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。     

基于土拱效应的土钉支护结构稳定性分析

土钉支护结构整体稳定性分析作为土钉支护设计中的关键验算项目,直接影响到土钉支护结构的正常运行。本文从土钉与土体之间相互作用原理出发,运用土的塑性理论和土坡的极限平衡分析方法,提出了基于土拱效应原理基础上的土钉支护结构稳定性分析的新方法,并与现行《规程》方法进行比较。研究表明:土钉直径和间距对土钉支护结构稳定性的影响远比《规程》方法的要大。     

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。     

强度折减法确定的复合土钉支护整体稳定系数

将强度折减法和显式有限差分法相结合计算复合土钉支护的稳定系数。该方法与传统的基于极限平衡的计算方法相比减少了很多假设，如滑裂面形状、位置等的假设。使用该方法计算复合土钉支护整体稳定系数，稳定系数的概念更加明确，而且滑裂面的范围更加直观。但该方法只对土体及水泥土搅拌桩的强度参数进行折减，而未考虑复合土钉支护中土钉及土钉注浆体与土体接触面的折减。提供了采用该方法应用于典型上海地区软弱土层中的复合土钉支护的算例，并且建议根据剪应变增量云彩图来识别滑裂面的位置。计算结果表明：该方法所计算得出的滑裂面与复合土钉支护实际破坏形态非常吻合；提供了基于极限平衡理论条分法的计算方法的结果，并将结果作了比较，比较结果表明：强度折减法计算的整体稳定系数与条分法计算的结果相差在10％之内，得出强度折减法计算整体稳定系数计算稳定系数可以用于工程实际的结论。     

深基坑土钉支护的FLAC数值模拟

本文应用FLAC3D对某基坑开挖和土钉支护进行了数值模拟，对土钉支护过程中的土体位移场、应力场和土钉的受力变化进行分析，对土钉支护工作机理进行初步研究，得到基坑边坡变形和受力以及土钉受力的规律。     

复合土钉支护工作性能的现场测试研究

土钉支护是利用土钉和喷射混凝土作为基坑支护的护壁，从而维持基坑的稳定，但对地层有一定依赖性，在松散砂土、软粘土及地下水丰富的地层中应用时，常因地层不能对土钉提供足够的抗拔力而难于采用。尤其是在饱和含水地层中，土体含水常使地层进一步软化，不仅导致自支承能力变得更差，且难于形成喷射混凝土面层，使土钉支护的应用大受限制。水泥土搅拌墙与自钻式土钉组合使用进行支护，是复合土钉支护的一种形式。这种复合土钉支护形式首先在即将形成开挖面一侧施工水泥土深搅桩帷幕，解决土体自立性、隔水性问题，然后在原位土体中加设自…     

土钉支护的有限元模拟计算

叙述了土钉支护有限元数值模拟的特点和作用机理，考虑了土体的弹塑性特性、土钉与土体的相互作用以及分步施工过程，并结合具体工程实例进行了数值模拟，通过有限元计算结果和监测结果分析比较，表明数值模拟方法在一定程度上能够更好地揭示土钉支护复合土体的应力与变形规律。     

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。     

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。     

疏排桩–土钉墙基坑支护中土钉墙加固效果试验研究

采用同济大学中型岩土离心机进行了5组疏排桩–土钉墙组合支护基坑的离心机模型试验。离心机模型试验结果表明:组合支护结构中土钉能够显著提高桩间土体稳定性。土钉长度对疏排桩–土钉墙组合支护基坑稳定性、破坏模式以及桩间土拱效应影响显著。在本文研究的土性和基坑条件下,当土钉长度和基坑高度之比(L/H)为0.33时,桩间土拱效应明显,桩间土体滑裂面形态与疏排桩支护结构形似,当L/H为0.67时,桩间土拱效应不明显,滑裂面形态与土钉墙支护结构相似。随着土钉长度的增加,疏排桩–土钉墙组合支护基坑中的排桩内力逐渐减小。     

土钉支护中土钉与土作用机理数值分析

对正常工作状态下的非超长土钉支护,尤其是当基坑周围存在已有建筑物时,尝试用一种新的土钉与周围土体的相互作用有限元方法来解决,模型中的土体单元和土钉单元由于节点自由度的不同,采用自由度的相互约束并借助于大型有限元程序Ansys的约束方程来进行数值模拟,使土体的线自由度和土钉的转动自由度协调起来,解决了不同单元自由度的连接问题,得出不同位置处土钉的内力分布及开挖面的位移。与已公认的土钉支护有关结论比较,结果吻合较好。     

