地下水基坑预应力锚杆复合土钉支护的稳定性

为研究预应力锚杆复合土钉支护体系参数中土钉长度、倾斜角度、锚杆锚固段长度对基坑稳定性的影响,采用有限元方法,考虑地下水影响,建立基坑数值分析模型,通过强度折减法,研究预应力锚杆复合土钉支护与普通土钉支护在稳定性方面的差异.研究结果表明:预应力锚杆复合土钉支护土钉长度超过10 m时,对基坑稳定性影响效果显著;复合土钉支护土钉倾角由0°到15°改变时对基坑稳定性影响较大;锚固段长度的改变对基坑稳定性影响并不显著,当锚杆总长度及预应力值一定的情况下,存在锚固段与自由段长度的最优分配,使得锚杆施力最为合理,基坑最为安全.     

基坑土钉支护边坡有限元稳定性分析方法探讨

针对基坑土钉支护开挖边坡的稳定性,应用强度折减法和滑面应力法2种有限元法对基坑边坡是否采用土钉支护获得的安全系数和滑动面形状进行了分析.采用土钉支护的基坑边坡,由于在强度折减时,仅仅对土体强度参数进行了折减,未考虑土钉自身的强度降低,因而,采用2种有限元方法得到了不同阶段下虽然安全系数一致,但滑动面形状和位置不同的结论.提出了将土钉支护对土体以及边坡的作用考虑进去,以实现土钉支护技术在项目工程施工中更具现实的理论意义的意见.     

深基坑土钉墙支护稳定性分析方法的改进及其设计软件的开发

在考虑土钉作用的情况下,对土钉墙支护边坡整体稳定性分析方法进行了改进,推导了圆弧圆心与安全系数之闻的函数表达式,并借助计算机确定了滑移面圆心所在区域,利用网格法对最危险滑移面的圆心进行动态搜索．利用Visual C＋＋开发了基坑土钉支护设计软件,实现了土钉抗拉承载力的计算,并对各个开挖阶段土钉墙支护边坡整体稳定性进行实时分析．结合工程实例,进一步分析和讨论了土钉墙设计中存在的问题、适用条件及影响因素等,得知：最危险滑移面的圆心位置随土钉设计参数的变化而动态变化,故不同开挖阶段整体隐定性验算必不可少;对于地质条件较差的情况,应借助现场测试及工程经验指导设计和施工．     

土钉抗弯剪能力分析

通过应力分析,将土钉的抗弯剪能力对被加固基坑边坡稳定安全系数的影响视为加固区土体有效容重的减小,采用数值模拟FLAC程序对不同坡高的基坑土钉墙在考虑和不考虑土钉的抗弯剪作用下的稳定安全系数进行数值计算与对比.结果表明,在常规土钉墙支护深度范围内,土钉抗弯剪作用能较明显地提高基坑边坡稳定安全系数.     

邻近管线渗漏对土钉支护体系安全性的影响

目的为更深入地研究基坑周边邻近地下管线渗漏对土钉支护体系安全性的影响,为工程设计及应用提供参考.方法针对某一具体失事工程,结合ABAQUS有限元软件,通过建立数学模型,分析不同入渗位置对土钉轴力、坑壁侧移及整体安全系数的影响规律.结果在入渗深度与宽度保持不变的条件下,假定入渗后的土体处于完全饱和状态,模拟结果表明入渗范围内的土钉轴力所受影响较大,且随着入渗位置逐渐远离基坑开挖面,土钉轴力的最大值逐渐向远离开挖面的方向移动;坑壁侧移先增大后减小,存在突变点;整体安全系数先减小后增大,在土钉末端入渗时,达到最小值,处于最危险状态.结论邻近管线渗漏位置对土钉支护体系的安全性影响较大,尤其是土钉末端,连接着土钉墙与后部土体,是管线渗漏时的薄弱环节,在结构设计时应充分探明管线位置,针对危险点加强防护措施.     

土钉倾角对基坑侧壁变形与稳定性能的影响

设计并建立了物理实验模型,开展土钉倾角对基坑侧壁变形与稳定性能影响的物理实验研究,并与自行研发的基坑工程三维可视化实时监测及失稳预警系统(3D Visualized Monitoring System,3DVMS)进行对比分析,检验了研发系统的有效性。研究结果表明:不同倾角土钉支护基坑的侧壁变形与稳定性能各异,当土钉倾角为30°时,支护效果最佳。     

深基坑开挖与土钉支护三维数值分析

为探讨土钉支护基坑的变形特性与荷载传递机理,结合土钉支护的施工特点,采用FLAC 3D建立了考虑分步开挖与土钉支护的基坑计算模型,分析了基坑侧向变形、土体剪应变增量及土钉轴力传递特性.结果表明：逐级放坡开挖基坑的最大侧向变形深度位于下部斜坡,阳角是平面内变形的不利位置,放坡平台对于控制基坑变形具有积极作用;拉伸破坏与剪切破坏是坡面破坏的主要形式,采用剪应变增量可以直观判断基坑边坡滑动面的变化规律,土钉加固作用使滑动面有向土钉末端移动的变化趋势;土钉轴力沿长度分布与土钉深度位置相关,一般呈现中间大两端小的特点,土钉轴力最大值位置与潜在滑动面位置基本一致.     

