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论述了岩土工程极限状态设计的基本思想,包括极限状态的概念、土工参数设计值的确定过程和方法、构造物的重要度和场地地基复杂程度的划分、岩土工程类别、作用载荷组合、分项安全系数和极限状态设计等;给出了土工参数的实测值、导出值、标准值和设计值的确定原则或方法;指出在极限状态设计中,可通过增大设计作用效应或降低设计抗力的方法来进行岩土工程的可靠性设计. 相似文献
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重力式挡土墙抗滑稳定分析安全判据和标准 总被引：1，自引：0，他引：1
探讨水利、交通等领域挡土墙设计规范中对抗滑稳定安全系数规定的允许值的合理性,认为其相应值与国外相关规定相比偏小。从理论上分析,使用抗力除以土压力的安全系数定义计算土压力相应的强度参数是标准值,而非经分项系数或安全系数折减后的标准值,其允许安全系数宜大于边坡等同类土方构筑物的相应值。认为建立在可靠度理论指导下的分项系数方法可以从根本上摆脱在安全判据方面存在的缺陷。在假定一级建筑物的允许可靠指标为3.7、土的黏聚力和摩擦系数变异系数分别为0.2和0.1的条件下,对一个特定的算例,填土的黏聚力、摩擦系数和基底的摩擦系数分项系数标定值分别为 1.301, 1.209和 1.170,应用提出的相对安全率判据,可以发现上述的分项系数标定值具有普适意义。该成果可以为相关规范的制订提供参考。 相似文献
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Asadollah Ranjbar Karkanaki Navid Ganjian Faradjollah Askari 《Geotechnical and Geological Engineering》2017,35(3):1079-1092
This study presents a new algorithm for design of cantilever retaining walls based on the proposed failure mechanisms and considers the effects of wall geometric parameters using an upper-bound limit analysis approach. All previous work on this subject has only focused on the optimum design of the retaining walls assuming constant forces, irrespective of the total stability and critical conditions of failure mechanisms. In the present study, the upper-bound limit analysis method was used to determine the shape of the critical failure mechanisms for a retaining wall simultaneously with its optimal dimensions. The safety factors against overturning, sliding, and bearing capacity failure were assessed by the limit analysis approach. The current results show good agreement with the results obtained using the limit equilibrium methods and finite element analyses. The results obtained based on the proposed failure mechanism show that the geometry and dimensions of the wall affect its stability safety factors, the shape of the critical failure mechanisms and the active pressure on the wall; therefore, the process of determining the shape of the critical failure mechanisms, checking the stability of the wall and the procedure of finding its optimal dimensions should be performed simultaneously. 相似文献
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该文介绍了一个紧邻在建主桩基的地下室基坑围护设计的实例。通过对工期、施工空间、安全性以及造价的综合分析,确定了以土钉墙为主的围护方式。通过有限元计算对开挖所造成的主楼桩基与地基土的相互作用机理的分析, 表明桩对土的约束作用限制在一定的范围内。根据分析结果,在设计中采用比较大的安全系数以及开挖前的超前支护结构以控制开挖过程中主楼基础地板下地基土的侧向位移,最大限度地减少由于地下室开挖卸载而造成的主动土压力对已有主楼桩基的影响,保证在地下室开挖过程中主楼的施工安全,同时也保证了地下室已有桩基的安全。实践证明,这种方法是有效的,对同类工程的围护设计具有一定的借鉴价值。 相似文献
