阐述了GEO5中悬臂式挡墙底部防滑凸榫产生土压力的取值，分析表明，凸榫引起的墙前抗力土压力是介于被动土压力和静止土压力之间的某一值。GEO5悬臂式挡土墙模块中，当整体的抗滑移稳定性不满足设计要求时，可通过在墙底设置凸榫的方式来提高整体稳定性。 在GEO5中建立如下计算模型，如图1所示：图1 悬臂式挡土墙模型GEO5中凸榫的作用有两种考虑方式，如图2所示：按倾斜基底考虑和按墙前抗力考虑。分析设置中默认的是「凸榫按倾斜基底考虑」，在默认情况下，无论我们选择何种「墙前抗力」形式，都不会影响计算结果；当我们选择「凸榫按墙前抗力考虑」时，在「墙前抗力」选项下，抗力类型选项如图3所示：  图2 凸榫作用考虑方式 图3 墙前抗力类型由上图可知，GEO5中墙前抗力有多种考虑形式：被动土压力、静止土压力、折减被动土压力等。根据被动土压力的定义，挡土结构物向土体推移，致使侧压力逐渐增大至被动极限平衡状态时的土压力即为被动土压力σp。在实际工程中，结构的位移往往很难达到被动极限状态（例如，固支的板桩结构），同时，那样大的位移通常也是不允许的，因此，作用在结构上的被动土压力往往是其某一折减值σps。折减被动土压力σps位于静止土压力σr（结构不变形）和被动土压力σp之间。图4显示了无粘性土中结构位移d从零增加到dmax（达到被动土压力σp时的位移）时，作用在结构上的土压力变化。图4 土压力值与结构变形之间的关系通过以上分析，当悬臂式挡墙底部设置了防滑凸榫时，产生的墙前抗力取值应是介于被动土压力和静止土压力之间的某一值。GEO5中在墙前抗力「抗力类型」这一选项的默认值是「静止土压力」，是比较保守的，用户可以根据自己的工程经验，选择适当的折减被动土压力类型，从而得到更加合理的计算结果。 查看全部

传统的重力式挡土墙很少用于坡高大于 8m 的地段，但在某些特殊场地条件下，采用超高重力式挡土墙依然能得到很好的支护效果和经济效益。本文采用GEO5重力式挡土墙设计模块对陕西某沙坑回填工程的重力式挡土墙设计进行了分析验算，验算结果表明，在此场地条件下采用的超高重力式挡土墙取得了很好的支挡效果。工程概况 设计采用的超高重力式挡土墙由两级重力式挡土墙组合而成，其中一级挡土墙高6m，墙顶宽2.5m；二级挡土墙高4m，墙底宽2.5m，墙顶宽1m；基础宽度为6m，高度为3m。挡土墙设计结构如图 1所示 。 图1 挡土墙结构示意图挡土墙墙身采用浆砌片石砌体结构，砌体类型为干砌勾缝石砌体，砌体的强度等级为M30，砂浆强度等级为M5。挡墙基础为条形基础，基础材料为经过压密处理级配良好的砾石。具体的岩土参数请参照表1。表1 岩土参数表 挡土墙墙后一级坡顶分布有均布条形荷载，荷载大小为10kN/m2，条形荷载宽度为2m。同时考虑地震荷载作用，抗震设防烈度为7度，地震加速度大小为0.15g。设计验算流程在「墙身截面尺寸」设置界面中设置挡土墙类型和墙身截面尺寸参数，这里软件没有提供我们所需要的挡墙类型，选择最后的，可以自定义挡墙截面形状，点击按钮，分别输入挡土墙各拐点的坐标（0,4）、（-1,4）、（-1,10）、（-6,10）、（-3.5,4）、（-2.5,4）、（-1,0），这样软件便自动生成了设计所需要的挡墙截面形状和截面尺寸。图2 墙身截面尺寸设置在「材料」设置界面中设置挡土墙墙体材料，注意结构材料选择为「圬工砌体」，砌体单位类型为「干砌勾缝石砌体」，墙身重度为22kN/m3。在「剖面土层」设置界面中设置土层深度，填土的填埋深度为10m。在「岩土材料」设置界面中设置岩土层材料，点击按钮，在弹出的设置面板中添加填土、砾石和基础材料，材料具体参数请参照表1。在「指定材料」设置界面中将刚刚添加的岩土材料指定给对应的土层。在「基础」设置界面中选择基础类型为「条形基础」，材料为「岩土体」，指定材料选择为「基础材料」，基础厚度设置为3m，左侧和右侧偏移均设置为0.5m。