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《煤炭科学研究总院》 2002年
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复合土钉墙数值分析与承载机理的研究

闫丽  
【摘要】: 复合土钉墙作为一种新型的基坑支护形式,目前已在松散地层、软土和地下水位较高、地下水丰富的地区得到了广泛的应用,并且对其在施工过程中的工作性能和承载机理有了一定的认识。在西北黄土地区地下水位较高、地下水丰富且周围建筑物密集的地区采用复合土钉墙进行基坑支护时,对其工作性能和承载机理的研究几乎为零。本文在前人研究的基础上,建立了非线性有限元计算模型,通过非线性有限元模拟计算结果,结合西安地区实际工程实测资料,分析总结了复合土钉墙受力变形特征及承载机理。主要进行了以下研究工作: 比较系统的总结了国内外土钉支护发展的历史和土钉支护技术的研究现状;复合土钉墙产生的背景和研究现状。 概括复合土钉墙的组成、构造形式,同时对其主要构造形式的工程特性以及复合土钉墙的施工方法和工艺特点进行了分析。 针对复合土钉墙的构造特点,建立非线性有限元计算模型;其中包括对土体、面层及搅拌桩超前支护、土钉、接触面单元的模拟。 依据工程实测资料,分别对地层条件相差较大的区域采用非线性有限元法进行数值模拟分析,研究复合土钉墙在施工过程中的变形特征、内力变化、破坏区的发展规律,总结其承载机理。发现地层条件对复合土钉墙的受力变形及承载机理影响较大:在地层软弱的地区复合土钉墙侧向位移上、下部较小,中下部较大,呈“凸肚状”;墙后地面沉降量的最大点在荷载中部,在外观上呈现出“沉降槽”。在地层较好的区域复合土钉墙侧向位移在上部大,下部小,呈绕趾向外转动的“前倾状”;墙后最大沉降量的点在搅拌桩顶,向后依次递减,呈“斜坡状”。 根据实测资料和有限元分析计算结果,本文系统的总结了复合土钉墙在不同地质条件下的受力变形特征和承载机理,为今后该支护技术的推广和发展提供理论依据。根据分析计算结果,结合现场工程施工经验,对复合土钉墙支护体系设计和施工提出了几点建议。
【学位授予单位】:煤炭科学研究总院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TU476

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