桩锚土钉复合支护体系施工时变力学

　　前言随着超高层建筑、地铁的飞速发展以及地下空间的开发建设、利用，基坑工程越来越多，其规模和深度不断加大，基坑工程成了城市化进程建设中主要的岩土工程课题之一；基坑支护形式也在随着材料、基坑的发展不断创新，新的多种多样的复合、联合支护形式应用于基坑支护，而其设计、施工和运营遇到的问题也不少，其时变力学、施工力学行为成为岩土、基坑工程科技工作者的一个难题。作者借助于数值分析，针对基坑工程中常见的桩锚土钉复合支护体系，对基坑施工过程中随时间和工况变化的复合支护结构的施工力学行为进行了较为深入的研究。通过研究提出了郑州黄土的剪切流变特征模型参数、基于时变力学分析的桩锚土钉复合支护结构力学方程、时变土压力分配演变规律及其优化设计计算理论。基于环境保护即保证周围建筑物、构筑物、地下管线、地下水等的安全，考虑施工时变过程的复合支护结构优化设计，实现工程项目安全顺利实施，达到经济安全、环境保护、人居适宜的目标，这是基坑设计理论、科研工作者努力的方向。本书结合工程实例分析了复合支护结构施工过程力学响应和协同工作机制，并提出了相应的设计计算理论，为复合支护结构的设计、施工和管理提供了技术支持。？本书所述内容是历时多年联合攻关和集成创新的结果，先后依托一系列科研项目和具体基坑工程项目，并将研究成果在各实体工程中得到成功推广和应用。本书是在完成下面科研项目成果的基础上，为解决具体工程实际问题写成的。？（1） 河南省自然科学基金项目：桩锚支护结构施工力学及变形控制理论研究（0211063200）（豫科鉴字〔2004〕第092号）。该项目获2005年度河南省建设科技进步一等奖。？（2） 河南省自然科学基金项目：桩锚与土钉联合支护结构协同工作机理及其优化设计理论（0611010300）（豫科鉴字〔2008〕第335号）。？（3） 校企横向联合项目：桩锚土钉复合支护结构施工时变力学及工程应用研究（豫科鉴字〔2011〕第52号）。？本书由李峰、郭院成、马发现、郭国旗共同撰写。郭院成所指导的博士研究生和硕士研究生王立明、宋伟康、刘建伟等参加了本书的部分研究工作。？本书得到了郑州大学和有关合作单位的悉心指导与大力支持，得到华中科技大学的罗晓辉教授，郑州大学的王东炜教授、刘忠玉教授、宋建学教授、郑娟荣博士以及周同和教授级高级工程师的热情指导，在此一并感谢！？由于作者水平所限，书中难免存在不妥之处，敬请广大读者指正。？？作 者2012年6月

