值模擬方法；第二章介紹了Itasca軟件的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域、Irasca軟件數(shù)值計(jì)算方法及巖土和采礦工程問題的數(shù)值模擬步驟；第三章在總結(jié)分析開采引起覆巖移動(dòng)變形規(guī)律的基礎(chǔ)上，研究了采礦工程問題數(shù)值模擬建模時(shí)模型邊界位置合理確定的原理和方法，深入分析了模型范圍對(duì)模擬結(jié)果的影響；第四章進(jìn)一步分析了模型邊界條件對(duì)采礦工程問題模擬結(jié)果的影響；第五章簡(jiǎn)述了巖體力學(xué)特性及其參數(shù)的合理確定，并討論了采動(dòng)巖體的力學(xué)特性；第六章詳細(xì)分析了軟巖硐支護(hù)圍巖接觸關(guān)系對(duì)支護(hù)體內(nèi)力和圍巖自承能力的影響、支護(hù)體的變形破壞特征以及錨注加固機(jī)理；第七章分析了近距離厚煤層跨采對(duì)底板巷道圍巖穩(wěn)定性的影響，并根據(jù)采動(dòng)影響巷道的圍巖移動(dòng)變形特點(diǎn)提出相應(yīng)的圍巖控制技術(shù)措施；第八章針對(duì)綜放沿空留巷的關(guān)鍵技術(shù)問題，詳細(xì)分析了綜放沿空留巷的圍巖活動(dòng)規(guī)律以及綜放沿空留巷圍巖穩(wěn)定性的影響因素及其影響規(guī)律；第九章詳細(xì)分析了錨桿支護(hù)參數(shù)對(duì)巷道圍巖穩(wěn)定性的影響；第十章采用三維數(shù)值模擬軟件FLAC3D，分析了在不規(guī)則煤柱影響下，工作面開采過程中煤層的應(yīng)力變化情況。