公路路堤、路肩挡土墙设计过程中，因为墙顶宽度大，所以填土线会覆盖一部分路堤墙墙顶，一般留会留有做护栏，如下图示意：       A为GEO5墙后坡面线起点，B为此类型挡土墙实际填土线。因为GEO5挡土墙模块将A设置为原点（0,0），且x值不能为负数，所以此类模型在GEO5重力式挡土墙模块中不能完全建入。下面我们将讨论一下，是否有必要按考虑挡土墙正上方的填土BAC区域，以及GEO5软件这样处理的合理性。    对于土压力的计算，都是从墙背开始考虑的，填土BAC实际上是增加了挡土墙自重，对结构计算有利。而在理正软件中，虽然在[坡线土柱]一栏可以设置从B处开始的坡形，但是真是计算并没有考虑BAC的影响。也就是如下两个模型计算的完全相同。    为了确保计算过程尺寸取整数，我们假设填土坡面倾角45°，理正计算结果如下：      也可以采用等效土柱高度进行计算     等效土柱高度的选取是还是?从理正的图示上（下图）看，好像是按照考虑更合理，但是计算结果差异显著，此处两种计算结果都展示出来。 等效土柱高度的选取是 等效土柱高度的选取是   结论：特殊的墙顶存在部分填土的挡土墙的墙后土压力计算，不论该填土建模时软件考虑与否，最终计算都没有进行考虑（参考理正计算结果）。所以，GEO5墙后坡面起点设置在墙背最高点处（A处）是有道理的。遇到类似工程，可以直接忽略挡土墙正上方的填土（BAC区域），具体设置如：  查看全部

本帖结合理正结果，对GEO5挡墙模块的土压力原理进行说明。对比包括无粘性土和粘性土两种情况，无粘性土给出两者的详细计算过程，粘性土介绍了GEO5的计算方法及与理正对比结果。一、无粘性土：（1）理正：理正挡墙的虚拟墙背是从墙踵底，连到挡墙顶部。所以计算的土重是虚拟墙背以内的区域，土压力是以红线为墙背进行计算。所以，改变墙踵高度，只会影响土重，不会影响土压力大小。Ea = 1/2γh^2Ka = 1/2*19*5.6^2*0.501= 149.26(误差来自于主动土压力计算时的取值)（2）GEO5：GEO5的虚拟墙背是从墙踵顶到挡墙顶，上面按虚拟墙背计算土压力，下面基础按实际墙背计算土压力，然后土压力求解矢量和。GEO5墙踵上的土重，就是按实际的土重进行计算：1/2*2*5*19=95.因为假想墙背不同，墙背与竖直线的夹角不同，主动土压力系数也有细微差别，水平向分力是比较接近的。当底板较薄时（如0.1m），两者的土压力是几乎一样的，当基础底板较厚时，理正的虚拟墙背假设就不再适用。0-5m：按虚拟墙背计算土压力，Ka = 0.526, 5m处土压力Pa5m = 19*5*0.526=49.97 （误差来自于主动土压力系数保留位数，软件后台不是按三位计算的）5-5.6m：按基础实际墙背计算，这时墙背与填土间的摩擦角按实际的取，不再按内摩擦角进行取值。Ka=1/3，5m处主动土压力 Pa5m下 = 19*5*1/3=31.67（主动土压力取实际1/3，故和软件计算书结果没有误差）。二、粘性土：（1）理正：理正帮助文档中讲计算出破裂角后利用力的多边形求解，不再赘述。（2）GEO5：GEO5利用公式进行计算，现在拿5m处的土压力进行说明。Kac = Kahc = 0.577Ka = 1/3Pa5m下 = 19*5*1/3 – 2*10*0.577 = 20.96理正结果是99.443，GEO5基础厚度为0.5时的结果为94.03，GEO5基础厚度调整为0.1时的土压力为101.45。结果误差主要还是虚拟墙背的假设不同（无粘性土章节已详细论证）。 查看全部