在「墙后坡面」设置界面中选择第七个坡面类型，墙后坡面参数请参照下图。 图3 墙后坡面设置在「超载」设置界面添加条形超载，作用类型选择「永久作用」，位置选择「坡面」，起点x和长度l均设置为2m，超载大小中输入10KN/m2。在工况栏中软件默认添加了一个工况，这里我们还需要分析地震荷载作用下的工况，点击中的加号再增加一个工况。点击工况[1]，在「工况阶段设置」界面中选择「持久设计工况」；点击工况[2]，在「地震荷载」设置界面中勾选「地震荷载分析」，抗震设防烈度选择为7度（0.15g），同时在「工况阶段设置」界面中选择「地震设计状况」。这样所有的参数就设置完成了。验算结果分析分别在持久设计工况和地震设计工况中对挡土墙进行倾覆滑移验算、承载力验算、截面强度验算及外部稳定性验算。在「承载力验算」界面中选择 「输入修正后的地基承载力特征值」，修正后的地基承载力特征值设置为300kPa，容许偏心率选择为「按偏心率验算」。在「截面强度验算」界面中设置需要验算的施工缝深度，这里需要验算的截面深度为10m，勾选「不考虑圬工砌体的抗拉强度」。验算结果表明，两种设计工况下挡土墙倾覆滑移稳定性、承载力、截面强度及外部稳定性均满足设计要求。这样便完成了所有的验算分析，在文件菜单中选择打印计算书即可生成一份完美的验算报告。 查看全部

　　阐述了GEO5中深基坑支护结构体系的两种设计计算方法：经典法和弹性法，对两种方法对理论进行了介绍，并将两者进行了对比。　　进行深基坑支护结构体系的设计计算方法主要是经典法和弹性法。经典法基于传统的极限平衡状态理论，在不考虑围护结构和土的共同作用的情况下，用经典的土力学理论计算主动土压力和被动土压力，然后求解嵌固深度、最大弯矩截面位置及最大弯矩值，最后进行支护结构设计。弹性法则是基于支护结构与其周围土体的变形协调一致的实际情况，将支护结构视作支承在一系列弹性支座上的梁（即弹性地基梁）来求解支护桩的变形与弹抗力，然后求解最大弯矩值及最大弯矩截面位置，再进行支护结构设计。　　GEO5「深基坑支护结构设计」模块中，主要采用的是经典法。该方法将内支撑和锚杆处假定为不动的连杆支座（即铰支），计算出支护结构两侧的土压力、水压力分布后，按照静力平衡计算支护结构各点的内力。软件中结构底端支座类型有固支和铰支两种，两种类型的求解过程都需要先计算出土压力零值点（即支护结构前后土压力相等的点），该点距坑底的深度由下式计算： 其中，u-零值点距坑底的深度　　σa -基坑外侧坑底处主动土压力的大小　　 K-总侧压力系数（Kp - Ka）　　γ-坑底以下土体的重度 　　底部固支的支护结构的分析假设土压力合力为零的点 N（深度u处eak- epk = 0）和弯矩为零的点相同（即等值梁法）。分析时将支挡结构被分为两部分 – 结构顶端至零值点（上端梁）和零值点至结构底端（下端梁）： 图1 底端固支支护结构的分析　　首先分析上端梁并计算锚固力 F 和零值点处的反力 R。此时，下端梁长度 x需满足其底端处的力矩为零（下端梁受反力 R 和相应土压力的作用）。为了满足剪力平衡，如图所示，计算出的下端梁长度将被延长 Δx。图2 支护结构延长Δx　　对于底部铰支的支挡结构，假设其结构底端的弯矩和剪力都等于零。软件首先假设零值点的位置即为结构底端，然后再找到满足上面假设条件的结构底端的真正位置。该位置距零值点的长度为 x（如下图）。多道锚杆支护结构的求解过程与此相同。图3 底端铰支支护结构的分析　　GEO5「深基坑支护结构分析」模块中，主要采用的是弹性法。弹性法以弹性地基梁理论为依托，需要说明的是，GEO5中采用的弹塑性共同变形法，与《建筑基坑支护设计技术规程（JGJ 120-2012）》中提到的弹性支点法相比，更加符合实际情况，关于这两种方法的对比，笔者之前专门写过帖子论证，有兴趣的读者可以查看帖子《弹塑性共同变形法vs弹性支点法》。　　经典法和弹性法作为深基坑支护结构设计计算的两种常用方法，它们之间不存在绝对对错和优劣问题。由于经典法的诸多假定，如锚杆处假设成支座，被动土压力定值，不考虑变形等，使得弹性法看起来更接近真实的受力，但如果没有经验，支锚刚度，土的m值（决定土弹簧的刚度）等取得不合适，计算出的内力就会有差异。 查看全部

