掩埋土体对地基极限承载力的贡献研究

工程建设中,建筑物破坏的一部分原因是由于建筑物所在的地基达到了地基的极限承载力所造成的。常用的地基极限承载力的理论算法的极限承载力公式并没有考虑到地基基础底部以上两侧土体的抗剪强度的影响。该文通过有限元法模拟计算地基极限承载力并对比太沙基极限承载力公式计算方法,从而探讨地基基础底部以上两侧埋深土体的抗剪强度对地基极限承载力的影响。     

平板载荷试验应力影响深度与承压板尺寸关系的探讨

为探讨浅层平板载荷试验应力影响深度与承压板尺寸的关系,该文采用理论计算(弹性半空间理论、分层总和法变形量计算)与现场实际验证(平板载荷试验埋设土压力计)相结合的方法对承压板下地基附加应力进行分析,试验得出基底附加应力影响深度和沉降变形影响深度,从而确定应力影响深度与承压板尺寸的关系,得出平板载荷试验测定地基承载力时承压板应与实际基础的尺寸相符才能真实反映地基变形量的结论。     

复合地基承载力分析

地基承栽力特征值是地基基础设计中的一个重要指标，对复合地基承载力特征值的分析尤为重要。以高压喷射注浆法复合地基为例，对承栽力特征值进行分析，供有关工程技术人员参考。     

基于强度折减法与有限单元应力法的边坡稳定性分析

该文以某水电站开挖边坡为例,利用强度折减法进行稳定性分析和求解安全系数,探讨强度折减法中抗拉强度和剪胀角对边坡稳定性的影响,并利用有限单元应力法校核强度折减法计算结果,对两种计算方法的计算过程和结果进行对比分析.通过对比分析发现强度折减法的计算结果比有限单元应力法计算结果略小,计算得到的安全系数都小于1,说明边坡不稳定.分析发现,剪胀角的取值对强度折减法的计算结果有一定的影响,抗拉强度的取值对强度折减法的计算结果影响很小.强度折减法计算所需参数更多,计算条件更加完整.有限单元应力法可以计算出单元的最大位移并且显示单元的变形.研究结果可为类似工程提供参考.     

地基承载力的确定和应用

从地基承载力特征值的确定入手,对承载力特征值的深宽修正进行探讨,提出了不同地质条件和基础形式下的深度修正方法,并就如何利用承载力确定基础尺寸及变形控制进行了论述.     

岩溶地区复合地基工程性状分析

结合岩溶地区地基处理的工程实例,利用有限元方法,对天然地基、水泥土搅拌桩加固、CFG桩加固、CM三维高强复合地基等方案进行数值模拟,计算分析了不同方案下桩身应力、土体附加应力分布及地基沉降.研究结果表明:复合地基中桩身应力与土体附加应力按刚度分配,桩侧土体应力与桩身应力表现出互补的特性;水泥土搅拌桩加固地基与天然地基具有相似的荷载-沉降曲线,CFG桩复合地基与CM三维高强复合地基具有相似的荷载-沉降曲线; CM三维高强复合地基采用半刚性短桩同刚性长桩相结合,半刚性短桩提高浅层地基承载力,刚性长桩可以控制沉降,地基处理效果与CFG桩复合地基接近.     

矿山沉陷土地上建筑荷载扰动深度

阐述了矿山沉陷土地建筑利用安全性评价的一般方法，着重对相同荷载下不同地基类型竖向附加应力的传递方式进行了研究.通过数值模拟和相似材料模型等手段，对竖向附加应力在均质各向同性土体地基、层状地基和有硬岩层存在地基3种情况进行了计算和分析，得出了相同地面荷载情况下，竖向附加应力的传递深度明显不同等结论.在评价中，应根据各地的实际情况区别对待，为在建筑安全的前提下，充分利用沉陷土地提供了理论依据，具有一定的实用价值.     

土层概率模型在复合地基承载力可靠性分析中的应用

根据Vanmarche提出的土层概率模型,以夯实水泥土桩为例建立了复合地基极限承载力可靠度概率分析模型,模型中考虑了基础性状的影响,采用JC法进行可靠度计算。通过实例对地基承载力的可靠指标进行了分析,给出了可靠性指标与置换率、桩间土发挥系数、荷载比及随机变量的变异性之间的关系。     

