剛性樁復合地基承載特性計算與預測方法研究.pdf

1、利用樁體置換作用，剛性樁復合地基具有比天然地基更高的承載力、控制變形等特性，同時，又比樁基經濟，因此在工程中得到越來越廣泛的應用，并取得了很好的經濟效益和社會效益；但對其計算方法的研究還相對落后于工程實踐，因此，剛性樁復合地基的承載特性研究已經成為基礎工程研究領域的熱點，具有很強的學術價值和現實意義。 本文在現有研究成果的基礎上，對剛性樁復合地基承載理論進行了系統(tǒng)的研究，構建了復合地基優(yōu)化設計模型；利用人工智能理論及方法對剛性樁

2、復合地基承載力及沉降進行了預測研究，建立了剛性樁復合地基承載力及沉降預測模型；結合工程實例，驗證了上述模型的有效性。本文進行的主要研究工作和取得的重要成果有： (1)基于復合地基的設計思想，對長短樁復合地基的承載力和沉降設計理論進行了研究，根據長短樁復合地基形式的不同，討論了長短樁復合地基的承載力和沉降計算模式；結合工程實例，歸納總結了采用長短樁復合地基設計的適用范圍，并發(fā)現長短樁復合地基特別適用于壓縮土層較厚的地基；通過理論計

3、算和現場檢測結果的對比分析，證明了在軟弱地基條件下，長短樁復合地基應用的可靠性。 (2)基于有限元理論分析，建立單樁CFG復合地基有限元分析模型及長短樁復合地基模型，系統(tǒng)研究了樁土模量比、墊層、樁的置換率等因素對承載特性的影響，得到剛性樁復合地基中樁土共同作用的規(guī)律性結論。 (3)利用智能方法對剛性樁復合地基承載力預測進行了研究，提出了兩種單樁承載力預測模型。第1種是利用遺傳算法確定初始權值，建立預測單樁承載力的BP網絡

4、模型，即根據遺傳算法全局搜索的特點，利用它對BP網絡的初始權值以及閾值分布進行優(yōu)化，然后再建立單樁承載力預測的BP網絡模型，使BP網的預測值更準確。第2種是提出了基于模擬退火的承載力預測模型，即利用模擬退火可以得到組合優(yōu)化問題的近似解的特點，根據單樁承載力預測的因素，充分利用乘法原理、非線性及模擬退火算法建立了基于模擬退火的單樁承載力預測模型。這兩種模型都通過了工程實例驗證，結果表明：兩種方法都可以準確預測單樁承載力，后者的預測結果優(yōu)于

5、前者。 (4)利用智能方法對基礎沉降的預測模型進行了研究，提出了兩種基礎沉降預測模型。第1種是利用改進的灰色模型，通過使用多項式逼近法，利用多項式在離散觀測點上的導數代替常用的差分，由最小二乘法，從整體上得出時間響應方程的三個估計值來建立改進的灰色沉降預測模型。第2種是利用多元非線性回歸與遺傳算法結合，提出了基于遺傳算法的剛性樁復合地基的沉降預測模型。 這兩種模型都通過了工程實例驗證，結果表明：兩種方法都可以準確預測單樁