斜坡地基极限承载力下限解计算

为了研究斜坡地基的破坏机理，基于极限平衡法理论，建立了一个新的能考虑坡后土体坡度影响的斜坡地基承载力的计算模式，通过FORTRAN语言编制了斜坡地基坡后土体的发挥系数的计算程序，分析了斜坡地基内摩擦角、基础下侧土体坡度、基础上侧土体坡度、相对坡顶距及基础相对埋深等因素对斜坡地基极限承载力性能的影响，得出了不同地基情况下斜坡地基坡后土体的发挥系数。得到的斜坡地基的承载力系数和发挥系数可用于斜坡地基的理论分析和设计中。     

关于“斜坡地基承载力上限解计算与分析”的讨论

尉学勇博士在斜坡地基承载力上限解计算与分析[1]一文中(以下简称原文),采用极限平衡法和极限分析理论,建立了考虑坡度影响的斜坡地基承载力计算模式、推导出公式系数并进行数值验证。原文的突出意义在于:①采用了与极     

底面为曲面基础地基极限承载力上限解

为了解决曲面基础作用于土体的极限承载力问题,改进了 Prandtl 机构和 Hill 机构,利用极限分析理论,得到了底面为曲面基础地基极限承载力的上限解;通过两者的比较,以及与底面为平面基础地基极限承载力的比较,所得的上限解大于处于地基表面的平面基础地基极限承载力的上限解,小于埋深为基础宽度一半的平面基础地基极限承载力的上限解,研究结果可供地基承载力设计及计算参考。     

双层地基极限承载力的极限分析上限法

极限分析方法已广泛应用于岩土工程稳定性分析中,目前已有很多学者探讨了极限分析上限方法计算均质土地基极限承载力问题,事实证明该方法是卓有成效的。而实际中常遇到的是层状地基,特别是持力层范围内主要有两层土的情况,对于双层地基极限承载力的计算,目前的研究还相当不成熟。将一种新的多块体离散模式的上限方法应用于双层地基极限承载力的计算,详细探讨了该多块体离散模式应用时相容速度场的确定方法。并应用该方法对一些双层地基土极限承载力问题进行了计算,将计算结果与已有计算方法做了对比,通过对比可以验证该方法是正确和有效的。     

对“斜坡地基承载力上限解计算与分析”讨论的答复

感谢蔡江东和周国庆两位先生对斜坡地基承载力上限解计算与分析一文(以下简称原文)的关注,现就讨论稿中(以下简称蔡文)涉及的问题作如下答复,与两位进一步探讨。     

偏心倾斜荷载作用下地基极限承载力上限解

对均质地基受偏心倾斜荷载的情况，根据极限分析中的上限定理。选择合适的机动位移速度场，推导出地基承载力的计算公式。     

双层黏土地基极限承载力的多块体上限解

采用多块体上限方法,通过自编程序分析研究了双层黏土地基极限承载力问题。计算了不同参数h0/B以及cu1/cu2时的地基承载力系数Nc’,并与其它文献的计算结果进行了对比,深入探讨了双层黏土地基极限承载力系数Nc’受上述参数影响的规律。基于多块体上限法求解所获得的双层黏土地基破坏面信息,研究了不同参数h0/B及cu1/cu2下双层地基破坏面的变化规律,从而给出了地基承载力系数Nc’随上述参数变化的内在原因。     

偏心倾斜荷载作用下地基极限承载力上限解

对均质地基受偏心倾斜荷载的情况 ,根据极限分析中的上限定理 ,选择合适的机动位移速度场 ,推导出地基承载力的计算公式。     

各向异性软土地基极限承载力计算

将土的各向异性不排水剪强度应用到滑移线场理论中,得出不等向团结(K_0固结)粘土地基极限承载力系数的理论解.对不同试验条件下的极限承载力系数及其与K_O或(?)(有效内摩擦角)的关系进行分析,得到一些有益的结果.通过模型试验的计算结果与实测值的比较,证明本文理论的合理性和有效性.理论分析及计算结果表明,对于K_0固结粘土,实践中通常使用的极限承载力系数N_(cu)=5.14,如不经修正是不适宜的.最后通过现场载荷试验和工程实例对本文方法和常规各向同性方法进行了比较分析.     

基于极限平衡法与极限分析法等效性的地基承载力系数N_γ的上限解

针对地基承载力系数Nγ真实解答尚未获得的现状,提出一种计算Nγ上限解的数值计算方法。在论证极限平衡法与极限分析法等效性的基础上,采用一组三角条块逼近满足机动许可的潜在破坏机构,通过极限平衡法建立条间力的递推公式,依据推力最大原理优化条块底线的倾角,得到最危险破坏机构及对应的地基承载力系数Nγ的上限数值解,进而分析地表倾斜情况下的Nγ及其修正方法;最后,为了便于工程应用,给出Nγ及地表倾斜修正系数ξγ的近似表达式。通过与已有研究成果的比较,验证该方法的合理性。研究表明:该方法计算过程简单易于编程实现,能够得到相对小的上限解。研究成果可用于地基承载力的理论分析,为深入研究地基承载力系数Nγ提供参考。     

