预应力锚杆复合土钉墙柔性支护结构变形研究

摘要

预应力锚杆复合土钉墙由于其施工简单，造价较低等优点被广泛应用于基坑支护工程中，但针对其变形的相关研究相对较少，目前尚未形成完善的理论体系。本文在国内外研究的基础上，针对预应力锚杆复合土钉墙等柔性支护结构建立了相关模型，提出了水平位移和沉降变形的计算方法。并且对变形的影响因素进行了相关分析。具体内容与成果如下：
　　首先，为了研究预应力锚杆复合土钉墙柔性支护结构的水平位移，通过考虑柔性支护结构中土体自身的抗水平位移能力，将土体简化为无数个连续分布的土弹簧模型，并考虑土弹簧刚度随土体的塑性发展而折减。基于基坑侧向土压力由土体、土钉和预应力锚杆按刚度大小共同分担的假定，以及预应力以外荷载的形式作用到土体的假定，得到了土体在自身所分担的土压力荷载、预应力和地面超载的共同作用下水平位移的计算方法。
　　其次，为了研究预应力锚杆复合土钉墙柔性支护结构的沉降变形，分析了半无限平面中由于土体开挖引起的应力场变化情况，通过将土体简化为带应力耗散装置的受压串联弹簧组模型，可得到水平应力衰减的规律。通过分析任一点土体的平面应力状态，发现水平应力的减小是造成开挖沉降的主要因素。并且支护结构刚度也会对沉降模式产生一定影响。对于预应力锚杆复合土钉墙这种柔性支护结构可以通过忽略支护结构刚度的方法来估算其沉降变形。
　　最后，利用有限差分软件FLAC3D，从土体参数、土钉、预应力锚杆三个方面对影响预应力锚杆复合土钉墙柔性支护结构变形的因素进行了分析，得到了一些相关结论。
　　利用文中方法和软件模拟两种途径对同一实际工程进行计算，结果显示两种途径所得水平位移和沉降变形基本一致，表明了上述方法的合理性，可以为类似工程提供指导。

目录

声明

第 1 章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3主要柔性支护结构类型

1.4本文主要研究内容

第 2 章 预应力锚杆复合土钉墙水平位移研究

2.1预应力锚杆复合土钉墙变形机理

2.2预应力锚杆复合土钉墙水平位移计算方法建立

2.3预应力锚杆复合土钉墙水平位移模拟分析

2.4本章小结

第 3 章 预应力锚杆复合土钉墙开挖沉降变形研究

3.1开挖引起的应力场变化分析

3.2开挖引起沉降的作用机理分析

3.3预应力锚杆复合土钉墙支护结构沉降计算方法建立

3.4预应力锚杆复合土钉墙沉降变形模拟分析

3.5本章小结

第 4 章 预应力锚杆复合土钉墙变形参数分析

4.1土体参数对变形的影响

4.2土钉对变形的影响

4.3预应力锚杆对变形的影响

4.4本章小结

结论与展望

结论

展望

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录

附录B 攻读学位期间所参与的基金及项目