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1、Vol.41，No.2第41卷第2期April，2015SichuanBuildingMaterials2015年4月深基坑土钉支护有限元分析张宗领,王士革(信阳师范学院土木工程学院,河南信阳464000)摘要:为了研究深基坑土钉支护结构的工作性能,1．2m,竖向间距为1．8m,土钉所用钢筋直径均为22mm,第运用非线性有限元软件ADINA,分析了开挖面水平位移、一排距坑顶1．4m,第五排距坑底1．4m,面层钢筋网采用坑底隆起、面层土压力以及土钉的轴力,得出的一些结论ϕ8@250×250的钢筋,喷射80mm厚的混凝土面层。有限可供土钉墙设计和施工人员参考。元
2、模拟基坑开挖和土钉支护按5步进行,每步开挖1．8m,关键词:深基坑;土钉支护;有限元分析与实际工程相同,以使模拟结果能反映真实的施工过程。中图分类号:TU473．2文献标志码:A2土钉支护计算模型文章编号:1672-4011(2015)02-0036-02DOI:10.3969/j.issn.1672-4011.2015.02.018土的本构模型分为弹性和弹塑性两大类,弹性模型又包括线性弹性模型和非线性弹性模型,线弹性模型是最古FiniteElementAnalysisofSoilNailedWallfor老、最简便的描述土的应力-应变性质的一种模型,非线D
3、eepFoundationExcavation性弹性模型最具代表性的例子为Duncan-Chan双曲线模ZHANGZongling,WANGShige[2]型。现在应用较广泛的为弹塑性模型,因其更接近土的(CollegeofCivilEngineering,XinyangNormalUniversity,Xin-实际性质,常用的有摩尔-库伦模型和Drueker-Prager模yang464000,China)型,由于Drueker-Prager模型考虑了静水压力对屈服强度的影响,同时考虑了土体的剪涨性和扩容性,故本文选用Abstract:Inordertor
4、esearchworkingcapabilityofsoil土体的本构模型为Drueker-Prager模型。基坑断面从上往nailedwallfordeepfoundationexcavation,thehorizontaldis-下各层土体参数见表1。钢筋混凝土面层采用弹性材料模placementofexcavationface,thebottomheavedisplacement,型,土钉采用Rebar单元,弹塑性材料,弹性模量按钢筋soilpressureandtheaxialforcesofsoilnailsareanalysizedon[3-5]
5、和混凝土的面积比加权计算。thebasisofthenonlinearfiniteelementsoftwareADINA.Some表1土层物理力学参数valuableconclusionswhichcanbereferedforengineersindesign土层厚度/m重度/(kN·m-3)粘聚力/MPa内摩擦角/(°)andconstructionofthesoilnailedwallareobtained.人工填土1．5181517Keywords:deepfoundationpit;soilnailing;finiteele-淤质粉质黏土2181
6、214mentanalysis淤泥质黏土1917．61012粉质黏土162019220前言3模拟结果及分析土钉支护是用于土体开挖和边坡稳定的一种新型挡土技术[1],是在20世纪60年代初期产生的新奥法基础上发3．1开外面水平位移分析展起来的。土钉支护结构由土体、土钉、面层、排水系统图1为基坑支护完成后开挖面水平位移的模拟值与实组成,其中土钉是用钢筋或钢管和外层的水泥砂浆组成,测值,由图1可知:面层是用60~90mm厚的钢筋混凝土做成,一般用一层钢筋网,钢筋直径为8~10mm,间距为200~300mm,网格一般为正方形,排水系统是为防止地表水渗透对网喷混凝土面
7、层产生压力,并防止降低土体强度和土体与土钉的界面粘结力而设置的。土钉支护具有经济、安全可靠、施工快速简便、噪声低等优点,在我国具有广阔的应用前景。1工程概况某建筑深基坑东西长约112m,南北宽约72m,开挖图1开挖面水平位移模拟值与实测值深度10m,基坑坡角为90°,采用土钉支护方案。共布置5排土钉,土钉倾角均为10°,从上往下第一、二、三排土钉1)开挖面水平位移的模拟值和实测值在形状和大小上长为18m,第四、五排土钉长为14m,土钉水平间距为均基本吻合,且模拟和实测的最大值(25mm,29mm)均不超过基坑相应开挖深度的3‰(30mm),满足(ECS96∶
8、97)[6]《基坑土钉支护技术规程》的要求。作者简介
