预应力锚杆复合土钉墙支护体系协同工作的增量解析方法

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1、学校代码10459学号或申请号201212212414密级硕士学位论文预应力锚杆复合土钉墙支护体系协同工作的增量解析方法作者姓名：张艳伟导师姓名：郭院成教授李明宇博士学科门类：工学专业名称：结构工程培养院系：土木工程学院完成时间：2015年4月AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterIncrementalAnalyticMethodofPrestressedAnchorCompositeSoilNailingWallRetainingSysteminCoordination

2、ByYanweiZhangSupervisor:Prof.YuanchengGuoDoc.MingyuLiStructuralEngineeringSchoolofCivilEngineeringApril,2015学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：日期：年月日学位论文使用授权声明本人在导师指导

3、下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：日期：年月日摘要摘要土钉墙支护体系一种用于土体开挖和边坡稳定的新型支挡结构，在国外首先发展起来，自八十年代

4、引入国内以来得到了广泛地应用和发展，不仅在土质较好的地方应用广泛，在沿海等软土地区也得到了越来越广泛地应用。随着周围建筑物的增多、增高，地下开挖地不断加深，单纯土钉墙支护体系已经无法满足现代基坑工程的要求，复合土钉墙支护体系应运而生。对开挖深度较深、基坑坡面侧移或地表沉降有较严格要求的基坑，可采用预应力锚杆复合土钉墙支护体系，该支护结构不仅能较好地满足基坑设计要求，还具有经济性、节省时间等优点，在基坑工程中得到了广泛应用。但是由于其工作机理复杂，土钉锚杆受力机理、基坑破坏模式等原理尚不清楚，实际工程应用中以经验加验算为主，存在理论研究滞后于工程实

5、践的现象。本文主要研究内容有：（1）采用FLAC3D有限差分软件，分别建立对土钉墙支护体系和预应力锚杆复合土钉墙支护体系施工过程三维模型，改变预应力锚杆施加位置、预应力值等参数，总结基坑开挖变形规律、锚杆、土钉受力特点，分析预应力锚杆复合土钉墙支护体系的力学性能及稳定性；（2）在总结预应力锚杆复合土钉墙支护体系受力、变形等规律的基础上，假定潜在滑裂面为楔形，结合安全系数，给出考虑施工过程的预应力锚杆复合土钉墙支护体系的增量解析方法，并与数值模拟和工程实例进行对比，验证该解析方法的合理性；（3）根据提出的增量解析方法，对锚杆施加位置、预应力值等进行

6、参数灵敏度分析，进而为预应力锚杆复合土钉墙支护体系的优化设计提供合理建议。本文的主要研究结论：（1）锚杆预应力的施加能够有效减小周围土钉受力，但是影响范围有限，约为上部两排土钉和下部一排土钉，且上部土钉所受影响大于下部土钉；（2）给出预应力锚杆复合土钉墙支护体系的增量解析方法，与数值模拟和工程实例对比后，验证该解析方法具有可行性；（3）将锚杆设置在基坑中下部时，预应力值发挥作用较大；（4）锚杆预应力值存在一个最优值，（本文模型最优值为100kN）预应力值发挥度最大，当超过该值时，预应力作用不明显。关键词：基坑工程；复合土钉墙；预应力锚杆；增量法；

7、数值模拟IAbstractAbstractSoilnailingwallretainingsystemisanovelretaining-soilsystemforsoilexcavationandslopestabilityfirstlydevelopedoverseas,ithasbeenbroadlyusedsinceintroducedindomesticinthe80s.Itisappliedbroadlynotonlywherethesoilqualityisgood,butcoastalareaswheresoilqualityis

8、soft.Withtheincreasingofbuildingsallaroundandheightofthebuildings,th