针对加筋土挡土墙设计验算，规范并没有对挡土墙内部滑移稳定性提出验算要求，那我们在进行加筋土挡土墙设计时是否就不需要再对内部滑移稳定性进行验算呢？　　加筋土挡土墙指的是由填料、拉筋和墙面板组成的由加筋土承受土体侧压力的挡土墙。因为加筋土是柔性结构物，能够适应地基轻微的变形，填土引起的地基变形对加筋土挡土墙的稳定性影响比对其他结构物小，地基的处理也较简便；同时，加筋土挡土墙抗震性较好，造型美观，造价也比较低廉，所以在公路、铁路、煤矿工程中都有着非常广泛的应用。 图1 加筋土挡土墙结构　　有过加筋土挡土墙设计经验的朋友都知道，根据各类规范的要求，加筋土挡土墙设计都应进行墙体外部稳定性验算和筋材内部稳定性验算，其中内部稳定性验算包括筋材的强度验算和筋材的抗拔验算。然而无论是《公路路基设计规范》、《铁路路基支挡结构设计规范》还是《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》等涉及加筋土挡土墙设计的规范都没有对加筋土挡土墙内部滑移提出验算要求。这里所说的内部滑移验算指的是验算挡土墙沿筋带表面发生滑移破坏的可能性，不同于外部稳定性验算中的挡土墙整体抗滑稳定性验算。既然规范没有对加筋土挡土墙内部滑移稳定性提出验算要求，那我们在进行加筋土挡土墙设计时是否就不需要对内部滑移稳定性进行验算呢？　　填料的内摩擦角往往要大于筋带与填土间的摩擦角，如果只针对抗滑研究的话，我们可以把每一条筋带看作是填土中的软弱夹层，所以在主动土压力作用下，挡土墙就有可能沿着筋带表面发生滑移破坏。现在以某加筋土挡土墙设计为例，采用GEO5「加筋土式挡土墙设计」模块分别对挡墙的整体抗滑稳定性和内部滑移稳定性进行验算。图2 加筋土挡土墙设计模型　　验算结果显示，整体滑移稳定性的安全系数为 1.49，满足设计要求；内部滑移验算的最危险滑移面为最底层筋带表面，安全系数为1.26，不满足设计要求。在这种情况下，挡土墙就有可能沿着最底层筋带表面发生滑移破坏。所以小编在这里提醒一下广大的设计猿们，在进行加筋土挡土墙设计验算时，最好对挡墙的内部滑移稳定性一并进行验算，如果发现挡墙有可能沿某一筋带表面（一般为最底层筋带表面）发生滑移破坏，要及时变更设计（通常需要增大筋材长度），直到满足设计要求。然而值得欣慰的是， GEO5「加筋土式挡土墙设计」模块包含了「内部滑移验算」部分。 查看全部

　　本文主要介绍不同规范规定的加筋土挡土墙筋带抗拔力的验算方法。　　还是那句话，有过加筋土挡土墙设计经验的朋友都知道，加筋土挡土墙设计应进行内部稳定性验算，验算的内容包括筋带强度验算和筋带抗拔稳定验算等。对于筋带强度验算，我们在《加筋土挡土墙需要进行内部滑移验算吗》一文中已经讨论过，这一回就来谈一下如何对筋带的抗拔稳定性进行验算。　　对于筋带抗拔力，各个行业规范给出的计算公式相同，以《铁路路基支挡结构设计规范》为例：  式中：　　Sfi—筋带抗拔力(kN)；　　δvi—第i层面板所对应筋带上的垂直压应力 (kPa)；　　a—筋带宽度 (m)；　　Lb—筋带的有效固结长度 (m)；　　f—筋带与填料间的摩擦系数，应根据抗拔试验确定，当无试验数据时，可采用0.3～0.4。　　但是在简化破裂面的选取上每个规范却存在着显著的差别。所谓的简化破裂面，指的是加筋体非锚固区（活动区）与锚固区（稳定区）的分界面，这个分界面的选取对筋带抗拔力的计算非常重要，因为它涉及到筋带有效锚固长度的确定。　　《铁路路基支挡结构设计规范》中采用的简化破裂面如下图所示，以挡墙中点为分界点，以上取0.3H作为分界线，以下取墙趾至上分界线与挡墙中线交点的连线作为分界线，分界线与挡墙共同组成的区域便是非锚固区，其它区域即为锚固区。图1《铁路路基支挡结构设计规范》中采用的简化破裂面　　《公路路基设计规范》中采用的简化破裂面如下图所示，以穿过墙趾并与水平面夹角为β（β=45°+φ/2，β为墙后填土的综合内摩擦角）的线为分界线，与bH=0.3H分界线的交点作为分界点，两条分界线与挡墙组成的区域即为非锚固区。