论文题目: 土层锚杆受力机理的现场试验研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 岩土工程
作者: 于淼
导师: 范秋雁
关键词: 土层锚杆,受力机理,现场试验,有限元法
文献来源: 广西大学
发表年度: 2005
论文摘要: 土层锚杆支护技术随着城市建设的发展越来越多的应用于深基坑边坡支护,如何安全、经济地解决边坡及深基坑支护问题是具有极大现实意义的岩土工程课题。锚杆支护过程是一个动态受力过程,影响因素众多,对其受力机理依然不甚明了,以及计算和设计理论还不完善,导致出现许多工程事故或造成经济浪费。因此,了解土层锚杆受力机理对目前锚杆设计水平和减少工程事故及降低工程造价具有指导意义。 本文通过现场试验,研究土层锚杆支护的受力机理以及基坑壁的侧向位移。现场试验共测试两个内容:第一、在锚杆上设计好的测点上粘帖电阻应变片来测量锚杆的应变,进而换算成锚杆的轴力;第二、在垂直基坑边线分别为0.5m、2.0m、3.5m钻孔,然后埋入测斜管,利用测斜仪来测量基坑壁的侧向位移。通过研究发现,锚杆的受力是一个动态受力过程,并且得出了锚杆受力和基坑壁侧向位移的变化规律。通过对试验数据的分析得出土层中的锚杆沿全长的受力特性,基坑向临空面方向发生的侧向位移与施工过程的变化关系,从而建立合理的力学计算模型以及锚杆受力和基坑壁侧向位移计算方法,进一步改进锚杆的设计方法。同时采用有限元软件ANSYS,建立现场试验实际工程模型,并取得了与现场试验结果相吻合的结论。 现场试验和ANSYS模拟的结果都表明,土层锚杆的受力和基坑壁侧向位移都有随动态的施工过程变化而变化的规律。
论文目录:
第一章 绪论
1.1 概述
1.1.1 岩土锚固技术的应用现状与发展综述
1.1.2 预应力锚索在水电大坝边坡和坝基工程中的应用
1.1.3 岩土锚固技术在深基坑支护中的应用
1.1.4 岩土锚固技术在其他工程中的应用
1.2 研究的目的和意义
1.3 土层锚杆的特点
1.3.1 土层锚杆的定义
1.3.2 土层锚杆技术广泛应用于各类大型工程中，使用该技术的优点在于
1.3.3 锚杆的分类
1.3.4 土层锚杆技术的应用范围
1.4 岩土锚固理论与设计方法的研究与发展
1.4.1 已经得到普遍接受的锚杆支护理
1.4.2 目前正在研究发展的锚杆支护作用理论
1.5 土层锚杆的研究方法综述
1.5.1 国内对锚杆试验的研究
1.5.2 对锚杆支护的理论分析
1.5.3 土层锚杆内力计算和应力分析研究进展
1.6 对土层锚杆加固机理的分析
1.7 本文研究内容和技术路线
1.7.1 研究技术路线
1.7.2 研究目的
1.7.3 测试内容
第二章 现场试验
2.1 概述
2.2 工程简介
2.2.1.场地工程地质条件
2.2.2.本工程基坑处理措施
2.3 试验方案
2.3.1 试验目的：
2.3.2 基于以上监测目的，旨在研究的主要内容
2.3.3 试验设计思路
2.3.4 测量数据具体考虑的几种状态：
2.4 监测装置
2.4.1 YJ-25静态电阻应变仪
2.4.2 测斜仪
2.5 试验方法及步骤
2.5.1 测量锚杆轴向应变的步骤
2.5.2 测量基坑壁侧位移的步骤
第三章 数据整理
3.1 土层锚杆的轴力随施工过程的关系及分析
3.1.1 锚杆轴力随施工过程的变化数据记录表
3.1.2 锚杆轴力随施工过程的变化数据曲线图
3.1.3 锚杆最大轴力随土方开挖的过程的变化数据及曲线分布图
3.2 锚杆在施工过程中，各层锚杆随土方开挖的最大轴力值
3.3 基坑壁侧位移随开挖过程的位移量数据记录表
3.3.1 各钻孔的侧位移随施工过程的位移数据整理表
3.3.2 各钻孔的侧位移随开挖过程的变形曲线
3.4 试验假设
3.5 锚杆轴力和基坑侧位移随施工过程的变化规律及分析
3.5.1 已有的结论
3.5.2 本次试验的变化规律
3.5.3 基坑侧位移随施工过程的变化规律及分析
3.6 试验的误差分析
3.6.1 误差分析
3.6.2 试验改进
第四章 土层锚杆受力机理的研究
4.1 土层锚杆受力机理的研究
4.1.1 锚杆的有限元法分析
4.1.2 在土体中灌入水泥砂浆的作用
4.1.3 从已有结论和本次试验来考虑分步开挖的土层锚杆受力变化规律
4.1.4 土层锚杆的内力分布
4.2 土层锚杆设计考虑的因素
4.2.1 土层锚杆的参数
4.2.2 锚杆的内力设计计算
4.3 基坑壁侧向位移的计算
4.3.1 基坑侧向水平位移计算
4.3.2 大量工程实测结果
第五章 有限元模型结果与现场试验结果的对比分析
5.1 分步开挖实现及支护过程的模拟
5.2 有限元计算模型的建立
5.2.1 三维模型
5.2.2 边界条件
5.2.3 土体、面层、锚杆及界面单元
5.3 模型的参数
5.3.1 土体参数
5.3.2 锚杆的参数
5.3.3 喷混凝土面板的参数
5.3.4 喷混面板所配钢筋的参数
5.4 模型的单元的划分
5.5 模拟计算的步骤
5.6 模拟计算结果
5.6.1 土层锚杆轴力随荷载步的变化彩色云图
5.6.2 基坑壁向临空面方向随荷载步的变化彩色云图
5.7 结论：
5.7.1 锚杆轴力的彩色云图
5.7.2 基坑侧位移的彩色云图
第六章 结论和建议
6.1 主要结论
6.2 建议
参考文献
致谢
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发布时间: 2005-07-21
参考文献
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