【摘要】：目前,土釘護(hù)坡研究相對(duì)比較成熟,在邊坡和基坑支護(hù)工程中已得到了廣泛應(yīng)用。而在地質(zhì)條件復(fù)雜及四季溫差明顯的季節(jié)性凍融地區(qū),邊坡及構(gòu)筑物往往隨季節(jié)溫度的變化而發(fā)生凍融,坡體往往受凍融循環(huán)作用而發(fā)生破壞,給邊坡工程安全帶來(lái)不同程度的危害,并造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此,研究支護(hù)結(jié)構(gòu)在凍融作用下的安全穩(wěn)定性計(jì)算方法是很有必要的。本文對(duì)土釘支護(hù)邊坡在凍融影響下安全穩(wěn)定性方法進(jìn)行了研究,推導(dǎo)了坡體的安全系數(shù)計(jì)算公式,并結(jié)合工程應(yīng)用驗(yàn)證其實(shí)用性。研究的主要內(nèi)容和取得的成果有:(1)凍融作用下土釘支護(hù)邊坡破壞是個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題,通過(guò)對(duì)凍融作用的機(jī)理闡述,分析了凍融作用對(duì)土釘支護(hù)邊坡的力學(xué)性能影響,以及造成土釘支護(hù)邊坡凍脹破壞和融化破壞的原因,提出了兩種破壞模式下的相應(yīng)防治措施,采用雙層鋼筋網(wǎng)法、設(shè)置排水管疏干法、表層坡面置換法、土釘墻加固法、隔溫法、高延展性土釘支護(hù)法和生態(tài)防護(hù)等措施;(2)結(jié)合土釘支護(hù)邊坡的穩(wěn)定性原理以及極限平衡法理論,分別推導(dǎo)了土釘支護(hù)邊坡在融化階段和凍結(jié)階段的安全系數(shù)計(jì)算公式,確定了土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)在凍融作用下的最危險(xiǎn)滑移面位置。并對(duì)土釘支護(hù)邊坡在季節(jié)性凍融循環(huán)作用下穩(wěn)定性進(jìn)行了預(yù)測(cè)。結(jié)合工程算例,將融化階段公式與有限元軟件Geo-Studio計(jì)算的安全系數(shù)結(jié)果作比較,得到一些具有參考價(jià)值的結(jié)論。分析表明:公式計(jì)算的安全系數(shù)較有限元軟件計(jì)算的偏小,其結(jié)果偏于保守,推導(dǎo)的計(jì)算公式可以比較準(zhǔn)確的對(duì)土釘支護(hù)邊坡進(jìn)行設(shè)計(jì)與穩(wěn)定性分析;(3)在凍土理論基礎(chǔ)上,用有限差分法對(duì)邊坡的水分場(chǎng)和溫度場(chǎng)微分方程進(jìn)行了求解,為凍融過(guò)程中有限元模型的建立奠定了基礎(chǔ);(4)結(jié)合專業(yè)巖土工程數(shù)值分析軟件Geo-Studio和ADINA,對(duì)實(shí)際工況建立了季節(jié)性凍融作用下土釘支護(hù)邊坡有限元模型。分析結(jié)果:土釘支護(hù)邊坡凍結(jié)層在融化階段,隨著坡體含水量的不斷增加,計(jì)算的安全系數(shù)越來(lái)越小,表明凍融后含水量的增加是導(dǎo)致土釘支護(hù)邊坡失穩(wěn)的主要原因。通過(guò)算例驗(yàn)證說(shuō)明:這種考慮凍融作用影響的計(jì)算的方法相對(duì)合理,比較符合工程實(shí)際,能為以后土釘支護(hù)邊坡的施工、設(shè)計(jì)以及優(yōu)化提供有益參考。
【圖文】：

