复合土钉墙基坑支护结构体系工作机理研究

复合土钉墙是在基坑工程中广泛应用的一种支护结构体系,对复合土钉墙各个构件的受力情况和变形原理进行研究,可以更好地掌握复合土钉墙基坑支护结构体系工作机理。论文对复合土钉墙基坑支护结构体系进行了分析,对复合土钉墙的各个构件的受力情况和变形原理进行了研究。在结合基坑工程施工的系统检测的基础上,通过FLAC3D软件技术建立复合土钉墙结构体系的数学模型,并对数学模型进行研究。     

毛竹复合土钉墙数值分析

本文采用非线性有限元法探讨软土深基坑毛竹复合土钉墙支护机理。数值模拟采用ABAQUS三维非线性有限元软件和实体单元(取代传统的结构单元)来模拟毛竹土钉与土体的相互作用,土体采用莫尔-库仑理想弹塑性模型,基坑的变形分析采用在此软件平台上二次开发能反映基坑开挖卸载的邓肯-张E-B模型,模型参数采用三轴加、卸载应力路径试验值或经验值。毛竹土钉按张拉破坏的弹性材料进行模拟,坡脚毛竹排桩等效为连续板桩来模拟。数值模拟预测结果与现场实测结果吻合较好,表明三维非线性有限元法对毛竹复合土钉墙的变形预测具有定量计算精度,可用于动态指导基坑开挖、支护设计和施工。     

低碳环保型建筑基坑支护新技术

传统的土钉墙都是由高耗能高排放的水泥和钢筋构成。毛竹是一种可再生资源,具有抗拉强度高,短期强度相对稳定,长期强度逐渐降低。毛竹的这种特性,符合建筑基坑支护临时性特点。本文提出的低碳环保型毛竹复合土钉墙基坑支护技术,具有取材科学合理、绿色环保、经济、安全等优点,有着广阔的应用前景,是对现行土钉墙的结构用材和构筑理念上的重大突破。具体措施是,在基坑土钉墙支护结构中以毛竹取代了钢质土钉,面层砼中用竹篾网取代钢筋网,基坑坡脚的毛竹排桩与毛竹土钉连在一起构成复合土钉墙结构,能使基坑得到可靠的支护。文章详细阐述了毛竹复合土钉墙基坑支护机理、数值分析、计算方法及工程应用。     

毛竹复合土钉墙工作性状的数值分析研究

以某软土基坑采用毛竹复合土钉墙支护的工程实例为背景,利用有限元软件PLAXIS建立某设计剖面的平面应变有限元模型。为提高数值分析定量计算分析的精度,采用了能反映土体小变形和加卸载变形等特点的小应变刚度模型。通过对土钉墙面层及毛竹排桩的水平位移、坡顶沉降、毛竹土钉的轴力以及毛竹排桩的剪力和弯矩分布规律的分析,对堤坝形毛竹复合土钉墙的工作性状获得了较全面的认识,并探索了其可能的失稳破坏形式。采用该程序自带的强度折减有限元法计算了各开挖工况下支护体系的稳定安全系数,表明毛竹复合土钉墙在施工期间和施工后均具有较高的稳定性,具备可靠的支护能力。     

数值分析在基坑复合土钉墙支护中的应用

数值分析方法在岩土工程界有着非常重要的地位,专门的岩土力学有限差分计算程序-FLAC更是有着广泛的应用.目前,复合土钉墙支护在基坑工程中采用已越来越广泛,但其现有理论和方法还不够成熟.本文阐述了该支护方法的主要特点及设计方法.运用FLAC建立基坑复合土钉墙支护模拟模型,该模型可以对预应力锚杆复合土钉墙支护结构进行开挖支护施工过程的二维动态模拟分析,通过数值分析,得到了基坑水平位移、竖直沉降、土钉与锚杆的轴力及位移、土体应力应变的分布曲线.结合实际工程所测得到的数据,将模拟数据与所测数据进行对比分析,说明了运用FLAC建立的二维数值模拟分析模型,能够反映复合土钉墙支护的基坑在开挖支护过程中的受力与变形特征.这也为基坑复合土钉墙支护技术的设计与施工提供指导,并对深入了解复合土钉墙支护作用的机理有较大的现实指导意义.     