项目名称：抗滑桩+加筋土联合支护填方边坡案例使用软件：GEO5土质边坡稳定性分析、Optum G2项目背景：某地新建道路，路堤填方高度接近20m，回填采用筋带和压实填土，筋带长约12m~15m，筋带抗拉强度为45kN/m。场地原有地层岩性较简单，地表为素填土，下伏全风化砂岩。加筋土挡墙临空一侧采用预制砌块砌筑，底部基础至于全风化砂岩层中。由于是高填方路堤，为提高边坡整体的安全余度，在填方边坡坡脚区域设置一排抗滑桩，抗滑桩截面尺寸为1.5m*1.2m，桩长14m，桩顶高出砌块基底约7m，桩间距3.5m。本次分析重点研究抗滑桩+加筋土联合支护填方边坡的整体稳定性以及可能的破坏模式，并对结构局部的应力集中区域进行研究，用于指导设计和施工。软件优势：GEO5土坡模块支持多种支护结构的联合支护解决方案，对于抗滑桩+加筋土，抗滑桩+锚杆（索）等结构都能实现快速建模和分析。利用G2分析复杂岩土工程问题的优势，可以快速判断边坡的破坏模式，应力集中区及薄弱环节，为岩土设计提供参考。图1：天然工况加筋回填土边坡稳定性分析图2：天然工况抗滑桩+加筋回填土边坡稳定性分析图3：地震工况加筋回填土边坡稳定性分析图4：地震工况抗滑桩+加筋回填土边坡稳定性分析图5：加筋土边坡的破坏模式分析图6：抗滑桩+加筋土联合支护边坡的破坏模式分析 查看全部

技术贴：GEO5暴雨工况和地震工况等设计 介绍了边坡暴雨工况分析的两种经验方法——折减岩土参数和提升地下水位。视频：GEO5降雨入渗边坡稳定性分析 利用GEO5岩土工程有限元模块和GEO5土质边坡稳定性分析模块进行降雨入渗边坡稳定性分析，降雨入渗深度随时间变化的情况。本文先以数值分析为例，对GEO5操作过程进行说明；然后介绍一下实际设计中常用的分析方法。方法一：数值分析法1.  打开GEO5岩土工程有限元模块，在【多段线】中导入边坡模型，在【分析设置】中将“分析类型”选择为“非稳定流”，并勾选允许采用稳定流分析为第一工况阶段输入地下水。2.定义岩土材料参数，并为相应区域指定材料。然后进行网格生成。3.在工况1中，定义初始渗流边界条件，分析边坡的初始渗流场。边坡左右边界可以指定为孔隙水压力边界，输入水位高程（可以在左侧标尺中查看高程），上下边界选择不透水边界，来分析边坡初始渗流场。4.在工况2中，为边坡指定降雨入渗相关的边界条件，可以用流入边界和孔隙水压力边界来表示边坡边界条件。孔隙水压力边界条件，需要输入孔隙水压力值，流入边界需要输入流速。这两个值是整个渗流分析中比较重要的值，其取值对结果影响比较大。降雨入渗是比较复杂的过程，刚下雨时，边坡是干的，降雨完全入渗；随着降雨继续，可能会在地表形成径流；降雨也是时大时下， 降雨时间较短的话，在边坡表面形成非稳定流；降雨时间较长的话，降雨会达到原有浸润面位置，形成新的浸润面。偏保守考虑的话，可以认为降雨完全进入边坡，用当地24h降雨量当做流速，也可以用24h降雨量换算成孔压输入，这都是偏保守考虑的。实际工程中也有经验计算方法，会在后面进行描述。5.定义渗流边界条件之后，在【分析】选项下，输入改工况阶段时间（当前工况的降雨时长，以天为单位），进行分析。也可以新增工况，分析不同时间的降雨入渗情况。6．打开计算书，将栅格山的点数据（栅格点的坐标，孔隙水压力）复制出来，筛选出降雨入渗的数据点（原有地下水孔压较大，根据坐标和孔压比较容易筛选）。处理数据之后，以孔压作为Z坐标，将点导入【三维地质建模】模块进行插值，绘制等高线，将等高线导出，这个等高线就是降雨入渗的孔压线。插值出来的等值线，最下有可能不太规则，可以手动修改一下，并且将Z轴归零待用（详细步骤参考视频讲解）。