土钉支护中土钉力的计算方法

土钉支护机理为加固机制上的锚固机制;土钉支护中土钉力的发生、发展是与施工过程中被支护土体应力释放密切相关的。本文从边坡锚固稳定的思想出发,采用能够较好地反映施工过程的增量计算方法,并根据土体应力的释放效果确定了土钉拉力增量的比例系数,提出了土钉力的合理计算方法。最后,根据本文方法对实际工程进行了计算,并与实测结果进行了对比。     

考虑施工过程的土钉支护土钉轴力计算及影响参数分析

结合土钉支护边开挖边支护的特点,分析土钉支护施工中的开挖效应,阐述讨论土钉力增量的变化对土钉支护施工过程分析的意义。定义开挖影响面为施工过程中土体开挖时边坡内部土体滑动趋势最明显且土钉轴力增加最多的面,定义开挖土压力为以开挖影响面为边界的土块体作用在土钉支护上且由土钉承担的力,建立以开挖影响面及其上土钉力增量为主要研究对象的施工阶段土钉支护分析模型,给出施工过程中土钉轴力的计算方法。与应用其他方法计算得到的Clouterre项目1号墙建造过程中土钉力及量测值进行比较,计算结果与量测结果吻合较好。此外,利用该方法对土性、基坑剖面几何形状和土钉设置等影响因素进行分析。分析表明,所提方法符合施工过程中土钉受力的变化规律,是一种可行的、实用的土钉轴力分析方法。     

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。     

土钉支护技术的应用与研究进展

介绍了土钉支护技术在我国的应用情况和研究的进展。土钉支护技术在我国取得了新的和较大的成功,尤其是通过竖向和水平向预应力加强的复合土钉支护,使土钉支护技术不但可用于超深基坑的支护,并且用于含软土和砂层等不良地层的支护,使之成为一项施工简便、造价低廉、应用广泛的支护技术。同时在设计计算理论方面也取得了新的发展,通过增量法研究了土钉力的受力机理,认识了土钉力沿基坑深度的分布是与土钉的设置过程有关的,对土钉力的分布得出了正确的认识,对土钉力的计算提出了合理的简化方法。从土钉支护的一些事故中发现,土钉支护稳定分析应充分注意含有软夹层时的非圆弧滑动的稳定问题。对土钉力的检测应注意一般的张拉试验的抗拔力是包含了滑动区和稳定区的抗拔力,而设计的土钉抗拔力是指稳定区部分的抗拔力。对土钉支护的位移计算进行了探索,提出了弹性简化计算法。对软弱土中的土钉发展了微型钢管击入注浆式等新式土钉。最后对土钉支护稳定计算提出一种简化法的设想:验算土钉在水平方向受力的安全性和垂直方向土体的承载力。我国的岩土工作者在支护型式和设计计算理论上所做的工作都使该项技术得到了丰富和完善。     

一种计算土钉支护变形的方法

本文根据土钉支护位移产生的原理提出了一种计算土钉支护位移的方法。为表述土钉支护“增量应力释放”引起“增量位移”的变形原理，文中假定了一种“虚拟力”。该力作用在土钉面层上，引起了土钉支护的变形。文中假定土钉支护的增量位移由3部分组成，即“虚拟力”引起的开挖面的变形、当前开挖面变形对上层开挖面和下层开挖面的位移。通过简单的理论推导，文中得出一计算土钉支护位移的公式。同时，文中计算了成层软土层中的土钉支护位移，计算结果和工程实际比较吻合。     

复合土钉支护的FLAC3D数值模拟

为了分析复合土钉支护,以天津津湾广场基坑支护为例进行模拟计算。采用FLAC3D软件建立复合土钉支护模型,其中包括土钉、锚杆、微型桩、搅拌桩和喷射混凝土面层,并按照施工步骤进行求解,得出模拟结果。运用杨光华提出的增量法与台阶式土钉墙的土压力计算方法对该支护结构进行计算,得出计算结果。并分别将模拟结果、计算结果中的土钉轴力与土体水平位移进行对比,以确定该种数值分析方式的可行性。分析结果对复合土钉支护的设计有一定的参考价值。     

计算复合土钉支护变形的增量方法

根据复合土钉支护位移产生的原理提出了一种计算复合土钉支护位移的方法。为表述复合土钉支护增量应力释放引起增量位移的变形原理,文中引入了一种释放力。该力作用在土钉面层上,引起了土钉支护的变形。假定土钉支护的增量位移由三部分组成:即释放力引起的开挖面变形、当前开挖面变形对上层开挖面和下层开挖面的附加位移。通过简单的理论推导,文中得出一计算复合土钉支护位移的公式。同时计算了两个成层土层中的复合土钉支护位移,计算结果与实测数据比较吻合。     

土钉墙支护结构土钉轴力计算方法分析

考虑土体开挖和施工过程的影响,在增量法的基础上对土钉受力情况进行分析,结合工程实例计算,得出的土钉轴力计算结果与实测值相吻合,表明增量法计算土钉轴力是可行的.     

