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近些年来,随着城市建设的发展,日益要求开发三维城市空间,深基坑工程也随之增多,工程规模和技术难度都越来越大。土钉支护是用于土体开挖和边坡稳定的一种新的挡土技术,由于经济、可靠且施工快速简便,已在我国得到迅速推广和应用。但是,在土钉支护理论以及各参数对支护设计的影响方面的研究还滞后于实践。因此,研究各种参数对土钉支护设计的影响规律有很大的理论意义和实用价值。
本文首先分析了土钉支护的作用机理、土钉支护结构的特点及与其它支护技术的不同,针对当前深基坑支护中广泛应用的土钉支护设计计算理论与设计方法进行了比较全面的总结与评述。然后选取钻孔注浆型土钉为研究对象,利用“理正”超级土钉软件分析了不同土钉长度、土钉间距、土钉倾角、基坑坡度及不同规程和方法对土钉支护的影响,最后基于ANSYS有限元程序选用以Drucker-Prager准则为土体屈服破坏准则的弹塑性本构关系,建立了可以考虑土钉与土体位移相互协调的有限元计算模型。利用该模型,对影响侧壁水平位移的土钉长度、土钉间距两个方面进行了详细的比较和分析,得出了一些有关基坑侧壁水平位移与土钉设计参数的基本规律。如基坑侧壁的最大位移在基坑顶部;基坑侧壁的水平位移随土钉长度的增加而减少,但当土钉长度达到一定数值时,基坑侧壁的水平位移不再明显减小;基坑侧壁的水平位移随土钉间距的增加而增加,其增加趋势基本呈线性等。同时,对工程实例进行分析。以上研究为土钉支护的设计与施工提供了建议,对土钉支护的设计与施工具有实用价值。