基于地基极限承载力的弹塑性有限元分析

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1、中南大学硕士学位论文地基极限承载力的弹塑性有限元分析姓名：李立桁申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：张国祥20070501摘要地基承载力是确定基础平面尺寸和埋置深度的重要依据。目前，工程界确定地基承载力的方法多采用有限元法。然而有限元法求解地基极限承载力通常是在内摩擦角矿<35。的情况下。所以，本文对有限元法求解矿>35。的情况进行了研究。本文以潜在滑移线和有限元法为理论基础，针对妒>35。的情况，提出了一种新的确定地基极限承载力的方法。首先对基础和外荷作用下的地基进行有限元分析，得到不同荷载作用下

2、的地基土体的应力场，然后依据潜在滑移线理论确定地基土体在不同外荷作用下的安全系数，取有限元计算的最终荷载及其对应的安全系数。最后，根据这种方法求解出对应安全系数为1的极限承载力。本文通过对理论公式的推导和三组浅基础模型的有限元分析，使用P—s曲线法和潜在滑移线法对照分析模型转化前后的结果，发现此方法求解的地基极限承载力具有一定的可行性。本文成果拓宽了有限元法对极限承载力求解的局限性，使极限承载力的求解更加适合于复杂的工程情况。关键词潜在滑移线，有限元，极限承载力，内摩擦角，浅基础ABSTRACTThebe

3、aringcapacityofgroundisabasist0determinethewidthandembeddeddepthoffoundations。Atpresent,usually,wecalculatingtheultimatebearingcapacityofgroundbythemethodoffini．tPdement．But,wecalculatetheultimatebearingcapacitywhentheangleofinternalfriction矿<35。．So，there

4、searchtoresolvetheultimatebearingcapacityofgroundin口>35’．Inthisdissertationanewmethodisputforwardforcalculatingtheultimatebearingcapaci锣ofgroundin矿>35’basedOllfiniteelementandpotentialslidingcurve(PSC)theory．Firs-t,thefmiteelementanalysisofgroundunderthee

5、ffectoffoundationandexteriorloadsisprocessed,andacontinuousstressfieldofgroundisacquired．Secondly,wecanfigureoutaseriesofsafetyfactorsandpotentialslidingsurfaceundertheeffectofdifferentexteriorloadsbasedonPSCtheory,andthenwechoosethefmalloadsandthesafetyf

6、actorundertheeffectofthisload．Finally,weshouldcalculatetheultimatebearingcapacityunderthebearingcapacityfactoris1．Throughformuladerivationandtheanalysisofthreeseriesofshallowfoundationmodel，wecanacquirethep～ssettlementcurveofthecenterpoimatthebottomofthef

7、oundation．Andwecanacquireultimatebearingcapacityandpotentialslidingsurface．Asaresult，theresultsoffmiteelementanalysisandtheresultsofnewtheorybyauthorareconsistent．Thisprovesthatthenewmethodisfeasible．Theproductionofthisdissertationopenupanewfieldforbuildi

8、ngfoundationdesign．Andthetheoryismorefeasibleandeffectiveforpracticalengineering．KEYWORDSpotentialslidingcurve(PsO，finiteelement,ultimatebearingcapacityofground，angleofinternalfriction,shallowfoundationⅡ原创性声明本人声明，所呈