图2《公路路基设计规范》中采用的简化破裂面　　《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》根据筋带刚度模量将筋带分为刚性筋带和柔性筋带，两种筋带的简化破裂面有着不同的取法。其中刚性筋带破裂面的取法与《公路路基设计规范》采用的取法相同，柔性筋带则采用朗金破裂面，即穿过墙趾并与水平面夹角为的分界线。图3《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》中采用的简化破裂面　　参照上述规定，即可确定加筋土挡土墙破裂面的形状，从而可以确定筋带的有效固结长度，根据筋带抗拔力计算公式即可得到筋带的抗拔力。　　最后，在筋带抗拔验算上各个规范也存在着一些差别。　　其中《铁路路基支挡结构设计规范》要求分别检算全墙抗拔稳定和单板抗拔稳定，全墙抗拔稳定计算公式为：(1-2)式中：　　∑Sfi—各层筋带摩擦力的总和 (kN)；　　∑Exi—各层筋带承受水平土压力的总和 (kN)。　　同时要求全墙抗拔稳定系数不应小于2.0，且单板抗拔稳定系数 Sfi/Exi也不宜小于2.0，条件困难时可适当减小，但不得小于1.0。　　《公路路基设计规范》规定的单一筋带的抗拔稳定性公式为： (1-3)式中：　　γ0—结构重要性系数；　　　　　γ1—筋带抗拔力计算调节系数。　　《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》规定的抗拔稳定性公式为：   要求安全系数Ks≥1.3。　　对于GEO5加筋土式挡土墙设计模块，在「分析设置」界面“挡墙分析”选项卡中（如下图），当「内部稳定性」选择相应的规范时，则采用相应的简化破裂面形状。对于水工结构物，如果是刚性筋带，我们选择《公路路基设计规范》即可，如果是柔性筋带，我们则选择「标准– 直线滑面」即可。相应的内部稳定性安全系数，我们也可以在该选项卡中设置。 　　加筋土挡土墙筋带抗拔力的验算方法就介绍到这里，希望对大家有所帮助。 查看全部

　　采用GEO5「深基坑支护结构分析」模块，对上海某基坑开挖进行分析，为工程顺利开展提供了技术支持。1.工程概况　　该工程为上海某工厂货仓建造工程基坑。该基坑深度5.5m，根据分段开挖支护原则，先开挖3.5m，采用素混凝土板+锚杆进行支护，带支护完成进行下一步开挖，开挖至设计深度5.5m。本工程实例采用的是GEO5「深基坑支护结构分析」模块。2.工程参数（1）岩土材料基本参数参数（2）材料参数　　混凝土板采用C30混凝土，配筋型号为HRB400，锚杆参数如下所示：3.工程计算　　运行GEO5「深基坑支护结构分析」模块，采用的分析设置为：中国-国家标准（GB）。该分析设置采用的规范为：混凝土结构设计GB 50010-2010；钢结构规范GB 50017-2003。第一阶段：该阶段开挖深度为3.5m。（1）土压力与位移关系图（2）内力分布图 （3）位移+土压力分布图　　由分析结果可知，第一阶段结构内力最大值分别为：剪力最大值（每延米）=25.16kN/m；弯矩最大值（每延米）=48.36 kNm/m；位移最大值=9.5mm。位移最大值满足设计要求。第二阶段：第一阶段开挖完成后，立即进行锚杆支护，带支护稳定后进行该阶段的开挖，直至设计深度5.5m。（4）土压力与位移关系图（5）内力分布图（6）位移+土压力分布图　　由分析结果可知，第一阶段结构内力最大值分别为：剪力最大值（每延米）=91.38kN/m；弯矩最大值（每延米）=126.31 kNm/m；位移最大值=7.3mm。位移最大值满足设计要求。开挖完成后，需进行内部稳定性验算、整体稳定性验算和截面强度验算。（7）内部稳定性验算  （8）整体稳定性验算 （9）截面强度验算4.结论　　运用GEO5「深基坑支护结构分析」模块对上海某基坑开挖工程进行了分析和计算，结果均满足要求。为设计方案的可行性提供了依据，保证了工程的顺利进行，得到了的业主的认可。 查看全部

