介绍GEO5土坡模块中如何计算作用在抗滑桩上的滑坡推力和滑体抗力的。　　首先，边坡安全系数SF由极限平衡法计算求得，即通过分析滑面以上各条块的受力平衡得到。确定各条块竖向分界面上的作用力Fi是边坡极限平衡分析中的重要一步（部分方法假设条块间没有作用力）。　　如果所有条块都处于极限平衡状态，那么滑体两端的作用力为零，即没有剩余下滑力。当滑体达到极限平衡状态时得到的安全系数即为边坡的实际安全系数，记为SFlim。条块间作用力（条间力）沿滑面的分布曲线称之为推力传递曲线。　　作用在抗滑桩上的滑坡推力和滑体抗力即是由设计安全系数SFs下的推力传递曲线求得。下图给出了几种不同情况下条间力Fi沿滑面的分布曲线（推力传递曲线）。推力Fi传力曲线　　图a) 给出了滑体处于极限平衡状态时的条间力Fi的分布。从图中可以看出，推力传递曲线两端均为零，即此时得到的安全系数SFlim为所计算滑面的实际安全系数。对应设计安全系数SF = SFlim ， (F0 = 0，Fn = 0)。　　图b) 给出了当滑体的安全系数SF比实际安全系数SFlim更高时所对应的推力传递曲线。此时，假设滑面最上方条块后的条间力Fn为零，那么滑面最下方条块前则必须作用有非零条间力F0,b。也就是说，为了让滑体达到安全系数SF，滑体最下端必须作用有大小为F0,b的抗滑力，该力即为安全系数SF下的剩余下滑力。对应设计安全系数 SF > SFlim，且坡顶推力为零。　　图c) 给出了当滑体安全系数SF比实际安全系数SFlim更高时所对应的推力传递曲线，但是，此时假设滑面最下方条块前的条间力F0为零。因此，滑面最上方条块后的条间力Fn,c则不为零。即为了让滑体达到安全系数SF，滑体最上端必须作用有大小为Fn,c的拉力。对应设计安全系数 SF > SFlim，且坡脚推力为零。　　图d) 给出了当在x点处添加抗滑桩后的设计安全系数为SF 时推力传递曲线。x点处的前半部分对应图c)，用于确定x点处的桩前滑体抗力P。x点处的后半部分对应图b)，用于确定x点处的桩后滑坡推力T。推力T和抗力P之差即为作用在抗滑桩上的荷载。注：当P计算说明。 查看全部

　　GEO5中有很多种方法来分析地基的固结沉降，其中就包含分析主、次固结沉降的Ladd法或又称Buismann法，且「荷兰NEN规范」也是采用的这种方法。软件默认选择的是「压缩模量法」，用户也可以在分析设置——编辑当前分析设置——分析方法的选项中选择不同的分析方法，如图所示：1．压缩模量法　　压缩模量法是比较常用的分析地基固结沉降的方法，包含压缩模量Eoed的方程可以计算基础下方第i层地基土的沉降量：　　其中：　　σz,i—第i层地基土的平均竖向附加应力；　　hi—第i层地基土的厚度；　　Eoed,i—第i层地基土的压缩模量。　　可以为每层地基土直接输入压缩模量Eoed或根据压缩曲线（σef / ε关系曲线）来确定压缩模量Eoed。当采用压缩曲线来确定时，每层地基土的压缩模量Eoed值等于相应初始自重应力和加载后应力（自重应力+附加应力）范围内算出的压缩模量。如果无法得到压缩模量Eoed，软件可以通过变换变形模量Edef来得到Eoed。2．压缩常数法　　压缩常数C的方程可以计算基础下方第i层地基土的沉降量：　　其中：　　σor,i—第i层地基土的平均竖向自重应力；　　σz,i—引起地基土压缩的竖向附加应力（例如上部结构超载引起的应力增量）；　　hi—第i层地基土的厚度；　　Ci—第i层地基土的压缩系数。　　软件允许输入压缩常数Ci或者压缩常数C10（软件会自动完成变换）。3．压缩指数法　　含压缩指数Cc的方程可以计算基础下方第i层地基土的沉降量：　　其中：　　σor,i—第i层地基土的平均竖向自重应力；　　σz,i—引起地基土压缩的竖向附加应力（例如上部结构超载引起的应力增量）；　　E0—初始空隙比；　　hi—第i层地基土的厚度；　　Cc,i—第i层地基土的压缩指数。4．软土模型法　　软土弹塑性模型由剑桥大学提出，并引入了修正压缩指数λ。该分析方法假设岩土体的体积应变在自然对数坐标系下和岩土体的平均有效应力成线性关系。因此，第i层地基土的沉降量由下式计算：　　其中：　　σor,i—第i层地基土的平均竖向自重应力；　　σz,i—引起地基土压缩的竖向附加应力（例如上部结构超载引起的应力增量）；　　hi—第i层地基土的厚度；　　λ—第i层地基土的修正压缩指数。　　修正压缩指数λ通常可以通过三轴压缩实验得到。如果无法得到修正压缩指数λ，也可以输入压缩指数CC和孔隙比平均值e（如果孔隙比平均值也无法得到，也可以输入初始孔隙比eo），然后软件将根据这些参数来计算一个近似的修正压缩指数λ。5．荷兰NEN (Buismann, Ladd)法　　该方法可以同时考虑主固结沉降和次固结沉降。采用此法进行计算时，可以考虑超固结土。