最新《公路路基设计规范（JTGD30-2015）》规定，在对挡土墙的抗滑动和抗倾覆稳定进行验算时，不仅要满足设计安全系数，还需要满足稳定方程，即分别采用安全系数法和极限状态法进行稳定验算。　　对于挡土墙滑动稳定验算，规范要求挡土墙的滑动稳定方程应满足式（1-1）的要求，抗滑稳定系数（即安全系数）应按式（1-2）计算：           式中：　　G—作用于基底以上的重力(kN)，浸水挡土墙的浸水部分应计入浮力；　　Ey—墙后主动土压力的竖向分量(kN)；　　Ex—墙后主动士压力的水平分量(kN)；　　Ep—墙前被动土压力的水平分量(kN)，当为浸水挡土墙时，Ep=0；  　   E‘p—墙前被动土压力水平分量的0.3倍(kN)；　　N—作用于基底上合力的竖向分力(kN)，浸水挡土墙应计浸水部分的浮力；         α0 —基底倾斜角(°)，基底为水平时，=0；　　γQ1、γQ2—主动土压力分项系数、墙前被动土压力分项系数，可按表1.1的规定采用；　　μ—基底与地基间的摩擦系数，当缺乏可靠试验资料时，可按表1.2的规定采用。表1.1 承载能力极限状态作用分项系数 表1.2 基底与基底土间的摩擦系数μ 　　对于挡土墙倾覆稳定验算，规范要求挡土墙的倾覆稳定方程应满足式(1-3)的要求，抗倾覆稳定系数应按式(1-4)计算： 式中：　　ZG—墙身重力、基础重力、基础上填土的重力及作用于墙顶的其他荷载的坚向力合力重心到墙趾的距离(m)；　　Zx—墙后主动士压力的竖向分量到墙趾的距离(m)；　　Zy—墙后主动土压力的水平分量到墙趾的距离(m)；　　ZP—墙前被动士压力的水平分量到墙趾的距离(m) 。　　在规定的墙高范围内，验算挡土墙的抗滑动和抗倾覆稳定时，稳定系数（安全系数）不应小于表1.3的规定。表1.3 抗滑动和抗倾覆的稳定系数 　　接下来给大家介绍如何使用GEO5挡墙设计模块实现挡墙倾覆滑移稳定的极限状态法验算。　　以悬臂式挡墙设计模块为例，其它模块的使用方法完全相同。图1为某公路悬臂式挡墙计算实例，注意分析设置选择的规范为「中国-公路行业（JT）」。  图1 某公路悬臂式挡墙　　点击「编辑当前设置」按钮，在弹出的分析设置编辑窗口中根据最新《公路路基设计规范》要求，将抗倾覆和抗滑移稳定性安全系数分别设置为1.5和1.3。 图2 安全系数设置　　所有参数设置完成以后，点击「倾覆滑移验算」，如果考虑了墙前抗力，需要将墙前抗力的分项系数设置为0.3，这样得到的稳定性验算结果即为采用安全系数法验算结果。图3 安全系数法验算结果　　修改「分析设置」，将抗倾覆和抗滑移稳定性安全系数均设置为1，用来分析挡墙倾覆滑移稳定的极限状态法验算结果。　　进入「倾覆滑移验算」界面，根据规范要求设置各作用力分项系数。这里将墙体自重分项系数设置为1.1、墙前抗力分项系数设置为0.3、土楔自重分项系数设置为1.1、主动土压力分项系数设置为1.4，这样得到的稳定性验算结果即为采用极限状态法的验算结果。图4 极限状态法验算结果　　对于公路挡墙设计，只有安全系数法和极限状态法的验算结果均满足稳定性要求时，挡墙的抗倾覆和抗滑移稳定性设计才算满足规范要求。 查看全部

项目名称：某边坡项目使用软件：GEO5土质边坡稳定性分析设计方案：锚杆支护，岩土材料从上之下分别为素填土、粉质粘土1、粉质粘土2软、粘质粉土3硬。 项目特点：边坡较陡（最陡的部分长约27.5m，高约18m），挖除部分素填土并采取锚杆支护。软件优势：GEO5「土质边坡稳定性分析」模块的多工况阶段可以体现设计过程。