邊曉亞 鄭俊杰 徐志軍 章榮軍

摘要：研究了失效準(zhǔn)則和沉降控制條件對(duì)基樁可靠度分析結(jié)果的影響.以slgt失效準(zhǔn)則為基準(zhǔn)，定義了搜集到的7種失效準(zhǔn)則的偏差系數(shù)，并結(jié)合承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)模型因子給出了考慮失效準(zhǔn)則、模型不確定性和沉降控制條件等因素的可靠度綜合分析方法.最后，研究了樁頂容許沉降隨機(jī)性對(duì)可靠度分析結(jié)果的影響.研究表明：沉降控制條件的變化對(duì)可靠度指標(biāo)影響較大，但不改變由7種失效準(zhǔn)則計(jì)算的可靠度指標(biāo)排列次序.可靠度指標(biāo)隨容許沉降的增大而增大，但增長幅度逐漸降低，該結(jié)果不受失效準(zhǔn)則影響.基樁承載能力極限狀態(tài)與正常使用極限狀態(tài)的可靠性評(píng)價(jià)機(jī)理之間存在關(guān)聯(lián)性.因此，建議將失效準(zhǔn)則和沉降控制條件結(jié)合起來綜合評(píng)價(jià)基樁的可靠性.

關(guān)鍵詞：樁；可靠度；失效準(zhǔn)則；沉降控制條件；偏差系數(shù)；模型因子

中圖分類號(hào)：TU 473 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

目前，樁基性能的優(yōu)劣基本都是通過基樁承載力來評(píng)價(jià)的.由于土體變異性、地質(zhì)勘察、現(xiàn)場試驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)室測(cè)試、時(shí)間效應(yīng)及荷載效應(yīng)等不確定性因素的存在，基樁承載力具有很大的隨機(jī)性.因?yàn)檫@些不確定性因素的存在具有客觀性，影響著基樁的承載性能，所以產(chǎn)生了諸多確定基樁極限承載力的失效準(zhǔn)則[1].

Zhang等利用失效準(zhǔn)則偏差系數(shù)，研究了失效準(zhǔn)則在灌注樁承載力可靠度分析中的重要性.徐志軍等利用群樁效應(yīng)系數(shù)和失效準(zhǔn)則偏差系數(shù)，給出了不同失效準(zhǔn)則下群樁可靠度分析方法.鄭俊杰等在基樁承載力目標(biāo)可靠度的研究中指出，可靠度設(shè)計(jì)應(yīng)首先確定采用的失效準(zhǔn)則.

基樁可靠度分析，既要考慮承載力，又要關(guān)注位移，工程上要確?；鶚冻休d力足夠高、位移盡量小.這兩個(gè)條件涉及到極限狀態(tài)設(shè)計(jì)中的承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)問題.

針對(duì)基樁豎向位移即沉降問題，Wang等推導(dǎo)出正常使用極限狀態(tài)和承載能力極限狀態(tài)下可靠度指標(biāo)間的函數(shù)關(guān)系式，并研究了正常使用極限狀態(tài)下建筑基礎(chǔ)和打入樁的可靠性.Phoon等采用兩參數(shù)擬合曲線描述荷載沉降關(guān)系，并用擬合參數(shù)來研究模型不確定性，為采用概率方法研究基樁正常使用極限狀態(tài)下的可靠性提供了新的思路.

本文研究失效準(zhǔn)則和沉降控制條件對(duì)基樁可靠度分析結(jié)果的影響，為此：通過定義承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)模型因子來衡量模型的不確定性；以slgt失效準(zhǔn)則為基準(zhǔn)，給出7種失效準(zhǔn)則的偏差系數(shù)，以便提出考慮失效準(zhǔn)則、模型不確定性和沉降控制條件等因素的基樁可靠度綜合分析方法；分析容許沉降對(duì)可靠度分析結(jié)果的影響.

4 結(jié)論

1）失效準(zhǔn)則對(duì)基樁可靠度評(píng)價(jià)結(jié)果的顯著影響，是失效準(zhǔn)則偏差系數(shù)均值和變異系數(shù)共同作用的結(jié)果.

