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土钉支护的机理与稳定性研究

作　者: 涂兵雄
导　师: 吴雄志
学　校: 河北工程大学
专　业: 结构工程
关键词: 土钉支护 准粘聚力 剪滞法 破裂面
分类号: TU476
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 34次
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内容摘要


土钉支护实际上是由加固土体、土钉和面层共同作用形成的一种支护技术。它由于具有施工快速便捷、适用性强、经济可靠等优点,而广泛应用于各种边坡、基坑等工程的支护项目中。但在理论上对土钉支护的工作机理和稳定性研究仍缺乏正确的认识。本文借助准粘聚力理论,在秦四清等人对直立边坡和水平土钉的土钉支护结构研究的基础上,研究了有倾角边坡和有倾角土钉的土钉支护结构工作机理。提出了土钉支护结构破裂角这一新的概念,并通过剪滞法理论推导了土钉内力传递的公式。在前人研究成果的基础上,结合实际工程的监测结果,从理论上提出了土钉支护结构的拉裂—滑移双直线破坏模型,并推导其稳定性计算公式。通过对一个土钉支护工程各个工况的土钉内力和位移的监测,分析了各个工况对土钉内力传递和位移的影响,研究了土钉内力传递的规律,并且实测值与用本文推导的土钉内力传递公式计算的土钉内力值拟合很好,验证了土钉内力传递公式的正确性;另外通过对土钉最大拉力的分析,确定了土钉支护结构的潜在破裂面,其滑移面的夹角及破裂面与本文提出的土钉支护结构破裂角和拉裂—滑移双直线破坏模型吻合较好。最后,运用FLAC有限差分法软件建立了土钉支护的结构模型,对该工程实例进行数值模拟,进一步分析研究了土钉支护的机理和稳定性,得出了与实际监测和理论计算都比较一致的结果。本文对土钉支护的机理和稳定性研究,对传统土钉支护的设计和施工都有很好的参考价值。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章 绪论  9-17
  1.1 土钉支护技术简介  9
  1.2 土钉支护技术的研究和发展  9-12
    1.2.1 土钉支护技术在国外的研究和应用  9-11
    1.2.2 土钉支护技术在国内的研究和发展  11-12
  1.3 土钉支护的应用范围及其优缺点  12-14
    1.3.1 土钉支护的应用范围  12
    1.3.2 土钉支护的优点  12-13
    1.3.3 土钉支护的缺点和局限性  13-14
  1.4 土钉支护的设计方法  14
  1.5 目前土钉支护研究中存在的问题  14-15
  1.6 本文研究的主要内容  15-17
第2章 土钉内力传递规律的研究  17-33
  2.1 土钉支护工作机理研究现状  18-19
  2.2 摩擦加筋原理  19-21
  2.3 准粘聚力理论  21-27
  2.4 土钉内力传递公式的推导  27-32
    2.4.1 土钉模型的建立和基本假设  28
    2.4.2 理论推导  28-32
  2.5 本章小结  32-33
第3章 双直线破坏模型的稳定性分析  33-44
  3.1 土钉支护结构稳定性研究现状  33
  3.2 土钉支护结构的破坏模型  33-35
  3.3 土钉支护结构稳定性分析方法  35-37
  3.4 土钉支护稳定性的双直线研究  37-43
    3.4.1 双直线破坏模型的假定条件  37-38
    3.4.2 双直线破坏面的选择  38-39
    3.4.3 双直线破坏模型的几何关系  39-41
    3.4.4 双直线破坏模型的稳定性分析  41-43
  3.5 本章小结  43-44
第4章 内力对比与稳定性分析  44-62
  4.1 工程概况  44-45
  4.2 基坑支护设计方案  45-46
  4.3 现场测试方案  46-50
    4.3.1 测点布置  46-48
    4.3.2 监测内容  48
    4.3.3 监测方法  48-49
    4.3.4 监测过程  49-50
  4.4 结果对比分析  50-61
    4.4.1 水平位移  50-51
    4.4.2 土钉拉力  51-60
    4.4.3 拉裂滑移面  60-61
  4.5 本章小结  61-62
第5章 FLAC 数值模拟分析  62-78
  5.1 FLAC 功能简介  62-63
  5.2 本构模型的选取  63-65
    5.2.1 零模型  63
    5.2.2 莫尔-库仑模型  63-65
  5.3 喷射混凝土面层模拟  65
  5.4 土钉单元模拟  65-66
  5.5 支护过程模拟  66
  5.6 模型终止计算的依据  66-67
  5.7 土钉支护工程实例模拟  67-77
    5.7.1 问题描述  67
    5.7.2 参数选取  67-68
    5.7.3 建模过程  68-69
    5.7.4 结果及讨论  69-77
  5.8 本章小结  77-78
结论和展望  78-80
参考文献  80-83
攻读硕士学位期间发表的学术论文  83
作者简介  83-84
致谢  84

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 土力学、地基基础工程 > 地基基础 > 特殊形式基础
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