樁錨土釘複合支護體系施工時變力學（簡體書）

基坑施工中土體流變作用、土壓力時變特性、複合支護結構力學性狀及其時變過程設計是深基坑工程中極其重要的問題。樁錨土釘複合支護結構一直得到廣泛應用和研究。《21世紀技術與工程著作系列．土木工程：樁錨土釘複合支護體系施工時變力學》共九章。書中系統研究樁錨土釘複合支護結構體系在施工過程中的力學特點，從理論上介紹樁錨複合支護結構施工過程的施工、時變特點和基本分析方法；根據實際工程應用中樁錨土釘複合支護結構的典型類型，闡述其協同工作機理、施工計算模型與分析方法，說明該支護結構在土壓力荷載作用下的變形效應特點、計算模型特點；最後簡要介紹樁錨土釘複合支護結構的設計理論與工程實踐。
《21世紀技術與工程著作系列．土木工程：樁錨土釘複合支護體系施工時變力學》可作為廣大土建工程、基坑工程設計人員和施工技術人員的參考用書，也可供高等院校土木工程專業及相關專業的師生參考。

《樁錨土釘復合支護體系施工時變力學》可作為廣大土建工程、基坑工程設計人員和施工技術人員的參考用書，也可供高等院校土木工程專業及相關專業的師生參考。

序
前言
1緒論
1.1引言
1.2基坑工程理論基礎
1.2.1基坑工程的特性
1.2.2基坑工程的研究內容和理論基礎
1.2.3基坑工程事故分析
1.3基坑工程支護結構
1.3.1基坑支護結構的應用發展
1.3.2基坑支護結構的體系和規模
1.4樁錨土釘複合支護基坑工程研究中存在的主要問題
1.4.1樁錨土釘複合支護體系的研究現狀
1.4.2樁錨土釘複合支護體系研究中存在的問題
1.4.3本書的主要研究內容
參考文獻

2施工時變力學理論
2.1引言
2.2時變力學理論基礎及基本問題
2.2.1時變力學理論基礎
2.2.2時變力學的基本問題
2.2.3時變力學的分類
2.3施工力學理論基礎
2.3.1施工力學與時變結構力學
2.3.2施工力學理論基礎
2.3.3施工力學的研究課題及其分析
2.3.4基坑工程施工力學的研究
2.4基於施工分析的時變力學研究特點
2.5小結
參考文獻

3樁錨土釘複合支護體系的協同工作機理
3.1引言
3.2樁錨土釘複合支護體系工作機理
3.2.1土釘支護結構的工作機理
3.2.2樁錨支護結構的工作機理
3.2.3樁錨土釘複合支護結構的工作機理
3.3小結
參考文獻

4岩土材料的時變特性
4.1引言
4.2非線性黏彈塑性原理
4.2.1一般模型
4.2.2黏彈塑性材料的屈服準則
4.3土體黏彈塑性流變
4.3.1土體的黏彈塑性性質
4.3.2土的線性流變
4.3.3土體非線性與黏彈塑性流變
4.4黏彈塑性土體基坑的有限元分析
4.4.1黏彈性土體流變問題
4.4.2黏彈塑性土體流變問題
4.4.3有限元程序流程
4.5鄭州地區土的時變特性研究
4.5.1鄭州地區土的分佈特點
4.5.2鄭州黃土的流變特性
4.5.3工程示例
4.6小結
參考文獻

5基坑工程的施工時變力學
5.1引言
5.2基坑開挖時變力學的基本方程
5.2.1增率型基本方程（以基坑開挖為例）
5.2.2增量型基本方程
5.2.3狀態形式的基本方程
5.3樁錨土釘複合支護基坑的施工時變特性分析
5.3.1樁錨土釘複合支護結構性狀分析
5.3.2樁錨土釘複合支護基坑的施工過程
5.3.3樁錨土釘複合支護基坑施工時變特性分析
5.4基於施工過程的樁錨土釘複合支護結構力學方程
5.4.1開挖、支護變化與土體黏性耦合引起的力學效應
5.4.2外荷載變化引起的力學效應及其時變性
5.5基坑施工時變過程中的穩定性問題
5.5.1降雨人滲對基坑邊坡穩定性的影響分析
5.5.2基坑過程中的穩定性分析
5.5.3基坑坑底穩定性的機會約束評估
5.6樁錨土釘複合支護一次開挖和分層開挖對比分析
5.6.1簡述
5.6.2模型建立
5.6.3模擬結果與分析
5.7小結
參考文獻

6樁錨土釘複合支護體系的時變土壓力
6.1引言
6.2基坑工程中土壓力時變性和有限性
6.2.1基坑工程中土壓力時變性研究現狀
6.2.2基坑工程中的有限土壓力
6.3樁錨土釘複合支護基坑工程中時變土壓力研究
6.3.1時變土壓力的形成
6.3.2時變土壓力反演
6.3.3試驗實證分析
6.3.4簡析
6.4樁錨土釘複合支護結構土壓力的分配演變規律
6.4.1樁錨結構的側壓力反演分析
6.4.2土釘牆的側壓力反演分析
6.4.3樁錨與土釘複合支護結構的側壓力分配機制
6.4.4工程實例計算分析
6.4.5簡析
6.5小結
參考文獻

