构筑物独立浅基础设计可靠度理论研究及工程应用

论文题目: 构筑物独立浅基础设计可靠度理论研究及工程应用

论文类型: 博士论文

论文专业: 岩土工程

作者: 郑永保

导师: 刘东燕

关键词: 浅基础,地基承载力,侧向极限承载力,冲切,耐久性,可靠度

文献来源: 重庆大学

发表年度: 2005

论文摘要: 随着我国经济建设蓬勃发展,高耸构筑物在各个领域内得到了极为广泛的应用。高耸构筑物因其高度较大、横截面较小,横向荷载在基础设计中起着控制作用,并具有高度随机性而受到关注;同时浅基础因其经济、适用范围广,使得此类基础在众多构筑物基础方案中具有广阔的应用前景与研究价值,往往作为构筑物基础的首选方案;立足于工程实际需要,本文以铁塔基础设计为研究对象,重点对高耸构筑物浅基础的地基承载力、倾覆稳定性、冲切抗力和基础耐久性等方面及其可靠度设计理论进行了研究,并在以下几个方面有所创新:　(1)在极限分析法的基础上推导了纵横向荷载共同作用下地基极限承载力的三维计算公式,公式概念清楚,表达形式简捷明了;与已有规范公式的比较分析,表明本文的三维计算公式具有较好的工程应用价值;通过与工程试验结果的对比分析,对三维理论计算公式进行了修正,修正后的三维公式的计算结果与试验测试资料具有良好的一致性;对三维理论计算公式与地基承载力通用公式进行了可靠度分析,并应用工程实例与汉森公式进行了比较。　(2)在分析基础侧向抗倾覆与沉降影响因素的基础上,基于极限分析,以地基土体出现部分塑性屈服为失稳临界,推导了横向荷载作用下带短立柱的矩形浅基础侧向极限承载力计算公式,并用工程实例验证了侧向极限承载力计算公式的工程实用价值;在此基础上,提出了带短立柱的独立浅基础整体抗倾覆稳定评价的新方法;在导出侧向极限承载力计算公式的基础上,对构筑物基础的侧向极限承载力进行了可靠度研究,并在分析与总结目前国内外基础沉降计算方法与模型的基础上,研究了独立浅基础地基的沉降可靠度。　(3)运用多种软件对基础的沉降与承载力进行了数值模拟分析,模拟结果与本文理论公式的计算结果吻合较好。　(4)在抗冲切试验的基础上,结合理论分析,对基础的抗冲切性能进行了研究:1)引进了计算参数ρ(纵筋率),分析了它对基础抗冲切承载力的影响;2)试验并分析了基础垫层厚度对基础冲切抗力的影响;3)在测试与分析破坏试件的基础上,对修正了基础的冲切角与控制截面的周长;综合以上几个方面的成果,提出了独立浅基础抗冲切承载力的计算公式;并对提出的抗冲切承载力计算公式进行了可靠度研究,分析了各个抗冲切指标对基础可靠度设计的影响。　(5)在深入分析提高混凝土耐久性的途径与机理的基础上,分别对基础材料的耐久性进行了以下几类对比试验:1)抗渗透与抗氯盐腐蚀试验;2)抗冻融系列试验;3)进行了抗硫酸盐腐蚀系列试验;在试验基础上,结合基础材料耐久性可靠

论文目录:

