临坡地基的承载力与稳定性研究

为研究"临坡地基"结构的地基承载力和边坡稳定性问题,根据不同边坡角度α、基础宽度b与坡顶距d建立了24种"临坡地基"模型,采用Terzagghi、Saran解析法和有限元极限平衡法,计算出"临坡地基"的地基极限承载力和边坡失稳极限荷载,结果表明"临坡地基"是地基基础与边坡共同作用的结构,传统的水平地基承载力法不能描述其承载力特性;Saran法能反映出边坡的存在对地基承载力的折减效应,但其承载力值仍偏大;有限元法能较好的反应"临坡地基"的承载力值。     

基于上限有限元法的下伏溶洞地基极限承载力分析

简要地介绍上限有限元法的基本原理与计算过程,结合岩溶区下伏溶洞地基受力特点,提出合理的计算假定,建立了一个可考虑多种主要因素影响的数值计算模型,利用上限有限元法,计算出了多种工况下的地基极限承载力上限解,并分析溶洞顶板厚度、溶洞宽度和内摩擦角对地基极限承载力的影响规律。最后,在对大量能量耗散图和速度场图分析的基础上,提出三类典型的下伏溶洞地基破坏模式。研究结果表明,地基极限承载力随着内摩擦角和溶洞顶板厚度的增大而增大,随着溶洞宽度的增大而减小;当溶洞顶板厚度较小时,内摩擦角对地基承载力影响较小,当内摩擦角较大时,溶洞宽度和溶洞顶板厚度对地基承载力的影响才显著;岩溶区下伏溶洞地基存在冲切破坏、冲切剪压破坏和Prandtl破坏三类破坏模式。     

地基及边坡-地基极限承载力有限元研究

为研究边坡角大小对地基承载力的影响,采用有限元强度折减法进行数值模拟计算,建立了简化的地基及边坡-地基模型,分析了地基的极限承载力随着边坡坡角的变化规律,并计算出地基的极限承载力大小。结果表明,有限元强度折减法能够计算出地基极限承载力;在相同的基础荷载等量加载情况下,边坡-地基模型随着坡角的增加,安全系数变化趋势先保持与0°(地基)模型变化趋势相同,即在坡角为0°~30°之间,而后随着荷载等量增加其安全系数呈现出减小的趋势,并且减小幅度逐渐变缓,最后基本不变;当坡角增加到40°之后,安全系数变化趋势比较基本呈现线性减小趋势,减小幅度较为缓慢;边坡的形成将对地基极限承载力有衰减效应,并且地基极限承载力的衰减效应随着坡角的增加总体呈非线性变大趋势,但其衰减效应幅度随着坡角的增加逐渐变缓。     

考虑坡体稳定性的临坡地基承载力估值公式探讨

【目的】临坡工程常见于山区和城市有限空间建设中，临坡地基承载力安全是临坡工程安全控制的核心。针对临坡工程建设中的地基承载安全问题，【方法】利用数值仿真试验，揭示了临坡条形基础破坏形态，构建了该破坏模式的数学表达模型。在数学表征滑动模式基础上，利用极限平衡法，建立滑块的力平衡方程，提出考虑坡形、基础、荷载等多要素的临坡地基极限承载力估值公式。最后结合工程算例，与现有理论分析方法和数值分析方法进行对比分析，检验了方法的可行性。【结果】结果表明：(1)利用极限平衡法和数值仿真试验，揭示了临坡地基初始等速剪切进而向临空侧优势滑移的破坏模式，非直立斜坡的滑体由底角为φ/2+45°的等腰三角形主动区、90°-β的顶角和对数螺旋线组成的过渡区和对数螺旋线的切线及坡面线组成的被动区三部分组成；直立斜坡的滑体由主动区和被动区两部分组成。(2)针对上述非直立斜坡和直立斜坡滑体的几何表达式，建立滑块的力平衡方程，得到含有坡形、坡顶距、基础宽度以及土体强度参数的临坡地基极限承载力公式，相对于传统公式，其含有地基、基础和斜坡三部分信息，更符合斜坡工程实际。【结论】结合工程算例，通过与现有理论分析方法和数值分析方...     