1.工程概况　　该工程为重庆某山区公路边坡工程，通过分析工程地质条件，结合勘察报告，确定采用石笼挡土墙对其进行支护。本工程实例采用的是GEO5“石笼挡土墙设计模块”。2.工程参数　　设计采用的石笼挡土墙墙高5m，顶宽2m，墙面铅直，单个笼体高度1m，每级加宽0.5 m，墙底采用1.5 m砂砾石换填表土。挡土墙设计结构如图1所示。图1 挡土墙结构示意图　　石笼挡土墙墙身钢筋笼内填充碎石，可就地取材，钢筋笼参数见表1；挡墙基础为条形基础，基础材料为透水性好的砂砾石。具体的岩土参数请参照表2。　　石笼挡土墙墙后路面的车辆荷载可以用均布超载模拟，荷载大小为20kN/m2。3.工程计算　　运行GEO5石笼挡土墙设计模块，采用的分析设置如图2：图2 分析设置（1）倾覆滑移验算：（2）地基承载力验算  （3）截面强度验算（4）外部稳定性验算4.结论　　运用GEO5「石笼挡土墙设计模块」对重庆某公路边坡工程进行了分析和计算，为设计方案的可行性提供了依据，并得到了的业主的认可。 查看全部

　　简单介绍如何使用隧道开挖地层损失分析模块，采用Peck沉降预测方法，对暗挖地铁车站引起的地表沉降及对邻近建筑物造成的不良影响进行计算分析。　　　　　　本案例为三拱立柱式车站，拱顶距地表15m。车站从地表某建筑物中下方穿过，建筑物宽40m，埋深5m。平均建筑荷载为200kN。图1为车站横断面。图1 三拱立柱式车站断面图　　场地地层分布及土层物理性质如表1所示。表1 土层参数表　　在「分析设置」界面中，选择「经典理论」分析方法，经典理论选择「Peck」理论，沉降槽形状选择「Gauss曲线」，反弯点计算系数设置为2.50。  图2 分析设置　　在「建筑物」设置界面中定义建筑物位置。将坐标x1设置为0.0m，x2设置为40.0m，高度v为10.0m，深度h为5.0m。图3 建筑物位置设置　　绘制剖面土层、参照表1添加岩土材料并指定给对应的土层。　　在「截面尺寸」设置界面中添加隧道。  图4 中间隧道设置参数  图5 左侧隧道设置参数  图6 右侧隧道设置参数　　设置完所有的参数以后，在「分析」界面中查看沉降计算结果。结果可以看出地表最大沉降为31.3mm，最大水平变形为14.0mm，沉降槽长度为58.62m。  图7 地表沉降槽 图8 计算图表　　在「破坏」界面中查看隧道开挖对地表建筑物的不良影响。图9 张裂缝破坏分析  图10 沉降梯度破坏分析 查看全部

一次建模、一键点击，快速实现基坑放坡稳定性分析。　　很多国内和国外的基坑支护设计软件对带有放坡开挖的基坑设计问题中的放坡稳定性分析的处理方式都比较繁琐，以国内某深基坑设计软件来说，在设计分析带有放坡开挖的基坑工程时，不能同时对放坡的稳定性进行验算分析，而是必须要在其它的软件中重新建立放坡模型并进行计算，且需要手工将计算结果复制到计算书中，这样就给设计人员带来了很大的不便。GEO5深基坑支护结构分析模块很好地为广大基坑设计人员解决了这一问题，用户只需一次建模、一键点击，即可在边坡稳定分析模块中完成基坑放坡的稳定分析。　　现以某基坑工程为例给大家简单地演示一下如何在GEO5深基坑支护结构分析模块实现基坑放坡稳定性分析。本基坑工程开挖深度为16.6m，由于基坑开挖深度较大，为了便于施工，基坑-5m以上部分按1:0.5放坡开挖，并采用锚杆加网喷支护。