设计参数对高压注浆与普通注浆土钉影响对比分析

通过对注浆土体物理力学性质试验及对不同设计参数下普通注浆土钉和高压注浆土钉稳定性变化规律的计算对比,分析了土钉间距、长度、倾角、钻孔直径对注浆土钉整体稳定的影响。分析结果表明:掺入水泥浆后土体的压缩模量显著提高,水泥注入量越高,抗剪强度和摩擦力提高值越大。随着土钉水平间距的增大,高压注浆与普通注浆土钉整体稳定安全系数比β值呈现先增大后减小的趋势,土钉间距设计宜选取在各工况β值均最大的区间内。对高压注浆土钉长度的优化设计应考虑不同深度,深部应在土钉长度较长区域选取,浅部应在土钉长度较短区域内选取,这样区域内β值更大,注浆产生的效果最佳。土钉倾角对高压注浆土钉的整体稳定安全系数影响比普通注浆土钉要大,高压注浆土钉在浅部可采用较小倾角,而在中部、深部处适宜采用较大倾角,这样能够更好地发挥高压注浆对土钉整体稳定的作用。高压注浆时,应选择适宜的钻孔直径,钻孔直径过大或过小,都不能最大程度发挥高压注浆土钉的利用效率。     

自平衡高压注浆与普通注浆土钉墙稳定性对比分析

研发了自平衡高压注浆钢管土钉,并对其受力特性进行了研究,分析了注浆浆液在土钉中的传力特点及实现高压注浆的机理,发现自平衡高压注浆桩抗拉性能明显优于普通注浆土钉。通过模拟工程分别对自平衡高压注浆土钉墙与普通注浆土钉墙进行计算,分析相同设计参数下,两种土钉墙整体圆弧滑动稳定性安全系数、抗滑移、抗倾覆稳定安全系数的差异。分析结果表明,在挖到基坑底部时,高压注浆土钉墙最不利滑动面半径明显大于普通注浆土钉,更有利于滑动体的稳定。相同工况下高压注浆土钉的圆弧滑动稳定安全系数要明显高于普通土钉,但对于抗滑稳定和抗倾覆稳定性两者则没有差异,高压注浆土钉墙相比普通注浆土钉墙在抗滑和抗倾覆安全性上也没有提高作用。     

基坑工程土钉墙设计参数对比分析

通过对上虞某工程土钉墙基坑围护设计实例分析,对不同间距、不同长度、不同倾角的土钉进行了对比,分析结果表明,基坑外部稳定抗滑安全系数和抗倾覆安全系数随着土钉长度的增大而增大,随着土钉倾角的增大而略有降低,不受土钉水平间距的影响；而基坑内部稳定性安全系数随着土钉水平间距的增大而减小,随着土钉长度的增大而增大,土钉倾角对其影响较小.     

新型外爪式钢管土钉受力性能研究

研发了一种外爪式钢管土钉,对黏性土中外爪伸出长度为20 cm,25 cm,30 cm的外爪式土钉与普通钢管土钉进行抗拉性能对比试验,分析了其受力性能的差异以及外爪长度对土钉受力性能的影响。对所研究的外爪式土钉与普通钢管土钉在基坑开挖后进行土钉墙整体圆弧滑动稳定性计算,得到各工况下土钉墙的稳定性安全系数的差异。分析结果表明,在此次试验的20 cm～30 cm外爪长度的范围内,外爪式土钉极限抗拔承载力均高于相同尺寸的普通钢管土钉,且土钉抗拔力随外爪长度的增加而增大。随着外爪长度的增加,土钉支护的整体稳定安全系数也随之增大。     

压力注浆参数对土钉受力性状影响的试验研究

通过对不同压力注浆参数下土钉现场抗拉试验,分析了不同土钉长度下注浆量、浆液水灰比等注浆参数对土钉受力性状的影响。分析结果表明,在试验范围内,相同注浆量下,土钉极限抗拉强度随着水泥浆液水灰比的减小而增大。对于单位长度内注浆量较高的短土钉,注浆量越高,浆液水灰比对极限抗拉力变化率的影响越小,反之,在单位长度内注浆量较低的长土钉中,注浆量越高,浆液水灰比对极限抗拉力变化率的影响越大。相同浆液水灰比下,土钉极限抗拉强度随着注浆量的增大而增大。对于单位长度内注浆量较高的短土钉,水灰比越大,注浆量对极限抗拉力变化率的影响越大,反之,在单位长度内注浆量较低的长土钉中,水灰比越大,注浆量对极限抗拉力变化率的影响越小。     

百富公司宿舍楼区西侧边坡事故分析

对水沟开挖前后土钉墙的受力情况进行分析对比,通过计算土钉的有效锚固长度、土钉抗拉断安全系数、抗拨稳定系数以及土钉墙的整体稳定性系数,揭示事故的根本原因是紧贴边坡支护结构基础开挖水沟。     

黏性土层中拉力型锚杆抗拔力现场试验研究

以深圳坪山锚杆大型综合试验项目为背景,对较为常见的一次注浆型锚杆和二次注浆型锚杆锚固体与岩土体之间的极限黏结强度进行了分析.与现有规范进行比较后,得出一些有益结论:在相同地层条件下,相同锚固长度的二次注浆型锚杆极限抗拔力普遍大于一次注浆型锚杆,锚杆极限抗拔力基本都随锚固长度逐渐增加,极限抗拔力与锚固段长度并非完全成正比...     

