均质地基上浅埋矩形基础极限承载力上限分析

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1、第26卷第2期海洋工程v01．26No．22008年5月THEOCEANENGEERINGMav2008文章编号：1005．9865(2008)02．OO69．09均质地基上浅埋矩形基础极限承载力上限分析栾茂田，一，张其一，一，杨庆，一，王志云，(1．大连理工大学土木水利学院岩土工程研究所，辽宁大连116024；2．大连理工大学海岸及近海工程国家重点实验室，辽宁大连116024)摘要：基于土体塑性极限分析理论，推导一般黏性土地基上矩形基础承载力的上限解。为了证实上限解的合理性与适用性，采用大型通用有限元分析软件ABAQUS进行数值分析，并分别与Vesi

2、c理论解和Salgadoeta／理论解进行了对比。结果表明，推导的三维矩形基础上限解能较好地计算黏性土地基的极限承载力。关键词：上限分析；速度场；极限承载力；矩形基础；ABAQUS中图分类号：TU470文献标识码：AUpperboundlimitanalysisofbearingcapacityofrectangularshallowfootingonhomogeneousclaysLUANMao—tian，ZHANGQi—yi’-，YANGQing，一，WANGZhi—yun，(1．InstituteofGeotechniealEngineering

3、，SchoolofCivilandHydraulicEngineering，DalianUniversityofTechnology，Dalian116024，Chi．na；2．StateKeylaboratoryofCoastalandOfshoreEngineering，DalianUniversityofTechnology，Dalian116024，China)Abstract：Presentedinthispaperisarigorousupper-boundsolutionofbearingcapacityofrectangularshal

4、lowfotingbasedonthecompatiblevelocityfield．Inordertoverifytherationalityandapplicabilityofthistheoreticalsolution，numericalsolutionisachievedbyusingthegeneral—purposeFEManalysispackageABAQUSandcomparisonismadeamongupper-boundsolution，theso1．ionofVesicmethodandthesolutionofSalgad

5、oetalmethod．Theresultsindicatethattheupper-boundsolutionofthethree-dimensionalrectangularshallowfotingpredictedinthispaperisaccurate．Keywords：upperboundlimitanalysis；velocityfield；ultimatebearingcapacity；rectangularshallowfoting；ABAQUS黏性土地基上的条形基础一般存在3种破坏形式：整体剪切破坏、局部剪切破坏和冲剪破坏。针对刚

6、性条形基础发生整体剪切破坏的情况，T~=aghi提出了简易而实用的二维极限承载力公式[·]为qlt=cⅣc+DfyNq+ByNr(1)式中：ql为地基的极限承载力，y和c分别为地基土的容重和内聚力，D，为基础的埋深，B为条形基础的宽度，Ⅳc、和Ⅳy分别为地基极限承载力系数。在T~=ghi二维条形基础极限承载力研究工作的基础上，Vesic与Salgadoeta1分别给出了具有不同基础修正系数的矩形基础极限承载力公式。对于作用在饱和软黏土地基上的矩形基础，Salgad。t口z给出了如下简易计算公式[2]为收稿13期：2007-07-05基金项目：国家自然科

7、学基金资助项目(50639010，50579006)；教育部跨世纪优秀人才培养计划研究基金资助项目(~[199812号)作者简介：栾茂田(1962～)，男，山东招远人，博士，教授，博士生导师，主要从事岩土力学基本理论与数值分析、海洋土力学理论与实验技术、非线性土动力学理论与计算等方面的科研与教学工作。70海洋工程第26卷Vult=Ⅳcc(2)，一、式中：=l1+0．12了／3+0．17^／等I为Salgadoetal提出的矩形基础形状修正系数，￡、分别为矩形基础的、LYD，长和宽，D，为矩形基础的埋深，此时=(2+兀)。对于作用在一般黏性土地基上的矩形

8、基础，Vesic给出了如下简易公式为D7Vn1D=c(1+』T)+D(1+-~tan)+告删y