復(fù)合加載情況下非均質(zhì)地基上條形基礎(chǔ)極限承載力

該文假定軟土服從tresca強(qiáng)度條件,采用上下限定理,求得了矩形截面條形基礎(chǔ)在無限軟黏土空間中的極限承載力解析解.基于該解析解,分析了軟黏土地基中條形基礎(chǔ)的深度修正系數(shù)取值問題.研究結(jié)果表明,基礎(chǔ)埋深達(dá)到數(shù)倍基礎(chǔ)寬度時,軟粘土產(chǎn)生繞基礎(chǔ)頂、底面的塑性流動,極限承載力隨深度不再增加,承載力存在上限.

應(yīng)用塑性極限分析法上限定理及變分原理,確定非均質(zhì)及各向異性地基土的極限承載力,導(dǎo)出了確定非均質(zhì)和各向異性地基土極限承載力的基本公式。利用編制的計(jì)算機(jī)程序分析了土非均質(zhì)和各向異性參數(shù)對承載力的影響。將結(jié)果與其他學(xué)者結(jié)果進(jìn)行了比較,說明用本文提出的方法獲得的承載力結(jié)果更為可靠。

建筑物或構(gòu)筑物基礎(chǔ)臨近邊坡置放的情況在實(shí)際工程中十分普遍,但目前對于臨近邊坡基礎(chǔ)的地基承載力及破壞模式尚缺乏深入研究。采用不連續(xù)布局優(yōu)化(dlo)極限分析法建立數(shù)值模型,分析邊坡幾何尺寸、土體參數(shù)和基礎(chǔ)位置對臨坡條形基礎(chǔ)的極限承載力和邊坡破壞模式的影響,并對國內(nèi)外現(xiàn)行規(guī)范推薦的計(jì)算方法進(jìn)行評價。結(jié)果表明:極限承載力隨邊坡高度和邊坡傾斜角的增大而減小,當(dāng)坡高超過臨界高度后,極限承載力將不受其影響；極限承載力隨土體黏聚力和內(nèi)摩擦角的增大而提高,滑動面隨黏聚力的增大而變淺,隨內(nèi)摩擦角的增大而變深；極限承載力隨基礎(chǔ)與坡肩相對距離的增大而提高,當(dāng)基礎(chǔ)置放位置超過某臨界距離后極限承載力不受邊坡影響。在土體強(qiáng)度高、坡角較大時,《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的臨坡基礎(chǔ)最小置放距離偏于危險,設(shè)計(jì)時仍需考慮邊坡對承載力的減損作用；在土體強(qiáng)度較低、坡角較小時,規(guī)范規(guī)定值偏于保守。美國aashto規(guī)范對邊坡地基極限承載力的取值在砂土邊坡時較為可靠,但其僅適用于坡面破壞模式的情況；飽和黏土邊坡的承載力曲線有悖于理論解,對臨界距離的規(guī)定同樣存在低估。

考慮地基土體的非均質(zhì)特性,采用非線性mohr-coulomb強(qiáng)度準(zhǔn)則及其關(guān)聯(lián)流動法則構(gòu)造了淺埋水平條形錨板的曲線型破裂機(jī)制與機(jī)動許可速度場,根據(jù)極限分析上限定理推導(dǎo)了條形錨板抗拔承載力的表達(dá)式。利用變分極值原理求得了錨板抗拔承載力及其上方土體破裂面的上限解,分析了錨板埋深、土體非均質(zhì)和非線性強(qiáng)度特性對錨板抗拔承載特性的影響,并將該上限解與已有計(jì)算方法進(jìn)行了對比。結(jié)果表明:錨板埋深、土體非均質(zhì)和非線性強(qiáng)度特性對其抗拔承載力與破裂面特征具有明顯的影響。錨板埋深和土體非均質(zhì)系數(shù)越大以及土體非線性強(qiáng)度系數(shù)越小,錨板抗拔承載力和土體破裂面深度、寬度均是越大。該上限解與極限平衡和極限分析有限元方法的計(jì)算結(jié)果基本一致,驗(yàn)證了所采用的曲線型破裂機(jī)制和地基非均質(zhì)變化規(guī)律有效性,為條形錨板設(shè)計(jì)提供了一定的參考。

桶形基礎(chǔ)極限承載力特性研究——通過有限元計(jì)算，分析了不同長徑比下橫向和豎向承載力、載荷位移曲線以及耦合載荷作用下的極限承載力特性，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對照。結(jié)果表明：當(dāng)豎向壓力小于某臨界值時，基礎(chǔ)的橫向極限承載力隨著豎向壓力的增加而增加；但是...

