GEO5源文件：垃圾填埋场垃圾坝的稳定性计算分析.rar1.设计依据垃圾卫生填埋场在国内起步较晚，但近几年发展较快，目前垃圾坝设计主要依据《生活垃圾卫生填埋技术规范》及《生活垃圾卫生填埋场岩土工程技术规范》，同时参考现行水工行业结构设计等规范，如《碾压式土石坝设计规范》、《水工挡土墙设计规范》等。2.设计标准垃圾坝设计标准由于下游存在生产设备及生活管理区，垃圾坝失事将对生产设备和生活管理区带来严重损失，因此垃圾坝体建筑级别为I级。（安全系数取值来自于《生活垃圾卫生填埋技术规范》）3.垃圾土参数选取容重：该公式来自于《生活垃圾卫生填埋场岩土工程技术规范》，天然容重取13.9 kN/m3，饱和容重取15kN/m3。本工程坝前垃圾埋深约为12m，根据填埋工艺要求，垃圾土压实程度为中等，工程内摩擦角及粘聚力取较低值。垃圾土参数取值4.土工材料界面强度取值土工材料界面强度指标φ、c根据《生活垃圾卫生填埋场岩土工程技术规范》取值。稳定分析时，复合衬垫系统中土工材料强度指标取值宜符合下列要求：库区基底坡度大于10°区域采用残余强度指标，库区基底坡度小于10°区域采用其峰值强度指标。本填埋场土工材料界面为粗糙土工膜/GCL，故库区基底坡度大于10°区域取界面强度指标为：天然工况：内摩擦角φ取9°，黏聚力c取0kPa；饱和工况：内摩擦角φ取8°，黏聚力c取0kPa；库区基底坡度小于10°区域取界面强度指标为：天然工况：内摩擦角φ取22°，黏聚力c取0kPa；饱和工况：内摩擦角φ取21°，黏聚力c取0kPa。5.垃圾坝设计及验算垃圾坝尺寸图垃圾坝的主要作用在于维持垃圾堆体的稳定，因此垃圾土压力是垃圾坝最主要的荷载。目前一般采用传递系数法分析垃圾堆体边坡稳定性，如垃圾堆体满足自身稳定要求，则选取主动土压力作为垃圾坝计算外荷载；如垃圾堆体不满足自身稳定要求，则需比较剩余下滑力与主动土压力之间的大小，如剩余下滑力小于主动土压力，则选取主动土压力作为垃圾坝计算外荷载，反之则选取剩余下滑力作为垃圾坝计算外荷载。本案例采用主动土压力验算坝体的倾覆、滑移稳定性。GEO5对垃圾坝进行计算，分为三个工况，工况1为天然工况，工况2地震工况，工矿3为暴雨工况。6.垃圾堆体边坡稳定性计算本项目填埋场堆体的变形破坏主要是沿土工材料界面的滑动破坏，因此计算时按图示折线滑面计算垃圾堆体边坡的稳定性。GEO5边坡稳定性分三个工况进行验算，工况1为天然工况，设计安全系数取1.35；工况2为地震工况，设计安全系数取1.15；工况3为暴雨工况，设计安全系数取1.3。注：本案例源文件在附件中。 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。 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：  查看全部

技术贴：GEO5暴雨工况和地震工况等设计 介绍了边坡暴雨工况分析的两种经验方法——折减岩土参数和提升地下水位。视频：GEO5降雨入渗边坡稳定性分析 利用GEO5岩土工程有限元模块和GEO5土质边坡稳定性分析模块进行降雨入渗边坡稳定性分析，降雨入渗深度随时间变化的情况。本文先以数值分析为例，对GEO5操作过程进行说明；然后介绍一下实际设计中常用的分析方法。方法一：数值分析法1.  打开GEO5岩土工程有限元模块，在【多段线】中导入边坡模型，在【分析设置】中将“分析类型”选择为“非稳定流”，并勾选允许采用稳定流分析为第一工况阶段输入地下水。