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.     

桩锚与土钉联合支护结构中的土压力分配模式

桩锚与土钉联合支护结构中,土压力在桩锚和土钉之间的分配是联合支护结构设计的关键所在.土钉对土体的加强将使直接作用于桩锚结构上的土压力得到显著减小,从而降低桩锚结构中的锚杆应力水平,减短排桩插入土中深度.通常情况下桩锚与土钉联合支护结构的基坑边壁侧移很小,土钉长度范围内一般不会出现显著的破裂面,此时土钉支护部分可视为土压力向桩锚结构传递过程中的中间单元.据此可计算桩锚与土钉联合支护结构中土压力在二种支护结构间的分配及联合支护结构的协调变形问题.通过工程实例基坑边壁侧移的计算和监测结果对比,验证了土压力分配模式的工程适用性,对同类支护结构的设计计算具有一定的参考价值.     

螺旋土钉在边坡支护应用的探索性研究

通过“钢管螺旋基桩关键技术研究”项目的抗拔试验研究,发现螺旋土钉具有抗拔能力强、施工方便、工期短和对土体扰动小等优势,在边坡支护中可起到类似土钉支护的作用.利用MIDASGTS/NX分别模拟计算在普通土钉和螺旋土钉支护下的基坑边坡变形结果,对比普通土钉支护下的实测值,得出初步结论:螺旋土钉支护边坡较于普通土钉具有一定抵抗变形的优势,所以在边坡支护工程中采用螺旋土钉支护具有可行性,可结合实际工程,进一步展开实践研究.     

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。     

受限的桩锚与土钉联合支护结构的计算模式

桩锚支护结构主要依靠锚杆预应力承载并显著减小坑壁侧移,土钉支护主要依靠对坑壁土体的加强来减小土体侧压力并承载,将二者有机地联合起来成为一个共同承载的整体是目前基坑支护工程中常用的结构形式.在坑壁土压力及地面超载作用下,桩锚与土钉作为一个整体共同抵抗荷载和变形,但实际工程中基坑支护结构的可用空间常受到场地限制.根据桩锚和土钉联合支护结构的受力特点、施工特点及设计规范的相应要求,考虑预应力锚杆自由段长度与土钉直线破裂面间的协调关系,按照总锚固力等效原则,研究总结了受限的联合支护结构的设计计算方法,对受场地条件限制的基坑工程支护和开挖具有一定的理论指导意义.     

基坑开挖与土钉墙施工过程的数值模拟

应用有限差分法计算程序FLAC对淮安市某基坑开挖和土钉墙施工过程进行数值模拟,分析了基坑开挖和土钉支护过程中的土体位移场、应力场和土钉受力的变化规律.数值模拟的结果与现场监测数据比较吻合,说明了使用数值方法模拟基坑开挖的有效性,得到了土钉支护基坑的位移场和土钉受力规律.     

预应力锚杆复合土钉支护三维非线性分析

应用三维非线性有限元分析通用软件,对基坑工程中采用预应力锚杆复合土钉支护和单纯土钉支护2种支护方式进行数值模拟分析,包括分步土方开挖、土钉安设与面层制作等全过程的施工模拟,对同等工况下的单纯土钉支护和预应力锚杆复合土钉支护进行力学性状比较,包括坑外土层张拉应力区分布、变形特征、支护坑壁力学特征和土钉与锚杆拉力分布等方面的差异性,并结合复合土钉支护基坑工程应用情况,系统地研究了预应力锚杆复合土钉支护作用机理及其工作性能。     