　　采用GEO5「土钉边坡支护设计」模块对贵州某路堤边坡工程进行支护，设计方案得到业主的认可。1.工程概况　　该工程为贵州某道路路堤边坡工程，为土质边坡，边坡高7米，倾角超过70°。通过分析工程地质条件，结合勘察报告，确定采用土钉墙对其进行支护。本工程实例采用的是GEO5“土钉边坡支护设计模块”。2.工程参数（1）岩土材料基本参数参数（2）土钉墙模型及材料参数　　土钉墙面板采用C30混凝土，配筋型号为HRB400。具体形式及尺寸见下图。3.工程计算　　运行GEO5土钉边坡支护设计模块，采用的分析设置为：中国-国家标准（GB）。该分析设置采用的规范为：混凝土结构设计GB 50010-2010。（1）内部稳定验算（a）直线滑动面   （b）折线滑动面（c）土钉承载力（2）倾覆滑移验算： （3）地基承载力验算（4）截面强度验算  （5）外部稳定性验算 4.结论　　运用GEO5「土钉边坡支护设计模块」对贵州某路堤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

　　本文介绍了如何使用「弹性地基梁分析」模块对预应力锚索格构梁的内力进行验算。　　格构加固技术是利用浆砌块石、现浇钢筋混凝土或预制预应力混凝土进行边坡坡面防护，并利用预应力锚杆或锚索加以固定的一种边坡加固技术。格构的主要作用是将边坡坡体的剩余下滑力或岩土压力分配给格构结点处的锚杆或锚索，然后通过锚索传递给稳定地层，从而使边坡坡体在由锚杆或锚索提供的锚固力的作用下处于稳定状态。因具有布置灵活、安全美观、格构形式多样、截面调整方便、与坡面密贴、可随坡就势等显著优点，所以在边坡加固工程中具有非常广泛地应用。图1 文县南山边坡格构加固工程　　目前，针对预应力锚索格构梁内力计算，比较准确的计算方法一般都是采用弹性地基梁法。这里便涉及到了弹性地基模型的概念，地基模型是指能够较好反映地基特性又能便于分析不同条件下基底反力与地基变形之间的关系的数学模型。　　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。在工程上比较常用且应用相对比较简单的主要是线性弹性地基模型。其中主要包括Winkler地基模型、弹性半空间地基模型以及Winkler-Pasternak双参数弹性地基模型。　　Winkler地基模型假定地基土表面上任一点处的变形s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为基床系数或地基抗力系数。　　Winkler地基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。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，它考虑了土压力的扩散作用，可以表征土体位移的连续性，但是该模型夸大了地基的深度和土体的压缩性，使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。　　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，用两个独立的参数分别表示土体的抗压和抗剪特征，这样既克服了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。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。　　关于这三个地基模型的具体讲解，点击查看常用弹性地基梁。　　Winkler-Pasternak地基模型较之Winkler地基模型和弹性半空间地基模型，其计算结果更能准确地反映实际情况，因此在基础工程设计、计算中得到了非常广泛地运用。所以采用弹性地基梁法对预应力锚索格构梁内力进行计算时，所使用的地基模型一般都是Winkler-Pasternak双参数弹性地基模型。　　GEO5岩土工程软件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、更符合实际情况。　　