复合土钉支护变形灰色预估研究及数值分析

【摘要】土钉支护技术在基坑工程中被广泛应用并取得了良好的社会效益,但因其在使用上有一定的局限性,在面对一些特殊的工程时,它很难完全满足要求,因此复合土钉支护技术便应运而生了。复合土钉支护技术是在纯土钉支护技术的基础上经过各种改进形成的一种土钉支护技术,改进方法主要是在土钉支护结构的基础上通过增加辅助结构物和构筑物来提高原有纯土钉支护结构的抵抗力、抵抗力矩和稳定性等,增强支护效应。经过大量的理论研究及工程实践,证明复合土钉支护技术相对于纯土钉支护技术而言将具有更好的可行性和适用性。尽管复合土钉支护技术较纯土钉支护技术而言,有更多样的支护形式和更理想的支护效果,但目前对其工作原理、设计理论、结构稳定性分析以及结构变形趋势等方面的分析研究却较少,研究理论不成熟,普遍存在着工程实践超前于理论研究的现象,因此加强对复合土钉支护技术的理论研究,将理论分析与工程实际相结合,得出更完善的设计理论,将对推广该技术的应用具有积极的意义。本文在工程实践和广泛查阅国内外相关研究成果的基础上,以预应力锚杆复合土钉支护案例为工程背景,采用理论研究、现场试验和数学计算及数值分析相结合的方法,研究复合土钉支护的变形规律,主要工作如下：(1)对复合土钉支护技术的作用机理及变形规律进行研究,分析了结构变形的内在原因以及结构变形规律发展的客观性和必然性。(2)选取预应力锚杆复合土钉支护形式作为分析案例,采用灰色预测理论对结构变形规律进行预测分析,在经典计算模型的基础上对相关模型进行了修正改进,提高了模型的分析效果；通过对比各模型的计算结果,分析了相关模型在复合土钉支护结构变形拟合预测中的实用性；编写相关的Matlab计算函数程序,提高了计算效率。(3)对预应力锚杆复合土钉支护结构建立了有限元分析模型,分析了结构体的变形情况以及位移随时间变化的规律,将灰色拟合预测结果和有限元模拟结果进行对比,分析模型的合理性。(4)通过工程案例对相关计算模型进行了验证和对比,为复合土钉支护技术的变形规律及趋势预测提供了理论和实践依据。
【作者】蒋中海；
【导师】陈果元；
【作者基本信息】中南林业科技大学，结构工程，2014，硕士
【关键词】复合土钉支护；作用机理；变形规律；灰色理论；Matlab；有限元分析；

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