【摘要】：在工程建設(shè)領(lǐng)域,經(jīng)常需要把基礎(chǔ)設(shè)置在臨近邊坡的地基上或者具有一定斜坡的地基上。在現(xiàn)行成果中,對(duì)斜坡地基的破壞模式?jīng)]有給出明確闡述,對(duì)斜坡地基的極限承載力的確定也沒(méi)有給出具體的計(jì)算方法。如果能準(zhǔn)確地計(jì)算斜坡地基極限承載力,將為斜坡地基上的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù),使基礎(chǔ)工程的設(shè)計(jì)更為可靠和合理,將有效降低基礎(chǔ)工程的建設(shè)成本。論文采用極限平衡法、極限分析法等理論方法結(jié)合離心模型試驗(yàn)對(duì)條形基礎(chǔ)作用下臨坡及斜坡地基的破壞形態(tài)、極限承載力以及影響因素進(jìn)行了較為深入、系統(tǒng)地研究,取得了以下主要成果:1、建立了臨坡及斜坡地基極限承載力計(jì)算模型,采用極限平衡法、極限分析法進(jìn)行了分析和比較,推導(dǎo)了臨坡及斜坡地基極限承載力計(jì)算公式,研究表明,該公式具有較高的計(jì)算精度。通過(guò)編程計(jì)算,系統(tǒng)分析了各類因素對(duì)于地基極限承載力的影響,較已有成果,論文對(duì)于三個(gè)承載力系數(shù)影響因素的分析更為全面、深入。引入“等代自由面”及“虛擬滑動(dòng)面”概念,考慮坡后土體對(duì)于基礎(chǔ)下彈性核ADE的平衡作用,建立了小坡度斜坡地基的雙側(cè)滑移破壞模型,提高了小坡度斜坡地基極限承載力的計(jì)算精度。2、基于滑移線場(chǎng)理論,建立了臨坡、斜坡地基的滑移破壞模型。根據(jù)臨坡、斜坡地基坡前、坡后土體的塑性邊界條件,引入“坡頂距影響系數(shù)”的概念,推導(dǎo)了基于滑移線場(chǎng)理論的無(wú)重土臨坡、斜坡地基極限承載力解析公式,為快速估算臨坡及斜坡地基的極限承載力提供了一種簡(jiǎn)便方法。對(duì)于有重土地基,提出了利用有限差分方法構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng),根據(jù)已知邊界條件來(lái)獲得地基極限承載力的具體方法。介紹了基于滑移線場(chǎng)理論,采用有限差分方法獲取臨坡及斜坡地基滑移線場(chǎng)及應(yīng)力分布場(chǎng)的方法,并通過(guò)實(shí)例進(jìn)行了驗(yàn)證,該方法為準(zhǔn)確獲取臨坡及斜坡地基的位移場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)提供了一條有效途徑。3、通過(guò)數(shù)值仿真計(jì)算,研究了臨坡及斜坡地基的變形破壞機(jī)理,獲得了不同條件下的臨坡及斜坡地基的位移場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)�；谂R坡及斜坡地基的數(shù)值仿真計(jì)算,系統(tǒng)分析了地基土黏聚力、內(nèi)摩擦角、邊坡角、坡頂距、基礎(chǔ)埋深、斜坡高度、基底粗糙度等因素對(duì)于臨坡及斜坡地基極限承載力的影響。針對(duì)純黏土,提出了“臨界強(qiáng)度”、“過(guò)渡點(diǎn)”的概念,建立了臨坡及斜坡地基的土體強(qiáng)度與地基破壞模式的定量對(duì)應(yīng)關(guān)系,并通過(guò)對(duì)仿真數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析,繪制了代表性的臨坡及斜坡地基的極限承載力等值線圖,可為實(shí)際工程中快速準(zhǔn)確地確定斜坡地基極限承載力及進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析等提供參考。4、通過(guò)離心模型試驗(yàn),進(jìn)一步研究了臨坡地基在條形荷載作用下的變形機(jī)理和破壞形態(tài),以及荷載位置、基底接觸條件、條形基礎(chǔ)寬度等因素對(duì)地基極限承載力的影響,并將試驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較,驗(yàn)證了理論分析方法的可行性。
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【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TU470
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本文編號(hào)：2432535