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Eurocode 7, the new European standard for geotechnical design, is based on the limit state design method, with partial factors and characteristic parameter values. An objective of the Eurocodes is that the chosen partial factors should achieve reliability levels for a structure close to a prescribed target value. The target ultimate limit state reliability index for a medium risk structure for 50 years is 3.8. This paper examines the reliability of an inclined-eccentrically and vertically loaded square foundation designed using all three Design Approaches in Eurocode 7 with the recommended partial factor values given in EN1997-1. The reliabilities obtained using the three Design Approaches are compared with the target reliability value and the reliabilities of traditional designs using overall factors of safety. The paper provides evidence that Eurocode 7 gives more consistent reliabilities for a greater range of parameter values than the traditional allowable stress method and demonstrates the importance of selecting appropriate characteristic values. 相似文献
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比较了不同行业抗震设计规范中边坡地震影响系数和动态放大系数的取值方法,综述国内核电厂高边坡案例的研究进展。以某工程核安全级反倾层状软岩高陡边坡为例,探讨应用多种方法综合分析其在不同地震作用下的动态放大效应、支挡结构抗震性能和加固效果的分析思路。首先,基于典型二维计算剖面,采用拟静力法进行边坡的初步加固设计;然后,基于大型振动台试验和数值计算,研究了不同地震作用下软岩高边坡加速度动力放大效应、支挡结构的抗震性能;最后,通过现场工程监测评价边坡的加固效果。研究结果表明,在强震作用下,核安全边坡按其他行业规范中的抗震参数取值方法进行设计是可行的,通过振动台和数值分析验证边坡整体是稳定的,支挡结构抗震性能良好,该研究思路和方法是合理可行的,并能节约大量工程投资。研究成果可丰富核安全级软岩高陡边坡研究理论与方法,并为核安全级软岩高陡边坡抗震安全评价和工程设计提供技术支持。 相似文献
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汶川地震造成大量的边坡支挡结构的破坏,边坡抗震设计必须进行新的考虑。提出基于性能设计的原则为边坡抗震设计方法,即边坡支挡结构抗震设计应该按照3级设防的要求规定如下:遭遇多遇地震时候,边坡处于稳定状态,要求稳定系数达到1.2; 遭遇设计地震时候,边坡处于基本稳定状态,要求稳定系数达到1.15; 遭遇罕遇地震时,边坡处于欠稳定状态,要求稳定系数达到1.05。采用上述抗震设计方法,结合具体算例,采用强度折减动力分析法进行了算例边坡抗震设计,结果表明基于性能设计的方法,既满足抗震设计总的原则,又具有很强的可操作性,对边坡支挡结构抗震设计具有重要意义。 相似文献
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与土体稳定有关的工程问题诸如挡土结构物上的土压力、地基承载力以及土坡稳定性都与土的极限平衡状态相关 联。将土体一点（单元）的极限平衡条件推广,给出土体沿滑动面的极限平衡条件,证明了该条件的充分必要性。依据该条件,提出了有限元应力分析与极限平衡结合的有限元极限平衡法及土体稳定的安全系数,并明确了安全系数的物理意义,以评价土工结构的稳定性。随后,列举了该方法在土工结构稳定分析中的一些具有代表性的应用,证明了该法是有效的,可以用于分析岩土工程中的稳定问题。 相似文献
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为考虑挡墙位移效应对地震土压力的影响,依据前人试验研究的结论,将摩擦角表示为与挡墙位移量和位置高度相关的函数,然后基于拟动力法和水平层分析法,推导得出RT位移模式下的地震非极限主动土压力和合力作用点的计算表达式。计算模型可描述摩擦角沿着墙高逐渐发展的不同非极限位移状态工况,并建立了挡墙位移、地震动荷载和土压力之间的相互联系。参数分析讨论了振动时间、挡土墙位移状态、地震加速度参数和土体摩擦角对地震主动土压力分布、合力大小以及合力作用点高度的影响。相比于传统的极限状态地震土压力理论,所提方法更合理地描述了地震土压力随挡墙位移的发展过程,对发展非极限土压力理论和改进边坡工程中的抗震计算方法具有一定的参考意义。 相似文献