将处理后的等高线，导入一个新的边坡模块。导出等高线未处理等值线处理后等值线导入等值线到新的边坡模块6.将有限元模块的边坡模型，用【编辑】菜单下的复制数据功能，将模型复制到边坡模块。然后，在【地下水】的地下水类型中，选择孔隙水压力，并将之前导入新边坡模块的等值线，复制、粘贴过来，并为每条等值线输入孔压。从三维地质建模模块导出的等高线的Z坐标就是孔压，可以进行查看（详细步骤参考视频教程）。这样，软件会对孔压等值线的孔压进行插值，相当于把渗流场考虑进来。7.分析利用毕肖普法、瑞典条分法、不平衡推力法等对降雨入渗边坡进行整体稳定性分析。方法2：经验法有限元分析会得到一个比较不错的效果图，比较方便进行论文编写或者项目汇报。实际项目中，工程师也有一些经验算法。对于地勘报告中有暴雨工况的岩土材料参数的，直接用暴雨工况的岩土材料参数进行计算即可。这种方法考虑岩土材料饱和状态的强度折减，比较适合粘性土，也是一种常用的计算方法。此外，还有等效考虑降雨深度的方法。这种方法又可以分为两种，一种是降雨工况比较长，降雨达到原有水位，这种可以提升浸润面；另一种是降雨比较短，只考虑入渗边坡表面一定距离的情况，这种可以用孔压进行计算。降雨的入渗量有一个经验公式，即当地24h降雨量 X 降雨时间 X 0.1~0.3的入渗系数（渗透性强，边坡缓取大值），将降雨量换算成水位高度，根据这个可以提升浸润面，或者在边坡表面输入孔压。降雨量24h达到250mm就算特大暴雨了，再乘以入渗系数，没有多少水。主要是要防止边坡上，山上的水从边坡流过，这里需要设截水沟和排水沟，将山上的水排走。边坡、挡墙的排水措施施工到位，有时候比计算准确更有意义。  查看全部

使用软件：GEO5混凝土砌块挡土墙项目简介河道护坡项目，采用的箱式混凝土矩形砌块尺寸：1m×1m，组合挡土墙高度有3.1m、3.2m、5m、6.5m、10m、15m。挡墙高度从第一个砌块前端点算起，高度不足由混凝土压顶补齐。3.2m箱式混凝土砌块挡土墙施工图如下，由3层箱式砌块堆砌组成。其他高度的混凝土砌块挡土墙图纸仅给出大体示意，可推断出5m高挡墙应有5层箱式砌块堆砌而成，依据图纸砌块与砌块之间无错位，墙身整体后倾1：0.25倾斜。采用毛石混凝土做基础。基础墙前有少许干砌石反压。箱式生态框并非密闭砌块，中间孔洞需要回填种植土，砌块的整体自重考虑混凝土+回填土体加权，可估算。 3.2m箱形挡土墙设计图 5m挡土墙示意图（5层)  现场照片混凝土砌块挡土墙验算要求1）毛石底部倾覆滑移验算，毛石基底承载力验算及偏心距验算（模型1）2）结构整体外部稳定性验算（模型1）3）砌块间的倾覆滑移验算及偏心距（模型2）混凝土砌块挡土墙验算结果计算模型1中混凝土砌块采用边长的1m菱形进行模拟，挡墙总体不倾斜。此时砌块高度为0.97m进行建模，砌块累计总高不足5m，用压顶补足。除砌块与砌块的缝隙倾角与实际情况有差别外，其余情况都是完全等效，所以此模型可以用进行「倾覆滑移验算」、「承载力验算」、「外部稳定性验算」等菜单验算，此模型建模考虑毛石混凝土底板，在「承载力验算」计算毛石混凝土底板的pkmax，pkmin及偏心距。GEO5混凝土砌块挡土墙计算模型1基底倾覆滑移验算 承载力验算 整体稳定性验算计算模型2，不建入毛石混凝土基底，采用边长为1的矩形砌块，墙身整体倾斜14.04°，使得挡土墙倾斜满足1:0.25，此模型砌块与砌块的缝隙倾角与实际情况完全一致，可使用「截面强度验算」菜单验算各块体间的倾覆滑移及偏心距： GEO5混凝土砌块挡土墙计算模型2 最不利砌块间的倾覆滑移验算结果 查看全部

