基于智能優化技術土壓力分析計算方法研究

土壓力的計算是一個重要而古老的課題，經典的Coulomb和Rinkine土壓力理論，因其計算簡單和力學概念明確，一直為工程設計所采用。但因其過于簡化，對于較復雜的情況，其計算結果往往與實際情況不相符合。此外，非飽和土有著與飽和土不一樣的四相組成，因而工程性質很不一樣，但對于非飽和土的土壓力，人們依然采用飽和土的朗肯土壓力理論。為此，本文在前人研究成果的基礎上，進一步探討土壓力的計算和智能優化技術在土壓力計算中的應用。 對于一般性土，本文通過假定墻后土體在極限平衡狀態時的滑動面為對數螺線曲面和平面的組合曲面，采用薄層單元法推導出主動土壓力和被動土壓力公式，在考慮地震效應下，采用楔形單元法推導出主動土壓力和被動土壓力公式，并運用改進的復合形遺傳算法和復合形退火算法尋找潛在滑動面，進行土壓力分析研究。同時，討論了計算參數對土壓力的影響。 對于非飽和土，在延伸的Mohr圓基礎上，本文考慮基質吸力對土中應力的影響，分別采用薄層單元法推導出了非飽和土主動土壓力計算公式和采用楔形單元法推導出了非飽和土被動土壓力公式，同樣也運用改進的復合形遺傳算法和復合形退火算法尋找潛在滑動面。 基坑工程中，墻體在墻后土體壓力作用下，將產生較大的位移和撓曲變形，引起土壓力重分布。本文在充分考慮支護結構—土相互作用的基礎上，建立了土壓力與墻體位移的關系曲線，并考慮土拱效應引起的應力重分布，得到了考慮位移的土壓力計算方法，該法能計算非極限狀態下的土壓力。本文在考慮錨桿剛度發揮效率的基礎上，引入紐瑪克數值計算方法和考慮支擋結構主動側邊坡土體在坑底處形成的超載的彈性地基梁法分析了支擋結構在土壓力作用下的位移。