粘聚力c指相同材料内部的相互吸引力，粘结力a指不同材料之间的相互吸引力。当采用总应力法计算土压力时，需要考虑土的不排水抗剪强度cu和土体与结构（墙背）之间的粘结力a。粘结力很难通过实验得到，如何对它取值也是一个让广大工程师们很头疼的问题。今天就为大家推荐一些对ａ进行取值的经验方法。在GEO5用户手册“理论-土压力-结构和土体间的摩擦对土压力的影响 - 土的粘结力”章节中大家可以看到以下这段话：当采用总应力法进行土压力分析时，不仅仅需要土的不排水抗剪强度参数 φu （通常为零）和 cu，还需要知道结构和土体间的粘结力 a。粘结力 a 的值一般认为是土体粘聚力 c 的一部分。下表列举出了不同范围粘聚力 c 对应的粘结力 a 的推荐值。  在实际应用中，为了安全起见，大家可以选择相应的下限值，或者类似有效应力法中对结构和土体间摩擦角的保守取法，直接取a=0kPa因为还没有找到中国规范中对应的关于a的推荐值，因此不能分享给大家了，如果您知道哪本中国规范中有a的推荐值，请留言，我们将竭力完善，万分感激！ 查看全部

在岩土工程设计中，参数的准确取值确实很令人头疼。对于勘察数据已经提供的参数，例如内摩擦角φ和粘聚力c，取值还比较简单，但是对于一些勘察数据没有提供的参数，例如采用有效应力法计算土压力时所需的结构和土体间的摩擦角δ。很多工程师都不知道如何对δ进行取值，因此，为了保守起见，很多工程师都取δ=0，但是这样取值有时会过于保守。今天就为大家推荐一些对δ进行取值的经验方法。首先，先和大家分享一下GEO5用户手册中给出的δ参考值。在GEO5用户手册“理论– 土压力 – 结构和土体间的摩擦对土压力的影响”章节中大家可以看到以下这段话：δ 值的大小通常为 δ =1/3φ 至 δ = 2/3 φ 之间（φ为土体内摩擦角）。若取δ ≤ 1/3φ ，则可用于经处理后支挡结构背面光滑的情况（例如墙背贴有防水卷材和涂有防水覆盖层用于防水）。对于墙背未作处理的情况，δ 值不应超过 2/3 φ。当选择 δ 的值时，还需要考虑其他因素，特别是竖向力的平衡。用户应该确定结构是否能够依靠墙背摩擦传递竖向超载而不产生过大竖向变形，否则必须减小δ 的取值，因为墙背后面的摩擦可能只有一部分能发挥作用。当对上述情况不确定时，为安全起见总是设定较小的δ 值。 在GEO5用户手册“理论 – 土压力 – 结构和土体间的摩擦对土压力的影响– 不同材料之间的摩擦系数极限值表”章节中可以得到下面这张详细的δ经验值表（源于美国规范NAVFAC）：同时，这里也为大家分享一下中国规范《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）中给出土对挡土墙墙背的摩擦角δ的经验取值，以下为边坡规范中的表6.2.3：这里再分享一个小技巧：有时候大家在使用GEO5的时候如果对某些参数不知道如何取值，可以在当前界面摁F1，软件会自动打开帮助文档，并定位到相关帮助，大家只要再单击和该参数相关的超链就可以找到相关的参考值列表了。在GEO5中选择中国规范时，默认采用的土压力为库伦土压力，如果在分析设置界面改为朗肯土压力（Mazindrani(Rankin）），依然需要需要输入δ。可能有的用户会产生困惑，因为经典的朗肯土压力中δ为零。但是GEO5中的朗肯土压力是经过修正的，当输入δ=0且墙后坡面水平时，会自动退化为经典朗肯土压力。 查看全部

