GEO5土质边坡稳定性分析模块锚杆作用机理

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。