复合土钉支护变形特性的有限元分析

基于对土钉支护变形机理的研究,对土钉及复合土钉支护的有限元分析模型及模型参数取值进行了较深入的讨论。然后,通过计算探讨了预应力锚杆－土钉、超前微桩－土钉两种复合土钉支护的变形特性,并就其设计计算方法提出建议。     

复合土钉墙实例分析和变形评估

尽管 复合土钉墙在实际工程中广泛应用,但是由于 复杂的土层性质和变化多样的挡土结构形式, 一直没有能够找到实用的、被广泛认可的 变形 估算方法 。通过分析我国已竣工的 26 个典型的复合土钉墙支护基坑实例,探讨了复合土钉墙的最大水平位移、沉降与地质条件、支护设计参数之间的关系。统计分析表明,复合土钉墙最大水平位移、最大沉降大多分别在 0.4% , 0.2% 倍的基坑开挖深度附近变化。其中,最大水平位移是桩排和地下连续墙支护的两倍左右。设有预应力锚杆或微型桩的复合土钉墙,最大水平位移值会有所减小。基于 Mohr-Coulomb 强度准则提出的土层单位抗剪强度的新概念,反映了土层总的强度特性。当基坑主要土层单位抗剪强度增加时,基坑变形有明显减小的趋势。     

地面开挖工程锚杆支护，土钉墙讨论

中指出土钉就是土层锚杆,土钉墙就是土层中喷锚支护。地面开挖 工程存在应力重分布,渗流场重分布过程,一般情况下随着开挖紧跟支护,因此极限平衡设计法误差较大,中介绍了CSC工法指导原则,土钉墙受力分析,得出的结论 是钢筋网、喷射砼与土层锚杆（土钉）是配套的支护结构。 中进而说明软岩或软土地面开挖工程非线性大变形理论是解决工艺问题的有效工具。     

锚杆土钉组合支护变形特性的数值研究

用数值方法研究锚杆土钉组合支护的变形机理,并与土钉墙支护变形进行比较;论证了锚杆土钉组合支护可以有效减少基坑变形,适用于对变形有严格要求的基坑工程;阐述锚杆土钉组合支护中锚杆预加力大小、锚杆设置位置对基坑变形的影响,得出了一些有益的结论,对工程实践有一定的指导意义.     

排桩锚杆复合土钉作用机制的试验研究与分析

本文结合某基坑工程,采用分布式光纤测量技术配合应力计监测土钉和预应力锚杆的应力分布、轴力变化,研究了基坑开挖过程中土钉和预应力锚杆的应力应变随工况发生变化的规律、注浆效应对土体力学参数及其对基坑潜在滑裂面变化的影响。得出主要结论:在试验条件下,预应力锚杆轴力随开挖深度增加而增加,开挖完成后随时间变化,预应力锚杆轴力逐步减小、土钉轴力逐步增加,锚杆与土钉承载力发挥难以协调,降低了总的安全度;未考虑排桩插入深度对支护的作用,是导致预应力锚杆和土钉轴力较小的原因,排桩复合土钉应考虑排桩的支护作用。通过对排桩预应力锚杆复合土钉支护体系的受力变形分析,提出了该支护设计的建议,对类似工程的设计和施工有着重要的指导意义。     

土钉与锚杆的关系探讨

1 引 言 近年来土钉支护技术在我国基坑工程中广泛应用，工程建设标准化协会也于1997年制定了相关规程[1]，但工程界和学术界对土钉支护的概念和机理看法不尽相同。 中国建筑学会基坑专业委员会于2001年11月21日在南京召开了“复合土钉支护学术讨论会”。与会专家学者及工程技术人员对锚杆与土钉展开了讨论。从讨论发言可以看出，尽管许多文献和规范指出了土钉与锚杆的不同之处[2～10]，但工程实践中土钉与锚杆难以截然分开。本文从土钉与锚杆的联系角度探讨其关系，不妥之处希望得到指正。 2 土钉及锚杆的概念 分析土钉与锚杆的关系，首先要分析土钉与锚杆的定义。 锚杆在我国已应用数十年，其概念较为明确。典型土层锚杆的定义为：在稳定土层内部的钻孔中，用水泥砂浆将钢筋(或钢绞线)与土体粘接一起的拉结挡土结构。它由外锚具、自由段和锚固段组成[11]。 与锚杆相比，土钉在我国应用较晚，工程技术人员对其概念较为模糊。“土钉”源自法文clouage de sol，英文soil nailing，在国外又被称为原位加筋横向支撑系统(in situation earth reinforcement lateral support sys...     

