加筋水泥土桩锚支护试验结果分析及工程应用

论文摘要

基坑支护一直是岩土工程与地质工程的研究热点,加筋水泥土桩锚支护是一种新兴的支护手段,它具有施工快速简便、经济可靠等许多优点。然而,在对加筋水泥土桩锚支护技术的理论研究上却相对落后,设计分析方法不完善,试验研究甚少,也因此发生了一些的基坑工程事故,造成了较大的经济损失和社会不良影响。本文对加筋水泥土桩锚支护的发展历史、研究现状进行了综述,分析了加筋水泥土桩锚支护的作用机理,提出了注浆作用、加筋补强作用、桩锚与土体相互作用的支护机理。通过对水泥土进行室内试验,阐述了水泥土的物理力学性质,探讨了水泥土的受力特征、变形特征、破坏模式及其影响因素。同时运用RBF神经网络建立确定水泥土无侧限抗压强度的计算模型。对加筋水泥土桩锚进行抗拔试验,研究加筋水泥土桩锚的受力机理及承载力性状及其影响因素;对加筋水泥土桩锚进行加筋体与水泥土粘结强度试验,揭示了加筋体与水泥土的受力变形特征,以及粘结强度的变化规律。以有限差分法为理论基础,结合沈阳市某基坑工程,运用FLAC-3D软件对加筋水泥土桩锚支护行模拟,并与实际监测结果进行对比。再现了基坑开挖过程中位移场的变化过程,研究了加筋水泥土桩锚支护基坑边坡的位移特征及变化规律;阐明了基坑边坡的的变形破坏模式;揭示了加筋水泥土桩锚支护基坑边坡的应力应变特征;探讨了支护结构内力分布传递规律;并对加筋水泥土桩锚的设计施工提出了一些意见和建议。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 基坑工程的特点及其支护分类
• 1.1.1 基坑工程及其特点
• 1.1.2 基坑支护方法分类
• 1.2 基坑支护技术的发展及研究现状
• 1.2.1 基坑支护技术的发展
• 1.2.2 基坑支护技术的研究现状
• 1.3 加筋水泥土锚桩支护的形成和发展
• 1.4 本论文的主要工作及研究意义
• 2 加筋水泥土桩锚支护的作用机理
• 2.1 加筋水泥土桩锚支护体系介绍
• 2.1.1 加筋水泥土桩锚支护的主要技术内容[16]
• 2.1.2 加筋水泥土桩锚支护的优点
• 2.2 加筋水泥土桩锚支护的主要机理
• 2.2.1 注浆的作用
• 2.2.2 加筋体对土体的补强作用
• 2.2.3 桩锚与土体的相互作用
• 3 水泥土的试验研究
• 3.1 水泥土性能的室内试验
• 3.1.1 试验方案
• 3.1.2 试验结果统计分析
• 3.2 利用RBF 神经网络研究水泥土无侧限抗压强度规律
• 3.2.1 RBF 网络
• 3.2.2 强度预测模型
• 3.2.3 模型的训练和检验
• 3.2.4 模拟结论
• 3.3 小结
• 4 水泥土桩锚室内模型试验
• 4.1 桩锚抗拔力试验
• 4.1.1 试验设备及实验材料
• 4.1.2 模型桩试验结果整理
• 4.1.3 试验结果分析
• 4.2 加筋体与水泥土粘结强度试验
• 4.2.1 试验设备及实验材料
• 4.2.2 试验结果与分析
• 4.3 小结
• 5 加筋水泥土桩锚的FLAC 三维模拟分析
• 5.1 概述
• 5.2 FLAC 基本原理及软件介绍
• 5.2.1 FLAC-3D 基本原理
• 5.2.2 FLAC-3D 简介
• 5.3 三维数值模拟分析模型的建立
• 5.3.1 工程概况
• 5.3.2 选用的结构单元
• 5.3.3 土体的本构模型
• 5.3.4 基坑模型及边界条件
• 5.4 模型计算及结果分析
• 5.4.1 破坏模式和稳定系数
• 5.4.2 土体水平位移的数值模拟
• 5.4.3 地表沉降数值模拟
• 5.4.4 锚索轴力数值模拟
• 5.4.5 土体应力应变特征
• 5.5 不同支护结构模拟对比
• 5.6 小结
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 后续问题的展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间已发表的学术论文及参加科研项目
• 附录 A