群桩效应系数--美国UFC 3-220-01A 规范解读

库仑产品库仑沈工 发表了文章 • 0 个评论 • 4 次浏览 • 6 小时前 • 来自相关话题

    群桩效应指的是群桩基础受竖向荷载后,由于承台、桩、土的相互作用使其桩侧阻力、桩端阻力、沉降等性状发生变化而与单桩明显不同,承载力往往不等于各单桩承载力之和,称其为群桩效应。引入一个群桩效应系数,可列公式如下:   其中:n-群桩中的桩数             Rc-单桩竖向承载力             ηg-群桩效应系数。   GEO5软件针对群桩效应系数,支持3种自动计算方法,此外还有手动输入。 GEO5设置群桩效应系数选项  为了加深对该系数的了解,我们引用《美国规范UFC 3-220-01A》,规范5.3节,原文如下:       单桩间距小于6倍桩宽B的深基础时,由于土体应力区会发生重叠,导致相邻桩间存在相互作用,如上图所示。这导致了桩荷载产生的土体应力需作用在更大面积上,继而向下延伸,从而导致更大的沉降。因此该规范,对合理桩间距有个建议值,群桩应按一定间距布置,使群桩的承载力达到最佳水平。桩间距为3 - 3.5B (Vesic 1977)或0.02L + 2.5B,其中L为桩的埋入长度(加拿大岩土学会1985)。桩间距至少为2.5B。      间距= 3B时,应Eg> 0.7,间距= 6B时,线性增加至1.0,其中B为直径或宽度(FHWA-HI-88-042)。桩间距在3B和6B之间的Eg应呈线性变化。间距3B取值Eg=0.7,群桩组的安全系数与单桩安全系数相同。注意:《美国规范UFC 3-220-01A》规范只规定了桩间距的最小值,没有规定最大值,在《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011条文8.5.3及8.5.16对最小桩间距也有限定。     不同于La Barré (CSN 73 1002)法和Seiler-Keeney法,美国规范只以一个桩间距来判断群桩效应系数。但是群桩并不是只有一个桩间距,可能有两个甚至多个桩间距。美国规范UFC 3-220-01A对上述群桩形式没有详细的说明。例如:  矩形标准截面自定义截面     对于矩形群桩基础分为x,y两个方向,存在dx与dy两个可能不相同的桩间距。软件采用美国规范UFC 3-220-01A此时是按照平均桩间距(dx+dy)/2去计算的。但是自定义截面很难去计算,所以针对自定义截面软件一律需要自己手动输入系数。手动输入系数在0.5-1.0之间。      软件在使用标准截面,如果设置桩间距>6d,会有弹窗提示,且不能设置成功。此处并不是说超过6d桩就危险,因为规范只对最小桩间距有限定要求,但是对最大桩间距是没有要求的。最大桩间距并不是一个硬性指标,大桩间距是被允许的,当桩间距>6d,此时可以按单桩考虑,这并不会导致结构不满足要求。     当桩内部有部分桩间距>6d,此时可以自定义,然后综合考虑输入一个合理的群桩效应系数即可。如果桩的每个间距都大于6d,此时按照独立单桩进行设计即可。 查看全部