坡面设置三道锚杆，竖向与水平间距均为1.5m，距离地面分别为1.6m、3.1m和4.6m。　　首先，在深基坑支护结构分析模块中完成基坑放坡模型的建立及岩土材料的设置与指定。                                 图1 基坑放坡模型　　点击「外部稳定性分析」命令，打开土质边坡稳定分析子模块，如有需要用户可以在子模块中重新定义地层及岩土材料等参数，点击「分析」命令，在「分析」设置界面中点击「重新输入」，并在放坡开挖边坡处重新绘制一条初始计算滑面。  图2 重新指定初始计算滑面　　选择分析方法和分析类型，点击「开始分析」按钮，软件自动搜索最不利滑动面位置并给出相应的安全系数，结果显示最不利滑动面的安全系数为0.92，边坡处于失稳状态，所以必须采用支护措施。 图3 无支护放坡稳定性验算　　点击「锚杆」命令，在「锚杆」界面中点击右侧的添加按钮，在弹出的设置窗口中输入锚杆参数。这里需要添加三排锚杆。　　添加完锚杆以后，点击「分析」命令，在「分析」界面中点击「重新输入」，参照图3重新指定初始计算滑面，接着点击「开始分析」按钮，软件自动搜索最不利滑动面位置并给出相应的安全系数，计算结果显示最不利滑动面的安全系数为2.15，边坡处于稳定状态，可见锚杆起到了很好的支护效果。  图4 锚杆支护放坡稳定性验算　　点击「确定」按钮，回到深基坑支护结构分析模块继续其它工况的设计分析，放坡稳定性计算结果也将自动保存到本分析模块之中。 查看全部

　　本帖简单地介绍一下如何使用GEO5有限元模块对某机场边坡的稳定性进行数值分析。　　有限元强度折减法是边坡稳定性问题中经常采用的有限元分析方法。强度折减法的基本原理是将坡体强度参数（粘聚力和内摩擦角值）同时除以一个折减系数F，得到一组新的值，然后作为新的材料参数输入，再进行试算，利用相应的稳定判断准则，确定相应的F值为坡体的最小稳定安全系数，此时坡体达到极限状态，发生剪切破坏，同时又可得到坡体的破坏滑动面。　　本帖以贵州某机场边坡加固工程为分析案例，简单介绍采用GEO5岩土工程有限元分析计算模块进行边坡稳定性数值分析的操作过程，这里要特别感谢GEO5用户提供的案例支持。图1 边坡计算模型表1 岩土材料参数表  　　工况阶段[建模]　　首先导入DXF边坡模型文件，在[分析设置]中选择分析类型为“边坡稳定分析”。在[岩土材料]界面中，根据表1《岩土材料参数表》添加岩层材料，所有岩土层材料的模型均选择“Drucker-Prager模型”。所有的岩土材料都添加完成以后，在[指定材料]界面中将材料指定给各自对应的地层。图2 指定岩土材料　　最后对模型进行网格划分操作，点击[网格生成]命令，在[网格生成]设置界面中设置网格边长为4.0m，勾选网格平滑，最后点击[启动网格生成]按钮。　　工况阶段[1]　　点击进入工况阶段[1]，在本工况中计算分析边坡在自然条件下的稳定性。在[模式]菜单中点击[激活/冻结分区]命令，将坡脚反压填土区（分区2）进行冻结操作。在[分析]界面中点击[开始分析按钮]，通过一段时间的求解即可得到边坡在天然条件下的安全系数和潜在滑动面位置。图3 边坡塑性应变分布云图　　计算结果显示自然条件下边坡稳定性安全系数为1.05，边坡已经接近滑动破坏临界状态。从边坡塑性应变分布云图中可以看到塑性应变比较集中的区域呈带状分布，这条区域带就代表了边坡潜在的滑动破坏区域。　　由于篇幅原因，在这里就不演示边坡加固工况的计算过程了，其操作方法与工况1大同小异。有兴趣的朋友还可以将计算得到结果与极限平衡法计算得到结果进行比较。 查看全部

