复合土钉墙的承载机理和变形分析
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摘要
复合土钉墙作为一种新型的挡土结构，目前在基坑工程中得到了较为广泛的应用，然而对复合土钉墙在施工过程中的工作性能的理论研究却远远落后于工程实践。尤其在西安地区地下水位较高且不能降水的前提下，当采用复合土钉墙进行基坑支护时，对其工作性能的研究几乎为零。本文在分析国内外土钉墙技术资料及进行有限元模拟的基础上，对复合土钉墙的承载机理和受力变形进行了较为深入的研究，得出了以下结论：
分析了复合土钉墙的组成、构造形式，并对其典型构造形式的工程特性进行了评价。
归纳并研究了复合土钉墙的破坏形式，对复合土钉墙的抗渗流稳定性、抗隆起稳定性和整体稳定性进行了验算。对抗隆起稳定性验算中的剪力平衡法，指出了现行计算方法中的错误，推导出了正确的计算公式。探讨了复合土钉墙的承载机理以及复合土钉墙受力变形的影响因素，一些结论对西安地区复合土钉墙的设计施工具有参考价值。
针对复合土钉墙构造的特点，建立了模拟复合土钉墙受力变形的一种计算模型，该计算模型可对土钉、面层、深层搅拌桩以及分层开挖等进行简化模拟；编写了简单实用的杆系有限元程序；结合工程实测资料及有限元法分析的结果，探讨了西安地区的土钉设计以及复合土钉墙的变形规律，得出了西安地区一般黄土在无地下水时的破坏滑动面形状，复合土钉墙的侧向变形曲线以及计算复合土钉墙最大水平位移的经验公式。
As a new retaining structure, composite soil nailed wall has been widely applied in the foundation pit Now, research on the work performance of the soil nailed wall during the construction can not reveal on-site work, this occurs especially in Xi'an area with rich groundwater where groundwater is forbidden to be lowered. Based on analysis of the domestic and foreign data, using the finite element method, this paper probe into the bearing capacity and deformation of the composite soil nailed wall. Then some results are gotten, as follows:
The composition and construction of the composite soil nailed wall are analyzed, and the engineering characteristics of the typical construction wall are valued.
The destruction forms of the composite soil nailed wall are summed up. The methods are put forward to check the anti-seepage stability, anti-heave stability and overall stability of the composite soil nailed wall, in which the mistakes of shearing force balance method now used in anti-heave stability is pointed out and corrected. Factors influencing on the bearing capacity and deformation of composite soil nailed wall are discussed. Some conclusions are helpful to the design and construction of composite soil nailed wall in Xi'an area.
Based on analysis of the characteristics of the composite soil nailed wall, simulating the soil nail, concrete layer, deep mixing pile and step excavation, a model is established to calculate the deformation of the wall, compiled simple and applied program of one dimension FEM; According to the field test data and the calculated data by the FEM software this paper has developed, the design method and deformation of the wall in Xi'an area is discussed. The shape of destructive sliding surface of the wall in loess strata in Xi'an area with deep groundwater is gotten. Finally the lateral deformation distribution and the experiential formula to predict maximal horizontal displacement of the composite soil nailed wall are given.
分析了复合土钉墙的组成、构造形式，并对其典型构造形式的工程特性进行了评价。
归纳并研究了复合土钉墙的破坏形式，对复合土钉墙的抗渗流稳定性、抗隆起稳定性和整体稳定性进行了验算。对抗隆起稳定性验算中的剪力平衡法，指出了现行计算方法中的错误，推导出了正确的计算公式。探讨了复合土钉墙的承载机理以及复合土钉墙受力变形的影响因素，一些结论对西安地区复合土钉墙的设计施工具有参考价值。
针对复合土钉墙构造的特点，建立了模拟复合土钉墙受力变形的一种计算模型，该计算模型可对土钉、面层、深层搅拌桩以及分层开挖等进行简化模拟；编写了简单实用的杆系有限元程序；结合工程实测资料及有限元法分析的结果，探讨了西安地区的土钉设计以及复合土钉墙的变形规律，得出了西安地区一般黄土在无地下水时的破坏滑动面形状，复合土钉墙的侧向变形曲线以及计算复合土钉墙最大水平位移的经验公式。
As a new retaining structure, composite soil nailed wall has been widely applied in the foundation pit Now, research on the work performance of the soil nailed wall during the construction can not reveal on-site work, this occurs especially in Xi'an area with rich groundwater where groundwater is forbidden to be lowered. Based on analysis of the domestic and foreign data, using the finite element method, this paper probe into the bearing capacity and deformation of the composite soil nailed wall. Then some results are gotten, as follows:
The composition and construction of the composite soil nailed wall are analyzed, and the engineering characteristics of the typical construction wall are valued.
The destruction forms of the composite soil nailed wall are summed up. The methods are put forward to check the anti-seepage stability, anti-heave stability and overall stability of the composite soil nailed wall, in which the mistakes of shearing force balance method now used in anti-heave stability is pointed out and corrected. Factors influencing on the bearing capacity and deformation of composite soil nailed wall are discussed. Some conclusions are helpful to the design and construction of composite soil nailed wall in Xi'an area.
Based on analysis of the characteristics of the composite soil nailed wall, simulating the soil nail, concrete layer, deep mixing pile and step excavation, a model is established to calculate the deformation of the wall, compiled simple and applied program of one dimension FEM; According to the field test data and the calculated data by the FEM software this paper has developed, the design method and deformation of the wall in Xi'an area is discussed. The shape of destructive sliding surface of the wall in loess strata in Xi'an area with deep groundwater is gotten. Finally the lateral deformation distribution and the experiential formula to predict maximal horizontal displacement of the composite soil nailed wall are given.
引文
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[4] 李象范、徐水根：复合型土钉墙的研究，上海地质，1999年第3期
[5] 钟正雄、杨林德：土钉挡墙技术的发展与研究，工程勘察，1999年第6期
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