张向霞[1]2003年在《复合型土钉支护的极限平衡分析》文中研究说明土钉支护由于经济可靠、施工快速简便，已在许多国家中得到迅速推广和应用。在基坑开挖支护中，土钉支护作为临时支护有突出的经济技术性能，具有很大的推广应用价值和潜力，并且除了作为临时支护使用外，也可作为一种性能可靠的永久性挡土工程，在铁路、公路的建设中也有着广阔的应用前景。但是，对于深基坑土钉支护还缺乏深入、系统的研究，对它工作机理的了解也不完善，而且缺乏可资参考使用的技术文件和设计分析程序。同时，由于在松散砂土、软塑、流塑粘性土、有丰富地下水源的软弱土和高层建筑的深基坑开挖情况下使用土钉支护，都发生了一些事故。因此现阶段开展复合型土钉支护在软弱土深基坑边坡支护中的应用的研究具有重要的意义和良好的经济实用价值。本文研究目的在于采用极限平衡分析的方法对复合型土钉支护的稳定性进行理论分析，研究土钉支护参数对复合型土钉支护边坡稳定性的影响。首先采用极限平衡分析的方法对土钉支护的使用进行理论分析，探讨土钉剪力对一般型土钉支护作用的补强效果。其次对复合型土钉支护的使用进行理论分析，给出搜索最危险滑动面的计算机算法，通过参数分析，研究土钉参数以及复合型土钉支护中的锚杆、搅拌桩的支护参数的影响。新的研究结论主要有：①土钉剪力对土钉支护的影响效果在工程允许的误差范围之内，通常情况下不考虑土钉剪力时的分析是趋于保守的，也是可行的。②土钉、锚杆以及搅拌桩的支护参数对土钉支护有一定的影响。建议土钉和锚杆倾角采用15°左右为宜；当土钉间距小于某一值，或土钉密度大于某一定值时，土钉支护形成重力式挡土墙，即土钉墙，此时可以采用重力式挡土墙的分析方法对土钉支护进行分析。对于存在软弱土层的土质采用复合型支护，应考虑锚杆参数及搅拌桩的截面尺寸等的影响。
沈骅[2]2005年在《复合土钉支护软粘土基坑稳定性和变形分析研究》文中进行了进一步梳理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。
黄云[3]2003年在《复合土钉墙中的侧向土压力研究》文中指出随着高层建筑和地下空间的利用和发展，我国的深基坑工程日益增多，无论是技术难度还是工程规模都越来越大。尤其是在地质条件较差或较复杂的地区，传统的基坑支护方法已不能满足当前发展的需要。复合土钉墙支护是一种新型基坑支护方式，近年来已在深圳、上海、武汉等地区得到了广泛的应用，并取得了良好的经济效益和社会效益。 复合土钉支护技术中，土钉主动支护土体，并与土体共同作用，尽可能保持、利用、提高基坑边壁土体的原有强度，将传统支护方式中对支护结构形成荷载效应的扰动土体转化为支护结构的一部分，从而可以有效地应用于软土地区等特殊地质条件下的基坑支护。 但是复合土钉墙支护的工作机理和稳定性研究至今尚是空白，没有相应的计算分析方法，设计主要依靠经验进行。理论研究的落后制约了复合土钉墙支护的进一步发展，因此，在前人对土钉及复合土钉研究的基础上，根据目前复合土钉墙支护的研究现状和工程的实际需要，本文针对当前深基坑支护中广泛应用的土钉墙及设计计算理论与设计方法，采用理论研究、工程实例相结合的方法，对土钉拉力和边坡的侧向土压力进行了分析研究。主要工作如下： (1)本文给出了复合土钉墙的稳定性分析方法，该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和计算方法中的一些不足； (2)在传统的主动土压力和经验土压力的基础上，建立了土钉墙中间大、上下小的四边形状分布的侧向土压力的计算模式。该计算模式更准确地描述了土钉墙的侧向土压力的分布，而且比较简洁，便于计算； (3)研究了复合土钉墙的支护机理，建立了复合土钉墙支护稳定性分析模型，并采用叁维非线性有限元单元法计算了土钉的内应力和变形； (4)结合工程实例，利用监测数据对有限元计算结果进行了检验，并和按本文提出的土钉墙侧向土压力四边形分布模式得出的计算结果进行了比较分析，进一步分析了土钉墙的工作机理。
