胡井友[1]2003年在《复合土钉支护稳定性分析及工程应用研究》文中进行了进一步梳理论文主要对复合土钉支护稳定性及应用情况进行相关研究。基于复合土钉支护技术国内外应用和研究情况，介绍了复合土钉支护技术的国内外应用和研究现状、发展动态。结合复合土钉支护技术的实际工程应用，分析了复合土钉支护的主要构型以及复合土钉支护的作用机理。对复合土钉支护的稳定性进行了分析。在稳定性分析中，研究了复合土钉支护时土坡稳定的安全系数：介绍了最危险滑裂面的确定方法并采用几何参数控制法来确定土体的最危险滑裂面；计算了土钉支护土体时的稳定性；研究了水、预应力锚杆(索)、水泥土搅拌桩以及超前微桩对复合土钉支护时土体稳定性的影响作用并给出了相应的计算公式。为了进一步研究复合土钉支护技术，论文进行了深基坑复合土钉支护模型的试验研究，比较了复合土钉支护深基坑与普通土钉支护深基坑时的支护效果。最后，基于工程实践，论文介绍了几个复合土钉支护的工程应用实例，在各工程应用中分别采用了不同的复合土钉支护构型。 理论研究结果表明，针对不同的地质条件可采用普通土钉支护技术或复合土钉支护技术，在采用复合土钉支护技术时又可采用不同的复合构型；复合土钉支护的作用机理主要是以土钉支护为主，依据不同土质条件、工程环境，借助于水泥土搅拌桩止水帷幕、超前微桩和预应力锚杆等其它组件的共同作用来稳定土体和边坡。复合土钉稳定性分析表明，复合土钉支护时土坡稳定的安全系数和最危险滑裂面的确定对于稳定性分析非常重要；土体内水对土体稳定性有很大的影响作用；设置超前微桩后，能增加基坑边壁的稳定性；增设深层搅拌桩后，边壁抗倾覆、抗滑移安全系数增大，同时面层强度的增加更有利于复合土钉支护体系内其它组件间的相互作用；增设预应力锚杆(锚索)和预应力土钉，对于控制基坑边壁位移有重要作用，可明显提高滑移面上土体的抗滑力。 深基坑复合土钉支护模型的试验研究结果表明，复合土钉支护的变形与普通土钉支护相比，具有不同的分布形态；由于土钉与水泥土搅拌桩的共同作用，可有效地控制基坑变形，提高基坑的稳定性。 实际工程应用情况表明，复合土钉支护技术对于复杂地质条件下土木工程基坑、边坡等的支护是有效可行的，可依据不同的地质条件采用不同的复合土钉支护构型。
张永雷[2]2008年在《复合土钉支护稳定性及内应力有限元分析》文中研究说明随着城市建设的高速发展,高层、超高层建筑项目以及地下建筑工程日益增多,建筑规模不断扩大。进入90年代以来,由于建筑结构及使用上的要求,基坑开挖的深度越来越深,开挖面积也越来越大,基坑深度由原来的5m左右发展到目前的20多米之深。由于深基坑工程的复杂性和不确定性,信息化施工成为深基坑施工全过程中必不可少的手段,它可以反馈信息,以便及时修改设计方案中的不足之处,并及时采取补救措施。本文主要论述土钉支护的发展及其研究应用状况。对复合土钉支护作用的承载机理、稳定性分析计算作比较综合的初步论述。以北京某一实际工程为实例,采用有限元法对预应力锚杆(索)复合土钉支护形式进行数值模拟,主要研究其力学性能、基坑的变形、锚杆受力状态和轴力分布规律等。并结合此工程的监测结果,对有限元分析的结果作比较,验证理论分析的合理性。与实测的结果比较表明,采用的ansys软件对预应力锚杆(索)复合土钉支护形式进行数值模拟的基坑变形与实测结果基本吻合,说明对实际工程的有限元分析是可行的,分析结果是有效的,为今后的工作提供了理论依据及设计参考。
