GEO5中如何设置软弱滑带或土岩接触面

当我们在分析和计算滑坡时，勘察报告中往往会单独给出滑带土的参数。对于勘察剖面中已经明确给出滑带土剖面的，我们在GEO5中直接建模即可；对于没有明确给出滑带土剖面的，我们通常采取的策略是单独指定滑体和基床的接触面参数。一般情况下，滑体是土体而基床是基岩，即常说的土岩接触面。

在GEO5有限元模块中，我们可以设置两种不同材料（包括两种不同的岩土材料）之间的接触面，而在GEO5土质边坡模块中，则不能设置接触面，也不能单独为某一条地层线赋值参数，因此，如何在GEO5土坡模块中设置软弱滑带或土岩接触面呢？

这里，我们的几部思路是将软弱滑带或接触面转化为一个较薄的岩土层，再对其进行单独赋值参数，而这里的参数即为滑带土参数。通常情况，滑带参数可取上方滑体强度参数的折减值，有勘察数据时，以勘察为准。

下面，我们通过一个简单的例子来进行说明。

例题源文件：  滑面设置源文件.rar

一.案例简介

如图1所示为某地区滑坡，按照土层分布从上至下分别为①第四系粉土层、③全风化花岗岩、②第四系饱和淤泥质粉土层和④强风化细晶岩。通过现场勘察可知，在②第四系饱和淤泥质粉土层上部与③全风化花岗岩层下部出现一薄弱结构面（滑坡面）。需要解决的问题为如何给这一滑坡面进行赋值和稳定性计算。

图1 滑坡概况图

二．解决方案

1.设置滑坡面

点击「多段线」（如图2中框1）按钮，选中③全风化花岗岩层的下顶板线（也是②第四系饱和淤泥质粉土层的上顶板线），点击界面下侧工具栏「复制」选项中的「选择的多段线」（如图2中框2）按钮进行复制，再选择「粘贴」选项中的「多段线」（如图2中框3）按钮进行粘贴。在出现的工具栏界面上，保持水平位置△X不变，竖直位置△Z输入合适的数值。本次为了方便演示，△Z选择输入0.5m（用户可根据现场观察选择数值大小），出现一条浅绿色的曲线，其与下部的青绿色曲线组成的空间组成的封闭空间即为滑坡面，如图3所示。

图2 复制与粘贴按钮

图3 设置的滑坡滑面

2.滑坡面岩土材料的设置

点开右侧「岩土材料」工具栏，添加一组岩土体材料，如图4所示；再点开「指定材料」工具栏，将添加好的岩土体材料单独赋值给滑坡面，如图5所示。

图4 设置滑坡面岩土材料参数

图5 指定滑面岩土材料

3.滑坡的稳定性分析

点开右侧工具栏中的「分析」按钮，添加一条滑动面。滑动面类型选择折线，沿着滑坡面画一条滑动面。滑动面完成后，选择分析类型为给定滑面，计算方法选择「不平衡推力法（隐式）」，设置完成后点击「开始分析」按钮，计算结果显示边坡稳定性为2.10>1.35，如图6所示。

图6 给定滑面下滑坡稳定性计算结果

需要注意的是，上述稳定性分析为给定滑面下的计算结果。很多时候，滑坡并不完全沿已知滑坡面滑动，因此还需要利用软件自带的滑面自动搜索功能进行验算。此时，滑面的具体位置并不确定。选择滑动面类型为圆弧，沿着滑坡面附近大致画出一条可能发生滑动的圆弧面，计算方法选择「毕肖普法」，如图7所示；分析类型选择「自动搜索」，搜索得出的滑面如图8所示。最后点击「转为折线滑动面」按钮，根据需求选择折线滑动面的段数，再次点击分析类型「自动搜索」，分析得出的滑面与之前通过在给定滑面情况有一定出入，说明若边坡发生滑动，很可能并不完全沿着结构面发生，如图9所示。

注：有关滑面类型与滑面分析方法的选择可参考之前做的技术教程

http://www.kulunsoft.com/courses/videos/47

图7 大致的圆弧滑面

图8 自动搜索下的圆弧滑面滑坡稳定性计算结果

图9 圆弧滑面转为折线滑面时滑坡稳定性计算结果

至此，滑坡滑面力学参数的设置及边坡稳定性计算完成。

总结本次滑坡面力学参数设置的重点有3个：

1.滑坡滑面的设置，用Geo5剪贴板复制滑面多段线，然后粘贴，向上或向下移动一定位置，得到一个薄层作为滑带土，单独赋值；

2.通过用指定折线滑面功能来计算滑坡面位置的稳定性。

3.在选择分析方法时，给定滑面和自动搜索都可以进行计算。

最后，这里需要注意一点的是：由于滑面搜索的步长和滑面尺寸是相关的，如果滑面非常大，而滑带非常薄时，可能出现自动搜索时滑带被跳过（忽略）的情况，因此，此时不能设置太薄的滑带，而需要略微加厚。这样的修正对于最终计算结果的影响微乎其微，但是却能让我们得到正确的结果。