基于增量法的土钉墙支护设计方法研究

对于土钉支护设计,与复杂的计算分析相比,简化设计方法更加实用。在增量法的基础上,提出了一套基于增量法的完整的土钉墙设计方法。土钉支护设计计算所用的荷载建议采用考虑放坡的库仑主动土压力;土钉的内力可采用增量法进行计算,进而求出土钉所需的钢筋直径;建议采用库仑滑动面确定土钉的最大内力作用点,根据已确定的土钉的最大内力和库仑滑动面的位置计算土钉伸入到锚固土体里的长度,从而得到各排土钉的总长度;整体稳定采用《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120—99)建议的方法进行验算。提供了一个成功应用基于增量法的土钉墙设计方法进行设计的工程实例,工程实践表明应用该方法进行设计是简便可行的。     

动态施工条件下土钉内力计算方法研究

以某深基坑工程土钉支护结构为例,采用现有设计规范对各层土钉的受力情况进行了分析,结果与实测值相差较大,采用考虑动态施工条件下的增量简化计算方法计算各层土钉内力,计算结果与实测值绘制的曲线分析比较吻合,得出增量法对动态施工条件下土钉内力计算简单可行,更符合工程实际。     

变形协调情况下土钉墙内力和位移的计算方法

 土钉墙的内力主要包括土钉轴力、钉土剪力和面层受力,而土钉墙变形的过程是土钉、面层和土体之间相互协调共同作用的过程,传统的计算模型都是从力矩平衡的力学角度出发,不能合理解释土钉内力和变形的相互关系。通过对土钉墙受力和变形机制的分析,利用Mindlin解计算在虚拟开挖应力和钉土剪力共同作用下土体侧向位移,结合钉土剪力和钉土相对位移的线性关系以及钉土剪力在最危险滑动面位置等于0的特点,计算土钉轴力、钉土剪力和土钉墙在开挖面位置的变形。土钉被动区段钉土剪力超出其极限值的部分转移至面层,假定面层受力增量呈三角形分布,根据静力平衡得到面层受力分布。通过与工程实测资料的对比分析,初步验证土钉墙内力和变形计算方法的合理性和可行性。     

特殊基坑支护的设计和应用

以一临近人防通道复杂条件下复合土钉支护的设计为背景,介绍了复合土钉支护技术的概念和设计以及采用国际通用岩土工程分析软件FLAC对复合土钉支护进行的土钉内力和支护变形的分析结果,并和现场实测结果进行了比较。通过实测数据与理论计算值、数值模拟值的对比分析,表明土钉实际受力较现有常规计算方法计算出的数值明显要低,而略大于FLAC数值模拟结果,探讨了现有计算方法的不足,证明了在复杂条件下的复合土钉支护用FLAC软件进行支护的变形、内力分析和支护的优化设计,可得到很好的效果。     

复合土钉支护的设计和应用实例

以一临近人防通道复杂条件下复合土钉支护的设计为背景 ,介绍了复合土钉支护技术的概念和设计以及采用国际通用岩土工程分析软件FLAC对复合土钉支护进行的土钉内力和支护变形的分析结果 ,并和现场实测结果进行了比较。通过实测数据与理论计算值、数值模拟值的对比分析 ,表明土钉实际受力较现有常规计算方法计算出的数值明显要低 ,而略大于FLAC数值模拟结果 ,探讨了现有计算方法的不足 ,证明了在复杂条件下的复合土钉支护用FLAC软件进行支护的变形、内力分析和支护的优化设计 ,可得到很好的效果。     

复合型土钉支护研究

介绍了基坑的支护结构类型及其支护结构内力计算方法,重点论述了复合型土钉支护的类型及其适用范围,探讨了锚杆 土钉复合型支护与搅拌桩 土钉复合型支护的变形特点,以供参考。     

双排桩复合土钉支护基坑的工程实例分析

通过一个具体的工程实例,采用数值分析的方法,模拟基坑开挖过程中双排毛竹桩复合土钉支护结构的受力性状,并与实测结果进行了比较,探讨了影响双排桩复合土钉支护基坑侧向变形和体系内力的因素。通过有限元数值分析结果与现场实测数据对比表明,二维有限元数值分析在一定程度上能够反映现场双排桩复合土钉支护基坑开挖的变形和内力分布情况。计算结果表明:土钉中的内力与其位置有较大的相关性,中上部的土钉受力较大,底部的土钉受力较小;各层土钉轴力是在开挖下一层土体时引起的,并且随着开挖进行,土钉的轴力逐渐增大;双排桩的刚度对基坑的侧向位移有较大影响。     

土钉墙水平位移的计算与分析

土钉支护已在基坑和边坡中得到广泛的应用,土钉支护的内力和变形与其施工中"边支护边开挖"的特点是密不可分,常用的计算方法无法计算土钉支护坑壁的水平位移.针对土钉支护的施工特点,建立了考虑施工过程的土钉支护模型,并对施工阶段土钉支护上的坑壁水平位移进行了分析.在此基础之上,采用软件Matlab编写了有限元计算程序,并用大型有限元软件ADINA验证其结果,说明其正确性.     

