花管土钉抗拔力学模型研究

花管土钉已被广泛应用于基坑工程中,但其抗拔承载机理尚不明确。根据花管土钉的支护原理,分析其三种破坏形式,提出花管土钉的四个受力阶段;基于库仑土压力理论,将滑动土体上方看作均布荷载,推导出花管土钉极限抗拔承载力的计算公式;结合兰州某基坑实例,将《建筑基坑支护技术规程》中的花管土钉极限抗拔承载力计算方法与本文计算方法进行拉拔试验,并对结果进行对比分析。研究表明:花管土钉的破坏模式主要为花管杆体被拉断、出浆锚固体被剪断及出浆锚固体前端土体变形过大;花管土钉的四个受力阶段包括静止阶段、塑性区产生阶段、塑性区扩张阶段和破坏阶段;在花管土钉极限抗拔承载力的组成中,出浆锚固体提供的抗拔力所占比重随花管埋深的增大而显著增大,是花管土钉极限抗拔承载力的重要组成部分。

土钉支护基坑抗隆起稳定性计算方法研究

以基坑隆起破坏的根本原因是地基承载力不足为前提,运用Terzaghi地基极限承载力理论,推导了土钉支护条件下基坑抗隆起稳定性的计算方法。采用地基土单侧滑动失稳破坏假设,同时考虑了单侧滑动体上竖向抗剪力对抵抗基坑隆起所起的作用。通过基本算例,对影响基坑抗隆起稳定性的参数进行了讨论,并得出了各抗隆起安全系数与各因素之间的部分变化规律。与现有的基坑抗隆起稳定性计算方法对比分析表明,所建议的方法在实际工程应用中是可行的。

软土地区土钉现场试验及土钉结构的稳定性分析

通过工程实例计算分析软弱下卧层对土钉支护稳定性的影响,揭示软土中土钉墙的变形特点,并提出控制位移的措施。介绍在软土地区进行的土钉原位快拔和慢拔试验,通过对2种试验结果的对比,分析软弱土层中土钉抗拔承载力的特征,提出通过快拔试验对土钉的抗拔承载力进行测试的方法;同时,提出软土地区有关土钉长度和间距设计的建议以及对现行规范中有关土钉支护结构设计的补充意见。

浆囊袋压力型土钉新技术及工作机理研究

为解决软土地基中土钉抗拔力小、施工质量难以控制的问题,开发了浆囊袋压力型土钉新技术,介绍了其工艺原理和施工技术,提出了相应的承载力计算方法。最后采用三维有限元分析方法研究了浆囊袋压力型土钉的荷载传递规律,分析了注浆体直径、长度以及地基土质条件的影响。

新型装配式可回收基坑土钉的开发和应用

在适宜直径钢管上焊接一定高度的钢片绕丝形成可回收土钉,通过专用连接构造实现可回收土钉的定尺接长,采用旋转施工设备将其旋入土体基坑边坡,形成新型装配式可回收土钉。新型土钉改变了传统土钉凭借注浆锚固体与土体之间的界面黏结力或摩擦力抗拔机制,代之以土体与钢管界面间的摩擦受力及土体与绕丝端部的挤压受力机制。通过现场试验、数值模拟优化升级和现场应用检测,获得新型土钉工作机制,建议了承载力估算方法,新型装配式可回收土钉适应建筑产业化趋势,减少地质环境的污染,实现建筑材料循环利用,具有明显工程价值。

土钉抗拔承载力计算方法

土钉抗拔承载力是影响土钉设计的关键指标,规范给出的计算方法具有较大的随意性。土钉的极限抗拔承载力受到钉土界面强度、土钉周围土体强度、上部土压力以及土钉杆体材料等因素的影响,本文根据不同情况把土钉拉拔的破坏方式分为4种:(1)沿钉土界面上发生的圆柱形剪切破坏;(2)沿土钉周围土体内部发生土体形剪切破坏;(3)破坏面部分位于钉土界面部分位于土钉周围土体的复合剪切破坏;(4)由于土钉杆体材料屈服发生的破坏。基于摩尔库伦准则,假定土体中侧向压力沿土钉杆体方向线性变化,本文推导了发生土体剪切破坏、复合剪切破坏时的土钉抗拔极限承载力计算公式,通过计算实例表明在大多数粘性土中土钉极限抗拔的破坏方式为土体剪切破坏。