2.定义岩土材料参数，并为相应区域指定材料。然后进行网格生成。3.在工况1中，定义初始渗流边界条件，分析边坡的初始渗流场。边坡左右边界可以指定为孔隙水压力边界，输入水位高程（可以在左侧标尺中查看高程），上下边界选择不透水边界，来分析边坡初始渗流场。4.在工况2中，为边坡指定降雨入渗相关的边界条件，可以用流入边界和孔隙水压力边界来表示边坡边界条件。孔隙水压力边界条件，需要输入孔隙水压力值，流入边界需要输入流速。这两个值是整个渗流分析中比较重要的值，其取值对结果影响比较大。降雨入渗是比较复杂的过程，刚下雨时，边坡是干的，降雨完全入渗；随着降雨继续，可能会在地表形成径流；降雨也是时大时下， 降雨时间较短的话，在边坡表面形成非稳定流；降雨时间较长的话，降雨会达到原有浸润面位置，形成新的浸润面。偏保守考虑的话，可以认为降雨完全进入边坡，用当地24h降雨量当做流速，也可以用24h降雨量换算成孔压输入，这都是偏保守考虑的。实际工程中也有经验计算方法，会在后面进行描述。5.定义渗流边界条件之后，在【分析】选项下，输入改工况阶段时间（当前工况的降雨时长，以天为单位），进行分析。也可以新增工况，分析不同时间的降雨入渗情况。6．打开计算书，将栅格山的点数据（栅格点的坐标，孔隙水压力）复制出来，筛选出降雨入渗的数据点（原有地下水孔压较大，根据坐标和孔压比较容易筛选）。处理数据之后，以孔压作为Z坐标，将点导入【三维地质建模】模块进行插值，绘制等高线，将等高线导出，这个等高线就是降雨入渗的孔压线。插值出来的等值线，最下有可能不太规则，可以手动修改一下，并且将Z轴归零待用（详细步骤参考视频讲解）。将处理后的等高线，导入一个新的边坡模块。导出等高线未处理等值线处理后等值线导入等值线到新的边坡模块6.将有限元模块的边坡模型，用【编辑】菜单下的复制数据功能，将模型复制到边坡模块。然后，在【地下水】的地下水类型中，选择孔隙水压力，并将之前导入新边坡模块的等值线，复制、粘贴过来，并为每条等值线输入孔压。从三维地质建模模块导出的等高线的Z坐标就是孔压，可以进行查看（详细步骤参考视频教程）。这样，软件会对孔压等值线的孔压进行插值，相当于把渗流场考虑进来。7.分析利用毕肖普法、瑞典条分法、不平衡推力法等对降雨入渗边坡进行整体稳定性分析。方法2：经验法有限元分析会得到一个比较不错的效果图，比较方便进行论文编写或者项目汇报。实际项目中，工程师也有一些经验算法。对于地勘报告中有暴雨工况的岩土材料参数的，直接用暴雨工况的岩土材料参数进行计算即可。这种方法考虑岩土材料饱和状态的强度折减，比较适合粘性土，也是一种常用的计算方法。此外，还有等效考虑降雨深度的方法。这种方法又可以分为两种，一种是降雨工况比较长，降雨达到原有水位，这种可以提升浸润面；另一种是降雨比较短，只考虑入渗边坡表面一定距离的情况，这种可以用孔压进行计算。降雨的入渗量有一个经验公式，即当地24h降雨量 X 降雨时间 X 0.1~0.3的入渗系数（渗透性强，边坡缓取大值），将降雨量换算成水位高度，根据这个可以提升浸润面，或者在边坡表面输入孔压。降雨量24h达到250mm就算特大暴雨了，再乘以入渗系数，没有多少水。主要是要防止边坡上，山上的水从边坡流过，这里需要设截水沟和排水沟，将山上的水排走。边坡、挡墙的排水措施施工到位，有时候比计算准确更有意义。  查看全部