成的結(jié)冰層，，由表層逐漸向內(nèi)部發(fā)展，且土體內(nèi)部水分不斷向凍結(jié)面遷徙發(fā)生聚冰作用，冰和冰晶體主要集中在最大凍結(jié)深度的2/3~1/2位置。而季節(jié)融化層結(jié)冰，多集中在季節(jié)融化層上部1/3處及凍土上限附近（如圖1.1）。各類建筑物產(chǎn)生的變形與破壞，主要在于冬季凍后土體的體積增大，引起的凍脹造成各類建筑物的變形與破壞，而夏天凍結(jié)層融化時(shí)，因冰和冰晶體的分布不均，導(dǎo)致土層不均勻沉降造成各類建筑物的變形與破壞。

圖 2.1 不同圍壓下凍結(jié)粘土的剪應(yīng)力隨溫度變化圖[52循環(huán)作用下，土釘支護(hù)邊坡穩(wěn)定的主要影響因素環(huán)作用后土釘支護(hù)的基坑邊坡抗剪強(qiáng)度指標(biāo)研發(fā)生的變化，主要是土釘支護(hù)邊坡內(nèi)摩擦力和 ）的變化。利用剪切試驗(yàn)可測(cè)定土體抗剪強(qiáng)度要考慮影響較大的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，即凍融循環(huán)3]《哈爾濱地區(qū)季節(jié)凍土凍融損傷及高路塹邊坡聚力在經(jīng)歷凍融循環(huán)后不斷降低，而內(nèi)摩擦角融土的力學(xué)指標(biāo)C 、 選取時(shí)，其力學(xué)性能的文結(jié)合實(shí)際室外試驗(yàn)，經(jīng)歷凍融循環(huán)作用后，溫度、含水量以及凍融次數(shù)之間的關(guān)系式，如下不同含水率對(duì)非飽和原狀土UU和CU指標(biāo)C 和剪 UU 試驗(yàn)：
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TU43

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 曾慶響,肖芝蘭;灰色系統(tǒng)理論在土釘支護(hù)變形預(yù)測(cè)中的應(yīng)用[J];建筑科學(xué);2001年05期

2 王長(zhǎng)科,陳小鋒,苗現(xiàn)國(guó);石家莊土釘支護(hù)設(shè)計(jì)分析[J];巖土工程學(xué)報(bào);2002年01期

3 謝劍波,鄒揚(yáng)帆;基坑土釘支護(hù)工作性能測(cè)試研究及分析[J];廣東土木與建筑;2002年11期

4 文江海;深基坑開(kāi)挖——土釘支護(hù)[J];江西建材;2002年02期

5 肖芝蘭,曾慶響;土釘支護(hù)變形的灰色預(yù)測(cè)方法[J];五邑大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2002年02期

6 楊茜,劉蓉華,張明聚;土釘支護(hù)設(shè)計(jì)方法綜述研究[J];石家莊鐵道學(xué)院學(xué)報(bào);2003年02期

7 莊旭升,周德源,徐磊;土釘支護(hù)的工程實(shí)踐[J];結(jié)構(gòu)工程師;2004年02期

8 陳靜;土釘支護(hù)數(shù)值模擬[J];土工基礎(chǔ);2005年03期

9 史美東;土釘支護(hù)設(shè)計(jì)和施工中的若干問(wèn)題[J];土工基礎(chǔ);2005年04期

10 武英俊;土釘支護(hù)法在邊坡加固中的應(yīng)用[J];勘察科學(xué)技術(shù);2005年01期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 蔡燦柳;沈貴松;趙清榮;;初探土釘支護(hù)開(kāi)挖時(shí)間控制方法[A];錨固與注漿新技術(shù)——第二屆全國(guó)巖石錨固與注漿學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2002年

2 張明聚;宋二祥;陳肇元;崔京浩;;土釘支護(hù)的三維非線性有限元分析[A];第七屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第Ⅲ卷）[C];1998年

