土体极限分析的理论与应用

本文讨论了极限平衡问题的求解方法,并对均质边坡与受垂直中心荷载的地基．给出了安全系数与地基承载力的精确计算公式。并将在以后的讨论中介绍一般边坡与地基的糖确计算方法。     

浅析极限平衡理论

阐述了影响地基承载力因素的主要形式及其机理,列举出地基承载力的一般计算方法,并着重介绍了基于极限平衡理论的地基承载力的计算方法。     

土坡稳定及地基承载力的精确解的工程力学推导方法

严格按照工程力学分析方法和土体极限平衡原理，给出了均质土坡稳定和地基破坏的承载力计算公式的一般分析方法，对于对数螺旋型滑动面，验证了安全系数的精确计算公式。     

特征线法的极限荷载与地基极限承载力

文章对特征线法计算地基的极限荷载及其极限承载力的确定进行了讨论。在理论上证明，滑移线族就是满足屈服准则的滑动面族。计算过程宜采用双向递推方法，这样便于基础底面荷载边界的处理及高阶数值解的计算，提高极限荷载的计算精度。计算结果说明，目前已有的极限荷载计算公式，大都与特征线法的某一特例计算结果基本吻合。极限荷载本身是偏心荷载，实际工程的地基极限承载力计算必须同时考虑设计荷载与极限荷载的分布特征。另外指出，基础底面的荷载边界条件如何确定，对地基极限承载力的影响很大，需要进一步研究。     

地基承载力的常用提法及其工程应用

地基承载力有多种提法,如容许承载力、极限承载力、承载力特征值、根据地基的荷载条件与土性指标计算的承载力、勘察单位在工程设计前提供的承载力等;明确各种地基承载力的工程意义,对应用是重要的.文章分析了获得各种常用承载力计算方法的前提条件,提出工程应用中应当注意的问题.对地基在垂直、水平荷载共同作用下的情况,给出了地基承载力的计算公式.为正确的应用各种提法的地基承载力提出了建议.     

关于成层土地基极限承载力的计算方法

目前,成层地基尚缺乏成熟的计算方法,本文在迈耶霍夫和汉纳的成层土地基极限承载力理论的基础之上对他们的极限承载力公式初步进行了探讨和改进,同时讨论了汉森的加权平均法、扩散角法等不同的地基极限承载力计算方法,并根据在天津港进行的大规模载荷实验结果对这些计算方法进行了检验。其结果表明对于成层土地基极限承载力的计算,由迈耶霍夫和汉纳的理论所得的计算结果与实测值比较接近,今后应进一步研究该方法的应用。     

矩形基础地基极限承载力计算理论探讨

基于空间曲面上一点的应力分析,得出了曲面上一点的法向应力、剪应力与应力分量、曲面一阶偏导数的关系。建立了曲面至地基表面土柱上力的微分平衡方程、力的平衡方程、力矩平衡方程。以上方程和库仑屈服条件一起,构成了地基极限承载力问题普遍适用的基本方程。采用与二维条件的简化Bishop法类似假定,对矩形基础地基承载力的计算问题进行了探讨。算例表明,文中方法计算结果是合理的,为研究三维条件的地基极限承载力提供了一套方法。     

考虑土体剪胀特性的土质边坡稳定性极限分析

剪胀特性是土体的重要特性之一,然而,经典的塑性力学理论高估了土体的剪胀性质,从而使土体强度背离实际情况。通过等效内摩擦角的方法,对原有的土体抗剪强度进行修正,反映出土体剪胀性对土体强度的影响。通过构建对数螺旋形式的破坏机构,推导出相应的内能耗散和外力功率表达式,结合极限分析理论和强度折减方法,建立边坡安全系数的求解方法。结果表明,该方法的计算结果是合理的。随着剪胀角的不断增大,边坡安全系数增大的速度变慢,这种变化趋势是非线性的。针对不同的土质特性,提出相应的剪胀角取值建议。     

地震作用下岸坡土体影响分析

地震作用下,岸坡易发生土体液化、岸坡失稳、地基沉降等破坏。各破坏形式之间存在着一定关联,准确的液化计算是分析地震作用影响的基础与关键。通过对比规范法和简化法等常用液化判别方法,分析不同方法的适用性和准确性;根据液化程度判断土体在地震下的强度损失,并用于岸坡稳定分析;通过实际工程,将3种破坏形式结合起来,整体分析地震作用对岸坡土体的影响。结果表明,土体强度损失和沉降与液化程度密切相关,岸坡稳定分析须采用地震荷载水平下的土体参数,而地震沉降须根据液化与否确定不同的计算方式。     

两种网壳极限承载力计算方法的比较

网壳结构的极限承载力取决于网壳结构的稳定性。结构线性计算比较简单，而结构非线性的计算则比较复杂。据此，分析了凯威特球面网壳结构的线性过程，并对两类计算结果分析比较得出两者之间的定量关系式。     

基于极限平衡有限元法的边坡稳定分析

将传统极限平衡方法与有限元法相结合进行边坡的稳定分析。首先采用有限元法计算土体单元的正应力和切应力,然后根据极限平衡原理计算边坡的稳定安全系数,并确定可能滑动面的形状和位置。算例表明,该方法不仅能够计算得到安全系数,而且能够得到边坡土体各处的应力、应变、位移等信息,进而为全面评价边坡的稳定性提供参考。     

