樁基正常使用極限狀態(tài)可靠度分析與設(shè)計(jì)研究.pdf

1、較高的承載力和較小的沉降是保證樁基安全的基本要求。由于樁基工程中存在大量的不確定性，使得利用安全系數(shù)法進(jìn)行樁基安全性分析與設(shè)計(jì)并不合理，因此，應(yīng)代之以可靠度方法。樁基可靠度分析與設(shè)計(jì)的內(nèi)在本質(zhì)是以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)分析與設(shè)計(jì)。樁基極限狀態(tài)主要包括承載能力極限狀態(tài)（ULS）和正常使用極限狀態(tài)（SLS）兩種形式。當(dāng)前，有關(guān)樁基正常使用極限狀態(tài)可靠度分析與設(shè)計(jì)的研究還比較少。本文基于國內(nèi)外樁基可靠度分析與設(shè)計(jì)的研究現(xiàn)狀，對(duì)樁基正常使用極

2、限狀態(tài)可靠度分析與可靠度設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究，主要研究內(nèi)容及成果如下：
　?。?）考慮承載力計(jì)算模型和荷載不確定性，利用可靠度分析方法和概率統(tǒng)計(jì)理論，分別推導(dǎo)了單樁承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)可靠度指標(biāo)計(jì)算公式，得到了兩種極限狀態(tài)下可靠度指標(biāo)之間的線性關(guān)系式。并利用單樁荷載試驗(yàn)數(shù)據(jù)，研究了土體條件和樁型對(duì)單樁承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)模型因子特征參數(shù)的影響，分析了承載力計(jì)算模型、荷載以及容許沉降不確定性對(duì)單樁

3、正常使用極限狀態(tài)可靠度分析結(jié)果的影響。
　　（2）為進(jìn)行單樁正常使用極限狀態(tài)可靠度設(shè)計(jì)，考慮單樁承載力、荷載以及荷載沉降模型不確定性，推導(dǎo)出利用均值一次二階矩（MVFOSM）法計(jì)算正常使用極限狀態(tài)可靠度指標(biāo)的公式，同時(shí)給出了利用Monte Carlo模擬（MCS）法進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)可靠度分析的極限狀態(tài)函數(shù)，并綜合兩種可靠度分析方法提出了一種確定單樁正常使用極限狀態(tài)目標(biāo)可靠度指標(biāo)的方法。利用已有單樁荷載測(cè)試資料進(jìn)行可靠度分析，根

4、據(jù)MVFOSM法和MCS法計(jì)算的單樁正常使用極限狀態(tài)可靠度指標(biāo)，在給定的安全系數(shù)和容許沉降條件下，確定了單樁正常使用極限狀態(tài)目標(biāo)可靠度指標(biāo)建議值。
　?。?）基于單樁承載能力極限狀態(tài)可靠度分析與設(shè)計(jì)原理，考慮正常使用極限狀態(tài)條件，提出了一種進(jìn)行單樁可靠度分析與設(shè)計(jì)的新方法?？煽慷确治龊涂沽ο禂?shù)計(jì)算的過程，分別采用MVFOSM法、改進(jìn)的一次二階矩（AFOSM）法和MCS法等3種方法進(jìn)行。利用已有的單樁荷載試驗(yàn)資料，依據(jù)可靠度指標(biāo)計(jì)算

5、結(jié)果，考慮單樁正常使用極限狀態(tài)條件，分析了由MVFOSM法、AFOSM法和MCS法等3種方法計(jì)算的可靠度指標(biāo)和抗力系數(shù)結(jié)果的差異性，并研究了土體性質(zhì)、樁型以及容許沉降條件等因素對(duì)該差異性的影響。利用AFOSM法和MCS法計(jì)算的抗力系數(shù)結(jié)果，給出用于單樁可靠度設(shè)計(jì)的抗力系數(shù)建議值。最后，討論了不考慮容許沉降條件與考慮不同容許沉降條件時(shí)的單樁可靠度設(shè)計(jì)水平之間的相關(guān)性。
　?。?）研究了失效準(zhǔn)則和沉降控制條件對(duì)單樁可靠度分析結(jié)果的影響

6、。以s-lgt失效準(zhǔn)則為基準(zhǔn)，定義了搜集到的7種失效準(zhǔn)則的偏差系數(shù)，并結(jié)合承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)模型因子給出了考慮失效準(zhǔn)則、模型不確定性和沉降控制條件等因素的可靠度綜合分析方法。研究了容許沉降隨機(jī)性對(duì)單樁可靠度分析結(jié)果的影響。建議將失效準(zhǔn)則和沉降控制條件結(jié)合起來綜合評(píng)價(jià)單樁的安全性。
　?。?）考慮樁承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)模型和參數(shù)的不確定性，利用可靠度理論，給出兩種極限狀態(tài)下單樁可靠度指標(biāo)間的線性關(guān)系式。