對4塊節(jié)能復(fù)合墻板進(jìn)行了橫向荷載作用下的試驗(yàn)研究,并對墻板破壞過程及模態(tài)、抗彎極限承載力、荷載-撓度曲線以及混凝土荷載-應(yīng)變曲線等試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了系統(tǒng)分析,結(jié)果表明:墻板尺寸、配筋率、洞口尺寸均對墻板的抗彎剛度、極限承載力及破壞模態(tài)具有影響;配筋率與復(fù)合墻板的破壞形態(tài)密切相關(guān),但對墻板開裂荷載基本沒有影響;隨著板的整體尺寸與洞口尺寸增加,復(fù)合墻板的開裂荷載和抗彎極限承載力均有所降低.所得結(jié)果可供鋼結(jié)構(gòu)住宅研究與設(shè)計(jì)人員參考.

為探討豎向荷載作用下單樁的承載特性及承載力計(jì)算方法,考慮樁側(cè)地基土的非均質(zhì)特點(diǎn),即土體剪切模量和樁側(cè)極限摩阻力沿深度呈線性增加,先基于力平衡原理和剪切位移法建立出非均質(zhì)地基中豎向受荷單樁的樁身位移控制方程,引入樁底處力與位移邊界條件,通過參數(shù)變換求得由bessel函數(shù)表示的樁身內(nèi)力位移彈性解。然后,考慮樁-土接觸面上的相對滑移影響及地基土的彈塑性受力狀態(tài),進(jìn)一步獲得樁身內(nèi)力位移彈塑性解,并據(jù)此確定了豎向受荷樁的極限承載力。最后,結(jié)合已有模型試驗(yàn)研究結(jié)果進(jìn)行了對比分析,驗(yàn)證了本文解答的可行性。

為研究非均質(zhì)地基中單樁基礎(chǔ)在樁頂豎向力(v)和扭矩(t)聯(lián)合作用下的承載特性,假定樁側(cè)地基土剪切模量和極限側(cè)摩阻力沿深度呈指數(shù)函數(shù)非線性增加,并考慮樁-土接觸面上位移的非協(xié)調(diào)性,根據(jù)剪切位移法和樁身荷載傳遞函數(shù)建立樁身位移控制方程,引入相應(yīng)的力和位移邊界條件,導(dǎo)出樁周土體處于理想彈性和塑性受力狀態(tài)時的樁身內(nèi)力位移解答,由此求得不同樁頂載荷工況(不同v-t組合與加載順序)下的樁身承載力及其包絡(luò)線。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步采用abaqus對v-t聯(lián)合受荷樁進(jìn)行數(shù)值模擬對比分析,獲得不同工況下的樁身破壞機(jī)理、影響樁身承載力的關(guān)鍵因素及其規(guī)律。研究結(jié)果表明:樁身承載力隨樁身長徑比l/d的增大而增大,但隨樁土剛度比λ的增大而逐漸減??；樁頂可承受的豎向力v(扭矩t)隨扭矩t(豎向力v)增加不斷減小而趨于零。

為探討非均質(zhì)地基中v-t聯(lián)合受荷樁的承載特性,考慮地面處樁周土體剪切模量為非零值且隨深度呈冪函數(shù)分布,計(jì)入樁-土接觸面處位移非協(xié)調(diào)性及加載順序的影響,基于剪切位移法和樁身荷載傳遞函數(shù)建立樁身位移控制方程,并引入相應(yīng)力和位移邊界條件,導(dǎo)出樁周土體在不同受力狀態(tài)下樁身的內(nèi)力位移解析解,進(jìn)而推導(dǎo)出不同加載順序下v-t聯(lián)合受荷樁的承載力,從而得到其承載力包絡(luò)圖。v-t聯(lián)合受荷樁參數(shù)分析結(jié)果表明:樁身承載力隨長徑比l/d增大而增大,而隨樁側(cè)土體剪切模量與極限摩阻力分布常數(shù)比n、樁土彈性模量比λ增大而減小;樁頂所受扭矩t不斷增大時,其能承受的豎向力v隨之變小并最終趨于零,且t→v承載力包絡(luò)線始終處于v→t承載力包絡(luò)線內(nèi)側(cè)。

雙層地基極限承載力的極限分析上限法——極限分析方法已廣泛應(yīng)用于巖土工程穩(wěn)定性分析中，目前已有很多學(xué)者探討了極限分析上限方法計(jì)算均質(zhì)土地基極限承載力問題，事實(shí)證明該方法是卓有成效的。而實(shí)際中常遇到的是層狀地基，特別是持力層范圍內(nèi)主要有兩層土的...