基于Barton-Bandis非线性破坏准则的边坡破坏概率分析

鉴于岩体结构面粗糙度和壁岩强度的影响使结构面抗剪强度呈现非线性特征,传统极限平衡分析法采用平均值来表征岩体物理力学指标使评价结论未能充分顾及到指标的离散性,提出了基于Barton- Bandis非线性破坏准则的边坡破坏概率分析方法。通过野外地质测量获得岩体结构面轮廓曲线及回弹值,经过处理计算后分别获得结构面粗糙度系数JRC,壁岩强度JCS、基本摩擦角[?]b等参数的多组样本数据,并验 证了各参数样本数据的概率分布。基于Barton-Bandis准则建立了柏杨庙矿山边坡的稳定性分析模型,采用Morgenstern-Price法计算出该边坡的多组稳定性系数,通过蒙特卡罗法对其进行统计分析,确定了边坡的破 坏概率,并与传统极限平衡分析法的计算结果进行了对比分析。研究表明：基于Barton-Bandis准则的边坡破坏概率分析方法在进行边坡稳定性分析时充分考虑了岩体结构面抗剪强度的非线性特征和抗剪强度参数的离 散性,是岩质边坡稳定性分析的有效方法。     

基于Barton-Bandis非线性破坏准则的边坡破坏概率分析

鉴于岩体结构面粗糙度和壁岩强度的影响使结构面抗剪强度呈现非线性特征，传统极限平衡分析法采用平均值来表征岩体物理力学指标使评价结论未能充分顾及到指标的离散性，提出了基于Barton- Bandis非线性破坏准则的边坡破坏概率分析方法。通过野外地质测量获得岩体结构面轮廓曲线及回弹值，经过处理计算后分别获得结构面粗糙度系数JRC，壁岩强度JCS、基本摩擦角[?]b等参数的多组样本数据，并验 证了各参数样本数据的概率分布。基于Barton-Bandis准则建立了柏杨庙矿山边坡的稳定性分析模型，采用Morgenstern-Price法计算出该边坡的多组稳定性系数，通过蒙特卡罗法对其进行统计分析，确定了边坡的破 坏概率，并与传统极限平衡分析法的计算结果进行了对比分析。研究表明：基于Barton-Bandis准则的边坡破坏概率分析方法在进行边坡稳定性分析时充分考虑了岩体结构面抗剪强度的非线性特征和抗剪强度参数的离 散性，是岩质边坡稳定性分析的有效方法。     

含贯通-非贯通交叉节理岩体等效弹性模型及强度特性

基于等效弹性模型的方法,构建综合考虑含贯通-非贯通交叉节理岩体宏细观缺陷的复合损伤模型。首先,将贯通节理部分看成一定厚度的独立材料,其主要产生闭合变形及沿节理面的剪切变形,其储存弹性应变能及剪切应变能;其次,基于断裂力学及应变能理论相结合,将交叉节理中的非贯通节理岩体部分看成岩体内部宏观损伤,对节理尖端的应力强度因子进行了计算,推导得出了储存在非贯通节理中的应变能计算公式,并将岩体内部的细观损伤按Weibull分布描述,建立综合考虑宏细观缺陷的节理岩体复合损伤模型;再次,对交叉节理岩体的强度准则进行了讨论,构建考虑交叉节理不同强度准则的等效弹性模型;最后,将计算结果与试验结果进行了比较分析,模型计算结果与试验结果吻合较好,证明了模型的合理性,同时讨论了贯通节理倾角、非贯通节理倾角对岩体峰值强度及破坏准则的影响,以及非贯通节理贯通率对初始损伤变量影响规律。     

重要抽样法在计算地基承载力可靠度中的应用

该文分别采用ＪＣ法以及Ｍｏｎｔｅ—Ｃａｒｌｏ方法中的随机投点法和重要抽样法来计算地基承载力失效概率和可靠度指标,结果表明采用改进的搜索适应重要抽样法具有很大的优越性。一方面,它能适应极限状态方程的非线性以及随机变量的非正态,另一方面,它克服了随机投点方法的突出缺点,减少了模拟计算次数,提高了抽样效率和计算精度。     

规则齿咬合新旧混凝土界面受剪力学模型与承载力计算

不同研究机构在试验结果基础上提出的凿毛新旧混凝土界面的受剪承载力计算公式存在较大差异,由于目前对其剪切滑移受力机理的认识仍不够深入,故以最简单的规则齿咬合凹凸界面为研究对象,在分析界面受力特征和剪切滑移规律基础上,提出了齿剪断、界面钢筋剪断、界面钢筋拉断、齿滑脱4种可能的破坏形态;建立了规则齿咬合接触面力学模型和齿的受力状态方程;根据材料力学剪应力分布规律,定义了齿协同工作系数,推导出规则齿咬合接触界面的受剪承载力表达式。结合水平约束条件下的规则齿咬合新旧混凝土界面剪切试验,引入混凝土剪切强度系数,提出界面受剪承载力计算建议公式。     

岩溶地基中塌陷土层应力和变形的计算分析

考虑到岩溶区小范围塌陷地基土层特点 ,塌陷土层中的应力及沉降不能按常规方法来计算。该文利用散体极限平衡条件 ,推导了单层或多层地基塌陷土层的应力计算公式 ,并用推导的附加应力来进行塌陷土体的沉降计算     

