深基坑支护工程可靠度分析与数值模拟

本书系统地论述了深基坑支护工程中的可靠度理论及其应用，结合工程实践对深基坑支护工程开展了数值模拟研究。针对深基坑支护工程的研究现状及工程建设的需要，对基坑工程可靠度分析的基本原理及工程应用、土钉支护结构稳定的可靠性、桩锚土钉联合支护机理、基坑变形性状数值模拟等难点问题进行了较为全面的研究，并把研究成果运用到郑州地区深基坑支护工程的设计、施工中。
本书可作为岩土工程专业本科生、研究生的参考书，也可供从事深基坑支护工程及相关领域的科研人员和从事深基坑支护工程设计、施工、监理与监测等工程技术人员参考。

前言
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 深基坑支护工程可靠性分析
1.3 深基坑支护工程优化设计与数值模拟
1.4 郑州市深基坑支护工程设计与施工概况
1.5 本书对深基坑支护工程若干问题的研究
第1篇 深基坑支护工程可靠度分析
第2章 概述
2.1 基坑工程可靠度研究的意义及其必要性
2.2 可靠度分析方法的优点
2.3 岩土工程可靠度研究步骤及主要研究内容
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 基坑可靠度的不确定性因素研究
4.1 不确定性的分类
4.2 土性参数的相关性分析
4.3 随机变量概型分布的假设检验
第5章 土钉支护及极限状态函数的建立
5.1 土钉支护技术概述
5.2 土钉支护结构稳定性分析
5.3 土钉支护结构体系稳定性可靠度分析
第6章 可靠度程序设计及实例分析
6.1 可靠度程序设计
6.2 工程实例
第2篇 深基坑工程优化设计分析与工程实践
第7章 桩锚与土钉联合支护优化设计基本理论
7.1 系统优化
7.2 设计计算优化
7.3 反演分析优化
7.4 降水优化设计
第8章 桩锚与土钉联合支护优化设计实例研究
8.1 工程概况
8.2 工程地质与水文地质条件
8.3 土层参数选取
8.4 周边环境条件
8.5 方案的优化设计
第3篇 深基坑支护工程数值模拟
第9章 桩锚与土钉支护工程实例数值模拟分析
9.1 概论
9.2 FLAC 3D程序介绍
9.3 基本假设
9.4 计算模型的建立及有关参数的选取
9.5 基坑开挖过程的模拟
9.6 数值模拟结果及分析
第10章 复合支护结构三维数值模拟分析
10.1 工程概况
10.2 基坑支护方案
10.3 模型的建立和参数选取
10.4 三维数值模拟结果分析
第11章 桩锚与土钉支护结构数值模拟分析
11.1 工程概况
11.2 工程及水文地质条件
11.3 基坑支护方案设计
11.4 模型的建立及参数选取
11.5 基坑分步开挖过程中土体内力分析
11.6 支护结构内力的数值分析
11.7 基坑的安全系数和应变分析
第12章 土钉支护工程实例数值模拟分析
12.1 工程概况
12.2 基坑支护方案
12.3 基本假定
12.4 模型的建立和参数选取
12.5 三维数值模拟结果分析
12.6 支护结构内力的理论分析v
12.7 理论分析与数值分析结果的对比
第4篇 深基坑支护工程监测技术与设计施工实例
第13章 深基坑支护工程信息化监测技术
13.1 概述
13.2 监测内容和基本要求
13.3 基坑深层水平位移监测
13.4 土压力的观测
13.5 基坑孔隙水压力的观测
13.6 基坑支护结构内力监测
13.7 基坑开挖过程地下水位监测
13.8 地表建筑沉降及裂缝监测
13.9 基坑监测结果实时分析与评价
第14章 深基坑支护工程设计与施工实例
14.1 实例一郑州小岗刘城中村改造工程基坑支护方案设计
14.2 实例二郑州大上海城商业步行街6区基坑支护方案设计
14.3 实例三河南省地震局物探中心高层住宅工程基坑支护设计
参考文献

    护形式的计算分析，实际上，对于基坑支护工程，经济指标的衡量也并非由材料用量**决定，还含有优化模型中其他要素，比如工期和施工工艺等。优化模型中优化变量和优化目标是根据具体施工工况,结合变形控制来选取更具有现实意义的技术经济变量。用数值分析方法对基坑支护工程进行模拟与传统的估算法、弹性地基梁法、物理模拟法等方法相比有很大的灵活性。常用的数值分析方法有有限元法（FEM)、连续介质快速拉格朗日差分法（FLAC)和边界元法（BEM)。拉格朗日差分法将转化课题的常微分或偏微分方程为差分方程来处理有限变形问题，计算过程中允许材料发生屈服和塑性流动,适合解决岩土工程中经常遇到的大变形问题。有限元法以研究区域的变分形式来离散所研究的区域，使其成为有限数目的单元并列出计算公式,不必像拉格朗日差分法把问题归结为微分方程这一中间手段，相比拉格朗日差分法，其节点任意配置，能很好地模拟复杂的边界条件。边界元法化微分方程为边界积分方程，使用类似于有限元法的离散技术来离散边界，有降维作用，但边界元法对变系数或非线性问题的适用性不如有限元法。
    数值模拟方法能综合考虑基坑开挖与支护施工过程中的许多因素，如土的非线性、弹塑性、固结效应以及土与支护结构的相互作用等，能将支护对周围环境的影响通过数值模拟的前后处理技术直接显示出来,更能直观地分析问题。目前，数值模拟已经在基坑开挖和支护计算分析中发挥了巨大的作用。EmiliosM.Comodromos等用FLAC软件分别考虑了桩土相互作用，分析了在不同刚度情况下单桩、群桩的工作状态及其极限承载力。张钦喜等用FLAC软件对复合土钉支护的土钉内力和支护变形进行了模拟与分析。黄润秋等应用FLAC3D软件研究了预应力锚索框架与岩土体的相互作用机理及施加预应力产生的附加应力。朱亚林等运用非线性有限元方法，对一种新型的预应力锚杆柔性支护技术的作用机理进行了数值分析。李好等采用弹塑性有限元方法，对基坑开挖、支护施工进行了数值模拟，分析了土体的位移和锚杆的受力状态。张春明等采用离散元数值分析方法对散体介质锚拉支架的支护和受力作用进行了详细的分析。
    1.4郑州市深基坑支护工程设计与施工概况
    郑州市地处黄河冲积平原地区，地形较平坦，地貌单一。地层以粉土、粉质黏土、粉细砂为主。郑州东半部的地下水位较高，受季节的影响较大，*高水位多出现在雨季后期（9月），*低水位多出现在干旱季节（5月），地下水的补给主要为大气降水。
    郑州市在基坑和边坡支护技术方面也得到相当快的发展，形成了一些适合郑州市地质特点的支护形式，包括排桩加预应力锚杆结合止水帷幕技术、水泥土重力式围护结构、拉锚式排桩支护技术、土钉墙支护技术、锚喷支护技术以及组合支护技术等。使用较为广泛的支护形式有：土钉墙支护技术、桩锚支护技术、土钉与微型桩联合支护技术以及桩锚与土钉联合支护技术。
    1.4.1土钉墙支护技术
    土钉墙支护结构包括喷射混凝土、土钉、钢筋网三部分，作为一种**的支护技术，在高边坡和基坑工程中特别是在不良地质条件下，利用喷射混凝土、土钉、钢筋网与土体共……