深基坑土釘支護(hù)工作機(jī)理數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著基坑支護(hù)技術(shù)的快速發(fā)展,土釘支護(hù)技術(shù)自上世紀(jì)80年代在國(guó)內(nèi)出現(xiàn)以來(lái),工程應(yīng)用與理論研究都取得了很大成果。土釘是一種具有經(jīng)濟(jì)合理、施工方便等優(yōu)勢(shì)的巖土支護(hù)構(gòu)件,在基坑支護(hù)工程中有很大的市場(chǎng),尤其是在沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)。因此,深基坑土釘支護(hù)的研究,具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)主要由三部分構(gòu)成：土釘、面層、土體。土釘是被動(dòng)受力構(gòu)件,只有當(dāng)土體發(fā)生了變形或變形的趨勢(shì)時(shí)才起作用。面層主要起到聯(lián)系各土釘確保共同發(fā)揮作用,降低釘頭的不均勻

2、受力,并且約束邊坡土體在主動(dòng)土壓力作用下的膨脹變形及局部塌落。土體分主動(dòng)區(qū)與被動(dòng)區(qū),被動(dòng)區(qū)土體通過(guò)土釘?shù)奈灰瓢l(fā)揮作用。土釘支護(hù)是一種充分調(diào)動(dòng)土體主動(dòng)參與約束支護(hù)體變形的工法。目前人們對(duì)平面應(yīng)變狀態(tài)下土釘支護(hù)的作用機(jī)理有很多的研究,但在三維狀態(tài)下的理論研究還比較少,特別是在大應(yīng)變模式下的三維土釘支護(hù)數(shù)值模擬。早期一些關(guān)于土釘支護(hù)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法大多基于二維平面應(yīng)變條件下的研究得出的。隨著大量土釘墻應(yīng)用于基坑支護(hù)工程中,人們發(fā)現(xiàn)二維平面應(yīng)變條

3、件下的數(shù)值模擬,得到的值與實(shí)測(cè)值相差較大。針對(duì)以上問(wèn)題,本文從以下四個(gè)方面進(jìn)行了研究：
　　 ⑴進(jìn)行充分調(diào)研,總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上,分析了土釘?shù)氖芰C(jī)理,總結(jié)了土釘支護(hù)的摩擦加筋理論、土釘?shù)臋M向抗剪作用、似粘聚力理論和土拱效應(yīng)等作用機(jī)理,研究了土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)的工作性能。
　　 ⑵總結(jié)關(guān)于土釘結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)的理論及研究方法,結(jié)合一實(shí)例分析土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)在超載、超挖、土釘長(zhǎng)度和密度、土層力學(xué)參數(shù)等各種影響因素下的穩(wěn)定性。

4、r>　　 ⑶研究數(shù)值模擬的基本理論,分析算法和流程,學(xué)習(xí)如何用FLAC3D軟件去編制驅(qū)動(dòng)程序以建立模型,實(shí)現(xiàn)三維數(shù)值模擬分析。
　　 ⑷以一工程為背景,運(yùn)用FLAC3D數(shù)值計(jì)算軟件模擬非垂直開挖深基坑工程中土釘軸力、土體水平位移與豎直沉降等變化規(guī)律,并和實(shí)際監(jiān)測(cè)結(jié)果相比較。分析數(shù)值分析得出的數(shù)據(jù)和工程監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),研究分析非垂直開挖土釘支護(hù)基坑工程中土體位移、土釘受力等特點(diǎn),從中總結(jié)得出一般規(guī)律性結(jié)論,以供今后這方面的研究和工程實(shí)