过程与结果：名称 : 原有边坡分析工况阶段 : 1自动搜索后的滑动面边坡稳定性验算 (不平衡推力法(隐式))安全系数 = 0.65 < 1.35边坡稳定性 不满足要求滑动面前缘剩余下滑力 Fn =371.67 kN/m剩余下滑力倾角 α= 28.37 °初始方案：名称 : 抗滑桩+锚杆分析工况阶段 : 2自动搜索后的滑动面边坡稳定性验算 (不平衡推力法(隐式))安全系数 = 1.49 > 1.35边坡稳定性 满足要求这里的安全系数为1.49，有富余，我们去掉抗滑桩再计算一下方案调整：去掉抗滑桩名称 : 纯锚杆支护分析工况阶段 : 3自动搜索后的滑动面边坡稳定性验算 (不平衡推力法(隐式))安全系数 = 1.37 > 1.35边坡稳定性 满足要求上面分析可以看出，抗滑桩的作用是增加边坡的安全储备，不设置抗滑桩安全系数依然满足要求。 查看全部

　　较陡边坡采用抗滑桩支护方案时，在土质边坡模块中整体稳定性验算时满足要求，但是启动抗滑桩模块验算时，无论怎么调整土体和抗滑桩等参数，结果总是显示结构不稳定，如下图所示。图1 土质边坡模块中整体稳定性验算满足要求图2 调用抗滑桩验算提示结构不稳定　　出现这种情况的原因为：调用抗滑桩时，嵌固段以上抗滑桩桩后受滑坡推力作用，桩前受滑体抗力作用。如果边坡本来就是稳定的，那么推力等于抗力，抗滑桩嵌固段以上部分不受力。　　对于嵌固段以下部分，初始状态时桩前和桩后均受静止土压力作用。此时，由于桩后地形太陡，根据倾斜地表的静止土压力计算理论，桩后受到静止土压力大于桩前收到的静止土压力，因此，桩将想桩前移动，此时桩后土压力逐渐向主动土压力过渡。但是，由于桩后地表太陡，以至于按照土压力理论计算得到的主动土压力大于了桩前的被动土压力，从而导致结果不收敛，结构不稳定性。　　然而在实际地层中，在边坡形成的过程中，经过一定的时间，地应力不断重分布，相近点的初始地应力值是接近的，如下图所示。也就是说此时若把边坡分为两块，采用经典土压力理论分别计算其两侧的土压力，这种方法是不准确的，边坡越陡，和实际相差越大。下图中可以看出边坡的初始地应力和水平地面的初始地应力有很大的不同。图3 边坡初始地应力分布（竖向应力）　　因此由上所述，当桩后破面地形很陡时，若抗滑桩验算提示结构不稳定，建议用户在岩石界面中，勾选桩身嵌岩，通过该选项近似模拟此类情况。因为，当嵌固段按照岩石考虑时，软件讲不在考虑桩身两侧的土压力作用，而只考虑抗滑桩由于推力作用产生位移时岩石产生的反力。最终我们可以比较被动区最大反力和相应位置被动土压力的大小来判断被动区的承载力是否满足要求。当然，还有一种处理方法是把桩后的坡面调整为水平，这种方法的等效需要深刻理解上文中提到的边坡地应力随时间重分布的过程。图4 抗滑桩桩身嵌岩 查看全部

项目名称：某隧道三维地质模型项目背景：纵观国内外，对三维地质建模技术的研究，大部分集中于对三维地形可视化及油田、矿井、巷道等三维地质模型的研究，而专门针对隧道三维地质自动建模的研究却很鲜见，究其原因，主要有以下三个方面：（1）铁路工程相关数据不充足，大多只源于表面地质测绘，而地质的相对复杂性却不可知；（2）建模方法不成熟，现阶段对于简单地质模型的高精度三维建模研究比较成熟，而对于复杂地质的研究却很匮乏；（3）原始数据获取的艰难性、地质复杂性、地质体属性的未知性，导致地质曲面的构造难度大。三维地质建模软件EVS在隧道建模方面有着突出的特色及强大的功能，以数据为驱动，能够很方便的完成建模过程。图1隧道三维地质建模图2 多种形式的隧道地质模型图3 多种形式的隧道地质模型  项目特点：建模流程首先是根据钻孔数据等资料生成三维地质模型，然后根据线路起终点坐标、曲线要素等数据，按照线路平面计算确定线路中心线，分别对隧道内部及洞门进行三维建模；隧道断面形状以及隧道线可以由CAD等软件来完成并导入进EVS中，这样就得到隧道内部模型；再通过模型裁剪等算法依据隧道模型从三维地质模型中裁剪出隧道内部地质剖面。此外还可以将其他地质数据（物探、岩性等）附着在模型内，使得整个模型不但可以呈现出隧道等地形地貌特征，还能够将各类数据展现出来。