浅谈复合土钉支护技术有限元研究

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1、同济大学硕士学位论文复合土钉支护技术有限元研究姓名：李作正申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：沈明荣;王广国20031001同济大学申请硕士学位论文摘要摘要近几年来，复合土钉支护已在软土地区得到广泛应用，但对其受力性状和加固机理的理论研究远远落后于实践。由于施工过程的多样性，复合土钉支护受力性状与普通土钉支护差异较大。本文利用目前通用有限元程序Ansys对复合土钉支护结构的性能进行了系统研究，得到了一些有指导意义的结论。本文采用有限元方法，作了以下几项研究工作(1)以旋作超前搅拌桩为止水帷幕的复合士钉支护结构为例，采用一复合土钉支护算例，利用Ansys有限元程

2、序，进行三维模型建模。为模拟土钉、土体、桩体的共同作用，在桩体与土钉之间设嚣耦合结点。模拟复杂的分步开挖过程，给出了各开挖步骤下的建模步骤图、网格图、边界约束图及荷载图，得到各开挖步骤下的应力趋势图和位移趋势图，以及开挖步骤与土体最大位移之间的关系曲线。土体、桩体、土钉本构模型均采用线弹性模型，可进行线弹性分析。(2)复合土钉支护是土钉、土体、桩体共同作用下的复合结构，以往的研究多侧重于与土钉、桩体有关的参数，如土钉长度、土钉倾角、土钉刚度、桩体刚度、桩体厚度、桩体长度等，而对与土体有关的参数研究甚少。本文利用参数分析，分析土体参数对复合土钉支护整体变形的影响。通过

3、改变土体的计算参数如土体弹性模量、土体泊松比、土体剪切模量等，得到土体参数与土体最大位移之间的关系曲线。为工程设计人员及施工人员提供有价值的参考依据。j芒越坷复合土钉支护有限元模型工作性能同济大学申请硕士学位论文ABSTRACTAlthoughcompoundsoilnailinghaswidelyusedinsoftsoilareasduringrecentyears，theresearchonthebehaviorandthestabilizingmechanismofitlagsbehindtheengineeringapplication．DuetOthed

4、iversityofitsconstructionprocess，itsmechanicalbehaviorisquitedifferentfromordinarysoilnailingstructure．Inthispaper,thebehaviorandthestabilizingmechanismofcompositesoilnailingstructurearesystematicallyanalyzedbyoneFEA(FinateElementAnalysis)programandsomeconstructiveconclusionsareobtaine

5、d．Thefollowingstudiesarecarriedoutinthispaper：i)Taketheprecedinginstalledcement-soilpilescompositesoilnailingstructureforexample，theFEAprogramisusedandthethree—dimensionmodelisdeveloped，thenodesarecoupledtosimulatethecooperationofthesoilnail，soilandpiles。Aftersuccessfullysimulatingthee

6、xcavationsteps，thechartsarepresentedduringeachexcavationsteps．Theyareaboutmodelingsteps，meshinggrids，boundarydisplacementrestricts，loadconditions，stresschangingtendence，displacementchangingtendenceandtherelationshipbetweenthemaximumdeformationandexcavationsteps．Linearanalysisisexecuted

7、becauselinearstress。strainmodeliSused．ii)compoundsoilnailingiSthestructureunderthecooperationofsoilnails、soilandcement—soilpiles．Theformerstudymostlyfocusedontheparametersaboutsoilnailsandcement-soilpilesorsurface，whilelittleaboutthesoil’Sparameteranalysis．Inthispaper,thesystematical