3 蔡燦柳;趙清榮;沈貴松;;淺析土釘支護(hù)工程施工分層開(kāi)挖間隔時(shí)間控制問(wèn)題[A];第九屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集第Ⅱ卷[C];2000年

4 賀若蘭;張平;李寧;;土釘支護(hù)設(shè)計(jì)分析方法的研究現(xiàn)狀[A];巖石力學(xué)新進(jìn)展與西部開(kāi)發(fā)中的巖土工程問(wèn)題——中國(guó)巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì)第七次學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2002年

5 王維玉;顧彬;王志來(lái);;土釘支護(hù)工程應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)[A];地基處理理論與實(shí)踐——第七屆全國(guó)地基處理學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C];2002年

6 曾憲明;林皋;李元亮;徐勛長(zhǎng);李林;;土釘支護(hù)軟土邊壁(坡)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究[A];新世紀(jì)巖石力學(xué)與工程的開(kāi)拓和發(fā)展——中國(guó)巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì)第六次學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2000年

7 曾憲明;杜云鶴;李世民;;土釘支護(hù)抗動(dòng)載原型與模型對(duì)比試驗(yàn)研究[A];第八屆全國(guó)巖石動(dòng)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2003年

8 張群;崔京浩;;土釘支護(hù)邊界位移控制法有限元分析[A];第六屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第三卷）[C];1997年

9 宗蘭;張文明;陳列偉;;基坑土釘支護(hù)設(shè)計(jì)方法的研究[A];第十屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集第Ⅱ卷[C];2001年

10 趙國(guó)景;崔巖;;土釘支護(hù)參數(shù)對(duì)穩(wěn)定性影響的分析[A];第十屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集第Ⅱ卷[C];2001年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前1條

1 本報(bào)通訊員 周鳳茹 李繼蘭;魚(yú)入大海任遨游[N];北京科技報(bào);2000年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前5條

1 李海深;復(fù)合型土釘支護(hù)工作性能的研究[D];湖南大學(xué);2005年

2 李?yuàn)^強(qiáng);基坑土釘支護(hù)的數(shù)值模擬及其預(yù)報(bào)系統(tǒng)[D];中南大學(xué);2005年

3 匡立新;基于土拱作用的土釘支護(hù)研究[D];中南大學(xué);2002年

4 金清平;復(fù)合材料土釘支護(hù)性能試驗(yàn)分析與應(yīng)用研究[D];華中科技大學(xué);2011年

5 董建華;地震作用下土釘支護(hù)邊坡動(dòng)力分析與抗震設(shè)計(jì)方法研究[D];蘭州理工大學(xué);2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 王東;土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力—變形分析[D];河北工程大學(xué);2015年

2 楊志;季節(jié)性凍融作用下土釘支護(hù)邊坡穩(wěn)定性分析[D];蘭州理工大學(xué);2015年

3 莫陽(yáng)春;土釘支護(hù)在軟土邊坡中的應(yīng)用研究[D];西南交通大學(xué);2005年

4 古小初;基于能量理論的土釘支護(hù)設(shè)計(jì)研究[D];中南大學(xué);2006年

5 鄧南沙;基于VISUAL BASIC 2005的土釘支護(hù)程序設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)[D];太原理工大學(xué);2008年

6 徐永政;土釘支護(hù)工程穩(wěn)定性的有限元分析[D];華中科技大學(xué);2005年

7 魏屏;土釘支護(hù)在昆明地區(qū)軟土工程中設(shè)計(jì)與施工技術(shù)分析[D];昆明理工大學(xué);2006年

8 郭捷;基坑土釘支護(hù)機(jī)理與事故分析[D];浙江大學(xué);2004年

9 王淼;土釘支護(hù)在邊坡工程中的應(yīng)用及穩(wěn)定性的有限元分析[D];吉林大學(xué);2008年

10 谷玉朝;黃土地區(qū)土釘支護(hù)設(shè)計(jì)研究[D];蘭州理工大學(xué);2008年

本文編號(hào)：2517869