（1） 主固结沉降①超固结土（OCR > 1）的第i层固结沉降量由下式计算：　当σor + σz ≤ σp 时（当前竖向应力及其增量的和小于先期固结压力）： 　当σor + σz > σp时（当前竖向应力及其增量的和大于先期固结压力）：　　其中：　　σor,i—第i层地基土的平均竖向自重应力；　　σz,i—引起地基土压缩的竖向附加应力（例如上部结构超载引起的应力增量）；　　σp,i—第i层地基土的先期固结压力；　　E0—初始空隙比；　　hi—第i层地基土的厚度；　　Cc,i—第i层地基土的压缩指数；　　 Cr,i—第i层地基土的回弹指数。② 正常固结土（OCR= 1）的第i层固结沉降量由下式计算：　　其中：　　σor,i—第i层地基土的平均竖向自重应力；　　σz,i—引起地基土压缩的竖向附加应力（例如上部结构超载引起的应力增量）；　　E0—初始空隙比；　　hi—第i层地基土的厚度；　　Cc,i—第i层地基土的压缩指数。（2） 次固结沉降　　第i层地基土的次固结沉降由下式计算：　　当σor + σz ≤ σp 时（当前竖向应力及其增量的和小于先期固结压力）：　　当σor + σz > σp时（当前竖向应力及其增量的和大于先期固结压力）：　　其中：　　hi—第i层地基土的厚度；　　Cαr,i—第i层地基土先期固结压力下的次固结系数；　　Cα—第i层地基土的次固结系数；　　tp—主固结沉降完成的时间；　　ts—次固结沉降的时间（从施荷瞬间算起）。6．Janbu法　　此法基于非线性弹性变形原理，可以用一个包含两个无量纲参数的函数来描述岩土体的应力应变关系。这两个参数和岩土材料的性质有关，分别为应力指数j和Janbu模量m。通过变形模量Et计算出应变ε，然后对应变进行积分，便可以得到计算沉降量的方程。7．扁铲约束模量法　　在仅能竖向排水的条件下，定义在σvo点的切线模量为扁铲约束模量MDMT [MPa]。MDMT 通过扁铲侧胀实验得到。　　第i层地基土的沉降量可用下式计算：　　其中：　　σz,i—第i层地基土压缩的平均竖向附加应力；　　hi—第i层地基土的厚度；　　MDMT—扁铲约束模量。　　此法基于Marchetti方法，引入约束模量MDMT 或体积压缩系数mV进行沉降分析。该方法采用线弹性模型，假设沉降量与荷载成一定的比例关系，但是不能解决非线性沉降问题。　　更多关于GEO5地基固结沉降分析模块中有关分析固结沉降的方法，大家可以查阅GEO5用户手册的「理论/地基固结沉降分析」章节，里面有不同分析方法的详细介绍。 查看全部

　　加筋土挡土墙设计应进行内部稳定性验算，验算的内容包括拉筋强度验算和拉筋抗拔稳定验算等。对于拉筋强度验算，各个行业规范给出的验算方法基本一致，以《公路路基设计规范》为例，规范给出的拉筋拉力计算公式为：　　式中：　　Ti—第i层筋带所承受的水平拉力（kN）；　　∑σhi—第i层筋带处面板上的水平土压力（kPa）；　　Sx—筋带之间水平间距；　　Sy—筋带之间垂直间距。注：当采用连续土工格栅筋带时水平间距取1。　　很明显，规范提供的计算方法适合于竖向等间距铺设的筋带，而对于非等间距铺设的筋带，计算间距是不好确定的，规范也没有对此提出明确的说明，即使仍采用规范使用的计算方法，得到的结果误差也是很大的。　　现以某加筋土挡土墙设计为算例，分别采用GEO5「加筋土式挡土墙设计」模块和某岩土计算软件中挡土墙设计模块进行内部稳定性验算，通过与国内某岩土计算软件计算原理的对比和分析，说明了GEO5「加筋土式挡土墙设计」模块计算结果的可靠性和准确性。加筋土挡土墙计算模型如下：挡墙高6m，共铺设三层不等间距土工格栅，第一、二、三层（从下往上）土工格栅距离地面的高度分别为2.0m、3.0m和5.0m。图1加筋土挡土墙计算模型　　通过计算，两款软件计算得到的筋带水平拉力如下：表1筋带水平拉力结果对比　　根据某岩土软件的计算结果，可以看到它采用的筋带水平拉力计算方法是：用筋带处面板上的水平土压力乘以筋带与上一层筋带之间的土层厚度，而对于最上一层筋带，乘以的是筋带与墙顶之间的土层厚度（图2所示）。这种非等距筋带垂直计算间距的选取方法是很不科学的，合理的取法应该是取筋带与上下层筋带中点之间的土层厚度（图3所示），这样计算得到的结果才更准确。实质上规范给出的筋带拉力计算公式是为了方便设计人员手工计算而经过简化的公式，按照规范的思路，准确的计算公式应该为：式中：　　—筋带之间的垂直间距。图2某岩土软件筋带垂直计算间距取法图3  GEO5筋带垂直计算间距取法　　所以作为岩土计算软件，不充分利用计算机强大的计算功能，却仍然采用适用于人工计算的简化公式，也是非常不合理的。而GEO5岩土工程软件取筋带与上下层筋带中点之间的土层厚度作为筋带垂直计算间距，采用准确的积分计算方法来计算筋带水平拉力，得到的结果更准确也更可靠。如本算例GEO计算得到的最大筋带水平拉力位于第一层筋带，拉力为92.02kN，而某岩土软件计算得到的最大筋带水平拉力位于第二层筋带，拉力为50.00kN，其计算结果误差较大，如果作为设计依据，极可能产生工程事故。 查看全部