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基于Newmark法的土钉支护边坡震后位移三维上限分析
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作者 余家骥 黄旭东 +3 位作者 陈志宇 王玲 阮波 潘秋景 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第1期161-171,共11页
基于极限分析上限理论,结合边坡三维旋转破坏机制和Newmark位移法,利用水平地震加速度时程曲线表征地震效应,对地震作用下土钉支护边坡三维稳定性及永久位移开展研究。通过与振动台试验对比,发现本文方法预测的土钉支护边坡破坏面和位... 基于极限分析上限理论,结合边坡三维旋转破坏机制和Newmark位移法,利用水平地震加速度时程曲线表征地震效应,对地震作用下土钉支护边坡三维稳定性及永久位移开展研究。通过与振动台试验对比,发现本文方法预测的土钉支护边坡破坏面和位移与试验结果大致吻合,验证了所提方法的可靠性。提出一个表征边坡中土钉强度及三维分布特征的无量纲系数Mt,探究3组Mt下边坡宽高比、c/γH、边坡倾角和土内摩擦角对临界地震加速度的影响规律,计算不同边坡倾角、土内摩擦角及Mt的位移系数设计图表,并通过对2种水平地震加速度时程曲线二次积分得到了地震积分位移表。研究结果表明:无量纲系数Mt越大,土钉支护边坡的临界地震加速度越大,地震诱发边坡位移越小,且随着土钉的长度和强度的提高,相应临界地震加速度增长率逐渐降低;边坡倾角增大会导致位移系数先增大后减小,且Mt越大时位移系数取峰值时对应的边坡倾角越大。基于边坡参数,结合临界地震加速度、位移系数和地震积分位移的设计图表,可直接估计边坡的地震永久位移值。研究结果可对土钉支护边坡工程的震后位移预测以及土钉参数取值提供参考。 展开更多
关键词 土钉支护边坡 地震稳定 Newmark位移 三维稳定性 极限分析上限法
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土钉支护边坡物理模型试验研究进展
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作者 程刚 张昊宇 +2 位作者 王晔 李刚强 游钦凉 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期111-121,共11页
为提高工程扰动与自然因素联合作用下边坡稳定性,厘清不同加载条件下边坡土钉支护方式的作用过程及其特点,选取适用于实际工况的最优支护模式及布设工艺,保障边坡结构系统的本质安全。首先,在静力、振动和离心3类受力作用下系统阐述土... 为提高工程扰动与自然因素联合作用下边坡稳定性,厘清不同加载条件下边坡土钉支护方式的作用过程及其特点,选取适用于实际工况的最优支护模式及布设工艺,保障边坡结构系统的本质安全。首先,在静力、振动和离心3类受力作用下系统阐述土钉支护物理模型试验过程与结果;其次,对比分析典型边坡支护技术与新型边坡支护方式的特点及适用性;最后,通过复杂环境效应下的物理模型试验,探究海底边坡、台风暴雨边坡及高速远程滑坡3类特殊边坡的变形破坏机制。结果表明:土钉在各类边坡支护中均具有良好的适用性,但对于复杂特殊环境下边坡支护的可靠度与安全系数仍有待提高。实际中需融合新材料新工艺开展组合支护结构研究;同时,加强物理模型试验中的相似材料选取、观测手段创新、特殊环境模拟研究,提高监测数据的高还原度,实现边坡系统的全过程安全保障。 展开更多
关键词 土钉支护边坡 物理模型试验 边坡变形破坏 特殊环境 降雨作用
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土钉支护技术的应用与研究进展 被引量:18
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作者 杨光华 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第S1期9-16,共8页
介绍了土钉支护技术在我国的应用情况和研究的进展。土钉支护技术在我国取得了新的和较大的成功,尤其是通过竖向和水平向预应力加强的复合土钉支护,使土钉支护技术不但可用于超深基坑的支护,并且用于含软土和砂层等不良地层的支护,使之... 介绍了土钉支护技术在我国的应用情况和研究的进展。土钉支护技术在我国取得了新的和较大的成功,尤其是通过竖向和水平向预应力加强的复合土钉支护,使土钉支护技术不但可用于超深基坑的支护,并且用于含软土和砂层等不良地层的支护,使之成为一项施工简便、造价低廉、应用广泛的支护技术。同时在设计计算理论方面也取得了新的发展,通过增量法研究了土钉力的受力机理,认识了土钉力沿基坑深度的分布是与土钉的设置过程有关的,对土钉力的分布得出了正确的认识,对土钉力的计算提出了合理的简化方法。从土钉支护的一些事故中发现,土钉支护稳定分析应充分注意含有软夹层时的非圆弧滑动的稳定问题。对土钉力的检测应注意一般的张拉试验的抗拔力是包含了滑动区和稳定区的抗拔力,而设计的土钉抗拔力是指稳定区部分的抗拔力。对土钉支护的位移计算进行了探索,提出了弹性简化计算法。对软弱土中的土钉发展了微型钢管击入注浆式等新式土钉。最后对土钉支护稳定计算提出一种简化法的设想:验算土钉在水平方向受力的安全性和垂直方向土体的承载力。我国的岩土工作者在支护型式和设计计算理论上所做的工作都使该项技术得到了丰富和完善。 展开更多
