土钉墙稳定性分析

土钉墙稳定性计算主要是针对其破裂面．文中介绍了双线形、对数螺旋线、圆弧形、朗肯理论破裂面及王步云简化破裂面等几种常见破裂面的分析确定，土体和土钉的破坏准则，并且结合实例简述了应用方法，为土钉墙的设计及施工提供了参考．     

桩锚-土钉组合支护中土钉受力规律

以北京某典型的桩锚-土钉组合支护为例,采用国际通用岩土工程软件FLAC(fast Lagrangian analysis of continua)-2D,对桩锚复合土钉支护中土钉的内力及变化规律进行了研究,并和现场实测结果进行了比较.实测数据与规范、数值模拟结果的对比分析表明,桩锚复合土钉支护土钉的受力略小于同样条件下纯土钉墙支护土钉的受力;土钉内力变化规律与土钉墙支护土钉内力变化基本一致;桩锚复合土钉支护土钉部分的破裂面与规范破裂面在底部差异较大.探讨了现有复合土钉支护计算方法的不足,同时也表明了用FLAC软件进行复合土钉支护土钉内力分析和优化设计,可以得到较好的结果.     

运用坐标转换法推导土钉拉力的计算公式

依据折线型破坏滑移面假定，分析土钉支护墙的内部稳定，运用坐标转换的方法，由力的权限平衡条件，推导出土钉拉力T＝∑Ti的计算公式。便于运用计算机编程，计算出土钉拉力。     

邻近管线渗漏对土钉支护体系安全性的影响

目的为更深入地研究基坑周边邻近地下管线渗漏对土钉支护体系安全性的影响,为工程设计及应用提供参考.方法针对某一具体失事工程,结合ABAQUS有限元软件,通过建立数学模型,分析不同入渗位置对土钉轴力、坑壁侧移及整体安全系数的影响规律.结果在入渗深度与宽度保持不变的条件下,假定入渗后的土体处于完全饱和状态,模拟结果表明入渗范围内的土钉轴力所受影响较大,且随着入渗位置逐渐远离基坑开挖面,土钉轴力的最大值逐渐向远离开挖面的方向移动;坑壁侧移先增大后减小,存在突变点;整体安全系数先减小后增大,在土钉末端入渗时,达到最小值,处于最危险状态.结论邻近管线渗漏位置对土钉支护体系的安全性影响较大,尤其是土钉末端,连接着土钉墙与后部土体,是管线渗漏时的薄弱环节,在结构设计时应充分探明管线位置,针对危险点加强防护措施.     

一种包含库仑和朗肯理论的土压力计算方法

基于库仑理论的平面滑裂面假设,考虑滑裂面上填土黏聚力及填土与挡土墙墙背接触面上的黏着力,推导出了黏性土或无黏性土的土压力关于破裂面倾角的计算表达式,并在经典朗肯和库仑土压力条件下,将公式退化对比,表明此方法涵盖了经典朗肯和库仑土压力理论.运用计算机程序绘制了土压力关于滑裂面倾角的函数图,可以容易地确定土压力的极限值,并求得相应的滑裂面倾角.通过算例比较各类土压力方法的计算结果,表明本文方法应用范围广,精度可靠,易于在工程中推广应用.     

规范法土钉轴力计算对比分析

土钉墙支护结构在目前具有很强的现实意义,由于工程设计人员对土钉受力机理的不同理解,从而选择不同的设计规范,得出不同的计算结果.本文以包头某深基坑工程为实例,使用建筑工程现行的3种规范对上部土钉墙支护结构的土钉轴力计算,对比分析这3种规范法计算结果的差异性,并讨论产生差异性的原因,为以后本地区类似工程提供一些计算参考.     

土钉墙非线性数值分析与规范比较

为完善土钉支护设计方法,利用国际通用岩土工程分析软件(FLAC),对土钉墙在分步开挖下的变形和受力进行了分析,并与现行2种规程的轴力计算结果进行了对比,指出了现行规程的不足,认为土钉的轴力不仅与土钉所控土层的土压力有关,而且主要是由于分步开挖过程中边坡变形积累产生的土钉与土体之间相对位移趋势的增大和群体土压力共同作用的结果.建议适当加大第一排土钉的长度,加强面层与土钉的连接.     