7樁錨土釘複合支護體系施工過程力學響應特性
7.1引言
7.2樁錨複合土釘支護結構有限元模型的建立
7.2.1基本假定
7.2.2基坑概況
7.2.3有限元模型
7.3施工過程中的變形特性分析
7.3.1水平位移分析
7.3.2豎向位移分析
7.4施工過程中支護體系受力特性分析
7.4.1施工過程中土釘受力分析
7.4.2施工過程中錨杆受力分析
7.4.3樁體內力分析
7.5錨杆預應力水平的影響分析
7.5.1計算模型及參數
7.5.2水平位移分析
7.5.3地面沉降分析
7.5.4錨杆軸力（最大值）變化分析
7.5.5樁體彎矩的變化分析
7.6錨杆對土釘影響研究
7.6.1計算結果分析
7.6.2破裂面的影響分析
7.7基坑全過程土釘軸力時程方法研究
7.7.1樁錨土釘複合支護結構的時間效應
7.7.2土釘軸力時變規律反演
7.7.3基坑工程全過程土釘軸力時程方法
7.8小結
參考文獻

8樁錨土釘複合支護體系的設計實踐
8.1引言
8.2樁錨與土釘複合支護的設計選型
8.2.1樁錨與土釘豎向複合支護結構選型
8.2.2樁錨與土釘水平向複合支護結構選型
8.3樁錨複合土釘支護結構的破壞類型
8.3.1土釘支護結構的破壞形式
8.3.2樁錨支護結構的破壞形式
8.3.3樁錨土釘複合支護結構的破壞形式
8.4樁錨複合土釘支護結構的設計計算
8.4.1樁錨複合土釘支護中單支點樁錨支護結構的設計計算
8.4.2樁錨複合土釘支護結構中土釘支護結構的設計計算
8.4.3樁錨複合土釘支護結構的整體穩定性驗算
8.4.4支護區域內土體底部土層地基承載力驗算
8.5工程設計計算實例
8.5.1工程概況
8.5.2支護結構的方案設計
8.5.3基坑施工監測結果及分析
8.6基坑工程設計模式的發展探討
參考文獻

9複合支護結構研究展望

近百年的探索和近10年發展表明，雖然時變力學研究在各方面均遠未達到經典力學水平，但該學科分支目前已經取得了若干一般性規律和成果，主要包括：
（1）線彈性、物性、邊界（及其耦合）時變力學問題解可應用原經典力學方法對時變每個時刻進行常規分析再簡單集合即為時變力學時空解。
（2）非定常（黏性、熱彈性、滲流、固結等）及動力學（計人慣性項）時變問題，由于其控制方程中變量對時間導數項與幾何、物性、邊界時變項耦聯將給出與經典力學完全不一樣結果，這即為時變力學的“時效”。
（3）非線性（包括物理、幾何、邊界、耦合非線性等）時變問題，由于其系統剛度與應力一應變變化路徑有關，幾何、物性、邊界時變過程將會直接影響應力一應變路徑，從而導致不同力學狀態結果，這即為時變力學的“路效”。
（4）對于工程中時變力學（施工分析、工藝分析、時變機械分析等），若具有非定常、非線性、動力學因素，則必須研究與采用時變力學方法進行分析、設計，否則仍按常規經典力學方法和結果，將會導致幾成乃至數倍差異。工程部門應采取措施，加強研究，建立一套本部門反映時變力學成果的工程設計計算方法體系。
可以預見，時變力學作為新的力學學科分支的基礎研究將會在工程界產生廣泛而長遠影響。
3.時變力學求解方法
時變力學控制方程往往是變系數常（偏）微分方程（組）或時變邊值條件，這類方程比非時變方程復雜得多。對于最簡單一維連續體，其時變力學方程中也有多個變量，需要求解變系數數理方程，一般需應用特殊函數求解方法分析。時變力學可以用解析法、數值法和拓撲法等進行求解。
1）解析法
時變力學純解析解歸結為求解變系數（邊界）常（偏）微分方程（組），因此數學上有相當的難度，只有在應用數學上存在相應的解，才能給出數學解析解。Brown于1968年給出了連續填土作用下涵洞應力狀態解析解，類似的特殊問題解析解還有一些，但在數學上這類問題的解是十分個別與有限的。
2）數值法
由于時變方程的解析求解極其困難，目前常常采用數值方法進行求解。時變力學數值求解方法與經典的非時變力學數值求解的基本原理基本一致，對于非線性問題，每一計算時步形成的剛度矩陣除了考慮載荷增量引起的力學狀態變化外，同時還要考慮因物性、邊界、幾何隨時間變異而引起力學狀態的變化，但對于動力學及非定常問題，在時域離散積分時每一時步的運算矩陣因物性、邊界、幾何隨時間變異而引起其中各個分量的變化。
數值方法是求解各類時變力學問題的主要手段，包含兩階段工作：①時變力學問題離散化；②時變力學離散化方程數值求解。
時變力學問題離散化方法有有限元法、時變元法、拓撲變化法。研究表明，有限元法簡單、通用，但會出現矩陣奇異；時變元法克服了這一缺點，但使用對象有限；拓撲變化法計算量小，但時變次數不能太多。