关键词 土钉支护 土钉支护位移 增量法
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深基坑边坡土钉支护机理数值仿真 被引量:6
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作者 王洪德 钱希坤 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2015年第5期590-594,共5页
为掌握深基坑开挖过程中土钉支护机理,确保基坑工程的稳定性与安全性,以大连地铁一号线某车站出入口基坑工程为研究对象,利用FLAC3D仿真技术模拟边坡无支护开挖与土钉支护开挖过程中基坑的变形特征,并与实测数据对比分析.对基坑土岩体... 为掌握深基坑开挖过程中土钉支护机理,确保基坑工程的稳定性与安全性,以大连地铁一号线某车站出入口基坑工程为研究对象,利用FLAC3D仿真技术模拟边坡无支护开挖与土钉支护开挖过程中基坑的变形特征,并与实测数据对比分析.对基坑土岩体结构采用Mohr-Coulomb构建模型,锚杆、土钉与混凝土结构采用线弹性模型;基于实测数据对模型进行验证分析,绘制地表沉降对比分析曲线,找出边坡开挖全过程应力应变规律,并从力学角度分析土钉支护体系对土体加固的有效性.研究结果表明:深基坑开挖过程中,土钉支护能有效限制原始应力平衡遭到破坏后土体各部分的塑性变形、地表沉降及土体位移,从而确保基坑稳定. 展开更多
关键词 深基坑边坡 土钉支护 支护机理 支护开挖 土钉支护开挖
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基坑土钉支护优化设计的遗传算法 被引量:44
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作者 肖专文 龚晓南 谭昌明 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 1999年第3期73-80,共8页
将新兴的交叉学科遗传算法用于基坑土钉支护优化设计中,该方法模拟了生物遗传进化的过程,克服了传统方法容易陷入局部最优值的缺点,是一种全局优化算法。以单位长度上钉墙的上钉材料造价作为优化的目标函数,全部约束均按《基坑土钉... 将新兴的交叉学科遗传算法用于基坑土钉支护优化设计中,该方法模拟了生物遗传进化的过程,克服了传统方法容易陷入局部最优值的缺点,是一种全局优化算法。以单位长度上钉墙的上钉材料造价作为优化的目标函数,全部约束均按《基坑土钉支护技术规程》(CECS96:97)^([2])的要求给出。编制了基坑土钉支护优化设计软件系统。通过实例证明了本文提出的方法的有效性。 展开更多
关键词 深基坑 土钉支护 优化设计 遗传算法
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复合土钉支护的设计和应用实例 被引量:16
6
作者 张钦喜 朱绪平 +1 位作者 潘旭亮 霍达 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第5期65-69,共5页
以一临近人防通道复杂条件下复合土钉支护的设计为背景 ,介绍了复合土钉支护技术的概念和设计以及采用国际通用岩土工程分析软件FLAC对复合土钉支护进行的土钉内力和支护变形的分析结果 ,并和现场实测结果进行了比较。通过实测数据与理... 以一临近人防通道复杂条件下复合土钉支护的设计为背景 ,介绍了复合土钉支护技术的概念和设计以及采用国际通用岩土工程分析软件FLAC对复合土钉支护进行的土钉内力和支护变形的分析结果 ,并和现场实测结果进行了比较。通过实测数据与理论计算值、数值模拟值的对比分析 ,表明土钉实际受力较现有常规计算方法计算出的数值明显要低 ,而略大于FLAC数值模拟结果 ,探讨了现有计算方法的不足 ,证明了在复杂条件下的复合土钉支护用FLAC软件进行支护的变形、内力分析和支护的优化设计 ,可得到很好的效果。 展开更多
关键词 复合土钉支护 基坑 数值模拟 FLAC
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基坑土钉支护安全系数的强度参数折减有限元方法 被引量:48
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作者 宋二祥 高翔 邱玥 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期258-263,共6页
