深基坑土钉支护正交数值模拟试验初步研究

把数值模拟计算用于工程设计阶段,对深基坑土钉支护设计有很重要的意义,特别是对超近深基坑(群)变形控制的设计.通过应用于土木及采矿工程的拉格朗日元法的应用程序FLAC(Fast Lagrangian Analysis of Continua,连续介质快速拉格朗日分析),结合工程实例,对深基坑土钉支护进行正交数值模拟,初步探讨了土钉支护参数对支护变形的影响,可供超近深基坑土钉支护变形控制设计时参考.     

预应力锚杆柔性支护在深基坑工程中的应用

预应力锚杆柔性支护技术广泛应用在深基坑工程中,为了研究其工作机理,对某一实际深基坑工程进行了数值模拟分析,并将预应力锚杆柔性支护和土钉支护两种方案进行了对比研究。分析结果表明:二维数值模型未考虑实际工程中基坑的空间效应,其数值计算结果偏安全;预应力在锚杆支护中起着重要作用,施加预应力可以明显减小基坑的变形;增加土钉长度或减小土钉间距,在一定程度上能减小基坑的变形,但很难控制基坑的整体稳定性;与土钉支护相比,预应力锚杆柔性支护可以有效控制基坑变形,从而保证基坑的整体稳定,能满足深基坑工程防护需求。     

深基坑桩锚与土钉联合支护设计与数值模拟

对郑州市某大型深基坑进行桩锚与土钉联合支护设计,应用FLAC3D软件对桩锚与土钉联合支护过程进行数值模拟,对各开挖过程中基坑位移场和土钉锚杆等结构单元的受力变化进行分析,模拟结果与设计计算结果基本吻合,数值模拟结果有效地指导了设计计算和现场施工过程.     

桩锚与土钉联合支护结构的工程实例

桩锚和土钉支护结构是我国目前最常采用的两种深基坑支护形式．根据土钉与桩锚支护结构的特点及设计计算方法，通过河南省郑州市一大型深基坑工程实例，研究了桩锚与土钉联合支护结构的受力和变形特点及其设计计算方法，对类似工程具有一定的参考价值．     

土钉支护结构中钉土相互作用机理分析

土钉支护是一种原位土体加固技术,因其造价低、工期短,在基坑工程和边坡支护中得到广泛应用.采用三维显式快速拉格朗日元法(FLAC3D)从土钉支护的作用机理出发,结合某基坑土钉支护实例,讨论了开挖过程中基坑土体变形特性和土钉的内力分布规律,进一步揭示了土钉的相互作用机理,为以后的工程实践提供了参考的依据.     

复合土钉支护深基坑稳定性及变形的有限元分析

以泉州泉府大第商住楼基坑工程为实例,在充分研究深基坑工程概况、地层结构、支护形式及周边环境条件的基础上,基于复合土钉支护的工作原理,运用SLIDE软件对复合土钉支护深基坑进行稳定性分析,以GEO-Studio中的SIGMA/W模块进行变形特征的有限元分析,结果表明该基坑的稳定状态及变形与实际监测结果接近,该方法对基坑开挖支护过程中信息化指导施工具有实用价值.     

路基土钉支护加固的数值分析

建立路基土钉支护加固的数值分析计算模型,对边坡土体的变形及土钉的受力进行分析,数值结果表明:随着边坡开挖深度增加面板位移加大,土钉轴力增加.基于此数值分析建议在工程实际中土钉不等长布置会得到更好的支护效果与经济性.     

复杂条件下土钉支护技术的应用

介绍了在临近人防通道复杂条件下土钉支护的设计,为确保人防的安全,采用国际通用FLAC岩土工程分析软件对设计方案进行了比较和优化,预测了支护的变形和土钉内力,并进行了现场实测。通过实测数据与理论计算值、数值模拟值的对比分析,表明土钉实际受力明显低于现有常规计算方法计算出的数值,而略大于FLAC数值模拟结果。论证了FLAC用于土钉支护变形、土钉内力分析的可行性,指出了现有计算方法的不足。     

微型桩与部分预应力复合土钉变形因素分析

微型桩和部分预应力复合土钉支护是近年来出现的一种新型基坑围护结构,已得到广泛应用。本文运用显式差分有限差分软件FLAC-3D分析了土钉长度、土钉倾角、微型桩间距、微型桩嵌固深度及土钉预应力支护参数对复合土钉支护变形的影响,并用正交试验方法分析了各影响因素对变形的敏感度。结果表明:适当增加土钉长度、控制微型桩间距、增大微型桩的嵌固深度能控制支护结构变形,增加土钉预应力对减小支护变形效果明显,同时土钉预应力大小对支护变形的影响最大,而土钉倾角的影响最小。     

某基坑土钉支护的三维数值分析

为了更好地了解土钉支护基坑的内力和变形性状,利用商业软件FLAC3D对某一工程实例进行了三维数值模拟,详细分析了其应力特征及变形特征,还计算了土钉倾角和土钉间距的改变对基坑变形的影响.计算结果与实测结果基本吻合,表明用FLAC3D模拟土钉支护是可行的.计算结果同时也表明,基坑变形有明显的空间效应,应选用较小的土钉倾角和合理的土钉间距.     