复杂地基极限承载力半解析解

本文研究了复杂地基极限承载力的半解析解答。通过非均质非线性各向异性破坏准则，建立了复杂地基极限平衡理论，导出了滑移线斜率公式、应力沿滑移线微分方程。分析滑动区域应力变化规律，导出了有内摩擦与无内摩擦各向异性地基及非线性地基的极限承载力解析式，计算了各种复杂地基承载力系数解答。研究结果表明：岩土材料各向异性降低了地基承载力；非线性地基承载力可由拉压强度比控制。本文成果简化到线性各向同性地基中，与Ｐｒａｎｄｔｌ解、Ｒｅｉｓｓ－ｎｅｒ解、索科洛夫斯基公式及太沙基结果相吻合。     

复合双层地基的极限承载力计算

根据极限平衡理论 ,假定了复合双层地基滑移线形状 ,并由此推导了其极限承载力计算方法。通过和太沙基承载力公式进行的对比计算发现 :当内摩擦角较小时 ,两种方法计算结果相近 ,但随着内摩擦角的增大 ,作为半经验公式的太沙基理论出现了一定的偏差 ;粘聚力、容重对极限承载力的影响远小于内摩擦角的影响。文中最后分别用复合双层地基和双层地基极限承载力公式进行了实例计算 ,结果显示忽略下卧层土体的内摩擦角会使得计算结果过于保守。     

加筋砂土地基极限承载力的计算

依据加筋地基理论和模型试验的结果 ,提出条形基础下的加筋砂土地基的破坏面为对数螺线滑裂面 ,运用极限平衡理论的上限原理推导出条形基础下加筋砂土地基承载力的上限解。计算结果与目前文献中有关长加筋的砂土地基的模型试验结果基本一致     

复合桩基承台下土体极限承载力的上限解

考虑复合桩基极限状态时条形承台下土体的可能破坏特点，将土体的塑性变形分为竖直向的整体滑动和水平向的绕桩流动。根据极限分析法上限定理，分析上述因素对条形承台复合桩基的极限承载力的影响，给出圆桩时承台下地基土极限承载力的上限理论解。     

地基极限承载力理论研究与分析

分析了常用的几种地基极限承载力理论和计算公式的优缺点及其适用范围,并提出了具体的改进设想,为今后的理论研究和工程实体的运用提供了借鉴和参考.     

非均质和各向异性黏土地基承载力的上限解

非均质和各向异性是黏土地基比较普遍的现象,而目前地基承载力计算中比较成熟的理论主要是针对均质、各向同性土体.在目前已有的多块体上限法计算粗糙条形基础地基承载力的方法中考虑黏土地基的非均质和各向异性,实现考虑非均质和各向异性时黏土地基承载力的上限解法.所采用的多块体破坏模式在计算粗糙条形基础下均质土体的地基承载力时是最优的.为验证该方法的应用情况,将其计算结果与已有的上限方法、特征线方法进行对比发现,该方法是目前上限方法中最优的.利用该方法详细探讨非均质、各向异性对黏土地基承载力计算的影响.上限方法一个十分突出的优点就是可以反映地基破坏面的信息,通过对非均质及各向异性条件下地基破坏面的分析揭示非均质以及各向异性影响地基承载力的内在原因.由计算结果可知,地基土的非均质和各向异性在影响地基承载力的同时也影响着地基破坏面的位置和形状.     

三维地基极限承载力的数值极限分析

根据塑性下限定理,借助有限元技术,建立了极限承载力三维情况下的锥形规划形式。采用原-对偶内点法求解非线性规划问题,基于相应的理论计算框架,构造满足条件的静态容许应力场。该方法克服了屈服函数的线性化或光滑近似;利用对偶性,在求解下限解的同时获得对偶命题(上限)的解。与矩形基础地基极限承载力解析结果比较,精度和准确性有了较大提高;对刚、柔性基础下的地基极限承载力的特性也作了探讨。数值极限分析为计算矩形地基的极限承载力提供了一种简便有效的方法。     

复合桩基地基极限承载力的下限有限元解

复合桩基在达到整体极限承载状态时,因桩的遮拦作用使得地基极限承载力较天然地基有一定提高。其分析可简化为地基竖向极限承载力和地基土水平向绕桩作用产生的极限承载力提高值的叠加。利用下限有限元方法,求解得到地基的极限承载力和不同深度处土体绕桩阻力的数值解,并建立了绕桩阻力计算公式。绕桩阻力系数ks随桩间距的增加而逐渐减小。地基极限承载力提高值Δfu随桩间距的增加而逐渐降低。计算表明:复合桩基下绕桩阻力存在并不可忽视,承台下地基极限承载力有明确的提高,可以作为地基的安全储备。     

太沙基地基极限承载力的双剪统一解

采用双剪统一强度理论,导出了太沙基地基极限承载力公式,绘出了强度理论参数b的影响曲线。所给出的解可以灵活地适用于各种不同特性材料地基承载力的计算。已有的Mohr-Coulomb解、双剪强度理论解均为其特例。统一解大于Mohr-Coulomb、双剪强度理论解,它可以更好地发挥地基材料的强度潜力,工程应用可获得明显的经济效益。