文档介绍：兰州理工大学
硕士学位论文
土钉支护施工过程及地震作用下的有限元分析
姓名:王光彬
申请学位级别:硕士
专业:结构工程
指导教师:朱彦鹏
20060515
摘要近年来土钉支护结构得到了广泛的应用,但相关的理论研究目前均落后于工有限元分析,少见整体三维分析:在开挖过程中,不能考虑施工时单元生死的过渡时间过程等都会对分析结果产生一定的影响。另外,对西北黄土地区边坡及深基于以上原因,本文首先运用被称为专用于解决“土木工程结构中出现的疑随后,在上述有限元模拟的基础上,分析了土钉支护各项工作性能参数了它们的变化对土钉支护效果的影响规律。程实践。例如,对于有限元分析方法,前人所做的主要是二维平面或局部的三维基坑土钉支护结构的工作性能尚有待于进一步的研究。特别是支护结构在地震作用下的有限元分析,甚至地震过程中考虑结构与孔隙水压力耦合作用的分析,国内外基本上还是一片空白。难杂症”的有限元软件砸淮笮屯炼で街Щそ峁菇姓迦邢拊D拟,计算分析了分步施工中支护结构的变形和土钉轴力的变化情况。括土钉长度,水平间距,地面超载及土层性质等酝炼ぶЩば阅艿挠跋欤致最后,对土钉支护结构进行了动力响应分析,模拟了支护结构在水平地震作用、水平和竖向地震作用及地震作用时是否考虑结构与孔隙水压力的耦合作用儿种情况下土钉轴力的变化规律和支护结构的响应加速度、动位移等。关键词:支护;土钉;有限元;地震
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绪论第土钉支护技术的概念、特点及应用范围土钉支护的历史和发展目前在已有深基坑及边坡支护技术中,土钉支护作为一种主动受力支护结构出现于上世纪年代,是用于加固开挖土体和保持边坡稳定的一种新型挡土技术。所谓土钉支护,就是在原位土体中设置一定长度和密度的土钉咏罡思,体,在开挖面上则制作与土钉连成一体的钢筋网并喷射混凝土或者披挂预制面板。通过改良土体的力学强度及土钉在变形时提供给土体的锚固力,达到限制土体的变形,保持开挖面后土体的整体稳定的目的¨,!有造价低、施工简便、开挖而广、机动灵活、适用性强、随挖随支、二浩诙痰扔钟械餐燎降男蘩砑庸毯透骼嗔偈毙灾Щし⑸仁钡那老占庸獭咂录庸獭历史上最早应用土钉支护这种概念的重大工程实例可能要追溯到一百多年前英国建设世界上第一条水下隧道一泰晤士河隧道的旌工开挖中。现代的土钉支护技术是从世纪年代开始出现的,法国、德国和美国等许多国家几乎是在同一时期内各自独立地开始了这种支护方法的研究和应用【】。年,法国承包商提出了新奥法原理能够用于土质边坡和软岩的临时支护,并在法国凡尔赛附近的铁路拓宽中得到成功应用【U馐峭炼で接邢晗讣窃氐氖状斡τ茫为边坡和基坑支护的这一新技术的一出现就立即引起了人们的重视,进而掀起了应用这一新技术的浪潮。据年的调查,法国土钉支护每年用于公路工程就有。德国开发应用土钉支护技术仅迟于法国,但最早于年对土钉支使其与周围土体紧密结合,并依靠接触界面上的摩擦力,与周围的土体形成加固土钉墙的施工是一种由上而下分步修建的过程,通过开挖、钻孔、插筋、灌浆及挂网喷射混凝土面层来完成,因此也被国内岩土工程界称为注浆锚杆或者锚钉支护,在国外又被称为原位加筋侧向支撑系统。由于它尽可能的利用了基坑边坡土体的固有力学强度,变土体荷载为支护结构体系一部分,因此土钉支护具点,使其在近几年广泛应用于地下水位以上或经过排降水措施后的杂填土、普通粘性土、非松散砂土基坑或边坡中。土钉支护技术的应用范围:魑M撂蹇M诘牧偈敝Щぃ糜诟卟憬ㄖ⒌叵陆峁沟壬罨涌M冢土坡开挖等。魑S谰眯缘餐两峁梗话阌胧┕たM谑钡牧偈敝Щは嘟岷希缢淼洞口的上端挡墙和洞口两侧挡墙,路堑路堤的土坡挡墙,桥台挡墙等。硕士学位论文
国内外土钉支护技术的研究现状曼曼护技术进行了系统的研究,并于年首先建造了第一个永久性土钉工程.】。年的调查表明,德国当时至少己建成了鐾炼で剑猛炼几乎全为注浆钉,采用二次挤裂注浆的也不少,也有采用先击入后注浆的方法,这种不需要钻孔的特殊土钉带有扩大的端部【”。美国最早应用土钉墙技术是在本等国家,此后在印度、新加坡、南非、澳大利亚和新西兰等国也均有应用和研随后土钉的应用得到了迅速发展,而对于土钉性能的了解与设计方法却落杲辛似吒龃笮妥愠呤慷で绞匝楹湍P褪匝椋送饣菇架建筑与公共工程试验中心进行了三个大型土钉墙试验,试验证明土钉主要受拉,及拉力延长度的变化规律和极限平衡法可以估计土钉破坏时的承载力【括分析方法和程序开发、离心试验、抗剪试验等,而这些研究又促进了工程实践的发展。现在,土钉支护技术在法国、德国、美国和英国己成为一项常规技术,房黄土边坡的加固工程实践中【璊,利用土钉支护技术对“垂直高度.,坡角的边坡”成功地实施了加固以来,炼ぶЩぜ际蹩J荚诠诹餍起来,并出现了一些代表性的工程,如重庆市望龙门土钉墙工