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摘要：在工程地质勘察与地基基础设计中，确定地基承载力是基本的工作之一。地基承载力代表值的确定是贯彻地基基础工程可靠性设计的核心工作。基于此，本文分析工程结构可靠度基本概念和理论现状，针对岩土工程材料材性离散型大、统计资料不足等特点，指出了确定地基承载力特征值，实际上研究地基承载力可靠度的问题，探究公共地籍承载力检测的最优化方法，以此促进公路地基施工工程的有效开展。
关键词：公路地基；承载力；检测方法；研究方法
前言
勘察地基土承载力是地基土基础设计所需的重要指标。勘察试验技术是确定地基承载力的最直接、最可靠的手段。所以，进行地基土承载力试验研究具有重要意义。在确定地基土承载力特征值时，根据岩土工程勘察等级、地基土基础设计等级、土质条件选择静载荷试验、室内土工试验、静力触探试验、动力触探试验、标准贯人试验等测试方法，结合理论计算和设计需要进行综合探讨， 提出了地基土承载力的处理建议，供岩土工程设计人员参考。
1.工程特性指标
工程特性基本指标是工程材料的客观指标，可通过简单的力学试验进行测定，如：岩土地基材料的强度指标、弹性模量等均属于工程特性基本指标。按照这一原则，试验得到的地基极限承载力理应属于工程特性基本指标。但是，作为地基抗力指标的地基承载力，其代表值，即地基承载力特征值，不是地基客观、直观指标，因而，不是工程基本特性基本指标。其确定不仅与地基强度试验结果有关，也与地基基础设计及上部结构对地基的容许变形的要求等有关，最终体现的是设计安全度。所以，地基承载力特征值的确定实质上是一个设计的可靠度问题。现行国家标准对建筑地基承载力特征值的取值和试验方法给出了系统、完整的规定。但由于我国幅员辽阔，岩土工程特性的区域差别很大，在国标对地基承载力特征值取值所做出的基本框架性规定下，很多地区都制定了适合本地区的地基基础设计标准，其规定与国家标准可能有所区别。需要特别注意的是，岩土工程方面，有时地方设计标准低于国家标准。
2.地基承载力特征值
根据国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007的规定，地基土载荷试验承载力的代表值应取特征值。名词“地基承载力特征值”由国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007的2002年版开始使用，定义为由载荷试验测定的地基土压力变形曲线线性变形段内规定的变形所对应的压力值，其最大值为比例极限。准确把握该定义，需注意如下问题：第一，该术语定义着眼于载荷试验法，能从物理力学概念反映地基承载力特征值的精神实质，但工程实践中不能排除由其它方法获得的地基承载力特征值；第二，《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2011的公式给出了地基承载力特征值的理论计算公式，该公式是以1/4临界塑性区确定的地基承载力特征值，与GB 50007-2011中术语所定义的不大于比例极限的定义有所差异；第三,术语的定义表达上，载荷试验中默认将单个试验样本作为地基承载力特征值表述。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆数理统计中，当样本数量足够时，确定代表值的标准过程是：n个样本值—统计得到平均值 及均方差、标准值和设计值。
3.工程特性指标物理力学参数的数理统计
建筑结构确定结构可靠性有三个概率准则,第一，半经验半概率准则，包括容许应力法和单一安全系数法；第二，近似概率准则，即以分项系数表达的极限状态设计方法；第三，全概率准则，目前尚处于探索阶段。工程结构设计发展经历了从第一到第二的阶段，目前处于第一到第二并行阶段。工程特性指标物理力学参数的数理统计是第一准则半概率法在地基工程中的应用体现。对建筑结构材料与岩土的参数标准值计算，其理论基础都是统计学中的区间估计理论，但具体情况却有所不同。这里仅简单指出结论：当样本数量很大时(属于大子样估计时），对正态分布、概率分位值为0.05的随机变量标准值。建筑结构材料的物理力学指标属于这种情况，对于岩土工程，由于在同一场地、同一土层取样本的数量不算多，不属于大子样估计。所以，岩土的参数标准值采用统计修正系数乘以平均值得到，统计修正系数按回归修正公式计算，具体公式可参考各地地方标准的附录。
4.地基承载力特征值确定检测方法
关于地基承载力特征值的获取，现行标准涉及到的方法多样化，具体包括：第一，载荷试验方法。这是最基本、最准确的方法，国标中关于地基承载力特征值的定义也是依托载荷试验法给出的；第二，原位测试方法。包括触探试验、标贯试验等；第三，理论公式法，即根据土的抗剪强度指标采用理论公式计算的方法；第四，地方标准表格法；第五，经验法。即根据条件相似的邻近建筑工程由经验确定的方法。国家标准GB 50007-2011取消了表格法，不是禁止而是完全交给地方标准或地区经验。第六，载荷试验方法。这是最直接可靠的方法，但成本也最高。实际工程中，除规范规定必须采用或地质条件很复杂、土质很不均勻需要采用时，一般不用此法，此法对设备条件要求较高。当为岩体地基时，不具备设备条件时会达不到需要的压力值。当岩石强度很高时，极限破坏难以达到。无论何种情况，地基承载力特征值的确定都需要采用多种方法联合使用，再经分析综合确定。对一般工程，包括地基基础设计等级为乙、丙级。
5.理论公式法
计算土质地基的理论公式有很多种，主要可划分为假定刚塑体计算极限承载力的公式和考虑弹塑性影响（即容许局部塑性区开展）计算容许承载力的公式两大类。现有的理论都是假定土为刚塑体（即土体中应力小于极限值时，土体为刚体，无变形。达到屈服应力时，为塑性流体），按弹性塑性平衡求解。因此，考虑的都是整体剪切破坏。对于局部剪切破坏，是在上述解答的基础上考虑压缩性影响进行折减。国标GB 50007-2011公式属于理论公式，来自前苏联标准，沿用至今。它是以土的强度理论为依据，结合土的塑性变形区发展范围以及整体剪切破坏情况等假定条件下，推导出的计算公式。主要有临塑荷载公式、控制塑性区公式（临界）、承载力极限公式三种。
结语
总之，地基承载力的可靠性设计标准体现在地基承载力特征值的取值方面，地基基础设计规范经过各版本的变迁，总体技术水平有了很大的提升。要准确理解地基承载力的概念并掌握不同岩土材料地基承载力特征值的获取方法，有必要深入理解其历史演变背景和内在的物理力学意义。由于岩土工程特性的不确定性、复杂性，概率极限状态法应用于岩土工程包括地基工程，尚需通过进一步的理论研究、实践经验与统计数据的积累逐步实现。
参考文献
[1]叶海林.岩石地基承载力确定方法述评[J].工程学院学报，2007(3).
[2]张艾嘉.探究公路地籍承载力检测方法[J].建筑工程，2011(34).
论文作者:朱峰
论文发表刊物:《防护工程》2019年12期
论文发表时间:2019/9/3
标签：特征值论文; 地基论文; 承载力论文; 地基承载力论文; 公式论文; 工程论文; 载荷论文; 《防护工程》2019年12期论文;