基坑支护土钉力的简化增量计算法

针对目前基坑土钉支护中土钉力的计算提出一个增量计算法,结果表明,该方法计算的土钉力较符合工程实际。

土钉支护开挖影响面及其在土钉力计算中的应用

结合土钉支护的施工特点和受力规律,定义施工阶段土体开挖时滑动趋势最大的面为开挖影响面,定义以开挖影响面为边界的土块体作用在支护体系上由土钉承担的力为开挖土压力。通过开挖阶段相邻两步的开挖土压力求出土钉支护因开挖而产生的不平衡力,同时考虑保持土体稳定所需要的抗滑力后可得到开挖阶段土钉轴力。首先分析开挖影响面和开挖土压力及其影响因素,然后给出开挖阶段计算土钉轴力的具体方法,并给出与法国CLOUTERRE项目1号墙足尺试验中土钉力测试值的比较。

土钉支护中土钉力和位移的计算问题

土钉支护是一种比较经济的支护方式,工程实践中已广泛应用,但其设计理论则相对缺乏。针对目前土钉支护设计中存在的主要问题,即土钉力和土钉支护位移的计算分析,以工程实测资料为背景,根据侧壁主动土压力与总土钉力相等的原则,考虑施工过程的影响和增量法的思想,提出了基于经验和理论相结合的土钉力计算公式。按照弹性力学理论,对由于土的开挖引起支护的土体侧移提出了简易的位移计算公式。通过工程实测检验了公式的正确性。这些计算公式简便,其结果较符合实际,较好地解决了土钉支护设计的主要问题,可为工程设计提供参考。

基于优势面理论的土钉力增量计算方法

运用优势面理论,提出了一种考虑施工过程对土钉力影响的增量计算方法,并对该方法进行了探讨,结果表明,该方法计算的土钉力较好的符合工程实际。

神经网络的土钉轴力最大值预测模型

为提高土钉最大轴力的预测精度,收集大量土钉轴力的实测数据,建立考虑土钉墙参数、土钉参数、土参数和超载情况等因素的土钉轴力神经网络预测模型,并对该模型的预测结果进行评估。结果表明:预测模型的土钉轴力最大值与实测的土钉轴最大值吻合程度高,离群点较少;神经网络梯度稳步降低,参数Mu随着迭代次数稳定变化,最大值也未超过0.001,训练R值为0.981,验证R值为0.73,测试R值为0.82,整体R值为0.92;对比现有土钉轴力模型,预测模型的土钉轴力平均值更精确,模型因子变异性更小,且预测精度和土钉轴力最大值之间不存在相关性,因此适用性更广泛。

搅拌桩复合土钉基坑支护技术应用效果数值模拟分析

搅拌桩复合土钉支护技术目前在基坑支护中有不少应用,但对于该支护技术应用效果的研究仍然不足。以某基坑工程为例,利用abaqus有限元软件对基坑开挖过程中搅拌桩复合土钉支护效果进行数值模拟并与实测数据进行对比分析,结果表明,搅拌桩最大水平位移发生在基坑中下部,桩后地表沉降最大值出现在离桩约1.5倍到2倍基坑深度处,土钉轴力在搅拌桩附近处达到最大,然后沿着土钉全长轴力逐渐减小,中下部土钉受力大于上部和下部土钉的结论。

土钉支护施工阶段土钉轴力的计算分析

土钉支护的形成过程对其受力和变形有直接影响。结合土钉支护边开挖、边支护且开挖在前的施工特点,定义开挖影响面以反映土体开挖时边坡滑动趋势的变化,与开挖影响面相交处的土钉在土体开挖时轴力增加最多。开挖土压力表示以开挖影响面为边界的土块体产生的土压力,由相邻两步开挖土压力之差求得挖土引起的不平衡力。增加的土钉轴力在平衡此不平衡力的同时,维持着边坡稳定。据此,以开挖影响面及其土钉轴力增量为主要研究对象,提出了施工阶段土钉轴力的分析方法。该方法在求得土钉轴力最大值及其作用位置的同时,还给出了土钉轴力沿钉长方向的分布。应用此方法对法国CLOUTERRE项目1号墙足尺试验进行了计算,结果表明:计算与测试结果吻合良好。