复合土钉墙基坑支护常见事故及其原因分析

复合土钉墙是在土钉墙的基础上发展起来的一种新型支护结构,已在各种地层中得到广泛应用,具有传统土钉墙无法比拟的优点。但是越来越多的基坑事故也导致从业人员对此种支护结构的安全性产生一定的怀疑。通过几个复合土钉墙支护工程实例,对复合土钉墙基坑支护常见事故原因进行了分析,并提出了避免事故发生的解决方法,为今后类似工程提供参考。     

土钉抗拔承载力经验验算方法

通过对北京、广州等地区11个工程实测的土钉最大轴力值和土钉最大轴力值位置的分析,提出了土钉抗拔承载力的经验验算方法,并采用梯形土压力分布模式和双折线潜在滑裂面分别计算土钉墙、预应力锚索加土钉复合支护及搅拌桩(微型桩)加土钉复合支护的土钉抗拔承载力。结合工程算例,将该方法与中国《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120—99)和《基坑土钉支护技术规程》(CECS 96:97)方法进行了比较。结果表明:采用该方法进行土钉抗拔承载力验算可以满足工程设计要求,为进一步开展复合土钉墙设计方法的研究提供了依据。     

关于“复合土钉墙技术的研究及应用”的讨论

笔者近日学习了杨志银教授等同志撰写的《复合土钉墙技术的研究及应用》一文(《岩土工程学报》2005年第2期,以下简称“原文”),文中阐述了复合土钉墙整体稳定性分析方法,并结合工程实例进行了分析。笔者根据土钉墙基坑支护结构设计方面的工程经验,就复合土钉墙整体稳定性的验算问题,提出不同的看法,望与原文作者商榷。根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)(以下简称《规程》)的要求,在进行土钉墙设计时,应对其整体稳定性进行验算,其最危险滑动面按圆弧滑动法确定,最小安全系数按简单条分法计算(《规程》第6.2.1条),复合土钉墙的整体稳定性也可参考此方法进行验算(如原文所述)。复合土钉墙(或土钉墙)     

深基坑复合土钉墙支护检测方法研究

复合土钉墙是一项新型的边坡和基坑支护技术。介绍了复合土钉墙的构造,通过一软弱土层中的基坑支护变形测试数据的分析,探索了复合土钉墙中的土—钉作用机理,并提出了一些应该注意的问题。     

排桩复合土钉支护结构在深基坑工程中的应用

排桩复合土钉支护结构是介于桩锚和土钉墙之间的一种支护结构,既有桩锚结构限制变形的能力,也有土钉墙支护的经济性。结合郑州某基坑工程,介绍排桩复合土钉支护技术概念,提出排桩复合土钉支护结构设计计算方法,并将计算值与现场实测结果进行比较。结果显示,实测基坑各项变形指标均小于计算值,土钉轴力与计算值基本吻合,技术成果可供同类基坑工程采用排桩复合土钉支护设计时参考。     

土钉墙变形破坏的数值模拟及设计参数优化

本文通过FLAC程序建立了16个土钉墙的数值模型,借助交叉试验的方法,分别计算了土钉和面层连接、土钉倾角、土钉长度布设、土钉间距这四种因素对两种坡度(73.3度和90度)基坑变形的影响。结果表明对不同坡度的基坑,它们影响的大小不同,并且它们之间存在明显的交互作用。随着基坑放坡角度的增大,土钉倾角、土钉间距的交互作用变小,成为次要因素,而土钉倾角、土钉长度布设的交互作用变大,成为主要因素。基于以上分析结果,提出了有效控制土钉支护变形应该考虑的因素和设计方案。     

深基坑支护技术应用初探

针对基坑支护的重要性,详细介绍了深基坑支护的类型,通过具体工程实例,对土钉墙支护进行了重点阐述,分析了土钉墙技术的优缺点,以推广土钉墙支护技术在工程中的应用。     

墙锚支护下某病房综合楼基坑变形的数值分析

为研究数值方法在模拟深基坑支护结构变形中的应用,利用FLAC3D对某墙锚支护下的基坑开挖进行了模拟,分析了边开挖边支护工序下基坑北侧墙顶水平位移和紧邻的门诊楼沉降的变形情况,得出基坑周边土层由距离基坑的远近依次呈现较小和较大沉降的规律;坑底土体最大隆起产生在基坑中部,并以此为中心依次减小;连续墙顶水平位移随开挖不断增大...     