赵勇[3]2008年在《微型桩复合土钉墙的面层受力分析与作用机理研究》文中进行了进一步梳理微型桩复合土钉支护采用土钉与微型桩联合支护的方法,是复合土钉支护中常用而有效的一种技术方法。该支护技术具有施工方便、工期短、工程造价低等优点,它可以有效地控制基坑变形,大大提高基坑边坡的稳定性。目前对该支护方法的作用机理研究较少,现场测试资料极其匮乏,因此该支护技术虽然应用广泛,但还没有形成完整的理论体系。本文采用有限差分软件FLAC,通过对微型桩复合土钉支护的基坑开挖过程进行较为全面的模拟和分析,拟进一步揭示该支护方法的内力和变形特征,为该支护方法的设计和施工提供较为科学的依据。本文对复合土钉支护技术的形成、发展和研究现状进行了综述,阐述了复合土钉支护技术的应用前景和目前研究工作存在的问题,并对微型桩复合土钉支护的作用机理进行了分析说明,建立了微型桩复合土钉支护下面层的受力模型,并通过有限差分法的模拟和对比分析,对土钉面层的作用机理进行了研究。研究结果表明:①土钉支护结构中土钉的受力具有开挖效应,下层土体开挖对已经设置的所有土钉的受力均有影响,而且以对最靠近开挖层土钉的影响最为明显,影响程度随着开挖层的距离的增加而减弱;②土钉支护的基坑,其最大水平位移出现在基坑的中下部,此处土钉受到的轴力和面层所受的弯矩也最大;③土钉支护结构中,面层的存在可以有效减少基坑的水平位移,平衡由于开挖造成土体内应力场的改变,能够将由于上层基坑的较大变形引起的土钉所承受的较大拉力传递给下部土钉,充分发挥各排土钉潜在效用,协调各排土钉受力,但对基坑及其附近土体的竖向位移影响不明显;④微型桩复合土钉墙支护中,面层可简化为两对边简支的矩形薄板弯曲模型,该薄板在土钉集中力和土体侧向压力的共同作用下,承受弯矩和剪力,发生弯曲变形。
沈骅[4]2005年在《复合土钉支护软粘土基坑稳定性和变形分析研究》文中研究指明复合土钉支护是在土钉技术基础上发展和延伸形成的一种新型的基坑或边坡支护型式。先是应用于土层性质较好的地区,后在沿海等松散地层、软土和地下水位较高、地下水丰富的地区也得到了较好广泛的应用。不乏成功应用的实例,产生事故或失败的情况也屡见不鲜,究其原因是多方面的、复杂的,显然相关理论研究目前严重落后于工程实践是一重要因素。因此本文鉴于软粘土地区深基坑工程土钉支护结构的研究及设计现状,在前人研究的基础上,就复合土钉支护软粘土基坑的稳定性和变形展开相应的专题研究,主要完成了以下几个方面的工作:1针对软土条件超前桩的应用,研究了(微)桩(木桩或钢管)加土钉的复合土钉支护机理,建立了复合土钉支护稳定性分析模型和计算公式,并对工程实例进行计算分析,检验了模型。并用“强度折减有限元法”进行了初步的验证,其结果与采用极限平衡理论的计算结果较吻合。验证了复合土钉围护技术用于软粘土基坑围护的安全稳定性是有保证的,而且是复杂的,仍需从多角度多方面进行深入的探索研究。2针对应用超前桩的复合土钉墙构造的特点,建立了模拟复合土钉墙受力变形的计算模型,并结合工程监测资料,运用有限元程序PLAXIS对复合土钉墙进行了有限元分析,详细讨论了超前桩加锚管的复合土钉支护结构开挖过程中的变形特性,如地表位移、地面沉降、土钉轴力、超前桩位移等。并通过和同条件下普通土钉支护性状的对比分析,总结出超前桩在软土基坑复合土钉支护中的作用和变形特点。