本文针对当前深基坑支护结构设计中存在的计算复杂、计算速度慢,以及基坑工程设计存在地区性差异等问题,结合近年来关于深基坑支护的理论、实验及工程应用的研究成果,以加快黄土地区深基坑支护技术实用化研究为目的,将适合于黄土地区的支护结构的设计及分析方法进行综合、改进和完善,开发界面友好、可操作性强、计算准确、设计合理、通用性好的支护结构设计软件。 根据西北黄土地区岩土基本特性,以及诸多实际工程的设计经验,适用于本地的支护结构类型主要有:悬臂桩支护结构、单支点桩加锚杆支护结构、土钉墙支护结构、预应力框架锚杆支护结构以及土钉墙加锚杆的复合支护。本文依据现行建筑基坑设计规程JGJ120-99,系统的将以上几种支护结构设计方法进行了概括、总结和完善,其中主要表现在以下几个方面:①、对于悬臂桩支护和单支点支护的设计方法进行了概括与适用性分析;②、对于土钉墙支护,在现行规程中给定设计方法的基础上,对其整体稳定性验算方法进行了改进,推导了最危险滑移面搜索模型,在程序中动态的确定了滑移面圆心所在区域,并实现了土钉墙各开挖阶段的整体稳定性验算;③、对于框架锚杆支护结构,在现有基础上对其计算方法进行了改进和完善,给出了矩阵位移法计算框架立柱的模型及方法,并根据土钉墙整体稳定性分析方法给出了适用于框架锚杆支护设计的整体稳定性分析方法。 在以上对黄土地区深基坑支护结构设计进行综合、改进的基础上,采用面向对象的编程语言VC++,抽象了深基坑支护设计与分析类,利用MFC类库方便地建立了面向对象的窗口图形化界面的基坑支护结构设计与分析的程序体系,开发了适用于本地的深基坑支护结构的计算机辅助设计软件。该软件的开发主要进行了功能需求分析、总体结构设计、模块设计、人机交互及界面设计和代码编写等,并在框架结构计算时,采用Visual C++与Matcom函数库之间的接口技术,将函数库Matrix<LIB>在结构计算中应用,极大的提高了软件开发的效率。最后,结合具体工程实例,对该软件进行了测试,并应用在多个实际工程的设计计算中,从而进一步验证了该软件计算的准确性、可操作性和实用性,同时也编制了该软件使用手册,以便于将该软件在实际工程设计中推广应用。