土钉支护计算模型及其优化方法探讨

针对目前土钉支护优化设计方法中存在的一些缺陷和不足,深入研究了土钉支护的工作机理,尤其是土钉的受力情况,提出了以钉土间抗剪强度为土钉最大拉力分配刚度的原则,并给出了土钉最大拉力分配系数的计算公式;结合土钉支护整体稳定性的极限平衡分析,推导了土钉最大拉力的计算方法,将计算结果与现场测试进行对比分析证明了该方法的合理性;在深入分析土钉长度计算模型的基础上,建立了以单位支护面积的土钉长度为目标函数的土钉支护优化设计模型;通过引入改进的模拟退火算法和几何控制参数法,探讨了土钉支护优化设计方法的具体实施步骤,并开发出相应的计算程序。工程实例分析表明:所建立的优化设计方法在能保证支护安全的同时兼具有较明显的经济性,其研究成果有一定的理论与工程实用价值。     

下穿隧道开挖土钉墙支护设计的理论计算与数值模拟对比分析

以某实际工程下穿隧道开挖区域边坡防护为背景,根据现场地质勘察资料,结合土钉墙理论计算公式,在符合其构造要求前提下,对开挖区域进行了土钉支护设计。基于土钉墙的理论计算结果,运用有限元软件建立土钉墙支护模型,在满足设计要求的坡顶竖向沉降及水平位移的同时,将数值模拟的土钉长度与理论计算的土钉长度进行了对比分析。结果表明:两种方法计算的土钉长度基本吻合,说明数值模拟结果存在一定的可靠性与合理性。     

数值模拟在土钉支护公路边坡工程设计的应用

采用岩土工程分析软件，结合某公路边坡开挖的具体实例，对土钉支护进行数值模拟，对边坡开挖和土钉支护过程中的土体位移场、应力场及土钉的受力变化等进行了模拟与分析。结果表明计算值与实测值较为接近，建立的计算模型对土钉支护的受力变形分析是适用的。同时，在改变模型参数的基础上初步探讨了土钉长度、土钉倾角对边坡位移与土钉最大轴力的影响，得出了一些在土钉支护工程中可资应用的结论。     

数值模拟在土钉支护公路边坡工程设计的应用

采用岩土工程分析软件,结合某公路边坡开挖的具体实例,对土钉支护进行数值模拟,对边坡开挖和土钉支护过程中的土体位移场、应力场及土钉的受力变化等进行了模拟与分析.结果表明计算值与实测值较为接近,建立的计算模型对土钉支护的受力变形分析是适用的.同时,在改变模型参数的基础上初步探讨了土钉长度、土钉倾角对边坡位移与土钉最大轴力的影响,得出了一些在土钉支护工程中可资应用的结论.     

土钉内力传递规律的研究

根据土钉支护的受力特点和钉土间的相互作用，建立了计算模型。采用剪滞力理论分析了土钉支护的内力传递规律，并与土钉支护工程实例的现场测试结果作了对比研究，理论分析与实测结果吻合较好，验证了计算模型和分析方法的可行性。     

石家庄地区土钉拉力分布规律的试验研究

通过石家庄美城国际大厦的土钉支护基坑工程土钉拉力力学参数的现场测试和分析,研究其在施工阶段和使用阶段的工作性能。对石家庄地区土钉支护的工作性能有了更全面的认识,揭示了石家庄地区土钉支护的作用机理,为其更广泛地应用有所裨益。     

土钉墙与桩锚组合支护结构在深基坑工程中的应用

基于FLAC3D软件,对北京某深基坑土钉墙与桩锚组合支护结构进行数值模拟分析,并与实测值进行对比。研究结果表明:上部土钉墙支护结构,最后一排土钉最大拉力位置在中后部,不同于单一的土钉墙支护最后一排土钉的受力情况,在设计时应适当加长最后一排土钉的长度;锚索对桩顶位移的限制作用比较明显,锚索的受力值小于设计值,在设计时可以考虑适当减小锚索的长度。     

基于混合粒子群算法的土钉支护结构设计参数优化

在土层工程地质情况一定的条件下,如何寻找一组最佳设计参数,以达到既经济又安全的目的,是土钉支护设计的一个重要问题。这是一个复杂的优化设计问题。就此,提出基于混合粒子群优化(PSO)算法的基坑土钉支护优化设计方法,以单位长度土钉墙的土钉材料造价作为优化的目标函数。该方法保持了PSO算法结构简单的特点,改善了PSO算法的全局寻优能力,提高了算法的收敛速度和计算精度,不活动粒子的处理使算法避免了“早熟”现象的出现。工程实例计算表明,该方法是进行土钉支护结构优化设计的有效方法。     

土钉支护结构优化设计中的混合粒子群优化算法

为了在土钉支护设计中寻找一组最佳设计参数,以达到既经济又安全的目的,将混沌搜索的粒子群优化(PSO)算法应用到基坑土钉支护优化设计中,以单位长度土钉墙的土钉材料造价作为优化的目标函数。该方法保持了PSO算法结构简单的特点,改善了PSO算法的全局寻优能力,提高了算法的收敛速度和计算精度。同时,对不活动粒子的处理使算法避免了早熟现象的出现。工程实例计算表明:该方法是进行土钉支护结构优化设计的有效方法。     

土钉支护侧土压力合理分布模式探讨

在土钉支护结构的设计计算中，首先要选择合理的侧土压力分布模式，然后再进行土钉、混凝土面层的设计计算以及土钉支护内部整体稳定性分析。侧土压力分布模式是否合理直接影响土钉支护结构的设计计算和工程造价。在分析现有土钉支护侧土压力分布模式及国内外实测结果的基础上，提出了一种新的侧土压分布模式，即“五边形”分布模型。工程实例分析表明，提出的侧土压力分布模式与实测结论相符合，与现有侧土压力分布模式相比更为合理。