复合土钉支护技术是在土钉支护结构中复合了其它土体加固技术的岩土综合支护技术，是近几年来城市地区深基坑支护实践中发展起来的一种具有中国特色的土钉支护技术，可以针对不同的场地条件和地质条件，采取因地制宜、灵活多变的组合支护结构，克服了传统土钉支护技术的固有缺陷，具有广阔的应用前景。　　 复合土钉支护技术在基坑上的运用目前最热门的课题是对基坑稳定性的研究，基坑内部稳定性的精确性取决于基坑土层的物理力学参数及最危险滑动面的准确性，目前对于设计中所用土层的物理力学参数多为试验或靠经验直接获取，而在实际情况中，试验所得的物理力学参数多有误差，FLAC3D在参数的反演上已取得了一系列成果，三维分析岩土体的变形要比二维更加精确，故本论文通过FLAC3D参数反演来获得正确的土层物理力学参数；对于最危险滑动面的确定，一直以来，人们非常重视它的研究，目前已提出了大量关于搜索土坡最危险滑动面的方法，通常情况下是将最危险滑动面简化为圆弧形滑面，这种简化适用于均质土层的研究，但实际上，多数土坡并不是均质土层，其滑动面亦非圆弧形，因此，非圆弧滑动面的搜索的研究更显得非常重要；蚁群算法因其并行性、全局收敛性、鲁棒性、对目标函数无约束等特点而得到广泛应用，但在边坡上的运用屈指可数，本论文首次将蚁群算法应用于复合土钉支护中，利用蚁群算法搜索复合土钉支护结构的最危险滑动面。　　 本论文来源于作者参与的南京河西莲花村商品房工程桩基础、场地处理、基坑支护工程。结合基坑内部稳定性的研究热点，主要的研究内容如下：　　 (1)介绍了土钉支护技术和复合土钉支护技术的基本构造、工作原理、国内外研究现状，分析了土钉支护技术和复合土钉支护技术的优缺点、适用范围以及目前存在的问题。总结了复合土钉支护结构的破坏类型，阐述了复合土钉支护技术内部稳定性和外部稳定性的计算方案，基于前人的研究成果对条分法的土条条间力函数做了假定，并利用假定推导了复合土钉支护结构的内部稳定性系数，该求法适合于任意滑面。　　 (2)现场考察了南京河西莲花村商品房基坑工程的工程概况、工程地质条件、水文地质条件、环境及气象条件，了解该基坑的设计方案、施工方案和监测方案，亲自参加了该基坑的施工及监测。讨论常用FLAC3D内置本构模型类型并分析各本构模型的适用范围。着重介绍了摩尔-库伦模型，对基坑的边界条件设置进行了分析，建立合理的FLAC3D三维模型。　　 (3)考虑基坑工程的时空效应及时变应力，通过FLAC3D对该基坑的二分之一进行参数反演并对基坑的分步开挖进行动态模拟，参数范围先由实验确定，再对参数进行正交设计，通过编制fish语言自动进行基坑开挖、地下水变化、喷浆及土钉的施工，得到在基坑开挖过程中土钉应力、基坑沉降、水平位移、基坑塑性区分布、水泥搅拌桩弯矩、土体应力应变的变化规律，并与实际测量结果相对应，选出正确的参数。　　 (4)介绍蚁群算法的原理并通过统计方案寻求适合于本基坑的蚁群算法各参数最优组合，使计算结果更加精确。利用反演的参数和编制VC++程序对基坑的最危险滑动面进行自动搜索，实现非圆弧滑动面的自动搜索，基于蚁群算法分析了影响基坑稳定性及最大滑动面的各种因素。　　 通过以上内容的研究，取得了以下成果：　　 (1)成功的实现了土层物理力学参数的正交设计，试验次数由416减少到64次，通过FLAC3D准确的反演出了该基坑各土层的物理力学参数，通过模拟和实测对比发现，无论从基坑的沉降、水平位移或是土钉应力来看，模拟值与实测值都非常接近，其中基坑的沉降模拟值与实测值相差最大为4.7％，大多数控制在2％以内；基坑的水平位移模拟值与实测值相差最大为8.7％，大多数控制在5％以内，土钉应力模拟值与实测值相差最大为6.7％，大多数控制在5％以内。通过现场实测数据和FLAC3D模拟数据可以得出本基坑发生的最大沉降位置、最大水平位移位置、土钉最大应力位置均在DE和EF交角处，说明该部位为最危险地段，应加强支护。　　 (2)结合前人的研究成果，本论文使用一种新条间力函数，该函数由两个不同的正弦函数幂函数形式组成，其中峰值点位置在坐标归一化后的0.7。同理找出了在本基坑所用中蚁群算法参数的最优组合，各参数为：Q取10，信息素痕迹强度取5，能见度在蚂蚁选择路径的相对重要程度指数取2，信息素的持久性取0.6。　　 (3)以Ⅰ-Ⅰ剖面为例，通过蚁群算法成功搜索出了该基坑的最危险滑动面，稳定性系数为1.315，本论文的算法与Janbu法求得结果相差2.7％，与简化Bishop法相差3.8％，证明本论文搜索最危险滑面的方法是行之有效的，与其他方法相比甚至更加精确。　　 (4)基于蚁群算法分析了支护结构参数对基坑稳定性及最危险滑动面的影响：土钉采用中排长，首尾短的设置是合理的；在土钉的间距及倾角不变的情况下，土钉长度越长，最危险滑动面离坑壁的位置及稳定性系数越大；当土钉长度在有效范围内，基坑的稳定性系数及最危险滑动面离坑壁的距离随土钉的间距增加而减小；土钉的最佳倾角为15°左右，倾角过大或过小，稳定性系数及滑动面离坑壁的距离均减小；水泥搅拌桩的宽度增大，基坑的稳定性系数也增大，最危险滑动面则逐渐远离坑壁，滑出点的位置由基坑坡脚逐渐向坑底中部转移。　　 本论文的创新点：　　 (1)在基坑复合土钉支护FLAC3D参数反演中对参数进行正交设计，很大程度上减轻了调参工作，通过模拟和实测分析得到分布开挖下水泥搅拌桩复合土钉的各种变形规律。　　 (2)将一种新的条间力函数运用到水泥搅拌桩复合土钉支护结构的内部稳定性分析中去；首次尝试将新的仿生算法蚁群算法应用到基坑复合土钉支护结构中，基于蚁群算法成功搜索到最危险滑动面的位置。