土釘支護(hù)機(jī)理與優(yōu)化設(shè)計(jì)

作者簡介

秦四清 男，博士后，中國科

學(xué)院地質(zhì)研究所工程力學(xué)開放研究

實(shí)驗(yàn)室研究員。1964年2月生于河

北省行唐縣。1991年獲東北大學(xué)博

士學(xué)位。1992年～1994年5月在成

都理工學(xué)院作博士后研究。1994年

5目～1998年6月在中航勘察設(shè)計(jì)

研究院工作，任基礎(chǔ)工程新技術(shù)研

究所所長、研究員。現(xiàn)還在數(shù)所大

學(xué)及民間科研組織兼職。

曾主持國家自然科學(xué)基金項(xiàng)

目、國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室基金項(xiàng)目、大

型水電工程項(xiàng)目、巖土工程項(xiàng)目的

科研與生產(chǎn)工作40我項(xiàng)，主編或參

與編寫了國家、部門行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)

范多項(xiàng)。已出版的專著有《非線性

工程地質(zhì)學(xué)導(dǎo)引》、《巖石聲發(fā)射技

術(shù)概論》和《深基坑工程優(yōu)化設(shè)計(jì)》，

發(fā)表論文60余篇，某些論文多次被

同行引用或轉(zhuǎn)載。1995年獲中國地

質(zhì)學(xué)會青年科技獎(jiǎng)“金錘獎(jiǎng)”第一

名，1996年獲北京市優(yōu)秀青年工程

師獎(jiǎng)、中國骯空工業(yè)總公司優(yōu)秀工

程勘察一等獎(jiǎng)和國務(wù)院政府特殊津

帖，1997年獲國際工程地質(zhì)學(xué)會

RichardWolters獎(jiǎng)（此獎(jiǎng)為亞洲人

第一次獲得），1998年入選中國科

學(xué)院“百人計(jì)劃”，是我國非線性工

程地質(zhì)學(xué)的開創(chuàng)者。

作者簡介

王建黨 1968年12目生，陜

西乾縣人。1988年就讀于西安礦業(yè)

學(xué)院水文地質(zhì)工程地質(zhì)專業(yè)，1992

年獲學(xué)士學(xué)位。1992年在該校本專

業(yè)攻讀碩士學(xué)位，1995年在東北大

學(xué)資源土木工程學(xué)院土建系攻讀博

士學(xué)位，1998年獲博士學(xué)位?，F(xiàn)在

北京城建集團(tuán)地基公司工作。

目錄

第一章 緒論

§1.1前言

§1.2土釘支護(hù)技術(shù)簡介

§1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

§1.4本書主要內(nèi)容

第二章 土釘支護(hù)機(jī)理研究

§2.1引言

§2.2土釘抗拔試驗(yàn)分析

§2.3土釘直剪試驗(yàn)分析

§2.4摩擦加筋原理

§2.5準(zhǔn)粘聚力理論

第三章 釘土相互作用分析

§3.1土釘橫向抗剪作用

§3.2土拱效應(yīng)分析

§3.3剪滯力理論

第四章 土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析

§4.1土釘支護(hù)穩(wěn)定性研究的現(xiàn)狀

§4.2土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)形式

§4.3土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)的Bishop法

§4.4土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)的極限分析

§4.5基于應(yīng)變設(shè)計(jì)方法的土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)極限分析

§4.6土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形

第五章 土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

§5.1土釘支護(hù)設(shè)計(jì)的原則

§5.2優(yōu)化設(shè)計(jì)的思想和方法

§5.3土釘支護(hù)設(shè)計(jì)的復(fù)合形法

§5.4支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的對數(shù)螺旋曲線優(yōu)化分析法

§5.5基于Bishop條分法的通用優(yōu)化設(shè)計(jì)方法

第六章 土釘作用機(jī)理的有限元模擬

§6.1有限元法原理及基本方程

§6.2深基坑開挖土釘支護(hù)的有限元法分析

§6.3分步開挖荷載及位移增量計(jì)算

§6.4支護(hù)過程模擬

§6.5計(jì)算程序

第七章 工程實(shí)例數(shù)值模擬分析

§7.1工程概況

§7.2無支護(hù)開挖過程數(shù)值模擬

§7.3土釘支護(hù)開挖過程數(shù)值模擬結(jié)果

第八章 結(jié)論

參考文獻(xiàn)及資料

2100433B

內(nèi)容簡介

本書通過理論分析、試驗(yàn)研究和有限元模擬，系統(tǒng)研究了深基坑土釘支護(hù)機(jī)理、支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性以及土

