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基于上限法的圆形基坑抗隆起稳定性分析

圆形基坑；上限法；抗隆起；安全系数

用于一般形状基坑的抗隆起稳定分析方法，由于无法考虑圆形基坑环向土体的挤压作用，因此不适用于圆形基坑的分析。本文考虑了环向土体的挤压作用，首次采用极限分析的上限法推导出圆形基坑的抗隆起安全系数的解析解。首先构建了一个三维破坏机构计算单元以及机动许可的速度场，并计算外力与内能耗散分别产生的功率。根据虚功率原理，求解功能平衡方程得到基底以下土体能够承受的极限荷载。最后通过分析基坑外侧土柱的受力情况，得到了安全系数的显式表达式。选取两个实际工程案例进行验算，并与二维地基承载力方法、圆弧法、强度折减法等方法进行了对比分析，证明了本文理论方法的实用性。最后，本文还研究了多种参数对不同方法计算的抗隆起安全系数的影响，结果表明：本文结果与圆弧法、三维轴对称圆弧法结果对各种参数的响应情况基本一致，都随着粘聚力、内摩擦角、插入比的增大而增大，随着容重、开挖深度的增大而减小。不同的是本文结果随着半径的增大而减小，这是因为本文解析解考虑了基坑内所有可能隆起的区域，更贴合实际工程情况。