GEO5中如何参照《公路路基设计规范》进行倾覆滑移稳定验算 - 极限状态法

　　最新《公路路基设计规范（JTGD30-2015）》规定，在对挡土墙的抗滑动和抗倾覆稳定进行验算时，不仅要满足设计安全系数，还需要满足稳定方程，即分别采用安全系数法和极限状态法进行稳定验算。

　　对于挡土墙滑动稳定验算，规范要求挡土墙的滑动稳定方程应满足式（1-1）的要求，抗滑稳定系数（即安全系数）应按式（1-2）计算：

式中：

　　G—作用于基底以上的重力(kN)，浸水挡土墙的浸水部分应计入浮力；

　　Ey—墙后主动土压力的竖向分量(kN)；

　　Ex—墙后主动士压力的水平分量(kN)；

　　Ep—墙前被动土压力的水平分量(kN)，当为浸水挡土墙时，Ep=0；  

　   E‘p—墙前被动土压力水平分量的0.3倍(kN)；

　　N—作用于基底上合力的竖向分力(kN)，浸水挡土墙应计浸水部分的浮力；   

      α₀ —基底倾斜角(°)，基底为水平时，=0；

　　γQ1、γQ2—主动土压力分项系数、墙前被动土压力分项系数，可按表1.1的规定采用；

　　μ—基底与地基间的摩擦系数，当缺乏可靠试验资料时，可按表1.2的规定采用。

表1.1 承载能力极限状态作用分项系数

表1.2 基底与基底土间的摩擦系数μ

　　对于挡土墙倾覆稳定验算，规范要求挡土墙的倾覆稳定方程应满足式(1-3)的要求，抗倾覆稳定系数应按式(1-4)计算：

式中：

　　ZG—墙身重力、基础重力、基础上填土的重力及作用于墙顶的其他荷载的坚向力合力重心到墙趾的距离(m)；

　　Zx—墙后主动士压力的竖向分量到墙趾的距离(m)；

　　Zy—墙后主动土压力的水平分量到墙趾的距离(m)；

　　ZP—墙前被动士压力的水平分量到墙趾的距离(m) 。

　　在规定的墙高范围内，验算挡土墙的抗滑动和抗倾覆稳定时，稳定系数（安全系数）不应小于表1.3的规定。

表1.3 抗滑动和抗倾覆的稳定系数

 　　接下来给大家介绍如何使用GEO5挡墙设计模块实现挡墙倾覆滑移稳定的极限状态法验算。

　　以悬臂式挡墙设计模块为例，其它模块的使用方法完全相同。图1为某公路悬臂式挡墙计算实例，注意分析设置选择的规范为「中国-公路行业（JT）」。

图1 某公路悬臂式挡墙

　　点击「编辑当前设置」按钮，在弹出的分析设置编辑窗口中根据最新《公路路基设计规范》要求，将抗倾覆和抗滑移稳定性安全系数分别设置为1.5和1.3。

图2 安全系数设置

　　所有参数设置完成以后，点击「倾覆滑移验算」，如果考虑了墙前抗力，需要将墙前抗力的分项系数设置为0.3，这样得到的稳定性验算结果即为采用安全系数法验算结果。

图3 安全系数法验算结果

　　修改「分析设置」，将抗倾覆和抗滑移稳定性安全系数均设置为1，用来分析挡墙倾覆滑移稳定的极限状态法验算结果。

　　进入「倾覆滑移验算」界面，根据规范要求设置各作用力分项系数。这里将墙体自重分项系数设置为1.1、墙前抗力分项系数设置为0.3、土楔自重分项系数设置为1.1、主动土压力分项系数设置为1.4，这样得到的稳定性验算结果即为采用极限状态法的验算结果。

图4 极限状态法验算结果

　　对于公路挡墙设计，只有安全系数法和极限状态法的验算结果均满足稳定性要求时，挡墙的抗倾覆和抗滑移稳定性设计才算满足规范要求。