针对基坑土钉支护讨论其安全系数的强度参数折减有限元计算方法,包括土钉支护体系的三维有限元模型、安全系数的折减强度参数计算、极限状态的确定以及极限状态下的计算方法等。按所建议方法,编制了三维有限元计算程序,并给出算例,展示... 针对基坑土钉支护讨论其安全系数的强度参数折减有限元计算方法,包括土钉支护体系的三维有限元模型、安全系数的折减强度参数计算、极限状态的确定以及极限状态下的计算方法等。按所建议方法,编制了三维有限元计算程序,并给出算例,展示了所建议计算模型和方法的有效可靠性。此外,还对有限元方法计算的安全系数与现行土钉支护规程建议公式所计算安全系系数的可比性进行了讨论。 展开更多
关键词 安全系数 折减强度参数法 土钉支护 三维有限元
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复合土钉支护技术的有限元数值模拟及工程应用 被引量:35
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作者 伍俊 郑全平 吴祥云 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期388-392,共5页
阐述了复合土钉支护基本形式和方法,通过工程实例,对未支护、单纯土钉支护和复合土钉支护过程进行了有限元数值模拟和变形分析,从而验证了复合土钉支护在工程实践中的应用及控制变形的显著成效。
关键词 复合 数值模拟 土钉支护 工程应用
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深大基坑两级复合土钉支护现场测试研究 被引量:11
9
作者 王贵和 贾苍琴 +2 位作者 季荣生 吕建国 唐红霞 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期2823-2828,共6页
结合北京国美商都深大基坑支护工程实践,介绍了砂卵石层中花管式土钉、普通土钉与预应力锚杆相结合的两级复合土钉支护技术的设计与施工方法。通过现场对土钉拉力、基坑位移和锚杆应力的测试与分析,较全面地研究了在砂卵石层中基坑两级... 结合北京国美商都深大基坑支护工程实践,介绍了砂卵石层中花管式土钉、普通土钉与预应力锚杆相结合的两级复合土钉支护技术的设计与施工方法。通过现场对土钉拉力、基坑位移和锚杆应力的测试与分析,较全面地研究了在砂卵石层中基坑两级复合土钉支护的工作性能。研究结果表明:坡面设置一定宽度的退台会引起"退台效应",进而导致土钉墙受力特征的改变;复合土钉支护中设置预应力锚杆可以很好地控制基坑水平变形,但受土钉墙面层刚度限制和锚杆承压板厚度偏小等因素影响,锚杆锁定后预应力损失很大;土钉的最大拉力作用点连线向上向下延伸后,与边坡的最危险滑动面接近。 展开更多
关键词 深大基坑 复合土钉支护 现场测试 退台效应
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土钉支护弹塑性数值分析及稳定性探讨 被引量:24
10
作者 连镇营 韩国城 吕凯歌 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期85-89,共5页
用三维弹塑性有限元法对土钉支护进行了边开挖、边安装土钉和喷射混凝土面层的施工过程的数值模拟分析。通过一种强度折减技术探讨了土钉支护的稳定性。研究结果表明,施工过程中在不同的使用荷载作用下受力最大的土钉并不是一成不变的,... 用三维弹塑性有限元法对土钉支护进行了边开挖、边安装土钉和喷射混凝土面层的施工过程的数值模拟分析。通过一种强度折减技术探讨了土钉支护的稳定性。研究结果表明,施工过程中在不同的使用荷载作用下受力最大的土钉并不是一成不变的,因此,在土钉支护工程中不能随意地缩短某层土钉的长度。数值计算确定的潜在滑裂区和局部破坏区符合实际情况,认为钉体拔出是土钉支护最可能出现的内部失稳形式。 展开更多
关键词 土钉支护 弹塑性 数值分析 稳定性
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土钉支护结构似粘聚力分析 被引量:8
11
作者 梁仕华 应宏伟 +2 位作者 谢康和 王士川 徐洋 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期320-324,共5页
利用能量法从功率平衡的角度定量地给出了土钉支护结构的似粘聚力公式,并结合一实际工程分析了土体参数及土钉参数对似粘聚力的影响规律.分析表明:似粘聚力随土体粘聚力和土钉直径的增大而线性增长.当内摩擦角达到20°时,似粘聚力... 利用能量法从功率平衡的角度定量地给出了土钉支护结构的似粘聚力公式,并结合一实际工程分析了土体参数及土钉参数对似粘聚力的影响规律.分析表明:似粘聚力随土体粘聚力和土钉直径的增大而线性增长.当内摩擦角达到20°时,似粘聚力迅速增大,这表明对于内摩擦角较大的场地土钉支护更为适用.综合考虑支护的经济性,土钉间距最佳取值范围为0.5~1.5m,且不宜大于2.0m;土钉倾角对似粘聚力的影响则不大,其合理取值范围为5°~20°,并以10°左右为最佳.以上结论为土钉支护结构的设计提供了一定的依据. 展开更多