对于滑面位置确定或锚固段位于稳定地层（例如基岩）中，即锚固力不随滑面位置变化而变化，其锚杆（索）设计方法已在GEO5土质边坡锚杆（索）设计方法（上）中详细介绍了。对于潜在滑面位置和锚固区不能确定的土质边坡，锚杆提供的锚固力随滑面位置变化而变化，锚杆（索）设计方法有两种，其一为完全用筋材模拟锚杆（针对全粘结锚杆/锚索），详细的设计方法已在GEO5土质边坡锚杆（索）设计方法（中）中介绍。今天我们将介绍锚杆（索）设计（针对非全粘结锚杆/锚索）的第二种方法，即综合利用锚杆、筋材来进行设计。其设计流程为：1）对天然状态下的坡体进行分析，找出最危滑动面位置及相应安全系数。   图1 天然状态下最危险滑面位置注：这一步计算只是作为第二步添加锚杆的参考。2）根据最危滑动面位置、相应安全系数、剩余下滑力及工程经验，在「锚杆」设置界面中添加锚杆。这里的锚杆自由段长度可以随意设置，锚固力大小则需要根据工程经验和实际情况进行估计。图2 锚杆参数3）在「分析」界面中勾选“假定锚杆无限长”复选框，计算分析添加锚杆以后边坡最危滑动面位置。图3 分析界面中选定“假定锚杆无限长”    图4 假定锚杆无限长状态下最危险滑面位置      注：如果分析结果不满足稳定性要求，需要回到「锚杆」设置界面中对设计参数进行修改。在一定范围内，可以通过增加锚杆或锚索的锚固力来提高边坡安全系数。如果还不满足设计要求，可以适当增加锚杆（索）的排数。GEO5中很好的体现了概念设计和详细设计的理念。先通过最少的参数（方便方案调整）来确定锚杆（索）的大致方案，然后我们再对锚杆（索）进行详细设计。分析完成点击“详细结果”按钮，查看软件计算得到的所有锚杆自由段长度。图5 锚杆自由段长度值在「锚杆」界面中将所有锚杆的长度改为步骤三中自由段的长度（使其作为自由段），接着在「筋材」中依照相对应的锚杆末端点的位置（作为筋材的起点）、长度和入射角添加筋材。其中筋材的抗拉强度由锚杆（索）的抗拉强度换算得到（锚杆抗拉强度标准值/安全系数/锚杆间距），抗拔力计算选择“输入抗拔强度Tp”（Tp为锚固段每米抗拔强度/锚杆间距）。筋材滑体内端点选择“固定”。注：由于GEO5中锚杆的输入是通过长度和角度输入的，筋材是通过端点坐标输入的，因此使其角度保持一致较为困难，需要经过数学计算。在这里我们可以先把初步锚杆设计方案在GEO5导出为DXF，然后用CAD打开，并增加锚固段部分，再以模板导入GEO5中，通过模板和图形交互添加筋材，可以大大提高效率。 图6 筋材参数                   图7 快速输入筋材长度方法筋材抗拉强度公式为：其中：Kb为锚杆杆体抗拉安全系数，fy为普通钢筋抗拉强度设计值，As为锚杆钢筋截面面积。筋材抗拔强度公式为： 其中：K 为锚杆锚固体抗拔安全系数， frbk为岩土层与锚固体极限粘结强度标准值，D为锚杆锚固段钻孔直径。在「分析」界面中分析用筋材模拟锚固段后得到的最危滑面位置及相应的安全系数。一般情况下计算得到滑面位置会略有下移，安全系数可能有所降低。如果计算结果仍然满足设计要求，即说明前面的锚杆设计是可靠的（当然，锚固段计算中很多参数都是经验参数，如果有条件，请以拉拔试验结果为准）；如果不满足设计要求，则需要对锚固段长度（筋材长度）进行重新设计。　　　　　       　　　　　　　图8 筋材模拟部分锚杆最危险滑面位置                          图9 筋材模拟部分锚杆坡体分析结果 查看全部

最近有很多用户在使用GEO5设计挡土墙或者基坑时会问到软件中的某些参数怎么取值，尤其是“岩土材料”界面中的岩土材料参数如何取值的问题。今天，穿山甲科技GEO5产品团队统一回答一下大家，以帮助大家更好的理解和使用GEO5。首先，其实很多参数的取值我们已经在GEO5用户手册中有所说明，大家可以在相应的软件界面直接点击F1，即可弹出帮助文档并定位到相关章节，然后找到相关参数的超链，就可以进一步找到关于该参数的说明和取值表。这是一种比较快捷的获取相关参数如何取值的方法，同时，也可以关注我们的微信公众号“GEO5岩土设计”，我们会经常分享一些文章，告诉大家如何取值。