基于变形控制的深基坑工程土钉支护设计优化研究

文章依据基坑工程现行的国家规范和行业标准对基坑设计中的各项参数进行了合理的选择,对采用土钉墙支护的基坑各项设计参数对基坑的变形影响进行了数值模拟,分别得出了土钉长度、土钉水平间距、土钉倾角、土钉直径、面板厚度和坡顶超载对普通土钉支护结构的最大变形的影响规律,并给出了相对合理的各项参数的建议值。     

膨胀土的基质吸力对土钉支护内部稳定性的影响

为了合理的提高膨胀土在基坑开挖过程中的稳定性,采用膨胀力代替基质吸力来刻画非饱和土的抗剪强度,推导了膨胀土的土钉支护内部稳定公式,并通过算例说明吸力对土钉支护内部稳定安全系数的影响。计算结果表明:考虑基质吸力的作用,能够较大程度的提高土钉支护的安全性,降低工程造价。     

西北地区常用基坑支护型式与施工质量要点初探

西北地区基坑工程造价偏高,事故多发,影响因素多。在分析基坑支护特点及存在问题的基础上,探讨了西北地区常用的土钉墙支护、复合土钉墙支护、框架预应力锚杆支护、上部土钉下部桩锚联合支护的工作机理和使用范围。分析认为:当基坑周边环境允许放坡、深度不大于8m、地下水位较低且经济性要求较高时,应首选土钉墙支护;当基坑周边环境允许、深度大于8m、对位移控制要求较严、地下水位较高时,应优先选用复合土钉墙或框架预应力锚杆,尤其作为永久性支护且考虑美观、造价时,框架预应力锚杆优于复合土钉墙,但需考虑框架预应力锚杆工序较复杂;当深大复杂基坑周边环境狭小、位移要求严格、锚杆设计长度或桩径选择受限、地质情况复杂时,选择上部土钉下部桩锚联合支护较合理。指出了基坑施工过程中的关键质量控制环节和解决对策,可供本地区基坑支护设计和施工借鉴及参考。     

基于整体三维有限元模型的粉质黏土深基坑土钉支护参数分析

为了研究深基坑土钉支护结构在不同设计参数下的受力和变形,利用大型有限元软件ADINA,对某粉质黏土深基坑土钉支护结构建立了整体三维有限元计算模型,研究了土钉水平间距、土钉长度、土钉倾角、土钉钢筋直径对坑壁水平位移和土钉轴力的影响.结果表明:坑壁水平位移、土钉轴力均随土钉水平间距的增大而增大,随土钉长度的增大而减小,但钉长达到一定程度后影响变弱,随土钉倾角的增大先减小后增大;土钉钢筋直径对支护结构的受力和变形影响不明显.     

地震作用下基坑复合土钉支护动力响应参数分析

为了研究地震作用下土钉+水泥土搅拌桩复合土钉墙在不同支护参数下的动力响应,利用大型有限元软件ADINA,对某基坑土钉+水泥土搅拌桩复合土钉墙建立了局部三维有限元模型,研究了土钉倾角、土钉长度、土钉水平间距、搅拌桩嵌入深度对边坡的位移响应、加速度响应、轴力响应的影响.结果表明:地震作用下,开挖面的水平位移峰值、水平加速度峰值、土钉轴力峰值随土钉倾角的增大而增大,随土钉水平间距的增大而增大,随土钉长度的增加而减小;增大搅拌桩嵌入深度开挖面水平位移峰值减小,但水平加速度峰值、土钉轴力峰值的减小并不明显.     

基坑应变软化的桩锚支护数值计算

通过理论分析,建立相应基坑应变软化模型,并对桩锚支护过程中的基坑稳定情况和桩锚结构响应进行数值模拟。研究结果表明:利用FLAC3D建立的应变软化模型,能够较好地反映土的特性;基坑安全系数随锚杆长度的增大而呈线性增大;若锚杆的长度较短,则基坑的稳定性受到锚杆倾角的影响较小;锚固力沿杆体方向逐渐减小,最大值出现在锚头位置;随着锚杆长度的增大,锚固力最大值往杆体内移动,并沿杆体呈先增大后减小的趋势;支护桩主要承受压力作用,随着锚杆长度的增大,支护桩所承受的压力逐渐减小;锚杆倾角增大导致支护桩轴向压力逐渐增大。     

土钉墙支护极限高度的有限元分析与拟合

利用地基极限承载力的有限元分析法求解思路分析基坑工程中土钉墙支护的极限高度,研究土钉墙支护的主要影响因素与极限高度之间的变化规律,具体包括地基土体黏聚力、内摩擦角、土钉长度、边坡坡角、地基土体弹性模量和复合土体弹性模量等因素.通过拟合分析方法,重点考虑地基土体黏聚力、内摩擦角、土钉长度、边坡坡角4个主要因素,提出计算土钉墙支护极限高度的经验公式,该公式在垂直开挖无支护情况下即为无支护下竖直陡坡的临界高度理论解.通过2个工程实例分析,证明了采用经验公式的计算结果与工程实际情况比较吻合,对基坑工程的设计和分析具有借鉴和参考价值.     