基于有限元分析的土钉支护优化设计的复合形算法

通过建立三维有限元模型,对土钉支护的变形和受力性能进行分析,得出土钉力的合理分布。在此基础上,考虑土钉支护的水平位移,采用复合形算法,对土钉支护的结构优化设计进行研究,建立了土钉支护结构的优化设计数学模型,并编制了相应的计算程序。通过算例分析,并与基于极限平衡分析的优化结果相比较,得出合理的土钉支护结构设计的参考结论。     

H-V立体加筋黏土单轴试验

为了研究H-V立体加筋黏土应力-应变曲线及强度特性,在恒定应变加载速率下,对H-V立体加筋黏土进行了单轴无侧限抗压强度试验,得到了不同加筋高度及不同含水率下的应力-应变曲线。在给定的含水率下,研究了加筋高度为5 mm、10 mm、15 mm、20 mm的H-V立体加筋黏性土与极限应力的关系,得出了在一定范围内极限应力随竖向加筋率的增大而增大,但是其中存在一个最佳竖向加筋率,大于或小于这个加筋率,试样都不能达到最佳效果。在给定的加筋高度下,研究极限应力与含水率之间的关系,得出了极限应力随含水率的增加,先增大后减小的规律。此外,本文还研究了极限应力与分维数D之间的关系,得出了极限应力随着分形维数D的增加,先增加后减小,存在一个最优值。     

土钉超前支护的工作机理研究

在软弱地基中采用土钉墙基坑支护结构,当基坑开挖到一定深度时,由于地基自立性差或承载力低而受到一定限制,工程中通常采用超前锚杆来提高地基土的承载能力。土钉墙设计中,应从超前锚杆与地基土的相互作用机理出发,分析超前锚杆在土钉基坑支护中的工作机理,研究超前锚杆在土钉支护中的稳定性分析方法。     

土钉倾角对基坑工程的影响研究

结合工程实例,对土钉支护参数的设计计算进行了介绍,并计算了不同倾角情况下基坑最大水平位移、土钉最大拉力和工程中所需土钉的数量,分析了不同倾角对基坑稳定性及造价的影响,得出的一些结论对基坑土钉支护法的研究有一定的实际意义。     

复合土钉墙技术在软土地基中的应用

结合具体工程实例,对工程的地质条件进行了分析,详细介绍了复合土钉墙在软土地基中的应用,就施工过程中出现的问题提出了具体的处理措施,并总结了复合土钉墙基坑支护的优点,从而推广该工艺的应用.     

基坑土钉支护体系的有限元分析

结合工程实例,应用有限元程序对土钉支护进行了内力分析,并用所得的土体单元的应力值对土钉支护体系的滑移线进行搜索,提出了最小滑移安全系数的破坏面形状,得出对数螺旋线是较符合实际的结论,达到了工程要求,从而为以后的土钉支护设计提供了新的设计思路。     

永久性土钉支护结构耐久性设计的若干问题探讨

土钉支护结构引入我国后更多地是应用于临时性支护工程中。在充分考虑使用年限内的耐久性的情况下，土钉支护可用于永久性支护工程中。永久性土钉支护结构的耐久性设计可从土钉的配筋、土钉浆体及混凝土的耐久性、排水及构造措施等方面进行考虑。     

深基坑边坡失稳实例分析

土钉墙是基坑支护中非常经济、有效的支护形式，但由于支护体系主要依赖于土体自身稳定性及土体强度，使其支护的深度受到限制。为增加土钉墙支护的深度，可采取复合土钉墙支护形式。但在土钉墙支护的基础上增加何种复合结构，需要了解坡体的受力状态，对坡体受力状态的了解是支护设计和施工的前提。介绍了深基坑边坡采用复合土钉墙支护时，由于设计、施工等原因，造成边坡局部失稳的实例，为深基坑土钉墙支护设计和施工提供了宝贵的经验。可以看出，深基坑复合土钉墙支护，除常用的增加锚杆以增加边坡整体稳定性措施外，坡脚部位的稳定问题也需高度重视。     

土钉支护结构参数设计及工程应用

根据土钉墙支护结构的特点，结合工程实例，就土钉墙支护结构的土钉长度、间距、土钉倾角及面层等结构参数介绍了其设计的方法，实践证明了该设计方法的合理性。