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This paper aims to develop an efficient geotechnical reliability-based design (RBD) approach using Monte Carlo simulation (MCS). The proposed approach combines a recently developed MCS-based RBD approach, namely expanded RBD approach, with an advanced MCS method called “Subset Simulation (SS)” to improve the computation efficiency at small probability levels that are often concerned in geotechnical design practice. To facilitate the integration of SS and expanded RBD, a generalized surrogate response f is proposed to define the driving variable, which is a key parameter in SS, for expanded RBD of geotechnical structures (e.g., soil retaining structures and foundations). With the aid of the proposed surrogate response, failure probabilities of all the possible designs in a prescribed design space are calculated from a single run of SS. Equations are derived for integration of the surrogate response-aided SS and expanded RBD, and are illustrated using an embedded sheet pile wall design example and two drilled shaft design examples. Results show that the proposed approach provides reasonable estimates of failure probabilities of different designs using a single run of the surrogate response-aided SS, and significantly improves the computational efficiency at small probabilities levels in comparison with direct MCS-based expanded RBD. The surrogate response-aided SS is able to, simultaneously, approach the failure domains of all the possible designs in the design space by a single run of simulation and to generate more complete design information, which subsequently yields feasible designs with a wide range of combinations of design parameters. This is mainly attributed to the strong correlation between the surrogate response and target response (e.g., factor of safety) of different designs concerned in geotechnical RBD. 相似文献
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传统的强度折减法采用相同的折减系数对黏聚力和内摩擦角进行折减,边坡达到临界状态时的折减系数就是边坡的安全系数,此单一折减系数的折减方法被定义为等比例折减。对于一个边坡几何构型和岩体重度确定的边坡而言,使边坡处于临界状态的黏聚力和摩擦系数组合并不惟一,等比例强度折减法所得到边坡临界状态的黏聚力和摩擦系数只是其中可能的一种潜在组合,因此,其只是众多寻找临界状态方法中的一种折减形式,并不一定就是最优的折减方式。基于以上认识,首先建立不同边坡形状、不同岩体重度条件下临界状态边坡的 - 曲线,假设岩体的黏聚力和内摩擦角在衰减破坏的过程中应沿着距离 - 临界曲线最短的路径折减,进而建立黏聚力和内摩擦角的配套折减原则,提出了一种双参数强度折减法。最后,通过3个算例比较了等比例强度折减法与双参数强度折减法的差异,结果表明,等比例强度折减法和双参数强度折减法得到的边坡临界状态并不相同,后者得到的临界滑动面范围要比前者得到的滑动面范围大。 相似文献
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针对地震作用下预应力锚索加固顺层岩坡典型模型,提出了一种地震作用下预应力锚索加固顺层岩坡的极限分析改进方法,该方法考虑了边坡极限状态时锚索的受力变化。基于岩体刚性假设并考虑滑移过程锚索受力变化,结合极限平衡法推导出边坡加固预应力锚索的受力变化公式;地震作用仅考虑地震波传播至滑动面时产生的透射波对边坡稳定性的影响,从功率的角度出发,结合极限分析上限法与强度折减法,考虑预应力锚索受力变化,推导出地震作用下预应力锚索加固顺层岩坡的动安全系数计算理论公式;结合算例,采用考虑与不考虑滑移过程锚索受力变化两种计算方法,分析了在不同入射波波幅、入射角度及滑动面黏聚力、内摩擦角条件下两种方法计算结果的差异。算例结果表明：考虑与不考虑滑移过程锚索受力变化计算方法,计算得出的动安全系数变化规律一致,但考虑滑移过程锚索受力变化的改进计算方法得出的动安全系数动态变化幅度明显更小,反映了锚索的抗震作用效果,可为地震作用下该类型岩坡的预应力锚索加固设计分析提供参考。 相似文献
