深基坑土钉支护的弹塑性数值模拟new

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1、第24卷第9期岩石力学与工程学报Vol.24No.92005年5月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringMay，2005深基坑土钉支护的弹塑性数值模拟1，221武亚军，栾茂田，杨敏(1.同济大学地下建筑与工程系，上海200092；2.大连理工大学土木水利学院岩土工程研究所，辽宁大连116024)摘要：深基坑工程是一类典型的变体系施工力学问题，并且常常涉及土体物理非线性和土与支护结构的接触非线性这类双重非线性问题。首先，阐述了基坑工程这类变体系施工力学问题所具有的特点；然后，给出了同时考虑开挖与支护过程以及双重非线性问题的有限元计算方法；最

2、后，通过对某一土钉支护的基坑算例进行数值分析，研究了土钉内部拉应力和钉–土界面上的剪应力分布模式以及开挖过程对这两种应力的影响。计算结果比较理想，从而进一步证明了所发展的计算方法的正确性。关键词：土力学；变体系；弹塑性有限元法；非线性弹性–理想塑性本构模型；土钉支护基坑+中图分类号：TD824.72文献标识码：A文章编号：1000–6915(2005)09–1549–06ELASTO-PLASTICNUMERICALSIMULATIONOFSOILNAILINGSUPPORTOFDEEPFOUNDATIONPIT1，221WUYa-jun，LUANMao-tian，YANGMin(1.

3、DepartmentofGeotechnicalEngineering，TongjiUniversity，Shanghai200092，China；2.InstituteofGeotechnicalEngineering，SchoolofCivilandHydraulicEngineering，DalianUniversityofTechnology，Dalian116024，China)Abstract：Thestressesanddeformationsofsoilsandsupportstructuresoffoundationpitwillchangecontinuouslyd

4、uringthecourseofexcavationandsupporting.Thephysicalnon-linearityofsoilsandthecontactnon-linearityofinterfacebetweensoilsandsupportstructuresoftenformthedoublenonlinearquestionofcivilengineeringstructures.Themechanicalcharacteristicsoffoundationengineeringarerepresentedbasedonthedetaileddescripti

5、onofsupportsystem.Thenthefiniteelementmethodandthenonlineariterativemethodarepresentedconsideringtheprocessofexcavationandsupportingandthedoublenon-linearityproblem.Finally，anillustrativeexampleisanalyzednumerically，therelationshipbetweenthedistributionmodeoftensionstressesofsoilnailingandshears

6、tressesofnailing-soilinterface，andtheexcavationstepsarestudied.Computationalresultsshowthatthepresentedmethodisrational.Keywords：soilmechanics；variablesystem；elasto-plasticFEM；nonlinearelasto-perfectlyplasticconstitutivemodel；soil-nailingsupportedfoundationpit新奥法基础上发展起来的，文[1]将其称为新奥法概1引言念的延伸。新奥法是

7、将喷射混凝土技术和全粘结注浆锚杆相结合用来支护硬岩的一种隧道支护方法。土钉支护技术是在20世纪60年代初期产生的土钉与锚杆的主要区别之一就是全长受力，因此，收稿日期：2003–12–24；修回日期：2004–02–24基金项目：中国博士后科学基金项目(20040350103)；国家教育部跨世纪优秀人才培养计划研究基金项目(教技函[1999]2号)作者简介：武亚军(1973–)，男，博士，1996年毕业于长春科技大学勘察工程专业，现为博士后，主要