Optum G2是一款专注于解决岩土工程问题的数值分析软件，可靠性分析也是其自带的一个功能。G2的可靠性分析是基于参数的空间变异性和随机性，这里的参数不仅包括岩土材料参数，而且还可以考虑支护结构的强度不确定性。图1：在G2中分别定义土体材料和支护结构参数的随机分布        和传统的岩土工程可靠性分析相比，G2在分析中有两大显著特点：1、极限分析+随机有限元的分析方法        可靠性分析方法众多，包括一次二阶矩法，蒙特卡洛法，随机有限元法等，其中蒙特卡洛法既可以单独使用，又可以和随机有限元联合运用。使用随机有限元法的优势在于可以分析具体问题的可靠性，尤其对于不方便求解解析解的复杂模型。但受制于有限元方法本身的收敛性、计算效率等问题，随机有限元的应用并不广泛。        而Optum G2提供了一种有效的解决方案，即极限分析+随机有限元的分析方法，采用极限分析可以快速计算边坡或基坑的安全系数，以及地基的承载能力，模型收敛性强，不拘泥于本构模型的选择，使得可靠性分析更加方便。        具体来说，G2先根据相关参数的概率分布模型，使用蒙特卡洛方法产生若干个随机数，再通过Karhunen-Loeve(简称K-L)展开式，进行随机场的模拟，得到每一次模拟的参数的空间分布，最后利用极限分析的方法进行求解。图2：随机参数的生成        此外，根据软件的种子设置用户可以回溯任意一次的模拟结果。图3：随机分析参数设置2、判断最有可能的破坏模式        岩土工程可靠性分析的重点在于求得破坏概率和可靠度指标，以帮助判断工程是否可靠。除此之外，G2的可靠性分析还可以判断具体问题可能的破坏模式。具体来说，首先进行多次的蒙特卡洛模拟，然后软件计算每一次模拟的滑动体的体积，最后通过统计分析，并以此判断最可能的破坏模式。        如图4-图6展示的就是某地基的三种不同破坏模式对应的滑动体的体积，图7是1000次模拟的统计结果，可以看出滑动体体积在10m³/m左右出现的次数最多，说明图5的破坏模式是最可能发生的类型。图4：第12次模拟，滑动体体积2.1m³/m图5：第44次模拟，滑动体体积12.2m³/m图6：第107次模拟，滑动体体积25.2m³/m图7：1000次模拟滑动体（被动区）体积的统计结果 查看全部

 首先明确各方向如上图，GEO5软件计算在y方向每延米的配筋，【截面强度验算】中[计算宽度]指的就y方向。 一、软件计算理论1、抗弯验算根据《混凝土结构设计规范GB50010-2010》6.2.10，不考虑受拉区钢筋，按单筋矩形截面公式验算，最大M处的截面高度h可以在【详细结果】中查看。截面高度指挡墙厚度，是x方向的。此处： 上图配筋位置，断面截图如下 2、抗剪验算软件抗剪计算，会根据《混凝土结构设计规范GB50010-2010》6.3.3条进行计算， 根据规范6.3.3条，因为没有箍筋及弯起钢筋的配置，所以这里抗剪由混凝土提供，抗剪验算还是由混凝土提供抗剪力，如下： 其中h0=h-as-d/2。二、软件配筋提示的意义提示1：红色字体“提示不满足要求”软件提示不满足要求，那么配筋率、抗弯和抗剪必定有一项不满足要求。对于抗弯跟抗剪必定要不大于承载力设计值，对于配筋率软件可以由用户勾选是否进行计算。 提示2：蓝色字体“截面前侧受拉，软件不能验算这种情况下的截面强度”如上图，墙身面侧不受压，不需要计算配筋，这不是一个错误，此处不需要勾选计算。按构造配筋即可。在墙踵配筋有时也会出现“截面前侧受拉，软件不能验算这种情况下的截面强度”。原因是墙踵配筋默认钢筋位置在下部（如下图），如果基底反力过大，会导致底板上部受压，此时需要在上部配筋钢筋，下部不需要钢筋。此时的解决方法如上：1. 直接不勾选墙踵配筋2. 勾选墙踵配筋，不勾选配筋率验算3. 勾选墙踵配筋，勾选配筋率验算，配置足够的钢筋满足0.02%单侧配筋率的钢筋（此处不建议，因为对于板而言，是可以单侧配筋的，无需配筋的另一侧的配筋率可以为0）。  三、常见问题解决措施1. 如果挡土墙局部所受剪力较大，可以考虑加腋。GEO5里面增加钢筋对抗剪是无效的，因为GEO5内的钢筋是没考虑弯起的，是抗弯钢筋，不是抗剪的。2. M为0是受拉区，不需要进行设计配筋。人为强制去配筋，软件会提示“截面前侧受拉，软件不能验算这种情况下的截面强度”。3. 以上结论是对中国规范的解释，其他国家规范得参考具体的计算公式。 查看全部

