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深基坑土钉锚杆支护体系变形性状研究

作　者: 边培松
导　师: 王广月
学　校: 山东大学
专　业: 结构工程
关键词: 深基坑土钉锚杆基坑监测 FLAC3D
分类号: TU472
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着城市建设的迅猛发展,作为一项临时性工程的深基坑工程不断涌现,因此土钉锚杆支护体系因其安全可靠、经济可行、快速简便等优点被广泛应用于深基坑工程中。但目前对其理论研究却远远落后于工程实践,由于设计不当导致的深基坑事故时有发生,因此对深基坑土钉锚杆支护体系进行深入研究具有很高的理论和现实意义。本文依托京沪高铁济南西客站站前广场基坑工程,通过现场实测数据以及FLAC3D数值模拟对土钉锚杆支护体系进行了较为系统、深入的研究,指导现场施工,并为以后深基坑设计提供了依据。本研究的主要成果如下：(1)本文首先探讨了基坑设计的原则与依据,分别介绍了单独采取锚杆及单独土钉墙时的支护方案和土钉—锚杆复合支护体系的优点,探索了土钉与锚杆构成的复合土钉支护的作用机理。(2)本文在前人研究的基础上对基坑监测的主要监测内容与仪器,对现有的监测方法及其原理进行了更加深入的分析,对于确保监测数据的精确度,及时有效的整理、反馈监测数据以正确的指导施工,避免基坑事故的发生,具有非常重要的现实意义。(3)根据土钉锚杆支护体系作用机理及其影响因素对监测资料进行了较深入的分析研究,探讨了基坑变形和内力与开挖过程的关系,研究了土钉和锚杆的变形特性和受力分布特点以及土压力特点。并将影响土钉锚杆支护体系变形的各因素进行了对比分析。(4)本文采用FLAC3D建立局部三维模型,模拟基坑开挖的变形发展过程,与实测成果基本一致。研究了深基坑分步开挖工况下支护结构与土体的受力和变形规律,为土钉锚杆支护体系的设计与控制提供了理论依据。

全文目录

摘要  8-9
ABSTRACT  9-11
第一章绪论  11-19
  1.1 研究背景与意义  11-13
  1.2 国内外研究现状  13-17
    1.2.1 基坑变形的研究现状  13-15
    1.2.2 复合土钉支护体系的研究现状  15-16
    1.2.3 土钉锚杆支护的研究现状  16-17
  1.3 本文的主要研究内容  17-19
第二章土钉支护与锚杆支护  19-27
  2.1 土钉支护的原理与特点  19-21
    2.1.1 土钉支护概述  19-20
    2.1.2 土钉支护在我国的发展  20
    2.1.3 土钉支护的特点  20-21
  2.2 锚杆支护的原理与特点  21-23
    2.2.1 锚杆支护概述  21-22
    2.2.2 锚杆支护在我国的发展  22
    2.2.3 锚杆支护的特点  22-23
  2.3 土钉锚杆支护体系  23-27
    2.3.1 土钉支护与锚杆支护的相通点  23-24
    2.3.2 土钉支护与锚杆支护的区别  24
    2.3.3 土钉锚杆支护体系的形成  24-25
    2.3.4 土钉锚杆支护体系的优点  25-27
第三章深基坑土钉锚杆体系监测系统设计  27-49
  3.1 基坑监测的意义与原则  27-28
    3.1.1 基坑监测的目的和意义  27-28
    3.1.2 基坑监测的原则  28
  3.2 基坑监测的内容和仪器  28-30
    3.2.1 基坑监测的内容  28-30
    3.2.2 基坑监测所使用的仪器  30
  3.3 主要测试方法及原理  30-49
    3.3.1 基坑顶部水平位移和竖直位移  30-37
    3.3.2 土体分层水平位移(测斜)  37-40
    3.3.3 土钉内力和锚杆内力  40-44
    3.3.4 土压力  44-45
    3.3.5 地表沉降  45-46
    3.3.6 监测频率  46-47
    3.3.7 监测控制标准及警戒值确定原则  47-49
第四章工程实例  49-67
  4.1 工程概况  49-54
    4.1.1 工程概况  49-50
    4.1.2 工程地质条件  50-52
    4.1.3 地形地貌及水文地质条件  52-53
    4.1.4 支护体系  53-54
  4.2 济南西客站站前广场基坑监测依据和监测内容  54-56
    4.2.1 基坑监测依据  54
    4.2.2 监测内容  54-55
    4.2.3 监测手段和仪器  55-56
  4.3 监测成果分析  56-63
    4.3.1 基坑变形监测成果分析  56-59
    4.3.2 周围环境监测成果分析  59-60
    4.3.3 基坑内力监测成果分析  60-63
  4.4 监测成果对比分析  63-64
    4.4.1 基坑变形与开挖的关系  63-64
    4.4.2 土钉锚杆内力与开挖的关系  64
  4.5 本章小结  64-67
第五章济南西客站站前广场基坑FLAC~(3D)数值模拟验算  67-101
  5.1 计算原理  67-77
    5.1.1 FLAC~(3D)计算原理  67-69
    5.1.2 FLAC~(3D)的优点  69-70
    5.1.3 FLAC~(3D)的本构模型  70-71
    5.1.4 FLAC~(3D)计算中的问题  71-72
    5.1.5 渗流原理  72-75
    5.1.6 锚杆单元原理  75-77
  5.2 支护结构变形规律研究  77-96
    5.2.1 计算目的  77
    5.2.2 计算说明  77-81
    5.2.3 FLAC~(3D)建模  81-83
    5.2.4 计算结果及分析  83-96
  5.3 计算值与监测值对比  96-99
    5.3.1 基坑变形对比分析  96-97
    5.3.2 基坑内力对比分析  97-99
  5.4 本章小结  99-101
第六章结论与展望  101-103
  6.1 结论  101-102
  6.2 展望  102-103
参考文献  103-107
在读期间发表的学术论文及参加的科研项目  107-109
致谢  109-110
学位论文评阅及答辩情况表  110

深基坑土钉锚杆支护体系变形性状研究

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