土钉墙地基承载力问题探讨

土钉墙墙底地基土的承载力验算是土钉墙支护设计的一项重要内容。国内的工程实践中,通常将土钉墙地基承载力与坑底土抗隆起验算合并考虑。针对具体案例,通过Plaxis3D有限元数值模拟,分析研究了土钉墙底部土体发生地基承载力失稳的破坏模式、破坏荷载以及土钉墙墙底应力分布特点等,探讨了依据我国相关规程进行土钉墙坑底隆起或地基承载力计算可能存在的问题。借鉴国外加筋土挡墙地基承载力计算的一般方法,将土钉墙作为荷载倾斜、偏心的刚性基础对待,利用荷载倾斜、偏心条件下传统刚性浅基础的地基承载力的Meyerhof解和Vesic解,对土钉墙地基承载力进行了计算和对比,通过对比发现,Meyerhof解更接近实际,据此,提出了土钉墙地基承载力计算的合理模式。

土钉墙破坏方式的实践和原因分析

根据工程实际中遇到的土钉墙塌方的情况，把土钉墙的破坏方式分为三种，即局部破坏、整体破坏和土体破坏。实际工程表明：当土钉墙发生整体破坏时，土钉并没有完全拔出或者杆体拉断，而是局部拔出变形，土钉与面层连接部位发生破坏，进而土体和面层整体破坏，滑动体的顶部宽度约为基坑开挖深度的0．2～0．3倍。通过对土钉墙整体破坏机理的初步理论分析，认为整体破坏基本为一种楔形破坏体，其破坏是由于土钉与面层节点强度不足引起的，土钉的抗拔承载力是由土钉与面层的节点强度决定的，而不是由土钉的长度决定的。对比了四种不同的土钉与面层节点形式的节点强度，进而提出了当土钉较长时需要设置腰梁才可以使其发挥作用。

压力注浆参数对土钉受力性状影响的试验研究

通过对不同压力注浆参数下土钉现场抗拉试验,分析了不同土钉长度下注浆量、浆液水灰比等注浆参数对土钉受力性状的影响。分析结果表明,在试验范围内,相同注浆量下,土钉极限抗拉强度随着水泥浆液水灰比的减小而增大。对于单位长度内注浆量较高的短土钉,注浆量越高,浆液水灰比对极限抗拉力变化率的影响越小,反之,在单位长度内注浆量较低的长土钉中,注浆量越高,浆液水灰比对极限抗拉力变化率的影响越大。相同浆液水灰比下,土钉极限抗拉强度随着注浆量的增大而增大。对于单位长度内注浆量较高的短土钉,水灰比越大,注浆量对极限抗拉力变化率的影响越大,反之,在单位长度内注浆量较低的长土钉中,水灰比越大,注浆量对极限抗拉力变化率的影响越小。

滨海盐渍土改良试验及钉形搅拌桩承载力评估

针对滨海盐渍土地区水泥土搅拌桩地基处理问题,通过室内试验研究了含海盐量对土体塑液性指标等物理参数的影响,以及对三轴剪切强度力学参数的弱化作用;此外,通过不同材料配合比的改良试验,研究了水泥盐渍土强度随含盐量等变化的规律,表明水泥土含盐或者浸泡海盐水,对于强度都有弱化影响,水泥、粉煤灰固化剂都可以一定程度抵消海盐的不利影响,而且后者效果更明显。在上述试验基础上,从水泥土材料强度、桩-土侧摩擦与端部阻力、P—S计算曲线等方面,综合计算评估钉形水泥土搅拌桩单桩以及复合地基承载力特征值,表明固化剂改良的搅拌桩处理后,含盐软基能满足承载能力设计要求。在钉形的异形桩的承载力理论计算以及工程验证等方面,仍有待进一步深入。

土钉抗拔承载力经验验算方法

通过对北京、广州等地区11个工程实测的土钉最大轴力值和土钉最大轴力值位置的分析,提出了土钉抗拔承载力的经验验算方法,并采用梯形土压力分布模式和双折线潜在滑裂面分别计算土钉墙、预应力锚索加土钉复合支护及搅拌桩(微型桩)加土钉复合支护的土钉抗拔承载力。结合工程算例,将该方法与中国《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120—99)和《基坑土钉支护技术规程》(CECS 96:97)方法进行了比较。结果表明:采用该方法进行土钉抗拔承载力验算可以满足工程设计要求,为进一步开展复合土钉墙设计方法的研究提供了依据。

考虑剪胀效应的土钉抗拔承载力计算

土钉抗拔承载力是土钉设计中的关键指标之一,但根据相关规范推荐的经验公式得出的计算值范围较大。假定土钉和周围土体的界面强度服从摩尔-库仑准则,并考虑其剪胀性,推导出了土钉侧摩阻力及轴力的解析表达式,从而得到了土钉抗拔承载力的计算公式。通过与试验值的对比,证明了本文公式的有效性。

极限分析上限方法在岩土工程中的应用

极限分析方法是岩土工程稳定性问题分析的有力工具.探讨了上限方法在土钉支护、基坑抗隆起中的一些新应用,结合工程实例对应用的可靠性做出了验证.并就应用上限方法对地基承载力两种计算模式作出了评价.

