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复合土钉支护技术是近几年来在土钉支护基础上发展起来的用于基坑支护或提高边坡稳定性的新型支护方法,在我国高层建筑、地下人防、隧道、边坡加固等工程中得到广泛应用。目前,国内外对土钉支护结构的理论研究比较落后,试验研究不多,设计方法不够完善,限制了土钉支护新技术的发展。本文从土钉支护受力机理着手,运用有限元方法对复合土钉支护结构进行深入研究,并与实际工程监测结果对比,总结复合土钉支护结构内力、变形变化规律,提出优化复合土钉支护结构的设计方法,为工程实践提供经验参考。本文主要内容包括:首先讨论了土钉支护技术及其特点、发展概况和应用前景,对国内外土钉支护技术的发展概况及研究现状进行了综述,指出土钉支护研究中存在的问题,针对这些问题,提出本文研究的主要内容,简要介绍了复合土钉支护技术的研究与应用。其次,在前人研究的基础上从土钉抗拔荷载传递机理,摩擦加筋机理、准粘聚力理论及预应力锚索作用机理着手,对预应力锚索复合土钉支护结构的工作机理及工作性能进行了系统研究,接下来介绍了有限元数值分析研究思路及土体本构模型,详细讨论了土钉、锚索及面层的有限元模型。然后以某工程复合土钉墙支护结构为背景,建立了有限元计算模型,结合工程实测资料与计算结果进行了深入对比研究,揭示复合土钉支护结构开挖支护过程中的基坑内力及变形变化规律,充分证明了所建有限元模型是合理的。接下来在所建有限元模型的基础上,对影响支护效果的锚索、土钉、面层支护参数,进行系统的数值模拟分析,着重讨论了锚索锚固段长度、锚索设置位置、预应力大小、土钉间距、土钉倾角及面层对复合土钉支护结构工作性能的影响,探索钉土相互作用的机理和支护结构内力、变形的变化规律,为工程的设计提出了优化,供同类工程参考。最后对全文进行了总结,说明本文的主要研究成果,同时指出自己的不足和有待进一步研究的内容,并在总结全文的基础上对复合土钉支护技术研究提出了展望。