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土钉支护的机理与稳定性研究

涂兵雄  
【摘要】:土钉支护实际上是由加固土体、土钉和面层共同作用形成的一种支护技术。它由于具有施工快速便捷、适用性强、经济可靠等优点,而广泛应用于各种边坡、基坑等工程的支护项目中。但在理论上对土钉支护的工作机理和稳定性研究仍缺乏正确的认识。本文借助准粘聚力理论,在秦四清等人对直立边坡和水平土钉的土钉支护结构研究的基础上,研究了有倾角边坡和有倾角土钉的土钉支护结构工作机理。提出了土钉支护结构破裂角这一新的概念,并通过剪滞法理论推导了土钉内力传递的公式。在前人研究成果的基础上,结合实际工程的监测结果,从理论上提出了土钉支护结构的拉裂—滑移双直线破坏模型,并推导其稳定性计算公式。通过对一个土钉支护工程各个工况的土钉内力和位移的监测,分析了各个工况对土钉内力传递和位移的影响,研究了土钉内力传递的规律,并且实测值与用本文推导的土钉内力传递公式计算的土钉内力值拟合很好,验证了土钉内力传递公式的正确性;另外通过对土钉最大拉力的分析,确定了土钉支护结构的潜在破裂面,其滑移面的夹角及破裂面与本文提出的土钉支护结构破裂角和拉裂—滑移双直线破坏模型吻合较好。最后,运用FLAC有限差分法软件建立了土钉支护的结构模型,对该工程实例进行数值模拟,进一步分析研究了土钉支护的机理和稳定性,得出了与实际监测和理论计算都比较一致的结果。本文对土钉支护的机理和稳定性研究,对传统土钉支护的设计和施工都有很好的参考价值。


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