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基于增量法的土钉支护结构变形计算及分析

作　者: 梅迪
导　师: 朱彦鹏；郑建军
学　校: 兰州理工大学
专　业: 岩土工程
关键词: 土钉支护土钉轴力增量法变形抗拔试验剪切变形系数
分类号: TU476
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

土钉支护技术是上世纪七十年代发展起来的一种原位土体加筋柔性支挡技术。土钉墙自其出现以来就凭借着经济、可靠、施工便捷等优点得到了广泛的应用。但目前对土钉墙工作机理及特性的研究并不能满足工程设计和现场施工的要求。例如,土钉支护是被动加固土体的方法,只有在土体产生变形的前提下土钉才会受力进入工作状态;同时较大的水平及竖向变形又会对边坡稳定造成不利的影响。但现在对土钉墙的变形尚没有一种简便、可靠的计算方法,土钉墙设计中常用的极限平衡分析方法也并不能计算出结构的变形。本文在前人工作的基础上,提出了土钉墙变形的增量计算方法,并用该方法讨论了土钉墙变形的影响因素及土钉墙的变形特征,主要工作可概括为下几点:1.首先用增量方法计算出考虑施工过程影响的土钉轴力,并假定土钉轴力沿长度的分布规律,推导出沿土钉轴线任意位置上墙体在轴力作用下的水平位移;2.计算稳定区内剪应力所导致的土钉与土体相对位移,并将其与轴力作用下的水平位移相叠加,得到墙体内沿土钉轴线任意位置上墙体位移及墙面变形的计算公式;3.通过选取比较有代表性、数据全面的现场足尺寸试验工程进行计算对比,验证计算方法的可靠性;4.应用本文提出的计算方法讨论了土钉沿深度的布置、土钉长度及钉孔直径对变形的影响,总结了土钉支护结构的变形与位移规律。另外,本文还对土钉的抗拔试验进行有限元模拟,通过数值分析的方法求得不同土体的剪切变形系数。

全文目录

摘要  7-8
Abstract  8-9
第1章绪论  9-20
  1.1 土钉支护概述  9-12
    1.1.1 土钉支护的概念  9-10
    1.1.2 土钉墙与其它柔性支挡技术的比较  10-11
    1.1.3 土钉支护的优点和局限性  11-12
  1.2 土钉支护机理简述  12-13
  1.3 土钉墙的历史与发展  13-16
  1.4 土钉支护技术的研究现状  16-18
    1.4.1 极限平衡分析方法  16-17
    1.4.2 有限元分析方法  17-18
  1.5 本文的研究意义与研究内容  18-20
第2章土钉墙变形的增量计算方法  20-40
  2.1 土钉轴力的增量计算方法  20-22
  2.2 变形计算  22-30
    2.2.1 土钉轴力引起的位移  23-29
    2.2.2 钉土相对位移  29-30
  2.3 计算参数的确定  30-39
    2.3.1 土钉位于稳定区及主动区内的长度  30-32
    2.3.2 土体剪切变形系数  32-39
  2.4 本章小结  39-40
第3章增量计算方法与工程实测的对比分析  40-50
  3.1 工程实例1  40-46
    3.1.1 工程概况  40-41
    3.1.2 轴力计算  41-43
    3.1.3 参数确定  43
    3.1.4 计算对比  43-46
  3.2 工程实例2  46-49
    3.2.1 工程概况  46-47
    3.2.2 变形计算  47-48
    3.2.3 计算对比  48-49
  3.3 本章小结  49-50
第4章土钉墙变形的参数分析  50-59
  4.1 结构参数确定及变形计算  50-54
  4.2 墙面变形的参数分析  54-57
    4.2.1 土钉沿深度的分布对变形的影响  54-55
    4.2.2 土钉长度对变形的影响  55-56
    4.2.3 钉孔直径对变形的影响  56-57
  4.3 本章小结  57-59
结论与展望  59-61
参考文献  61-65
致谢  65-66
附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录  66

基于增量法的土钉支护结构变形计算及分析

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