拉力型锚杆由于受力机理的不同，如不能采取较高的锁定值时，建议必须超过新规范要求的下限，尽量接近标准值，同时还要增加抽检比例，尽可能在开挖前多暴露锚杆施工质量离散性的问题。在有条件的情况，建议桩锚围护结构尽量采用压力型锚杆，同时压力型锚杆还具备可回收功能，符合潮流。首先，根据受力机理，可将预应力锚杆分拉力型锚杆、压力型锚杆两大类：1．拉力型锚杆是靠锚固段的摩擦力提供抗拔力，故锚的设计锚固段较长占到整根锚长度的2/3，自由段为1/3。2．压力型锚杆普通压力型锚杆是靠锚固段的摩擦力提供抗拔力，故锚的设计锚固段较长占到整根锚长度的2/3，自由段为1/3；压应力型分散型锚杆是依靠锚固端承力提供抗拔力，故锚的设计锚固段均在3~4米，自由段很长，一般15~25米。根据我们多年的锚杆施工经验，发现在锚杆锁定值（初始预应力）值方面，两种锚杆的设置有着本质的区别。1.为什么多数拉力型锚杆的锁定值（初始预应力）不能大？拉力型锚杆的锁定值一般为锚杆轴向拉力标准值的75%~90%，锚杆内力随基坑开挖而逐渐增大，最终达到标准值，在增长的过程中，基坑的位移增大，但控制在设计范围内。例如设计标准值为450kN时，锁定200kN，基坑的支护如下图：而如果拉力型锚杆的锁定值过大，随着基坑开挖而逐渐增大，滑裂面也逐步向坑外扩散，虽然基坑的位移不会有太大增长，但锚杆内力会超过轴向拉力标准值甚至设计值，较为危险。只有在锚杆的自由段较长，距离滑裂面非常远的时候，锁定值可以提高。而由于常规情况下局部锚固段在滑裂面影响范围中，导致该部分锚固段锚固力失效，有效锚固段减小，同时失效的锚固端钢绞线弹性变形瞬时产生，导致基坑位移急速增加且锚固力的减少，基坑可能出现危险状态。如上例，设计标准值为450kN时，锁定450kN，基坑的支护如下图： 2. 压力型锚杆的锁定值为什么不能小？压应力分散型锚杆的自由段非常长，占总长的80%以上，锚固段较短，占总长的20%以下。普通压力型锚杆自由段较压应力分散型锚杆稍短，在作用机理上相类似。以20米锚杆为例：4索直径15.2的钢绞线，锚固段3米，自由段17米，设计标准值450kN，如果锁定值200kN，那么会出现何种结果？200kN时，17m的自由段钢绞线的弹性变形是34mm；450kN时，17m的自由段钢绞线的弹性变形是76mm。也就是说基坑从开挖到坑底，仅锚杆的变形就有42mm！！！所以，压应力分散型锚杆的锁定值一定要大！例如设计标准值为450kN时，锁定200kN，基坑的支护结果如下图：如上例，设计标准值为450kN，锁定值（初始预应力）为450kN，基坑的支护结果如下图：其余各规范对锁定值的规定：结论从基坑安全角度上讲，由于锚固机理的不同，压力型锚杆本身要求的锁定值高，而锁定值高相当于根根检验，那么在基坑开挖前就可以确定锚杆的质量情况，如果锁定值达不到要求，可以采取补锚等措施，确保基坑更安全、可靠，建议设计时提高压力型锚杆的锁定值，超过标准值并靠近新规范要求范围的上限值。 查看全部

GEO5是一款非常容易学习和掌握的岩土设计软件，我们根据软件特点、学习和教学经验，建议大家采用下面的顺序和思路进行GEO5软件学习，多数用户反馈可以在1个小时内掌握GEO5的基本操作和目标模块的使用。第一步： GEO5基础功能学习内容：学习GEO5所有模块通用的基础功能。库仑问答地址：《GEO5入门课程》第一节《基本操作—窗口布局与基本操作》腾讯课堂地址：GEO5初级培训课程百度云下载地址：https://pan.baidu.com/s/1zfytVc9LKdgLXsTSkeXNHA 密码：s3ce第二步：根据项目需要，在岩土问题九大解决方案中选择具体解决方案对应的软件模块进行基础学习。内容：针对岩土解决方案（边坡稳定分析、挡土墙设计、基坑设计、浅基础设计、深基础设计、固结沉降分析、隧道设计、三维地质建模、有限元分析），学习相应软件模块的基本操作。库仑问答地址：《GEO5入门课程》第十节《边坡稳定分析》腾讯课堂地址：GEO5初级培训课程百度云下载地址：https://pan.baidu.com/s/1zfytVc9LKdgLXsTSkeXNHA 密码：s3ce至此便可以基本掌握GEO5软件的使用操作。