黄希来[4]2008年在《土钉支护技术的工作机理和工程应用研究》文中研究表明基坑工程是一个古老而又有时代特点的岩土工程课题。随着工业和城市建设的发展,城市地面空间愈加紧张,地下空间的开发和利用已开始受到重视。随着深基坑工程的增多,人们对其支护方法也进行了大量的研究,并形成了多种行之有效的支护技术,其中土钉支护技术以其简便、快速、价格便宜等独特优点受到人们的青睐。但国内外对土钉支护结构的研究还不深入,由于其工作原理尚有许多不甚明了之处,故存在理论研究滞后于工程应用现象。本文在对前人的研究成果分析总结的基础上,取得了一些研究成果,以期能对土钉支护结构的研究和应用提供有益的指导。论文首先通过对土钉支护的概念进行辨析,给出土钉支护定义。介绍了土钉支护在国内外的发展概况及研究现状,应用范围和优缺点。对土钉支护结构的作用机理和工作性能进行系统研究。在前人研究的基础上利用两个不同的力学模型分析土钉抗拔试验的理论机理,土钉在正常工作条样下的内力、位移,以及土钉的横向抗剪作用,总结土钉支护的工作机理如摩擦加筋机理、土拱效应分析、似粘聚力理论。对基坑开挖过程中土钉支护的稳定性进行深入分析。对于内部稳定性分析,利用能量法考虑土钉横向抗剪作用,建立了在对数螺旋线破坏形式下的极限平衡状态安全系数的表达式,并在此基础上以安全系数为目标函数,以搜索出目标函数值为最小值的对数螺旋线曲线滑裂面作为最危险滑裂面,建立优化模型,通过输入参数的改变分析各设计参数对土钉墙稳定系数的敏感程度,为指导土钉支护的设计提供参考。归纳和总结土钉支护的设计步骤和方法。详细介绍土钉支护结构设计的原则、方法和设计计算内容,并针对现行规范设计方法和有限元分析方法阐述了设计计算中应注意的问题。总结土钉支护的施工方法。提出了施工注意事项、施工常见问题和其处理方法。提出土钉支护的变形监测要求和方法。结合福州地区工程具体实例分析,对土钉支护结构的支护机理和工作性能作了更进一步的说明。本文工作可为土钉支护结构的设计和工程应用提供参考。
程联伟[5]2009年在《黄土基坑复合型土钉支护原理研究与FLAC数值分析》文中研究表明本世纪城市建设的主题是地下空间的开发和综合利用,基坑工程的设计和施工新理论新技术的研究成为当今工程界的热点和难点。城市基坑工程通常处于房屋和地下管线的密集地区,由于地下施工引起地层变形而损坏相邻建筑或地下管线的现象经常出现,往往引起严重后果。所以,基坑支护结构除满足强度要求外,还须满足变形要求。因此开展基坑工程变形性状研究,对基坑开挖可能造成的环境影响进行预测具有十分重要的意义。自20世纪90年代开始,我国逐渐将预应力锚索复合土钉支护技术应用于基坑支护工程中,并取得了较好的经济效果。然而,在对预应力锚索复合土钉支护技术的理论研究上却相对落后,设计分析方法不完善,试验研究甚少,也因此发生了较多的基坑工程事故,造成了较大的经济损失和社会不良影响。因此,研究其工作机理、设计方法以及施工技术,将使得该项技术更加完善,也有利于该项技术应用空间的扩展。本文以西旅国际中心深基坑支护工程为背景,结合FLAC~3D有限差分软件,建立了空间叁维有限差分分析模型,对预应力锚索复合土钉支护结构施工进行了叁维动态数值模拟。研究了在基坑分步开挖过程中,支护结构的水平位移、基坑周围的地表沉降、坑底隆起的空间分布情况,同时探讨了对于预应力锚杆复合型土钉支护基坑的土钉和锚杆间距、土钉和锚杆倾角、土钉和锚杆的长度布置方式的不同对基坑变形的影响,得到了一些对基坑工程设计和施工有工程实际意义的结论。本课题的研究成果可以为实际工程设计和施工提供参考,并对今后相关的数值模拟分析及其他研究具有参考价值。