土钉墙变形及土钉内力特征研究

相对于土钉墙的广泛应用而言,对土钉墙的理论研究还很不充分。中国建筑科学研究院地基基础研究所完成了模拟实际施工过程的土钉墙足尺实验,介绍了足尺实验的土钉墙变形及土钉内力测试的相关内容。实验基坑开挖深度为10m,支护结构采用土钉墙,设置6排土钉。本次实验严格模拟土钉墙的施工过程进行挖土、土钉施工以及面层喷射混凝土施工,并进行各项测试,然后采用地面堆载的方式考察土钉墙位移较大时的性状。通过足尺试验测试,并结合数值分析,对土钉墙的变形及土钉内力特征进行了研究。

考虑施工过程的土钉支护土钉轴力计算及影响参数分析

结合土钉支护边开挖边支护的特点,分析土钉支护施工中的开挖效应,阐述讨论土钉力增量的变化对土钉支护施工过程分析的意义。定义开挖影响面为施工过程中土体开挖时边坡内部土体滑动趋势最明显且土钉轴力增加最多的面,定义开挖土压力为以开挖影响面为边界的土块体作用在土钉支护上且由土钉承担的力,建立以开挖影响面及其上土钉力增量为主要研究对象的施工阶段土钉支护分析模型,给出施工过程中土钉轴力的计算方法。与应用其他方法计算得到的Clouterre项目1号墙建造过程中土钉力及量测值进行比较,计算结果与量测结果吻合较好。此外,利用该方法对土性、基坑剖面几何形状和土钉设置等影响因素进行分析。分析表明,所提方法符合施工过程中土钉受力的变化规律,是一种可行的、实用的土钉轴力分析方法。

不同土压力模式下土钉受力特征探讨

土钉支护体系作为一种经济、有效的支护方式而得到广泛的应用。但关于土钉力计算的理论依然相对缺乏,远远落后于工程实践,严重制约了土钉技术的发展。基于杨光华提出的土钉力简化计算方法[1],以4种不同的土压力模式为背景进行简化,并对比分析不同土压力模式下的土钉力分布,结果表明:采用根据侧壁主动土压力与总土钉力相等并考虑施工过程的影响和增量法的土钉力简化计算方法简便,且采用三角形土压力分布模式与梯形土压力分布模式(二)较采用其他两种土压力分布模式简化计算得到的结果与监测结果更接近。

基于明德林解的土钉内力计算方法

土钉内力计算是土钉墙设计计算的关键指标,通过虚拟开挖应力模拟土钉墙开挖状态,假定面层受力为0,提出了钉土剪力在潜在滑动面两侧沿土钉方向呈双三角形分布的计算模型,推导了钉土剪力和土钉轴力的计算公式。利用Mindlin应变解,得到在虚拟开挖应力和钉土剪力共同作用下潜在滑动面位置土体及土钉端部土体侧向位移,根据钉土剪力分布模型计算得到土钉在潜在滑动面位置的弹性变形。根据钉土剪力在潜在滑动面位置等于0的特点,得到钉土相对位移在潜在滑动面位置为0的结论,结合潜在滑动面位置两侧土钉轴力大小、相等方向相反,可以得到钉土剪应力计算公式中未知系数,从而得到土钉轴力和钉土剪力。通过与法国CEBTP大型试验1号墙实测数据的对比分析,初步验证了基于Mindlin解的土钉内力计算方法的合理性和可行性。

粉质砂土土钉墙水平位移与土钉轴力的FLAC^(3D)研究

以物理模型土钉墙的破坏性试验获得的土体的基本参数和模型的尺寸为基础,应用FLAC3D软件建立土钉墙数值模拟模型。通过数值模型模拟基坑开挖与支护过程,并监测该过程中的土钉墙墙体沿深度方向水平位移情况和各层土钉的轴力变化情况以及它们之间的关系。支护过程结束后,在墙顶分级施加竖向荷载直至墙体产生较大变形,研究了土钉墙在超载状况下的工作状况以及破坏过程,并与物理模型土钉墙的破坏性试验结果进行对比。研究发现,开挖过程中墙体水平位移底部大于顶部,呈"勺形"分布;墙体水平位移最大处附近的土钉轴力也最大;粉质砂土土钉墙变形超过基坑开挖深度的4‰后,墙体的稳定性会极大降低;粉质砂土土钉墙没有下卧软弱层时,在地面超载作用下其破坏形式为体内破坏,表现为部分土体沿滑裂面向下滑动。

土钉最大轴力与基坑稳定性的研究

采用有限差分软件FLAC3D,对土钉在各种因素影响下的内力分布规律进行研究,得出土钉轴力沿钉长的分布表现为中间大而两边小的纺锤形;得出影响土钉轴力大小的因素依次为:地表荷载,土的摩擦角,地表荷载到基坑距离,土钉间距,土的粘聚力,钉长,钉土粘结强度,并得到了轴力与各因素间的关系式。将计算结果应用于某基坑工程,现场测试结果与数值模拟结果符合程度较好。