这里，我们以挡土墙设计中的岩土材料界面为例，简要说明各个参数的取值方法，以帮助大家更好的使用GEO5。当我们启动中文版GEO5悬臂式挡土墙设计模块，进入“岩土材料”界面，并点击“添加”按钮，默认显示如下界面（其他挡土墙设计模块类似）：       这里依次说明一下各个参数的使用方法，其实用户也可以点击各个参数右边的   按钮，定位到帮助文档相关章节。1.  基本参数1.1   天然重度：即岩土体位于地下水位以上的重度。地下水位以下采用饱和重度或浮重度。1.2   应力状态：我们会在另外一个帖子（土压力计算中的有效应力法、总应力法、水土分算、水土合算的异同点）中进行详细说明，这里只指出一点，有效应力法即水土分算，总应力法不是水土合算或不完全是。详细了解推荐参考文献：总应力法计算土压力的几个问题（魏汝龙）。1.3   内摩擦角（有效应力法）：摩尔库伦破坏准则中使用的岩土体内摩擦角，为有效应力强度指标。在基坑计算中，很多用户提到勘察单位只给快剪指标，不给固结排水剪指标（有效应力指标），其实如果同时有内摩擦角和粘聚力的值，可以直接用有效应力法输入即可。GEO5用户手册中有如下说明：在某些国家，采用总应力法时，人们习惯同时设置总应力抗剪强度参数φcu, ccu。这时，在“土质边坡稳定分析软件”中，可以选择有效应力法，通过设置参数φef, cef来实现（例如中国规范中的“水土合算”）。关于为什么可以用有效应力法来输入快剪或固结不排水剪参数，我们会在另外一个帖子（土压力计算中效应力法、总应力法、水土分算、水土合算的异同点）中进行详细说明。1.4   粘聚力（有效应力法）：摩尔库伦破坏准则中使用的岩土体内摩擦角，为有效应力强度指标。对于快剪或固结不排水剪参数，使用方法同1.3。1.5   结构和土体间摩擦角：该参数取值为和结构相接触土体内摩擦角的1/3至2/3，和岩土体的性质以及结构的粗糙程度等有关。详见帖子：结构和土体间摩擦角δ的取值。1.6   不排水抗剪强度（总应力法）：对于饱和粘土，通过不固结不排水实验我们可以得到该强度指标，该使用中莫尔圆包络线为一水平线，所以摩擦角为零，不需要输入。准确的说不排水抗剪强度并不是粘聚力、内摩擦角这样的强度参数。进一步了解该参数，推荐参考文献：软黏土地基土体抗剪强度若干问题（龚晓南）。1.7   结构和土体间粘结力（总应力法）：该参数和有效应力法中的结构和土体间摩擦角类似，属于结构和土体间的接触强度参数，和土体的不排水抗剪强度以及结构的粗糙程度相关，取值为0时最为保守。详见帖子：结构和土体间粘结力a的取值。2.  静止土压力2.1   无粘性土：采用Jáky公式计算，静止土压力系数，其中φ为内摩擦角。采用此公式时，建议采用等效内摩擦角。2.2   粘性土：采用Terzaghi公式计算，静止土压力系数，其中ν为泊松比。需要注意的是，如果需要选择此公式计算静止土压力，例如岩石，即使是无粘性土，也可以选择粘性土，并输入泊松比，反之亦然。2.3   超固结土：采用Schmertmann提出的方法来计算静止土压力，静止土压力系数，其中OCR为超固结比。2.4   输入：直接输入静止土压力系数。注：关于此处的参数，很多用户会选择粘性土，于是在输入泊松比的时候就出现了困惑，因为大部分的勘察报告是不会给出泊松比的。如果一定要采用粘性土的方法来考虑静止土压力，泊松比可以选择0.30~0.35。其实很多情况下，我们可以保持默认的选择，即“无粘性土”，这样就无须为输入泊松比烦恼了。按照中国规范，在计算挡土墙或基坑支护结构时，结构后面的土压力考虑为主动土压力，即并不涉及静止土压力，软件中也是这样考虑的（悬臂式挡土墙可以考虑墙后作用土压力为静止土压力）。