基于可靠性理論的基坑穩(wěn)定與變形研究.pdf

1、基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算及變形驗(yàn)算的目的是對(duì)基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案的安全性做出評(píng)價(jià)，避免由于設(shè)計(jì)不當(dāng)而造成事故。當(dāng)前，由于設(shè)計(jì)原因造成基坑事故的比例占30％～45%，說(shuō)明現(xiàn)有的基坑穩(wěn)定性及變形驗(yàn)算方法存在一定的缺陷。本文將可靠性理論運(yùn)用于基坑的穩(wěn)定性和變形驗(yàn)算中，充分考慮了土體或支護(hù)結(jié)構(gòu)等因素的變異性，對(duì)基坑穩(wěn)定可靠性和變形可靠性的計(jì)算方法進(jìn)行研究。主要的工作內(nèi)容及結(jié)論如下：
　　（1）分析了可靠度的三種表述方式：可靠概率、失效概率、可靠指標(biāo)；論

2、述了不確定因素的三種處理方法：χ2檢驗(yàn)法、K-S檢驗(yàn)法、A2檢驗(yàn)法；總結(jié)了幾種常用的可靠度計(jì)算方法：一次二階矩法、蒙特卡洛法、隨機(jī)有限元法、優(yōu)化算法；闡述了體系可靠度的計(jì)算方法。
　　（2）研究了基坑穩(wěn)定可靠性的計(jì)算方法：在極限平衡法的基礎(chǔ)上，將基坑的抗力效應(yīng)與荷載效應(yīng)的差值作為可靠性功能函數(shù)。由于不同形式支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力不同，在考慮土層性質(zhì)的差異和受力分析的基礎(chǔ)上，分別建立了土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性功能函數(shù)、抗滑移穩(wěn)定性功能函數(shù)

3、、抗傾覆穩(wěn)定性功能函數(shù)，懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)的抗傾覆功能函數(shù)，樁（墻）撐式支護(hù)結(jié)構(gòu)的抗傾覆功能函數(shù)，重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)的抗傾覆功能函數(shù)、抗滑移功能函數(shù)；將各層土體的粘聚力和內(nèi)摩擦角作為隨機(jī)變量，根據(jù)功能函數(shù)的特點(diǎn)，選擇改進(jìn)的一次二階矩法計(jì)算穩(wěn)定可靠度，并用MATLAB編制了通用的計(jì)算程序。
　?。?）研究了基坑變形可靠性的計(jì)算方法：根據(jù)可靠性理論，提出將基坑的深層土體位移、坑底隆起及周邊沉降值的警戒值與相應(yīng)的實(shí)際最大變形值的差值作為可靠性功

4、能函數(shù)，功能函數(shù)大于零的概率即為可靠度。針對(duì)基坑的變形很難用顯式方程式表達(dá)出來(lái)的特點(diǎn)，選擇隨機(jī)有限元法計(jì)算變形可靠度，將土體的粘聚力和內(nèi)摩擦角作為隨機(jī)變量，深層土體位移的最大值、坑底隆起的最大值、周邊沉降的最大值作為隨機(jī)輸出變量，研究了運(yùn)用ANSYS-PDS模塊計(jì)算基坑變形可靠度的方法。
　?。?）將基于可靠性理論的基坑穩(wěn)定和變形評(píng)價(jià)方法應(yīng)用于某支護(hù)形式為兩道支撐+排樁的基坑工程中，對(duì)該方法的適用性進(jìn)行驗(yàn)證。對(duì)樁撐式支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行受