黄土地区深基坑复合土钉设计及支护结构受力分析

摘要

复合土钉支护结构因其在安全和经济上卓越的优势广泛的在基坑支护工程设计中得以运用，取得了良好的效果。但支护结构之间相互作用机理研究成果较少，复合土钉技术应用于黄土深基坑的实例也较少，其加固黄土基坑效果与适用性还处于探索阶段。因此，开展复合土钉应用于黄土深基坑的研究，探索其作用机制机理与适用性，具有重要的现实意义。 本文根据当前黄土深基坑应用背景与研究现状，基于渭南某实际工程，主要开展了以下方面的研究: (1)结合实际工程，依据地质勘察资料，确定支护设计方案，对基坑土钉+锚索支护结构开展设计，并进行配筋设计和验算整体稳定性; (2)利用数值模拟软件Midas GTS建立二维计算模型，就结构设计结果进行模拟，判断设计的初步准确性，并分析了各层锚杆(索)在基坑整个施工过程中的轴力变化规律，就纯土钉与复合土钉支护体系中的土钉轴力进行比较，同时判断了锚杆(索)的施加对复合土钉支护效果的影响。 (3)制定监测方案进行监测，依据现场实测数据，直观判断土钉+锚索应用与黄土深基坑的支护效果，并对在该支护体系下深基坑开挖对周边环境影响进行判定，分析各层土钉在基坑开挖过程中内力变化规律，选取典型锚杆(索)，分析其在整个开挖中内力变化。同时验证了本次支护结构设计的合理性。结论对黄土地区类似基坑工程具有指导意义与实际价值。

目录

第一个书签之前

1绪论

1.1.1选题背景

1.1.2研究意义

1.2国内外研究现状

1.3复合土钉支护的产生

1.4本论文的研究内容和方法

1.4.1 研究内容

2 复合土钉墙支护理论与计算

2.1.1 复合土钉墙支护类型

2.1.2复合土钉作用机理

2.2.1工程概况

2.2.2 设计方案论证选取

2.2.3土钉+预应力锚杆（索）复合土钉支护设计计算方法

2.2.4深基坑复合土钉设计结果与稳定性验算

距基坑顶面距离

破裂面内长度

轴向拉力标准值

轴向拉力设计值

土钉设计长度

钢筋设计型号

钢筋设计直径

第一排土钉参数

1.4

7.45

22.37

9.5

HRB400

120.30

28

距基坑顶面距离

自由段长度

轴向拉力标准值

轴向拉力设计值

锚杆设计长度

钢绞线根数

钢绞线设计直径

第一排锚索参数

6.5

5.00

19.01

9.5

3

15.2

第二排锚索参数

80.16

100.20

第三排锚索参数

112.82

141.03

第四排锚索参数

160.31

200.40

12.0

第五排锚索参数

236.47

295.61

2.3 本章小结

3 复合土钉墙的数值模拟

3.1 数值模拟目的

3.2.1 MADIS/GTS 功能范围

3.2.2 计算步骤

3.2.3 本构关系

3.3 模型建立

3.4计算结果分析

3.4.1 基坑位移分析

3.4.2 锚索轴力分析

3.4.3 土钉轴力分析

3.5 本章小结

4复合土钉墙的现场监测

4.1概述

4.2.1 监测目的

4.2.2监测依据

4.2.3 监测范围、对象及监测内容

4.2.4 监测内容

4.2.5 监测工作量

4.3 监测结果分析

4.3.1 基坑位移

4.3.2 基坑周围环境监测

4.3.3 土钉轴力监测及分析

4.3.4 锚杆（索）轴力监测及分析

4.4 本章小结

5 结论及展望

5.1 结论

5.2 展望

致谢

参考文献

攻读学位期间取得的成果