　　GEO5岩质边坡稳定分析软件不但能分析简单的岩质边坡问题，而且能处理各种复杂的岩质边坡稳定性问题，适合于城建、公路、铁路、水利、地矿等行业，为工程建设提供实用的设计工具。本文采用GEO5岩质边坡稳定分析模块对三峡库区某岩质边坡设计进行了分析验算。验算结果表明，在此场地条件下，通过岩质边坡稳定分析，能取得很好的加固效果。工程概况　　　　　　　　　　三峡库区某边坡，由修建公路及居民点场平形成的切坡，切坡高度19~24m，坡度66°，切坡总切面面积1994m2。设计采用锚杆加固的方法对该边坡进行进一步加固。为准确获取边坡稳定信息，选取下图1作为计算简图，计算选取参数见表1。                    图1 岩质边坡稳定分析简图表1 岩土参数表 验算操作流程                                                                                                                    分析设置　　在「分析设置」中选择「中国-国家标准（GB）」，「分析类型」选择「直线滑动」。图2 分析设置坡面　　在「坡面」设置界面中绘制出坡面，点击按钮，可分别根据「坡段倾角、坡段长度、水平投影、竖向投影」中任意两个绘制多段线坡面。  图3 坡面绘制岩石　　在「岩石」设置界面中根据表1输入相关参数信息；接着在「滑动面」设置界面根据简化图1输入滑动面上点坐标，输入结构面倾角，「滑动面类型」选择「平滑」。 图4 滑动面参数设置锚杆添加　　在「锚杆」设置界面中点击按钮，分别输入锚杆各个参数，「锚固类型」选择「主动锚固」，「预加应力」为110KN。 图5 锚杆设置工况阶段设置　　在工况栏中软件默认添加了一个工况，这里我们还需要分析地震荷载作用下的工况，点击 中的加号再增加一个工况。点击工况[1]，在「工况阶段设置」界面中选择「持久设计工况」；点击工况[2]，在「地震荷载」设置界面中勾选「地震荷载分析」，输入水平、竖向地震系数，同时在「工况阶段设置」界面中选择「地震设计状况」，至此，所有的参数均已设置完成。 图6 工况阶段设置验算结果分析                                                                                                                                                 一、持久设计工况　　　　在「分析」界面中勾选计算需要的锚固力，并输入锚固力倾角，点击命令，结果显示边坡稳定性满足要求。 图7 分析验算　　点击「详细结果」按钮，可以打开详细的计算结果，包括抗滑力、下滑及安全系数。 图8 分析验算详细结果二、地震设计工况分析　　在「分析」界面中勾选计算需要的锚固力，并输入锚固力倾角，点击命令，结果显示边坡稳定性满足要求。图9 分析验算　　点击「详细结果」按钮，可以打开详细的计算结果，包括抗滑力、下滑及安全系数。图10 分析验算详细结果　　至此，所有的验算分析完成，文件菜单中选择打印计算书即可生成一份完美的验算报告。 查看全部

　　介绍了三种工程上比较常用的弹性地基模型，并对它们各自的特征进行了分析讲解。　　有基础设计经验或对基础设计比较熟悉的朋友应该清楚基础设计的最大难点在于如何描述地基对基础作用的反应，即如何确定基底反力与地基变形之间的关系。这就需要建立能够较好反映地基特性又能便于分析不同条件下基础与地基共同作用的地基模型。　　目前这类地基计算模型很多，依据其对地基土变形特性的描述可将地基模型分为三大类：线性弹性地基模型、非线性弹性地基模型和弹塑性地基模型。这里给大家简单地介绍几种工程上比较常用且应用相对比较简单的线性弹性地基模型。　　1、  温克尔地基模型（Winkler模型）　　温克尔模型是捷克工程师Winkler于1867年在计算铁路路轨时提出的一个地基模型。