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    188宝金博页面版: 基坑安全稳定评判的干扰能量法

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    内容提示： 第 24 卷第 3 期 水 利 水 电 科 技 进 展 2004 年 6 月 基坑安全稳定评判的干扰能量法 胡 强 ， 刘 宁， 李锦辉 (河海大学土木工程学院， 江苏 南京210098) 摘 要 ： 基 于现有 基坑稳 定评判 方法不 能全 面表 征基坑 稳定性 的缺 陷 ， 将干扰 能量理论 引入到基坑稳 定评判 中， 提 出了基坑安全稳 定评判 的干扰 能量法 ， 从 能量 的角度 比较全 面地评 价基 坑的整体及局 部稳定性 ． 以润扬 大桥 南锚 深基坑 开挖稳 定性研 究为例 ， 详 细阐述 了基 于干扰 能量法的基坑安全稳 定评判 的具体步骤 ， 并 对该 基坑 的安 全稳 定性进行 了评价 ． 关键词 ： 干扰 能...

    文档格式：PDF | 页数：4 | 浏览次数：34 | 上传日期：2013-10-13 15:41:51 | 文档星级：
    第 24 卷第 3 期 水 利 水 电 科 技 进 展 2004 年 6 月 基坑安全稳定评判的干扰能量法 胡 强 ， 刘 宁， 李锦辉 (河海大学土木工程学院， 江苏 南京210098) 摘 要 ： 基 于现有 基坑稳 定评判 方法不 能全 面表 征基坑 稳定性 的缺 陷 ， 将干扰 能量理论 引入到基坑稳 定评判 中， 提 出了基坑安全稳 定评判 的干扰 能量法 ， 从 能量 的角度 比较全 面地评 价基 坑的整体及局 部稳定性 ． 以润扬 大桥 南锚 深基坑 开挖稳 定性研 究为例 ， 详 细阐述 了基 于干扰 能量法的基坑安全稳 定评判 的具体步骤 ， 并 对该 基坑 的安 全稳 定性进行 了评价 ． 关键词 ： 干扰 能量法 ； 基坑稳 定性 ； 安全 系数 中图分类 号 ： TU470 ． 2 文献标识码 ： A 文章编 号 ： 1006— 7647(2004)03— 0027— 04 近年 来 ， 在基坑 开 挖过 程 中 由于基 坑 的整体 或 局部失稳 而造成 的工 程事 故屡 见 不鲜 ， 基坑 的稳 定 性 问题 已经成为 整个 基坑 工 程 中最 重要 的 问题 ． 判 定基坑稳 定性 的方法 有很 多 ， 其 中主要 有 刚体极 限 平衡 法? 、 超载法【 、 变材料参 数法【 、 超变形法 、 广 角度 综合评价 法H J 、 神 经 网络预测 法 J等 ． 刚体极限 平衡 法是一种 近似的方法 ， 该法材料 为弹性 ， 且 不能 考虑基坑 的变形 ； 超 载 法 、 变材 料 参数 法 、 超 变形 法 三种 方法相似 ， 超载法将 结构实 际承受的荷载放大 ， 变材料参数 法将结 构 的材 料参 数 值 降低 ， 超 变形 法 将结构 的变形放 大 ， 直 至结构 破坏 ， 以此得 出结构 的 安全 系数来 评价 结构 的稳 定性 ， 但这 与 实 际情况 有 很大差异 ， 因此得 到 的安 全 系数 并不 能 真实 反 映结 构 的安全性 ； 神 经 网络预 测 法不 能反 映结 构 的力 学 关 系 ， 因而结果不是很理 想 ． 干扰 能量法是基 于能量理论 发展起来 的一 种结 构稳 定评判方法 ， 由于干扰能量是标量 ， 因此可 极方 便地进行局 部和 整体稳 定 性 的分 析 ． 干扰 能量 法 的 研究 已取得 一些 成 果 J ， 但 主要 用 于边坡 的稳 定 性分析 ， 本 文将其应用 于基坑 的安全稳定评 判 ， 并 以 润扬大桥 为例 ， 详 述 该法 在基 坑 安全 稳定 评判 中的 应用 ． 1干扰能量法 的基本 理论 1． 1工程 稳定 问题的 力学机 理 对 于任一变形 体 ， 假 设 系统 的总势 能 为 rz． ， 判 别系统的 稳定 与否 ， 可 以用 其 二 阶变 分 艿 定 ． 当 > 0 时 ， 系统 稳 定 ； 当 来 确 ／ 7 = 0 时 ， 处 于 临界状态 ； 当 艿 ⅡD< 0 时 ， 系统 失稳 ． 岩土工 程 稳定 问题的力学机理与力学中变形体的稳定性相类似， 即在临界应力 状态存 在着两个或两个 以上 的可能平 衡位形 ， 同样可用 艿 Ⅱ。 值来判 定系统是否稳定 ． 设 1 - I9( u0 ) 为考察 体在 原有平衡位置 的总势 能 ， Ⅱ ( u + 乩i) 为考察体受 到 乩 干扰位 移 ( 系统 的可 能位移 ， 应该满足协 调条件 ) 后 的总势 能 ， △Ⅱ。 则 为 相应于干扰 位 移 乩 引起 的干扰 能 量 ， 基 于 台 劳级 数展开式 ， 有 ： △Ⅱp = 1I9( u + 艿 “ i) 一Ⅱp( Ⅱ ) 一 1 姗 + ÷ 艿 rz． 。 二 (1) 因扰动前 的总势 能具有 驻值 ， 即 姗 。 = 0 ， 故有 ： 1 ． △1 I, 一 音艿 Ⅱ (2) 二 。 △ Ⅱ。 是受 干扰位移 后 系统势 能 的改变 值 ， 因此 它是一 种干扰能量 ． 求 解 干扰 能量 困难 在于 干扰 位 移是任 意 的 ， 倘 若 存 在 某 种 形 式 的 干 扰 位 移 使 得 AI- I。 < 0 ， 便 可 知系统 处 于不稳 定状 态 ； 但 是如 果选 择一种 形式的干扰位 移 ， 使 △ Ⅱ。 > 0， 并不 能得 到 系 统是稳定 的结论 ， 必 须 寻找 最不 利 的干 扰 位移 ( 使 Ⅱ。 最小 ) ． 有 了最不利干扰位移 ， 便可 由它计 算 出最 小 干扰 能量对系统直接进行 肯定 的判别 ． 1． 2干扰能量 的非线性表达式 在 初始 稳定性 问题 中 ， 原 先 的平衡 位置是 处 于 小变形状态 ， 经扰 动失 稳后应当考虑转角 的影 响 ， 即 计人几何 非线性 效应 ， 几何 关系式应为 作 者简 介 ： 胡 强 ( 1978一 ) ， 男 ， 江 西吉 安人 ， 博士 研究 生 ， 主 要从 事岩土 工程 可靠性 研究 · 27 · 维普资讯 http://www.cqvip.com

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