土钉支护中的力学性能

通过对土钉与土体作用力的分析,建立了土钉与土体作用力的数学模型,找出了土钉受力的计算方法。通过一个典型实例,总结了土钉在基坑支护设计的改进方法。     

土钉支护中的力学性能

通过对土钉与土体作用力的分析，建立了土钉与土体作用力的数学模型，找出了土钉受力的计算方法。通过一个典型实例，总结了土钉在基坑支护设计的改进方法。     

复合土钉支护转角有利影响范围

基坑复合土钉墙转角处有明显的空间效应,受力变形较小,对支护结构有利,但不清楚转角定量的有利影响范围,目前设计中仍按照与基坑中部一样保守设计,为在此范围内降低土钉用量,避免保守设计,对水泥土搅拌桩复合土钉支护结构建立了全尺寸整体三维有限元模型,这种模型包含基坑的转角,能考虑基坑的空间效应,通过建立接触面单元,能考虑土体和搅拌桩、土体和土钉的相互作用,量化分析了基坑转角对支护结构受力和变形的有利影响范围,计算结果表明,基坑转角对开挖面水平位移、地表沉降、坑底隆起、土钉轴力的有利影响范围分别约为1.3、1、1、1.2倍的开挖深度。经与实际工程现场实测值对比,验证了该模型分析结果的可靠性,同时分析结果优于平面二维和局部三维有限元模型,结论为复合土钉支护结构的优化设计和安全施工提供了理论依据和研究方法。     

土钉和锚杆在基坑支护中的应用与比较

随着地下空间被广泛应用,基坑支护的设计和施工成为基本建设工程中日益突出的问题．在众多基坑支护的设计与施工方案中,土钉支护和锚杆支护是比较常用的两种不同的支护方式．但在实际施工过程中,经常把土钉支护和锚杆支护误看成是同一种支护方式．本文根据理论以及具体的工程实例,从多方面对两种支护方式进行分析比较．     

FLAC3D对土钉支护机理的数值模拟分析

结合工程实例,建立了土钉支护稳定性分析模型,选用FLAC3D进行数值模拟。通过模拟,揭示了无支护开挖与支护开挖过程中应力场和应变场的变化规律,进一步研究了土钉支护的作用机理和支护性能。数值模拟结论可以为支护设计与施工提供理论依据及参考设计值。     

人防工程开挖与稳定技术研究

地下人防工程是世界各国城市建设中必须考虑的重要工程,但受工程地质条件、技术因素等多种因素的制约,人防工程的开挖稳定仍是目前研究所面临的主要难题.研究中采用数值模拟方法对基坑开挖方案、支护形式、本构关系和主要参数进行研究和初步设计,确定了初步设计参数,并通过工业性试验和工程监控,验证了数值计算在土钉设计中的可靠性,为基坑工程的支护设计提供了依据,且产生显著的经济效益.     

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.     

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。     

复合土钉在基坑支护中的应用

通过工程实例说明了复合土钉在基坑支护中的应用,指出在一定的开挖深度范围内,或基坑周边环境及地质条件允许的情况下,采用复合土钉使临时性的支护设施即保证了安全,又满足了基础的施工,降低了造价,取得较好的社会效益和经济效益。     

土钉支护机理的研究

根据土钉支护的受力特点和钉土间的相互作用,采用剪滞力理论建立了土钉内力传递的计算模型,由平衡条件推导出了以土钉轴向应力为变量的微分方程,根据边界条件得出了土钉内力的传递公式,分析了土钉支护内力传递的规律。通过理论推导与土钉支护工程实例的现场测试结果对比研究,发现理论分析与实测结果吻合较好,验证了计算模型和分析方法的可行性,对土钉支护结构的设计和内力分析具有一定的指导意义。     

土钉内力计算方法的探讨与实例分析

在对现有土钉设计计算方法进行分析的基础上,指出了其所存在的不足,进而提出一种基于极限平衡分析的土钉内力计算方法.为检验该方法的可靠性,在一实际工程中进行了土钉内力的测试.测试结果表明,土钉受力仅为目前计算方法的1/8,显著小于按现有方法的计算结果,此方法与实测结果最为接近.     

上部土钉墙-下部桩锚支护结构整体计算模型研究

以郑州市郑东新区上部土钉墙-下部桩锚支护结构为背景,采用放坡简化模型和超载简化模型,分别采用理正软件进行变形计算,将相应成果与实测数据和有限元数值分析成果比较,发现放坡模型对应的结构变形比超载模型大。采用超载模型计算简便,且可以保证工程安全。