图4 隧道截面模型图5 隧道外部山体模型 软件优势： 三维地质建模是计算机图形科学、地理信息系统等领域研究的热点，在工程设计和分析中越来越受到相关科研人员的青睐。EVS拥有强大的建模能力，能够将模型真实的呈现在工程师面前，利用离散光滑插值技术对多种地质信息综合处理的灵活性和适应性，有效地突破了复杂地质体和地下隧道三维建模表达的限制，提供了表达精确的地质模型及隧道开挖模型，达到了实际工程的需求。针对隧道工程中遇到的地质体结构的复杂性和不确定性，可以精确表达，并建立了完善的三维可视化模型，为隧道工程的设计、施工、勘探布置等提供模型资料，为地质人员的分析判断提供综合信息，为设计人员提供可视化参考和分析。图6 外部渲染图例的隧道山体模型 查看全部

项目名称：某降水分析项目使用软件：GEO5岩土工程有限元分析设计方案：放置两个降水井，岩土材料为粉土。项目背景： 项目特点：此项目是位于国外，但是由国内某著名设计院设计的。软件优势：GEO5有限元渗流分析能简单快速的计算出渗流结果，软件同时支持18种语言与计算书，可直接中文界面下设计，计算书可选择合适的语言，无需单独翻译。过程： 接触面编号位置渗透性1编号5网格线dn = 700.0 mm, kn = 5.00E+04 m/天, ks = 5.00E+04 m/天2编号6网格线dn = 700.0 mm, kn = 5.00E+04 m/天, ks = 5.00E+04 m/天点渗流边界编号位置渗流边界类型参数1编号6网格点孔隙水压力 - 水位坐标z水位 = 81.60 m2编号8网格点孔隙水压力 - 水位坐标z水位 = 81.60 m线渗流边界条件编号线渗流边界条件位置位置边界条件类型参数新修改1是编号1网格线孔隙水压力边界z水位 = 119.00 m2是编号2网格线不透水边界3是编号3网格线孔隙水压力边界z水位 = 119.00 m4是编号4网格线不透水边界5是编号7网格线不透水边界6是编号8网格线不透水边界结果：名称 : 分析工况阶段 : 1结果 : 全量; 变量 : 孔隙水压力 u 渗流; 范围 : kPa∑Q [m3/天/m]计算总的流出量 /流入量位置流入流出边界[m3/天/m][m3/天/m]点渗流边界条件编号1476.927点渗流边界条件编号2476.893线渗流边界条件编号1-477.177线渗流边界条件编号3-476.644总数953.820-953.820 查看全部

项目名称：某边坡使用软件：GEO5土质边坡稳定性分析+抗滑桩设计设计方案：现有边坡上新建抗滑桩，桩后需要填土，岩土材料从上之下分别为含碎石粉质粘土，千枚岩。 软件优势：GEO5可以进行多工况设计，在新建工况2中可进行填方设计，软件先整体后局部，稳定性分析满足要求之后，再进行抗滑桩细化设计。可在「土质边坡稳定性分析」模块中直接调用「抗滑桩设计」模块，大大减少建模时间。过程与结果：名称 : 填方前稳定性分析工况阶段 : 1 给定滑面的分析。边坡稳定性验算 (不平衡推力法(隐式))安全系数 = 1.79 > 1.30边坡稳定性 满足要求滑面控制点处倾角变化大于10°，计算结果可能偏危险。可以在 "抗滑桩设计" 软件中进行验算分析。桩后滑坡推力：131.66kN/m桩前滑体抗力：23.20kN/m滑面深度：5.77m地表以下桩长：13.00m名称 : 填方后稳定性分析工况阶段 : 2给定滑面的分析。边坡稳定性验算 (不平衡推力法(隐式))安全系数 = 1.31> 1.30边坡稳定性 满足要求滑面控制点处倾角变化大于10°，计算结果可能偏危险。可以在 "抗滑桩设计" 软件中进行验算分析。桩后滑坡推力：275.01kN/m桩前滑体抗力：16.77kN/m滑面深度：7.77m地表以下桩长：15.00m调用「抗滑桩设计」模块，补充参数，进行[分析]。