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.     

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。     

土钉支护体系基于增量法的设计计算

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增量计算方法能较准确地反映施工过程对土钉力产生、发展、变化的决定性影响。本文从边坡锚固稳定的思想出发,采用增量计算方法计算了土钉支护中土钉的受力,解决了采用该方法时的计算模式、开挖过程中的土钉增量比例系数的确定等问题。最后根据本文方法通过实际工程的增量法设计计算,并通过现场监测结果验证了增量法计算结果的合理性。     

桩锚与土钉墙联合支护土钉轴力监测

根据现场实测数据,分析了桩锚与土钉墙联合支护中上部土钉墙土钉轴力的变化规律,发展了基坑联合支护设计理念,为联合支护设计理论研究积累了试验数据。下部桩锚支护部分土体开挖会影响上部土钉墙稳定性,造成上部土体中应力发生转移,土钉轴力相对下部土体开挖前有显著增大。在桩锚与土钉墙联合支护设计中,上部土钉墙的设计必需考虑下部桩锚支护部分土体开挖的影响。     

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。     

桩桥墩下土钉支护的土钉内力有限元分析

利用三维非线性有限元分析对某实际工程中桩基桥墩下土钉支护中的土钉轴力进行研究。考虑土钉的加固作用，模拟土钉支护施工过程。选择能够反映开挖特点的土的本构关系，从而建立有限元分析方法，并通过编程计算研究土钉支护的土钉受力性能，分析支护参数的影响，将工程实测结果与有限元分析结果进行对比分析。最后，对桩基桥墩下土钉支护的设计提出两点建议，供大家参考。     

FLAC数值模拟在土钉支护体系中的实践应用

本文运用FLAC模拟边坡无支护开挖过程与土钉支护开挖过程,形象动态地展示了边坡开挖全过程,并从力学角度分析了土钉支护体系对土体加固的有效性,模拟计算了土钉轴力的分布和土体各部分的塑性状态,这与现有试验结果相似。     

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。     

数值分析在基坑复合土钉墙支护中的应用

数值分析方法在岩土工程界有着非常重要的地位,专门的岩土力学有限差分计算程序-FLAC更是有着广泛的应用.目前,复合土钉墙支护在基坑工程中采用已越来越广泛,但其现有理论和方法还不够成熟.本文阐述了该支护方法的主要特点及设计方法.运用FLAC建立基坑复合土钉墙支护模拟模型,该模型可以对预应力锚杆复合土钉墙支护结构进行开挖支护施工过程的二维动态模拟分析,通过数值分析,得到了基坑水平位移、竖直沉降、土钉与锚杆的轴力及位移、土体应力应变的分布曲线.结合实际工程所测得到的数据,将模拟数据与所测数据进行对比分析,说明了运用FLAC建立的二维数值模拟分析模型,能够反映复合土钉墙支护的基坑在开挖支护过程中的受力与变形特征.这也为基坑复合土钉墙支护技术的设计与施工提供指导,并对深入了解复合土钉墙支护作用的机理有较大的现实指导意义.     

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。     

基于MINDLIN解的土钉墙变形计算方法

 土钉墙变形是影响其安全的关键指标,已有的研究没有给出其变形的合理理论计算方法。提出基于MINDLIN解的土钉墙变形理论计算方法,该方法通过虚拟开挖应力模拟土钉墙开挖状态,基于实测资料假定钉土剪力在潜在滑动面两侧沿土钉方向呈双三角形分布,利用MIDLIN应变解计算虚拟应力和钉土剪力在钉尾和潜在滑动面位置产生的侧向变形,根据钉土剪力在潜在滑动面位置等于0的特点得到钉土相对位移在潜在滑动面位置为0的结论,并利用该结论及土钉力学平衡条件得到钉土剪力计算模型的2个相关参数,最后通过钉尾变形和土钉自身拉伸变形的叠加得到土钉墙任意位置的侧向变形。通过与法国CEBTP大型试验1#墙实测数据的对比分析,初步验证该计算方法的合理性和可行性。     

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。     

深基坑复合土钉支护模型试验研究

复合土钉支护是在土钉支护基础上发展起来的、用于深基坑支护或提高边坡稳定性的一种新技术，为深入了解其工作性能和作用原理，促进该项技术快速发展，进行了室内模型试验研究。深基坑模型按照“相似模型的几何长度与变形时间成反比”的相似法则设计，相似比为1：10。在试验中，模拟深基坑开挖与支护的实际步骤，分步开挖与支护。进行了3组模型试验，即复合土钉支护、普通土钉支护和无支护边坡，以便于分析比较。借助位移传感器测量深基坑地表沉降、基底隆起和坡面水平位移，通过布设在模型箱透明玻璃侧面内的观测点，测量边坡内土体的位移。试验结果表明：(1)由于土钉与水泥土搅拌桩的共同作用，复合土钉支护的基坑变形与普通土钉支护和无支护的基坑相比，具有不同的分布形态，并且复合土钉支护的基坑变形值最小，无支护基坑变形值最大；(2)由于土钉与水泥土搅拌桩的协同工作，使得更多的土体参与支护作用，从而分散了土体内部的应力，有效地控制了基坑变形，提高了基坑的稳定性。     