干湿循环对含蚀变带边坡稳定性影响研究

进行了不同干湿循环条件下尾矿库蚀变带岩石常规三轴试验, 计算得到了抗剪强度参数, 分析了其弱化程度; 采用精度较高的Morgenstern-Price法, 并引入抗剪强度参数的损伤变量, 建立含损伤变量的安全系数隐式表达式, 通过不平衡推力法求得岩体条块间的法向作用力, 多次迭代求得不同干湿循环条件下边坡稳定安全系数, 经历20次干湿循环后, 边坡稳定安全系数显著降低, 存在发生滑坡的潜在威胁。     

基于Hoek-Brown破坏准则的岩体参数预测方法与应用

一般来讲,岩体破坏过程的计算均采用Mohr-Coulomb准则,但此时的岩体力学计算参数的选取是关键,直接影响着理论计算和分析的准确性。Hoek-Brown破坏准则能够较全面地反映岩体受构造应力、人为开挖等因素的作用,因此,在该准则理论的基础上分别介绍了Mohr-Coulomb准则中的抗剪强度参数、抗压强度和变形模量的等效估算方法;然后针对某矿区的矿岩参数进行了预测,得到了一些有实用价值的结论,为该矿区的采矿设计、数值分析和岩体评价提供了基础数据资料。     

基于随机森林模型的岩爆等级预测研究

以岩石单轴抗压强度、单轴抗拉强度、硐室最大切向应力、岩石压拉比、应力系数、弹性变形指数和完整性系数为岩爆评价指标, 建立了4种评价方案; 在引入随机森林算法的基础上, 建立了岩爆等级预测的随机森林模型, 并通过R语言编写代码对该模型进行了计算, 得出评价指标的重要性和预测结果; 将4种评价方案用随机森林法、线性回归法和支持向量机法分别进行预测并将结果进行对比分析。结果表明：随机森林法的岩爆预测准确率较高(达到97%), 适用于解决数据不完全的小样本问题; 岩石完整性系数重要度最大, 岩石单轴抗压强重要度最小。     

地下水和地震共同作用下的边坡稳定性分析

基于边坡的有限元模型,研究了地下水位变化对边坡地震动力响应和稳定性的影响规律。通过有限元仿真分析发现：地下水的存在使土层含水率增大,坡脚位置为地下水渗出位置,在渗透力和孔隙水压力的影响下,有效应力降低,导致边坡抗剪强度减小。随着水深的增加,地下水对边坡坡脚的剪应力和剪应变影响逐渐增大,且远场地震作用时在不同水深下边坡坡脚的剪应力-剪应变值滞回延伸较大,说明远场地震作用对边坡坡脚抗震能力的影响较大。无地下水时,通过拟静力法计算的安全系数值位于动力安全系数值的中部偏下,且动力安全系数的最小值比拟静力法的静力安全系数小;而随着地下水位的上升,拟静力法计算的安全系数值开始移向动力安全系数值的中部偏上。因此,地下水位较高时,按照拟静力法计算的边坡安全系数进行边坡的稳定性评估将具有一定的潜在风险性。     

极限平衡法与有限元强度折减法在露天矿边坡稳定性分析中的应用对比

阐述了极限平衡法和有限元强度折减法两种边坡稳定性分析方法的基本原理,采用Slide 6.0和Phase2 8.0两款软件对某露天矿西部边坡的稳定性进行分析,对比极限平衡法与有限元法计算出的安全系数。计算结果显示,两款软件计算出的安全系数接近,有限元法为1.0,极限平衡法为1.04~1.06,安全系数均达不到该边坡所要求的最低安全系数1.25,必须对边坡加固。根据软件数值分析出的滑移面用长锚索进行加固,加固后边坡安全系数为1.25~1.41,达到西部边坡的安全要求。经过对边坡稳定性的分析发现,极限平衡法和有限元法计算的安全系数均符合实际工程情况,适用于相似边坡的稳定性分析。     

多层采空区隔离顶板安全性强度折减法

引入强度折减法研究多层采空区隔离顶板的安全储备。提出多层采空区隔离顶板剪切与拉裂安全系数的双安全系数的概念,以双层椭圆柱采空区隔离顶板为例,研究隔离顶板剪切安全系数与顶板跨度及厚跨比的关系,得出:隔离顶板厚度越大和跨度越小,顶板的剪切安全系数越大;隔离顶板跨度越大,拉裂安全系数越小,隔离顶板厚度对拉裂安全系数的影响不具有强规律性。指出在评价重叠顶板的安全性时应综合考虑顶板厚跨比和顶板跨度两个因素。探讨了剪切安全系数和拉裂安全系数的适用性,得出在不考虑顶板附加载荷的条件下剪切安全系数应该是评价隔离顶板安全性的首选指标,而拉裂安全系数是辅助性评价指标。