张旭辉[6]2002年在《锚管桩复合土钉支护稳定性研究》文中提出锚管桩复合土钉支护是蔡昌斌开发的一种新型基坑支护形式，近年来已在温州、台州等地区得到广泛应用，取得了良好的经济效益和社会效益。但是锚管桩复合土钉支护的工作机理和稳定性研究至今尚是空白，没有相应的计算分析方法，设计主要依靠经验进行。理论研究的落后制约了锚管桩复合土钉支护的进一步发展。 在前人对土钉及复合土钉研究基础上，根据目前锚管桩复合土钉支护的研究现状和工程实际需要，采用理论研究、正交试验研究、工程实例研究相结合的方法，对锚管桩复合土钉支护稳定性进行了系统全面的分析和研究，得到了锚管桩复合土钉支护机理及性状的一些有益成果，建立了锚管桩复合土钉支护稳定性分析模型与方法。主要研究内容如下： (1) 阐述了锚管桩复合土钉支护的产生和发展，指出了锚管桩复合土钉支护的优点及局限性。 (2) 总结了锚管桩复合土钉支护的构造、工艺、施工组织、基坑安全及质量保证措施。 (3) 研究了锚管桩复合土钉支护机理，建立了锚管桩复合土钉支护稳定性分析模型，并对工程实例进行计算分析，检验了分析模型。 (4) 将正交试验法引入基坑工程分析，研究了11种因素对锚管桩复合土钉支护稳定状态的敏感性，得到了各因素对支护结构稳定性的影响规律。这11个因素分别为：土钉(锚管)长度、土钉直径、土钉界面摩擦力、土钉下倾角、土钉水平间距、土钉排数、土体重度、内摩擦角、粘聚力、坡顶超载、板桩插入深度。 (5) 研究了锚管桩复合土钉支护性状，分析了锚管桩复合土钉支护设计参数的优化，提出了土钉与板桩设计参数的建议值。 (6) 建立了锚管桩复合土钉支护稳定性分析方法，编制了锚管桩复合土钉支护稳定性分析程序MGZS，并对工程实例进行了计算分析。
王君鹏[7]2006年在《双排桩复合土钉支护在软土基坑围护中的应用研究》文中提出双排桩复合土钉支护是一种新型基坑支护形式,近年来已经在杭州、绍兴等地区得到应用,取得了良好的经济效益和社会效益。但是双排桩复合土钉支护的工作机理和稳定性研究至今尚是空白,没有相应的计算分析方法,设计主要依靠经验进行。理论研究的落后制约了双排桩复合土钉支护的进一步发展。 在前人对土钉及复合土钉研究基础上,根据目前双排桩复合土钉支护的研究现状和工程实际需要,采用传统理论研究、现场测试数据、工程实例、Plaxis有限元软件研究相结合的方法,对双排桩复合土钉支护稳定性进行了分析和研究,得到了双排桩复合土钉支护机理及性状的一些有益成果。主要研究内容如下: (1) 阐述了双排桩复合土钉支护的产生和发展,指出了其优点及局限性。 (2) 总结了双排桩复合土钉支护的构造、工艺、施工组织、基坑安全及质量保证措施。 (3) 研究了双排桩复合土钉支护机理,建立了双排桩复合土钉支护稳定性分析模型。 (4) 根据有关的规范,对工程实例进行计算分析,检验了分析模型,并对模型进行了改进。 (5) 运用Plaxis有限元软件对工程实例进行建模计算,结合现场测试数据以及其它的支护体系,进行了应力应变数据的对比分析,进一步校验该支护体系的稳定性。
