基于極限分析上限有限元法的臨坡地基承載力研究.pdf

1、在中部多山地區(qū)的建筑、水利、公路、鐵路、以及國防等工程中，常常會遇到需把基礎(chǔ)設(shè)置在斜坡上、臨近斜坡頂部或在已有基礎(chǔ)附近開挖基坑的情況，又或者在設(shè)計跨越溝谷的橋梁時，通常不得不將其橋臺或橋墩設(shè)置在斜坡上或臨坡頂部，還有在城市地鐵出口或入口附近的建筑物基礎(chǔ)和水利灌溉中渡槽的基礎(chǔ)等都需要考慮附近邊坡的影響。而在現(xiàn)有的相關(guān)規(guī)范里，對上述情況中的地基承載力該如何來確定，仍然沒給出明確的計算方法。
　　在實(shí)際工程中，若遇到斜坡上或臨坡地基承載

2、力問題，或采用深基礎(chǔ)加以避免，或轉(zhuǎn)換為水平地面承載力問題加以處理，又或者憑借工程經(jīng)驗(yàn)對其承載力加以折減，但這些方法都缺乏完備的理論依據(jù)，就會造成其結(jié)果有的偏于保守，不利于資源的節(jié)??；有的則安全儲備過低，產(chǎn)生潛在的風(fēng)險。因此，斜坡上或臨坡地基承載力問題是一個迫切需要解決的常見工程問題。
　　與水平地面地基土體的對稱破壞模式不同，針對臨坡地基土體隨不同工況呈現(xiàn)出多種復(fù)雜破壞模式的特點(diǎn)。本文采用上限分析有限元技術(shù)，通過對臨坡地基土建模，

3、得到非線性上限規(guī)劃模型，采用可行弧內(nèi)點(diǎn)算法對其進(jìn)行求解。將計算結(jié)果轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的速度場和能量耗散圖，把臨坡地基承載力計算結(jié)果轉(zhuǎn)為Terzaghi建議的分項(xiàng)系數(shù)疊加形式，并對分項(xiàng)系數(shù)Nc、Nγ、Nq的變化規(guī)律進(jìn)行討論，再與文獻(xiàn)結(jié)果進(jìn)行對比分析。本文還在此基礎(chǔ)上，分析討論了采用擬靜力分析法來考慮地震作用時其對邊坡穩(wěn)定性和臨坡地基承載力的影響。分析結(jié)果表明，上限有限元法能夠較清楚的模擬出臨坡地基破壞的幾種模式，并得到合理解。分項(xiàng)系數(shù)Nc和Nq變