土钉墙复合土体准粘聚力机理分析

通过准粘聚力理论,对土钉墙复合土体抗剪强度的提高机理进行了分析研究,并推导出了复合土体破裂角和准粘聚力增量的表达式,分析结果对土钉墙支护的设计和施工具有指导作用。     

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。     

真空预压复合土钉支护在软土基坑中的运用研究

土钉墙以其众多优点广泛用于基坑工程,但在软土地区的运用有很大的局限性。在经过真空预压加固后的软土地基上进行深基坑土钉支护的可行性值得探讨。本文研究基于真空预压土体强度增长规律,用十字板剪切强度推求软粘土抗剪强度指标方法,按规范要求并考虑到软土地区深基坑土钉支护的特殊性进行土钉支护设计,分析真空预压联合土钉支护技术解决软土深基坑土钉支护外部稳定问题的原理。研究结果表明:经真空预压加固后,土体强度得到较大增长,土钉墙外部稳定性成倍提高,钉土界面粘聚强度显著增加,说明真空预压联合土钉支护技术运用于深基坑是可行性的。     

加筋土筋土界面抗剪强度影响因素试验研究

通过室内筋土界面直剪试验,考虑筋土界面抗剪强度的影响因素,进行了不同剪切速度、筋材空隙率及土体含水率下筋土界面直剪试验,分析了不同因素对筋土界面抗剪强度的影响。试验结果表明,剪切速度主要影响筋土界面的内摩擦角,对筋土界面黏聚力几乎没有影响,随着剪切速度的增加,内摩擦角变大,导致筋土界面抗剪强度增大。筋材空隙率主要影响筋土界面黏聚力大小,空隙率越大,筋材肋条对土颗粒的约束作用越小,筋土界面抗剪强度降低。筋土界面抗剪强度受土体含水率的影响较大,随着土体含水率的增加,筋土界面黏聚力和内摩擦角都明显减小,导致筋土界面抗剪强度显著降低。     

土钉墙支护结构破裂角的研究

土钉支护技术已广泛应用于一般的基坑和边坡工程中,规范中对土钉支护结构进行设计时,采取破裂面为直线,破裂角取45°+ч/2.借助准黏聚力理论,认为土体中设置土钉后,土体的内摩擦角不变而黏聚力变大,土体的抗剪强度增强.而且在土体中设置土钉后,改变了土体的应力状态,主应力方向发生偏转,土体的滑裂面相应改变.通过对土钉支护结构中的土体单元进行应力分析,得出了垂直基坑中土钉支护结构滑移面的破裂角为45°+ч/2-θ.结果表明土钉剪切滑移面破裂角与土体内摩擦角和土钉倾角有关,均成线性关系.     

考虑面板影响的土钉支护轴力分析

土钉抗拔力受土钉钢筋强度和土钉拔出力的影响。依据混凝土板冲切和剪切破坏标准，给出考虑面层影响的土钉抗拔力的计算方法。结合工程实例，分析了考虑考虑面层影响的土钉轴力以及安全系数的变化特征。     

压密效应对新型压密注浆土钉的强化研究

注浆压密效应是影响新型压密注浆土钉抗拔性能的一个重要因素。基于大型模型箱,开展了有压密效应和无压密效应的两组对比拉拔试验,研究了注浆压密效应对新型土钉性能的影响。另外,针对抗拔力随拉拔位移的演化规律,提出了抗拔力计算的双曲模型。研究表明:注浆压密效应对拉拔前期的抗拔力影响较大,而对最终抗拔力影响甚微。当土体条件发生变化时,注浆压密效应对抗拔力的影响取决于注浆压力,而非节泡直径。注浆压密效应引起的土体响应差异,其中包括垂直剪胀效应以及垂直和水平的挤压效应,是引起两种试验条件下抗拔力增加速率差异的根源。引入压缩模量和极限拉拔应力两个参数,建立的抗拔力计算双曲模型,可对新型压密注浆土钉的抗拔力进行有效计算。     

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。     

土体内外摩擦及摩擦强度试验研究

分析了摩擦的机理及土的摩擦强度，通过一系列的试验，分析了土体之间及土体与混凝土之间的外摩擦以及土体内摩擦随含水量的变化规律。试验结果表明：(1)影响土体外摩擦的主要因素有土体的颗粒组成、含水量、孔隙水溶液成分的化学性质和垂直接触面的压应力4个因素；(2)土体表观和本征内摩擦系数均随含水量增大而减小，但表观内摩擦系数受含水量的影响比本征内摩擦系数要大；(3)土中粒间吸力(尤其是可变结构吸力)对土体的摩擦影响很大；(4)土体裂隙面的外摩擦强度与土体的内摩擦强度随含水量的变化规律完全不同。土的外摩擦(系数)与土的内摩擦(系数)的区别主要在于：土体的外摩擦(系数)属于表观摩擦(系数)，它包含了与水溶液化学性质及饱和状态相关的广义吸力等各种粘聚力的贡献。而土体的内摩擦(系数)属于本征摩擦(系数)，广义吸力等各种粘聚力主要归入土体抗剪强度的粘聚力。土体抗剪强度组成部分的内摩擦与粘聚力存在关联作用。     