3通过对普通土钉支护与复合型土钉支护开挖过程中结构性状的变化规律以及各种影响因素对变形影响的比较,分析软土基坑复合土钉支护的工作机理的实质。并对复合土钉支护结构的计算设计等提出了一些有益建议。4经综合分析,发现某些理论计算结果与工程的实际现象不吻合,如土钉(管)间距与侧向位移的关系,超前(微)桩嵌入深度与侧向位移及竖向位移的关系,是计算理论、模型与方法的问题,还是实际现象的偶然性问题,还有待研究。
冯涛[5]2007年在《搅拌桩与微预应力土钉复合支护体系的稳定与变形分析》文中研究指明土钉支护具有施工快速简便、经济可靠等优点，在地下工程中有着较多的应用，尤其是基坑支护工程中土钉支护技术的应用已占到了基坑工程总数的近一半，但由于其本身的局限性限制了该项技术的推广。为了更好的将该技术应用于建设工程中，逐渐发展出了多种复合土钉技术的加强措施，并取得了较好的经济效果。搅拌桩与微预应力土钉复合支护是常用而有效的一种方法，可以有效地控制基坑变形，大大提高基坑边坡的稳定性。然而，在对于其支护理论的研究却相对落后，制约了其进一步的发展。因此，本文根据目前复合土钉支护的研究现状和工程的实际需要，针对该复合土钉的稳定性、受力机理、变形情况，以理论研究、现场试验、数值模拟相结合，对搅拌桩与微预应力土钉的复合土钉支护体系进行了分析。主要工作如下：1)本文总结了该复合土钉墙的稳定性分析方法，介绍了复合土钉墙的四种破坏类型，分析了每种破坏类型的受力机理，并给出了相应的计算方法。2)研究了土钉加固机理，通过土钉抗拔试验，给出了不同情况的土钉内力计算模式，并给出相应的计算公式。3)概括了叁种主要的土钉面层土压力计算模式，并总结各种方法与实际存在的偏差，同时说明了搅拌桩加强面层的受力特点。4)结合广州番禺某酒店基坑支护工程，通过对预应力复合土钉支护的基坑变形、土钉受力等进行现场测试与分析，研究了复合土钉支护在施工及使用阶段的工作性状。5)利用FLAC3D有限差分软件，对深层搅拌桩与微预应力土钉的复合土钉支护结构进行施工进程叁维动态数值模拟，与实测结果进行对比，进一步揭示预应力锚索复合土钉支护的作用机理，以实现对基坑边坡变形的准确模拟和预测
潘信梅[6]2015年在《深基坑锚杆复合土钉支护的位移动力耦合稳定性评价方法与动态信息化设计》文中进行了进一步梳理基坑失稳是一种危害性极大的环境地质灾害现象。随着城市建设规模、地下空间开发的日渐增大,深基坑工程也随之大量剧增。基坑工程正向着开挖面积大,开挖深度深,周围环境更复杂的趋势发展。但目前对复合土钉支护形式的理论研究并不是很明确。在对深基坑支护的研究中,对基坑开挖卸荷条件下如何通过土体介质传递荷载实现协同作用及其破坏模式还不够明确,且假定土与土钉,锚杆等完全发挥作用,符合圆弧滑动破坏等。这些假设往往与实际工程中的情况有很大的差异。因此,整个工程的设计、施工过程在很大程度上都还处于“经验设计”、“经验施工”的阶段。对于现行规范对其设计往往是静态的,但基坑开挖和支护的过程是动态的。按照目前的设计规范往往不能动态的对基坑的稳定性做出合理的评估,导致基坑在开挖过程中存在一定的风险或造成不必要的浪费。基坑边坡的开挖支护是地下建筑工程施工中十分重要的工序,是近十年来涉及的施工难题。由此对基坑支护工程的稳定性要求也越来越高。