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预应力锚杆加固基坑的稳定与变形分析

许德  
【摘要】:本文对锚杆拉拔特性及锚杆支护基坑的稳定变形进行了研究。在介绍预应力锚杆体系的广泛应用及其研究进展后,详细探讨了稳定性分析的三个重要方法,并着重介绍了有限元极限平衡法的思想。在预应力锚杆支护体系方面,重点分析单根锚杆拉拔性能,并在此基础上采用FLAC分析了预应力锚杆支护基坑的变形与稳定,评测了锚杆各个参数的影响。在计算安全系数和搜索滑裂面上,有限元极限平衡法展现了与有限差分法程序相似的性能,其本身合理可行同时也有较好的可扩展性,因此将会为工程设计和施工提供参考依据。本文主要工作有: (1)对单根锚杆拉拔的受力机制和破坏机理进行了数值模拟分析; (2)用有限元极限平衡法计算得到基坑的安全系数和滑裂面,并与有限差分软件FLAC计算结果比较;结果表明对于预应力锚杆支护的基坑,可以使用有限元极限平衡法来评估其稳定性; (3)使用FLAC分析预应力锚杆参数:预应力值、倾角、锚固段长度、布置间距对支护体系的稳定与变形的影响,探讨了预应力支护基坑的破坏形式。主要结论有:①预应力大小对变形影响最明显;布置间距对水平位移和地表沉降影响明显;锚杆倾角越小越有利于控制变形,建议在5。-10。之间;锚固长度增大可以减小水平位移,但对地表沉降影响很小。②破坏形式主要是随锚杆剪坏或拔出的滑动破坏,即滑动面部分穿过或全部穿过土层锚杆。


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