    群桩效应指的是群桩基础受竖向荷载后,由于承台、桩、土的相互作用使其桩侧阻力、桩端阻力、沉降等性状发生变化而与单桩明显不同,承载力往往不等于各单桩承载力之和,称其为群桩效应。引入一个群桩效应系数,可列公式如下:   其中:n-群桩中的桩数             Rc-单桩竖向承载力             ηg-群桩效应系数。   GEO5软件针对群桩效应系数,支持3种自动计算方法,此外还有手动输入。 GEO5设置群桩效应系数选项  为了加深对该系数的了解,我们引用《美国规范UFC 3-220-01A》,规范5.3节,原文如下:       单桩间距小于6倍桩宽B的深基础时,由于土体应力区会发生重叠,导致相邻桩间存在相互作用,如上图所示。这导致了桩荷载产生的土体应力需作用在更大面积上,继而向下延伸,从而导致更大的沉降。因此该规范,对合理桩间距有个建议值,群桩应按一定间距布置,使群桩的承载力达到最佳水平。桩间距为3 - 3.5B (Vesic 1977)或0.02L + 2.5B,其中L为桩的埋入长度(加拿大岩土学会1985)。桩间距至少为2.5B。      间距= 3B时,应Eg> 0.7,间距= 6B时,线性增加至1.0,其中B为直径或宽度(FHWA-HI-88-042)。桩间距在3B和6B之间的Eg应呈线性变化。间距3B取值Eg=0.7,群桩组的安全系数与单桩安全系数相同。注意:《美国规范UFC 3-220-01A》规范只规定了桩间距的最小值,没有规定最大值,在《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011条文8.5.3及8.5.16对最小桩间距也有限定。     不同于La Barré (CSN 73 1002)法和Seiler-Keeney法,美国规范只以一个桩间距来判断群桩效应系数。但是群桩并不是只有一个桩间距,可能有两个甚至多个桩间距。美国规范UFC 3-220-01A对上述群桩形式没有详细的说明。例如:  矩形标准截面自定义截面     对于矩形群桩基础分为x,y两个方向,存在dx与dy两个可能不相同的桩间距。软件采用美国规范UFC 3-220-01A此时是按照平均桩间距(dx+dy)/2去计算的。但是自定义截面很难去计算,所以针对自定义截面软件一律需要自己手动输入系数。手动输入系数在0.5-1.0之间。      软件在使用标准截面,如果设置桩间距>6d,会有弹窗提示,且不能设置成功。此处并不是说超过6d桩就危险,因为规范只对最小桩间距有限定要求,但是对最大桩间距是没有要求的。最大桩间距并不是一个硬性指标,大桩间距是被允许的,当桩间距>6d,此时可以按单桩考虑,这并不会导致结构不满足要求。     当桩内部有部分桩间距>6d,此时可以自定义,然后综合考虑输入一个合理的群桩效应系数即可。如果桩的每个间距都大于6d,此时按照独立单桩进行设计即可。