确定深基坑隆起破坏面的优化方法

采用有限元程序求得深基坑支护结构和土体开挖前后的应力状态以及土体任一点处的极限状 态函数值;运用人工参与的优化方法选择坑底最大可能隆起破坏的起点与终点以及潜在隆起破裂面的 形状和位置,并计算相应的安全系数。计算表明,潜在破裂面终点的位置对围护桩插入比不敏感,而潜 在破裂面起点位置随围护桩入土深度的增加而逐渐靠近围护桩。工程实例证实了组合优化算法对潜在 破裂面确定的有效性和实用性。     

挡土墙墙后土体应力状态及土压力分布研究

为了考虑在平移模式下刚性挡土墙墙后土体主应力偏转和水平土层间的剪应力作用,对墙后滑裂土体的应力状态进行了详细分析.考虑各土层滑裂面水平倾角的变化,对水平层单元法改进,建立了逐层渐近计算法.将墙面、滑裂面的应力状态与墙后滑裂土体的水平土层的静力平衡相结合,建立了水平土层竖向应力、挡土墙土压力、合力及其作用位置的计算公式.计算结果表明,挡土墙主动土压力分布与模型试验结果基本一致;计算得到的滑裂面为一曲面,其顶宽比库仑理论滑裂面小,与试验结果相吻合.     

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.     

基于可靠性的复合土钉支护基坑稳定性分析

针对预应力锚杆复合土钉支护基坑内部整体稳定的可靠性计算问题,以边坡极限平衡理论与圆弧滑动面法为基础,应用扰动力法建立了基坑内部整体稳定性分析的功能函数与最危险滑动面的计算模型.通过SLP优化法与单形调优法实现了最危险滑动面的优化搜索.以土体的抗剪强度指标作为随机变量,应用AFOSM(2)法计算了基坑内部整体稳定可靠性指...     

季冻区隧道明洞边坡支护的ＦＬＡＣ３Ｄ数值模拟

为了研究季冻区冻胀对边坡及其支护的影响机理,采用有限差分软件ＦＬＡＣ^３Ｄ研究了冻胀对边坡位移、支护内力和塑性区的影响规律。经过计算模拟和实测数据的比较分析,结果表明：冻胀期间,支护面层位移的最大值发生在边坡顶位置和软弱泥岩层的位置;喷锚支护面层最大弯矩值在坡顶附近坡面的１／３位置;支护最大的轴力值和锚杆最大轴力差值在坡底附近坡面的５／６位置,冻胀加大了边坡土体的塑性区,并扩大到软弱泥岩层中     

基坑支护土钉受拉荷载值的解析解

根据土钉墙受力特点,考虑钉土相互作用,建立了计算模型,并采用剪滞法理论来分析复合土体的受力性能及土钉的受拉性能,得出了土钉受拉荷载的解析解.与现有土钉受拉力的计算方法及现场观测结果作了比较,理论分析与实测结果吻合较好,从而验证了计算模型及分析方法的可行性.     

挡土墙后双层黏性土的主动土压力计算

针对挡土墙墙后为双层黏性土的情况,提出一种可靠的土压力计算方法.在平面滑裂面假设下,考虑填土黏聚力及填土与挡土墙墙背接触面上的黏着力,推导出双层填土的挡土墙主动土压力关于滑裂面倾角的计算表达式.在单层填土条件下将公式退化对比,表明该方法同样适用于单层填土的工况.通过算例将该方法的计算结果与工程实测值及分层法计算结果进行分析对比,结果表明,该方法的计算结果与实测值较符合.当填土为无黏性土时,可以采用改进分层法计算土压力;当墙后填土为黏性土时,改进分层法计算误差较大,建议采用该方法.     

