论文部分内容阅读
近年来,我国交通建设发展迅速,软土地基处治问题也随之日益突出,主要表现为地基承载力不足、变形稳定时间长、沉降过大等。桩网复合地基的沉降量小,稳定性高,可经济有效地处治软土地基。本文在国家自然科学基金(51278186)及国家重点研发计划项目(2016YFC0800203)的支持下,对桩网复合地基进行优化设计,主要的工作和成果如下:(1)引入一种新的元启发式算法—共生生物搜索(SOS)算法,并针对算法存在的缺点,引入加权扰动策略和减少寄生操作进行改进,构建了一种新的共生生物搜索算法,即加权扰动共生生物搜索(PWSOS)算法。(2)提出了基于加权扰动共生生物搜索算法的桩网复合地基优化设计方法。分析桩体未打入硬土层和桩体打入硬土层时桩网复合地基的受力变形特性和设计计算方法;建立以桩径、桩长、桩帽边长和厚度、桩间距为设计变量,工程造价为目标函数,地基承载力、沉降、加筋体抗拉、桩帽抗弯抗剪为约束条件的桩网复合地基优化设计数学模型;基于PWSOS算法对优化设计数学模型进行全局寻优,得到桩网复合地基优化设计方案。(3)引入Kriging沉降代理模型,建立了桩网复合地基优化设计模型和计算方法。基于Kriging模型建立桩网复合地基沉降代理模型,并对比沉降代理模型计算结果及有限元分析结果,验证其可靠性;基于Kriging沉降代理模型,以工程造价为目标函数,地基沉降、承载力等为约束条件建立桩网复合地基优化设计数学模型,运用PWSOS算法对模型进行全局寻优,得到经济有效的加固方案。(4)分析填土高度、压缩模量、桩侧摩阻力和桩端阻力对桩网复合地基的影响,通过全面试验,对不同填土高度、压缩模量、不排水抗剪强度和桩间距情况下的深厚软土区桩网复合地基进行设计,得到桩网复合地基的桩长随不排水抗剪强度变化的规律,给出了不同参数时深厚软土区桩网复合地基的设计图。