深基坑锚杆-土钉复合支护的三维非线性有限元分析

根据深基坑土钉支护的受力特点 ,土钉与土体粘结滑移的工作性能 ,以及实际工程中的开挖建造与锚杆预应力施加等一系列施工过程 ,编制了针对锚杆 -土钉复合支护的三维非线性有限元程序 ,重点讨论了锚杆的存在对坑壁变形与土钉内力的影响。分析结果表明在对变形要求较严时 ,使用锚杆 -土钉复合支护可以有效控制变形。     

土钉墙支护技术在南宁移动通信枢纽楼基坑中的应用

本文简要介绍了土钉墙的概念、作用管理和与土层锚杆的区别之后,分析了土钉墙在南宁移动通信枢纽楼基坑中应用的设计和施工情况,澄清了一些工程设计或施工方案中把土钉当作锚杆的错误提法,为同类工程的基坑支护的设计施工提供借鉴.     

锚固技术在地铁基坑工程中的应用

介绍了锚固技术的原理，并就土钉支护技术和土层锚杆支护技术的原理、发展等进行了阐述。对土层锚杆与土钉支护的差异作了详细的比较，最后结合锚固技术原理简要介绍了锚固技术在城市地铁基坑工程中的应用实例，对今后锚固技术在地铁基坑工程中的应用具有指导意义。     

邯郸市某基坑不同工程地质条件下的支护设计

介绍基坑支护方案的选取,根据实际工程地质情况,基坑北侧采用安全可靠的单支点排桩与锚杆支护,其余三侧采用成本低、经济性好的土钉墙支护。采用朗肯土压力公式设计并计算了单支撑排桩与锚杆以及土钉墙支护的参数,并进行了安全稳定性验算;确定了施工过程中的变形监测方案。     

土体强度对土钉墙设计参数及经济性影响分析

针对目前土钉墙设计参数进行优化设计只是在给定土体强度下进行的,且其优化算法仍有些缺陷,而在不同粘聚力c、内摩擦角φ下,研究分析土钉墙参数选取及经济性也具有重要的理论和实际意义。从不同土体强度出发,以单位墙长土钉墙工程造价为目标函数,按规范要求设置约束条件,建立了不同土体强度对土钉墙设计参数及经济性影响的计算模型,并应用嵌套的改进的遗传算法求解,得到土体强度与土钉墙设计参数、土体强度与土钉墙经济性的关系曲线,并对其计算结果进行分析。所得结论可为土钉墙参数设计选取及经济性分析提供理论支持。     

自平衡高压注浆与普通注浆土钉墙稳定性对比分析

研发了自平衡高压注浆钢管土钉,并对其受力特性进行了研究,分析了注浆浆液在土钉中的传力特点及实现高压注浆的机理,发现自平衡高压注浆桩抗拉性能明显优于普通注浆土钉。通过模拟工程分别对自平衡高压注浆土钉墙与普通注浆土钉墙进行计算,分析相同设计参数下,两种土钉墙整体圆弧滑动稳定性安全系数、抗滑移、抗倾覆稳定安全系数的差异。分析结果表明,在挖到基坑底部时,高压注浆土钉墙最不利滑动面半径明显大于普通注浆土钉,更有利于滑动体的稳定。相同工况下高压注浆土钉的圆弧滑动稳定安全系数要明显高于普通土钉,但对于抗滑稳定和抗倾覆稳定性两者则没有差异,高压注浆土钉墙相比普通注浆土钉墙在抗滑和抗倾覆安全性上也没有提高作用。     

土钉支护的数值分析与应用技术研究

由于土钉支护的复杂性,其作用机理和设计理论仍处于研究阶段.根据土钉作用机理,研究了钉土的本构关系,建立了土钉的破坏准则、开挖荷载与位移计算有限元模型及模拟过程,并通过算例、试验,验证了数值计算在土钉设计中的可靠性,为土钉支护设计提供了依据.     