如果想进一步提高对计算理论的理解和灵活使用GEO5的水平，可以进行第三步学习。第三步：GEO5高级课程学习内容：学习GEO5各解决方案下各个模块的计算原理，各个参数的取值方法，以及在实际岩土工程设计项目中需要注意的一些问题和使用技巧。库仑问答地址：《GEO5高级课程》第一节《基坑设计—土压力计算和基坑设计模块原理》腾讯课堂地址：https://ke.qq.com/course/269426百度云下载地址：https://pan.baidu.com/s/1VOdf8KrUsMUPPmiSr5UO8g 密码：ykx3文档学习资料此外，对喜欢阅读文档教程进行软件学习的朋友，我们提供了设计和用户手册，大家可以根据自己的需要选择学习。GEO5工程设计手册：点击这里GEO5工程实例手册：点击这里GEO5用户手册：即GEO5自带帮助文档，关于帮助文档的使用请访问：GEO5入门课程-帮助文档。在线地址：GEO5在线帮助。库仑问答GEO5话题：可以在库仑问答的「话题」页面中选择感兴趣的话题文章和问答进行学习。地址：GEO5话题广场最后，在任何时候都可以通过F1键获取GEO5软件的自带帮助，而且帮助文档会根据当前所在的软件窗口自动定位到相应的帮助部分。同时，也可以在库仑问答平台中发布问题，我们的技术人员、专家或者工程师都会为您即时解答。对于已经购买了GEO5的客户，您还可以向我们的销售工程师申请VIP通道权限：库仑VIP通道简介。 查看全部

今天给大家介绍一下GEO5针对多排抗滑桩的桩前滑体抗力和桩后滑坡推力所采用的计算方法。图1 多排抗滑桩　多排抗滑桩的计算主要有三种方法：直接考虑桩身承载力、考虑桩身承载力之比和分段完全支挡。现在以双排抗滑桩为例分别介绍一下这三种方法的主要思路：图2 双排抗滑桩示意图注：图中Fa´为条块1对桩A的滑体抗力，Fa为条块2对桩A的滑坡推力；Fb为条块2对桩B滑体抗力，Fb´为条块3对桩B的滑坡推力；Fa抗和Fb抗分别为桩A和桩B的最大抗滑承载力。Fa´和Fb´计算比较容易，这里主要是确定Fa和Fb的大小。1、直接考虑桩身承载力这种方法的基本思路是：计算Fa时（即确定条块2、3对桩A产生的推力），将Fb抗带入极限平衡方程中，这样计算得到的Fa值要小于没有考虑Fb抗的情况。在计算Fb时，再将Fa抗带入到极限平衡方程计算，这样得到的Fb要大于没有Fa抗考虑的情况。这种计算方法的缺陷是：1、当Fb抗较大时，例如当Fb抗大于Fb´，桩B会对条块2产生拉力作用，这样得到Fa值就会偏小甚至出现负值，这显然是错误的。同样当Fa抗较大时，Fb可能成为主动力，这显然也是不符合实际情况的。2、混淆了安全系数计算和桩受力计算两种不同的概念。安全系数计算考虑的是桩的极限承载力状态，桩受力计算考虑的是边坡的极限平衡状态，计算桩A和桩B的受力应该考虑的边坡的极限平衡状态，而这里采用抗滑桩极限承载力等于是混淆使用了安全系数的计算方法。2、考虑桩身承载力之比我们知道抗滑桩受力计算考虑的是边坡的极限平衡状态，所以如果将方法1中的Fa抗和Fb抗最大承载力调整为边坡处于极限平衡状态时所能发挥出的大小，那么计算出的Fa和Fb便是处于边坡极限状态下的滑坡推力和滑体抗力。GEO5便是采用了这种计算方法。首先，软件通过迭代计算得到修正抗滑桩承载力。所谓的修正抗滑桩承载力指的就是边坡极限状态下所对应的抗滑桩承载力值。其计算方式是将输入的每排抗滑桩最大抗滑桩承载力Vu乘以相同的参数K，使Vu同时增大或减小，通过迭代计算，直到计算安全系数（桩极限承载力状态）等于设计安全系数（边坡极限设计状态），最终得到的Vu·K便是修正抗滑桩承载力。然后与方法1一样，将修正抗滑桩承载力带入极限平衡方程计算出Fa和Fb。这种方法优势是：1、最终状态为边坡的极限状态，符合桩受力计算假设条件，计算得到的Fa和Fb比较符合实际情况。2、Fa和Fb的大小与抗滑桩最大承载力Fa抗和Fb抗无关，只和Fa抗和Fb抗的比例有关。