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1、華北水利水電學(xué)院碩士學(xué)位論文復(fù)合土釘支護(hù)變形和內(nèi)力的數(shù)值模擬研究姓名：王華鋒申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：巖土工程指導(dǎo)教師：萬林海20070501復(fù)合土釘支護(hù)變形和內(nèi)力的數(shù)值模擬研究摘要鋼管樁復(fù)合土釘支護(hù)是復(fù)合土釘支護(hù)中常用面有效的一種技術(shù)方法，它采用鋼管樁、土釘和預(yù)應(yīng)力錨桿等對(duì)基坑進(jìn)行支護(hù)，可以有效控制基坑變形，大大提高基坑邊坡的穩(wěn)定性。目前針對(duì)該支護(hù)方法的研究較少，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試資料較為匱乏。本文在總結(jié)前人成果的基礎(chǔ)上，以北京市某基坑工程為例，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)勘察數(shù)據(jù)，應(yīng)用三維連續(xù)介質(zhì)快速拉格朗日分析法(簡(jiǎn)稱FIA
2、—D)，建立了鋼管樁復(fù)合土釘支護(hù)的深基坑開挖三維數(shù)值模型，對(duì)復(fù)合土釘支護(hù)體系的變形、內(nèi)力等特性進(jìn)行了詳細(xì)地分析，主要有以下幾方面：1．采用三維顯式有限差分軟件FIApD．以支護(hù)結(jié)構(gòu)最大水平位移、坑外地面最大沉降為衡量目標(biāo)，對(duì)土釘支護(hù)設(shè)計(jì)中的主要參數(shù)(包括傾角、間距等)進(jìn)行了合理性方面的研究，初步探討了土釘支護(hù)參數(shù)對(duì)土釘最大軸力、基坑±體變形的影響，得到一些有參考價(jià)值的分析結(jié)果，為土釘支護(hù)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了重要依據(jù)；2．對(duì)開挖過程中支護(hù)體系的內(nèi)力進(jìn)行了數(shù)值模擬。從土體的主應(yīng)力、剪應(yīng)力、剪應(yīng)變變化率及剪應(yīng)變
3、增量、結(jié)構(gòu)單元內(nèi)力和塑性區(qū)變化等方面解釋了支護(hù)體系的工作性能：3．對(duì)開挖過程中基坑開挖區(qū)域周圍土體的變形進(jìn)行了分析和研究。從開挖過程中基坑土體水平位移及其記錄曲線、豎向位移及其記錄曲線、位移矢量和速度矢量等方面解釋了基坑開挖區(qū)域周圍土體的變形機(jī)理；4．對(duì)正常開挖和注漿加固兩種工況下土體塑性區(qū)和變形特征進(jìn)行了詳細(xì)的分析和研究，得出如下結(jié)論：坑底注漿加固減小了坑內(nèi)土體塑性區(qū)的范圍，大大減少了涌向坑內(nèi)方向的邊坡土體水平位移和坑周地面沉降。5。對(duì)復(fù)合土釘支護(hù)體系進(jìn)行三維拉格朗日分析，將土體變形計(jì)算值與實(shí)測(cè)結(jié)
4、果進(jìn)行了比較。結(jié)果顯示：水平最大位移計(jì)算值與實(shí)測(cè)值均控制在規(guī)定范圍內(nèi)。本文較深入地揭示了鋼管樁復(fù)合土釘支護(hù)的變形和內(nèi)力特征，使復(fù)合土釘支護(hù)在施工過程中更具可預(yù)見性，為該支護(hù)方法的設(shè)計(jì)和施工提供了重要參考。關(guān)鍵詞：深基坑，復(fù)合土釘支護(hù)，F(xiàn)IA—D，變形，內(nèi)力，注漿NUM[ERICALSIM：ULATIoNSTUDYoNDEFoRML鍆ⅡoNANDINTERNAI量ORCEoFCoM呼oSr
5、門巳SOILNA瞰NGSUPPORTThesteelpipepilecompositesoilnailingsu
6、pport,acommonandeffectivemethodofcompositesoilnailingsupport,adoptssteelpipepile．soilnailingandprestressedbolt,etc．It啪controlthedeformationoffoundationpiteffectivelyandimprovethestabilityofearthslopegreatly．Uptonow，theresearchOilthestressanddeformation
7、ofthismethodisnotenoughforthelackofstudyonthissupportingmethodandshortageoffieldtestmaterial．Thisthesisisbaseonthepastresearchandadeep-fonndationpitexcavationinBeijing,whichincludethemeasuredvaluedataofsoil’Sdeformation．Bycontractwiththeinsitumeasuredd
8、ata,weprocessthe3-dimensionnumericalsimulationofdeep-foundationpitexcavationwiththesteelpipepilecompositesoftnailingsupportbyFastLagrangianAnalysisofContinuain3Dimensioas(FLAC3D)．nedeformation,intcmalforce,andsoonofsupportingsystemhavebeenstudiedindeta
9、il．Themaincontentsareasfollow：First,thethree·dimensionalexplicitfinite-differenceprogram，F(xiàn)LAC3v,areappliedtostudyonthereasonablesettingofsoilnailinsoil·nailedretainingwallaimingathorizontalmaximumdisplacementofthewallandthemaximumground
