邱文利[1]2000年在《土钉墙力学计算和计算机验算方法研究》文中研究说明本世纪70年代初，土钉墙分别在德国、法国和美国等国独立发展起来的，土丁墙与其他支挡物相比较，具有能显著提高整体稳定性和坡顶超载能力、本身变形小，施工工艺简单、效率高、费用低等特点，在我国公路建设中具有很高的应用价值和发展前途。 本文主要是针对路堤式路基的土丁墙技术进行讨论，共分土丁墙的作用原理、内部力学机理、发展及现状、特点和适用范围以及施工和设计等几个方面进行了讨论。目前，在国内有关文献中，只对土丁墙的外部稳定性进行了讨论。本文在此基础上又对土丁墙的内部稳定性做了进一步的探讨。同时，还给出了进行内部和外部稳定性分析以及展示再现动态滑动破坏的状况、倾覆的模拟过程、地基承载力不足的破坏进程的软件。
黄希来[2]2008年在《土钉支护技术的工作机理和工程应用研究》文中指出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。
宋广[3]2012年在《超前微桩复合土钉支护分析》文中指出将微桩与土钉联合应用的复合土钉支护方式，由于微桩的超前支护，除可改善开挖面土体的自立性外，还可较好地控制基坑变形，增强基坑支护体系的稳定性，该支护方法已在我国深基坑工程中得到广泛的应用和推广。如何较准确地预测微桩复合土钉支护体系的变形，验算其整体稳定性成为工程设计中亟待解决的问题。本文采用理论分析、有限元数值模拟，结合文献调研、现场实测数据分析的研究方法，对基坑开挖问题中土体典型应力路径下的力学特性、微桩复合土钉支护体系的变形及稳定性规律进行了较系统的研究，在此基础之上提出了一种整体稳定验算方法和坑壁水平位移简化计算方法，并对土钉支护体系整体稳定验算和局部稳定验算间的关系进行了探讨。具体的研究工作如下：（1）对开挖问题中土体的典型应力路径进行分析，并指出各应力路径下土体变形及强度特性的差异。进而在介绍常见岩土本构模型特点的基础之上，通过基坑算例和工程实例的数值模拟，对几种常用的岩土体本构模型在开挖条件下数值模拟分析中的适用性进行了系统的对比分析。（2）用三维非线性有限元对超前微桩复合土钉支护和一般土钉支护基坑进行了考虑施工过程的计算和对比分析，探讨两种支护体系在坑壁水平位移、坑后地表沉降、土钉轴力分布及支护体系整体稳定性等多方面的差异，以揭示微桩复合土钉支护体系的变形受力规律；在此基础之上研究了微桩嵌固深度、微桩直径、微桩间距、土钉布置方案、土钉倾角等因素对支护体系变形及稳定性的影响。（3）依据土力学及基础工程中的有关理论结合有限元分析，对超前微桩在复合土钉支护中的抗滑作用进行了分析，进而建议了一种考虑超前微桩作用的复合土钉支护整体稳定验算方法，通过与现有规范建议的方法及有限元计算结果比较，验证所建议方法的合理性。（4）针对现行基坑支护规程中关于土钉支护的设计验算，通过概念分析及计算对比，讨论了土钉支护体系整体稳定验算与和局部稳定验算的必要性问题。（5）针对微桩复合土钉支护的坑壁水平位移，建议了一套较为简便适用的计算方法，并通过将基坑工程实例的计算结果与实测结果进行对比分析验证了所建议方法的合理可行性。
王春放[4]2008年在《土钉墙在地震作用下的动力稳定性分析》文中提出针对在地震作用下土钉支护结构设计中稳定性分析不充分时易导致发生失稳破坏的问题,本文采用边坡支护结构分析与稳定性计算理论,对土钉支护结构设计及稳定性进行了分析研究。本文研究内容包括土钉墙支护结构设计、土钉墙稳定性分析和有限元分析。研究结果表明,对于有较高抗震防震要求的土钉墙支护结构,除了进行静力稳定性分析外,还应进行动力稳定性分析。现行规范主要是针对支护结构的最终开挖深度进行了稳定性的分析,本文对支护结构的逐层开挖深度进行了稳定性分析,主要内容有:基于Fortran语言编制程序。利用网格法确定初步拟定的土钉支护的最危险滑移面,建立静力稳定性模型,进行静力稳定性分析;采用拟静力法模拟地震作用,用网格法确定土钉支护边坡在地震作用下的最危险滑移面,建立动力稳定性模型,进行动力稳定性分析。土钉长度和直径与最危险滑移面之间是一个动态的变化过程,用编制的计算程序对支护结构进行验算,使用方便,计算快捷。ADINA程序能够较好的模拟实际的工况,也可以用来对土钉支护结构进行理论分析。