山路边坡失稳的调查与治理:2018年7月16日,肯尼路K224+545处发生危岩崩塌

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挡墙顶存在覆土的特殊公路路堤(路肩)墙GEO5建模说明

库仑产品库仑沈工 发表了文章 • 0 个评论 • 77 次浏览 • 2020-09-18 18:00 • 来自相关话题

    公路路堤、路肩挡土墙设计过程中,因为墙顶宽度大,所以填土线会覆盖一部分路堤墙墙顶,一般留会留有做护栏,如下图示意:       A为GEO5墙后坡面线起点,B为此类型挡土墙实际填土线。因为GEO5挡土墙模块将A设置为原点(0,0),且x值不能为负数,所以此类模型在GEO5重力式挡土墙模块中不能完全建入。下面我们将讨论一下,是否有必要按考虑挡土墙正上方的填土BAC区域,以及GEO5软件这样处理的合理性。    对于土压力的计算,都是从墙背开始考虑的,填土BAC实际上是增加了挡土墙自重,对结构计算有利。而在理正软件中,虽然在[坡线土柱]一栏可以设置从B处开始的坡形,但是真是计算并没有考虑BAC的影响。也就是如下两个模型计算的完全相同。    为了确保计算过程尺寸取整数,我们假设填土坡面倾角45°,理正计算结果如下:      也可以采用等效土柱高度进行计算     等效土柱高度的选取是还是?从理正的图示上(下图)看,好像是按照考虑更合理,但是计算结果差异显著,此处两种计算结果都展示出来。 等效土柱高度的选取是 等效土柱高度的选取是   结论:特殊的墙顶存在部分填土的挡土墙的墙后土压力计算,不论该填土建模时软件考虑与否,最终计算都没有进行考虑(参考理正计算结果)。所以,GEO5墙后坡面起点设置在墙背最高点处(A处)是有道理的。遇到类似工程,可以直接忽略挡土墙正上方的填土(BAC区域),具体设置如:  查看全部
    公路路堤、路肩挡土墙设计过程中,因为墙顶宽度大,所以填土线会覆盖一部分路堤墙墙顶,一般留会留有做护栏,如下图示意:       A为GEO5墙后坡面线起点,B为此类型挡土墙实际填土线。因为GEO5挡土墙模块将A设置为原点(0,0),且x值不能为负数,所以此类模型在GEO5重力式挡土墙模块中不能完全建入。下面我们将讨论一下,是否有必要按考虑挡土墙正上方的填土BAC区域,以及GEO5软件这样处理的合理性。    对于土压力的计算,都是从墙背开始考虑的,填土BAC实际上是增加了挡土墙自重,对结构计算有利。而在理正软件中,虽然在[坡线土柱]一栏可以设置从B处开始的坡形,但是真是计算并没有考虑BAC的影响。也就是如下两个模型计算的完全相同。    为了确保计算过程尺寸取整数,我们假设填土坡面倾角45°,理正计算结果如下:      也可以采用等效土柱高度进行计算     等效土柱高度的选取是还是?从理正的图示上(下图)看,好像是按照考虑更合理,但是计算结果差异显著,此处两种计算结果都展示出来。 等效土柱高度的选取是 等效土柱高度的选取是   结论:特殊的墙顶存在部分填土的挡土墙的墙后土压力计算,不论该填土建模时软件考虑与否,最终计算都没有进行考虑(参考理正计算结果)。所以,GEO5墙后坡面起点设置在墙背最高点处(A处)是有道理的。遇到类似工程,可以直接忽略挡土墙正上方的填土(BAC区域),具体设置如: 

