预应力锚杆柔性支护技术的数值分析

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1、第24卷第21期岩石力学与工程学报Vol.24No.212005年11月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringNov.，2005预应力锚杆柔性支护技术的数值分析贾金青，郑卫锋，陈国周(大连理工大学土木水利学院，辽宁大连116024)摘要：对深基坑支护的一种新技术——预应力锚杆柔性支护法作了简单介绍。运用有限差分方法对其进行了分析研究，并与相同条件下的土钉支护进行了比较分析，计算表明预应力对基坑潜在滑移场的控制是非常有效的。基于改进的杆系有限元法，通过实际工程对预应力锚杆柔性支护技术进行了数值

2、计算，得到了预应力值对基坑位移的影响曲线及锚杆轴力的分布规律，并与现场监测进行了比较，验证了程序计算的正确性。通过数值分析，体现了该技术在严格控制基坑变形、超深基坑支护方面具有明显的优越性。关键词：岩土工程；预应力锚杆；柔性支护；深基坑；杆系有限元；数值分析中图分类号：TU443文献标识码：A文章编号：1000–6915(2005)21–3978–05NUMERICALANALYSISOFPRESTRESSEDANCHORFLEXIBLERETAININGMETHODJIAJin-qing，ZHENGWei-feng，CHENGuo-zh

3、ou(SchoolofCivilandHydraulicEngineering，DalianUniversityofTechnology，Dalian116024，China)Abstract：Anewretainingmethodfordeepexcavation-prestressedanchorflexibleretainingmethodhasbeendevelopedbytheauthors.Thistechniqueisstudiedbyfinitedifferencemethod；andthecalculatingresul

4、tsarecomparedwiththesoil-nailedsupportsystem.Criticalslidezoneofdeepexcavationiscontrolledbyprestressvalues.Basedonthemodifiedbarsystemfiniteelementmethod，theprestressedanchorflexibleretainingsystemiscalculatedandanalyzedthroughapracticalengineering.Thedistributionrulesof

5、horizontaldisplacementsandanchoraxialforcearecalculated.Bythenumericalanalysis，itsadvantagessuchassmalldisplacementsandapplicationtosuper-deepexcavationsareinvestigated.Keywords：geotechnicalengineering；prestressedanchor；flexibleretaining；deepexcavation；barsystemfiniteelem

6、entmethod；numericalanalysis坑变形小；(4)施工简单、安全性好。由于强大预1引言应力的作用，改变了基坑的受力状态，减小了基坑坑壁位移，因此预应力锚杆柔性支护法特别适用于[4，5]目前，深基坑支护的形式很多，根据支护结构的位移控制要求严格的基坑及超深基坑的支护。受力性能可分为悬臂式支护结构、拉锚式支护结构、与许多理论的建立过程一样，其工作机理与设计方内支撑式支护结构、重力式支护结构、土钉支护及法的研究还不够深入，目前尚未有一个较为完善的[1，2]复合土钉支护结构。而深基坑预应力锚杆柔性计算模型能模拟其支护机理及力学

7、性能，且其理论[3][6]支护体系作为一种新型的支挡技术，具有诸多优分析方法明显滞后于工程实践。基于此，本文采点：(1)工程造价低；(2)施工方便、工期短；(3)基用数值计算方法对预应力锚杆柔性支护技术进行了收稿日期：2005–06–26；修回日期：2005–09–15作者简介：贾金青(1962–)，男，博士，2003年于清华大学土木工程系博士后出站，现任教授、博士生导师，主要从事地下工程、地基处理等方面的教学与研究工作。E-mail：keyknown@163.net。第24卷第21期贾金青等.预应力锚杆柔性支护技术的数值分析•3979•

8、分析研究，以期能对理解预应力锚杆柔性支护体系通过锚下承载结构传递至需要锚固的岩土体上。锚的工作机理有所裨益。下结构通常由型钢(工字钢、槽钢)、垫板、锚具组成。型钢可竖直分段放置，也可水平多跨连