因此,亟需一种经济、高效的优化支护方法和安全的稳定性评价方法应用于深基坑工程之中。本文在前人研究的理论基础上,建立稳定性评价参数的理论模型,运用有限元软件ABAQUS对深基坑锚杆复合土钉支护的位移动力耦合稳定性评价方法与动态信息化设计进行模拟分析,为深基坑工程支护结构的参数设计与稳定性评价提供一种新的的理论依据。运用位移动力耦合参数评价基坑稳定性,改变了传统位移时序预测法仅仅选取滑坡位移或位移速率作为监测和评价参数的思路,将开挖基坑加卸载所产生的侧向滑移动力增载量与基坑位移或位移速率进行同步计算与监测。并给出了具体的耦合监测预警值,为深基坑工程提供了一种全新的位移动力耦合稳定性评价方法。本文主要内容如下:(1)对于传统复合土钉支护结构作用机理和破坏形式研究的不足,本文主要提出一种利用基坑动态变形监测,引入了能够反映基坑变形破坏机理的非线性动力参数,开挖动力增载位移响应比这一参数来实现对基坑开挖过程动态稳定性评价。进而根据该响应比参数的临界判据即预警值,判断基坑是否需要在某一时刻进行支护,实时对基坑开挖过程中的加固支护效果(基坑的整体稳定性)进行动态监测评价与预警。(2)在保证深基坑边坡稳定安全的前提下,通过理论推导,找出锚杆土钉支护的最优倾角,最优锚固长度及最优布设位置等参数,并利用这一稳定性评价参数—响应比,结合具体的某一工程实例来对比分析理论研究结果的可靠性。(3)以济南某基坑工程为实例,运用有限元分析软件ABAQUS模拟基坑开挖施工全过程,模拟和分析每一步开挖所引起的动力位移场规律。把理论推导和数值模拟相结合,利用动力增载位移响应比这一稳定性评价参数来实现动态信息化施工,找出最优支护设计参数方案。(4)通过基坑的实际监测数据和模拟结果的对比分析,找出两者之间的变化趋势及其不同之处,总结规律。为指导深基坑预应力锚杆复合土钉支护的设计和施工提供一定的理论依据和技术支持。
岳猛[7]2010年在《预应力锚索复合土钉支护数值模拟与工程对比》文中研究表明土钉支护作为一种经济可靠且施工快速简便的基坑支护技术,在基坑工程中得到了大量的应用。但单纯的土钉支护不能用于淤泥质土等不良土质、地下水位较高以及对变形控制严格的基坑工程中,所以近年来在土钉支护的基础上又发展出了土钉与水泥土搅拌桩、预应力锚杆(锚索)、超前微桩等支护形式相结合的复合型土钉支护。复合土钉支护技术可以针对不同的场地和地质条件,因地制宜、灵活多变地组合进行,在土木工程的各行各业得到广泛应用。但由于对复合型土钉支护的性状和工作机理的研究不够深入,导致在工程中常常出现以下两种现象:一方面,为了保证基坑的稳定和安全,设计人员总是不断地提高基坑支护的安全系数,造成了材料的浪费;另一方面,由于基坑失稳和变形过大而引起的工程事故却又不断的发生。本文结合目前复合型土钉支护的研究现状和工程实际需要,对最常用的预应力锚索复合土钉支护采用MIDAS/GTS有限分析软件进行数值模拟并进行工程对比,并对预应力锚索复合土钉支护进行了较为全面深入的研究,得出了对工程设计有一定参考价值的结论。本文在前人研究的基础上,对预应力锚索复合土钉支护进行了研究,取得了以下一些结论和认识:(1)利用MIDAS/GTS软件对预应力锚索复合土钉支护进行了有限元分析,模拟了“逆作法”施工过程。通过分析,发现不管是采用土钉支护还是预应力锚索复合土钉支护,以及在各个施工阶段,基坑水平位移曲线都会出现“鼓肚子”现象,最大水平位移发生基坑的下部,而不是顶部。