基坑土钉支护结构多元体系可靠度分析

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1、中国西部科技2010年09月（上旬）第09卷第25期总第222期基坑土钉支护结构多元体系可靠度分析112姚海慧候晓兵石萍（1.安阳工学院，河南安阳455000；2.河北工程大学，河北邯郸056021）摘要：为了解决岩土介质高度不确定性和变异性引起的工程问题，通过“实用分析法”计算出基坑土钉支护结构各种破坏模式的失效概率，从而应用Stevenson-Moses法得出基坑多元结构体系失稳概率的界限范围，真实地反映了工程的稳定状态。关键词：变异性；基坑；土钉支护结构；失效概率；体系DOI：10.3969/

2、j.issn.1671-6396.2010.25.005MultisystemReliabilityAnalysisofSoil-nailBracedStructureinDeepFoundationPit112YAOHai-hui,HOUXiao-bing,SHIPing(1.AnYangInstituteofTechnology,Anyang,Henan455000;2.HebeiUniversityofEngineering,Handan,Hebei056021)Abstract:Totheh

3、ighnondeterminacyandvariabilityofsoilmedium,probabilityofeachfailuremodeofsoil-nailbracedstructureiscomputedonpracticalanalysismethod,andtheboundaryofsystemfailureisgotthroughStevenson-Mosesmethod,thenthepracticestabilityofengineeringisobtained.Keyword

4、s:Variability;Foundationexcavation;Soil-nailbracedstructure;Probabilityoffailure;System1引言直接利用式3进行结构体系破坏概率计算一般很困难，结构体系可靠度的计算方法很多，常用的有因此常采用一些实用的近似计算方法。按Stevenson-Stevenson-Moses法、Gorman-Moses法、Ditleven法、近Moses法，当m种破坏形式完全统计相关时，有：[1]，(i＝1，2，⋯，m)——（式4）似计算法

5、、随机有限元法、Mont-Carlo法等。笔者通过“实用分析法”首先计算出各种破坏模式下结构的失效概当m种失稳模式完全统计独立时，有：率及可靠指标，然后应用Stevenson-Moses法得到多元结构体系失稳概率的界限范围，从而对基坑局部和整体的稳——（式5）定性得到较全面的认识。A.H-S.Ang等认为，由于结构体系之间通常既不完全统计相2多元结构体系极限状态函数关，也不完全统计独立，而是处于两者之间，所以可以用这两基坑土钉支护结构有多种可能的破坏模式，主要包种极端情况作为基坑支护结构体系破坏概率

6、的界限范围：括：沿基底平移、整体倾覆、沿基底挤滑、内部整体失稳、土钉拔出、拉断破坏和面板破坏等。通常认为，只要（i＝1，2，⋯，m)——（式6）其中一种发生失稳，则整个基坑结构即宣告破坏，因此，3土钉支护结构极限状态函数基坑稳定性是一个多元模式的稳定问题[2]。若每一种破坏3.1整体抗滑模式都用一个极限状态函数gi(Rii，S)表示，则第i种基坑根据极限平衡理论，当滑动力等于抗滑力时，土墙达到滑移破坏的极限状态：破坏模式极限状态函数为：(i＝1，2，⋯，m)——（式1）——（式7）其中：R为结构抗力

7、；S为荷载效应。当g(R，S)>0iiiii3.2整体抗倾覆时，支护结构安全；当g(R，S)=0时，结构处于极限平衡iii当土钉墙达到倾覆破坏极限状态时，倾覆力矩和抗倾覆状态；当gi(R，S)<0时，支护结构破坏。对于每一种破坏力矩构成一对平衡力矩。模式，结构破坏的概率就是其状态函数g(R，S)=0出现的iii概率，用Pfi表示其破坏概率，其表达式为：——（式8）——（式2）3.3土钉墙抗深层挤滑式中：βii为第i种失稳模式下的可靠指标；Ф(β)为通常，对于土钉墙深层挤滑稳定性，只有在深部存在薄[3

8、]概率分布函数。当结构具有m种破坏模式时，由概率理论弱土层时，才需要进行验算，验算方法可采用瑞典条分可知，它的破坏概率为：法。——（式3）收稿日期：2010-07-30修回日期：2010-08-22基金项目：2005年度河南省高等学校创新人才培养工程、2005年度河南省高校杰出科研人才创新工程项目（HAIPURT）（2005KYCX015）“边坡演化的非线性机制及滑坡预报理论研究”、河南省重点科技攻关计划项目“边坡演化过程的非线性理论研究”资助。作者简介：姚海慧（19