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設置在斜坡上、臨近斜坡頂部或在已有基礎附近開挖基坑的情況，又或者在設計跨越溝谷的橋梁時，通常不得不將其橋臺或橋墩設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和水利灌溉中渡槽的基礎等都需要考慮附近邊坡的影響。而在現(xiàn)有的相關規(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，或采用深基礎加以避免，或轉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)出多種復雜破壞模式的特點。本文采用上限分析有限元技術，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)點算法對其進行求解。將計算結果轉換成相應的速度場和能量耗散圖，把臨坡地基承載力計算結果轉為Terzaghi建議的分項系數(shù)疊加形式，并對分項系數(shù)Nc、Nγ、Nq的變化規(guī)律進行討論，再與文獻結果進行對比分析。本文還在此基礎上，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。分項系數(shù)Nc和Nq變