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基于MATLAB语言开发的土钉墙设计软件

作　者: 刘勇
导　师: 梁仁旺
学　校: 太原理工大学
专　业: 岩土工程
关键词: 土钉支护 滑裂面 圆弧条分法 程序开发
分类号: TU753
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


土钉支护技术是一种原位的土体加固技术,它是由密集的土钉群、被加固的原位土体、喷射混凝土面层及必要的防水系统组成的一个复合体,土钉弥补土体强度不足,可以有效提高土体的整体刚度,又弥补了土体抗拉、抗剪的不足,通过相互作用,提高土体自身结构强度,改变了边坡变形以及破坏状态,显著提高了边坡的稳定性和承受超载的能力,是目前出现的一种广泛应用于基坑、边坡等支护工程领域中的新技术、新方法。在目前的土钉支护设计中,现行的技术规范规程中给出了基本的设计方法,采用的是极限平衡分析法,基本上能够满足工程设计的要求。土钉支护结构设计时,比较关键的一步是确定潜在滑裂面的形状和位置,规范规程中建议对支护内部整体稳定性分析采用圆弧条分法。由于土钉支护设计计算量较大,选取钢筋直径及安全系数的计算过程比较繁琐,需要花费大量时间,给设计人员带来了很多困难,另外单凭借经验进行设计,很难做到安全可靠,往往会导致工程事故的发生。基于对以上这些情况的考虑,本人意在土钉支护设计计算程序开发方面做一点努力。以《基坑土钉支护技术规程》CECS96:97与《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99为理论依据,运用MATLAB7.X程序设计语言为开发平台,开发出一套具有选择钢筋时有多方案选择的土钉支护设计计算程序。本设计程序对土钉支护的整体稳定性采用圆弧条分法,初步设定了边坡滑裂圆弧圆心,借助计算机确定滑裂面圆心所在点,利用坡顶输入的条数对原始土坡进行评价,同时又实现了土钉抗拉承载力的计算,并能对各个开挖阶段土钉墙安全系数进行实时分析。该土钉支护设计计算程序主要能完成以下几方面的工作:(1)土体地质参数的输入赋值;(2)土坡或基坑基本参数的输入赋值;(3)土坡稳定性评价;(4)土钉侧压力、内力及土钉抗拔承载力的计算;(5)土钉支护安全系数的计算;该程序作为土钉支护设计计算辅助工具,经过测试计算显示数据可靠,能有效提高土钉支护设计的计算效率和准确性,可使工程设计人员摆脱繁琐的计算,为其提供一些有益的参考。

全文目录


摘要  2-4
ABSTRACT  4-11
第一章 绪论  11-22
  1.1 土钉支护概念  11
  1.2 土钉支护的发展  11-13
  1.3 研究土钉支护技术的目的和意义  13
  1.4 土钉支护技术的作用原理  13-14
  1.5 土钉支护技术的特点  14-16
  1.6 关于 MATLAB7.X 编程语言  16-18
  1.7 土钉支护的几种数值计算方法  18-20
  1.8 本文主要研究内容  20-21
  1.9 本章小结  21-22
第二章 土钉支护的计算方法与构造  22-27
  2.1 土钉支护结构设计的一般原则  22
  2.2 常用的土钉支护计算方法  22-25
    2.2.1 直线破裂面的确定  22-23
    2.2.2 圆弧滑动法  23-25
  2.3 土钉支护构造  25-26
  2.4 本章小结  26-27
第三章 土钉支护设计步骤  27-37
  3.1 土钉支护设计计算  27-32
    3.1.1 土钉支护设计的内容和步骤  27-28
    3.1.2 土钉支护土体的侧压力及内力计算  28-32
  3.2 土钉支护稳定性分析  32-36
    3.2.1 内部整体稳定性分析  32-35
    3.2.2 土钉支护外部整体稳定性分析  35-36
  3.3 本章小结  36-37
第四章 土钉支护设计计算程序开发  37-40
  4.1 程序开发介绍  37-38
  4.2 主要模块的功能介绍  38-39
    4.2.1 整体集成模块 Soil_nailing_wall.m  38
    4.2.2 参数输入模块 Arg.m  38-39
    4.2.3 土钉第一阶段设计模块 nail1.m  39
    4.2.4 土钉墙稳定性验算模块stability.m  39
    4.2.5 自定义函数  39
  4.3 本章小结  39-40
第五章 计算示例  40-54
  5.1 计算示例  40-53
  5.2 本章小结  53-54
第六章 结论与展望  54-56
  6.1 结论  54-55
  6.2 展望  55-56
参考文献  56-59
附录  59-71
致谢  71-72
攻读学位期间所发表的学术论文目录  72

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑施工 > 各项工程与工种 > 基础工程
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