关键词 土钉支护结构 似粘聚力 能量法 体参数 直径 倾角 深基坑支护
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深基坑土钉支护抗拔机理 被引量:19
12
作者 王建党 贾立宏 +1 位作者 秦四清 李造鼎 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第1期71-74,共4页
根据土钉抗拔试验结果,分析了土钉抗拔荷载传递机理,建立了抗拔作用的力学模型,结合实例分析了一些基本关系曲线的变化规律,理论分析与实践相符较好·
关键词 深基坑 土钉支护 抗拔机理 抗拔试验 力学模型
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考虑施工过程的土钉支护土钉轴力计算及影响参数分析 被引量:22
13
作者 郭红仙 宋二祥 陈肇元 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第11期78-85,共8页
结合土钉支护边开挖边支护的特点,分析土钉支护施工中的开挖效应,阐述讨论土钉力增量的变化对土钉支护施工过程分析的意义。定义开挖影响面为施工过程中土体开挖时边坡内部土体滑动趋势最明显且土钉轴力增加最多的面,定义开挖土压力为... 结合土钉支护边开挖边支护的特点,分析土钉支护施工中的开挖效应,阐述讨论土钉力增量的变化对土钉支护施工过程分析的意义。定义开挖影响面为施工过程中土体开挖时边坡内部土体滑动趋势最明显且土钉轴力增加最多的面,定义开挖土压力为以开挖影响面为边界的土块体作用在土钉支护上且由土钉承担的力,建立以开挖影响面及其上土钉力增量为主要研究对象的施工阶段土钉支护分析模型,给出施工过程中土钉轴力的计算方法。与应用其他方法计算得到的Clouterre项目1号墙建造过程中土钉力及量测值进行比较,计算结果与量测结果吻合较好。此外,利用该方法对土性、基坑剖面几何形状和土钉设置等影响因素进行分析。分析表明,所提方法符合施工过程中土钉受力的变化规律,是一种可行的、实用的土钉轴力分析方法。 展开更多
关键词 土钉支护 施工阶段 轴力 开挖影响面
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土钉支护面层受力探讨 被引量:10
14
作者 成峰 张远芳 +1 位作者 刘威 万永祥 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期1527-1533,共7页
土钉墙面层受不受力一直存在着争议。根据规程可知土钉面层不受力,所以喷射混凝土面层一般按构造进行设计。但实际上土钉墙面层土压力对基坑变形及墙体的应力分布有重要影响,特别是在软弱土地层深基坑中,面层受力较大。在提出有效下滑... 土钉墙面层受不受力一直存在着争议。根据规程可知土钉面层不受力,所以喷射混凝土面层一般按构造进行设计。但实际上土钉墙面层土压力对基坑变形及墙体的应力分布有重要影响,特别是在软弱土地层深基坑中,面层受力较大。在提出有效下滑力概念的前提下,并结合增量法,对滑楔平衡法进行了改进。通过这种复合型算法计算得出土钉面层是受力的,并和实测值进行了比较,结果表明这种计算方法贴近实际情况。 展开更多
关键词 土钉支护 面层压力 增量法 滑楔平衡法 有效下滑力
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土钉支护工作性能的现场测试研究 被引量:71
15
作者 张明聚 郭忠贤 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期319-323,共5页
拟进一步揭示土钉支护的作用机理 ,为其在国内更广泛地应用提供较为科学的依据。通过对一个土钉支护基坑工程的水平位移和土钉拉力等力学参数的现场测试和分析 ,较全面地研究其在施工阶段和使用阶段的工作性能。本文对土钉支护的工作性... 拟进一步揭示土钉支护的作用机理 ,为其在国内更广泛地应用提供较为科学的依据。通过对一个土钉支护基坑工程的水平位移和土钉拉力等力学参数的现场测试和分析 ,较全面地研究其在施工阶段和使用阶段的工作性能。本文对土钉支护的工作性能有了更全面的认识 。 展开更多
关键词 基坑 支护 土钉支护 测试
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土钉支护中土钉力的计算方法 被引量:18
16
作者 郭院成 秦会来 李峰 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第B11期1513-1516,共4页
土钉支护机理为加固机制上的锚固机制;土钉支护中土钉力的发生、发展是与施工过程中被支护土体应力释放密切相关的。本文从边坡锚固稳定的思想出发,采用能够较好地反映施工过程的增量计算方法,并根据土体应力的释放效果确定了土钉拉力... 土钉支护机理为加固机制上的锚固机制;土钉支护中土钉力的发生、发展是与施工过程中被支护土体应力释放密切相关的。本文从边坡锚固稳定的思想出发,采用能够较好地反映施工过程的增量计算方法,并根据土体应力的释放效果确定了土钉拉力增量的比例系数,提出了土钉力的合理计算方法。最后,根据本文方法对实际工程进行了计算,并与实测结果进行了对比。 展开更多
