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预应力锚索复合土钉支护数值模拟与工程对比
| 论文题名： | 预应力锚索复合土钉支护数值模拟与工程对比 |
| 关键词： | 预应力锚索;土钉支护;数值模拟;基坑工程;预应力锚杆 |
| 摘要： | 土钉支护作为一种经济可靠且施工快速简便的基坑支护技术，在基坑工程中得到了大量的应用。但单纯的土钉支护不能用于淤泥质土等不良土质、地下水位较高以及对变形控制严格的基坑工程中，所以近年来在土钉支护的基础上又发展出了土钉与水泥土搅拌桩、预应力锚杆(锚索)、超前微桩等支护形式相结合的复合型土钉支护。复合土钉支护技术可以针对不同的场地和地质条件，因地制宜、灵活多变地组合进行，在土木工程的各行各业得到广泛应用。但由于对复合型土钉支护的性状和工作机理的研究不够深入，导致在工程中常常出现以下两种现象：一方面，为了保证基坑的稳定和安全，设计人员总是不断地提高基坑支护的安全系数，造成了材料的浪费；另一方面，由于基坑失稳和变形过大而引起的工程事故却又不断的发生。本文结合目前复合型土钉支护的研究现状和工程实际需要，对最常用的预应力锚索复合土钉支护采用MIDAS/GTS有限分析软件进行数值模拟并进行工程对比，并对预应力锚索复合土钉支护进行了较为全面深入的研究，得出了对工程设计有一定参考价值的结论。本文在前人研究的基础上，对预应力锚索复合土钉支护进行了研究，取得了以下一些结论和认识： (1)利用MIDAS/GTS软件对预应力锚索复合土钉支护进行了有限元分析，模拟了“逆作法”施工过程。通过分析，发现不管是采用土钉支护还是预应力锚索复合土钉支护，以及在各个施工阶段，基坑水平位移曲线都会出现“鼓肚子”现象，最大水平位移发生基坑的下部，而不是顶部。 (2)预应力锚索锚固段轴力在与自由段相接的地方最大，远端最小，轴力变化呈曲线分布，且随着开挖深度的增加而增大。 (3)地面超载会使基坑边坡的水平位移和地面沉降显著增大，在进行基坑围护设计时，要特别注意地面超载的选取工作。 (4)通过数值模拟结果和工程实测数据的对比，指出在GTS中可以采用植入式桁架单元来模拟预应力锚索，但考虑到实际工程中的预应力损失和结构单元本身的缺陷，在数值模时应适当减小施加的预应力值；在确定计算范围时要注意坡脚两侧距离的选取，防止范围过小。 |
| 作者： | 岳猛 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 牛志荣 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 太原理工大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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