基于稳定性安全系数的土钉倾角的优化分析

从极限平衡分析法推导的稳定性安全系数公式出发,就土钉倾角对边坡稳定性的影响进行了研究.理论分析和数值计算结果表明:在土钉足够长的条件下,最佳土钉入射角为仰角或水平;在土钉比较短时,最佳土钉入射角为倾斜向下,而且应该是从上到下逐层减少向下倾角,这与通常认为土钉设置的倾斜度应逐层增加向下倾角的看法相反.     

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。     

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。     

土钉与土体的界面粘结强度分析

该文运用拉拔试验力学模型和模型试验结果对土钉与土体界面粘结强度进行了分析,并根据耒宜高速公路路堑边坡大量的土钉拉拔试验结果,得出界面极限粘结力与试验土钉长度成反比,可为现场土钉长度的确定提供参考。     

人工神经网络与遗传算法的结合在土钉支护优化设计中的应用

近年来,由于智能化方法——人工神经网络和遗传算法所具有的种种优点,其理论和应用研究得到工程界较广泛的关注。针对目前土钉支护优化设计中计算工作量大和求解时间长的问题,提出了将神经网络与遗传算法结合进行求解的思想,利用神经网络学习算法建立起输入参数(优化设计变量)和输出参数(安全系数最小值)之间的非线性映射关系,当神经网络学习达到收敛条件时,从映射关系就极易获得遗传算法求解优化问题所需的对应于给定设计变量的安全系数最小值的近似值,以代替每次必须进行的最小安全系数求解。算例结果表明,采用神经网络与遗传算法结合进行土钉最小长度优化求解所需要的时间大大减少,而且具有良好的效果。     

考虑土拱效应的边坡桩间土钉墙受力计算

边坡抗滑桩桩间土拱效应对桩间土钉墙各部分的受力及土钉的设计长度有重要影响,然而现阶段多依个人或者设计单位经验对桩间土钉墙各部分的受力进行计算,对土钉长度进行设计,以上传统的受力计算及土钉设计方法均未充分考虑土拱的影响,使得土拱在工程运用中受到了限制。为了推广土拱在工程中的运用,首先描述土拱形状,继而深入研究土拱对桩间土钉墙各部分受力的影响,提出了基于土拱效应桩间土钉墙受力计算方法和土钉长度设计方法,此受力计算方法认为：土钉墙的受力取拱前土体主动土压力或剩余下滑力两者中的较大者,抗滑桩的受力为拱后土体剩余下滑力与土钉墙受力之和,土钉长度设计中土钉自由段和锚固段的分界线为土拱迹线。继而结合巴（中）达（州）铁路堑坡,通过数值模拟描述土拱形状,计算土拱影响下不同截面处抗滑桩和土钉墙的受力,并结合土拱形状对土钉长度进行设计,与不考虑土拱效应时受力计算结果和土钉长度设计结果进行对比。研究结果表明：考虑土拱效应较不考虑土拱效应时,抗滑桩纵断面受力明显增大,增幅大于11%,土钉墙纵断面受力明显减小,减幅大于12%,土钉用量节省接近13%,充分说明考虑土拱效应确实对抗滑桩受力、土钉墙受力和土钉设计长度造成较大影响。     

土钉支护结构可靠性分析

讨论了公路边坡土钉支护结构稳定可靠性分析方法。利用极限平衡法提出了素土边坡稳定性和土钉支护结构稳定性的扳限状态方程，并对一个实际边坡土钉支护工程进行了校棱，分析了土钉支护对边坡穗定可靠度的影响。     

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.     