关键词 土钉支护 增量法 边坡锚固
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基坑复合土钉支护的有限元分析 被引量:88
17
作者 宋二祥 邱玥 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期241-244,253,共5页
针对基坑复合土钉支护,讨论了类似问题的有限元分析方法,主要是卸载条件下土体变形模式,模型参数的选用以及开挖过程的模拟等。通过计算分析了水泥搅拌桩与土钉联合形式的复合土钉支护的工作性能,并对其设计提出初步看法。
关键词 基坑支护 复合土钉支护 有限元模型 水泥搅拌桩
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复合土钉支护基坑的工程实例分析 被引量:13
18
作者 庞晓明 沈水龙 许烨霜 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第B11期1838-1841,共4页
通过一个具体的工程实例,采用数值分析的方法,模拟基坑开挖过程中复合土钉支护结构的受力性状,并与实测结果进行比较,探讨影响复合土钉支护基坑侧向变形和体系内力的因素。通过有限元数值分析结果与现场实测数据对比表明,二维有限元数... 通过一个具体的工程实例,采用数值分析的方法,模拟基坑开挖过程中复合土钉支护结构的受力性状,并与实测结果进行比较,探讨影响复合土钉支护基坑侧向变形和体系内力的因素。通过有限元数值分析结果与现场实测数据对比表明,二维有限元数值分析在一定程度上能够反映现场复合土钉支护基坑开挖的变形和内力分布情况。计算结果表明:土钉中的内力与其位置有较大的相关性,顶部和底部的土钉受力较小。各层土钉轴力是在开挖下一层土体时引起的,并且随着开挖进行,土钉的轴力逐渐增大。参数分析结果表明:土钉设计参数如钉的刚度、水平间距,搅拌桩的刚度等对基坑的侧向位移有影响。 展开更多
关键词 土钉支护 基坑工程 有限元 侧向变形 参数
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软弱土层复合土钉支护试验研究 被引量:16
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作者 杨茜 张明聚 孙铁成 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第9期1401-1408,共8页
复合土钉支护是从土钉支护基础上发展起来的、应用范围更广的一项基坑支护新技术。笔者通过模型试验,研究了复合土钉支护的作用原理,为其设计和施工提供了参考依据,促进了这项技术快速发展。基坑模型采用“相似模型的长度与变形的时间... 复合土钉支护是从土钉支护基础上发展起来的、应用范围更广的一项基坑支护新技术。笔者通过模型试验,研究了复合土钉支护的作用原理,为其设计和施工提供了参考依据,促进了这项技术快速发展。基坑模型采用“相似模型的长度与变形的时间成反比”的相似法则设计,相似比为 1∶10。试验模拟现场分步开挖与支护的过程,测试内容包括土体位移、地表沉降、基底隆起、地面裂缝及超挖引起的破坏形态。试验结果表明:复合土钉支护能够充分调动周围土体共同作用,有效地控制基坑变形;复合土钉支护中止水帷幕的插入深度和强度对控制边坡变形与失稳有较大作用;复合土钉支护效果明显优于一般的土钉支护。 展开更多
关键词 基坑 复合土钉支护 模型试验
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计算复合土钉支护变形的增量方法 被引量:12
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作者 尹骥 魏建华 李象范 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期755-759,共5页
根据复合土钉支护位移产生的原理提出了一种计算复合土钉支护位移的方法。为表述复合土钉支护增量应力释放引起增量位移的变形原理,文中引入了一种释放力。该力作用在土钉面层上,引起了土钉支护的变形。假定土钉支护的增量位移由三部分... 根据复合土钉支护位移产生的原理提出了一种计算复合土钉支护位移的方法。为表述复合土钉支护增量应力释放引起增量位移的变形原理,文中引入了一种释放力。该力作用在土钉面层上,引起了土钉支护的变形。假定土钉支护的增量位移由三部分组成:即释放力引起的开挖面变形、当前开挖面变形对上层开挖面和下层开挖面的附加位移。通过简单的理论推导,文中得出一计算复合土钉支护位移的公式。同时计算了两个成层土层中的复合土钉支护位移,计算结果与实测数据比较吻合。 展开更多
关键词 复合土钉支护 开挖面位移 变形机理 位移模式
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