张永雷[5]2008年在《复合土钉支护稳定性及内应力有限元分析》文中研究表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。
张良斌[6]2006年在《复合型土钉墙力学特性的研究》文中提出土钉支护作为一种经济可靠、快速简便的挡土技术,已在深基坑开挖施工中得到越来越多的应用,但单纯的土钉支护技术不能用于淤泥质土,砂土等不良土层及对变形控制严格的情况,所以近年来又发展了土钉与搅拌桩、微型桩等支护相结合的复合型土钉墙支护形式。目前对复合型土钉墙支护的力学特性的研究远远落后于工程实践。本文根据目前复合型土钉墙支护的研究现状和工程实际需要,采用有限单元法对搅拌桩-土钉复合型土钉墙的力学特性进行数值分析,本文的主要工作内容有以下几个部分:1.利用同济曙光有限元软件(GeoFBA)对搅拌桩-土钉复合型土钉墙支护进行了非线性有限元分析,在有限元计算中,本文采用了Drucker-Prager模型作为土体的本构模型,土钉采用了杆单元模型,搅拌桩和喷射混凝土面层的组合体采用了梁单元模型,接触面单元采用了Goodman单元模型,非线性求解方法为增量迭代法。2.深入分析了土体的弹性模量,水泥搅拌桩的弹性模量,水泥搅拌桩挡墙的宽度,土钉长度的变化以及土钉倾角的变化对复合型土钉墙变形性状和土钉轴力的影响,以及水泥搅拌桩挡墙的宽度在淤泥土层以及砂土土层中对复合型土钉墙支护变形性状的影响。3.通过对复合型土钉墙开挖过程中力学特性的变化规律以及各种影响因素的分析,初步探讨了复合型土钉墙的工作机理。
杨海林[7]2013年在《建筑深基坑支护优化设计研究及应用》文中研究说明建筑深基坑工程是一项多种复杂因素互相联系互相制约的系统性工程，其支护方案的选择和设计参数的选择是否合理，直接影响了基坑的稳定可靠性和经济性，一个小小疏忽，可能造成基坑的失稳破坏以及工程造价的无谓增加。因此，针对性地对基坑支护结构进行优选和优化，对深基坑工程的顺利实施非常重要。本文结合深基坑工程理论和实践，分析了应用比较多的几种基坑支护型式，以及每种型式的适用条件和优缺点；并探讨了深基坑支护方案设计的的影响因素；在深基坑设计理论和多目标决策模糊理论的基础上，以安全可靠、造价低、工期短、环境影响小、施工方便为优化目标，利用模糊综合评判方法和层次分析法，构建了比较系统的深基坑支护方案优选体系；研究了基坑支护设计的计算模型，研究了基坑设计参数的优化方法，包括桩径、桩间距、桩的嵌固深度、锚杆的锚固位置。结合工程实例，用层次分析法和模糊综合评判体系对地下连续墙、灌注桩+锚杆、上部土钉墙+灌注桩+锚杆、灌注桩+内支撑四种支护方案进行优选，最终选择了评判值最高的上部土钉墙+灌注桩+锚杆支护方案。对优选后的支护方案进行细部设计，确立了基坑支护方案。利用Plaxis有限元软件进行深基坑建模，并分析了支护结构的应力和水平位移。分析了不同桩径、不同桩间距、不同嵌固深度、不同锚固位置时围护结构的水平位移，然后选出了更为合理支护参数，确定了新的支护方案。最后，分析了优化后支护方案的合理性。结果显示，和原支护方案相比，在保证基坑稳定性的前提下，新支护方案降低了工程造价。
