某相邻深基坑间水平对拉锚索支护设计与数值模拟研究
发布时间：2022-02-11 12:29
在城市用地越发紧张的今天,相邻深基坑之间的相互影响及其支护问题不可避免,而水平对拉式锚索支护体系作为一种新型的支护方式应用在相邻深基坑工程中有其独特的优势。本文以广州市某相邻深基坑为例,对水平对拉式锚索支护结构进行了研究。首先对深基坑和水平对拉式锚索的研究现状和特点进行了阐述,然后对水平对拉式锚索设计计算的相关理论进行了介绍,最后对工程实例进行了设计计算、数值模拟和对比分析。研究内容如下:（1）通过对普通桩锚支护与水平对拉式锚索的对比分析,总结了水平对拉式锚索的特点和适用情况。（2）以作者阶段性参与了的广州某相邻深基坑工程13-13剖面为例,运用理正软件进行了水平对拉式锚索支护的设计计算,并对基坑的稳定性和支护桩的嵌固深度进行了验算。同时,布置了监测方案,并事后收集了现场的基坑监测数据。（3）运用Midas GTS NX软件进行了数值模拟,设置单侧开挖和双侧对称开挖两种方式,分析了每一步施工工况下的水平位移、竖向位移和支护结构内力。（4）将设计值、模拟值和监测值进行对比分析,相互验证,得出了设计方案合理可靠、模拟结果准确的结论。（5）对相邻深基坑对拉锚索支护施工的时序效应进行了分析,论...
【文章来源】：河北工程大学河北省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
普通桩锚支护模型图
第2章对拉式锚桩设计计算的相关理论简介72.1.2水平对拉式锚索概述水平对拉式锚索是为应对工程实践中的相关问题，从而发展起来的一种新型的支护结构体系，它的组成主要有锚索、护坡桩、围檩等。它的支护原理是通过锚索水平贯穿支护坡体，在坡体两侧设置护坡桩和围檩，通过两端分别施加预应力将锚索锁定在围檩上[28]。通过锚索对拉、施加主动拉力，使得两侧支护桩和围檩有互相闭合的趋势，从而限制了中间的土体变形和位移，保证了坡体的稳定性。水平对拉式锚索不像普通的桩锚支护，其两者的支护原理也截然不同。对拉锚无锚固段，全长自由张拉，锚索与土体之间不接触，并不提供粘结力。对拉锚索在其全长的范围内设置套管，以防止其与土体或者注浆体直接接触，在套管两侧设置封口装置以防止注浆时浆液进入套管而妨碍预应力张拉[2]。在对拉式锚索设计和施工中，防锈问题往往是影响支护工程寿命的一个关键问题。目前在工程应用中，穿设钢绞线前往往需要在钢绞线外涂布黄油来防止锈蚀[28]。水平对拉式锚索的支护剖面如图2-2所示。图2-2水平对拉式锚索支护模型Fig.2-2Horizontalpairofanchorcablesupportmodel水平对拉式锚索，作为一种新型的支护结构应用到工程实践中，相比于其它的支护结构，在某些特定的条件下有其独特的应用优势。其主要是应用在有预留中间土体的条件下，用来确保中间土体的稳定性。现将当前主要的几种应用总结如下：（1）在相邻基坑之间有限土体不开挖的条件下，应用对拉锚索支护能取得良好的支护效果和经济效益。（2）在大型隧道眼镜工法开挖时中间预留核心土的条件下，应用对拉锚索，
河北工程大学硕士学位论文8施工简便，能充分保证核心土的稳定性。（3）在道路桥台或者填土路堤中，可利用对拉锚索来充分保证台背填土和路堤填土的稳定性。（4）当某些存在有限土体而场地受限，采用内支撑又影响施工的条件时，或者采用普通桩锚支护，有限土体又无法提供锚固力的条件下，可考虑采用对拉锚索支护。尤其是在相邻深基坑支护中，采用对拉式锚索支护可取得良好效益。2.2土坡稳定性分析理论在相邻两基坑开挖后，基坑之间形成坡体，工程上常采用极限平衡法对坡体的稳定性进行分析[29]。极限平衡法分析的原理，是先假定坡体的破坏是沿着坡体内的某一确定的滑动面滑动，然后根据静力平衡条件进行分析，利用莫尔-库伦破坏准则[30]确定坡体沿假定滑动面破坏的几率，即确定稳定系数的大校通过系统的选取多个滑动面进行分析，确定稳定系数最低的滑动面即为最危险的滑动面，从而确定坡体的稳定系数[30]。通过研究计算，可推导出均质黏性土坡的滑动面为对数螺旋线曲面，其形状近似为圆弧形，所以在工程设计中通常假定土坡的滑动面为圆弧面。2.2.1整体圆弧滑动法1915年瑞典学者首先用圆弧滑动法对土坡的稳定性进行了分析，在这之后，这种方法开始被广泛的应用起来。这种方法是假定某一圆弧滑动面，土坡体将沿该滑动面发生整体滑动破坏，并将滑动的土坡体视作刚体，通过静力平衡分析，计算滑动坡体的下滑力矩MS和抗滑力矩MR，从而得到土体的稳定系数[31]。其具体的分析过程如图2-3所示。图2-3整体滑动法模型Fig.2-3Overallslidingmethodmodel图2-3表示的是均质黏性土坡的整体滑动模型。圆弧AC为滑动面，O为圆
