浅谈土钉支护加固机理数值试验研究

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1、西安理工大学硕士学位论文土钉支护加固机理数值试验研究姓名：贺若兰申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：李宁20030601摘要土钉支护加固机理数值试验研究学科名称岩土工程答辩日期2003.06指导教师李宁教授签名研究生贺若兰签名摘要土钉支护在国内外已得到广泛应用但对支护结构与岩土介质特别是软弱岩土介质相互作用机理的研究还停留在定性描述阶段现行设计理论只能建立在工程类比基础之上本文借助有限元方法在量化研究方面的特有优势对土钉支护进行了系统的数值试验研究试图从量化的角度揭示土钉支护的加固机理为优化设计提供较为科学的依据论文首先研究土钉拉拔试验中极限拉拔力与界

2、面粘结强度的关系然后对基坑开挖和支护进行全过程仿真分析从支护结构内力和变形随开挖支护过程发展形成的特征规律来揭示土钉支护的加固机理在此基础上对影响支护效果的支护参数和土性参数进行系统的数值试验研究进一步量化土钉支护的合理加固参数主要研究成果1从理论上建立拉拔试验中极限拉拔力和界面粘结强度的关系再借助现场实测的极限拉拔荷载获取钉土界面的合理粘结强度参数对拉拔试验进行数值仿真分析验证了仿真模型中界面单元的可靠性和精度并标定了数值试验中土钉的破坏模态2从量化角度揭示了土钉支护结构通过单钉的应力分担和传递作用群钉的骨架箍束作用和钉间土体形成土拱发挥应力扩散作用集单钉

3、锚固和群钉加固机制·I·西安理工大学硕士学位论文于一身的加固机理3砂性土中通过土钉长度密度和刚度三个主要支护参数对加固效果的影响分析得出了较优的布钉方式和各临界参数值软粘土中坑壁变形将出现流鼓状且临界参数值不明显建议在软粘土中采取土钉和桩墙联合支护方式关键词土钉支护加固机理数值试验量化分析·II·AbstractNumericalTestontheReinforceMechanismofSoilNailingDiscipline:GeotechnicalEngineeringAdviser:Prof.LiNingSignature:Mastercandida

4、te:HeRuo-lanSignature:AbstractThesoil-nailedsupportsystemhasbeenappliedwidelyathomeandabroad,butitisshortofresearchonmechanismofinteractiveactionbetweensupportstructureandrockandsoilmediumespeciallysoft-weakmediumandsomeunderstandingsrestonthestageofqualitativedescriptions.Currentd

5、esigntheoriesbaseonengineeringanalogy.Thesystemicnumericaltestsonsoil-nailedsupportaremadeutilizingtheadvantageoftheFEMmethodonquantitativeresearchinthisdissertation,thereinforcemechanisminquantitativeaspectispointedout,andthereinforceeffectsofsupportparameterandsoilpropertyparamet

6、erareabstractedsoastoprovidescientificbasisforoptimizationdesign.Themainconclusionsareremarkedasfollows:(a)Thetheoryformulabetweentheultimatetensileforceandcohesiveintensityhasbeenestablished.Accordingtoultimatetensileforcefromin-sitemeasure,thescientificcohesiveintensityparametero

7、ftheinterfacehasbeenachieved,then,thenumericalanalysisofthetension-drawtesthasbeenmade.Thereliabilityandprecisionoftheinterfaceelementintheanalysismodelhasbeenvalidatedandthe·I·西安理工大学硕士学位论文failuremodeofthesoilnailinginthetension-drawtesthasbeendemarcated.(b)Thereinforcemechanismcom

8、binedreinforcingandanchori