软土基坑复合土钉支护的变形特性分析与数值模拟

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1、浙江工业大学硕士学位论文软土基坑复合土钉支护的变形特性分析与数值模拟姓名：张庆山申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：胡敏云20090401浙江工业大学硕士学位论文摘要软土基坑复合土钉支护的变形特性分析与数值模拟摘要近几年来复合土钉支护己在软土地区得到了广泛应用。但是对复合土钉支护的性状和加固机理的研究却远远落后于工程实践。本文针对复合土钉支护的变形特性进行研究，结合杭州地区典型的软土复合土钉支护的工程实例，应用有限元数值模拟的方法，对复合土钉支护变形特性的影响因素进行讨论。主要研究内容如下：(1)通过对现场取样的软土试样分别进行三轴固结排水试验和等向压缩试验，对杭州

2、市区典型软粘土的力学特性进行分析，并获得了常用的摩尔．库仑模型、邓肯．张模型、修正剑桥模型等的模型参数，为有限元数值分析与计算提供参考；(2)对软土基坑复合土钉支护工程的现场实测资料进行分析，明确了复合土钉支护的水平位移、地表沉降等的发展特点及影响因素；(3)运用有限元数值模拟对深基坑复合土钉支护的变形性状进行分析，对比了不同本构模型的模拟效果，并对设计参数变化对支护体变形产生的影响进行模拟计算。通过以上研究得到的主要结论如下：(1)通过实测分析表明对基坑的变形影响因素主要有支护形式，开挖顺序，基坑周围环境等。采用半刚性的悬臂水泥搅拌桩支护时，浙江工业大学硕士学位论文摘要

3、其水平位移明显大于同样开挖深度的复合土钉支护的水平位移；施工顺序对基坑的水平位移影响显著，同样支护形式下，先开挖的水平位移大于后开挖的；周围环境对基坑水平位移和沉降的影响也较大，靠近建筑物和交通主干道的基坑变形较大；(2)运用有限元分析表明，修正剑桥模型具有明显的优势，更符合软土的物理力学特性，也更能反映软土基坑复合土钉支护变形特性的规律；(3)通过有限元分析表明，土钉长度、开挖深度、超挖等对基坑的变形影响较大。建议采用“上长下短”土钉布置方式；基坑附近有建筑物时，可以增大桩体宽度；超挖情况下，复合土钉支护由于搅拌桩的存在比简单土钉支护更能有效控制基坑变形。关键词：软土，

4、深基坑，复合土钉支护，变形特性，有限元分析浙江工业大学硕士学位论文ABSTRACTSTUDYONTHEDEFORMATIONCHARACTEIUSTICS0FCON口OSITESOILNAILEDSTRUCTUREFORDEEPEXCAVATl0NSINSOFTCLAYABSTRACTCompositesoilnailedstructureisofwide-spreadapplicationinsoftsoilinrecentyears．However，theresearchonthebehaviorandthestabilizingmechanismofthestruc

5、turelagsbehindapplicationintheengineeringpractice．Inthispaper,basedonacasestudyonthetypicalcompositesoilnailingprojectinHangzhousoftclay,finiteelementnumericalanalysiswascarriedouttostudythedeformationcharacteristicsofcompositesoilnailedwall．Themainresearchcontentswereasfollowing：(1)Undis

6、turbedsoilspecimensweretestedinlabwithtriaxialapparatusinordertoseesoftclay’Smechanicalproperties．Moreover,parametersfordifferentconstitutivemodelswerepresented，suchasMohr-Coulombmodel，Duncan—ChangmodelandmodifiedCam—claymodel，whichcanofferreferencetothefiniteelementnumericalanalysis．(2)C

7、asestudyofatypicalcompositesoilnailedwallinHangzhousoftclaywascarriedout．Thehorizontaldisplacementandsurfacesettlementwereanalyzedbasedontheobservationandmeasurement．浙江工业大学硕士学位论文ABSTRACT(3)Byusingfiniteelementnumericalsimulationtoanalyzethedeformationbehaviorofdeepf