赵杰[8]2006年在《边坡稳定有限元分析方法中若干应用问题研究》文中认为基于滑面上应力分析法和强度折减法是边坡稳定有限元分析方法中两类主要的方法。论文围绕着边坡稳定分析中的有限元法做了一些研究，在对边坡稳定分析方法的研究成果及最新进展进行总结评述的基础上，介绍了两类有限元方法的基本原理，对边坡稳定有限元分析方法的若干应用问题开展研究，重点比较研究了两类有限元方法的差异性，将有限元稳定分析方法中的滑面应力分析法应用于分析填筑和开挖边坡的稳定性，评价基坑土钉支护边坡的稳定性和确定土体结构极限承载力，在应用研究的同时，分析有限元方法解决问题的适用性，具体研究工作如下： (1)阐述了边坡稳定两类有限元分析方法的基本原理，探讨了安全系数的定义。比较研究滑面应力分析法与强度折减法在安全系数大小及滑动面形状和位置的差异。通过算例对比分析，基于非关联流动法则，采用与经典摩尔—库仑准则相匹配的等效D-P准则，在平面应变条件下，对天然边坡(均质边坡、有下卧软弱层、有软弱夹层带以及稳态渗流作用下)的稳定性开展了对比研究工作。研究表明，两类有限元方法得到的安全系数大小以及相应滑动面形状和位置均十分接近。 (2)在平面应变条件下，采用滑面应力分析法对土质均匀的填筑和开挖边坡的稳定性进行了较为全面的研究，并同天然边坡的安全系数和滑动面进行比较，计算结果表明这叁类边坡滑动面的形状基本一致；比较了有限元稳定分析方法和极限平衡法结果的差别，同时分析研究了参数变化对填筑和开挖边坡稳定性的影响；并将滑面应力分析法应用到土石坝的坝坡稳定分析。 (3)在平面应变条件下，对普通土钉支护及复合土钉支护的基坑进行了有限元数值模拟，在此基础上应用滑面应力分析法评价基坑的稳定性，并将其应用于两个实际工程中。研究了两种支护结构土钉拉力、变形及基坑稳定的变化规律，分析二者的差异；分析了土钉长度及布置方式变化对基坑变形和稳定性的影响；研究表明当土钉足够长时，基坑的潜在滑动面与土钉最大拉力作用点连线位置通常是一致的。 对基坑边坡的稳定性进行探讨，比较了滑面应力分析法和强度折减法在计算结果(安全系数和滑动面)的差异，分析产生差异的原因。 (4)应用有限元法确定土体结构极限承载力，当采用理想弹塑性D-P模型时，采用增量加载的方式直到所加外荷载使土体结构在临界滑动面上满足极限平衡条件，达到极限破坏状态。分析不同D-P屈服准则在确定极限承载力时的适用性，研究表明在关联流动法则下采用Mohr-Coulomb内切圆屈服准则计算得到的极限荷载对应的土体结构安
蔡斌[9]2007年在《土钉墙的屈服准则与有限元分析》文中研究表明随着工业和城市建设的发展,城市地面空间愈加紧张,地下空间作为一种尚未充分利用的资源,已开始受到重视并加以开发利用,地下车库、地下商场、地下铁道等各种地下设施日益增多,基坑开挖深度由浅向深方向发展。土钉墙以其突出的经济性与良好的工作性能在基坑工程中得到了广泛的应用,许多学者对土钉墙进行了大量的实验研究和理论研究,但是对目前对土钉墙的性状和工作机理的研究远远落后于工程实践。其机理及其性状还没有完全搞清楚,该问题仍有进一步研究的必要。本文首先从边坡内部应力分析的角度,对边坡失稳机理进行直观分析,根据目前深基坑复合型土钉墙的研究现状和工程实际的需要,从理论和解决工程实际问题的角度出发,利用有限元软件ANSYS对不同形式的土钉墙进行了深入地分析。得出了对工程实践有一定参考价值的结论。