       很多工程师在实际工程中会涉及到水泥搅拌桩对土体的加固，而加固之后的参数很难确定。本文在这里介绍一下《地基处理工程实例应用手册》一书中涉及的换算方法。但是实际工程中如何使用还需要工程师自行判断。下面简述步骤：（1）首先依据《地基处理工程实例应用手册》一书第12章表12-6，465页。能够依据此表通过掺入量和标号进行无侧限抗压强度的查询，超出表中者可按照本章介绍进行计算。（2）查询该书表12-11，468页。可以通过查表的方式确定内摩擦角的取值。（3）查询该书公式12-13。468页。可以进行粘聚力的计算。（4）进行面积置换率的计算。基础内容，此处不再给出计算方法出处。（5）土体参数的换算。依据面积置换率进行参数的计算。    当然，上述换算方法必然有一定的适用范围，工程师可以依据实际情况进行调整。 查看全部

项目名称：某顺层滑动路堑边坡治理方案设计使用软件：GEO5土质边坡稳定性分析、GEO5抗滑桩设计项目背景：该项目为某道路的路堑挖方边坡，边坡总体较缓，局部发育矮陡坎。坡体表部为坡残积粉质黏土，厚度1~4m，下伏基岩为二叠系梁山组、孤峰组灰岩、泥岩、砂岩，薄层至中厚层状，岩坡层面倾向与坡面倾向基本一致，属顺层边坡，倾角一般18°~20°。由于该地区遇到季节性暴雨，雨水下渗致使原岩层层面泥质胶结饱水软化，强度参数降低，最终在该段路基出现滑坡灾害。采用GEO5可以分析原始边坡稳定性，路堑开挖及暴雨作用后边坡现状稳定性，并对多种设计方案进行验算，为最终方案的选取提供计算依据。软件优势：GEO5不同工况可以实现不同的支护及开挖方案设计，便于方案对比。图1：场地原始边坡稳定性分析图2：开挖形成路堑，并考虑暴雨作用下边坡稳定性图3：方案一在开挖边坡二级平台设置矩阵式微型抗滑桩支挡图4：方案一微型桩受力分析图5：方案二在坡脚内侧设置一排矩形抗滑桩 查看全部

项目名称：某库岸边坡塌滑治理设计使用软件：GEO5土质边坡稳定性分析、GEO5抗滑桩设计、GEO5群桩设计、GEO5微型桩设计项目背景：该项目为某库岸路基边坡的应急治理，因滑坡作用，路面出现开裂和下沉现象。滑坡路段长约200m，上下高差约20m，坡体物质组成主要为粉质黏土及碎块石土，其中粉质黏土可塑至硬塑状，碎石土中密状为主，下伏基岩为泥岩和粉砂岩。经现场地质调查，滑坡周界清晰，整体呈圈椅状，滑动面位于土层中，未至岩土交界面。失稳原因与库岸河水长期冲刷坡脚及汛期降雨导致土体参数降低都有密切关系。采用GEO5可以分析原始边坡稳定性，水位骤降边坡稳定性，并对支护设计方案进行验算。软件优势：GEO5多个模块数据可以共享，对于复杂支护方式可以进行有针对性的验算。图1：场地原始边坡稳定性分析图2：护坡挡墙施工后边坡稳定性分析图3：挡墙+钢管桩支护方案验算图4：重力式挡墙分析验算图5：钢管群桩受力和变形分析图6：采用微型桩验算钢管桩的压屈稳定性和耦合截面承载力 查看全部

