基于上限有限元法的下伏溶洞地基極限承載力分析
本文選題:地基基礎(chǔ) + 溶洞 ; 參考:《水利學(xué)報》2015年S1期
【摘要】:簡要地介紹上限有限元法的基本原理與計算過程,結(jié)合巖溶區(qū)下伏溶洞地基受力特點(diǎn),提出合理的計算假定,建立了一個可考慮多種主要因素影響的數(shù)值計算模型,利用上限有限元法,計算出了多種工況下的地基極限承載力上限解,并分析溶洞頂板厚度、溶洞寬度和內(nèi)摩擦角對地基極限承載力的影響規(guī)律。最后,在對大量能量耗散圖和速度場圖分析的基礎(chǔ)上,提出三類典型的下伏溶洞地基破壞模式。研究結(jié)果表明,地基極限承載力隨著內(nèi)摩擦角和溶洞頂板厚度的增大而增大,隨著溶洞寬度的增大而減小;當(dāng)溶洞頂板厚度較小時,內(nèi)摩擦角對地基承載力影響較小,當(dāng)內(nèi)摩擦角較大時,溶洞寬度和溶洞頂板厚度對地基承載力的影響才顯著;巖溶區(qū)下伏溶洞地基存在沖切破壞、沖切剪壓破壞和Prandtl破壞三類破壞模式。
[Abstract]:This paper briefly introduces the basic principle and calculation process of upper limit finite element method, combining with the stress characteristics of underground karst cave foundation, puts forward a reasonable calculation assumption, and establishes a numerical calculation model which can take into account the influence of many main factors. By using the upper limit finite element method, the upper limit solutions of the ultimate bearing capacity of the foundation under various working conditions are calculated, and the influences of the roof thickness, the width of the cave and the angle of internal friction on the ultimate bearing capacity of the foundation are analyzed. Finally, on the basis of the analysis of a large number of energy dissipation diagrams and velocity field diagrams, three typical failure modes of the underlying cavern foundation are proposed. The results show that the ultimate bearing capacity of the foundation increases with the increase of the internal friction angle and the thickness of the roof of the cavern, and decreases with the increase of the width of the cavern, and the influence of the angle of internal friction on the bearing capacity of the foundation is small when the thickness of the roof of the cave is small. When the angle of internal friction is large, the width of the cave and the thickness of the roof of the cave have significant influence on the bearing capacity of the foundation, and there are three kinds of failure modes under the karst area: punching shear failure, punching shear compression failure and Prandtl failure.
【作者單位】: 湖南大學(xué)巖土工程研究所;
【基金】:國家自然科學(xué)基金資助項目(51278187)
【分類號】:TU470
【參考文獻(xiàn)】
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【共引文獻(xiàn)】
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,本文編號:2085190
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