该模型假定地基土表面上任一点处的变形s与与该点所承受的压力强度p成正比，而与作用在其它点的应力无关，基本方程为： 　　式中：k—基床系数或地基抗力系数，kN/m3。　　Winkler地基模型的特点是把土体视为由一系列侧面无摩擦的土柱或彼此独立的弹簧组成，其变形具有弹簧变形的特点，相邻弹簧之间变形互不影响，即地基仅在荷载作用区域下产生与基底压力成正比的沉降变形，在区域外的变形为零。基底反力分布图形与地基表面的竖向位移图形相似。这种模型最大的缺陷就是没有考虑土体的连续性，忽略了土体中的剪应力作用，而土体剪应力会使地基附加应力向基底周围的土体中扩散，所以地基任一点的变形不仅取决于直接作用在该点的荷载，还与整个地基表面的荷载有关。对于抗剪强度较低的软土地基，或地基压缩层较薄，厚度不超过基础短边一半，荷载基本不向外扩散的情况，可以认为比较适用Winkler地基模型。　　2、  弹性半空间地基模型　　弹性半空间地基模型假设地基是一个均质、连续、各向同性的半无限空间弹性体。与Winkler地基模型相比，这种模型属于连续介质模型，地基表面任一点的变形不仅取决于直接作用在该点的荷载，而且还与整个地基表面的荷载有关，所以它不仅可以反映荷载作用范围内地基的沉降变形，也能反映荷载作用范围外的土体位移。按布辛内克斯推导，弹性半空间表面上受一集中竖向荷载P，则半空间表面上离作用点半径为r处的地表变形值s为： 　　式中：ν—土的泊松比；E—土的变形模量。　　弹性半空间地基模型考虑了土压力的扩散作用，可以表征土体位移的连续性，对于常见的基础宽度比地基土层小，土也并非十分软弱的情况，弹性半空间地基模型较Winkler地基模型更能反映地基的实际情况。但是，半空间模型假定E、ν是常数，且深度无限延伸，而实际上地基压缩土层都有一定的厚度，土体变形模量也会随着深度增加而增大，所以该模型夸大了地基的深度和土体的压缩性，大量的研究成果和现场观测也表明该模型的应力和变形扩散范围往往超过了地基的实际情况，所以计算得到的变形量和变形范围往往较实际情况偏大。因此弹性半空间地基模型在应用上也存在一定的局限性。　　3、  Winkler-Pasternak双参数弹性地基模型　　Winkler地基模型虽然简单直观，但不能很好地反映土体的连续性；而弹性半空间地基模型又夸大了地基的深度和扩散能力，且计算又较为复杂，难以在工程设计中得到广泛应用。为此很多学者和专家提出了介于两者之间的一类地基模型——双参数弹性地基模型。双参数弹性地基模型用两个独立的参数分别表示土体的抗压和抗剪特征，既克服了Winkler地基模型不能反映压力扩散的缺陷，数学处理上较弹性半空间地基模型又相对简单，如果参数选取适当，可以很好地描述地基的力学性能。　　这里主要介绍被国外广泛使用的Winkler-Pasternak双参数地基模型。Winkler-Pasternak地基模型在Winkler地基模型的基础上假设各弹簧单元间存在着剪切相互作用，设变形过程中基础与地基式中保持接触，地基表面任一点的变形s和压力强度p的关系可以表示为： 　　式中G称为剪切基床系数。　　Winkler-Pasternak地基模型较之Winkler地基模型和弹性半空间地基模型，其计算结果更符合实际情况，因此在基础工程设计、计算中得到了非常广泛地运用。GEO5岩土工程软件（弹性地基梁模块、筏基有限元分析模块）采用的地基模型便是Winkler-Pasternak双参数弹性地基模型，较其它使用Winkler地基模型的岩土软件，GEO5的计算结果更准确、更能真实地反地基基础情况。同时，用户不仅可以直接输入基床系数k（软件中用C1表示）和剪切基床系数G（软件中用C2表示），在没有这两个系数的情况下，用户也可以通过“由岩土材料沉降参数计算”或“由地基变形参数计算”两种方式来自动获取基床参数C1和C2，这个功能对没有试验参数或不知如何取得基床系数的用户非常有用。 查看全部