解读GEO5基坑分析模块中的水平反力系数计算方法
使用GEO5深基坑支护结构分析模块时，会碰到一个重要的参数——土的水平反力系数kh。土的水平反力系数（modulus of horizontal reaction of a soil body）的概念相当于Winkler（文克尔）弹性地基梁中的弹性刚度（spring stiffness inthe Winkler model），弹性地基上的作用力与土层变形之间的关系可由下式得出：
p=ky
其中：
p—沿岩土材料和刚性板界面作用的荷载；
k—Winkler（文克尔）弹性刚度；
y—钢板的垂直位移。
在GEO5深基坑支护结构分析模块中设置土的水平反力系数时，软件提供了以下7种选项（已经发布的2017版增加到8种）：
1) 输入结构前后沿深度分布值（用户自定义结构前后的水平反力系数）
2) 岩土材料参数中直接输入（线性或非线性）
3) 依据Schmitt（施密特）法计算
4) 依据CUR166法（荷兰规范）计算
5) 依据Ménard（梅纳）法计算
6) 依据Chadeisson（查德森）法计算
7) 利用岩土材料的变形参数迭代计算
其中第一种方法为自定义，用户可以自定义任何一种水平反力系数沿深度的分布形式。以下主要为大家解读后面六种水平反力系数的计算方法。
1. 岩土材料参数中直接输入（线性或非线性）
当选择该选项时，需要在「岩土材料」界面中定义岩土材料参数时输入相应岩土材料的水平反力系数值，且可以选择水平反力和土体位移的关系为线性或非线性。
当水平反力和土体位移为线性时，即水平反力系数为一恒定值，这和我国常用的K法是类似的。水平反力系数的值只与岩土材料有关，和土体深度已经土体位移均无关。
当水平反力和土体位移为非线性时，水平反力和土体位移的关系曲线如下图所示，图中曲线的斜率即为水平反力系数。在软件中，用户需要确定Kh1，Kh2，Kh3即相应达到最大位移的百分比A1和A2的值。
2. Ménard法
基于旁压试验的测量结果，Ménard得到下列表达式：
其中：
EM —旁压模量，也可以用岩土材料的压缩模量代替；
a —以固支结构底端深度为依据的特征长度，根据Ménard假设，位于坑底以下2/3结构嵌固深度处；
α —岩土材料流变系数。
注：软件中，用户可以直接通过岩土参数来输入旁压模量和流变系数，也可以直接输入旁压试验结果，由软件根据旁压试验结果来结算。关于流变系数的经验取值，请查阅软件帮助文档。
3. Chadeisson法
R. Chadeisson根据对不同岩土材料下基坑支护结构位移的测量，以及计算得到的达到被动土压力时结构的位移量，推导出了计算水平反力系数的表达式：
其中：
E.I —结构刚度；
γ —土的容重；
Kp —被动土压力系数；
K0 —静止土压力系数；
c´ —有效粘聚力；
Ap —粘聚力影响系数（取值范围为 1-15）。
4. 迭代法
根据岩土材料的变形特征通过自动迭代运算得到水平反力系数。基本假设 - 随着土压力的改变，结构受力状态发生改变时，以变形模量 Edef [MPa]定义的弹性子空间的变形与结构的变形是一样的。因此，迭代过程中需要找到Kh[MN/m3]的一个特定值，使得结构和邻近岩土材料的变形相一致。当对Kh进行迭代分析时，不考虑结构的塑性变形。
5. 荷兰规范CUR 166
以下表格列出了在荷兰（在荷兰规范CUR 166中有描述）进行的试验中测量得的水平反力系数的值。表格中列出了割线模量的值，在软件中被直接转化为水平反力系数。
6. Schmitt法
GEO5中用Schmitt法计算土的水平反力系数，可以查看文章：GEO5中施密特法计算土的水平反力系数的参数选取。
关于土的水平反力系数更多、更详细的介绍，大家可以查阅GEO5的用户手册，“理论/深基坑支护结构分析/土的水平反力系数”章节，里面有详细的介绍。
