粘土空間變異性對基礎(chǔ)豎向承載力和失效機(jī)理的影響研究.pdf

1、淺基礎(chǔ)的豎向承載力問題是經(jīng)典的巖土工程問題之一。目前關(guān)于基礎(chǔ)豎向承載力的研究大多集中在均質(zhì)土或強(qiáng)度隨深度線性增加的各向同性土體中。然而，由于物理、化學(xué)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(qiáng)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(yán)重影響著基礎(chǔ)的承載力。因此，考慮土體變異性對基礎(chǔ)的影響非常必要。
　　本文通過將隨機(jī)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(chǔ)豎向承載力和失效機(jī)理的方法；進(jìn)

2、行隨機(jī)場局部平均程度對基礎(chǔ)豎向承載力敏感性分析，并進(jìn)一步從失效機(jī)理的角度對這種敏感性進(jìn)行了解釋；最后研究了土體空間變異特性對不同尺度基礎(chǔ)的影響，并給出各基礎(chǔ)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(chǔ)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(jī)場將其映射到有限元模型中，并驗證隨機(jī)有限元模型的正確性。
　　利用蒙特卡洛模擬方法分析隨機(jī)場局部平均程度對基礎(chǔ)豎向承載力及失效機(jī)理的影響

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