松花江松浦段岸坡土冻融直剪强度试验研究

为了对冻融作用对松花江松浦段岸坡土抗剪强度影响特征进行研究,对该段岸坡土体进行了冻融和直剪试验,试验结果表明:试样土体经过单次冻融后粘聚力会大幅度下降,内摩擦角会大幅度上升,土体抗剪强度会大幅度上升,试样多次冻融后粘聚力大幅度下降,土体内摩擦角会大幅度上升,土体抗剪强度会经第一次冻融后有所增加,随着冻融循环次数的增加,土体抗剪强度大幅度下降,该结果可为松花江岸坡稳定性分析提供科学依据。     

劈裂注浆加固土体剪切破坏规律研究

通过模拟试验研究了注浆加固土体3种剪切破坏形式对劈裂加固土体变形规律及承载能力的影响,土体及浆脉内摩擦角、粘聚力,浆脉倾角,浆-土界面结合力对3种剪切破坏形式的控制作用。研究结果表明:土体剪切面倾角及承载能力由土体粘聚力与内摩擦确定;浆土剪切面倾角及承载能力由土体粘聚力及内摩擦角、浆脉内聚力、内摩擦角、倾角及厚度确定;浆土界面剪切破坏承载能力由浆脉倾角及浆土界面结合力确定。     

土钉墙的设计与计算分析

采用Bishop法的计算假定,提出了一种土钉墙的设计计算方法,在此基础上用FORTRAN语言编制了可考虑土的成层性、土钉的长度、间距、土体的粘聚力、内摩擦角和地下水位变化等因素影响的计算程序,并分析了各种因素对土钉墙稳定性的影响。     

能量法在土钉支护结构分析中的应用

利用能量法从功率平衡的角度定量的给出了整体支护情况下土钉支护结构的极限开挖深度Hu的公式,得到了每步开挖下的安全系数ki及每步开挖深度Dhi;同时将土钉对土体的加固约束作用等效为土体的粘聚力增量,得到了似粘聚力Dc的公式。分析了支护结束极限情况下和逐步开挖情况下土钉支护结构主要设计参数对极限开挖深度iHu、安全系数ki、每步开挖深度Dhi、似粘聚力Dc的影响规律,为土钉支护结构的设计提供了一定的依据。     

土钉墙三维稳定极限分析的可靠度计算

本文介绍了应用上限理论建立的土钉墙稳定性评估的三维极限分析模型。将该模型中的三个参数,土粘聚力、内摩擦角及土体与土钉表面极限摩阻力作为随机变量,采用可靠度分析方法,计算土钉墙失稳概率。通过在实际工程应用表明,与传统的用安全系数作为评判指标的计算方法相比,该方法具有可真实反映土性变化特征、计算工作量增加不多的优点。     

土钉支护深基坑竖直边坡能量安全系数设计法分析

本文将土钉对土体的加固作用转化为似粘聚力，分析了土钉布置密度对边坡顶面竖直张拉裂缝深度的影响，在假设随上钉密度而变化的滑裂面的基础上，对土钉支护深基坑竖直边坡能量安全系数设计法进行了探讨，并给出了工程设计实例。     

土钉支护在边坡加固中的应用

建筑物附近边坡的处理一直是结构设计与施工工程技术人员非常重视的课题,本结合南京市三合村小区09幢住宅北侧山体的土钉支护设计,对土钉支护加固边坡的设计原理及方法加以计算分析,同时提出了充分利用原有边坡土体的粘聚力,发挥土体自身潜力的观点,即采取较为简单的方法（土钉加固）达到既加固了土坡又能节省工程造价的目的。     

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。     

土钉墙三维稳定极限分析的可靠度计算

本文介绍了应用上限理论建立的土钉墙稳定性评估的三维极限分析模型。将该模型中的三个参数，土粘聚力、内摩擦角及土体与土钉表面极限摩阻力作为随机变量，采用可靠度分析方法，计算土钉墙失稳概率。通过在实际工程应用表明，与传统的用安全系数作为评判指标的计算方法相比，该方法具有可真实反映土性变化特征、计算工作量增加不多的优点。     

深基坑土钉墙支护施工仿真分析

针对深基坑土钉墙支护,采用三维非线性有限元分析方法,模拟研究了深基坑的开挖与支护过程。计算中考虑了初应力和土体材料的非线性及钉土之间的相互作用。通过实例分析,给出了深基坑开挖与支护过程中土钉的轴力、钉土界面剪应力及基坑位移场等的情况,同时证明了选用经反分析得到的土体力学参数其结果更加准确。     

粘性土抗剪强度研究的现状与展望

在土力学计算分析工作中,抗剪强度（土的内摩擦角和粘聚力）是其中最重要的计算参数。能否正确地测定土的抗剪强度,往往是设计质量和工程成败的关键所在。本文综合论述抗剪强度研究工作中四个方面的重要问题：（１）应力、应变和加荷速率对抗剪强度的影响;（２）非饱和土的吸力和膨胀力与吸附强度的关系;（３）内摩擦角和粘聚力的特性及其变化规律;（４）从局部剪切发展到整体失稳过程中的应力变化和强度变化。岩土工程师需要对这些问题有全面的认识,才能对抗剪强度的试验资料作出正确的判断与应用。