狄圣杰[8]2009年在《土钉支护结构设计计算及程序开发》文中认为土钉支护技术是一种原位的土体加固技术,它利用在原位土体中击入一定具有分布密度与分布长度的土钉体,以注浆的方式使其与土体结合起来,通过土体的变形,发挥其与土体间的摩擦力,用来弥补土体本身抗拉、抗剪强度不足的问题,是目前出现的一种广泛应用于基坑、边坡等支护工程领域中的新技术、新方法。同传统的支护方法相比以及越来越多的工程实践证明,它是一种安全合理、易于施工、节约造价、快捷简便的支护技术。在目前的土钉支护设计中,现行的技术规范规程中给出了基本的设计方法,采用的是极限平衡分析法,基本上能够满足工程设计的要求。土钉支护结构设计时,最关键的一步是确定潜在滑裂面的形状和位置,规范规程中建议对支护内部整体稳定性分析采用圆弧条分法。由于土钉支护设计计算量较大,特别是稳定性计算过程繁琐,给设计人员带来了很多困难。如果仅凭借经验进行设计,不但很难做到经济合理而且有失精准,往往会导致工程事故的发生。出于对以上实际情况的考虑,本文意欲在土钉支护设计计算程序开发方面做一些努力。以《基坑土钉支护技术规程》CECS96:97与《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99为理论依据,运用VISUAL BASIC 2005软件为开发平台,开发出一套具有可视化界面的土钉支护设计计算程序。对土钉支护内部整体稳定性分析方法进行了改进,推导了边坡滑裂圆弧圆心、半径与安全系数之间的函数表达式,借助计算机确定了滑裂面圆心所在区域,利用枚举法对原始土坡进行评价和考虑了钉土相互作用最危险滑裂面的圆心进行动态搜索,利用VISUAL BASIC 2005独特的画图技术将圆心位置及半径显示出来,同时程序又实现了土钉抗拉承载力的计算,并能对各个开挖阶段土钉墙内部整体稳定性进行实时分析。该土钉支护设计计算程序主要能完成以下几方面的工作:(1)土体地质参数的输入赋值;(2)土坡或基坑基本参数的输入赋值;(3)土钉参数的输入赋值;(4)原始土坡稳定性评价并绘图;(5)土钉侧压力、内力及土钉抗拔承载力的计算;(6)土钉支护内部稳定性计算并绘图;(7)土钉支护抗滑稳定性计算和土钉支护抗倾覆稳定性计算;(8)各工况时(5)、(6)、(7)阶段的计算分析。该程序作为土钉支护设计计算辅助工具,经过测试计算显示稳定可靠,能有效的提高土钉支护设计计算效率和准确性,可使工程设计人员摆脱繁琐的计算,为其提供一些有益的参考。
胡雅琪[9]2016年在《基坑土钉墙支护辅助计算系统的开发》文中认为随着高层建筑物日益增多,深基坑工程较为普遍,而在众多基坑支护方法中,土钉支护方法被大量采用。在土钉支护设计中,计算量很大,需要进行计算和验算工作,因此进行基坑土钉墙辅助计算系统的开发具有重要的意义。针对土钉墙支护设计,基于Matlab编程语言和Casio计算器的编程语言,对土钉墙支护验算与优化设计进行了开发。主要内容包括：(1)用MATLAB程序进行土钉墙支护设计软件的开发工作,包括GUI的图形用户接口与M回调函数的编写。以2012版《建筑基坑支护技术规程》为设计依据,对土钉墙支护验算程序和土钉墙优化设计程序的界面进行了设计。(2)开发了土钉墙支护验算的计算机软件。验算程序软件实现的功能有：采用圆弧条分法对土钉支护的整体稳定性分析；初步设定了边坡滑裂圆弧圆心,借助计算机确定滑裂面圆心所在；土钉承载力计算；土钉墙内部整体滑动稳定性分析；土钉墙整体抗滑移稳定性分析；抗倾覆稳定性分析。(3)利用开发好的土钉墙支护验算软件,采用统计学上的正交试验方法,对影响土钉墙支护验算的因素进行了分析,得出对土钉支护结构安全系数的影响作用由大到小依次为：土钉倾角、钉长、间距。(4)开发了土钉墙支护优化设计的计算机软件,优化过程为：分别改变土钉的倾角、竖向、水平间距的计算取值,设计出多套支护方案,选取出最为经济的土钉墙设计方案。(5)开发了土钉墙设计模块的计算器软件。基于类Basic程序语言的Casio FX9860 G Ⅱ计算器程序,对土钉墙支护计算器软件进行了开发,计算器程序包括基础模块、土压力模块、土钉墙稳定性模块的开发。(6)利用编制的计算机软件对基坑深度为8.8米的具体工程进行了设计,承载力验算软件计算结果与手算结果进行对比分析,误差符合工程要求。经济优化设计结果能够达到节约成本的目的。
