临坡矩形浅基础地基极限承载力上限分析

地基承载力是土木工程中研究的基础性问题,同时也是难点问题,它与土工结构的稳定性密切相关,准确分析和计算地基承载力对于土木工程的设计和施工具有重要的参考和指导作用.本文以下限有限元法为理论基础,通过构建有限元模型,对地基由初始的线弹性状态向塑性流动极限破坏状态的转变过程进行了模拟,对竖直荷载下浅地基极限承载力以及刚度、粗糙度等对地基极限承载力的影响进行了分析.

在现有研究基础上,结合临坡条形基础双层粘土地基临近边坡的非对称性特征和层状地基特征,构建出临坡条形基础双层粘土地基的多滑块组合单侧滑移破坏模式;根据速度相容关系和速度三角形闭合条件,确定出多滑块离散模式相对应的机动允许速度场;引入上限极限分析理论,导出临坡条形基础双层粘土地基极限承载力计算模型,在此模型上采用序列二次规划算法进行优化求解,建立了临坡条形基础双层粘土地基极限承载力确定方法.利用matlab的符号运算功能和优化函数编程计算进行实例分析,并与有限元数值计算结果进行对比分析,表明了本文研究方法的可行性与合理性.

建筑物或构筑物基础临近边坡置放的情况在实际工程中十分普遍,但目前对于临近边坡基础的地基承载力及破坏模式尚缺乏深入研究。采用不连续布局优化(dlo)极限分析法建立数值模型,分析边坡几何尺寸、土体参数和基础位置对临坡条形基础的极限承载力和边坡破坏模式的影响,并对国内外现行规范推荐的计算方法进行评价。结果表明:极限承载力随边坡高度和边坡倾斜角的增大而减小,当坡高超过临界高度后,极限承载力将不受其影响；极限承载力随土体黏聚力和内摩擦角的增大而提高,滑动面随黏聚力的增大而变浅,随内摩擦角的增大而变深；极限承载力随基础与坡肩相对距离的增大而提高,当基础置放位置超过某临界距离后极限承载力不受边坡影响。在土体强度高、坡角较大时,《建筑地基基础设计规范》规定的临坡基础最小置放距离偏于危险,设计时仍需考虑边坡对承载力的减损作用；在土体强度较低、坡角较小时,规范规定值偏于保守。美国aashto规范对边坡地基极限承载力的取值在砂土边坡时较为可靠,但其仅适用于坡面破坏模式的情况；饱和黏土边坡的承载力曲线有悖于理论解,对临界距离的规定同样存在低估。

为研究边坡角大小对地基承载力的影响,采用有限元强度折减法进行数值模拟计算,建立了简化的地基及边坡-地基模型,分析了地基的极限承载力随着边坡坡角的变化规律,并计算出地基的极限承载力大小。结果表明,有限元强度折减法能够计算出地基极限承载力;在相同的基础荷载等量加载情况下,边坡-地基模型随着坡角的增加,安全系数变化趋势先保持与0°(地基)模型变化趋势相同,即在坡角为0°~30°之间,而后随着荷载等量增加其安全系数呈现出减小的趋势,并且减小幅度逐渐变缓,最后基本不变;当坡角增加到40°之后,安全系数变化趋势比较基本呈现线性减小趋势,减小幅度较为缓慢;边坡的形成将对地基极限承载力有衰减效应,并且地基极限承载力的衰减效应随着坡角的增加总体呈非线性变大趋势,但其衰减效应幅度随着坡角的增加逐渐变缓。

为研究边坡角大小对地基承载力的影响,采用有限元强度折减法进行数值模拟计算,建立了简化的地基及边坡-地基模型,分析了地基的极限承载力随着边坡坡角的变化规律,并计算出地基的极限承载力大小。结果表明,有限元强度折减法能够计算出地基极限承载力;在相同的基础荷载等量加载情况下,边坡-地基模型随着坡角的增加,安全系数变化趋势先保持与0°（地基）模型变化趋势相同,即在坡角为0°～30°之间,而后随着荷载等量增加其安全系数呈现出减小的趋势,并且减小幅度逐渐变缓,最后基本不变;当坡角增加到40°之后,安全系数变化趋势比较基本呈现线性减小趋势,减小幅度较为缓慢;边坡的形成将对地基极限承载力有衰减效应,并且地基极限承载力的衰减效应随着坡角的增加总体呈非线性变大趋势,但其衰减效应幅度随着坡角的增加逐渐变缓。

为研究边坡角大小对地基承载力的影响,采用有限元强度折减法进行数值模拟计算,建立了简化的地基及边坡-地基模型,分析了地基的极限承载力随着边坡坡角的变化规律,并计算出地基的极限承载力大小.结果表明,有限元强度折减法能够计算出地基极限承载力;在相同的基础荷载等量加载情况下,边坡-地基模型随着坡角的增加,安全系数变化趋势先保持与0°(地基)模型变化趋势相同,即在坡角为0°～30°之间,而后随着荷载等量增加其安全系数呈现出减小的趋势,并且减小幅度逐渐变缓,最后基本不变;当坡角增加到40°之后,安全系数变化趋势比较基本呈现线性减小趋势,减小幅度较为缓慢;边坡的形成将对地基极限承载力有衰减效应,并且地基极限承载力的衰减效应随着坡角的增加总体呈非线性变大趋势,但其衰减效应幅度随着坡角的增加逐渐变缓.