2）沉降控制條件對(duì)相應(yīng)失效準(zhǔn)則求得的可靠度指標(biāo)值影響較大，但不改變由各失效準(zhǔn)則求得的可靠度指標(biāo)曲線排列順序.

3）可靠度指標(biāo)隨slt的增大而增大，但增長的幅度逐漸降低，二者提高幅度的不一致同步性不受失效準(zhǔn)則的影響.

4）承載能力極限狀態(tài)與正常使用極限狀態(tài)的基樁可靠度評(píng)價(jià)機(jī)理之間存在關(guān)聯(lián)性.依所引用資料，7種失效準(zhǔn)則對(duì)基樁可靠度綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，相當(dāng)于slt為20 mm左右時(shí)的可靠度水平.

參考文獻(xiàn)

[1]周建方， 李典慶. 采用不同失效準(zhǔn)則的樁基可靠度分析[J]. 巖土力學(xué)， 2007， 28（3）： 540-543.

ZHOU Jianfang， LI Dianqing. Reliability analysis of pile foundations considering different failure criteria[J]. Rock and Soil Mechanics， 2007， 28（3）： 540-543. （In Chinese）

[2]ZHANG L M， LI D Q， TANG W H. Reliability of bored pile foundations considering bias in failure criteria[J]. Canadian Geotechnical Journal， 2005， 42（4）： 1086-1093.

[3]徐志軍， 鄭俊杰， 邊曉亞， 等. 基于不同失效準(zhǔn)則的群樁可靠度分析[J]. 巖土工程學(xué)報(bào)， 2012， 34（5）： 819-825.

XU Zhijun， ZHENG Junjie， BIAN Xiaoya， et al. Reliability analysis of pile groups based on different failure criteria[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering， 2012， 34（5）： 819-825. （In Chinese）

[4]鄭俊杰， 徐志軍， 邊曉亞， 等. 考慮不同失效準(zhǔn)則的基樁目標(biāo)可靠度研究[J]. 華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版， 2012， 40（5）： 76-79.

ZHENG Junjie， XU Zhijun， BIAN Xiaoya， et al. Study on target reliability of piles under different failure criterion[J]. Journal of Huazhong University of Science and Technology： Natural Science Edition， 2012， 40（5）： 76-79. （In Chinese）

[5]WANG Y， KULHAWY F H. Reliability index for serviceability limit state of building foundations[J]. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering， 2008， 134（11）： 1587-1594.

[6]WANG Y. Reliability index for serviceability limit state of drilled shafts under undrained compression[J]. Journal of GeoEngineering， 2009， 4（3）： 113-118.

[7]PHOON K K. Reliabilitybased design in geotechnical engineering： computation and applications[M]. London： Taylor & Francis， 2008： 344-384.

[8]PHOON K K， CHEN J R， KULHAWY F H. Characterization of model uncertainties for augered castinplace （ACIP） piles under axial compression[C]//Proceedings of Sessions of GeoShanghai 2006. Shanghai， China， 2006： 82-89.

[9]ZHANG L M， TANG W H， NG C W W. Reliability of axially loaded driven pile groups[J]. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering， 2001， 127（12）： 1051-1060.

[10]DITHIDE M， PHOON K K， WET M D， et al. Characterization of model uncertainty in the static pile design formula[J]. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering， 2011， 137（1）： 70-85.

[11]WHITMAN R V. Evaluating calculated risk in geotechnical engineering[J]. Journal of Geotechnical Engineering， 1984， 110（2）： 143-188.

[12]BIAN Xiaoya， ZHENG Junjie， XU Zhijun. Incorporating serviceability limit state requirements into reliabilitybased analysis and design of piles[J]. KSCE Journal of Civil Engineering， 2015，19（4）：904-910.

[13]ZHANG L M， NG A M Y. Probabilistic limiting tolerable displacement for serviceability limit state design of foundation[J]. Geotechnique， 2005， 55（2）： 151-161.