饱和中密砂地基中浅基础承载力与变形特性模型试验研究

采用土工鼓式离心模型试验技术,针对饱和中密砂地基的荷载-位移关系、地基承载力系数与基础宽度的关系以及基础尺寸效应等问题进行了研究,对离心模型试验结果的分析方法进行了改进。研究结果表明在有基础埋深情况下,当砂土相对密实度增加时,竖向荷载-位移曲线的斜率在V/D=0.15以后的变化趋势比较明显;随着基础宽度的增加,竖向荷载-位移曲线的初始斜率逐渐增加;将确定地基承载力特征值时所采用的V/D设定在0.015~0.05的范围内时,试验得到的承载力系数N_γ与承载力公式的结果比较接近;当基础宽度>2.0 m时,承载力系数的基础尺寸效应随着地基相对密度的增加而逐渐明显。     

边坡稳定性影响因素及应对措施

以均质边坡为例,分别采用瑞典圆弧法、简化的毕肖普法、简布法等极限平衡法计算土坡的稳定性.研究了不同岩土力学参数对边坡稳定性的影响,并对不同土坡结构形式计算结果进行了对比分析,最后文章提出了边坡失稳的几种防治措施.结果表明:边坡稳定性随着土体重度的增大而减小,随着内摩擦角和粘聚力的增大而增大,随着坡体角度增加而减小;边坡总高度一定时,采用分级放坡可有效的提高坡体稳定性,且级数越多,坡体安全系数越大;当坡体总高度及各级边坡坡度相同时,平台宽度越宽,稳定系数越大,且平台宽度达到一定程度时,稳定系数保持不变;保持边坡总高度、平台宽度不变,当一级和二级边坡高差相差越大,稳定系数越小,当一级和二级边坡高度相等时稳定系数达到最大.     

倾斜荷载下的地基边坡极限承载力分析

为了研究倾斜荷载作用下地基边坡的极限承载力,本文采用有限元数值模拟及理论计算相结合,建立合理的有限元模型并计算相应模型在倾斜荷载作用下地基边坡的极限承载力.结果表明:地基边坡在失稳破坏前,等量增加倾斜荷载,其安全系数减小幅度随着地基边坡角度的增加逐渐变缓;通过有限元数值模拟以及理论计算公式都可以得到倾斜荷载下地基边坡的极限承载力大小,并且两者的误差较小,鉴于计算简易程度可得,利用有限元数值计算地基边坡的极限承载力更加简单;地基边坡在倾斜荷载作用下,随着边坡角度的增加,其极限承载力逐渐减小,并且坡角越大减小幅度越大.     

基于叠梁模型的反倾层状岩体地基坡顶极限承载力计算方法研究

为研究反倾层状岩体地基坡顶的极限承载力,依据材料力学和结构力学相关理论,建立一种反倾层状岩体地基的叠梁模型,分析其受力情况,并推导了反倾层状岩体地基坡顶极限承载力的计算公式。在模型中,将每个岩层视为一个梁,整个岩体视为梁的集合体,利用梁的受力计算公式进行岩体的承载力计算,并对叠梁模型做出基本假定,区分岩层与坡顶面相交和岩层与坡面相交两种情况,并对整体情况和特殊情况进行受力分析和公式推导。结果表明:所建立叠梁模型可准确反映反倾层状岩体地基的受力状况,依据该模型推导出的公式是岩石地基极限承载力计算的新方法,其物理意义明确;通过算例验证,该计算方法能迅速准确地确定反倾层状岩体地基的稳定性并得到相应的地基极限承载力值。研究成果可为计算相对均质的层状岩体地基的坡顶极限承载力提供借鉴。     

有限元稳定分析法在确定土体结构极限承载力中的应用

本文引入有限元稳定分析法来求解土体结构的极限承载力。在有限元应力应变分析的基础上，通过搜索临界滑动面并增大外荷载使临界滑动面安全系数为1.0来确定极限承载力，并指出由此得到的极限承载力是土体结构沿临界滑动面整体达到极限平衡时的真正承载力。算例表明此法可行，同时将该方法推广到求解边坡极限承载力和地基承载力。文中还研究了边坡极限承载力同自重和坡角的关系。与各传统地基承载力公式比较发现，在土体内摩擦角比较大时，经验公式均低估了地基承载力。最后分析了计算参数变化对地基承载力的影响。     

半无限土坡弹塑性应力的计算

本文根据Ｍｏｈｒ－Ｃｏｕｌｏｍｂ屈服准则推导了半无限土坡在坡顶竖向荷载作用下的应力计算公式。结果表明：在坡顶荷载ｑ作用下，半无限土坡将经历弹性—弹塑性的变化过程。当ｑ小于临塑荷载ｑｐ时，土坡处于弹性状态；当ｑ＝ｑｐ时，土坡处于临塑状态，从临塑角处开始出现塑性变形。随着ｑ的继续增大，塑性区不断扩大，土坡处于弹塑性状态；当ｑ等于极限荷载时，土坡达到极限平衡状态，坡内应力可分为三个区。文中还给出了半无限土坡临塑角及临塑和极限荷载系数的计算图表。     