極限分析方法已廣泛應(yīng)用于巖土工程穩(wěn)定性分析中,目前已有很多學(xué)者探討了極限分析上限方法計(jì)算均質(zhì)土地基極限承載力問題,事實(shí)證明該方法是卓有成效的。而實(shí)際中常遇到的是層狀地基,特別是持力層范圍內(nèi)主要有兩層土的情況,對于雙層地基極限承載力的計(jì)算,目前的研究還相當(dāng)不成熟。將一種新的多塊體離散模式的上限方法應(yīng)用于雙層地基極限承載力的計(jì)算,詳細(xì)探討了該多塊體離散模式應(yīng)用時相容速度場的確定方法。并應(yīng)用該方法對一些雙層地基土極限承載力問題進(jìn)行了計(jì)算,將計(jì)算結(jié)果與已有計(jì)算方法做了對比,通過對比可以驗(yàn)證該方法是正確和有效的。

溶洞上方圓形基礎(chǔ)地基極限承載力有限元分析——針對3種典型圍巖條件，采用有限元方法對巖溶地區(qū)圓形基礎(chǔ)下溶洞頂板穩(wěn)定性進(jìn)行了分析計(jì)算，討論巖石地基極限承載力的確定方法，得出不同圍巖、溶洞頂板跨度、頂板厚度條件下地基的極限承載力，并分析極限承載力...

為深入探討臨坡矩形淺基礎(chǔ)地基的破壞機(jī)理，提出一種三維雙側(cè)破壞模式，該破壞模式充分考慮了基礎(chǔ)內(nèi)側(cè)土體抗剪強(qiáng)度對臨坡地基承載力的影響，且能較好反映基礎(chǔ)兩側(cè)滑塊形狀和尺寸的非對稱性。同時對該多滑塊組合破壞機(jī)構(gòu)提出一種簡化構(gòu)造方法，該方法既能有效反映矩形基礎(chǔ)地基的三維端部效應(yīng)，又能避免復(fù)雜的坐標(biāo)求解和曲面積分運(yùn)算，更便于工程實(shí)際的應(yīng)用。然后，在該破壞模式基礎(chǔ)上引入極限分析上限理論，建立出一種新的臨坡矩形基礎(chǔ)地基承載力確定方法，并運(yùn)用sqp優(yōu)化算法實(shí)現(xiàn)極限承載力上限求解。最后，結(jié)合工程實(shí)例，與現(xiàn)有其他理論研究方法和abqus有限元分析方法計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對比分析，驗(yàn)證了本文方法的可行性和合理性。

根據(jù)載荷試驗(yàn)的部分試驗(yàn)數(shù)據(jù)來確定復(fù)合地基極限承載力是工程上的重要問題。本文運(yùn)用灰色理論gm(1,1)模型和verhulst模型預(yù)測水泥粉噴樁復(fù)合地基破壞承載力,從而確定粉噴樁極限承載力,結(jié)果表明:運(yùn)用灰色理論和verhulst模型預(yù)測水泥粉噴樁復(fù)合地基破壞承載力、極限承載力,脫離了圖解方法,具有計(jì)算簡便、嚴(yán)密、精度高的特點(diǎn),可用少量的觀測數(shù)據(jù)列(n≥4即可)建立模型,預(yù)測出較好的成果值,有較好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

以某水泥土攪拌樁復(fù)合地基4組靜載荷試驗(yàn)數(shù)據(jù)為實(shí)例,對樁的荷載—沉降關(guān)系分別建立gm(1,1)模型及gm(1,1)新陳代謝模型進(jìn)行對比預(yù)測分析。結(jié)果表明:gm(1,1)新陳代謝模型能及時補(bǔ)充樁頂位移新信息,同時去掉老信息,極大地提高了預(yù)測精度。利用gm(1,1)新陳代謝模型對水泥土攪拌樁復(fù)合地基及單樁承載力進(jìn)行預(yù)測,得出試驗(yàn)不徹底的水泥土攪拌樁復(fù)合地基及單樁的極限承載力分別為540、450kn,其相應(yīng)樁頂位移量分別為37.3、14.7mm。

cfg樁因具有良好的經(jīng)濟(jì)性和適用性,工程中得到了越來越廣泛地應(yīng)用,傳統(tǒng)的分析方法主要通過樁土承載力迭加獲取,與實(shí)際施工監(jiān)測結(jié)果誤差比較大。在分析了cfg樁復(fù)合地基的豎向承載力特性基礎(chǔ)上,依據(jù)cfg樁復(fù)合地基的等沉面上下部分的不同特征,提出了cfg樁復(fù)合地基的\"雙剪切破壞模型\":等沉面以上部分看作太沙基模型的樁體的向上剪切破壞,等層面以下部分看作邁耶霍夫模型的樁體向下的剪切破壞,推導(dǎo)了極限承載力的有關(guān)計(jì)算模型,討論了該模型適用條件,并結(jié)合工程實(shí)例,驗(yàn)證了所提模型的正確性,對cfg樁復(fù)合地基工程有一定的指導(dǎo)意義。

