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土钉受力的解析解及其应用

作　者: 谢畅
导　师: 毛坚强
学　校: 西南交通大学
专　业: 岩土工程
关键词: 土钉锚杆 Mindlin解解析解
分类号: TU476
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 64次
引　用: 1次
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内容摘要

土钉技术始于上世界70年代,主要用于土体开挖后边坡的支护。由于其具有快速简便,经济可靠,适用范围广等优点,在工程中得到了广泛的应用。但是由于土钉支护结构受力的复杂性,其计算理论的发展落后于工程实践。土钉与周围土体的作用机理是研究土钉支护体力学行为的关键问题。本论文在总结分析前人工作的基础上,主要应用理论分析对这一问题进行研究。论文的主要工作及成果如下:(1)将土钉分为主动受拉和被动受拉两种状态,基于半无限体的Mindlin解,根据土钉与周围土体的变形协调关系,建立了土钉周围剪应力的求解方程。(2)通过拟合方法,对原求解方程进行简化,并得出了沿土钉剪应力分布的弹性解析表达式。在此基础上,通过数值积分,得出了土钉轴力、土钉及土体位移的分布形式。(3)对主动受拉状态,分析了轴力作用下土钉剪应力分布的特征,以及钉土相对刚度E/E_a值对剪应力分布的影响。(4)对被动受拉状态,分析了开挖荷载作用下土钉剪应力分布的特征、开挖面位移的分布形式,以及钉土相对刚度E/E_a值对剪应力分布的影响。本文主要针对土钉这一支护体进行理论研究,较现有计算方法有改进,研究的成果亦可应用于全长粘结式锚杆。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-11
第1章绪论  11-19
  1.1 土钉支护的发展概况  11-12
    1.1.1 土钉支护的概念  11
    1.1.2 土钉支护的发展  11-12
  1.2 土钉支护的研究现状  12-17
    1.2.1 试验模拟与现场实测研究方面  12-15
    1.2.2 理论研究方面  15-16
    1.2.3 数值模拟研究方面  16-17
  1.3 问题的提出及本论文主要研究内容  17-19
    1.3.1 问题的提出  17-18
    1.3.2 本论文主要研究内容  18-19
第2章锚杆及土钉的力学传递机理及计算方法  19-26
  2.1 John模型  19-20
  2.2 Phillips模型  20-21
  2.3 双曲函数模型  21-22
  2.4 基于Mindlin解的全长粘结式模型  22-24
  2.5 本章小结  24-26
第3章基于Mindlin解的土钉受力研究  26-44
  3.1 弹性半无限体的Mindlin解  27-28
  3.2 土钉周围剪力的微分方程  28-34
    3.2.1 主动受拉状态  28-31
    3.2.2 被动受拉状态  31-34
  3.3 土钉剪应力的解析解  34-41
    3.3.1 土钉主动受拉状态的计算方法  39-41
    3.3.2 土钉被动受拉状态的计算方法  41
  3.4 开挖面位移计算  41-44
第4章土钉的应力分布规律及分析  44-50
  4.1 受力特征  44
  4.2 E/E_a值对受力的影响  44-46
  4.3 土钉应力分布形式  46
  4.4 与其他模型的比较  46-49
  4.5 土钉被动受拉状态下地表面位移的分析  49-50
结论  50-52
  本文的主要工作和结论  50
  问题与展望  50-52
致谢  52-53
参考文献  53-56
附录  56-64

土钉受力的解析解及其应用

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