(2)预应力锚索锚固段轴力在与自由段相接的地方最大,远端最小,轴力变化呈曲线分布,且随着开挖深度的增加而增大。(3)地面超载会使基坑边坡的水平位移和地面沉降显着增大,在进行基坑围护设计时,要特别注意地面超载的选取工作。(4)通过数值模拟结果和工程实测数据的对比,指出在GTS中可以采用植入式桁架单元来模拟预应力锚索,但考虑到实际工程中的预应力损失和结构单元本身的缺陷,在数值模时应适当减小施加的预应力值;在确定计算范围时要注意坡脚两侧距离的选取,防止范围过小。
房学军[8]2012年在《基于ABAQUS的基坑复合土钉支护模拟分析》文中指出随着经济技术的发展,岩土工程中出现的基坑开挖问题也多种多样,传统的基坑支护技术由于自身的局限性,只能在一定的范围内使用,有时难以满足各方面的要求,随之,复合土钉支护渐渐发展起来。水泥搅拌桩与土钉复合支护是一种常用的方法,水泥搅拌桩不仅可以起到止水帷幕的作用,还以提高基坑的稳定性,因其施工周期短,经济效果好,施工影响范围小等特点,在基坑支护中得到了广泛的应用。由于我国对复合土钉支护的理论研究起步较晚,相对落后于其它西方国家,所以我们要不断深入研究,完善其设计计算方法,争取在理论和实践上都有较大突破。本文主要是从理论上出发,结合有限元软件对水泥搅拌桩复合土钉支护的变形和内力进行了分析。首先简单介绍了土钉支护的概念,以及在国内外的研究现状存在的主要问题,和未来的主要发展趋势。探讨了极限平衡法、有限元法等几种土钉内力和变形的计算方法。接着主要阐述了土钉支护的作用机理及其受力变形特性,详细介绍了土体本构模型——Mohr-Coulomb模型的基本理论和其计算参数的选择问题。大型ABAQUS有限元软件在岩土工程中的运用十分广泛,在论文中简单介绍了这个软件的基本特点及计算原理,运用有限元软件对某基坑开挖进行模拟分析。通过对模拟结果的分析研究,得出了基坑土体水平位移、地面沉降,土钉内力变化以及它们随着开挖而呈现的变化规律,从不同方面说明模型的合理性和适用性。本文还分析总结了土钉支护各项参数的不同变化对基坑稳定性的影响,着重讨论了土钉长度、土钉倾角、土钉刚度变化对支护结构变形的影响规律,为土钉支护基坑变形控制参数的选取提供一些有价值的参考依据。
姬建民[9]2013年在《复合土钉支护的作用机理与施工》文中进行了进一步梳理深基坑支护工程是一种综合性很强的系统工程。随着经济的迅猛发展,深基坑支护工程在广泛应用于现代工程建设的同时,众多专家学者对其理论方面的研究也日趋增多,但是研究理论内容多倾向于设计理论方面,对深基坑支护施工方面的研究内容比较少。本文依托珠海博物馆与规划展览馆基坑支护工程,重点对该基坑支护工程现场的施工方法、施工工艺做了深入的研究。本文的主要研究如下：(1)通过对现阶段深基坑工程文献的阅读归纳,总结出现阶段基坑支护类型研究集中在基坑支护结构设计类型的研究与基坑变形的研究两方面。而复合土钉是当前基坑支护研究最多的类型,其内容包含了设计、施工、变形与作用机理的研究。本文基于对复合土钉的理论研究基础上,阐述了其设计、施工、基坑变形以及作用机理之间相辅相成的关系。