深基坑稳定与变形的可靠性分析

【摘要】：在基坑工程领域，土体的物理力学参数具有较大的随机性，传统的定值分析方法没能考虑这些土性参数的随机性，因此其计算结果必然带有一定的不确定性。而基于可靠性的分析方法则可以考虑土性参数的随机性及其相关性的影响，其设计结果更为客观、更加符合工程实际。 目前，关于基坑工程可靠性分析问题的研究工作尚处于起步时期，所做的主要工作还只停留在简单支护形式下的浅基坑工程领域；而对于复杂支护体系下的深基坑工程的可靠性分析问题，基本还处于空白阶段。因此，本文的主要工作包括： （1）基于边坡的极限平衡理论，应用圆弧滑动面条分法建立了复合土钉支护基坑内部整体稳定分析的失效函数与最危险滑动面的计算模型；以土体的力学参数作为随机变量，推导了失效函数对各随机变量的偏导数，利用改进的一次二阶矩法计算了复合土钉支护基坑内部整体稳定可靠性指标，从而形成了复合土钉支护基坑内部整体稳定的可靠性分析方法；并在此基础上，分析了失效函数的计算模型、土体力学参数的变异性及土层位置参数对基坑内部整体稳定可靠性指标的影响。 （2）基于弹性地基梁杆系有限元法与荷载增量法，采用弹性土压力计算模型，建立了多支点桩墙支护基坑各工况下的基坑变形、支护结构与内支撑强度分析的随机有限元计算模型；以土体的抗剪强度指标作为随机变量，推导了基坑变形位移、支护结构与内支撑强度对各随机变量的偏导数，应用改进的一次二阶矩法计算了基坑变形、支护结构与内支撑强度的可靠性指标，形成了多支点桩墙支护基坑变形、支护结构与内支撑强度的可靠性分析方法；分析了土体抗剪强度指标的变异性与土层位置参数对基坑变形、支护结构与内支撑强度可靠性的影响。