岩土力学 ›› 2020, Vol. 41 ›› Issue (10): 3326-3331.doi: 10.16285/j.rsm.2019.1944

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

考虑荷载位置偏移的空洞岩石地基极限承载力 计算方法

雷勇,邓加政,刘泽宇,李君杰,邹 根   

  1. 湖南科技大学 岩土工程稳定控制与健康监测湖南省重点实验室,湖南 湘潭 411201
  • 收稿日期:2019-11-17 修回日期:2020-05-09 出版日期:2020-10-12 发布日期:2020-11-07
  • 作者简介:雷勇,男,1983年生,博士,副教授,主要从事桩基础及特殊土地基处理研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(No. 51878270)。

A method to calculate ultimate bearing capacity of rock foundation with cavities considering load position offset

LEI Yong, DENG Jia-zheng, LIU Ze-yu, LI Jun-jie, ZOU Gen   

  1. Hunan Province Key Laboratory of Geotechnical Engineering Stability Control and Health Monitoring, Hunan University of Science and Technology, Xiangtan, Hunan 411201, China
  • Received:2019-11-17 Revised:2020-05-09 Online:2020-10-12 Published:2020-11-07
  • Supported by:
    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (51878270).

摘要: 荷载位置偏移量对下伏空洞岩石地基的极限承载力有较大影响。当荷载位置偏移量较小时,基于双对数螺旋曲线模型,采用极限分析上限法建立了下伏空洞岩石地基破坏体的功能方程,推导得到了荷载位置偏移下空洞岩石地基极限承载力计算表达式。当荷载位置偏移量较大时,空洞地基发展成为Prandtl破坏模式。并进一步分析了岩石地基厚度h、荷载位置偏移量e及内摩擦角? 对空洞岩石地基极限承载力的影响。最后进行了不同荷载位置偏移量和厚度下的空洞地基极限承载力模型试验研究,并与理论进行了对比验证分析。结果表明:当荷载位置偏移量e一定时,随着岩石地基厚度h的增加,空洞岩石地基极限承载力大致呈线性增长,并逐渐趋向于完整基岩承载力;当岩石地基厚度h一定时,随着荷载位置偏移量e的增大,岩石地基极限承载力呈非线性增长,增大到一定值时接近完整基岩承载力;当岩石地基厚度h和荷载位置偏移量e一定时,随着内摩擦角? 的增大,岩石地基极限承载力增长的幅度逐渐变大。

关键词: 空洞岩石地基, 极限分析, 极限承载力, 双对数螺旋曲线, 试验研究

Abstract: The offset of load position greatly influences the ultimate bearing capacity of the underlying rock foundation with cavities. Based on double logarithmic spiral curve model, the limit analysis method is adopted to establish the underlying rock foundation with cavities damage body function equation when the load position offset is small. Then, the calculation formula of ultimate bearing capacity of hollow rock foundation is deduced. When the offset of load position is large, Prandtl failure mode is developed in the rock foundation with cavities. Furthermore, the influence of the thickness h of rock foundation, load position offset e and internal friction angle ? on the ultimate bearing capacity of rock foundation with cavities are analyzed. Finally, the model test of the ultimate bearing capacity of the rock foundation with cavities under different load position offset and thickness were carried out, and the results were compared and verified with the theory. The results show that when the offset of position is constant, the ultimate bearing capacity of rock foundation increases linearly and the foundation tends to be complete rock foundation with the increase of h. The ultimate bearing capacity of rock foundation with cavities increases non-linearly with the increase of e when h is a certain value. When the h reaches a certain value, the ultimate bearing capacity is close to the value of complete bedrock. When h and e are constant, the limit bearing capacity of the rock foundation with void increases gradually with the increase of the angle of internal friction ?.

Key words: rock foundation with cavities, limit analysis, ultimate bearing capacity, double logarithmic spiral curve, experimental study

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