【参考文献】：
期刊论文
[1]悬臂式抗滑桩桩间挡板土压力的计算[J]. 路利民. 山西建筑. 2019(03)
[2]数值模拟实验在岩土工程中的应用与展望[J]. 彭岩岩,刘宇航,王天佐,杜伟,郑质彬. 绍兴文理学院学报(自然科学). 2018(02)
[3]基于Midas GTS NX软件的基坑支护数值模拟研究[J]. 何明. 工程技术研究. 2017(10)
[4]关于《建筑基坑支护技术规程》支挡结构弹性支点法的讨论[J]. 张有祥,周宏磊,李云耀. 工业建筑. 2017(08)
[5]极限平衡法在边坡稳定性分析中的应用[J]. 崔中良,张东方,姚艳领. 中国锰业. 2016(05)
[6]对弹性支点法的认识[J]. 郑毅,施鑫竹. 有色金属设计. 2016(03)
[7]数值模拟与极限平衡法相结合的边坡稳定性分析[J]. 钟福生. 现代矿业. 2016(01)
[8]对岩土工程数值分析的几点思考[J]. 牟俊杰. 企业技术开发. 2015(12)
[9]我国深基坑工程发展简述[J]. 王东会,贾苍琴,阎锡东. 工业建筑. 2014(S1)
[10]基坑开挖数值模拟中土体本构模型的选取[J]. 宋广,宋二祥. 工程力学. 2014(05)
博士论文
[1]双排桩支护结构的数值分析与现场试验研究[D]. 李立军.太原理工大学 2013
硕士论文
[1]广州市某基坑双排桩支护设计与数值模拟研究[D]. 李宏伟.河北工程大学 2019
[2]基于Midas/GTS有限元基坑土钉支护工作特性研究[D]. 周声.长安大学 2018
[3]双排桩支护结构在深基坑工程中的数值模拟研究[D]. 张健.安徽理工大学 2018
[4]双排桩支护结构理正软件设计计算与有限元（MIDAS/GTS）模拟分析[D]. 刘小波.防灾科技学院 2016
[5]锚桩支护体系在深基坑工程中的应用[D]. 赵龙.华北水利水电大学 2016
[6]相邻深基坑对拉锚索支护结构模型试验及施工时序优化研究[D]. 彭朋.重庆大学 2016
[7]深基坑双排桩的受力性状分析与工程应用[D]. 杨小明.长江大学 2015
[8]基于弹性支点法的基坑排桩支护结构计算模型及方法研究[D]. 连静.西南交通大学 2014
[9]缓倾顺层岩质边坡变形机制分析及防治措施研究[D]. 王文亚.重庆大学 2014
[10]基于MIDAS-GTS基坑支护三维数值模拟分析[D]. 赵中椋.辽宁师范大学 2014
本文编号：3620284
【文章来源】：河北工程大学河北省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
普通桩锚支护模型图
第2章对拉式锚桩设计计算的相关理论简介72.1.2水平对拉式锚索概述水平对拉式锚索是为应对工程实践中的相关问题，从而发展起来的一种新型的支护结构体系，它的组成主要有锚索、护坡桩、围檩等。它的支护原理是通过锚索水平贯穿支护坡体，在坡体两侧设置护坡桩和围檩，通过两端分别施加预应力将锚索锁定在围檩上[28]。通过锚索对拉、施加主动拉力，使得两侧支护桩和围檩有互相闭合的趋势，从而限制了中间的土体变形和位移，保证了坡体的稳定性。水平对拉式锚索不像普通的桩锚支护，其两者的支护原理也截然不同。对拉锚无锚固段，全长自由张拉，锚索与土体之间不接触，并不提供粘结力。对拉锚索在其全长的范围内设置套管，以防止其与土体或者注浆体直接接触，在套管两侧设置封口装置以防止注浆时浆液进入套管而妨碍预应力张拉[2]。在对拉式锚索设计和施工中，防锈问题往往是影响支护工程寿命的一个关键问题。目前在工程应用中，穿设钢绞线前往往需要在钢绞线外涂布黄油来防止锈蚀[28]。水平对拉式锚索的支护剖面如图2-2所示。图2-2水平对拉式锚索支护模型Fig.2-2Horizontalpairofanchorcablesupportmodel水平对拉式锚索，作为一种新型的支护结构应用到工程实践中，相比于其它的支护结构，在某些特定的条件下有其独特的应用优势。其主要是应用在有预留中间土体的条件下，用来确保中间土体的稳定性。现将当前主要的几种应用总结如下：（1）在相邻基坑之间有限土体不开挖的条件下，应用对拉锚索支护能取得良好的支护效果和经济效益。（2）在大型隧道眼镜工法开挖时中间预留核心土的条件下，应用对拉锚索，
