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斜坡地基及非均质介质地基承载力研究

作 者: 谢涛
导 师: 雷庆关
学 校: 安徽建筑工业学院
专 业: 结构工程
关键词: 地基承载力 斜坡地基 极限平衡 ANSYS
分类号: TU470
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 45次
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内容摘要


本文阐述的主要内容是基于极限平衡理论来研究斜坡地基和非均质介质地基的承载力。针对一些工程中的实际情况,结合理论计算和数值模拟来讨论地基极限承载力,具体分为三大部分:(1)在极限平衡法基础上得出了斜坡地基极限承载力公式,通过计算得到了在不同地基情况下的斜坡地基坡后土体的发挥系数m和地基承载力系数。在斜坡地基的理论分析和设计当中这两种系数都起到了很大的作用。(2)在实际工程中不论是天然地基还是人工地基通常都是由多个土层构成。目前对于解决这种简单的非均质介质地基的极限承载力的方法主要是梅耶霍夫的双层地基承载力计算公式、魏锡克公式和汉森加权平均法等。然而实际情况中经常会有一些基础介质构成较为复杂的情况,其计算结果往往与实际值存在很大的误差,而且这种复杂的情况较多,例如大型、超大型、高层、乃至超高层建筑的地基土体,故需要更深入的研究探讨非均质介质基础的破坏模式及极限承载力的计算方法。由于目前这种非均质介质地基的极限承载力缺乏很好的计算方法,故本文在梅耶霍夫—汉纳的成层土地基极限承载力理论的基础之上对它们的极限承载力公式进行了探讨和改进,得出了计算多层地基极限承载力的一般计算公式。(3)为了更好的研究成层土地基的破坏机制,本文选用ANSYS有限元计算软件对其进行模拟计算。模拟出了非均质介质地基在外荷载作用过程中的内部应力、变形以及破坏面的发展过程和极限承载力大小,并分析得出了非均质介质地基的破坏机理。结合理论计算所得结果和实际的大型载荷试验数据,和有限元计算结果进行比较分析,说明有限元软件的计算结果是可信的。最后对一些本文尚未解决的问题进行了说明。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-7
目录  7-9
Contents  9-10
插图清单  10-12
附表清单  12-13
第一章 绪论  13-23
  1.1 研究目的及意义  13
  1.2 地基承载力研究进展  13-16
    1.2.1 地基承载力基本概念  13
    1.2.2 地基承载力确定方法  13-14
    1.2.3 地基承载力计算历史  14-16
  1.3 地基承载力研究现状  16-21
    1.3.1 斜坡地基承载力研究现状  16-19
    1.3.2 非均质地基承载力研究现状  19-21
  1.4 地基承载力研究发展方向  21
  1.5 本文研究内容  21-23
第二章 斜坡地基承载力研究  23-35
  2.1 概述  23-25
    2.1.1 基本假定  23-24
    2.1.2 引入极限分析方法  24-25
  2.2 斜坡地基的破坏模式  25-27
    2.2.1 DEK破裂面  26
    2.2.2 DEFG破裂面  26-27
  2.3 斜坡地基承载力计算  27-32
    2.3.1 定义变量  27-29
    2.3.2 只考虑土体自重  29-30
    2.3.3 只考虑土体粘聚力  30-31
    2.3.4 只考虑超载  31-32
  2.4 计算结果分析  32-33
  2.5 本章小结  33-35
第三章 非均质地基承载力研究  35-49
  3.1 概述  35
  3.2 计算非均质介质地基极限承载力的几种方法  35-40
    3.2.1 汉森加权平均法  35-36
    3.2.2 扩散角法  36-37
    3.2.3 梅耶霍夫—汉纳法  37-40
  3.3 非均质介质地基极限承载力计算过程  40-45
    3.3.1 汉森法计算  41-43
    3.3.2 扩散角法计算  43
    3.3.3 梅耶霍夫-汉纳法计算  43-45
  3.4 载荷试验  45-46
  3.5 各种结果比较分析  46-48
  3.6 本章小结  48-49
第四章 有限元理论  49-55
  4.1 概述  49-50
  4.2 土体的本构关系  50-53
    4.2.1 Drucker-Prager模型  51-52
    4.2.2 Drucker-Prager模型基本参数  52-53
  4.3 本章小结  53-55
第五章 有限元法计算非均质地基极限承载力  55-69
  5.1 建立模型  55-57
    5.1.1 模型概况  55-57
    5.1.2 有限元的网格划分  57
  5.2 模型基础土体的破坏发展过程  57-65
  5.3 有限元计算结果及比较分析  65-67
  5.4 本章小结  67-69
第六章 结论及展望  69-71
  6.1 结论  69-70
  6.2 展望  70-71
参考文献  71-75
致谢  75-77
作者简介及攻读硕士学位期间发表的论文  77

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 土力学、地基基础工程 > 地基基础 > 地基和基础的理论和计算
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