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矢量和抗滑稳定分析方法根据真实应力状态定义求解安全系数,物理意义明确,一批学者对其进行了研究。但是当合法向力矢量投影与合剪力矢量投影的符号相反且其绝对值大于合剪力矢量投影时,矢量和法计算出的安全系数可能为负值;另外,目前潜在滑移面上每点极限抗滑剪应力矢量的方向是根据潘家铮最大、最小原理确定的,将其定义为潜在滑移体滑动趋势方向在该点切平面上投影方向的反方向,但是潘家铮最大、最小原理描述的是滑移体力学系统抗滑能力最大,按照矢量和法的定义式,抗滑能力包括抗剪力和法向抗力两部分。基于矢量和思想与以上关于矢量和法的思考,提出一种滑面应力抗滑稳定分析方法,将潜在滑移面视为薄滑移带,以薄滑移带作为对象进行微元受力分析,每个微元的极限抗滑剪应力矢量方向取为该微元剪应力矢量的反向,所有微元的极限抗滑剪力矢量和的反向定义为潜在滑移体滑动趋势方向,最终将极限合抗滑剪力矢量在滑动趋势反方向的投影与合滑动剪力矢量在滑动趋势方向的投影的比值定义为安全系数。较极限平衡法,方法自动满足静力平衡、力矩平衡和变形协调条件,无需受力模式假设;较强度折减法,新方法基于真实应力,物理意义更加明确,安全系数以显式表达,无需迭代;通过经典二维静态边坡考题,验证此方法的可行性;将新方法应用到三维工程实例中,分析潜在滑移体在边坡开挖过程中安全系数的动态演化规律,证明方法的实用性。 相似文献
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对坦墙墙后土体第二破裂面的研究 总被引：3，自引：0，他引：3
基于土的塑性极限分析理论，从挡土墙最小抗倾覆安全系数和挡土墙背上的最大主动土压力两个角度，分别研究了坦墙后土体中第二破裂面的位置，认为在复杂的挡土结构墙背条件下，用最小抗倾覆安全系数来研究挡土墙后土体的破坏机制较为合理。 相似文献
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岩桥的破裂贯通是一种非连续变形现象。强度折减技术虽然是渐进破坏过程模拟的主流技术,但其不具备描述非连续变形现象的能力。提出连通率折减法和刚度折减法来模拟含非贯通结构面岩块的渐进破坏过程,并建立考虑渐进破坏过程的块体稳定分析方法。首先,引入Goodman单元来描述共面非贯通结构面的岩桥部分和裂隙面部分,建立静力平衡方程来求解滑裂面内岩桥单元和裂隙面单元的应力。其次,岩桥单元采用Griffith准则来判别破坏,利用连通率折减法来描述其破裂;裂隙面单元采用MC准则来判别破坏,用刚度折减法来描述其屈服;通过循环迭代,模拟岩桥单元的破裂过程和裂隙面单元的应力调整过程,实现整个滑裂面的渐进破坏过程模拟。然后,定义考虑渐进破坏过程的滑裂面极限状态;通过自重超载方式将滑裂面推送至极限状态;基于极限状态设计的理论框架,计算度量块体稳定性的安全系数指标。工程实例分析结果表明,渐进破坏过程模拟结果与现场调查结果是一致的。渐进破坏过程的模拟实现,有助于岩质边坡变形破坏机制分析从定性分析阶段扩展至定量分析阶段。 相似文献
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拱坝坝肩地震动力稳定性一直是工程界关注的一大热点,然而对坝肩动力稳定性的评判方法和标准的研究还不成熟。为完善坝肩动力稳定分析方法,将有限元法与刚体极限平衡法的优势相结合,提出了地震动力超载方法以及极限累积位移评判标准。首先,基于有限元法开展实时动力分析,对坝肩可能的滑移块体采用多重网格应力插值求任意时刻的阻滑力和下滑力,确定其主滑方向,而后采用刚体极限平衡法计算每个滑块的动安全系数;同时,对瞬时动安全系数小于1.0的时段,进行加速度积分,求出滑块累积失稳位移。结合滑块尺寸及滑动面强度参数提出极限累积位移计算公式作为失稳判据,通过比较累积位移与极限累积位移判定滑块的稳定性。基于以上思路开发了一套坝肩动力稳定分析系统SAFEDAM。以沙牌拱坝经受反映5.12地震的人工波为例,开展了沙牌拱坝坝肩动力超载稳定分析,验证了极限累积位移判据的合理性。研究表明,沙牌左岸坝肩超载稳定安全倍数Kp0 =3.2,右岸坝肩超载稳定安全倍数Kp0 =4.2。工程实例计算表明,该方法计算坝肩动力稳定性使用较为方便可靠,具有较大的工程实用价值,为坝肩动力稳定性分析和评价提供了一条新路径。 相似文献
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极限分析有限元法讲座—— Ⅰ岩土工程极限分析有限元法 总被引：35，自引：1，他引：35
经典岩土工程极限分析方法一般采用解析方法，有些还要对滑动面作假设，且不适用于非均质材料，尤其是强度不均的岩石工程，从而使极限分析法的应用受到限制。随着计算技术的发展，极限分析有限元法应运而生，它能通过强度降低或者荷载增加直接算得岩土工程的安全系数和滑动面，十分贴近工程设计。为此，探讨了极限分析有限元法及其在边坡、地基、隧道稳定性计算中的应用，算例表明了此法的可行性，拓宽了该方法的应用范围。随着计算机技术与计算力学的发展，岩土工程极限分析有限元法正在成为一门新的学问，而且有着良好的发展前景。 相似文献
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方玉树 《中国地质灾害与防治学报》2007,18(3):149-153
在工程界存在着滑坡安全系数取值应考虑滑坡稳定性高低、对稳定系数较低的滑坡应采用较大的安全系数的思想。考虑滑坡稳定性的具体方式有两种:①考虑滑坡的实际稳定状态或变形情况;②考虑设计工况下的稳定系数。考虑滑坡稳定性的理由也有两种:①变形急剧势必危害较大;②滑坡在治理后的安全储备可用"安全储备系数"(即下滑力按安全系数放大后的剩余下滑力与下滑力不作改变时的剩余下滑力之比)来衡量,而"安全储备系数"存在着随稳定系数的减小而减小的规律。文章的研究表明,滑坡变形越急剧滑坡危害越大的规律是不存在的,滑坡"安全储备系数"既不能衡量滑坡在治理后的安全储备,也不随滑坡稳定系数的减小而减小,滑坡安全系数与稳定系数无关,将安全系数取值与稳定系数大小挂钩会导致诸多不合理现象产生。因此,滑坡安全系数取值不应考虑稳定系数大小。 相似文献