预应力锚杆复合土钉支护变形规律及稳定性分析

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1、学校代码10530学学学号号号201230131826分分分类类类号号号TU473.2密密密级级级硕士学位论文预应力锚杆复合土钉支护变形规律及稳定性分析学学学学位位位位申申申申请请请请人人人人易易易易琛琛琛琛指指指指导导导导教教教教师师师师马石城马石城马石城教授教授学学学学院院院院名名名名称称称称土木工程与力学学院学学学学科科科科专专专专业业业业结构工程研研研研究究究究方方方方向向向向岩土方向二○一五年五月湘潭大学学位论文原创性寅明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研

2、究成果。除了文中特别加Ｗ标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中Ｗ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名曰期年＾月ｉ曰学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阔。本人授权湘潭大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫

3、描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。／￣＾＾作者签名日期：＞年月ｆ日Ａ导师日期：年／月至日AnalysisondeformationlawandstabilityofprestressedanchorcompositesoilnailingCandidateYiChenSupervisorProfessorMaShichengCollegeCollegeofCivilEngineeringandMechanicsProgramStructuralEngineerin

4、gSpecializationDirectionofGeotechnicalDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateMay,2015湘潭大学硕士学位论文摘要近年来深基坑工程越来越多，由于深基坑地质条件较复杂以及周边环境的制约，单一的支护形式已不能满足实际工程的需要，在以土钉支护技术为基础而延伸和发展起来的复合土钉支护技术成为一种趋势。目前，对于复合土钉支护的变形特性及稳定性方面的研究还比较少。鉴于此，本文依托长沙市公安局高新区分局基坑工程

5、为工程背景，对预应力锚杆复合土钉支护型式进行数值模拟，分析并探究基坑在开挖支护过程中的变形规律和稳定性。本文的主要研究内容与结论如下：（1）参与基坑监测工作，对监测数据进行整理和分析，结果表明：锚杆在施加预应力后的一段时间内会使坡顶水平位移有所减小；位于基坑阳角处的监测点变形较大；锚杆在张拉锁定之后，其轴力大致表现为快速下降、持续增大、保持稳定三个阶段。（2）对预应力锚杆复合土钉支护进行二维数值模拟，分析基坑在开挖过程中的变形和结构受力情况。结果表明：坑壁水平位移沿基坑深度方向呈“鼓肚子”型分布，开挖完成后，最

6、大水平位移发生在基坑壁中下部位置；基坑地表沉降沿基坑水平方向呈“马鞍”型分布，沉降最大值发生在距离基坑一定距离的位置上而不是基坑附近；基坑底隆起量在坑壁处最小，在基坑中心处最大；锚杆锚固段轴力沿长度方向呈曲线衰减趋势，在端头位置最大，末端最小。土钉轴力沿长度方向的分布大致表现为“中间大，两头小”的特征，且最大轴力点随着开挖的进行沿长度方向向后移动。（3）利用有限元强度折减法分析各开挖步的稳定性，并与极限平衡法计算结果相比较。结果表明：两种方法的计算结果大致吻合，利用有限元强度折减法能很好的评价支护基坑的稳定性。

7、预应力锚杆复合土钉支护基坑的潜在滑移面大致呈“圆弧”状，且随着开挖的进行，滑裂面背离坑壁向墙后土体内部发展。（4）分析了纯土钉支护过程的坑壁水平位移、周围地表沉降、坑底隆起及土钉轴力变化情况，并与复合土钉支护进行对比，结果表明预应力锚杆复合土钉支护结构更有利于提高基坑的稳定性；分析锚杆参数对基坑变形的影响，结果表明锚杆长度和预应力的增加对控制变形的作用有限。关键词关键词：关键词：：：深基坑；复合土钉支护；变形；稳定性；数值模拟I湘潭大学硕士学位论文AbstractMoreandmoredeepfoundatio

8、npitengineeringappearsinrecentyears,asthegeologicalconditionsofdeepfoundationpitiscomplexandtherestrictionofsurroundingenvironment,singlesupportformhasnotbeenabletomeettheneedsofpracticalenginee