今天就来简单地介绍一下如何使用GEO5「弹性地基梁分析」模块对预应力锚索格构梁内力进行分析验算。已知某边坡加固设计的格构梁采用C25混凝土浇筑，梁截面采用的是矩形截面，纵横梁的截面尺寸b×h=300mm×400mm，纵横梁的间距为3m，锚索的设计预应力为500kN。注：一般边坡锚索的设计预应力是我们人为施加在锚索上的力，因为边坡没法把实际锚索受力计算出来。且在边坡稳定到发生滑动的过程中，锚索受力是变化的。所以这里按照锚杆可能承受的最大力来输入。现取一横梁作为分析对象，横梁长度为12m，上面分布有四个集中荷载（锚索设计预应力），荷载大小均为500kN，荷载之间间隔3m。计算模型如下： 图2 格构横梁计算模型　　「弹性地基梁分析」模块一个重要的功能就是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），在没有试验参数或不知如何取得基床系数的情况下，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系数C1和C2。这里我选择「由岩土材料沉降参数计算」来自动获取基床系数C1和C2。图3 分析类型选取　　设置岩土材料并施加集中荷载，最后通过软件分析，可以快速地得到沉降、剪力、弯矩、地基反力、基床系数C1和C2的包络图。从中可以读取各参数的最大值和最小值，也可以得到任意位置的所有参数值。用户便可以根据计算结果来验证格构梁的可靠性，并根据设计要求对支护方案进行修正。图4 横梁内力计算结果包络图注：如果要考虑竖向格构和横向格构的相互影响，或者对板进行配筋计算，可以采用「筏基有限元分析模块」进行。建模思路和采用弹性地基梁类似，只是通过三维分析同时考虑了竖向和横向的格构。精品案例-弹性地基梁分析.rar 查看全部

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

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

　　接着[知识] 地基承载力特征值用词、定义和采用理由存在的问题（上），进行介绍。　　3  地基承载力特征值采用理由问题　　以下讨论地基承载力特征值的采用理由时同样是将地基承载力特征值作为地基承载力许用值来理解的，否则无需讨论，因为从本文第一部分已经可知，真正的地基承载力特征值是地基极限承载力统计值（或者说，地基承受荷载的极限能力的统计值）。国标《地基规范》11版条文说明给出了采用地基承载力特征值（即采用允许应力法拒绝总安全系数法或分项系数法）的理由。分析表明，这些理由是不成立的。　　地基承载力特征值的采用理由之一：地基极限承载力不存在或很难确定。　　分析：地基极限承载力通常是存在的，重庆地区广泛分布的岩石地基更是如此。　　事实上采用地基承载力特征值概念的国标《地基规范》02版和13版附录（浅层、深层、岩石、锚杆抗拔、单桩竖向、单桩水平、单桩抗拔）关于各种载荷试验的规定就已经给出了如何确定极限荷载的方法（这些情况表明，地基承载力特征值或单桩承载力特征值通过载荷试验确定时，均需确定地基极限承载力或单桩极限承载力），采用地基承载力特征值概念的一些行业标准和地方标准直接在地基承载力验算和单桩承载力验算条文中给出了地基极限承载力标准值与地基承载力特征值的换算式。　　理论上说，土质地基承载力是由土体抗剪强度参数和基础条件决定的抗力，只要存在抗剪强度参数，就会有地基承载力。　　因而不能把地基极限承载力不存在或很难确定作为不采用地基极限承载力标准值概念的理由。　　国标《地基规范》02版和13版一方面说地基极限承载力不存在或很难确定从而采用地基承载力特征值（即采用允许应力法），一方面又提供极限荷载确定方法。这是自相矛盾的。　　地基承载力特征值的采用理由之二：地基承载力还有潜力可挖但地基变形已达到或超过正常使用限值。　　