基于分层遗传算法的土钉支护方案研究

土钉支护方案的选择,对土钉设计十分重要。现行的土钉支护设计一般由工程类比或设计经验确定,可能造成材料浪费和安全隐患。将分层遗传算法应用于土钉支护方案的优化中。工程实例计算证明,经分层遗传算法优化后,在满足安全系数的前提下,土钉支护方案造价有所降低,优化效果良好。     

土钉安设位置与角度对边坡加固效果影响分析

基于朗肯土压力理论研究了土钉墙的主要设计参数对边坡安全性的影响。通过建立土钉安设位置及安设角度与边坡安全系数间的函数关系,从数学角度确定了高边坡和低边坡的界限值,分析了土钉安设位置、安设角度、边坡土黏聚力、内摩擦角4个主要因素对边坡安全性的影响,得到了高边坡情况下土钉安设位置及安设角度与边坡安全性负相关,低边坡条件下土钉安设位置及安设角度与边坡安全性正相关以及当边坡土质很差时不应采用土钉加固方案的结论。     

控制邻近建筑物变形的复合土钉支护技术设计和施工

针对土钉支护技术在软弱土基坑中存在边坡位移较大,安全程度降低等问题,介绍复合土钉支护技术(土钉+微型桩)在饱和粉土基坑支护中控制建筑物与边坡变形的实用设计方法和施工处理措施。通过现场试验和监测,对比分析普通土钉支护与复合土钉支护效果。工程实践证明,复合土钉支护(土钉+微型桩)技术能有效地控制基坑位移。     

深基坑复合土钉支护受力机理分析

由于对复合土钉支护受力机理不十分清楚,使得设计的边坡存在一定缺陷.为了从本质上更深刻地理解复合土钉支护结构,本文在室内试验的基础上,对土钉与水泥土止水帷幕复合支护型式的受力机理进行了详细的分析,得到该支护型式与普通土钉支护型式的本质区别:土钉与水泥土止水帷幕之间有一个力的传递过程,该传递过程是土钉与水泥土止水帷幕协同工作的表现.     

复合土钉技术在软土基坑中的应用研究

针对土钉支护技术在软土基坑中存在边坡位移较大、安全程度降低等问题 ,确定在软土和填土基坑中采用复合土钉支护技术进行基坑支护方案的设计与施工 ,以限制基坑边坡的变形。通过现场试验与监测 ,对比分析了普通土钉支护与复合土钉支护效果。工程实践证明 ,复合土钉支护技术能有效地控制基坑位移     

基于改进遗传算法的土钉支护结构优化设计

为了在保证基坑稳定性和正常使用的条件下提高土钉支护结构经济性,建立土钉支护的优化模型,并对土钉道数、土钉长度、土钉入射角、土钉间距以及土钉直径和孔径等设计参数进行敏感性分析,在此基础上合理选择各个设计参数的取值范围,为土钉支护优化提供约束条件。针对传统的遗传算法在迭代过程中出现的适应度值标定方式复杂、过早的收敛到局部最优解和在最优值附近收敛速度慢等缺点,提出采用动态自适应技术和非标准的遗传操作算子改进遗传算法的新算法。通过实例分析表明,采用改进遗传算法进行优化不仅可以大大节省求解时间,而且能够得到满意的结果。     

深基坑复合土钉支护模型试验研究

复合土钉支护是在土钉支护基础上发展起来的、用于深基坑支护或提高边坡稳定性的一种新技术，为深入了解其工作性能和作用原理，促进该项技术快速发展，进行了室内模型试验研究。深基坑模型按照“相似模型的几何长度与变形时间成反比”的相似法则设计，相似比为1：10。在试验中，模拟深基坑开挖与支护的实际步骤，分步开挖与支护。进行了3组模型试验，即复合土钉支护、普通土钉支护和无支护边坡，以便于分析比较。借助位移传感器测量深基坑地表沉降、基底隆起和坡面水平位移，通过布设在模型箱透明玻璃侧面内的观测点，测量边坡内土体的位移。试验结果表明：(1)由于土钉与水泥土搅拌桩的共同作用，复合土钉支护的基坑变形与普通土钉支护和无支护的基坑相比，具有不同的分布形态，并且复合土钉支护的基坑变形值最小，无支护基坑变形值最大；(2)由于土钉与水泥土搅拌桩的协同工作，使得更多的土体参与支护作用，从而分散了土体内部的应力，有效地控制了基坑变形，提高了基坑的稳定性。