柔性桩黏性土的非极限主动土压力

以柔性桩支护的黏性土基坑边坡为研究对象,考虑桩后土拱效应、非极限状态下桩土内摩擦角和黏聚力发挥值、桩后土体内摩擦角和黏聚力发挥值的影响,从黏性土应力莫尔圆出发,采用微层分析法建立静力平衡,搜索桩后土体潜在滑动面,推导柔性桩黏性土的非极限主动土压力计算式。通过实例计算对比分析了本文计算理论与经典Rankine计算理论,本文计算方法计算得到的主动土压力大于Rankine计算值,合力作用位置高于Rankine计算值,潜在滑动面范围小于Rankine极限状态滑动面。     

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.     

挡土墙土压力非线性分布的计算方法研究

基于数学方法对斜单元体进行力和力矩的平衡分析,得到了墙背粗糙且填土坡面倾斜情况下的土压力解析解,并进一步分析了填土坡面倾角对土压力的影响。对比分析表明:经典朗肯土压力理论可看作是解析解在墙背光滑、填土坡面水平情况下的特例;在填土内摩擦角一定时,挡土墙墙后滑动楔体的极限破裂角随着填土坡面倾角或墙土之间摩擦角的增大而减小。基于解析解得到的土压力分布呈现明显的非线性特征,且在填土面水平情况下挡土墙墙脚处的土压力为0,这与实测数据取得了很好的一致。分析还表明,随着填土坡面倾角的增大,墙脚处的土压力不再接近0反而越来越大。文中的求解方法还可进一步拓展至探求填土为粘性土情况下挡土墙上土压力的解析解。     

坡顶堆载作用下土钉墙变形规律分析

坡顶堆载作用下土钉墙变形规律的研究,可以为采用土钉墙支护形式的基坑工程的施工提供参考。文章以受坡顶堆载作用的某土钉墙支护工程为研究对象,利用Plaxis3D有限元软件进行三维仿真模拟,并结合工程实测数据,分析了坡顶堆载作用下土钉墙的土钉轴力、整体变形以及坡顶变形的相关性。结果表明：基坑坡顶水平位移和沉降之间为非线性关系,且这种关系在正常施工前期并不明显,可近似为线性关系,但是在坡顶堆载作用下非线性关系却非常明显;在坡顶堆载作用下,实施土体开挖等作业会导致土钉墙提前发生破坏,此时的坡顶水平位移临界值仅为开挖深度的5.75‰,应建立多级监测预警机制以保障施工安全。     

土层钉固护坡技术研究

通过室内试验和对大量收集到的有关资料进行分析,认为钉固后的土坡体的破坏形式为平移与转动的复合运动,不会发生平面破坏。根据其破坏形式建立了折平面的破坏模型。上部破裂面为垂直面,下部破裂面为与水平面夹角为α的平面。并提出了根据破坏运动趋势建立不平衡方程,求解土钉力的最大值。     

地震作用下土钉支护高速公路边坡动力参数分析

结合土钉支护高速公路边坡工程实例,在地震作用下采用大型非线性有限元分析软件ADINA对边坡的变形、加速度、土钉轴力及土压力进行了计算和参数分析.考虑土体和支护结构相互作用及其协同工作建立三维有限元模型.应用了非线性静动力性能的弹塑性模型模拟土体;采用了可以描述土钉在进入塑性阶段强化性质的双线形弹塑性模型模拟土钉;土与支护结构相互作用由接触单元模拟.主要研究了地震烈度、土钉长度、土钉间距以及土参数对边坡位移峰值、加速度峰值、土钉轴力最大值以及土压力峰值的地震响应影响.结果表明随着烈度的增大,边坡位移峰值、加速度峰值、土钉轴力最大值以及土压力峰值也都增大,其形状相似;随着土钉长度的增加,边坡位移峰值、加速度峰值、土钉轴力最大值以及土压力峰值将减小,在土钉支护的范围内边坡位移峰值和加速度峰值影响较大,坡底以下土体位移峰值和加速度峰值影响很小;边坡位移峰值、加速度峰值、土钉轴力最大值以及土压力峰值随着间距的减小而减小;土体参数c,φ增大时,边坡位移峰值和加速度峰值将减小,而土钉轴力最大值和土压力峰值将增大.