土钉支护设计软件研发

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1、土钉支护设计软件研发第1章绪论1.1土钉支护技术简述所谓的土钉，其原意是来自于法文的一个词语（Clouagedesol），其实意就是指将整个比较细长的杆件放置到一个比较坚硬的水泥地中，并且是一种相对比较紧密的方式进行排列的，这些所谓的杆件既可以是钢筋也可以是钢管，而且还会在外边包裹着一些水泥和泥浆，这样就会形成一个比较坚固的结构。相对土钉的优势来看，就是将钢筋或钢管等坚硬的杆件同周围的土地相互接触，相互作用，能够跟周围的土地变成一个相对稳定的统整体，一旦土地受到外界的压力的时候，就会产生一定的形变，不过在这种情况下，土钉也会被动的接受一定的

2、力量，同时也会使得整个土钉和土体受到一定的摩擦力和接触力等外力的作用，使得这一部分力量转移到其他的地方，进而也就使得一些跟土钉相关的设计方向相同的土地可能受到相应的变化，这种方式被称为受拉加固。对于土钉的支护工作来讲，大都是运用到基坑或者是边坡的开挖的时候，整个操作步骤一定得严格地遵守一个从上到下，一步一步分开进行的原则，也就是所谓的一边进行开挖，一边进行支护的原则，相对应的具体的工作细节参考如下：土钉的支护工作同锚杆的支护技术和加筋挡土墙技术相比，是具有一定的优势的，这种技术不仅能够对土体进行加固，还能够扮演着一定的锚固的作用，在我们看来

3、，整个土钉的支护技术运用的还是非常广泛的，而且还在一些其他国家也已经得到了更加深入的实践，不过对于土钉支护工作的工作原理以及在整个设计方法来说，也还不是非常的尽善尽美，换句话说，也就是指相应的一些理论上的研究已经远远地落后于整个实际工程的运用。到现在来说，很多工程运用整个土钉的支护技术大都是依靠丰富的经验和相类似的工程进行对比，才能够使得整个工作得以继续和完成，并且还会将整个现场监督和管理的工作运用到实处。1.2土钉技术国内外现状对于土钉的支护技术而言，一般在整个支护技术行业中是一个相对比较新型的支护方式，并且也已经在我国的很多项目中获得了

4、非常广泛的应用。截止到目前为止，我国的一些专家学者对于整个土钉的支护技术进行了大量的研究，而且也渐渐找到了一些比较显著的结果。从国内研究的大方向来看，是可以分成以下两种研究大类的：一类是理论上的研究，一种是试验上的研究。而对于理论上的研究成果来说，最具有代表性的是极限平衡法以及有限元法等；而对于试验研究来说，则主要是室内模型试验、土压力测试以及离心试验等（SchlosserF，1982）。极限平衡法是指结合土坡的稳定性研究以及相应的基坑支护理论研究而成的一种方法，到现在来说，已经渐渐成长为土钉支护应用中十分流行的一种方法。如果单单就极限平衡

5、法来讲，已经有很多国家的专家和学者对这一方法进行了研究和探索。而跟国内的应用实例相比，国外运用的是比较多的。第2章土钉支护结构设计2.1土钉支护结构设计原则设计土钉支护之前，需要从多个方面进行考察。在对工程需求、土质、地面所能承受的压力及相关环境因素影响的考虑之后，还需依靠复杂的计算过程求解出支护结构（主要是土钉）的安全设计系数，然后才能画出设计图纸并进行其它的一些设计程序。而且对土钉支护设计的影响因素众多，各地的土质也各不相同，土钉的受力等情况也非常复杂，目前国内外相关学者由于意见、针对的地方不同以及采取的不同的手段各异，因此现在的解决办

6、法相当多，并各有自己的优缺点，但现在并没有一种使大家都认同、而且稳定的核算方法。根据相关资料，目前相关学者所采用的方法基本上可以分为如下几类：（1）从分裂面（滑移面）、即将分裂面（最小的稳固面）的外部轮廓分，可以分为以下方法，如直线、圆弧、抛物线和对数螺旋法等。（2）从土质所具有的不同的力学特性来分，可分为刚体力学法（将土体分裂的情况用两个或两个以上的刚体机构间的运动关系去模拟）、准刚体力学法（此方法只把受限制的土体和滑块看作刚体，并且它们的接触面尊从摩尔-库仑准则）和连续体力学法（该方法将土体和土钉都看作本构不一致的连续载体，其求解结果从

7、它们间的受力情况及变形中得出）。（3）根据它们所用的计算方法不同，可以分为用图求解的方法、用图进行解析求解的方法、解析和半解析法以及计算数值的方法（如有限元法）等。.2.2土钉支护结构作用机理对土钉支护结构进行受力分析，主要有三种方法，即实验探索、理论研究及数据模拟。而在考虑土钉支护结构的受力情况时，其影响因素是十分多的，而且相当复杂，为此，在当前的研究中，实验探索则是最重要的一种研究方式（陈希哲，1998）。目前很多经理论研究所得出的模型和部分结论都是通过这种方式来校验的。特别是在求解土钉支护的变化情况时，其结果基本上都是构建在足尺墙的基

8、础之上。所以，对土钉的实验探索成为掌握其支护结构受力情况的一个很关键的部分。当前情况下，对土钉支护结构的受力情况进行的实验可以分为户内的直剪实验、离心模型实验和户外抗拔实验、足尺