土钉墙水平位移简化计算方法

土钉墙由于其经济、施工简单,已成为目前基坑工程中的一种主要支护形式。目前还没有一种比较有效的土钉墙的位移计算方法。文章在总结前人对土钉墙内力和变形的研究成果基础上,从力的平衡与转换的思路出发提出了一种土钉墙的位移简化计算方法,该方法根据土钉与开挖面的距离分配释放力增量,与土钉力的真实值更为接近,并结合实际工程案例,采用实际监测数据和简化计算结果对其进行对比分析,表明了该简化计算方法的可靠性,具有十分重要的理论意义和实践意义。     

复合土钉支护基坑的工程实例分析

通过一个具体的工程实例,采用数值分析的方法,模拟基坑开挖过程中复合土钉支护结构的受力性状,并与实测结果进行比较,探讨影响复合土钉支护基坑侧向变形和体系内力的因素。通过有限元数值分析结果与现场实测数据对比表明,二维有限元数值分析在一定程度上能够反映现场复合土钉支护基坑开挖的变形和内力分布情况。计算结果表明:土钉中的内力与其位置有较大的相关性,顶部和底部的土钉受力较小。各层土钉轴力是在开挖下一层土体时引起的,并且随着开挖进行,土钉的轴力逐渐增大。参数分析结果表明:土钉设计参数如钉的刚度、水平间距,搅拌桩的刚度等对基坑的侧向位移有影响。     

基于滑楔平衡法的土钉力计算

现有土钉力计算方法大多是基于土压力理论分析的,而土压力理论在土钉墙中是否适用值得探讨;近年有的学者提出增量法计算土钉力,而增量比例系数颇受争议。针对现有土钉力计算方法的不足,本文提出了有效下滑力的概念和基于滑楔平衡法的土钉力计算方法。通过对有效下滑力分布规律、土钉受力机理分析表明:土钉受力主要受临界深度以下土体的有效下滑力影响。用工程实例对基于滑楔平衡法的土钉力计算方法进行验证,结果表明这种计算方法是合理的。     

复合土钉墙的有限元分析

采用同济大学编制的有限元软件分析了复合土钉墙的变形、受力状态,得出复合土钉墙变形与土钉墙变形有很大不同,水泥搅拌桩的存在改变了土钉力的分布,但其破裂面仍然为圆弧滑动破裂面,采用该有限元法进行工程实际设计是合理的。     

高陡顺层石质路堑土钉防护试验研究

为了研究土钉墙的工作性能,分析其受力状态和作用机理,结合某铁路高陡顺层石质路堑土钉墙防护工程实际,进行了现场试验。通过在不同排数土钉的不同位置上埋设钢弦式钢筋计进行使用阶段的性能测试,得出了土钉拉力随土钉长度和时间延续的变化规律、土钉墙潜在的破裂面位置、土钉墙土压力沿墙高的分布规律等有益的结论,可为类似工程的设计与施工提供参考。     

粘性土回填高挡土墙土压力计算探讨

针对粘性土回填高挡土墙的土压力计算问题,通过工程实例,分析探讨了用综合内摩擦角法和力多边形法计算粘性土主动土压力的差异性,并引入一折减系数使综合内摩擦角法更完善,以便为工程应用提供参考依据。     

土体强度对土钉墙设计参数及经济性影响分析

针对目前土钉墙设计参数进行优化设计只是在给定土体强度下进行的,且其优化算法仍有些缺陷,而在不同粘聚力c、内摩擦角φ下,研究分析土钉墙参数选取及经济性也具有重要的理论和实际意义。从不同土体强度出发,以单位墙长土钉墙工程造价为目标函数,按规范要求设置约束条件,建立了不同土体强度对土钉墙设计参数及经济性影响的计算模型,并应用嵌套的改进的遗传算法求解,得到土体强度与土钉墙设计参数、土体强度与土钉墙经济性的关系曲线,并对其计算结果进行分析。所得结论可为土钉墙参数设计选取及经济性分析提供理论支持。     

土钉墙变形的实用计算方法

本文在大量的土钉墙现场实测、模型试验、拉拔试验等资料的基础上,假定土钉轴力沿土钉轴线呈双抛物线形分布、土钉剪应力-位移关系满足理想弹塑性模型以及土钉面层不受力,推导出钉土相对位移、土钉墙坡面侧向变形和被动区土体内沿土钉轴线任意点土体位移的实用计算公式,给出了多根土钉及分步开挖后土钉坡面侧向位移增量的计算方法,讨论了本文提出的土钉变形计算方法中主要参数的计算模式,包括土压力、钉土间剪切变形系数、土钉整体稳定性计算等。通过三个工程的实测资料对本文计算理论进行验证,结果表明了本文土钉墙变形计算理论方法的有效性和适用性。本文所提出的土钉墙变形计算方法可以利用工程实践中大量的土钉抗拔实测资料,比较容易地推算土钉墙开挖后的变形情况,从而为土钉墙变形的预测和控制提供了设计和施工方面的依据和参考。     

带有超前微桩土钉墙的内部稳定性的探讨

超前微桩已在软弱地基的基坑支护中得到广泛应用。而目前对土钉墙设计而言 ,往往把超前微桩作为一种安全储备 ,没有考虑超前微桩对土钉墙内部稳定性所起的作用 ,设计理论已滞后于工程实践。因此 ,从带有超前微桩的土钉墙破坏形式及其计算方法出发 ,编制了能够计算带有超前微桩的土钉墙内部稳定系数的程序 ,并且用工程实例进行验证 ,认为在软弱土层中打设超前微桩可以增加土钉墙内部稳定性。     

土钉墙支护体系的受力分布特征分析

对北京某基坑进行了三维数值模拟分析,并对土钉的受力分布特征进行了研究,指出土钉受力呈梭形分布,中部受力大两端受力小;各排土钉受力差别较大,基坑中部1/3深度范围内土钉受力大,两侧较小。