冻胀作用对季冻区土钉墙基坑支护影响研究

发布时间：2020-03-31 08:06

【摘要】：季冻区基坑工程在越冬时需要考虑土体冻胀影响,土钉墙支护广泛应用于基坑支护工程当中,但土体冻胀常常会导致土钉墙支护结构面层脱落、土钉被拉断或拔出,严重时甚至会导致基坑坍塌事故发生。本文以基坑土钉墙支护为研究对象,基于FLAC3D数值模拟软件分析冻胀作用对土钉墙基坑支护的影响,并给出相应的防冻胀措施。主要研究成果如下:一、对季冻区土体、冻胀机理的国内外研究现状做了详细总结,并对国内冻胀作用对基坑工程影响的研究现状做了全面论述。二、通过现有的研究成果,对土体冻胀过程及形成机理进行了阐述,并对由此产生的冻胀力及其影响因素做了归纳与分析。三、分析了土钉墙受冻胀破坏的类型及影响因素,并在此基础上给出相应的防冻胀措施。四、基于数值模拟软件分析结果表明:在冻胀作用下,(1)各排土钉轴力较开挖完成时有很大增长,而土钉钉头轴力增长尤为明显。(2)土钉轴力由开挖完成未冻时的中间大两边小的橄榄型分布,变成了土钉钉头轴力最大,并且沿土钉长度逐渐减小的大头针型分布。(3)土体水平位移增加明显。(4)温度越低,土钉轴力越大,呈钉头最大沿土钉长度逐渐减小的单向分布模式。土体最大水平位移出现在坡顶,不同负温作用下,坡顶水平位移与冻结温度呈线性分布。(5)土体类型不同,冻胀后产生的水平位移的分布也不相同,对于粗砂水平位移呈现出先减小,而后近似保持稳定的变化趋势,而粉土、黏土和粉质黏土则是呈减小-增大-减小的S型分布规律。(6)土体密度越大土钉轴力越大,产生的土体水平位移也相应增大。经过拟合发现土体密度与土钉最大轴力之间呈对数关系,与坡顶水平位移呈线性关系。(7)土钉轴力的大小随着含水率的增加而增大,经拟合发现含水率与土钉最大轴力之间呈二次函数关系,与坡顶水平位移之间呈幂函数关系。(8)随着土钉墙面层厚度的增加,坡顶水平位移不断减小,土钉轴力却有所增大。
【图文】：

冻土与常规土体物质构成图

图 2-2 土体冻结过程图[105]Fig 2-2 Freezing process of soil：过冷却阶段。当温度 T 从 0℃达到图中 Tsc 时，土体开始冻结，水处于亚稳定状态，，该阶段一直持续到由冰晶体产生，Tsc 由土中隙水含盐量以及土中矿物成分等影响因素决定
【学位授予单位】：吉林建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU753

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 肖东辉;冯文杰;张泽;明姣;;冻融循环作用下黄土渗透性与其结构特征关系研究[J];水文地质工程地质;2015年04期

2 白青波;李旭;田亚护;房建宏;;冻土水热耦合方程及数值模拟研究[J];岩土工程学报;2015年S2期

3 王红雨;唐少容;邢毓航;张学科;;冻融循环作用下宽级配砾质土的渗透特性[J];工程地质学报;2015年03期

4 赵文;韩健勇;李慎刚;关永平;;砂土地层深基坑桩锚支护体系的受力与变形[J];东北大学学报(自然科学版);2015年04期

5 张英;邴慧;;基于压汞法的冻融循环对土体孔隙特征影响的试验研究[J];冰川冻土;2015年01期

6 刘乃飞;李宁;何敏;徐栓海;;基于水-热-力耦合模型的钻孔灌注桩承载力影响因素分析[J];冰川冻土;2014年06期

7 高鹏飞;章昌保;杨永新;;包头某越冬基坑桩锚支护结构受力变形监测分析[J];内蒙古科技大学学报;2014年04期

8 胡再强;刘寅;李宏儒;;冻融循环作用对黄土强度影响的试验研究[J];水利学报;2014年S2期

9 肖东辉;冯文杰;张泽;明姣;王强;;冻融循环对兰州黄土渗透性变化的影响[J];冰川冻土;2014年05期

10 倪万魁;师华强;;冻融循环作用对黄土微结构和强度的影响[J];冰川冻土;2014年04期

本文编号：2608806