隨著地基處理工法的發(fā)展和完善,cfg樁因其具有承載力提高幅度大、地基變形小等特點(diǎn),已成為應(yīng)用較廣泛的地基處理措施。作為評價cfg樁地基處理效果的重要評價指標(biāo),復(fù)合地基承載力的計(jì)算和確定尤為重要,文中針對其展開探討。

剛性樁復(fù)合地基由于樁體發(fā)生破壞而達(dá)到地基極限承載力的問題缺乏研究。首先采用有限差分法確定傾斜荷載作用下條形基礎(chǔ)剛性樁復(fù)合地基破壞面形式,然后通過考慮樁體發(fā)生彎曲破壞時對地基承載力的貢獻(xiàn),基于tresca屈服準(zhǔn)則和非對稱破壞模式,采用極限分析上限法推導(dǎo)出嚴(yán)格上限解的極限承載力系數(shù),并應(yīng)用蒙特卡洛隨機(jī)優(yōu)化方法給出最優(yōu)解。分析表明,當(dāng)剛性樁復(fù)合地基樁體發(fā)生彎曲破壞時,破壞面隨荷載傾斜率和樁間距增加而變淺,隨樁徑和樁體強(qiáng)度的增加而變深,從而承載力系數(shù)隨樁體強(qiáng)度和樁徑的增大而增大,隨樁間距以及荷載傾斜率的增大而減小。在荷載傾斜率確定情況下,給出樁體強(qiáng)度、樁徑、樁間距的建議值。

復(fù)合樁基在達(dá)到整體極限承載狀態(tài)時,因樁的\"遮攔作用\"使得地基極限承載力較天然地基有一定提高。其分析可簡化為地基豎向極限承載力和地基土水平向繞樁作用產(chǎn)生的極限承載力提高值的疊加。利用下限有限元方法,求解得到地基的極限承載力和不同深度處土體繞樁阻力的數(shù)值解,并建立了繞樁阻力計(jì)算公式。繞樁阻力系數(shù)ks隨樁間距的增加而逐漸減小。地基極限承載力提高值δfu隨樁間距的增加而逐漸降低。計(jì)算表明:復(fù)合樁基下繞樁阻力存在并不可忽視,承臺下地基極限承載力有明確的提高,可以作為地基的安全儲備。

針對目標(biāo)跟蹤過程中發(fā)生遮擋時跟蹤出現(xiàn)偏差的情況，在傳統(tǒng)meanshift跟蹤算法的基礎(chǔ)上引入極限學(xué)習(xí)機(jī)（extremelearningmachine，elm），提出了基于elm與meanshift的目標(biāo)跟蹤算法。該算法根據(jù)過去3個時刻的目標(biāo)位置信息。利用elm預(yù)測出目標(biāo)當(dāng)前可能位置，代替目標(biāo)前一時刻位置作為meanshift迭代起始點(diǎn)，并在鄰域范圍內(nèi)進(jìn)行迭代，得到目標(biāo)的真實(shí)位置。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與現(xiàn)有的改進(jìn)算法相比，新算法減少了迭代次數(shù)和運(yùn)算時間，同時在遮擋情況下能夠準(zhǔn)確定位目標(biāo)位置并進(jìn)行跟蹤，提高了跟蹤系統(tǒng)的實(shí)時性和魯棒性。

基于極限平衡滑移線理論,采用差分算法及土層交界面處理公式編制了適合上層軟、下層硬(飽和粘土除外)的土層組合的雙層地基數(shù)值計(jì)算程序.由程序得到了均質(zhì)地基和雙層地基的滑移線網(wǎng)和承載力曲線,揭示出雙層地基承載力明顯高于均質(zhì)粉土地基承載力.

地基承載力是土木工程中研究的基礎(chǔ)性問題,同時也是難點(diǎn)問題,它與土工結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性密切相關(guān),準(zhǔn)確分析和計(jì)算地基承載力對于土木工程的設(shè)計(jì)和施工具有重要的參考和指導(dǎo)作用.本文以下限有限元法為理論基礎(chǔ),通過構(gòu)建有限元模型,對地基由初始的線彈性狀態(tài)向塑性流動極限破壞狀態(tài)的轉(zhuǎn)變過程進(jìn)行了模擬,對豎直荷載下淺地基極限承載力以及剛度、粗糙度等對地基極限承載力的影響進(jìn)行了分析.