陈广峰[1]2001年在《湿陷性黄土地区深基坑及边坡锚杆支护受力性能应用研究》文中提出目前，锚杆已成为土木工程中作为支护结构的常选构件，锚杆的使用越来越广泛，但锚杆的受力规律随土质和安装角不同而异。本文试图探讨锚杆应用于黄土地区时其受力的规律及最佳安装角，鉴于此，笔者在室内以黄土作为支护介质进行了锚杆受力分析的试验，试验锚杆的类型为拉力型和压力型两种，安装角（埋入土中的角度）为30°、45°、60°叁种。由试验结果分析得知：其受力规律与其它支护介质中的规律相近，按理论推导得到了最佳安装角α_(opt)的计算公式，通过数值计算给出了其简化公式：α_(opt)≈60°-φ（其中φ为土的内摩擦角）；由剪力沿锚杆长度的分布情况，提出了剪力沿杆长分布的“黄金分割”原则及锚固体有效锚固长度的建议值。 本文还对兰州地区黄土的湿陷性进行了探讨工作，利用实际工程工作采样研究，发现在兰州黄河Ⅲ级阶地上的黄土湿陷性有悖于随深度增大而逐渐减小的规律。为究其原因，做了土样的化学成分及结构分析，得知其中的Na_2CO_3。含量较全国黄土的该含量高出4.3倍，这是一个新测设的数据，由于测试较少，还难以对其给出定论，希望能引起同行及黄土工程界的重视和探讨。
谷玉朝[2]2008年在《黄土地区土钉支护设计研究》文中指出随着我国经济的快速发展,基础建设已经成为国民经济的一大经济支柱,修建城市、修筑公路和铁路时都会遇到边坡的开挖和回填问题,为防止滑坡和泥石流的发生则必然要支护。土钉支护技术是近年来在城市建筑深基坑和边坡支护工程中发展起来的一种应用最为广泛的支护技术,克服了传统支护技术缺陷,具有广阔的应用前景。但由于目前我国对土钉支护技术研究不够深入,一般所选用支护结构形式单一陈旧,一般在工程上会造成较大浪费而且使用不安全。所以我们有必要对永久性柔性支护结构设计进行研究,而且必须考虑地震等偶然作用,还要考虑耐久性等问题。本文基于黄土地区支护结构设计理论,研究土钉支护的设计,并且建立叁维有限元模型,对土钉支护结构进行较为全面的分析,进一步揭示土钉支护开挖全过程的内力变形特征,试图为土钉支护技术在国内更广泛地应用提供较为科学的依据。本文的研究工作内容为:(1)讨论了土钉支护技术的形成、发展及研究现状,对土钉支护技术的特点、类型、应用范围、发展概况和研究现状进行了介绍;(2)分析了现有的侧土压力分布模型的不足,介绍了一种新的侧土压力分布模型;(3)在借鉴现有文献的基础上,给出土钉支护面层与钉头受力验算的公式;(4)对于永久性土钉支护工程,介绍了一些变形控制及耐久性设计的措施;(5)结合一个深基坑土钉支护结构工程实例,用大型有限元分析软件ADINA对其进行整体叁维有限元数值模拟,考虑土钉与土体之间的摩阻力,考虑单元生死中单元刚度在真实刚度与零之间线性变化过程,使其更加符合工程实际,分析施工过程中基坑位移场及土钉轴力的变化过程,并对其进行了最大水平位移及面层与钉头的验算。
周勇[3]2004年在《框架预应力锚杆支挡结构的分析与设计研究》文中研究指明支挡结构的形式很多，传统的支护方法如重力式挡土墙、衡重式挡土墙、悬臂式挡土墙和扶壁式挡土墙等不仅造价比较高，占用耕地多，而且当挡墙比较高时技术上不可行。随着我国基础建设速度的加快，迫切要求我们对支挡结构理论进行系统的研究，以期获得经济适用的支挡结构形式，这不仅具有重要的理论意义，而且具有重大的现实意义。 框架预应力锚杆支挡结构是近几年新出现的一种轻型支挡结构。本文针对西北地区黄土的特点，对框架预应力锚杆支挡结构进行了理论分析研究。 在以前的挡土墙土压力计算中，设计人员通常采用库仑土压力或朗金土压力理论。这经实践证明并不十分妥当，文中选用目前《建筑边坡工程技术规范》所建议的锚杆支挡结构的土压力计算模型，即认为土压力的分布形状为梯形。 