釘支護(hù)優(yōu)化設(shè)計(jì)問題，首次將準(zhǔn)粘聚力理論用于土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性分析，首次應(yīng)用剪滯力理論研究

了釘土相互作用問題，并首次從理論上對支護(hù)結(jié)構(gòu)中的土拱效應(yīng)進(jìn)行了初步的研究。從多角度對土釘支護(hù)優(yōu)

化設(shè)計(jì)問題進(jìn)行了理論研究。利用有限元方法模擬了深基坑無支護(hù)分步開挖與土釘支護(hù)分步開挖的應(yīng)力場、

位移場等的變化規(guī)律，通過分析對比，總結(jié)了土釘支護(hù)的原理。

圖表索引

1緒論

1．1概述

1．2復(fù)合土釘支護(hù)的試驗(yàn)研究與監(jiān)測

1．3復(fù)合土釘支護(hù)的數(shù)值分析方法

1．4復(fù)合土釘支護(hù)的設(shè)計(jì)理論探討

1．5復(fù)合土釘支護(hù)在巖土工程中的應(yīng)用

1．6復(fù)合土釘支護(hù)工程失穩(wěn)原因分析

1．7復(fù)合土釘支護(hù)研究與應(yīng)用中存在的主要問題

1．8復(fù)合土釘支護(hù)的國外研究與應(yīng)用簡況

1．9小結(jié)

2復(fù)合土釘支護(hù)工作性能試驗(yàn)與監(jiān)測

2．1土釘-深層攪拌樁復(fù)合結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場測試

2．2土釘-旋噴樁-微型樁復(fù)合結(jié)構(gòu)的監(jiān)測

2．3土釘-錨索(桿)復(fù)合結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場測試

2．4土釘-錨桿復(fù)合結(jié)構(gòu)現(xiàn)場測試

2．5新型復(fù)合土釘結(jié)構(gòu)抗動載性能測試

2．6回填土邊壁(坡)工程性能測試

2．7降雨導(dǎo)致填土邊壁(坡)滑塌的模型測試

2．8降雨前后夯實(shí)填土邊坡工程性能測試

2．9土釘-止水帷幕復(fù)合結(jié)構(gòu)工作特性測試

2．10降雨前復(fù)合土釘支護(hù)填土邊坡模型試驗(yàn)

2．11降雨條件下復(fù)合土釘支護(hù)受力變形特性測試

3復(fù)合土釘支護(hù)的數(shù)值分析方法

3．1不同土釘結(jié)構(gòu)特性的比較分析

3．2土釘-攪拌樁復(fù)合結(jié)構(gòu)工作特性數(shù)值分析方法

3．3土釘-錨桿(微型樁)復(fù)合結(jié)構(gòu)的變形特性

3．4土釘-雙排超前鋼管注漿樁復(fù)合結(jié)構(gòu)位移特性

3．5土釘-攪拌樁墻復(fù)合結(jié)構(gòu)受力變形特性

3．6土釘-攪拌樁復(fù)合結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析

3．7填土邊壁(坡)破壞模式相似模型試驗(yàn)的有限元分析

4復(fù)合土釘支護(hù)設(shè)計(jì)方法

4．1土釘-超前錨桿復(fù)合結(jié)構(gòu)作用機(jī)理

4．2土釘-攪拌樁/錨管樁復(fù)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)敏感性

4．3土釘-攪拌樁復(fù)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法

4．4擋土擋水復(fù)合土釘支護(hù)的設(shè)計(jì)

