岩土力学 ›› 2020, Vol. 41 ›› Issue (6): 2052-2062.doi: 10.16285/j.rsm.2019.1100

• 岩土工程研究 • 上一篇    下一篇

基于广义可靠指标相对安全率的地基承载力 安全判据研究

周强1, 2,黎康平3,段亚辉1, 4,曹子君1, 2,李典庆1, 2   

  1. 1. 武汉大学 水资源与水电工程科学国家重点实验室,湖北 武汉 430072;2. 武汉大学 工程风险与防灾研究所,湖北 武汉 430072; 3. 西安理工大学 省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室,陕西 西安 710048;4. 武昌理工学院,湖北 武汉 430223
  • 收稿日期:2019-06-20 修回日期:2019-11-25 出版日期:2020-06-11 发布日期:2020-08-02
  • 作者简介:周强,男,1995年生,博士研究生,主要从事岩土工程可靠度设计方面的研究
  • 基金资助:
    国家重点研发计划(No.2016YFC0800200);国家自然科学基金(No.51879205,No.51579190,No.51679174)。

Safety criteria for bearing capacity of foundation based on the generalized reliability ratio of safety margin

ZHOU Qiang1, 2, LI Kang-ping3, DUAN Ya-hui1, 4, CAO Zi-jun1, 2, LI Dian-qing1, 2   

  1. 1. State Key Laboratory of Water Resources and Hydropower Engineering Science, Wuhan University, Wuhan, Hubei 430072, China; 2. Institute of Engineering Risk and Disaster Prevention, Wuhan University, Wuhan, Hubei 430072, China; 3. State Key Laboratory of Eco-hydraulics in Northwest Arid Region, Xi’an University of Technology, Xi’an, Shaanxi 710048, China; 4. Wuchang University of Technology, Wuhan, Hubei 430223, China
  • Received:2019-06-20 Revised:2019-11-25 Online:2020-06-11 Published:2020-08-02
  • Contact: 段亚辉,男,1956年生,博士研究生,主要从事混凝土温控防裂和水工岩土工程研究。E-mail: duanyahui@263.net E-mail::zhou_qiang@whu.edu.cn
  • Supported by:
    This work was supported by the National Key R&D Program of China (2016YFC0800200) and the National Natural Science Foundation of China (51879205, 51579190, 51679174).

摘要: 相对安全率搭建了岩土工程确定性设计和可靠度设计安全判据的桥梁。广义可靠指标相对安全率克服了相对安全率受分布类型限制的局限,拓宽了相对安全率准则的应用范围。提出了在给定目标失效概率(或目标可靠指标)的条件下基于广义可靠指标相对安全率,标定允许安全系数的方法和流程。将所提允许安全系数标定方法应用于地基承载力安全判据研究,分别标定了传统抗力荷载比值法和强度折减法对应的地基承载力允许安全系数。通过地基承载力算例说明了不同工况下可靠指标相对安全率与广义可靠指标相对安全率的相互关系,探讨了不同参数和计算模型对地基承载力允许安全系数的影响。根据所标定的允许安全系数得到的确定性设计可行域与可靠度设计可行域相同,验证了所提方法在地基承载力允许安全系数标定中的有效性。

关键词: 安全系数, 可靠度, 相对安全率, 安全判据, 地基承载力

Abstract: Ratio of safety margin (RSM) provides a useful tool to bridge safety criteria of deterministic design method based on safety factor and reliability-based design (RBD). Generalized reliability RSM(RRSM) overcomes the limitation on the distribution type of uncertain parameters, which restricts the application of the principle of the ratio of safety margin (RSM), and makes the RSM principle feasible in general design situations. This paper proposes a calibration method and framework for determining the allowable safety factor (FSa) based on generalized RRSM for a given target failure probability (or target reliability index). The proposed approach is applied to study the safety criteria for foundation bearing capacity. The FSa values of foundation bearing capacity are calibrated for the traditional method based on the ratio of resistance over load and strength reduction method, respectively. The proposed approach is illustrated using a design problem of foundation bearing capacity, and the relationship between RRSM and generalized RRSM is also discussed. And then, the influence of different parameters and calculation models on the allowable safety factor of foundation bearing capacity is discussed. It is shown that the feasible design domains of the deterministic design method based on FSa values calibrated from the proposed approach are identical to those of RBD under different design situations. This validates the proposed method for bearing capacity design problems.

Key words: factor of safety, reliability, ratio of safety margin, safety criteria, bearing capacity

中图分类号: TU470
[1] 江沂键, 李焕焕, 朱大勇, 凌道盛, . 考虑推力线位置的边坡线性规划模型与极限平衡上下限解[J]. 岩土力学, 2025, 46(6): 1745-1754.
[2] 元志镕, 蒋水华, 常志璐, 向晖, 刘玉伟, 黄劲松, . 考虑初始含水率非均匀分布及孔隙水重分布的边坡可靠度分析[J]. 岩土力学, 2025, 46(3): 1001-1012.
[3] 邓志平, 钟敏, 蒋水华, 潘敏, 黄劲松, . 土体参数非平稳随机场模拟及三维边坡高效可靠度分析[J]. 岩土力学, 2025, 46(10): 3243-3252.
[4] 张振波, 李秉欣, 杨茜, 刘志春, 刘义, . 近接基坑工程有限土体失稳模式研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(1): 266-277.
[5] 杨立. 平板载荷试验数值分析及承载力判定标准研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(S1): 723-730.
[6] 肖明清, 徐晨, 崔岚, 盛谦, 陈健, 谢壁婷, 晏庆明. 基于总安全系数法的系统锚杆支护承载能力试验研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(6): 1743-1754.
[7] 黄佳佳, 蒋明镜, 王华宁, . 中国南海神狐海域水合物储层井壁稳定可靠度分析[J]. 岩土力学, 2024, 45(5): 1505-1516.
[8] 胡鸿鹏, 蒋水华, 陈东, 黄劲松, 周创兵, . 基于改进贝叶斯更新方法的边坡参数概率反分析及可靠度评估[J]. 岩土力学, 2024, 45(3): 835-845.
[9] THENDAR Yoshua, LIM Aswin. 考虑地下连续墙接缝的深基坑RFD系统研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(12): 3717-3727.
[10] 易琪, 孙冠华, 姚院峰, 桂本, 商浩亮, 纪文栋, . 压缩空气储能地下内衬硐库上覆岩体稳定性分析[J]. 岩土力学, 2024, 45(12): 3523-3532.
[11] 周晓敏, 马文著, 张松, 宋宜祥, 刘勇, 和晓楠, . 渗流条件下隧道锚注复合围岩体的解析方法[J]. 岩土力学, 2023, 44(S1): 206-220.
[12] 李翔, 王靖童, 魏恒. 多失效模式下基于区间非概率的岩质隧道稳定可靠度分析[J]. 岩土力学, 2023, 44(8): 2409-2418.
[13] 肖国峰. 改进的岩质凸块的超载储备极限平衡法[J]. 岩土力学, 2023, 44(2): 425-432.
[14] 杨光华, 廖汉阳, . 筏板基础下薄层土地基承载力研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(12): 3405-3414.
[15] 李雨婷, 陈晓斌, 何鹏鹏, . 砂土中海上锚板抗拔极限状态的可靠度分析[J]. 岩土力学, 2023, 44(12): 3495-3500.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!