文档介绍：河北工业大学
硕士学位论文
复合土钉支护作用机理及变形性能有限元分析
姓名:王永成
申请学位级别:硕士
专业:结构工程
指导教师:宋娃丽
20081101
河北工业大学硕士学位论文
复合土钉支护作用机理及变形性能有限元分析
摘要
按照目前的设计规范和设计理论,复合土钉支护结构中各组成构件对支护所起的作
用,在理论上是予以承认的,但在计算上基本上是不予考虑的(其中锚杆可考虑其受力作
用)。本研究利用有限元工具,能够进一步将复合土钉支护各构件所起的作用予以定量化,
在理论上有助于进一步厘清复合土钉支护中各构件的作用机理,在实践上也有助于进一步
使工程设计合理化。
研究工作结合广州市宝盛沙地基坑工程的现场监测数据,利用二维有限元程序
PLAXIS 对复合土钉支护基坑的内力及变形进行了分析,研究还利用强度折减有限元法对
复合土钉支护基坑的稳定性进行分析,然后在此基础上又分别对搅拌桩、锚杆、微型钢管
桩的作用进行了有无对比的有限元分析。本研究的主要成果及创新性工作如下:
。数值模拟结果,都基本与监测数据和
通常分析一致,可以作为对本工程进行进一步研究的参照范本。
,搅拌桩的存在,使得基坑变形减少了约 50%;使土钉中下
部轴力减少明显;使得稳定系数增长约 30%。搅拌桩墙厚度变化对基坑变形、土钉轴力和
稳定系数等有较大或一定影响。但随着搅拌桩厚度的增加,影响变小。
,锚杆的存在,使得坑顶水平位移减少约 46%;使得顶、底
部土钉的受力减少,而中部土钉受力不均匀;使得稳定系数增长约 15%。锚杆预应力大小
对坑壁侧移有一定影响,随着预应力的增加,侧移的变化也减少;预应力变化对稳定系数
影响很小。
,微型钢管桩的存在,使得坑壁顶部水平位移减少了约 1/4,
但中下部水平位移稍有增加;使得上部土钉轴力要稍有减小,而中下部土钉轴力要稍有增
加;而对支护结构的稳定性能贡献很小。在微型钢管桩桩径达到一定程度后,侧移几乎不
再变化。
关键词:复合土钉支护,PLAXIS,搅拌桩,锚杆,微型钢管桩
i
复合土钉支护受力及变形性能有限元分析
THE FINITE ELEMENT ANALYSE POSITE SOIL
NAILING SUPPORT MECHANISM AND DEFORMATIOAN
PERFORMANCE
ABSTRACT
In accordance with the current design code and theory, the role ponents posite
soil nailing support structure, in theory, is recognized, but its calculation is not taken into account
(except anchor may be under consideration in the force calculation). In this study, with the finite
element tools, the role of ponent posite soil nailing will be quantified, which, in
theory, will help to further clarify ponents’ mechanism of posite soil nailing, in
practice, will also be helpful to the engineering design.
The study based on the on-site monitoring data of Baoshengshadi pit in Guangzhou, using
two-dimensional finite element program, PLAXIS, the internal force and deformation of the soil
nailing support analyzed. And the stability of the soil nailing foundation is also analyzed by the
strength reduction finite element method. On that basis, the role of mixing pile, anchor, micro-
steel pipe pi