基于土體極限分析理論的地基承載力上限研究.pdf

1、建筑物或構(gòu)筑物地基的極限承載力問題研究主要包括兩個方面:其一是強(qiáng)度和穩(wěn)定性問題;其二是變形問題。因此，為了保證建筑物上部結(jié)構(gòu)的安全性與正常使用功能，在地基基礎(chǔ)設(shè)計時，地基不僅要滿足上部建筑物通過基礎(chǔ)傳到地基土的壓力不得超過地基承載力的容許值，而且要求變形也應(yīng)在允許的范圍之內(nèi)。
　　由于方形基礎(chǔ)施工簡便，承載力高，穩(wěn)定性能好，沉降量小且均勻。因此，在目前的應(yīng)用中十分寬廣，廣泛應(yīng)用在鐵路橋梁、公路橋梁、軌道交通、建筑結(jié)構(gòu)及水運(yùn)航道中。

2、
　　方形淺基礎(chǔ)的地基承載力屬于三維空間問題，以往的學(xué)者對方形基礎(chǔ)研究時采用簡化的方法，將其視為二維條形基礎(chǔ)，在得出的承載力系數(shù)前面乘以修正系數(shù)，最后通過線性疊加的方式得到地基極限承載力的理論計算公式，在這方面做出貢獻(xiàn)的有普朗特爾，太沙基，維西克等學(xué)者。由于計算公式采用線性疊加和忽略土體側(cè)向土壓力，進(jìn)而導(dǎo)致了最后求解的理論值有一定的誤差。
　　本文通過采用極限分析定理中的上限法，將方形基礎(chǔ)視為三維模型，建立機(jī)動許可的速度位移

3、場，并考慮了側(cè)向土壓力，地面超載及土體自重的影響，將地基破壞面劃分為主動、過渡、被動三個區(qū)，分別計算了每個區(qū)的功率與內(nèi)能耗散，最后利用虛功原理推導(dǎo)出了方形基礎(chǔ)的地基極限承載力上限解，并將其歸納為類似于太沙基地基承載力公式中的三個承載力系數(shù)Nr，Nc和Nq，并與幾位前人學(xué)者的系數(shù)進(jìn)行了對比分析，從而證明了本文上限解的合理性與適用性。
　　最后本文利用大型通用有限元軟件ANSYS對方形基礎(chǔ)地基承載力進(jìn)行數(shù)值模擬，并將數(shù)值模擬結(jié)果與李偉