土钉墙基坑支护机理研究

从土钉的结构特点出发,分析了土钉作为复合式的支护结构形式,在基坑支护和边坡加固中所起的作用,同时与锚杆支护形式作了对比,提出了土钉墙基坑支护设计时应考虑的若干问题。     

土钉墙非线性数值分析与规范比较

为完善土钉支护设计方法,利用国际通用岩土工程分析软件(FLAC),对土钉墙在分步开挖下的变形和受力进行了分析,并与现行2种规程的轴力计算结果进行了对比,指出了现行规程的不足,认为土钉的轴力不仅与土钉所控土层的土压力有关,而且主要是由于分步开挖过程中边坡变形积累产生的土钉与土体之间相对位移趋势的增大和群体土压力共同作用的结果.建议适当加大第一排土钉的长度,加强面层与土钉的连接.     

土钉支护有限元分析

土钉支护是目前应用最广泛的基坑支护型式之一。如何考虑土钉支护的作用至今仍存在值得探讨的问题。采用有限元方法对土钉支护的作用机理、变形及内力进行分析,其接触界面节理单元采用改进的四结点Good-man无厚度单元,土体本构关系为能反映土体剪胀性和扩容性的Drucker-Prager准则,并将其应用于工程设计中。与实际监测结果的对比验证可以看出,该模型是有效性和可行的。研究结论对土钉支护的设计与施工有较高的应用价值。     

地震作用下土钉支护边坡动力分析

应用动力弹塑性有限元方法,研究了双向地震激励下土钉支护边坡动力响应。考虑土体与支护结构相互作用及其协同工作建立三维有限元模型。给出了地震波和阻尼的选取方法。应用了非线性静动力性能的弹塑性模型模拟土体;采用了可以描述土钉在进入塑性阶段强化性质的双线形弹塑性模型模拟土钉;土与结构的相互作用由接触单元模拟。研究内容包括边坡竖向地震响应、水平地震响应,土钉的地震响应,土压力地震响应。结果表明土钉支护边坡延性大,有很好的抗震性能;地震作用后各层土钉轴力都增大;边坡在地震作用下产生永久位移;地震作用下土压力峰值形状与地震作用前的土压力形状相似。这些结论对土钉支护边坡的抗震设计与动力分析有较高的参考价值。     

基坑土钉支护的突变分析

尝试着将系统科学中的突变理论引入到土钉支护的理论分析当中来,从传统的研究事物连续、光滑、不间断的变化转入到研究事物不连续变化的工作中来.研究中使用了突变理论中最常见的折叠型突变和尖点突变,分别对土钉支护体系中的土体和土钉与土体之间的粘结摩擦力进行分析,以势函数为响应变量,以基坑侧向位移为主要的控制变量,求解出了基坑发生突变时的临界位移,并通过临界位移,对开挖中的基坑进行安全性的评价.通过具体工程的分析,计算出了土钉支护体系发生突变的两种主要破坏方式的临界位移,对比两种临界位移,判断土钉支护体系的破坏形式.     

主被动复合支护结构的协同工作机制研究

为进一步研究主被动复合支护结构的协同工作机制,以预应力锚杆复合土钉墙为研究对象,采用理论分析与数值模拟相结合的研究方法,分析施工过程中土压力在土钉与预应力锚杆之间的分配规律,总结不同支护机理构件间的协同工作机制.采用改进的增量法逐层计算施工过程中的水平位移,建立主被动复合支护结构的变形计算理论,并考虑施工过程中的各种影响因素.研究结果表明,预应力锚杆设置两层满足优化设计理论,邻近位置的土钉受预应力锚杆的影响较大,应用改进的增量法计算坑壁水平位移简单方便可靠.     

土钉墙+水泥土桩墙联合支护结构的力学特性分析

为充分发挥水泥土桩墙的高强度特性,提出了一种土钉墙+水泥土桩墙的基坑联合支护结构,并介绍了其设计理念。基于有限元数值模型,结合南昌地区典型地质条件,系统地研究了联合支护结构对渗流场、土体水平位移、土钉轴力、水泥土桩墙桩身应力、基坑破坏模式的影响,以及坑底加固、水泥土桩墙距离对基坑支护性能的影响,并与传统土钉墙和复合土钉墙支护结构进行了对比分析。结果表明：在保证墙体安全的条件下,联合支护结构的受力机制更合理,开挖面处土体水平位移、桩身轴向及切向应力均小于传统的土钉墙和复合土钉墙;基坑破坏模式表现为重力式挡土墙破坏模式,对坑底进行加固处理可进一步显著改善其支护性能。     

深基坑工程复合式土钉墙支护技术的应用综述

以基坑工程实例形式介绍了复合式土钉墙支护技术的应用效果,并论述了复合式土钉墙的计算方法和构造设计,提出选用复合式土钉墙支护方案的建议。复合式土钉墙是在传统土钉墙的基础上,配合采用预应力锚杆、水泥土搅拌桩、超前树根桩（微型桩）、S．M．W工法等技术措施,以控制土钉支护的变形,满足环境对支护的设计要求而形成的一种组合式支护技术。该支护技术能有效地缩短施工工期,具有成本低,适用面广,安全可靠等优点。     

土钉支护参数的数值模拟

运用FLAC程序模拟了土钉长度、倾角、布置方式以及土层强度参数的变化对基坑水平位移、土钉最大轴力的影响。模拟结果表明：为控制基坑变形，应适当增加土钉长度，但长度也不能过长；为控制基坑变形，土钉宜水平或接近水平设置。     

深基坑土钉支护的有限元分析

采用考虑转动自由度的修正古德曼节理单元作为接触面单元,将平面弯曲钢钉单元和考虑弹塑性的土体单元相互连接,利用有限元方法对土钉支护的作用机理、变形及其受力进行分析,并将其用于工程设计中。与实际监测结果的对比验证可知,该模型是有效的和可行的,研究结论对土钉支护的设计与施工具有较高的应用价值。