›› 2013, Vol. 34 ›› Issue (12): 3641-3645.

• 测试技术 • 上一篇    下一篇

非共面复合加载条件下桶形基础稳定性研究

范庆来1,赵海涛2,郑 静3,于 晓1   

  1. 1.鲁东大学 岩土工程重点实验室,山东 烟台 264025;2.国家海洋局 第二海洋研究所,杭州 310058; 3.鲁东大学 交通学院,山东 烟台 264025
  • 收稿日期:2012-10-30 出版日期:2013-12-10 发布日期:2013-12-19
  • 作者简介:范庆来,男,1977年生,博士,副教授,主要从事海洋岩土工程基本理论、数值计算与模型试验,滨海地区软基处理及原位测试技术等方面的研究工作。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金资助项目(No. 50909048,No. 51079018);山东省自然科学基金资助项目(No. ZR2010EQ036);山东省高等学校科技计划项目(No. J12LG01)。

Stability of bucket foundations under non-coplanar combined loading

FAN Qing-lai1, ZHAO Hai-tao2, ZHENG Jing3, YU Xiao1   

  1. 1. Key Laboratory of Geotechnical Engineering, Ludong University, Yantai, Shandong 264025, China; 2. The Second Institute of Oceanography, State Oceanic Administration People’s Republic of China, Hangzhou, 310058, China; 3. School of Transportation, Ludong University, Yantai, Shandong 264025, China
  • Received:2012-10-30 Online:2013-12-10 Published:2013-12-19

摘要: 采用荷载-位移联合搜索方法,对于饱和软黏土地基上裙板式桶形基础在水平荷载H、力矩M与扭矩T的非共面复合加载条件下的稳定性进行了比较系统的三维有限元分析,主要探讨了在不同荷载空间内桶形基础的破坏包络轨迹。在分析中,地基土服从基于Tresca屈服准则的理想弹塑性本构关系。计算结果表明,与传统共面复合加载情况相比,非共面复合加载条件下桶形基础的破坏包络面形状有较大差异。非共面复合加载情况下,包络面形状不依赖于基础埋深比,可用简单的圆或椭圆方程进行描述。根据有限元计算结果,将已有的三自由度破坏包络面方程扩展到六自由度复合加载空间内,进而初步建议了一个六自由度破坏包络面方程,并对于实际工程中常用的桶形基础埋深比,给出了方程中偏心度参数取值的确定方法。该方程可用来合理评价复杂荷载条件下软黏土地基上桶形基础承载力。

关键词: 裙板式桶形基础, 软黏土, 破坏包络面, 六自由度复合加载, 稳定性

Abstract: Using combined load-displacement searching method, the stability of skirted bucket foundations in saturated soft clay subjected to horizontal load (H), moment (M) and torque (T) non-coplanar combined loading is studied through three-dimensional finite element numerical analysis. The soft soil is assumed to be undrained and obeys elasto-perfectly plastic constitutive relationship following the Tresca failure criterion. The failure locus of bucket foundations in various loading spaces is investigated. The results show that the shape of failure envelopes of bucket foundations subjected to non-coplanar combined loading varies considerably from that under planar combined loading. Under non-coplanar combined loading, the shape of failure envelope does not depend on the aspect ratio of bucket foundations, which may be approximated as a circle or ellipse in normalized load space. Based on finite element analysis, the existing equation of failure envelope in three-degree-of-freedom loading condition is extended to the six-degree-of-freedom case, then an equation of failure envelope involving all six-degrees-of-freedom is suggested, which can be used to evaluate the bearing capacity of bucket foundations in soft soil under combined loading condition. Values of the eccentricity parameter in the proposed equation are also presented for a range of practical embedment ratios.

