GEO5和理正分别算同一个基坑项目,结果相差很大,是什么原因?

我用GEO5深基坑支护结构分析和理正深基坑分别算了我正在设计的一个基坑项目,模型的参数基本一样。但是GEO5没有加地下水算出来结果比理正更大,且GEO5在工况2的位移跟弯矩已经比理正要大上好多了。如果GEO5模型加上地下水条件则提示结构不稳定,算不过去了,但是理正可以算过去。不知问题出在哪里?是GEO5的问题还是理正的问题呢?

对比模型.rar

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库仑戚工 - 库仑工程师

赞同来自: 库仑吴汶垣 Eileen

您好,根据您提供的理正模型,我们重新建了一个GEO5模型(此模型中未考虑超载),因为在不考虑超载的情况下最后一个工况已经不稳定,结构已经倾倒。模型修改之处如下:

(1)理正模型中水土合算的土层,在GEO5中将这些土层参数改为「总应力φcu, ccu」,这样才能保证采用的是合算。

(2)理正模型中所有土层和结构之间的摩擦角都是不考虑的,默认为零。GEO5中保留了对此参数的考虑,因为完全没有摩擦的情况是不存在的,通常为土体内摩擦角的1/3~2/3。

(3)GEO5工况按照理正模型中的工况重新修改了。

根据您的参数,在不考虑超载的情况下,最后一个而工况阶段不稳定,结构已经倾倒。设计方案有危险。修改后的GEO5源文件:2-2 - 修改-未考虑超载.rar

此外,在查看理正源文件时,发现了几个比较严重的问题,也是导致和GEO5计算结果不一致的原因。您可以在您的电脑上测试一下。

(1)对于水土分算的土体,理正的水压力计算有错,甚至可能是完全没有考虑水压力。下举例说明:

QQ图片20170512162115.png

在整个土层参数中,粉砂采用水土分算,分算需考虑该层土中水压力对结构的作用。此处层厚4.1m,水位位于地表以下2m,水压力合力为139.4kN/m。此时理正中第一个工况(开挖2.9m且未加锚杆,刚度折减系数调整为1)计算得到最大位移为-5.97mm。删除理正中的地下水位(桩前桩后水位深度调整至50m),计算得到第一个工况的最大位移为-5.43mm,几乎没有任何变化,仅有的误差也可能仅仅是结构单元划分的误差。

后采用GEO5进行验证,在GEO5中,同样的案例,不考虑地下水,得到第一个工况阶段结构最大位移为:57.5mm (和理正有较大差距,原因在于理正的另外两个bug,下述会说明,且未考虑超载)。我们在结构上施加水压力合力139.4kN/m(采用作用力模拟),得到第一个工况阶段结构最大位移为:108.6mm。此时在GEO5中删除作用力,施加地下水,得到第一个工况阶段结构最大位移为:144.6mm。比施加作用力更大,因为作用力是集中力,而真实的地下水位是分布力,所以存在误差。如果需要更真实的比较,可以采用自定义地下水位的方式。

由上面的对比分析可以看出,理正深基坑中对于采用水土分算的砂土层没有考虑地下水压力的作用。

(2) 理正深基坑中没有考虑超载对坑外土压力计算的影响(不一定是所有情况都不考虑,但本模型中没有考虑)

基于(1)中的分析,不考虑地下水位的情况下,第一个工况阶段最大位移为-5.43mm。删除理正深基坑中的超载,得到第一个工况阶段最大位移为-5.45mm。超载对土压力完全没有影响,而且位移还稍微增大了一点。同样的,在GEO5中,上述结果108.6mm是没有考虑超载的情况(不考虑地下水),增加和理正模型中同样的超载,得到最大位移为:4822.5mm。可以看到超载对计算结果的影响非常大。

(3)理正深基坑中考虑坑后放坡的影响有bug(不一定是所有情况都不考虑,但本模型中没有考虑)

基于(2)中的分析,不考虑地下水,不考虑超载的情况下,第一个工况阶段的最大位移为-5.45mm(如下图,坑外地形有坡)。

QQ图片20170512162142.png

现调整坑外地形为水平(如下图),得到第一个工况阶段的最大位移为-32.31mm。相对于坑外地形有坡时(如上图),位移居然还变大了,不符合常理。

QQ图片20170512162204.png

综上所述,由于上述几个原因导致两款软件计算结果不同。

注:本案例涉及的原因可能已经被修正,请用户用最新的软件自行校核。

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