结构内力最大值剪力最大值=311.27kN/m弯矩最大值=1161.78kNm/m位移最大值=27.2mm岩石地基承载力验算桩的最大横向压应力s=810.42kPa岩石地基横向容许承载力Rd=6000.00kPa岩石地基横向承载力 满足要求抗滑桩验算名称 : 工况阶段 - 分析工况 : 1 - 1验算钢筋混凝土结构截面 (排桩 a = 4.00 m; b = 1.20 m; h = 1.50 m)对所有工况阶段进行分析。作用基本组合的综合分项系数 = 1.00钢筋数量13 钢筋直径32.0 mm; 保护层厚度 70.0 mm配筋率r=0.62%>0.20%=rmin中和轴位置x/b1=0.27m1245.07kN=V截面受弯承载力设计值Mu=4910.98kNm>4647.10kNm=M截面满足要求。 查看全部

　　本文主要说明采用桩板墙支挡边坡时GEO5中的设计流程。情况一　　根据现场勘察情况，已探明有明显滑动面或软弱面，此时很容易判断边坡破坏模式为滑坡滑动破坏，则采用GEO5“土质边坡稳定分析”模块和“抗滑桩设计”模块进行设计。此时桩板墙受力模式为滑面以上桩后受滑坡剩余下滑力，滑面以上桩前受剩余抗滑力，滑面以下为嵌固段，桩土之间采用土弹簧模拟，如下图所示。　　此时，只要按照抗滑桩设计流程进行设计即可，或者采用“土质边坡稳定分析”模块计算得到桩后滑坡推力和桩前滑体抗力后再采用“抗滑桩设计”模块进行设计即可。关于抗滑桩的设计流程，请参考《GEO5工程设计手册》中的：第十章：抗滑桩设计。　　“抗滑桩设计”模块可以完成桩的变形、内力和配筋计算，关于板的计算，将在本文章的后面部分介绍。情况二　　现场勘测不到滑动面，此时需要用GEO5“土质边坡稳定分析”模块、“深基坑支护结构分析”模块、“土压力计算”模块和“抗滑桩设计”模块分别考虑两种不同的破坏模式，即滑坡破坏模式或基坑破坏模式，比较二者计算结果，选择最不利的一种情况作为后续配筋验算指标。滑坡破坏模式的计算和情况一相同，基坑破坏模式则按照基坑进行计算，其受力模式如下图所示。　　此时，采用“深基坑支护结构分析”模块按照基坑设计的流程进行设计即可。关于基坑的设计流程，请参考《GEO5工程设计手册》中的：第六章：单支点锚拉式排桩基坑支护分析　　关于滑坡破坏模式和基坑破坏模式，其在配筋上有一点不同，需要注意：　　滑坡破坏模式中采用剩余下滑力作为荷载，而剩余下滑力是在设计安全系数下计算得到的，也就是说剩余下滑力是荷载的设计值。例如设计安全系数取1.3，那么得到的剩余下滑力是已经考虑了安全系数1.3的设计值。因此，在进行配筋验算时，采用这种破坏模式计算得到的内力值为设计值，无需再单独考虑内力的分项系数。　　基坑破坏模式中采用土压力作为荷载，土压力计算时并没有单独考虑安全系数，相当于安全系数为1，也就是说土压力是荷载的标准值。因此，在进行配筋验算时，采用这种破坏模式计算得到的内力值为标准值，需要单独考虑内力的分项系数。基坑规范中要求此分项系数不小于1.25。板的设计　　桩板式挡墙采用的大部分均为预制板，通常情况下可不用单独验算，如果需要计算，按照下述方式手算即可。注：板的验算会在后续的GEO5“抗滑桩设计”和“深基坑支护结构分析”模块的更新中加入。（当前版本为GEO5 2017）　　对于同一种类型的板，选择一跨内最低端的板下边缘水平荷载（土压力或剩余下滑力）作为该类型板上的荷载，如下图所示。根据铁路路基支挡结构规范（TB10025-2006），该荷载可以乘以0.7~0.8的折减系数。　　确定作用在板上的荷载后，对于前置板（即板和桩采用钢筋链接），板和桩的连接处按照刚接处理，对于后置板（后插的预制板），板和钢筋的连接处按照铰接处理，如下图所示。　　对于后置板，其最大弯矩和剪力计算如下（其中l为一跨的板长或桩的净距。）：　　对于前置板，其最大弯矩和剪力计算如下：　　得到最大弯矩和剪力后，按照混凝土结构设计规范进行配筋验算即可。 查看全部