膨胀土地基输电线杆塔基础承载力特性数值模拟

基于河南南阳膨胀土不同饱和度条件下的三轴试验结果,通过三维弹塑性有限元数值模拟,研究了大板和台阶两种典型的杆塔基础抗压和抗拔承载特性及随着土体饱和的变化规律。结果表明,随着膨胀土饱和度的增加,基础的极限抗压和抗拔承载力均明显降低,且降低速率逐渐减小。此外,在相同埋深条件下,大板基础的极限抗拔承载力要明显高于台阶基础。在不考虑膨胀土膨胀效应时,饱和度增加对两种基础抗压承载力的影响程度要明显高于对其抗拔承载力的影响程度。     

基于滑移线理论的非饱和土条形地基承载力计算

为了对非饱和土平地地基的极限承载力进行理论计算和定性分析,对非饱和土条形地基的承载力进行了计算,将基质吸力和有效应力系数引入平衡方程,构建含有非饱和参数的滑移线方程,并采用滑移线法将得到的非饱和土滑移线方程改为差分方程进行求解。综合讨论了黏聚力、内摩擦角、地下水位及垂直不饱和流速对非饱和土条形地基承载力的影响,并计算了不同情况下的非饱和土条形地基承载力,得出非饱和土平地地基的极限承载力和平均承载力均要大于饱和土地基。计算所使用的基质吸力不是一个定值,更符合实际情况,研究成果为非饱和土地基承载力计算提供了一种参考。     

基于正交设计和粗糙集理论的地基极限承载力影响因素分析

基于滇中高原某大型工程的统计数据,利用 ANSYS和FLAC3D建立了覆盖型岩溶发育区的典型溶洞模型,计算了岩石黏聚力和内摩擦角、抗拉强度、顶板厚度、高跨比、溶洞半径和基础宽度6种影响因素下的地基极限承载力,并总结其规律;利用正交分析和粗糙集理论,分析了这6种影响因素对地基极限承载力影响的大小。结果表明:顶板厚度和抗剪强度影响最大;溶洞半径、高跨比和基础宽度影响其次;顶板抗拉强度影响最小。     

素混凝土桩复合地基承载机理的离散元分析

采用二维离散单元法模拟了素混凝土桩复合地基的浅层平板载荷试验。将数值试验结果与现场试验结果对比,以验证离散单元法的适用性,并基于加载过程中地基土体的宏微观响应,分析复合地基的破坏机理。分析结果表明:土体的转动场、应力偏转等变化较大的区域主要集中在直接承载的桩体周边区域,越向外侧所受影响越小;当荷载超过地基极限承载力时,复合地基发生冲切破坏,桩端发生刺入破坏;桩顶荷载、桩侧阻力、桩端阻力、桩土应力比与沉降的变化规律与现场试验结果相似,说明采用离散元法分析素混凝土桩复合地基的承载机理是可行的。     

加筋碎石桩加固砂土路堤边坡的试验研究

加筋碎石桩作为新型桩体被广泛用于路基加固领域,然而在路堤边坡加固或快速修复方面很少涉及。基于模型试验综合研究了加筋碎石桩桩位、桩长、桩的数量和加筋土工布类型等因素对其加固边坡效果的影响。试验结果表明:采用单根桩时,当加筋碎石桩距坡脚水平距离为0.6 H(H为坡高)和桩长为0.75 H时,其加固路堤边坡的效果最佳;相同宽度坡面时增加加筋碎石桩数量,可使边坡坡体极限承载力明显增加,而且当桩数相同时,采用抗拉强度高的土工布加筋碎石桩时边坡加固效果更加显著,且控制沉降效果更明显;对相同尺寸边坡,边坡极限荷载下加筋碎石桩变形后桩身与竖向的夹角随桩长增加而增大;坡面水平位移在坡顶和坡脚附近大,而坡面靠近加筋碎石桩桩顶附近的水平位移较小,表明加筋碎石桩可有效控制坡面上桩顶附近土体的水平变形。     

土工格室加筋地基的承载力

土工格室被应用于道路、地基、边坡与渠道的保护以及重力式支挡结构,其中,加筋地基可以通过格室侧壁的限制和摩擦力改善砂、石等填料的工程性质,将土工格室层视为基础的旁侧荷载可提高地基承载力.在A. S. Vesi'c极限承载力公式和R. M. Koerner公式的基础上,提出了土工格室加筋地基承载力的改进公式,并用算例分析了其加筋效果.     

按抗剪强度指标计算复合地基极限承载力的近似解

在竖向荷载作用下,假定地基滑动面为Prantle滑动面.利用极限平衡分析方法,导出了按增强体和基体的抗剪强度指标计算条形基础复合地基极限承载力的近似公式.在此基础上对分层地基、矩形基础和圆形基础复合地基极限承载力的计算方法进行了讨论.计算结果表明:按抗剪强度指标确定复合地基极限承载力方法与规范法所得结果基本一致,验证了该方法的适用性.该方法沿袭了天然地基极限承载力的计算方法,其计算参数容易获得,较之规范法便于工程师应用.