试析土钉支护的非线性数值分析

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1、北京工业大学硕士学位论文土钉支护的非线性数值分析姓名：何建勇申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：张钦喜2003.5.1摘要本文通过FLAc有限差分程序，分析了素土基坑和土钉墙体的整体性能和内在机理，研究了土钉和面层的连接变化、土钉表面性能的下降、土钉的横向抗剪抗弯作用、土钉浆体的开裂、面层的有无、基坑的开挖过程、基坑放坡角度等因素对土钉内力分布和土钉墙变形的影响。研究表明：(1)素土坡随着坡角的变化，存在两种破坏方式，破坏方式不同，土钉受力状态不同；(2)土钉和面层的连接方式决定着土钉长度方向上的轴力分布形态；(3)面层主要通过面层与土钉的连接和面层的本身刚度两个方面对土钉内力和墙体

2、变形产生影响：(4)土钉横向抗剪抗弯作用的发挥程度和土钉钉头的连接方式有关，但作用不大，实际设计时可以忽略其影响；(5)随着坡体的开挖，第一排土钉的最大轴力变化不大，其它士钉的轴力都稳步增加。此外，本文还使用交叉试验的设计分析方法对土钉长度、间距、倾角、土钉和面层的连接四个因素两个水平进行了数值模拟分析，研究发现土钉墙的设计参数对其变形的影响大小明显不同，在优先考虑显著因素的情况下，可有效的减少土钉墙体的变形。最后，基于不同状态下土钉最大轴力的分布形式，提出了对规范土钉设计土压力的改进方法；同时在前述研究分析的的基础之上，建立了一个实际工程的FLAc模型，并对计算的结果和实测内力变形结果进

3、行了对比，表明本文所使用的数值模拟方法是可行的。关键词土钉支护；数值模拟；土钉轴力；FLAC—I一北京工业大学硕士学位论文ABSTRACTInthisthesis，analysisofwholeperfbnIIancea11dinteriormechanismofplainsoilslopeandsoilnailingwa儿withFLACnnitediffhenceprogr锄hasbeencanjedout．AtthesaIIletime，theimpactsonmeintemalforcedis订ibutionofsoilnailinga11dthedefbmationofsoiln

4、ailingwallofmanyfactors，includingtllec011芏lectionbet、veenfkeshieldandsoilnailing，t11emctiondeclinebe柳eensoilnailinga11dsoil，theshearforce&bendingmomentresistaIlceofsoilnailing，mecememcrackinsoilmilin＆f如eshield，excaVation，tlleobliqui毋ofslope，andsoonarestIldiedint11isthesis．Thestudyresultsrevealsome

5、laws：(1)1、vofailuremodeseXistindiH．erentobliquityslopeaIldinnuencetheintemalforceofsoilnailing；(2)Theconnectionbetweenf犯eshieldandsoilnailingdet锄【Ilincstlledistributionoftheaxialforcealonglength；(3)nIeinnuenceoffaceshieldinvolVesitscorulectionwithsoilnailingallditssti髓essonsoilnailingwall；(4)The仃a

6、11sversale髓ctofsoilnailingd印endedon也ejointofnailheadislit【1e：(5)111ema)【imurna)【ialforcesofotllersoilnailingseXceptmefirstsoilIlailingincreasegraduallywitllexcavation．Inaddition，也esoilnailing、valliscomputedalldaIlalyzed、Ⅳitllcross—overexperimentincludingfollrfactors，soilnailiIlg’slengm，imerval，obl

7、iquity锄dcorulectionbe铆eenfaces11ielda11dsoilnailing，锄d铆olevelseachfactoLAsaresult，tlleinnuenceofdesigIledpar锄etersofsoilnailingisdi仃erentevidently，andthedefomationofsoilnailingwalldecreaseslargelywhenpmminemfacto