基于Terzaghi极限承载力理论的PLT边载效应分析

浅层平板载荷试验(PLT)广泛应用于土木工程中浅部地基土层承载力的评定,试验过程中承压板周围覆土边载有可能对地基承载力评定造成影响。基于极限平衡理论,推导出广义边载分布条件下Terzaghi极限承载力公式,通过调整浅层平板载荷试验(PLT)承压板周围边载的范围和大小,分别针对砂土和黏性土地基,分析边载效应对地基极限承载力的影响大小和变化规律。结合工程实例,指出在工程应用中最终边载效应对处理后地基土的影响程度须结合PLT试验过程中土体最终达到的应力状态做出综合判断。     

港口工程地基计算CAD系统的设计与实现

为了提高港口工程地基计算的效率和精度,结合国内外流行的岩土分析和计算软件的优点,在港口工程数字化智能化勘察设计集成系统(HIDAS)部分研究成果的基础上,研发了港口工程地基计算CAD系统。该系统融合了工程经验和一线设计人员的计算经验及操作习惯,集成地基计算断面的绘制功能,可进行有开挖、分级加载情况下的沉降、固结、边坡稳定、地基应力、考虑复合地基对边坡稳定作用的计算,为完整考虑固结静孔压、渗流动孔压的有效应力法边坡稳定计算奠定基础,尽快实现与国际接轨,具有重要的理论与现实意义。     

导管架平台极限环境下承载力分析

文中先对导管架平台进行静力在位分析,再利用海洋环境回归的参数进行倒塌分析得到平台在极限环境条件下的极限承载力,为平台应对超强台风提供理论依据。     

桩土作用下缺陷大管桩单桩极限承载力理论计算

码头大管桩出现的不同类型缺陷,如混凝土脱落和钢筋锈蚀,会造成码头承载能力下降。基于完整桩-土体系的荷载传递理论,推导获得缺陷桩剩余极限承载力的计算公式。依托工程实践,考察混凝土剥落和钢筋锈蚀这两种缺陷类型对单桩极限承载力的影响,并得出相应结论：混凝土剥落位置对单桩竖向极限承载力和单桩抗拔极限承载力有影响,混凝土剥落位置位于土层内部会减小单桩竖向极限承载力和单桩抗拔极限承载力,单桩竖向极限承载力减小0.07%,单桩抗拔极限承载力减小1.72%;但对桩身竖向承载力却不同,混凝土缺损对桩身轴心受压承载力减小25.65%,钢筋损失对桩身竖向承载力减小20.95%。混凝土缺损比钢筋缺损对桩身各项承载力的影响要大得多。     

非均质土地基承载力的计算方法

本文对非均质的一般性地基,给出了满足力与力矩平衡及滑动面上屈服条件的地基承载力计算公式。它适用于地基受偏心倾斜荷载及任意形状的地基表面情况。文中对成层土地基及有抛石基床情况做了计算,并与常用计算公式的结果进行了比较。．     

船体梁的极限强度分析

沿用Cadewell直接计算极限强度的方法，基于有限元的计算思想，将结构离散化为由横向构件和垂向构件所组成的结构，然后利用船体梁在破损时的应力分布，精确计算了船体梁的极限强度，并对加筋板受压时可能出现的5种屈曲形式作了分析，给出了考虑这5种屈曲模式的加筋板极限屈曲强度的公式；以某大型散货船为例，对船体的极限强度进行了评估，结果表明该方法是简便、可靠、实用可行的。     

成层土地基基础极限承载力的模型试验研究

本文通过大量的室内模型试验对地基土体分层情况下基础的极限承载力进行了试验研究，得到成层土地基极限承载力的大小与持力层土体强度、厚度的变化规律；并且根据试验结果分别对港口工程和土木工程中常用的迈耶霍夫和汉纳的理论计算方法、汉森加权平均法、扩散角法以及魏锡克的理论计算方法这四种成层土地基极限承载力计算方法进行了验证。其结果表明对于成层土地基基础极限承载力的理论计算，由魏锡克和迈耶霍夫的理论所得的计算结果与试验测量值最接近。最后运用有限元的方法对成层土条件下地基土体的变形及位移情况进行了模拟计算进一步验证了魏锡克理论的合理性。     

边坡稳定分析的技术探讨

在归纳边坡稳定分析成果的基础上，介绍了平衡法和有限元法在边坡稳定分析中的应用。较系统地介绍搜索技术在寻求临界滑动面中的应用。     

老龄导管架式海洋平台极限承载力分析

以埕岛油田某导管架式海洋平台为例,研究了服役中后期老龄海洋平台的极限承载力.首先,考虑服役中后期的老龄平台结构腐蚀损伤等情况,建立不同的有限元模型;进行了波浪力、冰力等荷载的计算;最后,考虑材料非线性和几何非线性,当载荷沿平台的不同方向作用时,计算平台桩顶的最大位移与横向载荷的关系曲线,根据位移与载荷曲线计算平台的极限承载力,利用强度储备系数分析了平台的安全强度储备.