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《悬臂式支护结构稳定问题的可靠度分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第20卷第4期土工基础Vol.20No.42006年8月SoilEng.andFoundationAug.2006悬臂式支护结构稳定问题的可靠度分析牟秋杰(厦门市海沧区政府招投标采购中心)摘要:采用结构可靠度理论研究非重力式深基坑悬臂式支护结构的第一类稳定性问题,并将其应用到厦门市基坑支护结构工程实例中,得出一些规律性结论。关键词:基坑,悬臂式支护结构,稳定,可靠度中图分类号:TU476文献标识码:B文章编号:100423152(2006)0420049204gi(Ri,Si)表示,gi(Ri,Si)=Ri-Si,其中Ri为结1引言构抗力,Si为荷载效应。当gi(Ri,Si)>0,则系
2、统安全;当gi(Ri,Si)<0,则系统失稳;当gi(Ri,Si)基坑支护结构的失稳破坏主要包含两类失稳问=0,则系统处于极限平衡状态。对于每一种失稳题:模式,失稳的概率就是其状态函数gi(Ri,Si)<0出(1)基坑稳定性破坏,包括基坑支护结构的倾覆现的概率,用Pfi表示,其表达式为:破坏、坑底隆起、整体失稳破坏等。Pfi=P[gi(Ri,Si)<0]=φ(-βi)=1-φ(βi)(2)基坑支护结构的强度或刚度不足而导致的(1)失稳破坏,如支撑压屈或支挡结构变形过大等。目式中:βi为第i种失稳模式下的可靠性指标,φ(βi)前第二类基坑稳定性问题已经与上部结构的设计相为概率分布函数。接
3、轨,采用的是以结构可靠度理论为基础的概率极2.2基本假定限状态设计方法。而对于第一类基坑稳定性问题,(1)随机变量的选择由于支护结构的平衡必然涉及到周围的土层,多采在支护结构的稳定分析中,土性指标,包括土重用定值设计法进行设计,即采用结构抗力效应与荷度γ、抗剪指标c、φ都是很重要的参数,考虑到土重载效应的比值作为安全系数来衡量支护结构的稳定度的变异性较抗剪指标的变异性要小得多,且c、φ性。的随机性明显地影响支护结构的稳定可靠度,所以,实际工程中,在大多数情况下,按照定值设计法将土重度γ当作常量看待,仅把c、φ视为随机变量。设计的结果是偏于安全的,但也发生过安全系数足(2)土层划分情况够
4、基坑却失稳的事故。本文重点研究悬臂式支护结一般来说,桩体范围内的土都是成层分布的(图构的第一类稳定问题。1)。其中第i层地基土层顶的主动土压力强度为:2悬臂式支护结构稳定可靠度的计算理论2.1基本思路基坑失稳是一个多元模式的失稳问题,要确定基坑系统稳定与否,应对每一种失稳模式加以研究。每一种失稳模式都可以用一个相应的极限状态函数图1成层分布地基土土压力计算收稿日期:200620421250土工基础2006i-1[2]2φi结合结构可靠度理论,抗倾覆稳定的可靠度分析eai1=(∑γjhj+q)tg(45Ü-)-j=02过程如下:悬臂式支护结构抗倾覆破坏稳定可靠性φi2citg(45Ü-)
5、(i=1,2,⋯,r)(2)分析的极限状态函数为:2g(R,S)=R-S(12)第i层地基土层底的主动土压力强度为:i式中:R为抗滑力矩,S为滑动力矩。2φieai2=(∑γjhj+q)tg(45Ü-2)-当z0i≤0时,g(R,S)=R-S1(13)j=0φi9g9R9S1(14)2citg(45Ü-)(i=1,2,⋯,r)(3)9c=-2i9ci9ci第i层地基土层顶的被动土压力强度为:9g=9R-9S1(15)i-19φi9φi9φi2φiepi1=(∑γjhj)tg(45Ü+2)+其中:j=krφi9Rhiφi2citg(45Ü+)(i=k+1,⋯,r)(4)=2[(+∑hj)
6、hitg(45Ü+)](16)29ci2j=i+12第i层地基土层底的被动土压力强度为:ir2φi9S1hiφiepi2=(∑γjhj)tg(45Ü+)+=-2[+∑hj)hitg(45Ü-)](17)j=k29ci2j=i+12φri-1ih2c)(i=k+1,⋯,r)(5)9Ri9kpiitg(45Ü+2=(+∑hj)hi[(∑γjhj+q)9φi2j=i+1j=k+19φi2.3抗倾覆稳定分析r9kpihi9kpi设+2ci]+(hi+3∑hj)γihi(18)z0i表示主动土压力开始点距土表面的距离,9φi6j=i+19φi在式(2)中,令eai1=0即ri-19S1hi9ka
7、ii-1=(+∑hj)hi[(∑γjhj+q)(γ)tg2(45Ü-φi)-9φi2j=i+1j=09φi∑jhj+qj=02r9kaihi9kaiφi-2ci]+(hi+3∑hj)γihi(19)2citg(45Ü-)=09φi6j=i+19φi2φi9kai12φi求得:kai=tg(45Ü-)=sec(45Ü-)i-129φi2212ciz0i=γ(-∑γjhj-q)(6)φi9kpi12φiiφitg(45Ü-)j=0kpi=tg(45
