›› 2009, Vol. 30 ›› Issue (5): 1281-1286.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

复合加载情况下非均质地基上条形基础的极限承载力研究

张其一1, 2,栾茂田 1, 2   

  1. 1.大连理工大学 海岸和近海工程国家重点实验室,大连 116024;2.大连理工大学 土木水利学院岩土工程研究所,大连 116024
  • 收稿日期:2007-09-21 出版日期:2009-05-10 发布日期:2011-02-18
  • 通讯作者: 栾茂田,男,1962年生,博士,教授,博士生导师,主要从事岩土工程教学与科研工作。 E-mail:mtluan@dlut.edu.cn
  • 作者简介:张其一,男,1977年生,博士研究生,主要从事土工基本理论与数值分析、海洋土力学计算等方面的研究。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金资助项目(No. 50579006;No. 50179006)。

Ultimate bearing capacity of strip footings on inhomogeneous soil foundation under combined loading

ZHANG Qi-yi 1, 2, LUAN Mao-tian 1, 2   

  1. 1. State Key Laboratory of Coastal and Offshore Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China 2. Institute of Geotechnical Engineering, School of Civil and Hydraulic Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China
  • Received:2007-09-21 Online:2009-05-10 Published:2011-02-18

摘要:

复合加载情况下精确求解非均质地基上条形基础的极限承载力以及评价影响极限承载力的相关因素,具有很强的工程实用与理论参考价值。基于极限平衡原理,在Mohr-Coulomb破坏准则的基础上,将非均质地基上条形基础极限承载力问题等价为一个边界待定的泛函极值问题。利用变分原理得到与平衡方程相等价的积分约束条件以及相应的欧拉方程与横截条件。引入问题边界条件,利用VC++6.0编制了数值计算程序,求得了复合加载情况下非均质地基破坏时的滑裂面函数与破坏包络曲线。从理论上研究了土体内摩擦角、土体黏聚力、土层强度比与地下水位变化等因素对地基破坏包络曲线的影响。研究结果表明,其解答是地基极限承载力真实解的某一最小上限。

关键词: 变分原理, 复合加载, 破坏包络曲线, 极限承载力, 条形基础, 非均质地基

Abstract:

To evaluate the ultimate bearing capacity of strip footings on inhomogeneous soil foundations under combined loading accurately and to estimate the relevant factors which affect the ultimate bearing capacity are very valuable in engineering practice and significant in theory. Based on limit equilibrium theory and yielding criterion of Mohr-Coulomb, the application of the variational principle transforms the problem from its equilibrium equation format to a format of functional extremization equivalently which boundary value is undetermined. A nonlinear program, which is generated using VC++6.0, is used to achieve the function of the 2-D sliding surface and the failure envelope of strip footings on inhomogeneous soil foundation under combined loading. The friction angle of soil, the cohesive force, the shear strength ratio ci / ci+1 and the fluctuation of groundwater level, which affect the ultimate bearing capacity of strip footings on inhomogeneous soil foundation and the failure envelope, are studied theoretically. The results show that it is a certain upper bound minimum solution of the bearing capacity of soil foundation.

Key words: variational principle, combined loading, failure envelope, ultimate bearing capacity, strip footing, inhomogeneous soil foundation

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[1] 穆锐, 浦少云, 黄质宏, 李永辉, 郑培鑫, 刘 旸, 刘 泽, 郑红超, . 土岩组合岩体中抗拔桩极限承载力的确定[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2825-2837.
[2] 金丹丹, 王 素, 李传勋. 考虑起始水力坡降的天然非均质地基固结分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1433-1440.
[3] 王冬勇, 陈曦, 于玉贞, 吕彦楠, . 基于二阶锥规划有限元增量加载法的条形浅基础极限承载力分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(12): 4890-4896.
[4] 冯君, 王洋, 张俞峰, 黄林, 何长江, 吴红刚, . 玄武岩纤维与钢筋锚杆锚固性能现场对比试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(11): 4185-4193.
[5] 宗钟凌,鲁先龙,李青松,. 静压钢管注浆微型桩抗压与抗拔对比试验研究[J]. , 2018, 39(S1): 362-368.
[6] 尹君凡,雷 勇,陈秋南,刘一新,邓加政,. 偏心荷载下溶洞顶板冲切破坏上限分析[J]. , 2018, 39(8): 2837-2843.
[7] 曹文贵,谭建辉,胡卫东, . 水平加筋地基极限承载力的极限上限分析法[J]. , 2018, 39(6): 1955-1962.
[8] 李 泽,刘 毅,周 宇,王均星,. 基于混合离散的砌石挡土墙边坡极限承载力下限分析[J]. , 2018, 39(3): 1100-1108.
[9] 孔纲强,彭怀风,朱 希,顾红伟,周立朵,. 水平荷载下纵截面异形桩承载特性试验[J]. , 2018, 39(1): 229-236.
[10] 雷 勇,尹君凡,陈秋南,杨 威,. 基于极限分析法的溶洞顶板极限承载力研究[J]. , 2017, 38(7): 1926-1932.
[11] 纠永志,祝彦知,. 开挖条件下非均质地基中单桩竖向承载特性非线性分析[J]. , 2017, 38(6): 1666-1674.
[12] 孔纲强 ,顾红伟,车 平,任连伟,彭怀风,. 桩侧截面形式对扩底桩竖向抗压特性影响分析[J]. , 2017, 38(2): 361-367.
[13] 谢新宇,韩冬冬,黄 利,王忠瑾,刘开富,. 粗糙条形基础极限承载力系数Nγ的计算[J]. , 2016, 37(S1): 209-214.
[14] 苏芳眉,刘海笑,李 洲. 基于耦合欧拉-拉格朗日法的锚板在黏土中的极限承载力数值分析[J]. , 2016, 37(9): 2728-2736.
[15] 高 昂,张孟喜,朱华超,姜圣卫,. 循环荷载及静载下土工格室加筋路堤模型试验研究[J]. , 2016, 37(7): 1921-1928.
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[1] 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 .
[2] 杨建民,郑 刚. 基坑降水中渗流破坏归类及抗突涌验算公式评价[J]. , 2009, 30(1): 261 -264 .
[3] 何思明,吴 永,李新坡. 滚石冲击碰撞恢复系数研究[J]. , 2009, 30(3): 623 -627 .
[4] 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 .
[5] 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 .
[6] 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 .
[7] 龚维明,黄 挺,戴国亮. 海上风电机高桩基础关键参数试验研究[J]. , 2011, 32(S2): 115 -121 .
[8] 汪成兵. 均质岩体中隧道围岩破坏过程的试验与数值模拟[J]. , 2012, 33(1): 103 -108 .
[9] 宋义敏 ,姜耀东 ,马少鹏 ,杨小彬 ,赵同彬 . 岩石变形破坏全过程的变形场和能量演化研究[J]. , 2012, 33(5): 1352 -1356 .
[10] 夏艳华 ,白世伟 . 基于水平集的复杂三维地层模型建模及在地下工程中的应用研究[J]. , 2012, 33(5): 1445 -1450 .