地下水渗流对基坑支护结构上水土压力的影响分析

暴雨或长时间的降雨、地下水管的渗漏等是造成地下水渗流的重要条件，对基坑支护结构的安全影响大，也是为何基坑事故多发生在降雨之后的根源。分析了基坑开挖过程中地下水渗流产生的条件，并从地下水渗流对土体强度的影响、对作用在支护结构上水压力的影响、对土体自重应力的影响3个方面进行了分析。认为地下水渗流增大了支护结构上的土压力，对于粘性土判断采用“水土合算”或“水土分算”的依据不只是土体渗透性的大小，关键在于渗流是否发生。在支护结构的土压力计算中，只要支护结构在开挖和使用阶段基坑外侧存在地下水渗流，对于粘土和粉土应当采用水土分算的计算方法。因此，在基坑工程中，预防和阻止地下水渗流的发生是相当重要的一个环节。     

基于可靠性分析设计基坑土钉支护工程

为了对基坑土钉支护工程进行合理的设计,文章建立基坑土钉支护极限状态功能函数,以可靠度理论为基础采用一阶可靠度分析方法进行可靠度计算,把计算参数视为随机变量,考虑参数变异性对基坑土钉支护可靠度的影响;可靠指标的选取考虑边坡工程等级,以目标可靠度为控制指标指导土钉支护设计。工程算例表明采用可靠性方法设计基坑土钉支护是合理的,具有一定的工程应用价值。     

地震作用下复合土钉支护边坡稳定性模型及应用

在考虑复合土钉支护结构与土体协同工作的情况下,根据土质边坡的破坏模式,考虑预应力锚杆中施加的预应力对稳定性计算的影响,根据极限平衡理论建立复合土钉支护边坡地震稳定性分析模型.推导计算机搜索法的边坡复合土钉支护滑移面动态搜索模式,实现随着复合土钉设计参数变化的复合土钉支护稳定性动态分析过程.较好地解决了地震作用下复合土钉支护结构稳定性分析问题.编制复合土钉支护边坡动力稳定性分析程序,结合具体工程实例进行验算.结果表明这种稳定性分析模型能够较准确地确定复合土钉支护边坡的最危险滑移面及其对应的稳定系数,具有较高的可靠度;该计算方法对土质较均匀的黄土地区是适用的.     

土钉支护边坡稳定的极限上限分析

为了完善土钉支护边坡稳定的极限分析设计方法,对土钉支护边坡稳定的极限分析计算方法进行研究.基于塑性极限分析上限定理,结合传统条分方法,建立了土钉支护边坡稳定性安全系数计算式.同时,采用该计算式与规范法分别探讨了重度、粘聚力、内摩擦角、土钉抗拔力以及土钉层数对边坡稳定性的影响.分析结果初步表明:本文公式与现行规范法分别构成了土钉支护边坡安全系数的上下限,可为综合评判土钉支护边坡的稳定性设计提供参考.     

深基坑上部土钉墙土钉轴力监测及分析

以某建筑深基坑工程为例,对基坑开挖各阶段上部土钉墙土钉轴力进行实测,分析并研究了基坑开挖及支护过程对土钉轴力的影响,具体考虑了基坑开挖时间与土钉轴力、土钉轴力变化速率以及同一土钉不同节点位置处轴力变化趋势之间的关系。对今后类似的基坑工程中的上部土钉墙的设计和分析提供借鉴和参考。     

考虑预应力作用的土钉复合锚杆支护结构的稳定性分析

基于边坡圆弧滑动破坏,根据极限平衡理论和条分法,建立附加应力作用下边坡的稳定性分析模型.将锚杆预应力作为集中力考虑,估算预应力在支护边坡土体中引起的附加应力,从而将锚杆预应力的作用转化为了附加应力的作用.将土钉复合锚杆支护结构中锚杆和土钉的作用划分开来,在稳定性分析和计算中忽略锚杆附近一定范围内的土钉,作为安全储备;该范围以外土钉的作用在计算中予以考虑.该范围内的土体是受到预应力作用的土体,从而结合已有的土钉墙的稳定性分析方法和本文考虑预应力作用的锚杆支护边坡的稳定性分析方法,建立土钉复合锚杆支护边坡的稳定性分析模型,给出土钉复合锚杆支护边坡的安全系数计算公式.该方法同时考虑了锚杆的预应力作用和未受影响的土钉的作用,使得在土钉复合锚杆支护边坡的稳定性分析中能够给出定量结果.