另外，本文提出了框架的立柱、横粱和挡土板的计算单元和计算模型的确定方法，给出了锚杆的支点反力的计算方法。此外，推导了结构稳定性分析和基础埋深设计的表达式，并采用MATLAB语言编制了框架预应力锚杆支挡结构的设计计算程序。如果已知相关设计参数和土体参数，利用该程序可以直接得到设计所需的框架的截面尺寸和配筋、锚杆的直径和长度以及基础的埋置深度。为了方便使用，也可根据此程序编制在各种不同情况下的多工况组合的框架预应力锚杆支挡结构的设计计算表格，供设计时直接查用。 为验证程序的合理性和正确性，文中引入一个工程实例，经程序设计结果和工程实际设计结果的对比表明本文所提出的计算模型合理，计算方法简明实用，所编制的程序是切实可行的，对今后的工程实践能够起到一定的指导作用。本文的分析、计算和研究思路同样可以推广应用于其他土质地区和支挡结构形式。
董建华[4]2008年在《地震作用下土钉支护边坡动力分析与抗震设计方法研究》文中研究指明我国西北地区大多为黄土山区,在高等级公路、铁路的修建和城市的建设都需要对边坡进行支挡。而我国又是地震高发区,地质条件复杂,很多公路和铁路不可避免地穿越高烈度地震带。所以,研究在地震作用下土钉支护边坡的动力分析及抗震设计方法是很有必要的。更何况,土钉支护边坡与纯土质边坡又有所不同,它不仅存在土体和土钉锚固体的相互作用和协同工作,还存在挡土结构与土体的相互作用和协同工作,所以其振动特性比纯土质边坡复杂得多。本文对土钉支护边坡动力分析及抗震设计计算方法进行了研究,提出了新的思路及计算方法。(1)在动力荷载下,土体和结构是一个受力的整体,变形和运动相互制约,无论是土体还是结构的性质都将影响土与结构系统的动力响应。因此同时考虑了土体与结构的性质以及它们之间的相互影响和协同工作,建立了土与土钉支护结构系统动力计算模型,这种模型将土体对土钉的作用处理成一个线性弹簧和一个与速度有关的阻尼器,把面板对土钉的惯性作用简化为集中于土钉头上的等效质量加以考虑,以此为基础,建立土钉土体系统地震动力作用下的阻尼微分方程,求解了在简谐地震作用下土钉动力响应的解析解。最后,结合一案例进行分析,并用大型非线性有限元软件ADINA对此计算模型进行验证。结果表明该计算模型可以比较准确地反映土钉的实际受力,实现了土钉、面板和土体的协同工作计算,保证支护结构的安全可靠。(2)参照上部结构抗震设计的方法,对土钉支护边坡的抗震设计提出了叁个水准的抗震设防要求和两阶段设计法。综合考虑输入地震波的特性、边坡土体特性、坡高因素,以及土体边坡在水平地震激励下,其位移响应主要为剪切型变形,建立了土钉支护边坡地震动力简化模型。该模型将同一水平层不稳定土体、稳定土体在水平地震作用下运动趋势假想为同步,两者之间相互作用很小,因此取不稳定土体和面板为研究对象。由于面板很柔,其运动随着土体的运动而变化,其刚度只考虑剪切刚度,将土钉处理成弹性支座,建立了土钉支护边坡振动方程,求解了在简谐地震作用下土钉支护边坡动力响应的解析解,通过该模型可以得到滑移面附近土钉轴力动力响应和土钉支护边坡的弹性动位移响应,也可以得到地震响应沿竖向的变化。对传统基于刚性挡墙的土压力求解进行了改进,而传统的土压力只能计算主动和被动这两种极限破坏状态下地震土压力的合力,不能准确地评价地震土压力的分布,没有考虑墙体的变形、设计参数以及破裂面的影响。根据破坏模式及极限平衡理论,推导了面板的冲切和钉头粘结承载力验算公式。最后,结合案例进行了分析,比较了按此分析方法与用ADINA按弹性有限元方法计算的结果,两者吻合较好。故这种方法可用于土钉支护边坡的第一阶段的抗震分析与设计。(3)在考虑土钉支护作用的情况下,根据土质边坡的破坏模式,基于极限平衡理论和拟静力法建立了土钉支护边坡地震稳定性分析模型。对边坡作用水平加速度时采用竖向条分的不合理性,提出了水平条分和竖向条分联合的方法进行改进。