这种情况并非普遍存在，重庆地区广泛分布的岩石地基，其变形常常是在破坏前还没有达到正常使用限值，况且承载能力验算与变形验算是两项独立的工作，承载能力验算并不代替变形验算，因而不能把地基承载力还有潜力可挖但地基变形已达到或超过正常使用限值作为不采用地基极限承载力标准值概念的理由。　　其实，设计人采用地基极限承载力进行承载能力验算（无论采用分项系数法还是总安全系数法）才能对自己设计的基础的安全度有一个大体的把握。　　在现阶段，采用地基极限承载力标准值和总安全系数法进行承载能力验算完全可行。采用地基极限承载力标准值进行承载能力验算还可以对不同安全等级（重要性等级）采用不同的安全系数。　　4  结语　　1） 当前采用的地基承载力特征值这一术语不符合特征值的本义和特征值与标准值的关系，更不符合抗力特征值的本义，如果基础设计一定要采用允许应力法，那么，为了保留“承载力”一词，可以将当前采用的地基承载力特征值改为地基承载力许用值。　　2）地基承载力特征值（地基承载力许用值）定义为“由载荷试验测定的地基土压力变形曲线线性变形段内规定的变形所对应的压力值，其最大值为比例界限值”，与用载荷试验确定地基承载力特征值的具体方法矛盾、与地基承载力特征值的深宽修正结果矛盾、与按理论公式确定地基承载力特征值的方法矛盾，是不合适的。如果基础设计一定要采用允许应力法，那么，地基承载力特征值（地基承载力许用值）应定义为具有一定安全储备的地基承载能力代表值。　　3）地基承载力特征值（地基承载力许用值）的两个采用理由（地基极限承载力不存在或很难确定，地基承载力还有潜力可挖但地基变形已达到或超过正常使用限值）均是不成立的。在现阶段，采用地基极限承载力标准值和总安全系数法进行承载能力验算完全可行。采用地基极限承载力标准值进行承载能力验算还可以对不同安全等级（重要性等级）采用不同的安全系数。　　4）将“按地基承载力确定基础底面积及埋深或按单桩承载力确定桩数时，传至基础或承台底面上的作用效应颖按正常使用极限状态下作用的标准组合；相应的抗力应采用地基承载力特征值或单桩承载力特征值”的规定列为强制性条文，初衷或许是保证基础底面尺寸和桩数设计的安全，但客观上也对行业标准和地方标准在地基承载力验算方面采用分项系数法或总安全系数法进行了强制阻止，不仅如此，这样做还对地基承载力特征值这个用词在全国范围进行了强制推广。　　5）在我国，国标影响力极大，国标的规定会进大学教科书，会列为注册工程师职业资格考试内容，岩土工程类国标的规定视为岩土工程学的一个部分。李广信先生曾说：土力学是一门很土的力学。如果做一点引申，也可以说，岩土工程学是一门很土的学科，因为它有很多的经验系数、经验公式或半理论半经验公式（由于经验系数、经验公式或半理论半经验公式有局限性，会随着新经验而变化，而且蕴含着理论上的道理等待着我们去挖掘，满足于此没有希望，从此出发才是正道）。注：上述内容据《全国第十届土力学及岩土工程学术大会论文集》收录文章“重庆市工程地质勘察规范的特色”和2015年重庆市注册岩土工程师继续教育课件相关内容修改 查看全部

　　国标《地基规范》02版有两大影响广泛的创造：一个是地基基础设计等级概念，一个是地基承载力特征值概念。国标《地基规范》13版继续采用。相关行业标准和地方标准纷纷效仿（当然也不得不这样做，因为在国标《地基规范》02版与11版中，“按地基承载力确定基础底面积及埋深或按单桩承载力确定桩数时，……相应的抗力应采用地基承载力特征值或单桩承载力特征值”是强制性条文）。　　地基承载力特征值在用词、定义和采用理由三方面均存在问题。　　1  地基承载力特征值用词问题　　九年前李静波的一篇文章让我对标准值、特征值概念与关系更明白一些。　　在我国工程建设类标准中，从数据获取方式上看，标准值包括了特征值和公称值。从力学性质上看，标准值包括荷载标准值和抗力标准值。　　特征值是表达某一物理量概率分布特征的数值（如众值，均值，某个分位值）。   　　公称值是从实际出发根据已有的工程实践经验进行分析判断获得的数值。　　特征值是数理统计值，公称值是工程经验值，某一物理量既可能是数理统计值也可能是工程经验值时应采用标准值来表征。　　