本文具体进行了以下几个方面的工作:(1)从边坡内部应力分析的角度,分别采用现行单一的M-C屈服准则和张拉—剪切复合屈服准则对边坡失稳机理进行直观分析,并将张拉-剪切复合屈服准则引入到土钉墙的稳定性计算中,结合土钉墙支护实例,对比分析用张拉-剪切复合屈服准则计算的安全系数与《基坑土钉支护技术规程》(96:97)方法和《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120-99)方法的不同。(2)根据目前复合型土钉墙的研究现状和工程实际的需要,从理论和解决工程实际问题的角度出发,对普通土钉墙和搅拌桩-土钉复合型土钉墙进行叁维非线性有限元分析,对比分析了两种支护形式的性状。(3)研究了土钉长度、土钉倾角、搅拌桩刚度对复合型土钉墙的影响。(4)通过对普通土钉墙与复合型土钉墙开挖过程中结构性状的变化规律以及各种影响因素的比较,分析了土钉墙的约束机制。
常光明[10]2007年在《复合土钉支护技术在黄土地基深基坑工程中的应用研究》文中进行了进一步梳理土钉支护是一种经济、可靠的新型挡土技术,因具有显着的优点,在我国得到了迅速的发展和应用。为了弥补土钉支护不能很好控制基坑变形的缺陷,人们将土钉支护与预应力锚杆、搅拌桩等联合运用,逐渐形成了复合土钉支护技术。其中又以预应力锚杆复合土钉支护技术更具有突出的优点,从而在工程实践中得到了大量的使用,在黄土地区的基坑工程中也得到了普遍的运用。但至今人们对其工作机理和设计方法的研究还比较滞后。本文在前人研究的基础上,采用有限元方法对黄土基坑预应力锚杆复合土钉支护进行计算分析。将基坑支护结构简化为平面应变问题,运用Ansys有限元分析软件提供的单元生死、接触单元,模拟了基坑开挖施工过程和钉土、锚土界面上的相互作用,用等效温度法模拟锚杆的预应力,用有限元强度折减法计算了不同支护方案基坑的安全系数。通过改变土钉位置、长度、预应力值等设计参数,对基坑变形、安全系数等随参数变化的敏感性进行分析,得到了黄土基坑中纯土钉支护结构主要设计参数设计取值的原则。将纯土钉支护结构中的某一根土钉用锚杆代替,研究了随锚杆位置、预应力大小、锚固段长度的变化,基坑变形和安全系数的变化规律。进而分析了黄土基坑中预应力锚杆与土钉共同作用机理,提出了关于黄土基坑中预应力锚杆复合土钉支护结构设计和施工的一些建议。最后,将本文关于黄土基坑中预应力锚杆复合土钉支护结构设计和施工的一些建议用于某实际工程,有限元分析结果和工程实测数据表明,这些建议是正确的和有效的。
参考文献：
[1]. 复合型土钉支护的极限平衡分析[D]. 张向霞. 湘潭大学. 2003
[2]. 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
[3]. 复合土钉墙中的侧向土压力研究[D]. 黄云. 武汉理工大学. 2003
[4]. 土钉支护技术的工作机理和工程应用研究[D]. 黄希来. 同济大学. 2008
[5]. 黄土基坑复合型土钉支护原理研究与FLAC数值分析[D]. 程联伟. 西安建筑科技大学. 2009
[6]. 锚管桩复合土钉支护稳定性研究[D]. 张旭辉. 浙江大学. 2002
[7]. 双排桩复合土钉支护在软土基坑围护中的应用研究[D]. 王君鹏. 浙江大学. 2006
[8]. 边坡稳定有限元分析方法中若干应用问题研究[D]. 赵杰. 大连理工大学. 2006
[9]. 土钉墙的屈服准则与有限元分析[D]. 蔡斌. 湖南大学. 2007
[10]. 复合土钉支护技术在黄土地基深基坑工程中的应用研究[D]. 常光明. 长安大学. 2007
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