推导了基于计算机搜索法的边坡土钉支护滑移面动态搜索模式,实现了随着土钉墙设计参数变化的土钉支护稳定性动态分析过程。经计算表明,土钉墙设计参数的变化与土钉墙最危险滑移面之间是一个动态的变化过程,基于滑移面动态搜索模型进行土钉支护动力稳定性分析,较好地解决了通常由经验指定最危险滑移面,或者未考虑土钉作用进行稳定性分析存在的不合理性。利用遗传算法对最危险滑移面的圆心进行动态搜索,并且避免了在圆弧搜索中陷入局部最小值的缺点。最后,编制了土钉支护边坡动力稳定性分析程序。(4)基于稳定性分析模型,建立了地震作用下土钉支护边坡永久位移计算模型。提出了永久位移由地震作用过程中位移和震后位移两部分组成。在求解平均加速度时,通过第3章的弹性动力计算模型对Newmark有限滑动位移法的刚性假定进行改进。采用遗传算法动态寻优实现边坡地震过程中永久位移计算。运用功能原理建立地震作用后永久位移计算模型并求解。根据土钉柔性结构特性,对土钉震后随土体滑移机理提出褶皱台阶变形来计算土钉的滑移摩阻做功。给出基于边坡永久位移控制的土钉支护结构动态设计理念及程序步骤,并用实例进行计算及数值验证,结果表明震后位移量与地震作用过程中位移的比值很大,因此震后位移不能忽略。(5)采用大型非线性有限元软件ADINA对土钉支护边坡进行动力响应分析。考虑土体和支护结构相互作用及其协同工作建立叁维有限元模型,应用非线性静动力性能的弹塑性模型模拟土体;采用可以描述土钉在进入塑性阶段强化性质的双线形弹塑性模型模拟土钉;土与支护结构相互作用由接触单元模拟。对一土钉支护边坡在输入不同的地震波,不同的加速度峰值,不同的支护工况下的动力响应进行了计算、对比、分析,得出了各种工况参数对边坡地震响应的影响和一些有益结论。
柳奇[5]2013年在《深基坑土钉桩锚分级组合支护结构的设计与数值模拟分析》文中提出深基坑土钉桩锚分级组合支护结构是把土钉墙支护结构和排桩预应力锚杆支护结构结合起来使用的一种新型基坑支护方法。它既克服了两种支护结构的不足,又发挥了它们各自的优点,使其支护效率大大提高,目前已经越来越广泛的应用在深基坑支护工程之中。国内外很多专家学者对这种组合结构的原理、设计计算、现场实验、数值模拟等方面做了大量的研究工作,也取得了很多的研究成果。但是如何考虑这两种不同支护结构之间的相互协同工作,以及开挖过程中两者的相互影响作用,目前尚处于研究阶段。本文在对国内外相关的研究成果进行深入调研的基础上,通过现场原位测试、软件数值模拟等方法,结合兰州市某大型深基坑支护工程,从设计到到施工进行全程跟踪监测,进行深入的分析,力求总结出一套土钉桩锚协同工作下的组合支护结构设计方法。论文研究的主要内容如下：(1)对土钉桩锚分级组合支护结构的特点进行综述,通过对国内外研究现状分析,说明这两种支护方法组合使用不仅经济实用,而且稳定安全,尤其对基坑的位移控制有利。(2)综合介绍土钉桩锚分级组合支护结构的设计原理和计算方法,分析两种支护结构相互协同工作原理以及内力分析方法。(3)结合兰州市某大型深基坑(深度17.2m)土钉桩锚分级组合支护结构的工程,进行全程现场监测(监测内容包括基坑水平位移与沉降量、排桩弯矩、锚杆轴力),通过整理分析监测数据,说明土钉墙的开挖对基坑总体位移控制起着重要的影响,桩锚部分受力情况符合桩锚结构的工作机理与计算理论。(4)应用有限元分析计算软件FLAC3D对支护过程进行动态模拟,结合监测实验对模拟结果进行详尽的分析。说明了数值模拟的方法能够解决以往对土钉与桩锚分别单独计算而不符合实际情况的问题,而FLAC3D软件在基坑支护方面有这很好的适用性。
