粘土空間變異性對基礎豎向承載力和失效機理的影響研究.pdf

1、淺基礎的豎向承載力問題是經(jīng)典的巖土工程問題之一。目前關于基礎豎向承載力的研究大多集中在均質(zhì)土或強度隨深度線性增加的各向同性土體中。然而，由于物理、化學等因素的影響，自然界土體的空間變異性非常顯著，土體的強度隨空間位置的不同而表現(xiàn)出較大的差異，土體的這種空間變異性嚴重影響著基礎的承載力。因此，考慮土體變異性對基礎的影響非常必要。
　　本文通過將隨機場理論與非線性有限元相結(jié)合，發(fā)展了研究空間變異土體中基礎豎向承載力和失效機理的方法；進

2、行隨機場局部平均程度對基礎豎向承載力敏感性分析，并進一步從失效機理的角度對這種敏感性進行了解釋；最后研究了土體空間變異特性對不同尺度基礎的影響，并給出各基礎寬度所需的安全系數(shù)。
　　本文建立了均質(zhì)土體中分析基礎承載力的有限元模型，并與理論解對比，驗證模的型正確性。根據(jù)土體空間變異特性產(chǎn)生隨機場將其映射到有限元模型中，并驗證隨機有限元模型的正確性。
　　利用蒙特卡洛模擬方法分析隨機場局部平均程度對基礎豎向承載力及失效機理的影響

3、，得到了隨機場局部平均程度不同時基礎的失效概率，結(jié)果表明空間相關長度一定時采用較大的局部平均會使基礎的承載力被高估。
　　研究不同尺度基礎在某一典型空間變異性土體中的承載力及失效機理，分析土體空間變異性對不同尺度基礎安全系數(shù)及失效概率的影響。結(jié)果顯示，當基礎寬度介于空間相關長度的1-10倍時其承載力均值最小。基礎承載力的變異性隨著基礎寬度的增大而不斷減小。當失效概率在10-3以下時，50 m寬度基礎的安全系數(shù)需取1.21，而2.5