近年来土钉支护结构得到了广泛的应用,但相关的理论研究目前均落后于工程实践。例如,对于有限元分析方法,前人所做的主要是二维平面或局部的三维有限元分析,少见整体三维分析;在开挖过程中,不能考虑施工时单元生死的过渡时间过程等都会对分析结果产生一定的影响。另外,对西北黄土地区边坡及深基坑土钉支护结构的工作性能尚有待于进一步的研究。特别是支护结构在地震作用下的有限元分析,甚至地震过程中考虑结构与孔隙水压力耦合作用的分析,国内外基本上还是一片空白。 基于以上原因,本文首先运用被称为专用于解决“土木工程结构中出现的疑难杂症”的有限元软件ADINA对一大型土钉墙支护结构进行整体三维有限元模拟,计算分析了分步施工中支护结构的变形和土钉轴力的变化情况。 随后,在上述有限元模拟的基础上,分析了土钉支护各项工作性能参数(包括土钉长度,水平间距,地面超载及土层性质等)对土钉支护性能的影响,讨论了它们的变化对土钉支护效果的影响规律。 最后,对土钉支护结构进行了动力响应分析,模拟了支护结构在水平地震作用、水平和竖向地震作用及地震作用时是否考虑结构与孔隙水压力的耦合作用几种情况下土钉轴力的变化规律和支护结构的响应加速度、动位移等。