基于三剪应力统一强度理论的条形地基承载力计算

基于三剪应力统一强度理论,推导得到条形地基考虑侧向压力系数不为1、中间主剪应力及最小主剪应力影响时,地基临塑荷载和临界荷载精确理论计算公式,并对公式进行了退化分析,探讨了中间主剪应力影响系数b、最小主剪应力影响系数c和侧向压力系数k 0对条形地基临塑荷载和临界荷载的影响规律。研究结果表明,临塑荷载和临界荷载随b、c的增大均非线性增大且增大的幅度逐渐减小,随k的减小而减小;Mohr-Coulomb理论解和双剪统一强度理论解均为三剪应力统一强度理论解的特例,三剪应力统一强度理论解考虑了地基土的真实侧向压力系数、中间主剪应力及最小主剪应力的影响,具有较广泛的适用性,可为实际工程提供一定的理论参考。

非饱和土条形地基梅耶霍夫极限承载力统一解

基于非饱和土的抗剪强度统一解,综合考虑中间主应力、基质吸力和强度非线性,建立非饱和土条形地基的梅耶霍夫极限承载力统一解,对比文献滑移线法解答、上限法解答验证所得统一解的正确性和适用性,讨论与太沙基极限承载力的差异及基底粗糙程度效应,并得出中间主应力、高/低基质吸力以及有效强度参数的影响规律。研究结果表明：太沙基极限承载力将旁侧土的抗剪强度简化为均布荷载,夸大了旁侧土的真实作用,计算结果偏大;基底粗糙程度对承载力系数的确定起关键性作用,梅耶霍夫极限承载力随中间主应力效应的增大而显著增加,不考虑中间主应力影响的Mohr-Coulomb解答过于保守;基质吸力具有双重影响,即在低吸力范围内极限承载力线性增加,而在高吸力范围内却逐渐减小并趋于稳定,这是由非饱和土的强度非线性造成的;有效强度参数的影响亦很重要,且有效内摩擦角较有效黏聚力的影响更明显。由于考虑了中间主应力效应、非饱和特性与旁侧土抗剪强度等工程实际情况,本文结果可为地基优化设计与施工提供有益的参考。

三向应力状态下条形地基极限承载力计算方法

研究三向应力状态下条形地基极限承载力问题具有重要的理论和实际意义。为此。本文建立了考虑三向应力状态下的地基极限承载力公式。根据算例表明当考虑三向应力状态时条形地基的极限承载力将提高 ,这对实际工程具有重要理论和现实意义。

不同摩擦角对条形地基极限状态的影响分析

地基极限状态是考察地基安全稳定性的一项重要指标。文章分别运用ABAQUS软件,结合D-P准则,对二维条形地基在不同摩擦角下达到极限时的云图状态和极限承载力进行有限元求解分析,并与理论极限承载力对比。结果显示:摩擦角超过一定范围地基将不会达到极限状态;运用ABAQUS软件里的D-P准则得到的结果更接近理论解。

基于滑移线理论的非饱和土条形地基承载力计算

为了对非饱和土平地地基的极限承载力进行理论计算和定性分析,对非饱和土条形地基的承载力进行了计算,将基质吸力和有效应力系数引入平衡方程,构建含有非饱和参数的滑移线方程,并采用滑移线法将得到的非饱和土滑移线方程改为差分方程进行求解。综合讨论了黏聚力、内摩擦角、地下水位及垂直不饱和流速对非饱和土条形地基承载力的影响,并计算了不同情况下的非饱和土条形地基承载力,得出非饱和土平地地基的极限承载力和平均承载力均要大于饱和土地基。计算所使用的基质吸力不是一个定值,更符合实际情况,研究成果为非饱和土地基承载力计算提供了一种参考。

不同吸力分布下条形地基极限承载力解答

基于平面应变条件下非饱和土的抗剪强度统一解,考虑基质吸力及4种分布、中间主应力和基底粗糙程度的综合影响,建立非饱和土条形地基的太沙基极限承载力解答,继而对其进行可比性分析,对比以往模型试验结果、上限法解答和吸应力法解答,验证了所得公式的有效性,最后探讨各参数的影响特性。研究结果表明:入渗深度对I类和II类吸力分布下的地基承载力均有重要影响,且I类吸力分布下影响分4阶段、II类吸力分布下影响分3阶段;低吸力时均布吸力下基质吸力的影响明显大于其他3种吸力分布,高吸力的双重影响使得地基承载力逐渐减小并趋于稳定,且均布吸力下高吸力的影响大于线性和II类吸力分布;地基承载力随中间主应力效应的增加而增大,有效强度参数的提高作用显著,基底粗糙程度的影响不容忽视,同时应区分基质吸力和基底粗糙程度影响的相对强弱。所得结果考虑了多种因素的共同影响,同时对比了不同吸力分布下每个参数的影响差异,可为非饱和土地基承载力确定和基础优化设计提供有益的参考。

基于随机有限元的条形基础地基承载力概率分析

为分析岩土力学特性空间变异对条形基础地基承载力的影响,建立了基于蒙特-卡洛方法的随机有限元模型,并利用Matlab和ABAQUS软件予以实现。将模型应用于条形基础地基极限承载力分析中,将土体的弹性模量和黏聚力视作随机变量,变异系数为0.3,进行了250次蒙特-卡洛模拟,获得了相应的地基极限承载力,并进行了概率统计分析,结果表明:地基土体的空间变异性通常会使得地基的承载能力降低;对于90%可靠度,若按变异系数0.3考虑,其承载力比均质情况低5.4%。