GEO5土质边坡稳定性分析模块的【锚杆】菜单，如下：1. 锚杆作用机理   在【分析】菜单下，有“假定锚杆无限长”可供勾选，如果勾选假定锚杆无限长，那么锚固力全部发挥作用，且能计算出锚头到滑面的距离，将此距离作为锚杆的自由段，将得到锚杆的最短自由段长度。    不勾选假定锚杆无限长，那么锚杆计算长度即为锚杆菜单下设置的长度，如果滑动面没穿过锚杆，那么锚杆不起作用，提供的作用力为0（如下图1处）。如果滑动面穿过自由段，那么锚杆提供的作用力是考虑完整锚固力（如下图2处）。如果滑动面穿过锚固段，那么锚固力根据位于滑面后的锚固段长度进行线性折减，即滑面刚好位于锚固段起点时考虑完整锚固力，滑面刚好位于锚固段终点时锚固力为零。 2. 锚固力如何输入，锚杆如何验算？    目前GEO5 2020版本，锚杆菜单下的锚固力按设计锚固力填入，可以按照锚杆的极限承载力/允许安全系数输入，按照锚杆作用机理，稳定性分析时，锚杆能提供的作用力是不会大于输入的锚固力的，也就是不会大于极限承载力/允许安全系数这一数值，锚杆是默认不会发生破坏的。    对于预应力锚索，初始预应力值也称为锁定值，锁定值肯定是小于极限承载力的，否则锚索在施加预应力的时候就会发生破坏，且土坡的极限平衡分析是不计算构件位移的，对于稳定性分析的贡献，锚杆的作用就是提供一个作用力，所以预应力可以视为锚索设计值，所以输入预应力数值作为锚固力是满足强度要求的。   目前土坡模快，锚固力无论是输入预应力还是极限承载力，锚杆（索）都是满足要求的。现已在完善锚杆验算功能，后期锚杆界面锚杆承载力/安全系数的数值会自动给出。3. 设计思路    关于土质边坡稳定性分析模块中的锚杆（索）设计方法我们之前有做过相关的技术贴进行介绍，主要思 路是将锚杆分为两大类，锚固力改变与锚固力不变的。    对于土质边坡，如果滑动面位置已经确定或锚固段区位于稳定地层中（例如基岩中），那么在进行锚杆或锚索加固设计时，锚固力便可以认为是不变的。在这里，锚杆自由段长度一定要穿过潜在滑动面。锚杆或锚索对条块分析的全部力即为锚固力。     思路一：初步预设一个锚固力填入，计算得到合理的边坡稳定性安全系数，不合理可以修改「锚杆」设计参数，在一定范围内，可以通过增加锚杆或锚索的锚固力来提高边坡安全系数。如果还不满足设计要求，可以适当增加锚杆（索）的排数。最后可以根据设计锚固力大小，依据建筑边坡工程技术规范（GB50330-2013）反算出相应的锚固段长度。   详细参考：GEO5土质边坡锚杆（索）设计方法（上）   思路二：先确定设计方案，确定锚杆设计参数后，计算出锚杆的极限承载力，然后除以允许安全系数后输入为锚固力，然后验算方案是否可行，不满足稳定性要求后再调整锚杆设计方案，重新计算锚固力。    对于潜在滑面位置和锚固区不能确定的土质边坡，锚杆可提供的锚固力是随着滑面位置变化而变化的。此时，预估一个锚固力，然后假定锚杆无限长，如果分析结果不满足稳定性要求，需要回到「锚杆」设置界面中对设计参数进行修改。在一定范围内，可以通过增加锚杆或锚索的锚固力来提高边坡安全系数。如果还不满足设计要求，可以适当增加锚杆（索）的排数。分析完成以后，点击“详细结果”按钮，查看软件计算得到的所有锚杆最小自由段长度。最后可以根据设计锚固力大小，依据建筑边坡工程技术规范（GB50330-2013）反算出相应的锚固段长度。最终可以依据此处计算结果，设计支护方案，在软件中重新建模分析。   详细参考： GEO5土质边坡锚杆（索）设计方法（中）4. 锚杆实际提供的作用力   在计算书中，在对应的设计工况下，可以看到构件的实际提供的作用力大小，下标anch指的锚杆，下标reinf是筋材，下标nail指的是土钉。   查看全部