GEO5源文件：垃圾填埋场垃圾坝的稳定性计算分析.rar1.设计依据垃圾卫生填埋场在国内起步较晚，但近几年发展较快，目前垃圾坝设计主要依据《生活垃圾卫生填埋技术规范》及《生活垃圾卫生填埋场岩土工程技术规范》，同时参考现行水工行业结构设计等规范，如《碾压式土石坝设计规范》、《水工挡土墙设计规范》等。2.设计标准垃圾坝设计标准由于下游存在生产设备及生活管理区，垃圾坝失事将对生产设备和生活管理区带来严重损失，因此垃圾坝体建筑级别为I级。（安全系数取值来自于《生活垃圾卫生填埋技术规范》）3.垃圾土参数选取容重：该公式来自于《生活垃圾卫生填埋场岩土工程技术规范》，天然容重取13.9 kN/m3，饱和容重取15kN/m3。本工程坝前垃圾埋深约为12m，根据填埋工艺要求，垃圾土压实程度为中等，工程内摩擦角及粘聚力取较低值。垃圾土参数取值4.土工材料界面强度取值土工材料界面强度指标φ、c根据《生活垃圾卫生填埋场岩土工程技术规范》取值。稳定分析时，复合衬垫系统中土工材料强度指标取值宜符合下列要求：库区基底坡度大于10°区域采用残余强度指标，库区基底坡度小于10°区域采用其峰值强度指标。本填埋场土工材料界面为粗糙土工膜/GCL，故库区基底坡度大于10°区域取界面强度指标为：天然工况：内摩擦角φ取9°，黏聚力c取0kPa；饱和工况：内摩擦角φ取8°，黏聚力c取0kPa；库区基底坡度小于10°区域取界面强度指标为：天然工况：内摩擦角φ取22°，黏聚力c取0kPa；饱和工况：内摩擦角φ取21°，黏聚力c取0kPa。5.垃圾坝设计及验算垃圾坝尺寸图垃圾坝的主要作用在于维持垃圾堆体的稳定，因此垃圾土压力是垃圾坝最主要的荷载。目前一般采用传递系数法分析垃圾堆体边坡稳定性，如垃圾堆体满足自身稳定要求，则选取主动土压力作为垃圾坝计算外荷载；如垃圾堆体不满足自身稳定要求，则需比较剩余下滑力与主动土压力之间的大小，如剩余下滑力小于主动土压力，则选取主动土压力作为垃圾坝计算外荷载，反之则选取剩余下滑力作为垃圾坝计算外荷载。本案例采用主动土压力验算坝体的倾覆、滑移稳定性。GEO5对垃圾坝进行计算，分为三个工况，工况1为天然工况，工况2地震工况，工矿3为暴雨工况。6.垃圾堆体边坡稳定性计算本项目填埋场堆体的变形破坏主要是沿土工材料界面的滑动破坏，因此计算时按图示折线滑面计算垃圾堆体边坡的稳定性。GEO5边坡稳定性分三个工况进行验算，工况1为天然工况，设计安全系数取1.35；工况2为地震工况，设计安全系数取1.15；工况3为暴雨工况，设计安全系数取1.3。注：本案例源文件在附件中。 查看全部

    群桩效应指的是群桩基础受竖向荷载后，由于承台、桩、土的相互作用使其桩侧阻力、桩端阻力、沉降等性状发生变化而与单桩明显不同，承载力往往不等于各单桩承载力之和，称其为群桩效应。引入一个群桩效应系数，可列公式如下：   其中：n-群桩中的桩数             Rc-单桩竖向承载力             ηg-群桩效应系数。   GEO5软件针对群桩效应系数，支持3种自动计算方法，此外还有手动输入。 GEO5设置群桩效应系数选项  为了加深对该系数的了解，我们引用《美国规范UFC 3-220-01A》，规范5.3节，原文如下：       单桩间距小于6倍桩宽B的深基础时，由于土体应力区会发生重叠，导致相邻桩间存在相互作用，如上图所示。这导致了桩荷载产生的土体应力需作用在更大面积上，继而向下延伸，从而导致更大的沉降。因此该规范，对合理桩间距有个建议值，群桩应按一定间距布置，使群桩的承载力达到最佳水平。桩间距为3 - 3.5B (Vesic 1977)或0.02L + 2.5B，其中L为桩的埋入长度(加拿大岩土学会1985)。桩间距至少为2.5B。      间距= 3B时，应Eg> 0.7，间距= 6B时，线性增加至1.0，其中B为直径或宽度(FHWA-HI-88-042)。桩间距在3B和6B之间的Eg应呈线性变化。间距3B取值Eg=0.7，群桩组的安全系数与单桩安全系数相同。注意：《美国规范UFC 3-220-01A》规范只规定了桩间距的最小值，没有规定最大值，在《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011条文8.5.3及8.5.16对最小桩间距也有限定。     不同于La Barré (CSN 73 1002)法和Seiler-Keeney法，美国规范只以一个桩间距来判断群桩效应系数。但是群桩并不是只有一个桩间距，可能有两个甚至多个桩间距。美国规范UFC 3-220-01A对上述群桩形式没有详细的说明。例如：  矩形标准截面自定义截面     对于矩形群桩基础分为x，y两个方向，存在dx与dy两个可能不相同的桩间距。软件采用美国规范UFC 3-220-01A此时是按照平均桩间距（dx+dy）/2去计算的。但是自定义截面很难去计算，所以针对自定义截面软件一律需要自己手动输入系数。手动输入系数在0.5-1.0之间。      软件在使用标准截面，如果设置桩间距＞6d，会有弹窗提示，且不能设置成功。此处并不是说超过6d桩就危险，因为规范只对最小桩间距有限定要求，但是对最大桩间距是没有要求的。最大桩间距并不是一个硬性指标，大桩间距是被允许的，当桩间距＞6d，此时可以按单桩考虑，这并不会导致结构不满足要求。     当桩内部有部分桩间距＞6d，此时可以自定义，然后综合考虑输入一个合理的群桩效应系数即可。如果桩的每个间距都大于6d，此时按照独立单桩进行设计即可。 查看全部