4．5土釘-攪拌樁復(fù)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的綜合法

4．6土釘-攪拌樁復(fù)合結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性計(jì)算方法

5復(fù)合土釘支護(hù)在巖土工程中的應(yīng)用

5．1復(fù)合土釘支護(hù)常用形式與工程實(shí)例

5．2土釘-攪拌樁復(fù)合結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

5．3土釘-鋼管樁復(fù)合結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

5．4土釘-微型樁-預(yù)錨復(fù)合結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

5．5土釘-樹根樁-花管復(fù)合結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

5．6土釘-樁-錨復(fù)合結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

5．7土釘-樁-錨索復(fù)合結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

5．8土釘-深層攪拌樁-鋼管樁復(fù)合結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

5．9注漿鋼管土釘-板樁復(fù)合結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

5．10土釘(錨桿)-水泥土墻復(fù)合結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

5．11土釘-深層攪拌樁復(fù)合結(jié)構(gòu)在軟土中的應(yīng)用

5．12多種復(fù)合土釘結(jié)構(gòu)在軟土工程中的應(yīng)用

5．13土釘-注漿花管復(fù)合結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

5．14土釘-鉆孔樁復(fù)合結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

5．15多種復(fù)合土釘結(jié)構(gòu)在軟土地基中的應(yīng)用

5．16土釘-攪拌樁復(fù)合結(jié)構(gòu)在軟土中的應(yīng)用

5．17土釘-攪拌樁-微型樁復(fù)合結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

5．18土釘-微型樁-預(yù)錨復(fù)合結(jié)構(gòu)應(yīng)用

5．19土釘-錨桿-微型樁-攪拌樁復(fù)合結(jié)構(gòu)在重要工程中的應(yīng)用

5．20鋼管土釘-攪拌樁復(fù)合結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

5．21土釘-改良加筋土復(fù)合結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

5．22復(fù)合土釘支護(hù)在CFG樁復(fù)合地基中的應(yīng)用

5．23土釘-預(yù)錨復(fù)合結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

5．24錨管-注漿-排水復(fù)合系統(tǒng)處理險(xiǎn)情工程

5．25注漿釘-擊入釘復(fù)合結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

5．26小釘管-大釘管-注漿復(fù)合結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

5．27土釘-排樁-擋墻復(fù)合結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

5．28土釘-攪拌樁復(fù)合結(jié)構(gòu)在不良地層中的應(yīng)用¨

6復(fù)合土釘支護(hù)工程事故原因剖析

6．1土釘-攪拌樁復(fù)合結(jié)構(gòu)倒坍原因

6．2土釘-攪拌樁一暗墩復(fù)合結(jié)構(gòu)兩次失穩(wěn)原因

6．3土釘-雙層深層攪拌樁復(fù)合結(jié)構(gòu)大變形原因

6．4鋼管土釘-單排攪拌樁復(fù)合結(jié)構(gòu)坍塌原因

7專題研究

專題Ⅰ錨固和復(fù)合錨固類結(jié)構(gòu)抗動靜性能問題研究

專題Ⅱ錨固類結(jié)構(gòu)諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系與設(shè)計(jì)方法問題研究

專題Ⅲ巖土高邊坡破壞模式、預(yù)測預(yù)警與防治方法問題研究

專題Ⅳ錨固類結(jié)構(gòu)及其耐久性與使用壽命問題研究

以土釘作為主要受力構(gòu)件的邊坡支護(hù)技術(shù)，它由密集的土釘群被加固的原位土體噴混凝土面層和必要的防水系統(tǒng)組成。

土釘支護(hù)亦稱土釘墻。其施工過程為：

1）先錨后噴：挖土到土釘位置，打入土釘后，挖第二步土，再打第二層土釘，如此循環(huán)到最后一層土釘施工完畢。噴射第一次素石混凝土厚50mm，隨即進(jìn)行錨固，然后進(jìn)行第二次噴射混凝土，厚50mm。

2）先噴后錨：挖土到土釘位置下一定距離，鋪鋼筋網(wǎng)，并預(yù)留搭接長度，噴射混凝土至一定強(qiáng)度后，打入土釘。挖第二層土方到第二層土釘位置下一定距離，鋪鋼筋網(wǎng)，與上次鋼筋網(wǎng)上下搭接好，同樣預(yù)留鋼筋網(wǎng)搭接長度，噴射混凝土，打第二層土釘。如此循環(huán)直至基坑全部深度。

其施工特點(diǎn)是：施工設(shè)備較簡單；比用擋土樁錨桿施工簡便；施工速度較快，節(jié)省工期，造價(jià)較低。

其適用范圍是：地下水位較低的黏土、砂土、粉土地基，基坑深度一般在15m以內(nèi)。

《復(fù)合土釘支護(hù)設(shè)計(jì)與施工》一書總結(jié)歸納了近十余年來復(fù)合土釘支護(hù)在我國邊坡、基坑、隧道、地基等工程中應(yīng)用的主要成果和經(jīng)驗(yàn)，其內(nèi)容涉及工程勘察、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、質(zhì)檢等方面技術(shù)工作。

本書可供相關(guān)工程技術(shù)人員參考。

復(fù)合土釘支護(hù)是一種公認(rèn)先進(jìn)的巖土工程加固、支護(hù)工法，具有濃厚的中國特色，在不良地質(zhì)條件下，大有取代單一土釘支護(hù)的趨勢。本書總結(jié)歸納了近十余年來復(fù)合土釘支護(hù)在我國邊坡、基坑、隧道、地基等工程中應(yīng)用的主要成果和經(jīng)驗(yàn)，其內(nèi)容涉及工程勘察、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、質(zhì)檢等方面技術(shù)工作，可供相關(guān)工程技術(shù)人員參考。