浅谈软土地基深基坑工程复合土钉支护性状的研究

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1、浙江大学博士学位论文软土地基深基坑工程复合土钉支护性状的研究姓名：程永锋申请学位级别：博士专业：岩土工程指导教师：曾国熙;谢康和2001.1.1软土地基深基坑工程复合土钉支护性状的研究摘要复合土钉支护近几年来己在软土地区得到了广泛应用。但是对复合土钉支护的性状和加固机理的理论研究却远远落后于工程实践。本文在前人研究的基础上，根据目前深基坑复合土钉支护的研究现状和工程实际的需要，采用有限元和理论分析方法对深基坑复合土钉支护进行了系统全面的分析和研究，得到了一些有益的成果，对复合土钉支护的设计与施工具有重要参考价值√主要研究内容如下：(1)将平面问题有限元法用于深基坑复合

2、土钉支护性状的研究，研制了考虑土与结构相互作用和模拟复杂的分步开挖过程的深基坑复合土钉支护的有限元分析程序，该程序采用了更合理的开挖荷载计算方法，可以进行线弹性和非线性弹性分析，并在挡墙和土、土钉和土之间设置了接触面单元，以模拟在开挖过程中可能产生的滑移。(2)利用程序研究了复合土钉围护结构的水平位移、土体的位移(包括墙后土体的水平位移、地表沉降、坑内土体的隆起)、及土钉轴力等随开挖过程的发展变化规律，详细分析了土钉长度、垂直间距、分布形式、水泥土搅拌桩的刚度、水泥土搅拌桩的插入深度、超前微型桩的插入深度、坑内降水、成层地基(硬壳层)等对基坑性状的影响。(3)通过对无

3、支护开挖与复合土钉支护开挖过程中的应力场和位移场变化规律的分析比较，深入地分析了深基坑复合土钉支护作用机理的实质。(4)运用准粘聚力理论对土钉支护结构中土体强度的提高进行了理论解释，土钉加固后的土体内摩擦角没有改变(不考虑注浆作用)，而土体的粘聚力增加了，由于粘聚力的增加提高了土体的抗剪强度。(5)运用弹塑性理论分析方法和有限元数值方法深入研究了土钉的横向抗剪作用，指出了弹塑性分析法的不足之处及存在的问题。(6)用所开发的程序分析了一具体工程实例，并与实测最大土体水平位移进行了比较研究，其中计算值和实测值接近的程度是令人满意的。矿”r关键词深基坑，软土地基，复合土钉，

4、超前支护，性状分析，有限元oNTHEBEHAⅥOURoFCoMPoUNDSOILNAILEDSTRUCTUREoFDEEPEXCAVATIoNSINSoFTCLAYAbstractCompoundsoilnaileds扛1lctLlreareofwide-spreadapplicationinsoftsoilduringtherecentyears．Howevertheresearchonthebehaviorandthestabilizingmechanismofthes仃ucnⅡelagsbehindapplicationintheengineeringpract

5、ice．Basedontheformers’studies．thebehaviorandmechanismofthestructurearesystematicallyanalyzedbytheFEMandtheelastic-plastictheoryinordertomeettheneedinengineering，andsomevaluableconclusionsareobtained．whichcarlbetakenasrefefencesindesignandconstruction．111efollowingstudiesarepresentedinth

6、ispaper：(1)AFEMprogramCSNFEforsimulatingexcavationisdeveloped，inwhichsoil—structureinteraction，excavationprocess，soilnailinstallation，theinterfaceamongthewall．nailandsoilCanbetakenintoconsideration，andamorereasonablemethodofcalculatingtheexcavationnodalforceisused．f2)Thevariationsoftheh

7、orizontaldisplacementofthecompoundsoilnaileds协lcture，groundsurfacesettlements，baseheavesandaxialforeesofsoilnailarestudied．Theinfluencesonthebehaviorsofexcavationareanalyzedindetailincludingseveralfactorssuchasthelengthofnails，distancebetweennails，distributionpattemofnails，thes