地震作用下复合土钉支护边坡动力分析

摘要

复合土钉支护技术是在土钉支护结构中复合其它土体加固技术的综合支护技术，是近几年来在边坡以及深基坑支护工程中发展起来的一种特殊的土钉支护技术，克服了传统土钉支护技术不能控制边坡变形的缺陷，具有很好的发展前景。由于我国是地震频发的国家，地形、地质条件比较复杂，在工程建设过程中必然会遇到边坡支挡工程，而永久性支挡工程则必须进行抗震设计。目前，边坡工程中使用复合土钉支护技术的越来越多，因此，对复合土钉支护结构在地震作用下进行动力分析是非常必要的。本文针对复合土钉的地震作用及稳定性分析，主要做了以下几个方面的研究工作： （1）讨论了复合土钉支护技术的形成、发展和研究现状，对复合土钉支护技术在地震作用下的研究概况、应用前景进行了综述，总结了动力研究方法，分析了复合土钉支护技术目前研究工作存在的问题。 （2）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，应用极限平衡理论建立了复合土钉支护边坡地震稳定性分析模型，推导了计算机搜索法的边坡复合土钉支护滑移面动态搜索模式，实现了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。较好地解决了复合土钉支护结构动力稳定性分析问题。最后，编制了复合土钉支护边坡动力稳定性分析程序。 （3）根据复合土钉支护特点，在分析了复合土钉支护结构各部分的工作机理的基础上，考虑双向地震作用，利用ADINA有限元分析软件，建立了三维有限元分析模型。以一个实际边坡支护工程为例，对复合土钉支护结构进行了动力响应分析，模拟了支护结构在地震波作用下锚杆和土钉轴力的变化规律和支护结构的动力响应。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1引言

1.2目前国内外的研究现状

1.3复合土钉支护技术研究中存在的问题

1.4本文的主要研究内容

第2章复合土钉的受力机理和工作特性

2.1复合土钉支护基本结构

2.1.1土钉支护的基本构造

2.1.2预应力锚杆的基本构造

2.2土钉支护的作用机理

2.2.1土钉和预应力锚杆的受力状态分析

2.2.2土钉支护作用机理

2.3预应力锚杆的作用机理

2.3.1预应力锚杆的荷载传递行为

2.3.2预应力锚杆的支护机理

2.3.3土层锚杆的特性

2.4复合土钉支护的工作特性

2.4.1.复合土钉支护简述

2.4.2预应力复合土钉支护的作用性能

第3章地震作用下复合土钉支护边坡稳定性分析

3.1引言

3.2土质边坡动力破坏模式

3.2.1圆弧破坏模式

3.2.2折线破坏模式

3.2.3流鼓破坏模式

3.2.4崩塌破坏模式

3.3复合土钉支护动力稳定性计算模型

3.3.1复合土钉支护边坡地震稳定性计算方法

3.3.2滑移面搜索模型

3.3.3复合土钉支护边坡地震稳定性分析程序设计

3.3.4工程实例

3.4小结

第4章地震作用下复合土钉支护边坡动力响应分析

4.1引论

4.2有限元分析软件ADINA

4.3土体的本构模型

4.3.1土的本构模型分类

4.3.2 Mohr-Coulomb弹塑性模型

4.3.3 Drucker-Prager弹塑性模型

4.4动力有限元理论

4.5动力方程中阻尼的计算

4.6地震波的输入

4.7土钉支护边坡动力响应分析

4.7.1有限元模型的建立

4.7.2模拟结果及参数分析

4.8小结

结论与展望

1结论

2展望

参考文献

致谢

附录A攻读学位期间发表论文和参加科研项目