季节性冻土区边坡支护结构往往受冻融循环作用而发生破坏,对边坡支护结构造成很大的安全隐患。结合兰州地区某实际工程,应用大型非线性有限元软件ADINA中的热-流体-固体耦合分析模块建立了季节性冻土区土钉边坡支护结构的有限元模型,开发了土体在冻胀、融沉时的本构模型,并用实测结果考证了程序的有效性。然后采用二次开发的软件分析土钉边坡支护结构在冻融循环作用下的反应特性及规律。分析结果表明:在冻融循环作用下,每层土钉钉头附近轴力值增加最大,沿土钉轴向增加值逐渐减小;轴力相对增量沿坡高逐渐增大;水平位移、坡顶地面沉降量均因冻土融化使得含水率增加而突增。研究结论可为季节性冻土地区边坡支护的设计和施工提供参考。
北方地区每年开春时期基坑土钉支护事故比较多,这与季节冻土的影响有关。公路边坡永久土钉支护的应用越来越多,季节冻土地区需要重视土体冻融对公路土钉支护的影响。这方面的研究工作目前开展很少。本文结合国内外的土钉支护工程实例和国外研究成果,探讨季节冻土对土钉支护的影响机理,以期对土钉支护的设计与施工提供参考和借鉴。
基坑工程是临时性工程,在相关的规程里并没有明确要求采取防冻措施。但是北方地区每年开春时期基坑时有险情并有滑坡现象,其中季节性冻土有很大的影响。以北京某工程冬期及开春的土钉内力变化分析了季节性冻土对土钉支护的影响。
北京地区开春时期基坑土钉支护事故比较多,不少事故均与季节冻土的冻融有关。航遥大厦基坑土钉支护在天气转暖时也出现险情,结合航遥基坑的施工过程和坡顶水平位移观测记录,应用有限元方法对该基坑土钉支护的施工过程和受冻土融化的影响进行了分析。分析表明,施工中出现渗水的土钉支护受季节冻土冻融的影响非常明显。
以北京某重点工程基坑的土钉墙试验为基础,首次发现了季节性冻土作用将危及土钉墙支护的安全,对北方地区土钉墙受季节性冻土影响问题下的作用机理,以及影响因素及方式进行了初步的分析和探讨,可为土钉墙技术的深入设计、应用提供颇有价值的成果。