GEO5挡墙模块土压力计算说明

岩土工程库仑刘工 发表了文章 • 0 个评论 • 104 次浏览 • 2020-09-18 14:26 • 来自相关话题

本帖结合理正结果,对GEO5挡墙模块的土压力原理进行说明。对比包括无粘性土和粘性土两种情况,无粘性土给出两者的详细计算过程,粘性土介绍了GEO5的计算方法及与理正对比结果。一、无粘性土:(1)理正:理正挡墙的虚拟墙背是从墙踵底,连到挡墙顶部。所以计算的土重是虚拟墙背以内的区域,土压力是以红线为墙背进行计算。所以,改变墙踵高度,只会影响土重,不会影响土压力大小。Ea = 1/2γh^2Ka = 1/2*19*5.6^2*0.501= 149.26(误差来自于主动土压力计算时的取值)(2)GEO5:GEO5的虚拟墙背是从墙踵顶到挡墙顶,上面按虚拟墙背计算土压力,下面基础按实际墙背计算土压力,然后土压力求解矢量和。GEO5墙踵上的土重,就是按实际的土重进行计算:1/2*2*5*19=95.因为假想墙背不同,墙背与竖直线的夹角不同,主动土压力系数也有细微差别,水平向分力是比较接近的。当底板较薄时(如0.1m),两者的土压力是几乎一样的,当基础底板较厚时,理正的虚拟墙背假设就不再适用。0-5m:按虚拟墙背计算土压力,Ka = 0.526, 5m处土压力Pa5m = 19*5*0.526=49.97 (误差来自于主动土压力系数保留位数,软件后台不是按三位计算的)5-5.6m:按基础实际墙背计算,这时墙背与填土间的摩擦角按实际的取,不再按内摩擦角进行取值。Ka=1/3,5m处主动土压力 Pa5m下 = 19*5*1/3=31.67(主动土压力取实际1/3,故和软件计算书结果没有误差)。二、粘性土:(1)理正:理正帮助文档中讲计算出破裂角后利用力的多边形求解,不再赘述。(2)GEO5:GEO5利用公式进行计算,现在拿5m处的土压力进行说明。Kac = Kahc = 0.577Ka = 1/3Pa5m下 = 19*5*1/3 – 2*10*0.577 = 20.96理正结果是99.443,GEO5基础厚度为0.5时的结果为94.03,GEO5基础厚度调整为0.1时的土压力为101.45。结果误差主要还是虚拟墙背的假设不同(无粘性土章节已详细论证)。 查看全部
本帖结合理正结果,对GEO5挡墙模块的土压力原理进行说明。对比包括无粘性土和粘性土两种情况,无粘性土给出两者的详细计算过程,粘性土介绍了GEO5的计算方法及与理正对比结果。一、无粘性土:(1)理正:理正挡墙的虚拟墙背是从墙踵底,连到挡墙顶部。所以计算的土重是虚拟墙背以内的区域,土压力是以红线为墙背进行计算。所以,改变墙踵高度,只会影响土重,不会影响土压力大小。Ea = 1/2γh^2Ka = 1/2*19*5.6^2*0.501= 149.26(误差来自于主动土压力计算时的取值)(2)GEO5:GEO5的虚拟墙背是从墙踵顶到挡墙顶,上面按虚拟墙背计算土压力,下面基础按实际墙背计算土压力,然后土压力求解矢量和。GEO5墙踵上的土重,就是按实际的土重进行计算:1/2*2*5*19=95.因为假想墙背不同,墙背与竖直线的夹角不同,主动土压力系数也有细微差别,水平向分力是比较接近的。当底板较薄时(如0.1m),两者的土压力是几乎一样的,当基础底板较厚时,理正的虚拟墙背假设就不再适用。0-5m:按虚拟墙背计算土压力,Ka = 0.526, 5m处土压力Pa5m = 19*5*0.526=49.97 (误差来自于主动土压力系数保留位数,软件后台不是按三位计算的)5-5.6m:按基础实际墙背计算,这时墙背与填土间的摩擦角按实际的取,不再按内摩擦角进行取值。Ka=1/3,5m处主动土压力 Pa5m下 = 19*5*1/3=31.67(主动土压力取实际1/3,故和软件计算书结果没有误差)。二、粘性土:(1)理正:理正帮助文档中讲计算出破裂角后利用力的多边形求解,不再赘述。(2)GEO5:GEO5利用公式进行计算,现在拿5m处的土压力进行说明。Kac = Kahc = 0.577Ka = 1/3Pa5m下 = 19*5*1/3 – 2*10*0.577 = 20.96理正结果是99.443,GEO5基础厚度为0.5时的结果为94.03,GEO5基础厚度调整为0.1时的土压力为101.45。结果误差主要还是虚拟墙背的假设不同(无粘性土章节已详细论证)。

请问OptumG2中能够实现局部土体强度折减分析吗?

