深基坑工程是一项风险工程、其风险表现为基坑支护是临时性结构,一旦地下室施工完成就作废。因此基坑工程的风险体现在支护方案的合理性与投资的经济性。如何在两者间选择出最好的方案,这就是深基坑支护优化设计的目的。支护结构的作用是为了保证基坑开挖期间基坑的稳定和周边建筑物及周边环境设施的安全,支护结构的选择和设计过于保守就会造成不必要的浪费,因此在基坑工程设计中采用优化设计是十分重要的。 目前我国深基坑支护结构种类很多,如何根据实际需要选择一种合适的支护结构并合理地确定支护结构的参数仍然是一个难题。本文分析了几种有代表性的支护结构并对其中的部分参数进行了讨论;研究了深基坑支护结构的几种破坏形式;阐述了目前常用的几种优化设计方法,并讨论了将多目标优化算法进行深基坑参数设计优化的优越性;对深基坑支护结构建立了数学模型,并最终使用多目标优化算法对深基坑支护结构进行了优化研究。 本文研究了深基坑设计的单目标优化算法和多目标优化算法,主要内容主要为: 1.对深基坑设计中,支挡结构的土压力进行了分析,探讨了在深基坑开挖过程中土压力的计算; 2.分析了几种有代表性的支护结构并对其中的部分参数进行了讨论;研究了深基坑支护结构的几种破坏形式; 3.分析了几种有代表性的深基坑支护结构,包括排桩支护结构,土钉支护结构和内支撑支护结构;分析了当前常用的几种优化理论和方法。在桩撑支护结构中,支撑位置的确定对支护结构的影响是很大的,因此支撑位置的优化将导致其他参数发生变化,同样地,嵌固深度、桩径等参数也具有相互关联地影响。 本文使用matlab语言对单目标和多目标优化算法进行程序设计,利用建立的深基坑支护结构优化设计数学模型,对深基坑工程实例进行优化设计,得到了单目标和多目标优化算法的优化结果。从优化结果可以看出,多目标优化算法比单目标优化结果更合理,更接近实际设计情况。