非饱和土地基上条形基础的可靠度分析

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为了研究非饱和土地基上基础的稳定性问题,分别采用随机变量法及随机场法进行了条形基础的可靠度计算及敏感性分析。主要研究成果如下:随机变量法:视非饱和土的力学参数(黏聚力c、内摩擦角φ)及水力参数(拟合参数a、n及饱和含水率θs和残余含水率θr)为随机变量,分别采用理论公式法及数值模拟法计算了非饱和土地基中条形基础的极限承载力,并对基础的承载力极限状态进行了可靠度计算及参数的敏感性分析。结果表明:在6个基本随机变量中,可靠指标β值对φ的敏感性相对最大,其次为c、a、n、θs和θr,其中,θs和θr对β值的影响几乎可以忽略;β值随着c、φ、α、θτ的增大而增大,随着n和θs的增大而减小。当考虑非饱和土地基中的降雨入渗时,条形基础可靠指标β值随着安全系数Fs、地基中初始吸力Ψ0和允许沉降量Sa的增大而增大,随着降雨强度的增大而变小。随机场法:为考虑土性参数的空间变异性,在随机变量法敏感性分析的基础上,视非饱和土的力学参数(c、φ)为随机场,采用Karhunen- Loeve级数展开法进行了随机场的离散,研究了随机场离散方法及其离散误差、基本变量对极限承载力的影响。结果表明:截断项数随着水平相关距离的增大而减小;随着竖直相关距离的增大而减小;对于截断项数,竖直相关距离比水平相关距离更敏感。极限承载力均值随着初始吸力值的增大而增大;极限承载力变异系数随着初始吸力的增大而减小。本文为极限承载力的数值模拟和地基基础可靠度分析提供参考。
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