地基承载力试验方法.docx

1、地基承载力试验方法地基承载力试验方法地基承载力试验方法文章来源：中顾网 作者：佚名 点击数： 505 评论:0条 更新时间：2009-11-17 13:46:24 本文讲的是地基，地基承载力，地基承载力试验方法，地基承载力试验规程。 推荐阅读： 地基地基承载力地基承载力试验方法地基的稳定在一定程度上可视为一模糊事件,由于影响地基承载力的各种因素常常表现出不同程度的随机变异性,地基承载力也具有随机变异性。本文用Vesic公式确定地基的极限承载力,并建立地基稳定的极限状态方程,进而利用概率理论与模糊数学建立地基失稳的模糊概率公式，对抗剪强度c，值的敏感性及安全系数与模糊失效概率之间的关系作了分析。

2、1 引言我国现行规范是利用地基容许承载力进行基础及地基设计,所采用的容许承载力是利用极限承载力除以定值安全系数而得到的,即所谓的定值安全系数法。在计算极限承载力时使用了传=-1(1-Pf)(3)3地基失稳的模糊性及其隶属函数的确定进行地基模糊可靠度分析前,首先要建立地基稳定的极限状态方程。以综合随机变量表示的极限状态方程为:g=fu-s(4)式中fu为地基的极限承载力,s为作用于基础底面的点荷载效应,等于恒载与活载之和,即为:s=sG+sq(5)地基极限承载力的计算公式较多,一般的表达式为:fu=0.5bbNr+cNc+dhNq(6)式中Nr，Nc，Nq为承载力系数,按Vesic公式有:Nq=

3、tg2(45+)exp(.tg)(7)Nc=(Nq-1)ctg(8)Nr=2(Nq+1)tg(9)按传统的非此即彼的思维方法,可知Z0地基稳定。实际上地基失效是一个过程,而不是由一个点决定,是一个模糊事件,用uA表示失效程度。当uA接近0时,失效的可能性小;当uA=0.5时,处于最模糊状态,可作为传统分析的极限平衡状态;当uA=1时,失效的可能性大，因此公式(3)中z为随机变量,其数字特征值为:Ez=Efu-Es(10)z=fu+s-2cov(fu，s)(11)当u采用降半梯型分布:(12)根据前面讨论:Ez=0，即Efu=Es，uA(Z)=0.5考虑极限情况,Es=0时，Ez=Efu，uA(

4、Z)=0故计算得:(13)4总安全系数下地基稳定的模糊可靠度计算总安全系数下地基承载力的实用设计表达式写为:uG+uQ=(14)式中uG为恒载效应均值,uQ为活载效应均值,u 为c，均值代入式(6)所计算的结果。考虑荷载效应比值=，代入(14)可以确定uG，uQ为:式(15)、(16)代入(10)得到:EZ=.ufu(17)按建筑结构设计统一标准的规定,恒载效应的变异系数为0.07,活载效应的变异系数取为0.29,所以有:不考虑fu，s之间的相关性,即cov(fu，s)=0，则有:(20)本文视几何尺寸B、D，土性指标，0为常量,仅把抗剪指标c、 作为随机正态变量,简化假设fu，s也服从正态分

5、布,则z近似服从正态分布,分布密度函数为:(21)将(13)、(17)、(20)、(21)代入(1)得到地基失效的模糊概率为:(22)式中a=1=0.23692688512=0.47862867053=0.56888888894=0.47862867055=0.2369268851t1=-0.9061798459t2=-0.5384693101t3=0t4=-0.5384693101t5=-0.9061798459地基失效的模糊可靠度为:=-1(1-Pf)(23)5算例分析及一些规律性研究已知某条形基础,基底宽度3m,埋深2m,各随机变量均服从正态分布,其均值和变异系数如表1所示,取总安全系数

6、为2,荷载效应比值为0.5，试求地基的模糊可靠度。表1随机变量特征值随机变量 均值 21.5kN/m3 21.5kN/m3 36.61KPA 0.33 变异系数 0.005 0.005 0.118 0.073 0.07 0.29(1)将各基本随机变量代入公式(22)、(23)可以计算得到:Pf=24.16%,此时模糊可靠度=0.7。(2)基本随机变量对模糊可靠度的影响为了分析不同随机变量的变异对模糊失效概率的敏感程度,特对某一随机变量的变异系数进行了单独调整,并分析计算结果的变化，见表2。表2参数的变异系数对模糊失效概率的敏感分析变异系数 模糊失效概率PfVc=0.100.40 24.08%2

7、5.47%V 0.22 16.10%28.37%V=0.0050.02 24.16%24.16%从表中结果可知c、值的敏感性大,而的敏感性小,为简化计算,B、D可视为常量。为了反映c、 的变异性对模糊失效概率的影响规律,给出如下两组VcPf、V Pf变化关系曲线。(3)安全系数K与模糊可靠度的关系表3给出安全系数与模糊失效概率的对应关系,随着安全系数的增大其对应的模糊失效概率相应的增加,这与定值分析的结论是一致的。表3安全系数K 模糊失效概率1.5 33.78%2.0 24.16%3.0 16.39%(4)荷载效应与模糊可靠度的关系由表4的结果可知，当荷载效应系数增大时,活荷载的比重相应增加,而其变异性比恒载大,故模糊失效概率就相应的增加。表4安全系数K 荷载效应 模糊失效概率K=2 0.2 23.63%0.5 24.16%1.0 24.56% 6结论地基承载力的模糊失效概率值,不仅考虑到了基本随机变量的随机变异性,而且考虑到判别模式的模糊性,因此分析计算更为合理,全面。地基承载力的模糊概率分析中,主要的影响因素来于强度参数c、 的变异,而的变异性可以不计,计算中按常量考虑。当安全系数K一定时,模糊概率与极限状态方程中各基本随机变量的统计参数密切相关,而在统计参数一定的条件下,模糊概率随K的增大而增大。