溶洞上方圆形基础地基极限承载力有限元分析——针对3种典型围岩条件，采用有限元方法对岩溶地区圆形基础下溶洞顶板稳定性进行了分析计算，讨论岩石地基极限承载力的确定方法，得出不同围岩、溶洞顶板跨度、顶板厚度条件下地基的极限承载力，并分析极限承载力...

双层地基极限承载力的数值分析——基于极限平衡滑移线理论，采用差分算法及土层交界面处理公式编制了适合上层软、下层硬(饱和粘土除外)的土层组合的双层地基数值计算程．由程得到了均质地基和双层地基的滑移线网和承载力曲线，揭示出双层地基承载力明显高于均...

依据涵洞两侧填土荷载的特点,基于极限平衡理论,在迈耶霍夫-汉纳极限承载力公式基础上,推导了用于计算具有硬壳层的涵洞地基极限承载力的计算公式.将汉森加权平均法、应力扩散角法、本文提出的改进公式法和有限元法的计算结果进行对比分析,研究了路堤填土高度、硬壳层厚度、硬壳层与下卧软土层的黏聚力比和内摩擦角比对极限承载力的影响,并将工程实例结果与4种理论计算方法的计算结果进行对比.结果表明:随着路堤填土高度和硬壳层厚度的增加,改进公式法和有限元法计算的地基承载力结果最为接近;黏聚力比和内摩擦角比的变化对改进公式法和有限元法的计算结果影响较为一致;改进公式法的计算结果比汉森加权法和扩散应力角法更加接近工程实例.

针对目标跟踪过程中发生遮挡时跟踪出现偏差的情况，在传统meanshift跟踪算法的基础上引入极限学习机（extremelearningmachine，elm），提出了基于elm与meanshift的目标跟踪算法。该算法根据过去3个时刻的目标位置信息。利用elm预测出目标当前可能位置，代替目标前一时刻位置作为meanshift迭代起始点，并在邻域范围内进行迭代，得到目标的真实位置。实验结果表明，与现有的改进算法相比，新算法减少了迭代次数和运算时间，同时在遮挡情况下能够准确定位目标位置并进行跟踪，提高了跟踪系统的实时性和鲁棒性。

基于极限平衡滑移线理论,采用差分算法及土层交界面处理公式编制了适合上层软、下层硬(饱和粘土除外)的土层组合的双层地基数值计算程序.由程序得到了均质地基和双层地基的滑移线网和承载力曲线,揭示出双层地基承载力明显高于均质粉土地基承载力.

复合加载情况下,精确求解非均质地基上矩形基础的极限承载力以及评价影响极限承载力的相关因素,具有很强的工程实用与理论参考价值.基于极限平衡原理,在mohr-coulomb破坏准则的基础上,将非均质地基上矩形基础极限承载力问题等价为边界待定的泛函极值问题.利用变分方法得到与平衡方程等价的积分约束条件,和相应的欧拉方程与横截条件.在引入问题的边界条件后,求得复合加载情况下非均质地基破坏时的滑裂面函数与破坏包络面.同时研究了土体内摩擦角φ_(i)、土体黏聚力c_(i)、矩形基础长宽比l/b、土层强度比c_(i)/c_(i+1)与地下水位变化等因素对地基极限承载力与地基破坏包络面的影响.

针对岩石地基承载力问题,引入hoek-brown强度破坏准则,提出局部剪切破坏模式岩石地基承载力的计算表达式,基于极限平衡理论,建立破坏面上的静力平衡方程,推导出整体剪切破坏模式岩石地基承载力的计算公式.依据已有的成果假定空洞岩石地基顶板的冲切破坏体为一圆锥体,利用极限平衡法,得到了抗拉作用、抗剪作用及抗拉剪共同作用时下伏空洞地基极限承载力的计算表达式；并进一步通过模型试验验证了理论方法的合理性.结果表明:1)在计算完整岩石地基极限承载力时,采用整体剪切破坏模式得到的理论结果与实测结果较吻合；2)在计算空洞顶板极限承载力时,对比单独考虑冲切破坏面上的拉应力和剪应力作用得到的结果,考虑两者共同作用计算的结果更接近实测结果.

