摘要：锚杆复合土钉墙支护以机动灵活、支护能力强、工期短、造价低等特点被广泛运用,但是对此支护形式的机制研究,一直落后于工程实践。基于PFC3D离散元数值模拟并结合室内模型试验,从细观层面探究砂土颗粒的位移场、运动轨迹、锚杆抗拔力、土体孔隙率以及剪应力的变化规律,结果表明:在锚杆拉拔过程中,锚板直径越大,其竖向影响范围越大,并呈现出具有收敛性的喇叭口状位移场;锚杆和土钉之间的砂土颗粒以旋转移动和平行滑移为主,可划分为3个区域,但每一区域内颗粒的主要运动形式又不尽相同;在砂土中,当钉锚间距为两倍锚板直径时,锚杆复合土钉协同支护达到最佳效果;同时,在此过程中土体会出现明显的剪胀与剪缩现象,孔隙率变化呈正弦式波动曲线,并且在钉锚协同支护中,最小的孔隙率发生在土钉周围区域;颗粒间的挤压作用和颗粒运动受到土钉阻挡,共同加强了锚杆复合土钉之间的协同作用。该研究成果可为完善锚杆复合土钉支护设计理论提供参考。

关键词：土力学 锚杆复合土钉 协同作用机制 锚杆拉拔试验 细观分析 

单位：同济大学地下建筑与工程系; 上海200092; 济南大学土木建筑学院; 山东济南250022; 山东省城市地下工程支护及风险监控工程技术研究中心; 山东济南250022; 中建八局第一建设有限公司; 山东济南250022