地基承载力就是这样的物理量，它在一些情况下是数理统计值，在另一些情况下是工程经验值，因深宽修正式是经验公式，故深宽修正后的地基承载力在性质上都是工程经验值。　　抗力标准值均是极限状态下的值。地基承载力属于抗力，故地基承载力标准值自然应是极限状态下的值。　　因此，地基承载力标准值应包括地基（极限）承载力特征值和地基（极限）承载力公称值。　　当前采用的地基承载力特征值既不是极限状态下的值，也不都是数理统计值（还包括了工程经验值）。因此，它不属于抗力特征值，不能称为地基承载力特征值，也不能改称为地基承载力标准值。当前采用的地基承载力特征值这一用词不符合特征值的本义和特征值与标准值的关系，更不符合抗力特征值的本义，把原本很清晰的标准值与特征值、公称值的关系以及抗力标准值与抗力特征值、抗力公称值的关系搞乱了。　　如果把当前采用的地基承载力特征值改称为地基承载力允许值（或者地基允许承载力），这种提法也不合适。地基变形是不受欢迎的，地基变形过大，可能造成建筑物不能正常使用，所以对地基变形需要设定允许值。地基承载力是受欢迎的（地基没有承载力就修不了建筑物），地基承载力越高同一建筑物越安全，所以对地基承载力不需要设定允许值。设计人在地基的选择中，在同等的其它条件下，会选择地基变形小的候选地基做地基而放弃地基变形大的候选地基做地基，但不会选择地基承载力小的候选地基做地基而放弃地基承载力大的候选地基做地基。　　当前采用的地基承载力特征值实际上是允许基底平均压力（基础深宽修正前是对应于载荷试验条件的允许基底平均压力，深宽修正后是对应于实际基础条件的允许基底平均压力），当前使用的单桩承载力特征值实际上是单桩允许桩顶荷载。如果基础设计一定要采用允许应力法，那么，为了保留“承载力”一词，可以将当前采用的地基承载力特征值称为地基承载力许用值。承载力许用值不同于承载力允许值，承载力许用值是给承载力的取用设一个上限，承载力允许值是给承载力设一个上限（而地基承载力是不需要人为设上限的，它的上限就是地基承载力极限值）。　　顺便指出，国标《地基规范》89版中的地基承载力（无论是深宽修正前还是深宽修正后）也是允许基底平均压力。该规范将深宽修正前的地基承载力称为地基承载力标准值，将深宽修正后的地基承载力称为地基承载力设计值，不符合抗力标准值的本义和抗力标准值与抗力设计值的关系，把原本很清晰的抗力标准值与抗力设计值的关系搞乱了。　　2  地基承载力特征值定义问题        　　以下讨论地基承载力特征值的定义时是将地基承载力特征值作为地基承载力许用值来理解的，否则无需讨论，因为从本文上一部分已经可知，真正的地基承载力特征值是地基极限承载力统计值（或者说，地基承受荷载的极限能力的统计值）。　　国标《地基规范》11版对地基承载力特征值的定义是：“由载荷试验测定的地基土压力变形曲线线性变形段内规定的变形所对应的压力值，其最大值为比例界限值。”　　该定义存在以下问题：　　2.1  与用载荷试验确定地基承载力特征值的具体方法矛盾　　国标《地基规范》11版附录C、附录D和附录H给出了浅层平板载荷试验、深层平板载荷试验和岩基载荷试验中地基承载力特征值统计用单值的确定方法。对岩基载荷试验，地基承载力特征值统计所用单值系极限荷载三分之一与比例界限荷载二者中的小值。对浅层和深层平板载荷试验，该单值系极限荷载之半与比例界限荷载二者中的小值；无法按此确定时，取与沉降量为0.01～0.015倍承压板宽度（或直径）对应的压力值。由此可见，当有线性变形段时，不存在规定的变形，所取定的压力值虽在线性变形段内但并不是与规定的变形对应的压力值；当无线性变形段时，所取定的压力值虽对应规定的变形但不是线性变形段内的压力值。　　2.2  与地基承载力特征值的深宽修正结果矛盾　　由载荷试验确定的地基承载力特征值根据基础实际情况作深宽修正后仍是地基承载力特征值。若深宽修正后的地基承载力特征值大于修正前的地基承载力特征值，那么，当修正前的特征值取载荷试验测定的地基压力变形曲线线性变形段的最大荷载值即比例界限荷载时，修正后的特征值将大于载荷试验测定的比例界限荷载从而不在载荷试验测定的地基压力变形曲线线性变形段内；当修正前的特征值小于但接近于该比例界限荷载值时，修正后的特征值仍有可能不在该线性变形段内。　　