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搅拌桩—土钉复合支护结构的工作性状与数值模拟

徐运明  
【摘要】:搅拌桩——土钉复合支护结构是近年来应用越来越多的支护形式之一,由于它解决了普通土钉支护结构的止水、抗渗和超前支护等问题,具有较好的经济效应和广泛的应用前景。但是对于复合支护结构的作用机理,目前尚未形成统一认识,存在着理论落后于实践的局面。 本文在总结了已有研究成果的基础上,分别从搅拌桩、土钉以及二者共同作用三个方面阐述了复合土钉支护结构的作用机理,通过总结分析认识到搅拌桩在整个支护结构中的重要作用。 在设计理论方面,由于目前的设计方法仅把搅拌桩作为一种安全储备太过保守,文中提出一种考虑搅拌桩分担荷载的计算模型即“荷载分担法”,“荷载分担法”假定荷载由搅拌桩和土钉共同承担,其中搅拌桩所能承担的荷载由它的抵抗强度反算得到,而土钉分担的荷载由总荷载减去搅拌桩分担的荷载算得。 搅拌桩——土钉复合支护结构的破坏形式分为四种:搅拌桩破坏、体内破坏、体外破坏和面层破坏。文中对于各种破坏形态的稳定性做了深入研究,得到各破坏形式下的验算公式。 本文通过有限元理论构建搅拌桩——土钉复合支护结构的有限元模型,并运用大型有限元软件ABAQUS进行计算分析,以探讨基坑开挖过程中基坑边坡的位移模式、搅拌桩受力情况以及土钉轴力分布形态,最后通过一个工程实例验证有限元分析方法的可行性,为类似的工程提供参考。


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