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预应力锚杆柔性支护方法作为支护深基坑的一种新型支护形式,与其它支护方法相比,该方法由于其经济、可靠、施工便捷、变形小、支护深度大等显著优点,在我国岩土工程领域中已得到广泛的应用。本文使用非线性有限元方法对预应力锚杆支护进行数值分析研究,以期该技术得到更广泛的应用提供较为科学的依据。 首先,采用有限元方法,对预应力锚杆柔性支护进行数值模拟。通过研究基坑的变形,锚杆的受力状态和轴力的分布规律,来分析预应力锚杆柔性支护的力学性能。其次,通过与土钉支护进行数值分析比较,对基坑的控制变形的影响以及本身的受力情况的分析,进一步了解预应力锚杆柔性支护的作用机理。第三,通过对预应力锚杆柔性支护进行结构变参数分析,研究了锚杆长度、锚杆支护倾角、锚杆布置间距、锚杆长度布置方式以及面层厚度的变化对基坑变形和锚杆轴力的影响。最后,对工程实例进行有限元数值分析,与实测结果进行比较。主要研究结论如下: (1) 预应力锚杆支护下基坑的水平位移和地表沉降均呈曲线分布,与土钉支护相似。水平位移最大值发生在基坑顶面,随深度的增加逐渐减小;地表沉降最大值发生在坑壁处,随离坑壁距离的增大而减小。 (2) 锚杆在自由段范围内轴力相同,随开挖深度加深,自由段轴力增加;锚杆锚固段的轴力与自由段相连处轴力最大,其后轴力逐渐减小,末端为零。 (3) 锚杆所施加的预应力大小对基坑位移影响很大。随着锚杆预应力的增加,基坑位移大幅度减小,但当预应力施加到一定大值之后,对基坑位移的影响幅度较小。 (4) 在相同条件下,即使土钉间距变小,土钉支护下的基坑位移比预应力锚杆支护下的位移都大,可见对于变形要求严格的基坑,预应力锚杆支护由于施加了预应力比土钉支护能更有效控制基坑位移。 (5) 通过对预应力锚杆支护的结构参数进行变化研究,建议锚杆的布置方式将上下各排锚杆取成等长,或将顶部锚杆做的长些等一些定性规律。 (6) 通过对工程实例的计算分析,验证了模型建立的合理性以及采用预应力锚杆支护深基坑的可行性。