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基于突变理论的土钉支护体系的稳定分析研究

钟声  
【摘要】:随着经济的快速发展,城市建设用地日益紧张,我国正大量兴建地下工程、开发利用地下空间,同时山区道路、房屋的建设工程也日渐增多,有效、经济、快速地进行深基坑、高边坡的开挖支护已成为许多工程的控制性的关键技术之一。在基坑开挖的众多支护方式中,土钉支护由于其材料用量和工程量少,施工速度快;施工设备轻便,操作方法简单;对场地土层的适应性强;结构轻巧,柔性大,有很好的延性;施工所需的场地较小;安全、经济等优点而被广泛使用。但目前对于土钉支护技术的理论分析相对落后,分析方法不够完善,这也在一定程度上限制了这一技术的继续发展。因此,我们很有必要在理论上对土钉支护体系进行深入细化的研究。 本文尝试着将系统科学中的突变理论引入到土钉支护的理论分析当中来,从传统的研究事物连续、光滑、不间断的变化转入到研究事物不连续变化的工作中来。研究中使用了突变理论中最常见的折叠型突变和尖点突变,分别对土钉支护体系中的土体和土钉与土体之间的粘结摩擦力进行分析,以势函数为响应变量,以基坑侧向位移为主要的控制变量,求解出了基坑发生突变时的临界位移,并通过临界位移,对开挖中的基坑进行安全性的评价。 本文还通过具体工程的计算,详细叙述了所提出基于突变理论的土钉支护临界位移的计算过程,计算出了土钉支护体系发生突变的两种主要破坏方式的临界位移,对比两种临界位移,判断土钉支护体系的破坏形式。


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