黄土地区深基坑土钉墙支护土钉参数优化设计

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土钉支护是一种用于土体开挖和边坡稳定的、基于土体自承的新型挡土结构。本文对土钉的受力机理进行了分析,包括在抗拔试验时土钉的抗拔作用机理,在正常工作条件下土钉的内力位移分析,土钉的横向抗剪作用。对土钉支护稳定性的研究分析中,在能量法基础上建立了对数螺旋线破坏形势下的极限平衡状态安全系数的表达式,并以安全系数为目标函数,以搜索出目标函数值为最小值的滑裂面作为最危险滑裂面,建立优化模型,分析了各设计参数对土钉墙稳定系数的敏感程度,为指导土钉支护的设计应用提供参考。 在试验条件下,安全系数K开始随土钉倾角口的增加而增加,6°附近达到最大值,随后安全系数K随土钉倾角a增加而逐渐减小。这说明当其他条件一定时,存在一个最佳倾角,使得土钉支护结构的安全系数K最大。工程实践经验表明,一般土钉倾角为5°~15°最为适宜。 安全系数K随土钉长度L增加而增加,这是由于增加土钉的长度就增加了土钉与周围土体间的黏结长度,引起土钉抗拔力的增加从而增加了支护结构的安全系数K。加长土钉长度L可以提高安全系数K,但是考虑到实际工程中成孔和设置土钉的困难,只是通过加长钉长来提高安全系数的作法是不可取的。 安全系数K随着垂直间距S<,h>的增大而减小,1.2m处是关键点,安全系数K随水平间距S<,v>,增加逐渐减小。
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