土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)三維數(shù)值模擬.pdf

1、土釘支護(hù)技術(shù)是用于土體開(kāi)挖和邊坡穩(wěn)定的一種新的擋土技術(shù)，由于具有經(jīng)濟(jì)、可靠且施工快速簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，己在我國(guó)得到迅速推廣和應(yīng)用，在基坑開(kāi)挖中，土釘支護(hù)現(xiàn)在已成為樁、墻、撐、錨支護(hù)結(jié)構(gòu)后又一項(xiàng)較為成熟的支護(hù)技術(shù)。
　　 本文主要是結(jié)合土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)工程實(shí)例，采用ABAQUS有限元分析軟件，建立土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)體系的有限元模型，以此模擬土釘支護(hù)分步的施工過(guò)程，對(duì)基坑邊坡水平位移、豎直沉降的模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析;對(duì)土釘所受拉力情況經(jīng)行

2、分析。本文主要的研究成果如下:
　　 1、隨著開(kāi)挖深度增加，開(kāi)挖面上的水平位移逐漸增加。由于開(kāi)挖時(shí)邊坡的側(cè)向約束被逐步解除，因而產(chǎn)生側(cè)向位移。每步開(kāi)挖的深度均為1.5m，因此隨開(kāi)挖步數(shù)變化的曲線形狀也十分相似。支護(hù)不斷向外位移，在每層的均質(zhì)土層中支護(hù)結(jié)構(gòu)的位移沿高度大體層線性變化。最大位移發(fā)生在基坑頂部，但是隨著開(kāi)挖的進(jìn)行，最大水平位移位置向土內(nèi)移一段距離，對(duì)應(yīng)地表開(kāi)裂面。
　　 2、開(kāi)挖導(dǎo)致天然土的原始應(yīng)力平衡狀態(tài)被打

3、破，土體中的應(yīng)力重新分布，形成二次應(yīng)力場(chǎng)。開(kāi)挖面上土體有向下移動(dòng)的趨勢(shì)，對(duì)壓力較小的開(kāi)挖作業(yè)面土體有一個(gè)擠壓的作用，因而作業(yè)面上的土體有向上運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，形成隆起。
　　 3、地表沉降隨距開(kāi)挖面的距離呈曲線分布，每步開(kāi)挖的地表沉降分布曲線非常相似。沉降的最大值發(fā)生在開(kāi)挖面上，距離開(kāi)挖面越遠(yuǎn)沉降量逐漸減小。在總共的四步開(kāi)挖過(guò)程中，坡后土體距離開(kāi)挖面約為基坑開(kāi)挖深度H時(shí)，地表沉降即減小到了零。每開(kāi)挖一步，在基坑坡頂都有一定的沉降增量，

4、每步開(kāi)挖形成的沉降分布曲線形狀相似。
　　 4、同一排土釘受到的拉力沿土釘延長(zhǎng)呈相似的曲線分布。每步開(kāi)挖后土釘拉力都有一定的增量，并且土釘每段的增量大致相同，因而得到的分布曲線形狀十分相似。土釘所受的拉力隨開(kāi)挖的進(jìn)行，隨著深度的增加而增大，這是因?yàn)殡S著開(kāi)挖的進(jìn)行，土體卸載引起的水平荷載逐漸增長(zhǎng)，土釘更多地參加工作，分擔(dān)了大部分的水平荷載。
　　 5、對(duì)于每一根土釘，最大拉力通常出現(xiàn)在釘長(zhǎng)的中間部位，并且為靠近土釘和混凝土

5、面層連結(jié)的那端，并沿土釘?shù)膬啥酥饾u遞減。而且在接近基坑開(kāi)挖面的土釘這一端，每步開(kāi)挖后，每排土釘?shù)睦Χ紟缀踅咏谝欢ㄖ?而遠(yuǎn)離基坑開(kāi)挖面的那一端，各步開(kāi)挖后，土釘所受拉力會(huì)逐步遞減至接近于零值。說(shuō)明土體變形最大的地方一般土釘拉力也最大，各排土釘?shù)淖畲罄μ庉^為危險(xiǎn)。
　　 6、為控制基坑變形，應(yīng)適當(dāng)增加土釘長(zhǎng)度，但土釘長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，控制變形的效果并不明顯，而且土釘拉力增加不多，強(qiáng)度得不到發(fā)揮，造成浪費(fèi)。土釘設(shè)置較密時(shí)，開(kāi)挖荷載由眾多