2.3  与按理论公式确定地基承载力特征值的方法矛盾　　国标《地基规范》11版第5.2.5条给出了确定地基承载力特征值的理论公式。这是一种不同于载荷试验的独立的确定地基承载力的方法，在理论上，对条形基础，它是塑性区开展深度为基础宽度四分之一时的荷载，连地基土压力变形曲线线性变形段上的荷载也不是，更不用说是由载荷试验测定的地基土压力变形曲线线性变形段上的荷载。地基承载力特征值的定义涵盖不了用这种方法确定的地基承载力特征值。　　此外，定义中的“地基土”涵盖不了所有的地基。　　如果基础设计一定要采用允许应力法，那么，地基承载力特征值（地基承载力许用值）应定义为具有一定安全储备的地基承载能力代表值。更多详情点击[知识] 地基承载力特征值用词、定义和采用理由存在的问题（下）查看。注：上述内容据《全国第十届土力学及岩土工程学术大会论文集》收录文章“重庆市工程地质勘察规范的特色”和2015年重庆市注册岩土工程师继续教育课件相关内容修改 查看全部

　　本隧道工程修建于某褶皱构造的背斜处，隧道顶部的岩土层最小厚度为22m，隧道初始衬砌的厚度为200mm，喷射混凝土型号为C30。隧道拱部采用锚杆支护，锚杆材料为Φ22螺纹钢筋，锚杆长度为4.0m。隧道及围岩结构如图1所示。图1 隧道及围岩结构示意图　　本案例采用GEO5岩土工程有限元分析模块进行分析，共分为八个计算工况。　　在工况阶段「建模」中进行分析设置、添加岩土材料、建立几何模型、设置接触面类型及生成网格等。我们可以将已经建好的隧道模型文件，直接导入到软件之中。成功将地层和隧道模型导入到软件之中以后，在「岩土材料」中添加岩土材料，这里将所有岩土材料的模型均选择Mohr-Coulomb弹塑性模型。岩土材料添加完成以后，在「指定材料」界面中将岩土材料指定给各自对应的岩土层。图2 指定岩土材料　　接着在「接触面类型」中定义隧道衬砌和周围岩土体之间的接触面类型，注意将材料模型选择「Mohr-Coulomb模型」。接触面添加完成以后，即可启动网格生成操作。　　点击进入工况阶段[1]，在本工况中分析地层初始地应力。在「分析」界面中直接点击「开始分析按钮」。图3 竖向有效应力云图　　添加工况阶段[2]，在本工况中模拟隧道拱部开挖以后围岩的变形情况。在「激活/冻结分区」中添加新挖方，冻结百分比设置为40%，并将其指定给本工况需要挖除的两个隧道上台阶区域。图4 上台阶开挖以后围岩竖向位移云图　　添加工况阶段[3]，在本工况中模拟隧道拱部进行衬砌和锚杆支护以后围岩的变形情况。将「上台阶开挖」挖方再冻结30%，并在「梁」界面中为隧道拱顶添加衬砌和锚杆。因为本工况模拟的是未成熟的混凝土，所以在添加衬砌时注意将混凝土弹性模量和剪切模量分别降低为3000MPa和1200MPa。图5 添加衬砌与锚杆图6 拱墙支护以后（混凝土尚未成熟）围岩竖向位移云图　　添加工况阶段[4]，在本工况中模拟衬砌混凝土成熟（即已经达到设计强度）以后围岩的变形情况。将「上台阶开挖」挖方再冻结30%，即不再考虑围岩的自承能力。在「梁」界面中提高衬砌混凝土的材料强度，将弹性模量和剪切模量分别提高到30000MPa和12000MPa。图7 衬砌弯矩分布图　　添加工况阶段[5]，在本工况中模拟隧道下台阶开挖以后围岩及支护的变形情况。在「激活/冻结分区」界面中点击添加新挖方，将冻结百分比设置为40%，并将其指定给本工况需要挖除的两个隧道下台阶区域。图8 冻结分区　　添加工况阶段[6]，在本工况中模拟隧道边墙衬砌以后围岩的变形情况。将「下台阶开挖」挖方再冻结30%，并在「梁」界面中为隧道边墙添加衬砌，图9 添加隧道边墙衬砌图10 边墙衬砌以后围岩竖向位移云图　　添加工况阶段[7]，在本工况中模拟隧道边墙衬砌混凝土成熟以后围岩的变形情况。将「下台阶开挖」挖方再冻结30%，并在「梁」界面中提高边墙衬砌混凝土的材料强度。图11 初次支护以后衬砌弯矩分布图12 初次支护以后衬砌法向变形 查看全部