某基坑边坡事故原因分析及加固处理

结合具体工程,根据整体稳定性和土钉锚杆承载力验算的计算结果,分析了基坑事故的原因,针对该工程的特点,提出经济合理的加固方案和施工措施,以确保基坑和周围建筑物的安全。

北京地区基坑土钉墙设计及建议

基于北京某地铁车站基坑工程设计,对基坑土钉墙作用机理、设计方法及两者之间存在的问题进行了论述,并针对出现的问题提出了见解和建议。其对类似工程的管理、设计及施工有一定的参考意义。

土钉支护边坡影响因素试验分析

为了分析土钉支护参数对边坡稳定性的影响,基于室内土工试验,建立了边坡坡角为60°的模型,试验研究了荷载作用下,土钉长度、土钉倾角、土钉数量、土钉位置等4种参数对边坡坡顶沉降、边坡滑坡模式的影响。结果表明:土钉在坡中位置时,随着土钉长度的增加,边坡的稳定性增加,但是当土钉在坡顶和坡脚位置时,土钉长度对边坡稳定性影响较小;随着土钉倾角的增大,边坡稳定性呈先增后降的趋势,土钉倾角为50°时边坡稳定性最好;土钉数量减少,边坡稳定性明显降低;土钉在边坡的位置对支护效果影响较大,当土钉处于坡中位置时,边坡极限承载力最大,沉降与荷载曲线呈线性关系,表现出"渐进性"破坏。通过计算分析发现,土钉处于坡中位置时边坡的安全系数最大,比较试验与数值模拟结果也证明了土钉在坡中位置对边坡的稳定性影响最大。

复合土钉墙的若干理论问题、兼论《复合土钉墙基坑支护技术规范》

详细剖析4个经过挑选的复合土钉墙工程事故实例,得出如下结论:复合土钉墙整体稳定性验算安全系数满足规范要求时,可不再验算局部稳定性;土钉"设计承载力"难以检验,可用"验收抗拔力"取而代之,作为质量检验验收标准及杆体的设计依据;复合土钉墙13种可能破坏模式中,验算其中6种,其余采取构造措施预防即可等。此外,研究还得出:复合土钉墙适用条件,土钉基本试验与验收试验方法,坑中坑开挖及边角效应的处理原则,周边环境的勘察与调查要求,工程中统筹协调不力及岩土工程专业经验欠缺的解决方法等。这些理论研究成果在新实施的国标——《复合土钉墙基坑支护技术规范》中得到了体现。

土钉与复合土钉支护的基底承载力问题讨论

土钉支护结构中基底承载力验算是土钉支护结构设计计算的重要步骤,工程实践中存在基底承载力不足,进行土钉设计施工的例子,降低了工程的安全度,严重时会造成基坑坍塌或其他工程事故.复合土钉不仅可以解决土钉支护结构内部稳定性的问题,还可起到加固被动区、增加基底承载力的作用,因此得到广泛应用.通过复合土钉基底承载力验算模型的建立,提出了复合土钉基底承载力验算的设计方法;结合郑州东区工程实例分析了基底承载力不足产生的裂缝、变形等问题,得出实例工程土钉支护产生的地面裂缝是支护结构水平位移与基底承载力不足二者共同作用的结果.

钉形搅拌桩加固海相沉积软土地基效果研究

在现场试验的基础上,通过三维数值模拟,对比分析常规水泥搅拌桩(简称常规桩)和不同设计参数的钉形双向水泥搅拌桩(简称钉形桩)对海相沉积软土地基的加固效果与经济效益。结果表明:钉形桩复合地基相对于常规桩复合地基,其工后沉降明显减少,极限承载力显著增大,单位处理面积的水泥用量随着钉形桩设计参数的不同有不同程度的减少。钉形桩加固效果随着扩大头高度H、扩大头直径D及桩间距S的变化而变化;H,D和S存在最佳设计值。

非剪胀土体中土钉室内拉拔有限元模拟

该文通过在土钉与土体间建立薄层剪切单元的方式,利用ABAQUS有限元软件对土钉室内拉拔试验过程进行了有限元模拟,模拟结果显示,在土钉上覆压力较大的情况下,对于松散土体,忽略钻孔过程的模拟方法相对于考虑钻孔过程的模拟方法得到的模拟结果与实际室内试验结果更为接近,并且剪切带单元厚度的差异不会影响模拟结果。另外,该文对不同内摩擦角土体下土钉的拉拔过程进行了有限元模拟,并以模拟结1+k果对计算土钉抗拔承载力的两个经验表达式进行了合理性验证与评价,结果表明以(1+k0)/2σ’v为法向应力的表达式相比于以σ’ν为法向应力的表达式更具有合理性。