碎石土地基极限承载力统计分析——根据收集的地基荷载试验资料和在前期工作的基础上，运用概率统计原理和工程经验，提出了碎石土地基极限承载力标准值表及其分布类型和统计特征参数。为《桥规》修改和按地基基础可靠性设计奠定了基础。

应用塑性极限分析法上限定理及变分原理,确定非均质及各向异性地基土的极限承载力,导出了确定非均质和各向异性地基土极限承载力的基本公式。利用编制的计算机程序分析了土非均质和各向异性参数对承载力的影响。将结果与其他学者结果进行了比较,说明用本文提出的方法获得的承载力结果更为可靠。

与水平地面地基土体的对称破坏模式不同,临坡地基土体随不同工况呈现较明显的多种破坏模式。基于上限分析有限元技术,通过对临坡地基土建模,得到非线性上限规划模型,采用可行弧内点算法对其进行求解。将计算结果转换成相应的速度场和能量耗散图,并与文献结果进行对比分析。分析结果表明,上限有限元法能够较清楚地模拟出临坡地基破坏的几种模式,并得到合理解。通过把临坡地基承载力转为terzaghi建议的分项系数叠加形式,对分项系数n_c、n_γ、n_q的变化规律进行讨论,发现n_c和n_q变化趋势基本符合现有的单调变化规律,但对于n_γ而言,由于破坏模式改变造成了破坏体体积变化,得到n_γ发生非单调改变的变化规律。以临坡基础完全不受斜坡影响的距离α_0/b作为绝对安全距离,并给出部分计算图表,为斜坡地基设计提供参考。

与水平地面地基土体的对称破坏模式不同,临坡地基土体随不同工况呈现较明显的多种破坏模式。基于上限分析有限元技术,通过对临坡地基土建模,得到非线性上限规划模型,采用可行弧内点算法对其进行求解。将计算结果转换成相应的速度场和能量耗散图,并与文献结果进行对比分析。分析结果表明,上限有限元法能够较清楚地模拟出临坡地基破坏的几种模式,并得到合理解。通过把临坡地基承载力转为terzaghi建议的分项系数叠加形式,对分项系数n_c、n_γ、n_q的变化规律进行讨论,发现n_c和n_q变化趋势基本符合现有的单调变化规律,但对于n_γ而言,由于破坏模式改变造成了破坏体体积变化,得到n_γ发生非单调改变的变化规律。以临坡基础完全不受斜坡影响的距离α_0/b作为绝对安全距离,并给出部分计算图表,为斜坡地基设计提供参考。

地基极限承载力计算（29页，清楚明了）——本资料为地基极限承载力计算，共29页。简介：地基承载力：地基对基础及上部结构载荷的承受能力，其大小取决于地基、基础及上部结构两个方面。容许承载力：指满足（1）地基不会产生剪切破坏而失稳；（2）地基变形引起的...

在复合加载情况下精确求解层状非均质地基的极限承载力,具有很强的工程实用与理论参考价值。基于土体极限平衡理论与通用有限元软件abaqus,针对复合加载情况下上硬下软的双层不排水饱和软黏土地基的极限承载力,进行了大量的数值计算,得出了上层土临界深度hcr的计算公式、竖向极限承载力pv的计算公式以及复合加载情况下地基破坏时的破坏包络面方程。研究结果表明:上层土临界深度hcr取决于土层间强度比su1/su2;竖向极限承载力pv与破坏包络面取决于土层间强度比su1/su2、上层土深度h1与基础型式。

本文介绍了以特征线法为基本原理确定地基极限承载力的计算机程序analysisofbearingcapacity,并着重阐述了该程序的计算方法以及在计算过程中一些参数的定义,通过与《建筑地基基础规范》中的两种地基承载力计算方法进行分析对比,提出该软件运用在实际工程中该注意的问题,并得到运用该软件计算地基极限承载力的优点以及一些不足之处。

随着钢管加工制作工艺的发展,矩形钢管结构的应用也越来越普及。因此,对矩形钢管截面在复杂内力下的极限承载力相关关系的准确了解就显得很有必要。简述了矩形截面钢管极限承载力的研究现状,对矩形管截面塑性极限状态下的弯矩-剪力相关关系进行了推导,并通过有限元参数分析,以截面高跨比和腹板-翼缘面积比为参数,分析了剪力对矩形管截面极限弯矩的影响。最后,给出了轴力、弯矩、剪力和扭矩共同作用下矩形管截面的极限承载力相关关系表达式,并绘制了可供结构设计使用的复杂内力下的极限承载力相关曲面。

采用弹塑性有限元分析了条形基础作用下不排水条件的双层粘性土地基极限承载力性状。采用修正的地基承载力系数表征,并将不同的几何与土层参数条件下的数值解与上下限解和经典的经验解进行比较。表明弹塑性位移有限元法可以很好地求解地基的极限承载力问题,其求解得到的修正地基承载力系数与基于下限原理的有限元解很接近,而上限解高估了地基的极限荷载值,传统的经验解在某些条件下却偏小。