3、分段完全支挡这种方法的思路相对比较简单，即假设桩B完全支挡条块3，桩B对条块2没有作用力，从而Fb=0。这种方法的缺点是：1、因为假设Fb=0，所以抗滑桩B的设计会偏保守，实际上条块2会对桩B作用一定的抗力。2、因为计算Fa时没有考虑条块3传递下来的推力作用，所以桩A的设计会偏危险。综上所述，在做多排抗滑桩设计计算时，我们建议采用GEO5使用的第2种计算方法，这种方法思路清晰可靠，计算结果也比较合理。注：如果有的工程师想采用第三种方法进行模拟，在GEO5中只要创建多个工况，分别模拟即可。 查看全部

在GEO5“深基坑支护结构分析”模块中，软件默认选择的是实际工程中常用的“施密特（Schmitt）法”。施密特法计算土的水平反力系数公式如下：其中：    EI—结构刚度；    Eoed—压缩模量。由计算公式可知，施密特法所得土的水平反力系数值取决于土的压缩模量和结构的刚度。在实际使用中，软件要求用户在岩土材料参数中输入相应岩土材料的“泊松比”和“压缩模量”或“变形模量”，如下图：通常情况下，国内的勘察报告只给出“压缩模量”而不给出“泊松比”，因此，很多用户问道如何为“泊松比”取值。其实，由上面的计算公式可知，计算水平反力系数时并没有用到“泊松比”，这里输入的“泊松比”仅仅是用于将“变形模量”转换为“压缩模量”，也就是说，当我们以“压缩模量”作为变形参数输入时，“泊松比”对计算结果没有任何影响。这样，我们就可以根据勘察报告直接输入“压缩模量”，并输入一个任意的“泊松比”值，例如0.3。注：关于施密特法的更多信息，请参考以下文献：Schmitt. P.(1995). "Estimating the coefficient of subgrade reaction for diaphragm wall and sheet pile wall design", in French. Revue Française de Géotechnique, N. 71, 2° trimestre 1995, 3-10 查看全部

使用GEO5深基坑支护结构分析模块时，会碰到一个重要的参数——土的水平反力系数kh。土的水平反力系数（modulus of horizontal reaction of a soil body）的概念相当于Winkler（文克尔）弹性地基梁中的弹性刚度（spring stiffness inthe Winkler model），弹性地基上的作用力与土层变形之间的关系可由下式得出：p=ky其中：    p—沿岩土材料和刚性板界面作用的荷载；    k—Winkler（文克尔）弹性刚度；    y—钢板的垂直位移。在GEO5深基坑支护结构分析模块中设置土的水平反力系数时，软件提供了以下7种选项（已经发布的2017版增加到8种）：1)  输入结构前后沿深度分布值（用户自定义结构前后的水平反力系数）2)  岩土材料参数中直接输入（线性或非线性）3)  依据Schmitt（施密特）法计算4)  依据CUR166法（荷兰规范）计算5)  依据Ménard（梅纳）法计算6)  依据Chadeisson（查德森）法计算7)  利用岩土材料的变形参数迭代计算其中第一种方法为自定义，用户可以自定义任何一种水平反力系数沿深度的分布形式。以下主要为大家解读后面六种水平反力系数的计算方法。1. 岩土材料参数中直接输入（线性或非线性）当选择该选项时，需要在「岩土材料」界面中定义岩土材料参数时输入相应岩土材料的水平反力系数值，且可以选择水平反力和土体位移的关系为线性或非线性。当水平反力和土体位移为线性时，即水平反力系数为一恒定值，这和我国常用的K法是类似的。水平反力系数的值只与岩土材料有关，和土体深度已经土体位移均无关。当水平反力和土体位移为非线性时，水平反力和土体位移的关系曲线如下图所示，图中曲线的斜率即为水平反力系数。在软件中，用户需要确定Kh1，Kh2，Kh3即相应达到最大位移的百分比A1和A2的值。