预应力锚索复合土钉支护内力及变形的研究

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  预应力锚索复合土钉支护是复合土钉支护中常用而有效的一种技术方法,是采用土钉与预应力锚索联合支护。它可以有效地控制基坑变形,大大提高基坑边坡的稳定性。   目前对该支护方法的研究较少,现场测试资料极其匮乏,有限元分析大多是按照平面问题来考虑,造成对其受力和变形的认识不够。本文通过对预应力锚索复合土钉支护进行较为全面的分析和测试,拟进一步揭示该支护方法的内力和变形特征,为该支护方法的设计和施工提供较为科学的依据。   本文对土钉支护、复合土钉支护的发展历史、研究现状进行了综述,分析了预应力锚索复合土钉支护的作用机理,并初步探讨了在该支护方法作用下,支护前后土体力学参数的变化。通过有限元方法模拟和现场测试,对预应力锚索复合土钉支护方法的内力和位移进行了研究。研究结果表明:在预应力锚索复合土钉支护作用下,土体的力学参数将发生改变,弹性模量和粘聚力增大,泊松比减少,但是对内摩擦角影响不大;该复合土钉支护方法能有效控制基坑水平、垂直位移;水平位移最大值发生基坑中下部,形成类似“凸肚状”;垂直位移最大值发生在基坑顶部,往外随着离开坡面的距离增加而逐渐减小;土钉的受力具有开挖效应,基坑开挖完成后,中间层土钉受力最大,上层次之,下层受力较小,最底层土钉几乎不受力;预应力锚索在张拉锁定之后,锚头压力受基坑开挖过程影响不大。   本文较深入地揭示了预应力锚索复合土钉支护的内力和变形特征,对于该支护方法的设计和施工具有现实指导意义,尤其使该方法在施工过程中更有预见性,针对性更强,更好地指导施工。
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