河北工程大学硕士学位论文8施工简便，能充分保证核心土的稳定性。（3）在道路桥台或者填土路堤中，可利用对拉锚索来充分保证台背填土和路堤填土的稳定性。（4）当某些存在有限土体而场地受限，采用内支撑又影响施工的条件时，或者采用普通桩锚支护，有限土体又无法提供锚固力的条件下，可考虑采用对拉锚索支护。尤其是在相邻深基坑支护中，采用对拉式锚索支护可取得良好效益。2.2土坡稳定性分析理论在相邻两基坑开挖后，基坑之间形成坡体，工程上常采用极限平衡法对坡体的稳定性进行分析[29]。极限平衡法分析的原理，是先假定坡体的破坏是沿着坡体内的某一确定的滑动面滑动，然后根据静力平衡条件进行分析，利用莫尔-库伦破坏准则[30]确定坡体沿假定滑动面破坏的几率，即确定稳定系数的大校通过系统的选取多个滑动面进行分析，确定稳定系数最低的滑动面即为最危险的滑动面，从而确定坡体的稳定系数[30]。通过研究计算，可推导出均质黏性土坡的滑动面为对数螺旋线曲面，其形状近似为圆弧形，所以在工程设计中通常假定土坡的滑动面为圆弧面。2.2.1整体圆弧滑动法1915年瑞典学者首先用圆弧滑动法对土坡的稳定性进行了分析，在这之后，这种方法开始被广泛的应用起来。这种方法是假定某一圆弧滑动面，土坡体将沿该滑动面发生整体滑动破坏，并将滑动的土坡体视作刚体，通过静力平衡分析，计算滑动坡体的下滑力矩MS和抗滑力矩MR，从而得到土体的稳定系数[31]。其具体的分析过程如图2-3所示。图2-3整体滑动法模型Fig.2-3Overallslidingmethodmodel图2-3表示的是均质黏性土坡的整体滑动模型。圆弧AC为滑动面，O为圆
【参考文献】：
期刊论文
[1]悬臂式抗滑桩桩间挡板土压力的计算[J]. 路利民. 山西建筑. 2019(03)
[2]数值模拟实验在岩土工程中的应用与展望[J]. 彭岩岩,刘宇航,王天佐,杜伟,郑质彬. 绍兴文理学院学报(自然科学). 2018(02)
[3]基于Midas GTS NX软件的基坑支护数值模拟研究[J]. 何明. 工程技术研究. 2017(10)
[4]关于《建筑基坑支护技术规程》支挡结构弹性支点法的讨论[J]. 张有祥,周宏磊,李云耀. 工业建筑. 2017(08)
[5]极限平衡法在边坡稳定性分析中的应用[J]. 崔中良,张东方,姚艳领. 中国锰业. 2016(05)
[6]对弹性支点法的认识[J]. 郑毅,施鑫竹. 有色金属设计. 2016(03)
[7]数值模拟与极限平衡法相结合的边坡稳定性分析[J]. 钟福生. 现代矿业. 2016(01)
[8]对岩土工程数值分析的几点思考[J]. 牟俊杰. 企业技术开发. 2015(12)
[9]我国深基坑工程发展简述[J]. 王东会,贾苍琴,阎锡东. 工业建筑. 2014(S1)
[10]基坑开挖数值模拟中土体本构模型的选取[J]. 宋广,宋二祥. 工程力学. 2014(05)
博士论文
[1]双排桩支护结构的数值分析与现场试验研究[D]. 李立军.太原理工大学 2013
硕士论文
[1]广州市某基坑双排桩支护设计与数值模拟研究[D]. 李宏伟.河北工程大学 2019
[2]基于Midas/GTS有限元基坑土钉支护工作特性研究[D]. 周声.长安大学 2018
[3]双排桩支护结构在深基坑工程中的数值模拟研究[D]. 张健.安徽理工大学 2018
[4]双排桩支护结构理正软件设计计算与有限元（MIDAS/GTS）模拟分析[D]. 刘小波.防灾科技学院 2016
[5]锚桩支护体系在深基坑工程中的应用[D]. 赵龙.华北水利水电大学 2016
[6]相邻深基坑对拉锚索支护结构模型试验及施工时序优化研究[D]. 彭朋.重庆大学 2016
[7]深基坑双排桩的受力性状分析与工程应用[D]. 杨小明.长江大学 2015
[8]基于弹性支点法的基坑排桩支护结构计算模型及方法研究[D]. 连静.西南交通大学 2014
[9]缓倾顺层岩质边坡变形机制分析及防治措施研究[D]. 王文亚.重庆大学 2014
[10]基于MIDAS-GTS基坑支护三维数值模拟分析[D]. 赵中椋.辽宁师范大学 2014
本文编号：3620284
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