朱凤君[6]2015年在《锚拉排桩技术在城市深基坑中的适用性研究》文中认为在复杂地质条件下的深大基坑开挖如何控制好基坑的稳定性及变形,保证基坑安全、尽可能减小对周边环境的影响,是一个值得长期探讨研究的问题。锚杆对于桩体而言,主要起到横向锚拉约束作用,限制桩体的水平位移,有效控制支护体系变形,锚杆主要为预拉应力,与桩共同作用时,在桩体位移下,锚杆的应力也会发生很大的变化,那么如何协调控制锚杆与桩体在最稳定状态下能发挥各自最大作用(受力)是一个值得深入研究的问题。本论文针对西安某邻近地铁隧道深基坑项目进行支护设计为例,针对这种边界条件复杂的超深基坑,尤其临近地铁且变形控制要求及其严格的项目特点,结合工程监测资料,采用理正深基坑软件对不同工况下的支护结构的位移、内力、地表沉降、稳定性等进行分析,探讨了锚拉排桩支护结构的适用性和可靠性,总结分析了锚拉排桩支护的相关经验,为以后的类似地层的支护方案设计提供一定的参考意义。
贺庭[7]2016年在《凤栖长安大厦深基坑施工监控量测技术》文中研究说明进入21世纪后,地下空间开发得到了长足的发展,大量的基坑工程也随之涌现,并且开挖深度、规模也在不断增大。深基坑的监测技术是基坑施工安全的保障,也信息化施工的前提。基坑监测致力于掌握基坑支护结构内力变化发展规律和基坑周边土体的变形规律。但是实际的监测主要根据主观的工程建设经验,往往测点布置不尽合理、掌握的形变内力规律不尽准确,最后得到的评估效果也比较差,对指导施工意义不大。本文以西安地铁二号线凤栖原站东南角出入口上盖回迁房(凤栖长安大厦)基坑工程为背景,分析了国内外基坑监测技术的研究现状,归纳总结了基坑监测的理论基础。进而介绍了依托工程的基本情况,根据本实际工程制定了详细的监测方案,对监测数据进行了分析整理。采用数值模拟的方法对本工程中基坑以及临近地铁区间隧道的变形受力规律进行了分析,对本基坑的支护效果进行了评价,并根据数值模拟的结果对基坑工程中监测的重点部位和重点项目提出了建议,为后续类似的工程提供借鉴。
鲜江林[8]2018年在《成都某地铁深基坑支护结构及其变形特性研究》文中提出开挖与支护是矿业工程的基本内容,深基坑工程的主要内容就是开挖与支护的设计与施工过程,其与矿业工程中诸如矿井建设具有较多的相似性。灌注桩+横撑支护结构具有投资低、用料省、安全性高、结构变形较小、施工机械化程度高、系统安全性高等众多优点,尤其是在卵石地层中的应用具有明显的小变形和节省投资等显着优点。本文依托“成都某地铁深基坑支护结构”实际工程,基于理论研究、支护结构设计分析计算、施工安全监测等基本工作,系统研究了灌注桩+横撑支护结构的设计分析及施工安全监测。论文取得如下成果:(1)根据国内外研究文献,对深基坑工程的特点、支护结构的形式、变形特性及其设计原则等方面进行了深入探讨。(2)论述了深基坑支护结构强度、内力和变形分析计算常用的弹性地基梁法中的“m”法理论。(3)以成都某地铁深基坑支护结构为实例,基于“m”法运用理正深基坑软件计算出其在不同工况下的土压力、弯矩、剪力、位移及基坑周边地表的沉降量,并对其稳定性进行了验算,计算结果均满足基坑施工安全控制技术标准,且基坑围护桩最大变形和基坑周边地表最大沉降量分别为基坑控制技术指标的叁分之一和二分之一。(4)根据我国现行基坑工程施工安全监测规范,介绍了该基坑工程在开挖施工时的监测项目、内容、方法、控制标准等。然后对该基坑工程施工进行了详细监测,并对得到的监测数据做了详细的分析研究和评价。(5)对比基坑支护结构桩体位移及横撑轴力的设计值与监测值,研究发现应在基坑开挖施工时加强其排水措施,部分土层计算时宜采用水土合算。为今后成都地区类似深基坑工程提供一定参考。