Key words: skirted bucket foundation, soft clay, failure envelope, six-degree-of-freedom combined loading, stability

中图分类号: 

  • TU 476
[1] 苏永华, 李诚诚. 强降雨下基于Green-Ampt模型的边坡稳定性分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 389-398.
[2] 朱彦鹏, 陶钧, 杨校辉, 彭俊国, 吴强, . 框架预应力锚托板结构加固高填方边坡 设计与数值分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 612-623.
[3] 孙红, 宋春雨, 滕慕薇, 葛修润. 加荷条件下软黏土的孔隙演化特征[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 141-146.
[4] 戴国亮, 朱文波, 郭晶, 龚维明, 赵学亮, . 软黏土中吸力式沉箱基础竖向抗拔承载 特性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 119-126.
[5] 刘顺青, 黄献文, 周爱兆, 蔡国军, 姜朋明, . 基于随机块石模型的土石混合边坡稳定性 分析方法研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 350-358.
[6] 聂秀鹏, 逄焕平, 孙志彬, 谢松梅, 侯超群. 三维加筋边坡地震稳定性上限分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3483-3492.
[7] 朱才辉, 崔 晨, 兰开江, 东永强. 砖-土结构劣化及入侵建筑物拆除 对榆林卫城稳定性影响[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3153-3166.
[8] 陈冲, 王卫, 吕华永, . 基于复合抗滑桩模型加固边坡稳定性分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3207-3217.
[9] 陈建功, 李 会, 贺自勇, . 基于变分法的均质土坡稳定性分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 2931-2937.
[10] 蒋泽锋, 张戈, 朱大勇, 王军, . 锚固力作用下的边坡临界滑动场法研究与应用[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2799-2806.
[11] 王宏磊, 孙志忠, 刘永智, 武贵龙, . 青藏铁路含融化夹层路基热力响应监测分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2815-2824.
[12] 陈峥, 何平, 颜杜民, 高红杰, 聂奥祥, . 超前支护下隧道掌子面稳定性极限上限分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2154-2162.
[13] 罗庆姿, 陈晓平, 袁炳祥, 冯德銮, . 柔性侧限条件下软土的变形特性及固结模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2264-2274.
[14] 余 国, 谢谟文, 郑正勤, 覃事河, 杜 岩, . 基于GIS的边坡稳定性计算方法研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1397-1404.
[15] 夏唐代, 郑晴晴, 陈秀良, . 基于累积动应力水平的间歇加载下超孔压预测[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1483-1490.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 刘玉成,曹树刚,刘延保. 可描述地表沉陷动态过程的时间函数模型探讨[J]. , 2010, 31(3): 925 -931 .
[2] 刘恩龙. 岩土破损力学:结构块破损机制与二元介质模型[J]. , 2010, 31(S1): 13 -22 .
[3] 杨爱武,闫澍旺,杜东菊,赵瑞斌,刘 举. 碱性环境对固化天津海积软土强度影响的试验研究[J]. , 2010, 31(9): 2930 -2934 .
[4] 介玉新,杨光华. 基于广义位势理论的弹塑性模型的修正方法[J]. , 2010, 31(S2): 38 -42 .
[5] 周 华,王国进,傅少君,邹丽春,陈胜宏. 小湾拱坝坝基开挖卸荷松弛效应的有限元分析[J]. , 2009, 30(4): 1175 -1180 .
[6] 叶 飞,朱合华,何 川. 盾构隧道壁后注浆扩散模式及对管片的压力分析[J]. , 2009, 30(5): 1307 -1312 .
[7] 陈 林,张永兴,冉可新. 考虑剪应力作用的挡土墙主动土压力计算[J]. , 2009, 30(S2): 219 -223 .
[8] 罗 强 ,王忠涛 ,栾茂田 ,杨蕴明 ,陈培震. 非共轴本构模型在地基承载力数值计算中若干影响因素的探讨[J]. , 2011, 32(S1): 732 -0737 .
[9] 石 崇 ,徐卫亚 ,张 玉 ,李德亮 ,刘 和. 基于元胞自动机模型的堆积体动力学参数研究[J]. , 2011, 32(6): 1795 -1800 .
[10] 王云岗 ,章 光 ,胡 琦. 斜桩基础受力特性研究[J]. , 2011, 32(7): 2184 -2190 .