GEO5深基坑分析模块锚杆内部稳定性计算原理

　　介绍了「GEO5深基坑支护结构分析」模块锚杆内部稳定性计算”中支护结构底端理论深度的确定方法及锚杆锚固力计算中考虑其他锚杆影响的判定标准。

　　锚杆内部稳定性验算即是验算在锚杆锚固力的作用下，锚杆是否会拔出土体，从而成支护结构后方土体的内部破坏。一个锚拉式围护结构的内部稳定性是由每一道锚杆单独决定的,分析验算时，锚杆锚固力和作用在岩土块体上的力相平衡。该岩土块体由支护结构，坡面，一条连接支护结构底端和锚固段中点的线，以及一条连接锚固段中点和坡面的竖向直线定义（如下图）。

1. 分析验算时支护结构的底部（块体底部）深度是如何确定的？

　　当对某一块体进行分析时，需要列出水平方向和垂直方向的静力平衡方程。通过这两个方程即能求解出未知的地基反力 Qi 和锚杆力的最大允许值 Fi。根据计算得到的结果，软件将为每道锚杆设置最大允许锚固力，并和锚杆中的实际锚固力进行比较。那如何确定这个块体底端点的位置以及如何考虑其他锚杆的作用呢？

　　支护结构底端的理论深度位于坑底以下总土压力为零的地方，即该深度处土体主动土压力与被动土压力大小相同。如果该理论点的深度大于此时支护结构底端的深度，那么该点即为支护结构底端的深度。

2. 锚杆锚固力计算中其他锚杆的影响是否考虑？

　　对于其他锚杆上的作用力，其中一些锚杆不予考虑；只有“较短”的锚杆（与i锚杆相比）会对第 i 个块体的平衡分析起作用（锚杆对所要分析块体的拔力）；根据以下原则确定是否考虑某个给定锚杆在平衡分析中起作用：

　　对于较低的锚杆m，确定较低锚杆m锚固段中点的平面滑面；该平面与垂线的夹角为 45°-φ_n/2（如下图所示β）；φ_n是在该较低锚杆m锚固段以上的土体内摩擦角平均值；如果较高的锚杆i锚固段中点位于较低锚杆m定义的滑面之外，那么m锚杆的锚固力将予以考虑；相反，如果较高的锚杆i锚固段中点位于较低锚杆m定义的滑面之内，那么m锚杆的锚固力将不予考虑。

　　另外一种情况，对于较高的锚杆n，确定较低锚杆i锚固段中点的平面滑面；如果较高的锚杆n锚固段中点位于较低锚杆i定义的滑面之外，那么n锚杆的锚固力将不予考虑；相反，如果较高的锚杆n锚固段中点位于较低锚杆i定义的滑面之内，那么第 n 层锚杆的锚固力将予以考虑。

　　从以上原则可知“较短”的锚杆锚固力被将予以考虑，而“较长”的锚杆锚固力将不予考虑。