一种螺旋式可注浆土钉受力性能试验研究

研发了一种螺旋式可注浆土钉,对其受力特性进行了研究,通过对粘性土中螺旋注浆土钉、螺旋非注浆土钉及普通钢管注浆土钉进行对比试验,分析了三种土钉在受拉荷载下的受力性能的差异,试验结果表明,在加载过程中,螺旋注浆土钉抗拉受力性能最佳,螺旋非注浆次之,两者均明显优于普通钢管注浆土钉。螺旋土钉通过挤土的自平衡,可以对土钉孔侧产生一定侧压力,进而使土钉体与孔壁土体之间的摩擦力以及土体的强度得到增大。三种土钉在破坏时,最终的极限抗拉承载力差异并不大,最终都是土钉与土层之间的剪切破坏造成的。     

高聚物锚固体与粉土间黏结性能试验研究

以竖向高聚物注浆锚杆为对象,对高聚物锚固体与粉土间的黏结性能进行了大量试验,详细研究了锚固体直径、密度、长度对黏结强度的影响;同时研究了不同锚固体长度下黏结应力的分布情况,及其在不同荷载作用下的变化规律。试验结果表明：钻孔孔径、锚固体密度、锚固体长度对黏结强度均有重要影响：黏结强度随锚固体密度的增大而增大,在小密度情况下增幅更为明显;黏结强度随锚固体长度的减小而增大,短锚固长度（2.5～ m）下土体的抗剪强度几乎能完全发挥,长锚固体（5 m）时仍具有较长的有效黏结长度;黏结强度基本随孔径的增加而减小。高聚物锚杆有较显著的黏结应力集中分布现象,主要黏结区域随着荷载增大逐渐向底部转移和扩大。     

纳米改性水泥注浆土钉受力特性试验研究

通过对粘性土中常规水泥注浆土钉和加入纳米材料水泥注浆土钉进行的现场抗拉对比试验,分析了纳米改性水泥注浆对土钉受力特性的影响。试验结果表明,长度和钻孔直径均相同的土钉,在其它注浆参数均相同的情况下,水泥中掺入2%的纳米Si O2后,土钉的抗拔特性均得到了很好的改善效果,在同样荷载作用下,土钉变形均大幅降低。     

土钉墙施工阶段土体剪切破坏分析与加固处理

详细介绍了某土钉墙的设计情况和某开挖工况下的失稳现象,并对这种现象进行了分析.通过分析提出,在土钉墙施工阶段不仅要按圆弧滑动的简单条分法进行内部稳定性分析,同时还要进行每个工况的土体剪切分析.采用材料力学和土体极限平衡的理论提出了剪切破坏分析方法,分析了剪切破坏产生的机理,指出剪切破坏失稳的主要原因是由于土体抗剪强度不满足局部压力要求,这类失稳与每个工况的开挖深度无关,但与土体抗剪强度、开挖时间以及上一工况的土钉长度有关.剪切破坏失稳后,最佳的处理措施是采用预应力锚索加固,提出了加固锚索所需拉力的计算方法.     

高压注浆土钉特性及应用

面对重力注浆土钉的一些不足，提出了高压注浆土钉，并对它的一些特性作了一些探讨。通过土钉抗拔力学模型探讨了高压注浆士钉的抗拔荷载传递机理，简单介绍了其施工工艺。从土钉长度、抗拔安全系数、界面粘结强度、抗滑稳定性等方面说明了高压注浆土钉的优越性，并从实例分析证明其可行性。     

石墨烯改性水泥注浆土钉受力性能试验研究

通过对粘性土中两组尺寸均相同的土钉进行抗拉对比试验,其中一组为注入纯水泥浆的常规土钉,另一组为注入掺入不同含量石墨烯的水泥浆液,分析了不同含量石墨烯改性后注浆对土钉受力性能的影响。试验结果表明,石墨烯改性水泥注浆土钉抗拔性能明显优于普通水泥注浆土钉,但石墨烯掺入量不同,土钉的抗拔性能也有所差异,土钉的抗拉性能并非随着石墨烯掺入量的增大而提高,本试验的范围内,石墨烯最优掺入量为0.05%～0.07%。     

黄土类深基坑土钉支护内部稳定可靠性分析

讨论了黄土类深基坑开挖边坡土钉支护结构内部稳定性分析计算和设计方法。根据王步云等人的实验结果和所提出的分析计算方法,提出了黄土类边坡土钉墙内部整体稳定、单根土钉锚固稳定和杆体抗拉稳定可靠性分析方法,导出了相应的计算公式。采用精度较高的蒙特卡罗法计算可靠指标,同时探讨了可靠指标随各随机变量中值、变异系数之间的关系。     