暂缺《桩锚土钉复合支护体系施工时变力学》作者简介

目录

序?
前言?
1 绪论??
1?1 引言??
1?2 基坑工程理论基础??
1?2?1 基坑工程的特性??
1?2?2 基坑工程的研究内容和理论基础??
1?2?3 基坑工程事故分析??
1?3 基坑工程支护结构??
1?3?1 基坑支护结构的应用发展??
1?3?2 基坑支护结构的体系和规模??
1?4 桩锚土钉复合支护基坑工程研究中存在的主要问题??
1?4?1 桩锚土钉复合支护体系的研究现状??
1?4?2 桩锚土钉复合支护体系研究中存在的问题??
1?4?3 本书的主要研究内容??
参考文献??
2 施工时变力学理论??
2?1 引言??
2?2 时变力学理论基础及基本问题??
2?2?1 时变力学理论基础??
2?2?2 时变力学的基本问题??
2?2?3 时变力学的分类??
2?3 施工力学理论基础??
2?3?1 施工力学与时变结构力学??
2?3?2 施工力学理论基础??
2?3?3 施工力学的研究课题及其分析??
2?3?4 基坑工程施工力学的研究??
2?4 基于施工分析的时变力学研究特点??
2?5 小结??
参考文献??
3 桩锚土钉复合支护体系的协同工作机理??
3?1 引言??
3?2 桩锚土钉复合支护体系工作机理??
3?2?1 土钉支护结构的工作机理??
3?2?2 桩锚支护结构的工作机理??
3?2?3 桩锚土钉复合支护结构的工作机理??
3?3 小结??
参考文献??
4 岩土材料的时变特性??
4?1 引言??
4?2 非线性黏弹塑性原理??
4?2?1 一般模型??
4?2?2 黏弹塑性材料的屈服准则??
4?3 土体黏弹塑性流变??
4?3?1 土体的黏弹塑性性质??
4?3?2 土的线性流变??
4?3?3 土体非线性与黏弹塑性流变??
4?4 黏弹塑性土体基坑的有限元分析??
4?4?1 黏弹性土体流变问题??
4?4?2 黏弹塑性土体流变问题??
4?4?3 有限元程序流程??
4?5 郑州地区土的时变特性研究??
4?5?1 郑州地区土的分布特点??
4?5?2 郑州黄土的流变特性??
4?5?3 工程示例??
4?6 小结??
参考文献??
5 基坑工程的施工时变力学??
5?1 引言??
5?2 基坑开挖时变力学的基本方程??
5?2?1 增率型基本方程（以基坑开挖为例）??
5?2?2 增量型基本方程??
5?2?3 状态形式的基本方程??
5?3 桩锚土钉复合支护基坑的施工时变特性分析??
5?3?1 桩锚土钉复合支护结构性状分析??
5?3?2 桩锚土钉复合支护基坑的施工过程??
5?3?3 桩锚土钉复合支护基坑施工时变特性分析??
5?4 基于施工过程的桩锚土钉复合支护结构力学方程??
5?4?1 开挖、支护变化与土体黏性耦合引起的力学效应??
5?4?2 外荷载变化引起的力学效应及其时变性??
5?5 基坑施工时变过程中的稳定性问题??
5?5?1 降雨入渗对基坑边坡稳定性的影响分析??
5?5?2 基坑过程中的稳定性分析??
5?5?3 基坑坑底稳定性的机会约束评估??
5?6 桩锚土钉复合支护一次开挖和分层开挖对比分析??
5?6?1 简述??
5?6?2 模型建立??
5?6?3 模拟结果与分析??
5?7 小结??
参考文献??
6 桩锚土钉复合支护体系的时变土压力??
6?1 引言??
6?2 基坑工程中土压力时变性和有限性??
6?2?1 基坑工程中土压力时变性研究现状??
6?2?2 基坑工程中的有限土压力??
6?3 桩锚土钉复合支护基坑工程中时变土压力研究??
6?3?1 时变土压力的形成??
6?3?2 时变土压力反演??
6?3?3 试验实证分析??
6?3?4 简析??
6?4 桩锚土钉复合支护结构土压力的分配演变规律??
6?4?1 桩锚结构的侧压力反演分析??
6?4?2 土钉墙的侧压力反演分析??
6?4?3 桩锚与土钉复合支护结构的侧压力分配机制??
6?4?4 工程实例计算分析??
6?4?5 简析??
6?5 小结??
参考文献??
7 桩锚土钉复合支护体系施工过程力学响应特性??
7?1 引言??
7?2 桩锚复合土钉支护结构有限元模型的建立??
7?2?1 基本假定??
7?2?2 基坑概况??
7?2?3 有限元模型??
7?3 施工过程中的变形特性分析??
7?3?1 水平位移分析??
7?3?2 竖向位移分析??
7?4 施工过程中支护体系受力特性分析??
7?4?1 施工过程中土钉受力分析??
7?4?2 施工过程中锚杆受力分析??
7?4?3 桩体内力分析??
7?5 锚杆预应力水平的影响分析??
7?5?1 计算模型及参数??
7?5?2 水平位移分析??
7?5?3 地面沉降分析??
7?5?4 锚杆轴力（最大值）变化分析??
7?5?5 桩体弯矩的变化分析??
7?6 锚杆对土钉影响研究??
7?6?1 计算结果分析??
7?6?2 破裂面的影响分析??
7?7 基坑全过程土钉轴力时程方法研究??
7?7?1 桩锚土钉复合支护结构的时间效应??
7?7?2 土钉轴力时变规律反演??
7?7?3 基坑工程全过程土钉轴力时程方法??
7?8 小结??
参考文献??
8 桩锚土钉复合支护体系的设计实践??
8?1 引言??
8?2 桩锚与土钉复合支护的设计选型??
8?2?1 桩锚与土钉竖向复合支护结构选型??
8?2?2 桩锚与土钉水平向复合支护结构选型??
8?3 桩锚复合土钉支护结构的破坏类型??
8?3?1 土钉支护结构的破坏形式??
8?3?2 桩锚支护结构的破坏形式??
8?3?3 桩锚土钉复合支护结构的破坏形式??
8?4 桩锚复合土钉支护结构的设计计算??
8?4?1 桩锚复合土钉支护中单支点桩锚支护结构的设计计算??
8?4?2 桩锚复合土钉支护结构中土钉支护结构的设计计算??
8?4?3 桩锚复合土钉支护结构的整体稳定性验算??
8?4?4 支护区域内土体底部土层地基承载力验算??
8?5 工程设计计算实例??
8?5?1 工程概况??
8?5?2 支护结构的方案设计??
8?5?3 基坑施工监测结果及分析??
8?6 基坑工程设计模式的发展探讨??
参考文献??
9 复合支护结构研究展望??