库仑产品库仑刘工 回答了问题 • 2 人关注 • 1 个回答 • 75 次浏览 • 2020-09-18 13:52 • 来自相关话题

optum G2中怎样在双层土体中对同一种材料(基本Tresca)设置两种不同的不排水抗剪强度su值

库仑产品库仑刘工 回答了问题 • 2 人关注 • 1 个回答 • 78 次浏览 • 2020-09-18 13:50 • 来自相关话题

抗滑桩+加筋土联合支护填方边坡案例

岩土工程库仑张崇波 发表了文章 • 0 个评论 • 102 次浏览 • 2020-09-17 09:26 • 来自相关话题

项目名称:抗滑桩+加筋土联合支护填方边坡案例使用软件:GEO5土质边坡稳定性分析、Optum G2项目背景:某地新建道路,路堤填方高度接近20m,回填采用筋带和压实填土,筋带长约12m~15m,筋带抗拉强度为45kN/m。场地原有地层岩性较简单,地表为素填土,下伏全风化砂岩。加筋土挡墙临空一侧采用预制砌块砌筑,底部基础至于全风化砂岩层中。由于是高填方路堤,为提高边坡整体的安全余度,在填方边坡坡脚区域设置一排抗滑桩,抗滑桩截面尺寸为1.5m*1.2m,桩长14m,桩顶高出砌块基底约7m,桩间距3.5m。本次分析重点研究抗滑桩+加筋土联合支护填方边坡的整体稳定性以及可能的破坏模式,并对结构局部的应力集中区域进行研究,用于指导设计和施工。软件优势:GEO5土坡模块支持多种支护结构的联合支护解决方案,对于抗滑桩+加筋土,抗滑桩+锚杆(索)等结构都能实现快速建模和分析。利用G2分析复杂岩土工程问题的优势,可以快速判断边坡的破坏模式,应力集中区及薄弱环节,为岩土设计提供参考。图1:天然工况加筋回填土边坡稳定性分析图2:天然工况抗滑桩+加筋回填土边坡稳定性分析图3:地震工况加筋回填土边坡稳定性分析图4:地震工况抗滑桩+加筋回填土边坡稳定性分析图5:加筋土边坡的破坏模式分析图6:抗滑桩+加筋土联合支护边坡的破坏模式分析 查看全部
项目名称:抗滑桩+加筋土联合支护填方边坡案例使用软件:GEO5土质边坡稳定性分析、Optum G2项目背景:某地新建道路,路堤填方高度接近20m,回填采用筋带和压实填土,筋带长约12m~15m,筋带抗拉强度为45kN/m。场地原有地层岩性较简单,地表为素填土,下伏全风化砂岩。加筋土挡墙临空一侧采用预制砌块砌筑,底部基础至于全风化砂岩层中。由于是高填方路堤,为提高边坡整体的安全余度,在填方边坡坡脚区域设置一排抗滑桩,抗滑桩截面尺寸为1.5m*1.2m,桩长14m,桩顶高出砌块基底约7m,桩间距3.5m。本次分析重点研究抗滑桩+加筋土联合支护填方边坡的整体稳定性以及可能的破坏模式,并对结构局部的应力集中区域进行研究,用于指导设计和施工。软件优势:GEO5土坡模块支持多种支护结构的联合支护解决方案,对于抗滑桩+加筋土,抗滑桩+锚杆(索)等结构都能实现快速建模和分析。利用G2分析复杂岩土工程问题的优势,可以快速判断边坡的破坏模式,应力集中区及薄弱环节,为岩土设计提供参考。图1:天然工况加筋回填土边坡稳定性分析图2:天然工况抗滑桩+加筋回填土边坡稳定性分析图3:地震工况加筋回填土边坡稳定性分析图4:地震工况抗滑桩+加筋回填土边坡稳定性分析图5:加筋土边坡的破坏模式分析图6:抗滑桩+加筋土联合支护边坡的破坏模式分析

Optum G3随机场分析问题

库仑产品库仑张崇波 回答了问题 • 2 人关注 • 1 个回答 • 71 次浏览 • 2020-09-16 09:06 • 来自相关话题

OPTUMG2强度折减法能否同时折减土实体单元和结构单元?

库仑产品库仑张崇波 回答了问题 • 2 人关注 • 1 个回答 • 105 次浏览 • 2020-09-09 18:00 • 来自相关话题

OPTUMG2(学术版)使用cmd命令行时报错,请问是为什么

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库仑产品fuh 发起了问题 • 1 人关注 • 0 个回答 • 95 次浏览 • 2020-09-09 15:03 • 来自相关话题

OptumG2极限分析中是如何判断崩溃状态的

库仑产品库仑张崇波 回答了问题 • 2 人关注 • 1 个回答 • 104 次浏览 • 2020-09-01 10:24 • 来自相关话题