钟炎[10]2016年在《预应力锚杆联合土钉支护技术研究及其在某小区基坑工程中的应用》文中研究表明近年来为解决城市用地紧张局面和交通拥挤等现象,高层建筑和地铁工程等项目越来越多,相应的深基坑工程建设也逐渐增加。由于受到复杂的工程地质、水文条件、场地限制、变形控制、安全保障及经济合理性等问题的影响,深基坑工程的理论、设计和施工等技术需要不断发展。深基坑支护的类型多种多样,土钉墙支护具有工艺简单和施工方便等优点,得到了广泛的使用。土钉墙支护在控制变形方面较其它支护弱,为了弥补它的不足,需要将土钉支护与微型桩、锚杆、水泥土桩等联合构成复合土钉墙支护,所以进行预应力锚杆土钉联合支护设计和稳定性研究,对于保证基坑安全施工具有非常重要的意义。本文根据合肥某基坑工程勘察报告,采用计算机设计软件计算和有限元数值模拟,进行基坑支护方案设计,本文主要研究内容如下:1对预应力锚杆复合土钉支护的加固机理进行研究,从加固的对象-土体受力特征、土体的材料性质改变分析、土钉的材料属性、化学作用以及钉-土相互作用等分析;从锚杆自由段传力、锚固段与土体摩擦阻力等分析加固机理。复合土钉支护侧向土压力分布特征对锚杆埋设的位置起到参考作用,经典土压力与支护结构的土压力有区别,支护结构的土压力有着动态化、复杂化的特征。对侧向土压力模型的研究许多学者有着不同见解。锚杆对土钉墙支护起到辅助作用,对支护整体稳定性有着重要的作用,锚杆的锚固段一般远远伸入滑动面以外稳定区土体中,提高了稳定安全系数。2通过学习深基坑计算软件,岩土有限元分析软件解决实际工程应用,对土钉墙支护设计进行软件验算与数值模拟。模拟的结果发现基坑变形较大,于是增设预应力锚杆后再做数值模拟,模拟的结果表明锚杆埋设土钉墙不同位置对控制基坑变形影响不同,增设支护上部的锚杆控制基坑变形最显著;增设在支护底部的锚杆控制基坑最大变形在允许范围内;相比完全土钉支护基坑最大变形都有效果。得出结论增设在支护上部锚杆对控制变形以及墙后最大沉降量都有更好的效果。
参考文献：
[1]. 土钉墙力学计算和计算机验算方法研究[D]. 邱文利. 河北工业大学. 2000
[2]. 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
[3]. 超前微桩复合土钉支护分析[D]. 宋广. 清华大学. 2012
[4]. 土钉墙在地震作用下的动力稳定性分析[D]. 王春放. 兰州理工大学. 2008
[5]. 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
[6]. 复合型土钉墙力学特性的研究[D]. 张良斌. 武汉科技大学. 2006
[7]. 建筑深基坑支护优化设计研究及应用[D]. 杨海林. 中国地质大学（北京）. 2013
[8]. 土钉支护结构设计计算及程序开发[D]. 狄圣杰. 太原理工大学. 2009
[9]. 基坑土钉墙支护辅助计算系统的开发[D]. 胡雅琪. 北方工业大学. 2016
[10]. 预应力锚杆联合土钉支护技术研究及其在某小区基坑工程中的应用[D]. 钟炎. 安徽建筑大学. 2016
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