韩璐[9]2012年在《框架预应力锚杆支挡结构的工程应用与数值分析》文中研究说明伴随着经济的发展以及技术的进步，支挡结构已经从传统的重力式挡墙发展为许多轻型支挡结构。例如悬臂式、扶壁式、锚杆、锚定板、加筋土等轻型挡土墙，以及土钉墙、锚索等新型支挡结构已经在工程中得到广泛应用。目前，框架预应力锚杆是较常用的挡土墙之一，是一种轻型支挡结构。本文针对西北地区黄土的特点，结合工程实例对框架预应力锚杆支挡结构进行了理论分析研究。文章先介绍框锚的构造及设计计算理论，然后结合工程实例，对其进行计算验算。本文以ADINA软件为计算平台，依据实际工程边坡尺寸大小，截取其中典型坡段建立模型，进行数值分析。通过对其中锚杆的轴力，边坡的水平、竖向的位移，框架的内力进行分析，可以得出，框架预应力锚杆支护结构对边坡的支护效果比较明显，边坡在经支护结构加固后整体趋于稳定，水平及竖向位移均满足边坡工程的变形控制要求。框架预应力锚杆支挡结构，为边坡工程、基坑工程提供了一种新的支护方案。不仅结构进一步轻型化，而且从整体协同作用上，也提高了支挡结构的结构稳定性能(包括抗滑稳定性和抗倾覆稳定性)，具有较好的工程应用前景。
叶帅华[10]2010年在《地震作用下框架锚杆支护边坡动力分析》文中进行了进一步梳理框架锚杆支护结构是最近几年随着支护结构的发展而提出的一种新型支护结构。由于该结构可以有效的控制边坡的侧移,并且可以结合一定的绿化措施,因此在公路和铁路边坡中得到了很快的发展。另外,由于该支护结构是一种柔性支护结构,可以允许一定的变形,因此具有一定的抗震性能,但是目前国内外对于框架锚杆支挡结构的抗震性能及动力问题方面的研究还十分缺乏。5.12地震过程中,用于边坡的该支护结构就表现出了很好的抗震性能。框架锚杆柔性支挡结构作为一种新型支挡结构,在国家西部大开发过程中,发挥了巨大的作用,深入开展柔性挡墙的地震作用分析与设计研究,对国家新一轮的拉动内需政策有重大的现实意义。本文针对框架锚杆支护边坡动力分析及抗震设计方法进行了研究,提出了新的的思路和计算方法,论文研究工作如下：依据框架锚杆支护体系的作用机理,在建立分析模型时分为两步,即把框架锚杆支护边坡结构体系分为动土压力模型和框架锚杆支挡结构动力模型两部分。一是考虑坡高对动土压力分布的影响,认为地震时作用在支挡结构上的土压力,在支挡结构顶部最大,向下逐渐减小,呈倒叁角形分布。二是基于Penzien提出的集中质量法,将框架结构离散化为质点串,而锚杆以弹簧支座形式将框架与土体进行连接,取一榀框架柱为计算单元,建立相应的动力模型控制方程,通过振型分析建立振型方程,并求解振型反应。通过对动土压力的求解和框架结构振型反应的分析,可以得到框架各结点处的支座反力,从而为框架锚杆支护边坡的抗震设计提供一定的依据。最后通过一工程实例,并用以往有限元软件ADINA分析的结果对该计算模型进行了验证,结果表明这种计算模型对土质较均匀的边坡动力设计和分析是可行的。
参考文献：
[1]. 湿陷性黄土地区深基坑及边坡锚杆支护受力性能应用研究[D]. 陈广峰. 甘肃工业大学. 2001
[2]. 黄土地区土钉支护设计研究[D]. 谷玉朝. 兰州理工大学. 2008
[3]. 框架预应力锚杆支挡结构的分析与设计研究[D]. 周勇. 兰州理工大学. 2004
[4]. 地震作用下土钉支护边坡动力分析与抗震设计方法研究[D]. 董建华. 兰州理工大学. 2008
[5]. 深基坑土钉桩锚分级组合支护结构的设计与数值模拟分析[D]. 柳奇. 兰州理工大学. 2013
[6]. 锚拉排桩技术在城市深基坑中的适用性研究[D]. 朱凤君. 长安大学. 2015
[7]. 凤栖长安大厦深基坑施工监控量测技术[D]. 贺庭. 长安大学. 2016
[8]. 成都某地铁深基坑支护结构及其变形特性研究[D]. 鲜江林. 西南科技大学. 2018
[9]. 框架预应力锚杆支挡结构的工程应用与数值分析[D]. 韩璐. 兰州理工大学. 2012
[10]. 地震作用下框架锚杆支护边坡动力分析[D]. 叶帅华. 兰州理工大学. 2010
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