中文摘要

英文摘要

1 概述

1.1 引言

1.2 文献综述与国内外研究现状评述

1.2.1 可靠度及其计算理论在基础工程设计中的应用评述

1.2.2 浅基础地基及其可靠度研究现状评述

1.2.3 基础抗冲切承载力及其可靠度研究现状评述

1.2.4 基础材料的耐久性及其可靠度研究现状评述

1.2.5 输电铁塔基础设计及其研究现状评述

1.3 主要研究内容及主要研究思路

1.3.1 本文的主要研究内容

1.3.2 本文的主要研究思路

2 基础工程设计的可靠度理论

2.1 引言

2.2 可靠度理论的基本概念

2.3 可靠度指标的常用计算方法及分析

2.4 基础工程可靠度分析中的几个问题

2.4.1 参数的不确定性及其可靠度分析

2.4.2 随机变量的相关性处理

2.4.3 非正态随机变量的当量正态化

2.4.4 荷载可靠度

2.5 本章小节

3 构筑物独立浅基础地基极限承载力可靠度

3.1 引言

3.2 确定地基承载力的方法

3.2.1 载荷试验等试验方法确定地基承载力

3.2.2 地基极限承载力的计算公式

3.3 地基极限承载力的理论计算方法

3.4 地基极限承载力的三维计算公式

3.4.1 塑性理论极限分析法

3.4.2 偏心倾斜荷载作用下地基土体破坏模式

3.4.3 地基极限承载力解析公式的推导

3.5 地基承载力理论公式的拟合修正

3.5.1 修正前的理论公式与其它极限承载力公式的比较分析

3.5.2 对地基承载力理论公式的修正

3.5.3 修正前后工程实例对比分析

3.6 地基极限承载力可靠度

3.6.1 工程安全度系数与可靠度间的关系

3.6.2 地基承载力一般表达式的可靠度

3.6.3 地基极限承载力推荐公式的可靠度

3.7 本章小节

4 浅基础侧向稳定与沉降可靠度

4.1 引言

4.2 影响基础倾覆稳定与沉降的主要因素

4.2.1 影响基础侧向倾覆稳定的主要因素

4.2.2 影响基础沉降稳定的主要因素

4.3 带短柱的独立浅基础侧向倾覆稳定可靠度

4.3.1 基础整体抗倾覆稳定

4.3.2 横向荷载作用下带短柱的独立浅基础的侧向极限承载力

4.3.3 带短柱独立浅基础的侧向极限承载力可靠度

4.4 独立浅基础地基沉降可靠度

4.4.1 地基沉降的确定

4.4.2 地基沉降可靠度

4.5 数值模拟分析

4.5.1 地基承载力与沉降的数值模拟

4.5.2 地基承载力及其稳定性的数值模拟

4.5.3 计算结果的对比分析

4.6 本章小节

5 基础抗冲切承载力可靠度

5.1 引言

5.2 基础底板抗冲切的影响因素

5.3 浅基础抗冲切承载力试验及其分析

5.4 抗冲切承载力推荐公式及其可靠度

5.4.1 抗冲切承载力计算的规范公式

5.4.2 抗冲切承载力计算的推荐公式

5.4.3 浅基础抗冲切可靠度

5.6 本章小节

6 基础耐久性及其可靠度

6.1 引言

6.2 提高混凝土耐久性的途径与增强机理

6.2.1 提高耐久性的途径

6.2.2 增强机理

6.3 抗渗透与抗腐蚀试验及其可靠度

6.3.1 常规渗透试验及测试指标的可靠度

6.3.2 抗氯盐渗透与抗腐蚀试验及其可靠度

6.4 抗冻融试验及其可靠性

6.4.1 FAC 与PC 的对比试验及其可靠度

6.4.2 FPC 和FSPC 抗冻融的对比试验及其可靠度

6.5 抗硫酸盐腐蚀试验及其可靠度

6.5.1 硫酸盐侵蚀机理

6.5.2 FAC 的抗硫酸盐腐蚀试验及其可靠度

6.5.3 FPS 与FSPC 的抗硫酸盐腐蚀试验及可靠度

6.6 本章小节

7 输电铁塔基础设计的可靠度分析

7.1 工程简介

7.2 输电铁塔基础的常规设计法及其优化分析

7.3 输电铁塔基础设计的可靠度分析

7.4 本章小节

8 结论与展望

8.1 主要结论

8.2 展望

致谢

参考文献

附录A

附录B

附录C

独创性声明

学位论文版权使用授权书

发布时间: 2005-11-07

参考文献

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