运用静止土压力的地方主要是“墙前抗力”，因为当挡墙埋深较深时，GEO5允许我们考虑作用在挡土墙前面的墙前抗力。通常情况下，墙前被动土压力很难达到，因此软件允许我们选择静力土压力或折减被动土压力+折减静止土压力的组合。中国规范中是不考虑墙前抗力的，也就是说如果严格按照中国规范进行设计，我们是不会用到静止土压力的，因此，这里无论采用什么方法计算静止土压力都不会对我们的计算结果造成影响，我们可以选择“无粘性土”以避免输入泊松比。当然，如果挡墙埋深很深，考虑墙前抗力更合理。3.  浮重度3.1   标准：浮重度计算公式   3.2   孔隙率、土粒重度、水重度：浮重度计算公式   详细信息请查阅GEO5用户手册“理论-土体应力-自重应力、浮重度”章节。关于有效应力法、总应力法、水土分算、水土合算，以及相应的总应力参数和有效应力参数的选取请参见下一篇帖子“土压力计算中效应力法、总应力法、水土分算、水土合算的异同点”。 查看全部

上一回介绍了锚固力不随滑面位置变化情况下的锚杆（索）设计方法，今天继续介绍锚固力随滑面位置变化时如何使用GEO5进行锚杆（索）设计。对于潜在滑面位置和锚固区不能确定的土质边坡，锚杆可提供的锚固力是随着滑面位置变化而变化的。对此，我们建议采用的设计流程为：1) 首先使用GEO5“土质边坡稳定分析模块”计算得到天然条件下边坡的最危滑动面位置和相应的安全系数。注：这一步计算只是作为第二步添加锚杆的参考。2) 根据最危滑动面位置、相应安全系数及工程经验，在「锚杆」设置界面中添加锚杆。这里的锚杆自由段长度可以随意设置，锚固力大小则需要根据工程经验和实际情况进行估计。图1 添加锚杆3) 在「分析」界面中勾选“假定锚杆无限长”复选框，计算分析添加锚杆以后边坡最危滑动面位置。图2 分析设置注：如果分析结果不满足稳定性要求，需要回到「锚杆」设置界面中对设计参数进行修改。在一定范围内，可以通过增加锚杆或锚索的锚固力来提高边坡安全系数。如果还不满足设计要求，可以适当增加锚杆（索）的排数。分析完成以后，点击“详细结果”按钮，查看软件计算得到的所有锚杆最小自由段长度。再根据设计锚固力大小和建筑边坡工程技术规范（GB50330-2013），计算出相应的锚固段长度（请参考GEO5土质边坡锚杆（索）设计方法（上））。最后锚杆的总设计长度就等于自由段与锚固段长度之和。注：有的用户认为到这一步锚杆设计就结束了，而实际上这一步计算得到最危滑面是假定锚固长度无限长条件下的最危滑面，采用设计锚杆长度计算以后，最危滑面位置可能会向下部移动。为了校核设计锚杆的可靠性，我们可以使用筋材来模拟锚杆，筋材的特点是可以计算滑动面位置变化引起的锚固强度的变化。4) 在「锚杆」参数界面中将所有锚杆的自由段长度更改为锚杆的总设计长度，接着在「筋材」中依照锚杆的位置、长度和入射角绘制添加筋材。其中筋材抗拉强度由锚杆设计锚固力换算得到，抗拔力计算选择“输入锚固长度”（对于全粘结锚杆/锚索，应选择“输入抗拔强度”，用户计算出锚杆/锚索每延米的抗拔强度输入即可），锚固长度输入上面计算得到的锚杆长度，筋材滑体内端点选择“固定”。此时，锚固力F的计算公式为： 式中：l—穿过滑面深入到土体中的加筋材料长度；     　  lk—加筋材料锚固长度； 　　  Rk—抗拉强度。图3 筋材设置最后，回到「锚杆」设置界面删除已经添加的所有锚杆，在「分析」界面中分析用筋材模拟锚杆后得到的最危滑面位置及相应的安全系数。一般情况下计算得到滑面位置会略有下移，安全系数也会有所降低。如果计算结果仍然满足设计要求，即说明前面的锚杆设计是可靠的；如果不满足设计要求，则需要对锚杆进行重新设计。注：除了上述几种方法，还可以采用锚杆和筋材组合的方法设计非全粘结的锚杆。详细介绍请点击这里。 查看全部