         在OptumG2软件中，涉及到水力分析时有三类水分特征曲线模型：        （1）线性        （2）双曲正切        （3）Van Genuchten         很多初步学习软件的工程师可能不太了解其含义和区别，在这里推荐大家拜读《非饱和土力学》卢宁，William J.L著一书的第12章详细了解其概念和意义。如果想要了解如何进行试验，当然相关的论文是非常多的，这里推荐《非饱和土力学》陈仲颐译。通过阅读能够了解水分特征曲线的含义和获得方法。        OptumG2中给出的三类模型，代表这由单参数线性到多参数曲线的三类模型。此前两种均为单一参数控制斜率的曲线，Van Genuchten为应用非常广泛的双参数模型。在软件的材料手册的第14页，我们能够比较直观地通过曲线进行了解。          上面为线性和双曲正切模型的曲线，可以看见h*是控制斜率的参数，通过这个参数控制曲线拟合试验数据。同样的对于Van Genuchten模型也是相同的道理，只不过是通过两个参数控制相应的模型参数进行拟合。         如果想要了解更多的水分特征曲线模型及他们的对比关系，可以参考《土壤水分特征曲线模型模拟性能评价》王愿斌。通过该文章中的一个表1大家能够获得一个更全面的了解。        相信通过上面的书籍和文献，除此接触此概念的工程师能够对水分特征曲线模型及参数有一个了解，能够从陌生转向熟悉，对OPtumG2软件的使用产生促进作用。 查看全部

       GEO5 2020版年中更新中，新增加了基于欧标EN 50341-1-2012的扩展基础上拔稳定性计算方法，加上原有的标准剪切法、标准土重法以及基于中国规范（DL/T 5219-2014）的土重法，目前工程师们可以采用4种不同的方法计算基础上拔承载力，原有3种方法的计算理论可以参考解读GEO5扩展基础模块计算基础上拔承载力的几种方法，本文主要介绍最新添加的基于欧标的计算原理。       根据EN50341-1-2012附录M.2的规定，抗拔力的计算采用剪切法，总的抗拔力分为两部分，一部分是基础自重及基础上覆土体自重，另一部分是侧摩阻力，公式可以表达为：其中：Rt —— 基础总抗拔承载力           Rs—— 基础范围内侧摩阻力           Rb—— 上覆土体范围内侧摩阻力           Gf——  基础自重           Gb—— 上覆土体自重       计算简图如下：       该方法最关键的是需要分别计算基础范围内和上覆土体范围内的侧摩阻力，其中，基础范围内的侧摩阻力计算公式如下：其中：p —— 基础周长           t —— 基础厚度           d —— 基础埋深           γ —— 土体重度           c —— 土体黏聚力           φ —— 土体内摩擦角           Kr—— 土体静止土压力       上覆土体范围内的侧摩阻力计算公式如下：其中：Ka—— 土体主动土压力       通过以上公式可以看出，和标准剪切法相比，基于欧洲规范的剪切法，一方面将上拔作用引起的侧摩阻力分为了两部分计算，另外一方面在计算上覆土体引起的侧摩阻力时，标准剪切法采用的是土体静止土压力，而欧标剪切法采用的是主动土压力。所以一般情况下，当地层情况标准剪切法要比欧洲规范EN 50341计算得到的抗拔承载力大。        查看全部