文档介绍：湖南大学
硕士学位论文
土钉墙的屈服准则与有限元分析
姓名:蔡斌
申请学位级别:硕士
专业:结构工程
指导教师:邹银生
20070512
土钉支护屈服准则与有限元研究
摘要
随着工业和城市建设的发展,城市地面空间愈加紧张,地下空间作为一种尚
未充分利用的资源,已开始受到重视并加以开发利用,地下车库、地下商场、地
下铁道等各种地下设施日益增多,基坑开挖深度由浅向深方向发展。土钉墙以其
突出的经济性与良好的工作性能在基坑工程中得到了广泛的应用,许多学者对土
钉墙进行了大量的实验研究和理论研究,但是对目前对土钉墙的性状和工作机理
的研究远远落后于工程实践。其机理及其性状还没有完全搞清楚,该问题仍有进
一步研究的必要。
本文首先从边坡内部应力分析的角度,对边坡失稳机理进行直观分析,根据
目前深基坑复合型土钉墙的研究现状和工程实际的需要,从理论和解决工程实际
问题的角度出发,利用有限元软件 ANSYS 对不同形式的土钉墙进行了深入地分
析。得出了对工程实践有一定参考价值的结论。
本文具体进行了以下几个方面的工作:
(1) 从边坡内部应力分析的角度,分别采用现行单一的 M-C 屈服准则和张拉
—剪切复合屈服准则对边坡失稳机理进行直观分析,并将张拉-剪切复合屈服准
则引入到土钉墙的稳定性计算中,结合土钉墙支护实例,对比分析用张拉-剪切
复合屈服准则计算的安全系数与《基坑土钉支护技术规程》(96:97)方法和《建
筑基坑支护技术规程》(JGJ 120-99)方法的不同。
(2) 根据目前复合型土钉墙的研究现状和工程实际的需要,从理论和解决工
程实际问题的角度出发,对普通土钉墙和搅拌桩-土钉复合型土钉墙进行三维非
线性有限元分析,对比分析了两种支护形式的性状。
(3) 研究了土钉长度、土钉倾角、搅拌桩刚度对复合型土钉墙的影响。
(4) 通过对普通土钉墙与复合型土钉墙开挖过程中结构性状的变化规律以
及各种影响因素的比较,分析了土钉墙的约束机制。
关键词:土钉墙;屈服准则;形成机理;有限元分析;复合土钉墙
II
硕士学位论文
Abstract
With the development of industry and municipal construction,ground surface is
ing less and less. As a kind of still unexploited resources, underground is
attracting more attentions and being widely utilized for underground establishments
as sub-carport, sub-marketplace and subway, etc. As a result, the depth of excavation
is ing deeper. Soil nailing wall is finding its wider application in foundation
engineering for its outstanding profits and favorable working characters, therefore
they have been studied theoretically by lots of scholars. Yet the mechanism and
genuine character posite soil nailing wall is still left unclear, demanding
further research.
Yield and failure behavious of rock and soil masses were analyzed from the
mechanical meanings. The intuitionistic explanations of the mechanism for
formation of critical slip surfaces in slopes were given by adopting Mohr-Coulomb’s
falure criterion and tension-posite failure criterion respectively. Based on
the current studies of the behavior and mechanism of the str