文档介绍：深基坑支护结构稳定性的定量分析
摘要:可靠性指标的大小可以反映基坑的稳定性。本文分析了工程结构,推导出了建立可靠性指标和工程结构可靠性模型的方法。考虑到支护结构的不同类型,以及附加荷载,土压力等多种不同的荷载作用,对不稳定的主要失效模式进行了分析并建立了不同支护结构条件下的极限状态方程。因此,可以建立对结构工程和可靠性进行分析的可靠模型。
关键词:深基坑;稳定性;分析
一、引言
在一个真正的深基坑中,结构的稳定性是很复杂的,对不同的几何结构,分析结构受力状态的方法也是不相同的。如果集中荷载作用在悬臂桩上,那么就可能会发生滑动和倾覆。通过计算系统构件的可靠性,从而可以用来计算这种方法的可靠性。一般而言,这个系统可靠性数据对于结构可靠度而言只是一个函数问题[1-3]。
事实上,在结构可靠性理论的早期发展阶段,人们已经有了一个结构系统稳定性的概念,但是,很长一段时间里,由于对数学和力学问题的分析非常缓慢,所以直到现在所得到的有关结论仍未能达到实用水平。然而,结构系统可靠性在结构设计决策和评估工程实践的重要性上,现在仍然可以加强系统的可靠性及其应用系统的可靠性要求。比如“工程结构的可靠性设计统一标准”(GB-50153-92)有明确规定:“条件要求时,项目结构应根据结构系统可靠性设计。” 和 (JCSS)的可靠性工作报告中也作了结构系统的可靠性设计和程序评估[4-8]。总之,结构系统可靠性设计的概念和思想已经被接受并出版了专著和多篇论文。当前突出的问题是结构系统可靠性和工程实践性的现状不能满足紧急需求,所以结构系统可靠性将继续存在一段时间,它仍是一个重要的研究方向[9-10]。
根据失稳模式之间的逻辑关系,结构系统可靠性问题被分为串联结构系统和并联结构系统两种基本类型。串联结构系统是单个构件失稳会导致整个结构发生失稳的结构体系,并联结构体系是所有构件失稳才会发生整个系统失稳的结构。在实际工程设计和分析中,遇到的一般是串联系统的可靠性问题,而并联系统可靠性问题相对来说是比较小的。
结构系统可靠性分析主要包括两个方面:一是确定主要的失稳模式,二是计算结构系统的失稳
概率。通常主要失稳模式的搜索过程中伴随着大量的失稳概率数据,所以这两个方面的研究是分不开的。
二、结构可靠性理论的概念和可靠性评价
在规定的时间内指定的条件下,完成预定功能的能力称为结构的可靠性。一个结构系统中包含多个构件,其中一个或多个失稳,则系统失稳,如果所有构件都没有失稳,则系统不会失稳。K模式是一个系统失稳模式,不同的失稳模式有不同的性能函数,每个性能函数表示为:
:
式中,为基本变量,。
若,则此构件发生失稳,式中为构件不发生失稳的概率。
:
若,则系统未失稳,,式中为结构系统不发生失稳的概率,即K失稳没有发生。
相反结构系统失稳发生时:个构件都失稳。
因此,结构体系失稳的理论概率为:
各种可靠的计算系统就是由上述的这些基本变量组合得来的,而找到联合概率密度函数是非常困难的,他需要用一个很复杂的多重积分来计算。因为该公式是建立在一些假设和近似计算的基础上的,所以它只具有理论性。
三、深基坑开挖的不确定性
通常,人们****惯用安全系数来评价岩土工程。然而,只用一