重点阐明了当前研究重设计轻施工的弊端,引出论文要论述基坑施工,尤其是复合土钉施工的内容；(2)论文研究了深基坑支护工程的内容,归纳了其分类方式,介绍了当前深基坑支护工程常见的类型,如重力式挡土墙,重点阐述了复合土钉支护类型中土钉与预应力锚杆的施工适用范围,施工特点与不足,施工工艺及要点等内容；(3)当前复合土钉支护形式随着基坑工程的要求不同而不同,论文结合珠海博物馆与规划展览馆基坑支护工程,论述了预应力锚杆复合土钉与水泥土搅拌桩和微型桩的结合类型,并对其施工应用范围,施工特点做了论述,通过基坑变形理论,按照基坑变形中土钉、预应力锚杆与土体叁者受力的先后问题,详细总结了该类型中叁者之间的作用机理；论文详细阐述了珠海博物馆与规划展览馆基坑施工过程中各个不同施工工序内容及注意要点,总结了珠海博物馆与规划展览馆基坑施工,对同类型工程实践具有应用与指导价值。
陈健[10]2007年在《软土地区复合土钉支护稳定性及变形研究》文中进行了进一步梳理复合型土钉支护技术是在不断改进和完善土钉支护技术并联合其它传统支护方法的基础上应运而生的。工程实践表明，复合土钉支护技术不仅具有土钉支护技术施工快捷、经济性好和便于信息化管理等诸多优点，而且突破了普通土钉支护技术的限制使用范围，具有更广阔的应用领域和前景。本文鉴于软粘土地区深基坑工程土钉支护结构的研究及设计现状，在前人研究的基础上，就复合土钉支护软粘土基坑的稳定性和变形展开相应的专题研究，主要完成了以下几个方面的工作：1、从复合土钉支护结构的概念入手，对其结构组成、构造形式以及施工方法进行了综合分析。2、针对复合土钉墙构造的特点，建立了模拟复合土钉支护结构受力变形的计算模型，并结合工程实测资料，运用大型有限元程序对复合土钉支护结构进行了有限元分析，研究内容包括复合土钉支护结构稳定性和变形两个方面。3、通过叁维有限元结合强度折减法对复合土钉结构的稳定性进行研究。4、土体本构模型采用硬化模型模拟土在卸荷条件下的变形特性，通过叁维有限元的方法来分析研究复合土钉支护结构的变形，包括复合土钉支护结构的水平位移，基坑附近的地面沉降以及基坑底部的隆起。5、考虑不同的参数，比如土钉长度变化、土钉间距变化、搅拌桩桩径变化等对复合土钉支护结构稳定性以及变形的影响。
参考文献：
[1]. 复合土钉支护稳定性分析及工程应用研究[D]. 胡井友. 西南交通大学. 2003
[2]. 复合土钉支护稳定性及内应力有限元分析[D]. 张永雷. 中国地质大学（北京）. 2008
[3]. 微型桩复合土钉墙的面层受力分析与作用机理研究[D]. 赵勇. 中国地质大学（北京）. 2008
[4]. 复合土钉支护软粘土基坑稳定性和变形分析研究[D]. 沈骅. 福州大学. 2005
[5]. 搅拌桩与微预应力土钉复合支护体系的稳定与变形分析[D]. 冯涛. 广州大学. 2007
[6]. 深基坑锚杆复合土钉支护的位移动力耦合稳定性评价方法与动态信息化设计[D]. 潘信梅. 青岛理工大学. 2015
[7]. 预应力锚索复合土钉支护数值模拟与工程对比[D]. 岳猛. 太原理工大学. 2010
[8]. 基于ABAQUS的基坑复合土钉支护模拟分析[D]. 房学军. 沈阳建筑大学. 2012
[9]. 复合土钉支护的作用机理与施工[D]. 姬建民. 昆明理工大学. 2013
[10]. 软土地区复合土钉支护稳定性及变形研究[D]. 陈健. 南京理工大学. 2007
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