搅拌水泥土锚杆作用机理及基坑支护工程应用

介绍了一种适用于软土地区的新型土层锚杆——搅拌水泥土锚杆,该锚杆可利用搅拌叶片对锚固体产生的压力提高锚固体与土体之间的黏结摩阻力,且钻杆及叶片作为加筋体与水泥土固结体共同形成锚固体。在试验场地进行了13根不同直径(250,300,350,400mm)锚杆与2根钢管式土钉抗拔对比试验,其长度均为12m。试验结果表明:搅拌水泥土锚杆的抗拔力特征值是土钉的1.6～1.9倍;在80kN荷载下,250mm锚杆平均位移较土钉小5.01mm,其工作性能明显优于土钉,且锚杆蠕变满足要求。搅拌水泥土锚杆在基坑支护工程应用结果表明:采用搅拌水泥土锚杆可以达到预期加固效果。     

注浆对土钉墙地面沉降影响的有限元分析

通过建立有限元模型,模拟土钉支护基坑开挖,在模拟中通过改变杆体材料的弹性模量Eg和杆体与土体之间的界面摩擦粘结强度,计算两个因素分别变化时,基坑边地面上一定范围内的沉降,分析土钉注浆对基坑边地面土体沉降的影响规律。分析结果表明,距离坑边较近范围内地面沉降随着土钉弹性模量Eg的增大而增大,距离坑边较远范围外的地面沉降随着土钉弹性模量Eg的增大而减小。从绝对沉降上来看,土钉弹性模量Eg对基坑外地面的沉降有所影响,但影响并不大。距离基坑边缘同一位置处的沉降随着粘结的增大基本呈现先减小后增大的趋势,粘结力为80k Pa时,沉降量最小。但从沉降绝对值来看,粘结力对坑边沉降的影响总体相对较小。     

土钉支护稳定分析的Bishop法改进及应用

土钉支护内部整体稳定性分析常用Bishop条分法和Fellenius条分法。已有的计算方法大多数是将土钉对土体的抗滑作用与土体本身的抗滑作用分开考虑,将两者合并考虑进行稳定性分析,得出了相应的计算公式,在圆弧滑动面的假设下,基于混沌优化利用该方法对某一工程实例进行了分析,得出了每一开挖步骤的安全系数和危险滑动面。     

土钉墙位移的影响因素分析

土钉墙是粉砂土、黏性土等地区基坑开挖围护的主要形式之一,基坑开挖会导致基坑及周围土体、土钉墙面层和土钉中的应力重新分布,为了保持土钉自身的稳定和平衡,土钉面层、土体会被迫移动到新的位置而产生变形。今以ABAQUS有限元软件为工具建立土钉—面层—土体的相互作用模型,土体应用Mohr-Coulomb本构模型,土体与土钉间的接触性质为摩擦小滑移,土钉在整个开挖过程保持弹性,土体的压缩模量随深度线性增加,在此基础上构造正交试验,分析不同工况下土钉墙面层最大水平位移、墙后沉降的影响因素及各因素对于位移的作用大小。结果表明:对于面层的最大水平位移而言,基坑开挖深度5 m时,土钉长度为8 m的面层有最小位移,而大于和小于8 m则位移增大。土钉墙倾角与面层最大位移相关性最为明显,当土钉墙倾角小时位移小,随着土钉墙倾角的增大面层位移则增大。就面层最大位移来说,当基坑开挖深度5 m时,各因素的最佳组合为:土钉墙倾角60°~80°、土钉长度8 m、间距1.6 m、土钉倾角小于15°。控制土钉墙面层位移最有效的办法是减小土钉墙倾角、合理设置土钉长度。     

微型桩+土钉支护基坑稳定可靠性分析

基于Fellenius条分法,构建了微型桩+土钉支护基坑边坡内部失稳的失效函数,推导了失效函数对随机变量c、φ、τ的偏导数;然后利用几何参数控制法建立了最危险破坏面的计算模型,实现了最危险破坏面的优化搜索;最后应用可靠性理论计算了微型桩+土钉支护基坑边坡内部稳定性分析的可靠度,并分析了土体内摩擦角、黏聚力及土钉注浆体与土体间粘结强度的变异性对基坑内部稳定可靠性指标的影响。     

深基坑土钉支护结构稳定性研究

利用积分法建立了土钉支护结构的内部稳定性安全系数计算模型和边坡最危险滑移面搜索模型,利用网格法对最危险滑移面进行动态搜索和确定,计算其内部稳定性系数.在保证内部整体稳定性的条件下,进一步建立了外部稳定性即抗滑移和抗倾覆的稳定性验算模型,推导了验算公式,以求得深基坑土钉支护结构的最优设计.最后结合工程实例,分析讨论了土钉支护结构设计中存在的问题,为其发展应用提供了实践经验.