基于Prandtl破坏模式的吸力式沉箱基础抗拔承载力极限分析上限解

摘要

为了研究吸力式沉箱基础竖向抗拔荷载作用下极限承载力上限解,引入"反向地基承载力",基于Prandtl破坏机构,选择合适的地基破坏模式及机动位移速度场,使原Prandtl机构中主动区变为被动区,对数螺旋线反向,并考虑土体自重、黏聚力及土压力因素,推导吸力式沉箱基础抗拔荷载作用下极限承载力上限解.分析上限解与黏聚力、内摩擦角、土压力以及摩擦因数关系,采用Matlab软件编程计算出上限解,并与有关试验值和上限解进行对比分析.研究结果表明:反向Prandtl破坏机构符合实际受力情况.文中上限解与试验值相对误差基本上控制在40％以下,最大相对误差为44％,最小相对误差为3％,接近试验值,证明其破坏模式的合理性及方法的适用性.