非均质与各向异性地基承载力系数N_c计算

应用多块体上限方法探讨了考虑黏土黏聚力强度非均质及各向异性特点时的地基承载力计算问题。分析了考虑黏聚力强度非均质及各向异性时多块体上限方法的计算实现问题,为检验多块体上限方法的计算结果,将多块体上限方法的计算结果做了对比,从而验证了方法的优越性与可靠性;应用多块体上限方法计算了较广泛黏聚力强度非均质及各向异性参数下的地基承载力系数Nc′,给出相应的的计算曲线,分析研究了Nc′随非均质及各向异性参数变化的规律;最后分析探讨了黏聚力强度非均质对地基破坏面的影响情况,从而揭示了非均质对Nc′影响的内在原因。     

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。     

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.     

基于旋转块体集的深埋条形锚板上限分析

提出一种基于旋转块体集的极限分析上限方法，该方法以由多个三角形楔块所组成的旋转块体集为基本单元，通过旋转块体集的组合来构造所求问题的运动许可速度场。首先推导了旋转块体集的内能耗散和重力做功，然后运用旋转块体集对不排水黏土中深埋条形锚板的抗拔承载力进行了分析，计算结果表明：深埋条形锚板的抗拔承载力系数上限解与锚板在土体中的埋置方位无关，均为11.42。本文上限解比极限分析有限元所得上限解更为精确，而且求解所得破坏面较极限分析有限元更为清晰直观，从而验证了本文方法的优越性。     

均质土地基上埋深条形基础 极限承载力系数数值研究

 以K. Terzaghi提出的叠加公式为基础计算均质地基上埋深条形基础的极限承载力,需要确定承载力系数及相应的埋深修正系数。一般情况是采用极限平衡法、滑移线法及上限分析法进行承载力问题的研究,但受假定破坏模式的影响,不同的研究成果具有较大差异,而有限元法并不事先假定破坏模式,其计算结果具有较高精度。通过在基础与地基土接触面及基础边缘土体内数值奇异点引入接触面单元,建立适用于埋深条形基础的理想弹塑性有限元数值计算模型。利用在ABAQUS平台上开发的计算模块,对饱和不排水黏土地基、砂土地基及土体摩擦角与黏聚力均不为0的地基承载力问题进行系统的有限元计算,分析各系数随基础侧面粗糙程度、地基土强度参数、超载大小等影响因素的变化规律,并与已有结果进行对比,所给出的承载力系数及相应埋深修正系数的计算图表,可供基础工程设计参考。     

黏土地层隧道开挖面三维稳定性上限分析

对不排水均质黏土地基隧道开挖失稳三维破坏模式进行改进,弥补了目前隧道开挖稳定性问题中三维极限分析上限法的不足。采用截椭圆柱体构造多块体平动破坏模式,克服了现有三维多块体平动破坏模式与隧道开挖面不完全接触的缺陷;进一步针对三维多块体平动破坏模式存在的问题,提出了多块体转动–剪流组合破坏模式,得到了均质黏土地层中隧道开挖稳定的上限解,明显改善了现有的极限分析上限解,并与三维弹塑性有限单元法结果及文献中的离心试验结果进行对比,验证了上限分析方法的有效性。     

基于块体集上限法的砂土中条形锚板抗拔承载力分析

运用块体集上限法详细分析了砂土中条形锚板的抗拔承载特性。首先分析了砂土中水平条形锚板的抗拔承载力，并与已有文献中的极限分析上限解、极限平衡解和模型试验结果等进行了详细对比，验证了本文分析的有效性。对比结果表明本文块体集上限分析的求解精度要高于多块体上限法和极限分析有限元法，具有较大的优越性。运用块体集上限法分析了条形锚板的破坏面特性，对不同土体内摩擦角和不同锚板埋深比（H/B）条件下砂土中条形锚板的破坏模式及其变化规律进行了详细的分析研究。     

黏土基坑抗隆起稳定分析的多块体上限解

 为了将多块体上限法拓展应用到饱和黏土基坑抗隆起稳定性分析中,提出支护墙体刚性条件下,用于饱和黏土基坑抗隆起稳定分析的多块体相容破坏模式,并给出相应的上限计算能量方程。为检验多块体上限方法的应用情况,结合实际工程案例以及针对基坑宽度、坑底基岩埋置深度、支护墙体与土体间侧摩阻、支护墙体入土深度和土体强度非均质等对抗隆起稳定存在影响的因素进行计算和分析,并将多块体上限法计算结果与基于Terzaghi模式及Prandtl模式的上限解、Faheem强度折减有限元计算结果、Ukritchon的极限分析有限元计算结果做了广泛的对比。通过对比可以发现,所给出的多块体上限解是所讨论上限解中最优的,计算结果与Ukritchon的极限分析上限有限元计算结果较为接近,而多块体上限方法与Ukritchon的极限分析上限有限元相比,更容易实现,计算量也要小得多。通过大量计算以及与其他方法的对比可以发现,多块体上限方法在黏土基坑抗隆起中的应用是比较成功的。     

地震作用下临近边坡的条形基础极限承载力研究

地震荷载对基础的极限承载力起着不利影响,但目前尚缺少系统的关于地震作用下的边坡地基极限承载力的研究。极限分析法是一种解决复杂岩土问题的严格分析方法,利用基于极限分析上限法的(discontinuity layout optimization(DLO))数值模拟技术,通过拟静力法考虑水平地震作用,对置放于边坡顶部条形基础的极限承载力进行研究,给出了地震荷载作用下临近边坡条形基础的极限承载力系数设计图,可用于地震荷载作用下边坡地基极限承载力的初步估算。研究表明,与水平地基不同,边坡地基的承载力研究同时涉及边坡稳定和极限承载力两类岩土工程问题,土体自重、内摩擦角及黏聚力均会对其产生耦合影响。已往研究中承载力系数的计算沿用水平地基研究方法对Nc,Nγ进行独立计算,并线性叠加计算极限承载力,未考虑边坡稳定问题对承载力研究带来的复杂性,对c–φ型边坡的极限承载力造成低估。     

斜坡地基极限承载力上限解计算与分析

基于极限平衡法和极限分析法理论,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计算模式,推导出一个上限解公式,并与有限元方法和其他上限解计算结果进行了比较分析。分析结果表明,所得结果与斜坡地基极限承载力的真实解较为接近,能较好地反映实际的斜坡地基的承载力。此外,编制斜坡地基坡后土体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上限解的影响,得到了不同情况下斜坡地基的承载力系数和坡后土体的发挥系数。研究成果可用于斜坡地基的理论分析,为斜坡地基的设计提供依据。