斜坡地基极限承载力研究

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1、分类号:U416.110710-B2006019博士学位论文斜坡地基极限承载力研究侯超群导师姓名职称王晓谋教授申请学位类别工学博士学科专业名称道路与铁道工程论文提交日期2015年5月11日论文答辩日期2015年6月17日学位授予单位长安大学ResearchonUltimateBearingCapacityinSlopeFoundationADissertationSubmittedfortheDegreeofDoctorCandidate：HouChaoQunSupervisor：Prof.WangXiaoM

2、ouChang’anUniversity，Xi’an，China摘要论文通过离心模型试验、理论计算和数值分析，研究了斜坡地基的变形规律和破坏特征，分析了地基土参数、坡面条件、荷载条件以及摩擦条件等对斜坡地基的极限坡面曲线和坡顶极限荷载的影响，并从斜坡地基中塑性区开展范围的角度分析其内在原因。主要研究成果如下：1、斜坡地基破坏形式呈非对称性，较之平地地基，斜坡地基上的基础更易发生倾斜，从而导致应力向倾斜的一侧集中，临坡一侧的地基因应力集中而先达到极限平衡状态，破裂面相交于坡面中下部。基础的位置对斜坡地基的变形规

3、律和破坏形式有显著影响，当坡顶距大于4倍基础宽度时，其变形破坏规律接近平地地基的情况；基础的摩擦条件会影响到地基承载力的大小以及破裂面开展的形式。2、利用坡顶荷载条件，编写斜坡地基滑移线方程的差分计算程序，可求出斜坡地基中塑性区各点的x、y、和值，并最终确定其极限坡面曲线。计算结果表明，极限坡面曲线的斜率随着y的增加而变小。基底摩擦的存在，造成主动区开角AOB降低，塑性区向土体内部移动，极限坡面曲线明显降低。坡顶荷载的增大，引起极限坡面坡率变缓，坡脚向外延伸。土体重度的增加引起极限坡面曲线向外移动、坡脚

4、向下发展。土体强度参数的增大引起过渡区开角BOC的降低，坡面曲线降低、坡率增大；黏聚力的增大还会引起过渡区、被动区范围的缩小。3、建立了考虑基底摩擦条件的斜坡地基极限承载力计算方法，研究了基底摩擦系数对斜坡地基极限承载力的影响。基底摩擦条件影响到斜坡地基内部的塑性区分布，摩擦系数tan越大，土体中的过渡区面积增大，主动区范围缩小；坡顶极限荷载增长率随着tan的增加而增加。4、坡顶极限荷载值及其增长率随着坡率的增加而增加。土体重度的增加引起土体中塑性区的范围增大，从而引起坡顶极限荷载的增大。但坡顶O点的极

5、限荷载没有变化。黏聚力的增加使得土体中的塑性区范围向土体内部延伸，引起坡顶荷载的增加，对坡顶极限荷载的增长率影响不大。内摩擦角的增加使得土体中的塑性区呈缩小趋势，但是对坡顶荷载的增长率影响较大。5、基于统一强度强度理论，建立了考虑中主应力的斜坡地基统一滑移线方程，研i究了中主应力对斜坡地基承载力的影响。计算表明，由于中主应力的存在，斜坡地基中塑性区的范围减小，随着b值的增加，斜坡地基的极限坡面曲线斜率增大，坡顶极限荷载增长。在坡顶O点，b=0.4和b=1时，极限承载力比不计中主应力时提高了25.58%和61.

6、18%。关键词：斜坡地基，地基极限承载力，离心模型试验，滑移线解，统一强度理论iiAbstractThispaperanalyzesthelawofdeformationanddestructiononthebasisofthefrictionconditionsandthecrestoftheslopefoundationbearingcapacity,basedoncentrifugalmodeltestofslopingground.Consideringtheinfluenceofparameters

7、offoundationsoil,slopeconditions,loadingconditionsandthefrictionconditiononthelimitcurveandpeakload,linkingwiththechangeofplasticzoneinthebody,theinternalmechanismisanalyzed.Themainresearchresultsare:1.Thedamageformoftheslopefoundationisasymmetry,undertheli

8、mitload,inthefoundationtotheslopesideslip,slipcracksurfaceintersectionontheslopesurfacepart.Comparingwiththegroundfoundation,thefoundationbasedontheslopearemorelikelytoincline,whichmayleadtothebasisfor