条形基础加筋地基与圆形基础地基极限承载力计算方法研究

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地基承载力作为岩土工程三大经典问题之一具有重要的研究意义。目前,地基极限承载力的计算方法以极限平衡法、极限分析法、滑移线法、数值分析法为主。另外,地基承载力还可以通过试验的方法确定。然而计算地基承载力的方法各有优缺点,并没有形成一个完善的理论,特别是对于加筋地基与圆形基础地基承载力的计算更是缺乏相关的理论研究。因此,课题围绕条形基础加筋地基与圆形基础素土地基的承载力展开了研究。土体主被动临界滑动场是临界滑动场法(Critical Slip Field,CSF)在地基承载力计算中的应用与推广,并且取得了一定的研究成果。课题以土体主被动临界滑动场为基础,利用Matlab自行编制程序计算了基础受中心垂直荷载作用且基底和地表水平情况下条形基础加筋地基与圆形基础素土地基的极限承载力。(1)对于条形基础加筋地基,将筋-土间的相互作用简化为平行于筋-土界面的均布切应力,该切应力作用于土体之上且与土体滑动方向相反,此时可以将加筋地基转化为无加筋地基进行承载力计算。针对计算结果的可靠性,搜集了若干模型试验做了对比分析,对其进行了可靠性验证。同时,讨论了筋带铺设层数、铺设长度、垂直间距等因素对地基承载力及滑面位置的影响;(2)对于圆形基础地基,滑动土体呈现出明显的三维空间效应。若土体为均质土体则滑面为轴对称面,利用滑面的轴对称性可以将空间问题简化为平面问题。通过与模型实验的对比分析验证了计算结果的可靠性,同时,计算了地基承载力系数并与其他学者的计算值进行了比较分析。此外,还分析了静止土压力与主动土压力对系数N′γ、N′q的影响。该方法原理简单、易于编程,为条形基础加筋地基和圆形基础素土地基承载力的研究提供了一种新思路,是CSF法在地基承载力研究中的推广与应用。
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