深基坑支护工程可靠度分析与数值模拟

本书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。

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唯一决定，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...2100433B

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。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

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

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

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

根据结构的极限状态和功能函数可得结构的可靠度(即可靠概率)Pr 和失效概率Pf：

由概率论知：

R、S常用的概率分布有两类：R、S均服从正态分布，两者相互独立；R、S均服从对数状态分布，两者相互独立。则不同情况下的可靠度和失效概率分别为：

R、S均服从正态分布，两者相互独立

功能函数Z是R、S两随机变量组合成的新函数，两随机变量服从正态分布，则两者之差组成的随机变量也服从正态分布，所以R、S服从正态分布。

Z的概率密度函数、结构可靠度、结构失效概率的式子分别如下：

该书较系统介绍了建筑结构可靠度分析与设计的基本理论与方法以及国内外的最新研究与应用成果。主要内容有：概率基础、结构可靠度分析、荷载的统计分析、结构构件抗力的统计分析等。

本书是作者近十年来在采矿工程问题数值模拟分析方面进行理论研究和实际应用的成果总结。全书共分10章，第一章简要叙述了数值模拟的发展及其研究现状，分析了岩土工程及采矿工程问题

的特点及其数值模拟方法；第二章介绍了Itasca软件的特点及应用领域、Irasca软件数值计算方法及岩土和采矿工程问题的数值模拟步骤；第三章在总结分析开采引起覆岩移动变形规律的基础上，研究了采矿工程问题数值模拟建模时模型边界位置合理确定的原理和方法，深入分析了模型范围对模拟结果的影响；第四章进一步分析了模型边界条件对采矿工程问题模拟结果的影响；第五章简述了岩体力学特性及其参数的合理确定，并讨论了采动岩体的力学特性；第六章详细分析了软岩硐支护围岩接触关系对支护体内力和围岩自承能力的影响、支护体的变形破坏特征以及锚注加固机理；第七章分析了近距离厚煤层跨采对底板巷道围岩稳定性的影响，并根据采动影响巷道的围岩移动变形特点提出相应的围岩控制技术措施；第八章针对综放沿空留巷的关键技术问题，详细分析了综放沿空留巷的围岩活动规律以及综放沿空留巷围岩稳定性的影响因素及其影响规律；第九章详细分析了锚杆支护参数对巷道围岩稳定性的影响；第十章采用三维数值模拟软件FLAC3D，分析了在不规则煤柱影响下，工作面开采过程中煤层的应力变化情况。