基于双剪统一强度理论的地基承载力计算方法研究

摘要

为了解决传统地基承载力公式中没有考虑中主应力影响的问题,将地基土达到极限平衡状态时的屈服准则由原来的Mohr-Coulomb屈服准则替换为考虑中主应力作用的双剪统一强度理论。采用数学推导和计算机编程的方法提出计算地基承载力的参数代换法和理论推导法(包括显式理论推导法和隐式理论推导法)。首先,推导以压为正条件下用抗剪强度参数表示的双剪屈服函数表达式。然后针对参数代换法提出它的适用条件和代换步骤,并在平面应变条件下推导统一内摩擦角和统一黏聚力,针对理论推导法提出它的适用条件,并采用MATLAB软件将隐式理论推导法的计算步骤封装成F-C函数;最后,分别采用参数代换法和理论推导法对一典型条形浅基础进行地基承载力计算。结果表明,参数代换法和理论推导法计算得到的地基承载力值是一致的,且地基承载力随着中主应力影响系数的增大而增大。这说明针对地基承载力计算的参数代换法和理论推导法都是正确的,且中主应力对地基承载力的贡献不可忽略,基于双剪统一强度理论计算得到的地基承载力更为合理。