硬化土本构模型在FLAC3D中的开发及应用

 基于塑性增量理论,推导硬化土本构模型的有限差分格式。在VC++编程环境下,利用FLAC3D提供的二次开发平台,编制硬化土本构模型的有限差分程序,实现硬化土本构模型在FLAC3D中的二次开发,并给出二次开发的步骤、方法和编程要点。通过不同应力路径室内试验结果与采用不同本构模型的FLAC3D数值计算结果进行对比分析,验证硬化土本构模型在FLAC3D中二次开发的正确性和必要性。对比分析表明：采用硬化土本构模型的FLAC3D数值计算结果与试验结果吻合较好,而且硬化土本构模型的模型参数可从常规三轴试验获得,模型参数简单,硬化土本构模型不仅能够反映土体的非线性特性,还能够反映深基坑工程复杂的应力路径,与其他土体本构模型相比,硬化土本构模型更适合用于深基坑工程的计算分析。硬化土本构模型在FLAC3D中二次开发的实现,扩大了FLAC3D的适用范围,在一定程度上弥补FLAC3D在分析岩土工程尤其是深基坑工程方面上的不足。     

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。     

某地铁车站软土深基坑加固效果研究

采用水泥土搅拌加固软土深基坑土体是工程中常用的有效方法。本文采用有限差分软件FLAC3D建立某地铁车站深基坑的数值计算模型,并对未加固和加固两种设计方案进行了施工全过程数值模拟,对两种方案的土压力、地下连续墙水平位移以及邻近铁路路堤沉降的模拟计算结果进行了对比分析。结果表明:三轴水泥土搅拌桩对于软土深基坑加固效果显著,能够有效的减少围护结构的侧向位移和地表沉降;当周边环境对基坑变形有严格要求时,对土体进行加固,提高土体强度是十分有效的措施。     

复合支护下深基坑的变形破坏和支护结构

以某深基坑工程为研究对象,利用岩土数值分析FLAC 3D软件,建立三维数值分析模型,模拟开挖和支护实际工况,分析了双排微型桩复合土钉支护下基坑开挖过程中的变形破坏和支护结构受力演化特征。结果表明:坑壁水平位移总体上呈现基坑顶部小、基坑中下部大的形式,位移等值线呈鼓肚状;基坑基底隆起量较大,随着距基坑壁距离的减小而减小;基坑边坡竖向沉降较小,最大沉降量出现在支护结构之后;土钉轴力分布呈中间大、两端小的形式,离基坑底部越近,土钉的最大轴力点越靠近基坑开挖面,且随着开挖深度增加,土钉轴力初始增长迅速而后发展较为缓慢;前排微型桩弯矩大于后排,微型桩最大弯矩随着开挖深度的增加不断增大且不断下移,开挖完成后弯矩最大值位于基坑底部以下2 m深度处;基坑开挖及支护过程中监测点的位移时程曲线和塑性区分布区域说明基坑整体稳定性较好,但在坡顶后缘出现拉张塑性区,基坑壁浅表层和基坑底角部位出现剪切破坏区,在施工中应对其采取针对性措施进行保护;该研究成果对深基坑开挖过程中动态演化过程认识和变形破坏防治具有一定参考意义。     

基坑开挖支护的数值模拟分析

土钉作为一项原位岩土体的加固技术,目前已广泛应用于深基坑支护及边坡加固工程中。文章利用基于显式三维快速拉格朗日算法的FLAC 3D程序,结合郑州市某基坑开挖支护工程实例,对基坑边坡土体的变形进行了分析,并对土钉与土体共同作用体进行了初步探讨。     

深基坑钢管复合土钉墙支护的工程应用与力学机理分析

以北京三峡大厦深基坑开挖支护为工程背景展开研究,运用FLAC^3D对三峡大厦深基坑的开挖支护过程进行了动态数值模拟,同时,随着基坑开挖支护的进行,实时监测基坑的变形情况,直到基坑开挖支护完成。通过数值模拟结果与实测基坑变形数据分析比较,可知数值模拟的方法应用于基坑开挖支护过程是比较可靠的,且钢管桩复合土钉墙能很好地满足基坑支护稳定性的要求。     

土钉墙及桩锚支护结构在复杂基坑支护中的应用

针对某基坑工程,综合对比各种支护形式及基坑的工程地质条件,并通过稳定性验算,确定基坑上部4.85m以1:0.7放坡并以土钉墙护坡,下部6m采用人工挖孔桩并以两排锚杆稳定桩体的形式支护,同时,采用信息化施工监测,对施工中出现的薄弱环节及时采取相应的补强措施,保证了基坑的安全及工期要求。