变形协调情况下土钉墙内力和位移的计算方法

土钉墙的内力主要包括土钉轴力、钉土剪力和面层受力,而土钉墙变形的过程是土钉、面层和土体之间相互协调共同作用的过程,传统的计算模型都是从力矩平衡的力学角度出发,不能合理解释土钉内力和变形的相互关系。通过对土钉墙受力和变形机制的分析,利用Mindlin解计算在虚拟开挖应力和钉土剪力共同作用下土体侧向位移,结合钉土剪力和钉土相对位移的线性关系以及钉土剪力在最危险滑动面位置等于0的特点,计算土钉轴力、钉土剪力和土钉墙在开挖面位置的变形。土钉被动区段钉土剪力超出其极限值的部分转移至面层,假定面层受力增量呈三角形分布,根据静力平衡得到面层受力分布。通过与工程实测资料的对比分析,初步验证土钉墙内力和变形计算方法的合理性和可行性。

基于Flac3D的土钉支护应力分析

为了进一步探讨土钉支护的作用机理、受力特点,采用Flac3D模拟土钉支护基坑开挖与支护的施工过程,并对土钉、土体在开挖过程中的受力性能进行了模拟和分析.通过对土钉支护基坑模型的土体应力、应力路径和土钉内力分布等力学参数的分析,能更加全面地认识其在开挖阶段的工作性能,对其设计和施工提出了有益的建议.

深基坑上部土钉墙土钉轴力监测及分析

以某建筑深基坑工程为例,对基坑开挖各阶段上部土钉墙土钉轴力进行实测,分析并研究了基坑开挖及支护过程对土钉轴力的影响,具体考虑了基坑开挖时间与土钉轴力、土钉轴力变化速率以及同一土钉不同节点位置处轴力变化趋势之间的关系。对今后类似的基坑工程中的上部土钉墙的设计和分析提供借鉴和参考。

土钉支护现场应力测试分析

土钉支护的基坑工程中,土钉应力测试是土钉内力的直接反映,对于基坑稳定性监测及评价尤为有效。作者在土钉支护工程中的土钉应力现场测试的基础上,对土钉支护体系内力的一般规律进行探讨,得出土钉支护体系内力具有时步效益、土钉受力在沿长度方向上存在唯一极大值、土钉受力极大值对应滑裂面位置等结论,对实际施工具有指导意义。

可回收土钉墙支护结构体系施工工艺及受力研究

基于绿色环保与碳中和理念,提出一种可回收的土钉墙支护结构体系,对该体系构件及施工工艺流程进行了介绍,依托实际工程,探讨了1∶0.30、1∶0.50、1∶0.70支护坡比下土钉轴力、主动土压力的变化规律,分析了不同支护坡比对土钉轴力、主动土压力的影响,与规范中的修正公式计算出的理论值进行对比。研究表明,同一深度的主动土压力和土钉轴力随坡比增加而增加,同一坡比下的主动土压力和土钉轴力随深度增加而增加;主动土压力的实测值与计算值随深度变化呈现相同趋势,计算值略大于实测值,土钉轴力的实测值与计算值随深度变化亦呈现相同趋势,但计算值远大于实测值。

基于增量法探讨不同土压力模式下的土钉受力

土钉支护是一种比较经济的支护方式,在工程实践中已被广泛应用,但其设计理论仍相对缺乏。目前,土钉支护设计的主要问题是土钉受力计算分析。根据土压力增量与总土钉力相等的原则,以4种不同土压力模式为背景,基于增量法的思想进行对比分析,其结果是不管土钉间距大或小,建议采用规程一和王步云法的土压力模式计算土钉力,它们可以较真实地反映实际情况;而双折线法计算的土钉力偏小,规程二计算的土钉力近似直线分布,与实测的土钉力分布图相差较大,不建议采用这2种方法,但是其对土钉支护中土钉的设计计算具有一定的指导意义。

桩桥墩下土钉支护的土钉内力有限元分析

利用三维非线性有限元分析对某实际工程中桩基桥墩下土钉支护中的土钉轴力进行研究。考虑土钉的加固作用,模拟土钉支护施工过程。选择能够反映开挖特点的土的本构关系,从而建立有限元分析方法,并通过编程计算研究土钉支护的土钉受力性能,分析支护参数的影响,将工程实测结果与有限元分析结果进行对比分析。最后,对桩基桥墩下土钉支护的设计提出两点建议,供大家参考。