毛竹复合土钉墙数值分析

本文采用非线性有限元法探讨软土深基坑毛竹复合土钉墙支护机理。数值模拟采用ABAQUS三维非线性有限元软件和实体单元(取代传统的结构单元)来模拟毛竹土钉与土体的相互作用,土体采用莫尔-库仑理想弹塑性模型,基坑的变形分析采用在此软件平台上二次开发能反映基坑开挖卸载的邓肯-张E-B模型,模型参数采用三轴加、卸载应力路径试验值或经验值。毛竹土钉按张拉破坏的弹性材料进行模拟,坡脚毛竹排桩等效为连续板桩来模拟。数值模拟预测结果与现场实测结果吻合较好,表明三维非线性有限元法对毛竹复合土钉墙的变形预测具有定量计算精度,可用于动态指导基坑开挖、支护设计和施工。     

基坑土钉拉力现场试验研究

通过对国际烟草大厦深基坑土钉支护内力的现场测试,对土钉拉力的分布变化规律开展研究。现场测试结果表明:土钉在基坑边坡的中部承受拉力最大,上、下部受力较小,其最大拉力作用点出现在近面层2.0 m处,与基坑边坡潜在滑动面趋于一致。土钉承受拉力具有开挖效应和时间效应,随时间增长土钉拉力增加,基坑每一步开挖,已设置土钉的拉力都有大幅提高,至开挖结束一段时间后,土钉拉力趋于稳定。因而,基坑开挖后应立即进行土钉支护,以充分发挥土钉的加筋作用。     

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。     

软弱基坑中土钉墙整体稳定性分析应注意的问题

土钉墙具有施工便捷、现场文明、造价低廉等优点,已在深基坑支护结构中得到广泛应用。土钉墙设计通常采用专用设计软件进行设计,如国内最常见的理正深基坑支护结构软件,然而笔者在使用该软件过程中,发现该软件在进行土钉墙整体稳定性分析时,基坑底面以下的截止计算深度对土钉墙的整体稳定性影响较大,而按软件界面计算时不能真正求得土钉墙整体稳定性的最小安全系数。为此,提出用理正软件寻求最危险滑动面的方法,并与笔者的方法进行了比较,以供工程技术人员借鉴。     

粉质黏土深基坑土钉墙支护作用机理模型试验研究

以相似理论为基础,确定模型试验的相似比,然后按照相似比的要求选定相似材料,建立试验所需的土钉墙物理模型。设计合理的测试系统、加载系统模拟基坑开挖、土钉墙支护及降雨过程。测试整个试验过程中的土钉墙的墙顶水平位移、土钉内力、土压力等。试验结果表明,基坑开挖引起土体应力重新分布是影响土钉墙墙顶水平位移变化的主要因素,且每步开挖均都会引起墙顶水平位移呈台阶式增大,在土钉墙的施工阶段墙顶最终水平位移达基坑开挖深度的2.3‰;在墙顶的均布荷载不是很大的情况下,墙顶水平位移会随荷载的增大近似呈线性增大,且降雨是引起粉质黏土基坑位移的重要因素;基坑开挖过程中,墙侧土压力呈现先增大后减小再逐渐增加的变化规律;随基坑开挖深度增加,土钉受力逐渐由尾部向内部发展。     

土钉支护的离心模型试验研究

土钉由于其施工简便、经济高效,已做为原位土体加固和支护技术被广泛应用。但是对于土钉加固机理的了解还有待于深入研究。中国建筑科学研究院地基所和清华大学共同完成了土钉支护机理的离心模型试验研究。采用清华大学中型土工离心机进行了8组土钉支护基坑的离心模型试验。离心模型试验研究表明,土钉能够显著提高基坑土体的稳定性。土钉长度和密度对支护基坑土体的稳定性影响非常显著。在本文所研究的土性和基坑条件下,当土钉最大长度和基坑高度之比(L/H)为0.48和0.8时,基坑土体基本不会发生整体剪切破坏。土钉支护土体发生外部整体剪切破坏的条件是高密度布置短钉情况,土钉支护土体发生内部钉筋拔出破坏的条件是稀疏布置长钉情况。