問題描述 某新型擋土結(jié)構(gòu)（已申請了專利見下圖a、b）經(jīng)過現(xiàn)場試驗(yàn).doc

問題描述某新型擋土結(jié)構(gòu)（已申請了專利，見下圖a、b）。經(jīng)過現(xiàn)場試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)擋墻結(jié)構(gòu)的受力情況如圖c所示，結(jié)構(gòu)受力的計(jì)算方法如圖d所示（將圖c旋轉(zhuǎn)90度，如計(jì)算者認(rèn)為不旋轉(zhuǎn)計(jì)算更方便也可）。圖（a）典型斷面圖圖（b）三維視圖（結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆，是一個(gè)整體）圖（c）結(jié)構(gòu)受力簡圖圖（d）計(jì)算簡圖圖（d）中條件說明：（1）AD、DE為連續(xù)桿件，AD與DE之間剛性連接，即AD與DE可看成一整個(gè)桿件。BC與AD為剛性連接，O點(diǎn)為整個(gè)桿件的轉(zhuǎn)動點(diǎn)。（2）AD、BC、DE材質(zhì)的彈性模量均為E、材料截面屬性分別為I1、I2、I3。（3）H為定值，h、L為變化值，即B點(diǎn)在AD間變化，BC的長度也是變化的。h1、h2通過角度關(guān)系可由L表示。（4）DO/DE=,為定值，為0.71之間的某個(gè)數(shù)。（5）本圖中A、B、F、G處受力計(jì)算大小見圖（c），注意DE段上部垂直土壓力的計(jì)算。（6）0h4，x為DE段各點(diǎn)的垂向位移，其中規(guī)定DO段的垂向位移為正值，OE段的位移為負(fù)值（此規(guī)定是否合適或者必要，請解題著認(rèn)真考慮）。（7）1%（位移控制標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)鐵路支擋結(jié)構(gòu)規(guī)范）。（8）與之間是有關(guān)系的，且均可通過結(jié)構(gòu)的擾度方程求得。（9）為土體重度；ka為主動土壓力系數(shù)；k0為靜止土壓力系數(shù)；為自然休止角；、ka、k0、均為定值。（10）對上述條件有異議的話，解題者可提出來大家一起商討；或者解題者認(rèn)為還有潛在的條件沒有挖掘出來，也可提出來商討。從最優(yōu)化計(jì)算的角度來證明與計(jì)算下述內(nèi)容：根據(jù)上述條件，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，求得結(jié)構(gòu)受力合理時(shí)（即結(jié)構(gòu)受力合理時(shí)的最小樁長）；這里面有個(gè)很關(guān)鍵的問題，就是在什么條件下（這個(gè)的提出一定要有理有據(jù)，或者說優(yōu)化計(jì)算時(shí)一定要有說服力），結(jié)構(gòu)受力是合理的，本人認(rèn)為結(jié)構(gòu)受力最合理應(yīng)該與DE段的彎矩、BD段的彎矩、AB段的彎矩及BC段的彎矩是有關(guān)系的（本人的觀點(diǎn)不一定對，只供參考，但結(jié)構(gòu)受力是否合理應(yīng)該是與彎矩有關(guān)系的；且我們認(rèn)為是彎矩面積之和最小時(shí)結(jié)構(gòu)受力最合理，面積之和最小不一定等于0，可能是一個(gè)表達(dá)式；但是不知從什么地方著手來證明這個(gè)條件。能推導(dǎo)證明出結(jié)構(gòu)受力最合理時(shí)的其它條件也行，只要是有合理的證明就可以）。請根據(jù)最優(yōu)化的原則來提出結(jié)構(gòu)受力合理時(shí)的條件，并證明之，同時(shí)推導(dǎo)結(jié)構(gòu)受力最合理時(shí)Hmin、Lmin及結(jié)構(gòu)受理合理時(shí)的各段彎矩最大值（、與）的計(jì)算公式。公式可能是一個(gè)函數(shù)的范圍，也可能是多個(gè)函數(shù)的表達(dá)式，推導(dǎo)證明、及計(jì)算過程合理有據(jù)。有引用文獻(xiàn)的地方，需要標(biāo)列出文獻(xiàn)。有疑義的地方或者不明白的地方可以email：，QQ：68821608（注明桿