【摘要】：城市地鐵等地下空間的開(kāi)發(fā)建設(shè),在地下巖土體中挖出了大量洞室,這就造成許多建筑物都必須在含洞的地基上開(kāi)工建設(shè)。不含洞的地基與含洞的地基特別是淺埋含洞地基,有著明顯的承載能力和穩(wěn)定性差異。在地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)施工過(guò)程中,最重要的就是要先確定地基的承載力設(shè)計(jì)值,只有確定了地基的承載力設(shè)計(jì)值,才可以為之后建筑的設(shè)計(jì)施工提供依據(jù)。傳統(tǒng)的地基承載力理論計(jì)算方法,如極限平衡法和滑移線法,在求解含洞地基承載力的問(wèn)題上有諸多困難,而極限分析上限法是解決此問(wèn)題的有效途徑。本文采用剛性滑塊極限分析上限法和有限差分?jǐn)?shù)值模擬方法,對(duì)洞頂中心條形基礎(chǔ)荷載作用下的建筑含洞巖基的承載力進(jìn)行了研究。主要工作如下:(1)首先闡述極限分析上限法的基本原理,探討極限分析上限法的特性和適用性問(wèn)題�？偨Y(jié)分析均質(zhì)地基的破壞模式,及多孔巖基的破壞模式,得出淺埋含洞巖基的破壞模式為沖壓破壞。依據(jù)實(shí)際的地基破壞實(shí)例,理論研究結(jié)果和數(shù)值模擬成果,簡(jiǎn)化出建筑含洞地基的破壞模式,劃分剛性滑塊、設(shè)定虛位移向量,最終構(gòu)建出含圓形隧道的含洞地基破壞模式。(2)依據(jù)構(gòu)建出來(lái)的含洞地基破壞模式,推導(dǎo)各剛性滑塊的虛位移向量、位移分量、剛性滑塊面積。依據(jù)極限分析上限法原理,建立外力虛功和內(nèi)部耗散功的平衡方程,求解不同條件下建筑含洞地基的承載力上限解。(3)依據(jù)上限法計(jì)算得到的不同含洞地基極限承載力計(jì)算公式,探討了不同的基礎(chǔ)寬度、洞室埋深、洞室大小對(duì)建筑含洞地基極限承載力的影響,并與有限差分?jǐn)?shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。(4)采用有限差分?jǐn)?shù)值模擬方法,對(duì)比圓形洞室開(kāi)挖前后地基的各方向應(yīng)力場(chǎng)和塑性區(qū)分布差異;分析圓形洞室開(kāi)挖后地基的應(yīng)力情況和塑性區(qū)分布情況。模擬分析在不同洞室埋深、不同荷載作用位置下,含洞地基的應(yīng)力場(chǎng)、位移場(chǎng)和塑性區(qū)分布情況。
[Abstract]:With the development and construction of underground space such as urban subway, a large number of caverns have been dug out in the underground rock and soil mass, which makes it necessary for many buildings to be constructed on the foundation with holes. There are obvious differences in bearing capacity and stability between the foundation without hole and the foundation with hole, especially the foundation with shallow hole. In the process of foundation design and construction, the most important thing is to determine the design value of bearing capacity of foundation first. Only when the design value of bearing capacity of foundation is determined, can we provide the basis for the design and construction of later building. The traditional theoretical calculation methods of foundation bearing capacity, such as limit equilibrium method and slip line method, have many difficulties in solving the bearing capacity of foundation with holes, and the upper limit method of limit analysis is an effective way to solve this problem. In this paper, the upper limit analysis method of rigid slider and the finite difference numerical simulation method are used to study the bearing capacity of the rock foundation with holes under the load of the central strip foundation at the top of the tunnel. The main work is as follows: (1) the basic principle of the upper limit method of limit analysis is expounded, and the characteristics and applicability of the upper limit method of limit analysis are discussed. The failure modes of homogeneous foundation and porous rock foundation are summarized and analyzed. It is concluded that the failure mode of shallow buried cavernous rock foundation is punching failure. According to the actual foundation failure example, theoretical research results and numerical simulation results, the failure mode of the foundation with holes is simplified, the rigid slide block is divided, and the virtual displacement vector is set up. Finally, the failure mode of the tunnel with holes is constructed. (2) the virtual displacement vector, displacement component and area of rigid slider are deduced according to the failure mode. According to the principle of upper limit method of limit analysis, the equilibrium equations of external virtual work and internal dissipative work are established. The upper limit solution of the bearing capacity of the foundation with holes is solved under different conditions. (3) according to the calculation formula of the ultimate bearing capacity of the foundation with different holes obtained by the upper limit method, the different foundation width and the depth of the cavern are discussed. The influence of the size of the cavity on the ultimate bearing capacity of the foundation with holes is compared with the results of the finite difference numerical simulation. (4) the finite difference numerical simulation method is used. The stress field and plastic zone distribution of the foundation before and after the excavation of circular cavern are compared. The stress and plastic zone distribution of the foundation after excavation of circular cavern are analyzed. The stress field, displacement field and plastic zone distribution of the foundation with holes are simulated and analyzed under different cavity depth and different load position.
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TU43

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本文編號(hào)：2318640