临坡地基变形破坏机制与失稳模式探讨

临坡地基的安全控制是岩土工程设计中常见的稳定性问题之一,而临坡地基的变形破坏规律是临坡地基安全控制的核心要素。为了分析地形因素对临坡地基变形破坏和失稳模式的影响,利用数值仿真试验,以临坡地基为研究对象,引入坡角和坡顶距两个特征参数,对基础进行加载,揭示了临坡地基在受荷加载过程中滑面的破坏形态和地基的动态破坏规律,并分析不同理论下临坡地基破坏模式特点。结果表明:①采用不同理论方法对临坡地基进行分析时,其主要差异为破坏模式和假定条件的不同。②临坡地基的滑移模式主要为基础下尖端向临空侧优势滑移的单侧滑移破坏模式,坡角或坡顶距的增加会使临坡地基从坡面承载力破坏转变为边坡失稳破坏。③随着基础荷载的增加,临坡地基渐进破坏过程为:基础两端优先起裂产生变形→基础下方地基形成三角形压密区→滑面逐渐发育形成→滑面贯通造成失稳破坏。该研究成果对科学合理评价临坡地基失稳破坏安全具有重要的理论意义和工程应用价值。

考虑坡体稳定性的临坡地基承载力估值公式探讨

【目的】临坡工程常见于山区和城市有限空间建设中,临坡地基承载力安全是临坡工程安全控制的核心。针对临坡工程建设中的地基承载安全问题,【方法】利用数值仿真试验,揭示了临坡条形基础破坏形态,构建了该破坏模式的数学表达模型。在数学表征滑动模式基础上,利用极限平衡法,建立滑块的力平衡方程,提出考虑坡形、基础、荷载等多要素的临坡地基极限承载力估值公式。最后结合工程算例,与现有理论分析方法和数值分析方法进行对比分析,检验了方法的可行性。【结果】结果表明:(1)利用极限平衡法和数值仿真试验,揭示了临坡地基初始等速剪切进而向临空侧优势滑移的破坏模式,非直立斜坡的滑体由底角为φ/2+45°的等腰三角形主动区、90°-β的顶角和对数螺旋线组成的过渡区和对数螺旋线的切线及坡面线组成的被动区三部分组成;直立斜坡的滑体由主动区和被动区两部分组成。(2)针对上述非直立斜坡和直立斜坡滑体的几何表达式,建立滑块的力平衡方程,得到含有坡形、坡顶距、基础宽度以及土体强度参数的临坡地基极限承载力公式,相对于传统公式,其含有地基、基础和斜坡三部分信息,更符合斜坡工程实际。【结论】结合工程算例,通过与现有理论分析方法和数值分析方法计算结果进行对比分析,地基极限承载力值介于单侧破坏模式和双侧破坏模式、有限元和极限平衡法计算结果之间,更符合实际破坏形态支持的剪切承载。将边坡稳定性系数引入临坡地基安全稳定评价中,为未来科学探讨临坡地基空间安全性分区提供理论依据。研究成果对科学合理评价临坡地基承载安全具有重要的理论意义和工程应用价值。

基于双侧非对称破坏模式的临坡地基承载力极限平衡分析方法

地基极限承载力的分析与计算是临坡基础设计的重要依据。首先,结合临坡条形基础地基工程的特点,通过深入研究其破坏机理,借鉴现有临坡地基破坏模式确定的经验,构建出考虑临坡条形基础地基破坏模式双侧性与非对称性特征的地基合理破坏模式;其次,在上述临坡地基破坏模式研究基础上,引进刚体极限平衡分析方法,导出反映破坏模式双侧性与非对称性以及基础与坡顶距离影响的临坡条形基础地基极限承载力分析模型;然后,采用序列二次规划优化分析方法,解决双侧性与非对称性引起的地基破坏几何模型的不确定性问题,建立临坡条形基础地基极限承载能力的确定方法;最后,采用该文及现有相关研究方法对工程实例进行对比分析,表明文中研究方法的合理性与可行性。

变电站中GIS电气设备地基基础的优化与创新

本研究根据山西省某220kV变电站站区的地质情况,对其GIS电气设备的地基基础处理方案进行了比选,从安全可靠、经济合理和施工方便等多方面考虑,最终设计出满足GIS电气设备正常运行的地基基础处理方案。

城市大型地下空间暗挖建造与地下水渗流控制关键技术研究

针对我国城市地下空间开发建设存在的问题,结合国内外地下空间建设技术现状和城市化发展需求,本项目重点进行了城市大型地下空间暗挖建造与地下水渗流控制关键技术研究,包括:一次扣拱暗挖逆作法建造大型地下结构关键技术研究、浅埋暗挖大直径管幕法地下结构建造技术研究、地下空间建造设计过程中的地下水渗流控制技术研究等,形成了拥有自主知识产权的地下空间开发技术成果和体系,并通过一系列有代表性的城市地下空间工程示范应用,促进了科技成果的转化和应用,有效提升了我国城市地下空间可持续开发能力和建造技术集成化水平。