2. Ménard法基于旁压试验的测量结果，Ménard得到下列表达式：其中：    EM —旁压模量，也可以用岩土材料的压缩模量代替；    a —以固支结构底端深度为依据的特征长度，根据Ménard假设，位于坑底以下2/3结构嵌固深度处；    α —岩土材料流变系数。注：软件中，用户可以直接通过岩土参数来输入旁压模量和流变系数，也可以直接输入旁压试验结果，由软件根据旁压试验结果来结算。关于流变系数的经验取值，请查阅软件帮助文档。3. Chadeisson法R. Chadeisson根据对不同岩土材料下基坑支护结构位移的测量，以及计算得到的达到被动土压力时结构的位移量，推导出了计算水平反力系数的表达式：其中：    E.I —结构刚度；    γ —土的容重；    Kp —被动土压力系数；    K0 —静止土压力系数；    c´ —有效粘聚力；    Ap —粘聚力影响系数（取值范围为 1-15）。4. 迭代法根据岩土材料的变形特征通过自动迭代运算得到水平反力系数。基本假设 - 随着土压力的改变，结构受力状态发生改变时，以变形模量 Edef [MPa]定义的弹性子空间的变形与结构的变形是一样的。因此，迭代过程中需要找到Kh[MN/m3]的一个特定值，使得结构和邻近岩土材料的变形相一致。当对Kh进行迭代分析时，不考虑结构的塑性变形。5. 荷兰规范CUR 166以下表格列出了在荷兰（在荷兰规范CUR 166中有描述）进行的试验中测量得的水平反力系数的值。表格中列出了割线模量的值，在软件中被直接转化为水平反力系数。6. Schmitt法GEO5中用Schmitt法计算土的水平反力系数，可以查看文章：GEO5中施密特法计算土的水平反力系数的参数选取。关于土的水平反力系数更多、更详细的介绍，大家可以查阅GEO5的用户手册，“理论/深基坑支护结构分析/土的水平反力系数”章节，里面有详细的介绍。 查看全部

依据中国规范计算土的水平反力系数主要基于《建筑基坑支护技术规程（JGJ 120-2012）》，共有三种方法，即m法、c法和k法。采用m法时，水平反力系数计算公式为：其中：m-土的水平反力系数的比例系数 [kN/m4]；       　z-计算点距地面的深度[m]；      　 h-当前工况阶段下的基坑开挖深度[m]其中土的水平反力系数的比例系数m宜按桩的水平荷载试验及地区经验取值，由于缺少试验和经验，在《建筑基坑支护技术规程（JGJ 120-2012）》建议由下列公式计算：其中：c-土的粘聚力[kPa]；　　　φ-土的内摩擦角[°]；　　　vb-挡土构建在坑底处的水平位移量[mm]，当此处的水平位移不大于10mm时，可取vb=             10mm。采用c法和k法时，水平反力系数计算公式为：当指数 n = 0.5时，即为c法，a = c (kN/m3.5)。当指数 n = 0时，即为K法，a = K (kN/m3)。当指数 n = 1时，即为m法。其三者关系可由下图展示：当基坑工程中涉及桩支护时，由于嵌固处（坑底）上方没有土体，因此其坑底处水平反力系数的初始值A取值为0。但是，对于边坡工程中涉及到抗滑桩支护时，由于嵌固处上部有滑体覆盖，在上部土体重力的作用下嵌固段土体会产生压实（应力增大），和基坑嵌固段的土体应力状态并不相同，因此，m的初始值并不为零（如上图中的m法和c法，橙色线为嵌固处）。因此，在使用GEO5「抗滑桩模块」时有必要对嵌固（坑底）处水平反力系数的初始值A进行取值。依据中国规范计算和上述说明，A的取值方法分别如下：    K法：                   A = 0    c法：                  A ≈ c*h10.5其中：h1-上覆滑体厚度[m]；       　c-嵌固处土体的c值；m法：                  A ≈ m*h1其中：h1-上覆滑体厚度[m]；      　 m-嵌固处土体的m值。因此依据上述相关公式，GEO5抗滑桩分析模块中嵌固（坑底）处水平反力系数的初始值A还是很容易取值的。实际应用中，出于保守考虑，A值可以进行适当折减。 查看全部