CNC科研中心办公楼土钉拉力现场监测研究

土钉支护中土钉拉力有多种计算方法。实践表明,土钉实际所受拉力与现有理论或规程计算结果相差较大。对CNC科研中心办公楼土钉支护进行了现场监测和分析,主要通过在土钉主筋上埋设钢筋应力计的方法,对土钉实际工作状态下的拉力进行了跟踪监测,并把实测拉力与现行常用计算方法得出的结果进行了比较和分析。研究结果表明,正常工作状态下土钉受力沿土钉长度方向呈抛物线形分布;在垂直方向,土钉拉力随深度的增加变化不大;土钉拉力明显小于现行规程计算结果。     

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。     

土钉最大轴力与基坑稳定性的研究

采用有限差分软件FLAC3D，对土钉在各种因素影响下的内力分布规律进行研究，得出土钉轴力沿钉长的分布表现为中间大而两边小的纺锤形；得出影响土钉轴力大小的因素依次为：地表荷载，土的摩擦角，地表荷载到基坑距离，土钉间距，土的粘聚力，钉长，钉土粘结强度，并得到了轴力与各因素间的关系式。将计算结果应用于某基坑工程，现场测试结果与数值模拟结果符合程度较好。     

GFRP土钉拉拔特性研究

由于传统土钉材料存在易腐蚀、耐久性差等缺点,近年来以GFRP为代表的新型土钉材料得到了高度重视。针对GFRP土钉受力特性,运用双曲线模型描述其在拉拔过程中剪应力–剪应变关系,采用数值方法求解拉拔控制方程,从而确定轴力、剪应力及位移沿钉长的分布。同时,通过室内GFRP模型土钉的拉拔试验,验证了该模型预测结果的准确性。在此基础上,对土钉直径、土–钉界面抗剪强度、土–钉模量比等参数进行了参数分析,并针对GFRP土钉容许拉拔力的确定提出了按位移控制的思路。     

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。     

基坑土钉支护结构受力及变形分析

通过对某基坑土钉内力及土体位移的现场测试 ,分析了土钉支护的内力分布规律和土体位移特征 ,研究了基坑土钉支护的工作性能 ,其结果可为理论研究和相关设计提供资料     

排桩复合土钉支护结构受力变形机理分析

排桩复合土钉支护结构是近年来在基坑工程实践中得到成功应用的一种新型支护形式,为研究其受力变形机理,在工程案例分析基础上,采用有限元软件建立排桩复合土钉支护结构三维数值模型,模拟基坑分步开挖工况,对排桩侧移、坑后地表竖向沉降、坑底土体隆起变形、土钉轴力及桩身弯矩等进行了研究分析。结果表明:排桩复合土钉支护结构中土钉起着“弱锚杆”作用,相对于纯排桩支护结构,改变了排桩的变形和受力性状;相对于纯土钉支护结构,排桩复合土钉支护结构中土钉轴力峰值较小且靠近基坑侧壁,土钉受排桩-面层系统的拉拔作用,钉头处轴力较大。研究成果可为排桩复合土钉支护结构的设计、施工提供理论参考。     

排桩锚杆复合土钉作用机制的试验研究与分析

本文结合某基坑工程,采用分布式光纤测量技术配合应力计监测土钉和预应力锚杆的应力分布、轴力变化,研究了基坑开挖过程中土钉和预应力锚杆的应力应变随工况发生变化的规律、注浆效应对土体力学参数及其对基坑潜在滑裂面变化的影响。得出主要结论:在试验条件下,预应力锚杆轴力随开挖深度增加而增加,开挖完成后随时间变化,预应力锚杆轴力逐步减小、土钉轴力逐步增加,锚杆与土钉承载力发挥难以协调,降低了总的安全度;未考虑排桩插入深度对支护的作用,是导致预应力锚杆和土钉轴力较小的原因,排桩复合土钉应考虑排桩的支护作用。通过对排桩预应力锚杆复合土钉支护体系的受力变形分析,提出了该支护设计的建议,对类似工程的设计和施工有着重要的指导意义。     

土钉基坑支护有限元分析与信息化监测施工技术在工程中的应用

土钉墙支护技术是一种柔性的被动受力支护技术,通过土钉来改善临近开挖面附近土体强度,从而达到支护目的。由于该技术涉及到钉土相互作用、群钉效应、土拱效应、应力路径等问题,因此其机理较刚性的被动受力技术更为复杂,对于大多数问题很难用解析方法来解决。有限元分析系统对土钉支护结构的优化设计和安全稳定设计得到较好的解决。对基坑变形、土钉内力测试、边坡位移作信息化监测,动态控制位移发展,可以确保基坑边坡的安全。     

土钉受力分析

对土钉进行模型试验和现场监测,结果表明,随着开挖深度的增加,土钉受力逐渐在某个位置形成最大值,并向两侧逐渐减小,而且最大值位置不断向远离面层的方向移动。     

土钉与土体间的摩擦力研究

土钉支护中 ,抗拔试验与土钉正常工作情况是不一样的 ,本文通过分析 ,找出了土钉在正常工作情况下摩擦力的计算方法 ,并结合工程实例加以说明