巖溶和空區(qū)上方地基承載特性的研究.pdf

1、隨著交通事業(yè)和城市建設的快速發(fā)展，土木工程設計施工中越來越多的遇到巖溶及空區(qū)。如何合理地在這些區(qū)域進行地基設計施工是需要迫切解決的問題。然而，目前關于巖溶及空區(qū)上方地基極限承載力的計算理論還遠不能滿足實際工程的需要，而相關規(guī)范在這方面的內容也是膚淺的，研究巖溶及空區(qū)上方地基極限承載力的計算理論具有重要的理論意義和實用價值。 本文綜合利用極限分析理論、結構力學以及有限元分析方法，進行了大量的計算與對比分析，對巖溶及空區(qū)上方地基極限

2、承載力的確定進行了深入的研究，取得了以下成果： 1．在巖溶及空區(qū)上方條形基礎地基破壞機理分析的基礎上，構造了包含巖溶及空區(qū)在內的條形基礎地基合理的破壞模式并建立相應的滿足運動許可條件的速度場，推導了相應計算公式并編制了計算程序，計算自重和其它外力的功率以及內部耗散功率，利用虛功率平衡方程得到地基承載力目標函數(shù)，提出了滿足破壞模式物理和幾何意義的約束條件，并在該約束條件的下得到地基承載力的上限解。通過大量的分析計算，說明極限分析上

3、限法對于計算巖溶及空區(qū)上方條形基礎地基極限承載力是可行的。 2．應用結構力學梁和拱計算模型研究巖溶及空區(qū)上方的地基極限承載力的確定，推導了計算公式，編制相應的計算程序，并引入承載力系數(shù)S進行穩(wěn)定性的評價。計算結果表明，巖溶及空區(qū)頂板的巖體性質對地基極限承載力影響很大，其破壞一般是以彎曲引起的拉應力控制，隨著頂板厚度的增大，最大巖溶及空區(qū)跨度容許值逐漸增大，并趨于一穩(wěn)定值。 3．建立有限元數(shù)值分析模型，利用ABAQUS程序

4、分析了巖溶及空區(qū)上方圓形基礎和條形基礎地基極限特性，提出了地基極限承載力確定方法；通過大量的工況分析，得到了空洞高度、跨度、頂板厚度以及不同巖性等影響因素與地基承載力之間的關系圖表，對于巖溶、采空區(qū)地段樁基礎和條形基礎建筑物設計施工具有較大的參考價值。 4．建立了數(shù)值分析模型，對不同條件下表面基礎地基承載力進行了大量的計算，對于存在空洞條件下地基極限承載力系數(shù)N<,r>和N<,c>進行回歸分析，考慮不同的空洞寬度和頂板厚度、荷載