饱和软黏土中条形锚板承载力机理研究

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锚板基础是海上浮式平台中应用最为广泛的一种锚固形式,近年来众多学者对其破坏机理和承载力计算展开研究,但至今仍未达成普遍一致的结论。本文针对饱和黏土中锚板上拔承载力问题,分别采用极限分析上限定理有限元法、极限分析下限定理以及滑移线理论等手段,对锚板承载力机理展开研究,加深对饱和黏土中锚板基础破坏机理的认识,以期为工程应用提供有益的建议。主要研究内容和成果如下:
  (1)基于极限分析上、下限原理,采用Matlab编制了极限分析上限有限元程序和下限有限元法程序,对比这两种程序计算结果与常规有限元法计算结果以及试验结果,验证了这两种方法在锚板承载力机理研究中的适用性。
  (2)采用极限分析下限解有限元法以及极限分析上限解有限元法研究了均质软土地基中水平锚板的承载力作用机理,包括承载力系数随深宽比的变化规律、地基破坏区域、地基破坏时的应力许可应力场和机动许可位移场,得到了锚板承载力的上下限解,揭示了浅埋破坏和深埋破坏这两种不同破坏模式的破坏机理,同时提出了这两种破坏模式之间的临界深宽比。
  (3)采用极限分析下限解有限元法分析了软土强度沿深度线性变化的非均匀土地基中水平锚板的承载力作用机理,研究了强度沿深度的变化率对锚板承载力系数以及地基破坏区域的影响,根据塑性区域具体范围提出了非均质土地基中锚板承载力的实用计算方法。
  (4)根据极限分析下限解有限元法分析结果,建立了深埋破坏模式时锚板地基的滑移线场,推导出了其承载力系数值。
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