超前桩复合土钉墙技术研究

以三亚大东海经济适用房基坑支护工程为实例,研究了超前桩复合土钉墙的稳定性。依据圆弧滑动分析法的原理,采用MATLAB软件进行编程,分别对各种可能的土钉和超前桩破坏方式进行了分析,计算出各工况下基坑的最小稳定系数。最后分析了超前桩复合土钉墙支护结构中超前桩对基坑稳定性的影响,为超前桩复合土钉墙的设计提供依据。     

原位土钉的分析

本文建立了一种极限平衡分析法来计算原位钉系统的整体稳定性，它考虑了不规则地面，倾斜墙面及成层土等，公式中假定潜在破裂面为通过墙的抛物线。同时也给出了初步的参数研究结果。     

膨胀土柔性面层土钉支护结构设计研究

介绍了一种具有抗侵蚀和生态性能的柔性面层土钉支护技术,通过向边坡内钻孔注浆打入土钉来保证边坡的整体稳定性,并在土体增湿膨胀时通过面层材料的隆起变形释放一定膨胀力来维持边坡的稳定;根据膨胀力和膨胀应变符合椭圆模型的分布规律,提出考虑膨胀土各向膨胀异性的柔性面层土钉支护结构设计计算方法,结合工程实例计算出当边坡土体膨胀应变达6%时,各层土钉的内部整体稳定安全系数均满足大于1.3的要求。     

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.     

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。     

降雨入渗对土石坝边坡稳定性影响的分析研究

降雨入渗是土质边坡失稳的主要诱发因素,很多土石坝坝坡滑坡都与降雨有着密切的关系。在饱和-非饱和渗流理论及土石坝填土土—水特征曲线的基础上,对土石坝在降雨入渗情况下非饱和区基质吸力的变化及暂态饱和区的形成进行分析,结合工程实例,采用极限平衡法在考虑不同降雨强度及持续时间下对非饱和渗流土石坝下游坝坡稳定性的影响进行分析。计算结果表明,降雨入渗导致土石坝浸润线的升高,从而使得原浸润线以上区域出现暂态饱和区,孔隙水压力增加,最终导致坝坡稳定性的降低,降雨强度越大或降雨历时越长,坝坡安全系数降低越多,坝坡安全系数在降雨持续2～4 h时降低的最快。     

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。     

钢-混组合结构中栓钉连接件长度对抗剪承载力影响研究

为研究钢-混组合结构中采用不同长度形式布置的栓钉连接件的抗剪性能,利用有限元软件ABAQUS建立推出试验试件有限元模型进行分析,并将分析结果与试验结果进行比较,两者相差9.6%,差值在10%以内,有限元数值模拟分析具有较高的精度;从栓钉根部至端部应力呈现逐渐减小的趋势,推出试件失效时栓钉的应力最大处为根部位置,栓钉根部也是最先达到屈服强度并破坏的部位;栓钉变形最大部位也是栓钉根部,从根部至端部形变程度不断减小;在栓钉连接件根部附近受压侧混凝土损伤最严重,表现为局部压碎,对应实际试验中受压侧混凝土被压碎。调整推出试件中栓钉长度进行试验,分析栓钉长度变化对试验结果的影响,结果表明,采用不同长度的栓钉连接件布置形式对其抗剪承载力影响不大,从理论上看,上长下短的栓钉布置形式可在实际施工过程中适当代替同等长度的布置形式。     

超前桩复合土钉墙内部稳定性研究

从超前桩复合土钉墙失稳形式出发,采用理论分析,建立了超前桩复合土钉墙稳定性分析模型,推导出了超前桩复合土钉墙稳定性计算式,并以工程实例进行了验证.     

基于非饱和土理论的降雨入渗路基稳定性分析

采用非饱和土强度理论和极限平衡法,得出考虑降雨入渗渗流力作用下的路基稳定性计算公式。把一定降雨强度和降雨持续时间下的路基稳定性转化为对应入渗深度内的渗流力作用下的路基稳定性。通过渗流力把入渗深度引入安全系数的计算公式,并通过安全系数对入渗深度求导,分析入渗深度对路基稳定性的影响及其原因。最后通过具体算例,讨论降雨对路基稳定性的影响。     

水泥土搅拌桩复合土钉支护稳定性研究

水泥土搅拌桩复合土钉支护在我国已得到广泛应用,但对其稳定性研究得不多,设计主要依靠经验进行。通过构建稳定性分析模型,介绍对水泥土搅拌桩复合土钉支护的稳定性分析及计算方法。