预应力锚杆复合土钉支护变形规律数值分析及现场监测

摘要

基坑环境日渐复杂，作为对策产生了许多不同的支护形式。复合土钉支护技术以其形式的多样性和灵活性，近年来已广泛应用在各类深基坑支护工程中，但对其协同机理的研究却比较滞后。本论文来源于国家自然科学基金项目，通过数值模拟和现场监测研究预应力锚杆复合土钉支护，对其工作性能等进行探讨分析，通过对模拟结果和实际监测数据的分析、比对，验证该研究的正确性。本文主要研究内容如下: 1、讨论土钉、预应力锚杆的作用机理和国内外复合土钉的发展现状、支护形式，重点对预应力锚杆复合土钉支护体系进行研究。 2、结合济南某实际工程，运用有限元模拟软件ABAQUS建立预应力锚杆复合土钉的有限元计算模型。通过改变参数取值的方法，对影响预应力锚杆复合土钉支护工作性能的诸多因素进行分析比对，研究不同的锚杆预应力、不同的土钉倾角以及不同的土钉长度影响下基坑的变形特点和支护结构的工作特性。 3、深入济南某工程现场，了解基坑施工各项事宜。对基坑进行监测，收集坡顶位移、深层水平位移、土钉轴力等监测数据，并对数据进行处理分析，为今后工程支护方案的设计与施工提供参考。 4、通过基坑监测的数据与模拟结果相对比，发现两者数值相差不大，并且有相同的变化趋势，这证明数值模拟工作是正确的，总结的规律是可信的。 本论文的研究成果具有示范性，具有指导工程应用的作用。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 复合土钉支护

1．2．1 复合土钉支护类型

1．2．2 复合土钉支护发展历程

1．2．3 复合土钉支护研究现状

1．3 本文的研究目的和技术路线

1．3．1 本文的研究目的

1．3．2 本文的技术路线

第2章 预应力锚杆复合土钉支护作用机理及发展现状

2．1 土钉支护的发展与作用机理

2．1．1 土钉技术的发展

2．1．2 土钉支护作用机理

2．2 锚杆支护的发展与作用机理

2．2．1 锚杆技术的发展

2．2．2 锚杆支护作用机理

2．3 预应力锚杆复合土钉支护的形成、研究现状与存在的问题

2．3．1 预应力锚杆复合土钉技术的形成

2．3．2 预应力锚杆复合土钉支护研究现状

2．3．3 预应力锚杆复合土钉技术存在的问题

第3章 预应力锚杆复合土钉的数值模拟研究

3．1 有限元软件的介绍

3．1．1 有限元分析的方法

3．1．2 有限元软件ABAQUS的特点

3．1．3 ABAQUS软件的分析步骤

3．2 基坑工程简介

3．2．1 工程概况

3．2．2 工程地质条件

3．2．3 水文地质条件

3．3 基坑支护方案

3．4 预应力锚杆复合土钉的有限元分析

3．4．1 算例的假设

3．4．2 土体的本构关系

3．4．3 模型的选择与建立

3．5 模拟结果分析

3．5．1 初始地应力的平衡

3．5．2 分步开挖模拟

3．5．3 土钉倾角的影响

3．5．4 不同锚杆预应力大小的影响

3．5．5 不同土钉长度的影响

第4章 预应力锚杆复合土钉基坑现场监测

4．1 基坑监测目的

4．2 基坑监测依据

4．3 监测内容及项目

4．3．1 监测内容

4．3．2 监测项目

4．4 基准点、监测点的布设

4．4．1 基准点及控制网的布设

4．4．2 监测点的布设

4．5 控制测量精度要求

4．6 水平位移、垂直位移监测

4．7 深层水平位移监测

4．8 锚杆内力监测

4．9 周边建筑物及环境沉降监测

4．10 地下水位变化监测

4．11 巡视检查

4．12 监测期和监测频率

第5章 监测数据分析

5．1 坡顶水平位移比较

5．2 坡顶竖向位移比较

5．3 坡面位移比较

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及参加的科研项目

致谢