　　本工程案例为碎石土心墙堆石坝，坝高136m，坝顶宽12m，坝底宽71m。图1为坝体剖面图。图1 坝体剖面图　　首先在工况阶段[建模]中进行分析设置、添加岩土材料、导入几何模型及划分网格等。GEO5支持直接导入在CAD等软件中已经建好的DXF模型文件。图2 导入坝体模型　　在[分析设置]中选择分析类型为“稳定流”，勾选“详细结果”复选框。 图3 分析设置　　添加完所有的坝体材料以后，在[指定材料]界面中将材料指定给各自对应的部位。 图4 指定坝体材料　　接着通过创建自由线来确定混凝土防渗墙在地基中的位置，最后对模型进行网格划分操作。图5 生成网格　　点击进入工况阶段[1]，在[梁]设置界面中添加防渗墙。接着通过[线渗透边界]设置渗流边界条件，这里将上游水位高程设置为62.0m，下游边界类型设置为“溢出边界”。 图6 边界条件设置　　设置好边界条件以后，在[分析]界面中点击[开始分析按钮]，通过短暂的求解即可得到坝体的渗流特征计算结果。图7 孔隙水压力分布云图图8 总水头分布云图图9 渗流矢量图 查看全部

　　介绍了「GEO5深基坑支护结构分析」模块锚杆内部稳定性计算”中支护结构底端理论深度的确定方法及锚杆锚固力计算中考虑其他锚杆影响的判定标准。　　锚杆内部稳定性验算即是验算在锚杆锚固力的作用下，锚杆是否会拔出土体，从而成支护结构后方土体的内部破坏。一个锚拉式围护结构的内部稳定性是由每一道锚杆单独决定的,分析验算时，锚杆锚固力和作用在岩土块体上的力相平衡。该岩土块体由支护结构，坡面，一条连接支护结构底端和锚固段中点的线，以及一条连接锚固段中点和坡面的竖向直线定义（如下图）。1. 分析验算时支护结构的底部（块体底部）深度是如何确定的？　　当对某一块体进行分析时，需要列出水平方向和垂直方向的静力平衡方程。通过这两个方程即能求解出未知的地基反力 Qi 和锚杆力的最大允许值 Fi。根据计算得到的结果，软件将为每道锚杆设置最大允许锚固力，并和锚杆中的实际锚固力进行比较。那如何确定这个块体底端点的位置以及如何考虑其他锚杆的作用呢？　　支护结构底端的理论深度位于坑底以下总土压力为零的地方，即该深度处土体主动土压力与被动土压力大小相同。如果该理论点的深度大于此时支护结构底端的深度，那么该点即为支护结构底端的深度。2. 锚杆锚固力计算中其他锚杆的影响是否考虑？　　对于其他锚杆上的作用力，其中一些锚杆不予考虑；只有“较短”的锚杆（与i锚杆相比）会对第 i 个块体的平衡分析起作用（锚杆对所要分析块体的拔力）；根据以下原则确定是否考虑某个给定锚杆在平衡分析中起作用：　　对于较低的锚杆m，确定较低锚杆m锚固段中点的平面滑面；该平面与垂线的夹角为 45°-φn/2（如下图所示β）；φn是在该较低锚杆m锚固段以上的土体内摩擦角平均值；如果较高的锚杆i锚固段中点位于较低锚杆m定义的滑面之外，那么m锚杆的锚固力将予以考虑；相反，如果较高的锚杆i锚固段中点位于较低锚杆m定义的滑面之内，那么m锚杆的锚固力将不予考虑。　　另外一种情况，对于较高的锚杆n，确定较低锚杆i锚固段中点的平面滑面；如果较高的锚杆n锚固段中点位于较低锚杆i定义的滑面之外，那么n锚杆的锚固力将不予考虑；相反，如果较高的锚杆n锚固段中点位于较低锚杆i定义的滑面之内，那么第 n 层锚杆的锚固力将予以考虑。　　从以上原则可知“较短”的锚杆锚固力被将予以考虑，而“较长”的锚杆锚固力将不予考虑。 查看全部

　　由于红粘土的特性，结合水的作用和影响，对边坡支挡结构的安全产生了很大的影响，本人就工作中遇到的问题进行了如下总结，望能与各位专家、同仁进行探讨！　　颜色为棕红或褐黄色，覆盖于碳酸盐岩系之上，其液限大于或等于50%的高塑性粘土判定为红粘土。红粘土具有失水收缩、裂隙发育、上硬下软的特征。红粘土在贵州地区广泛分布，在工程中形成了众多的红粘土边坡，针对些种边坡中经常发生的事故，对红粘土边坡支护设计中的几点注意事项进行总结如下：　　1. 必须充分重视红粘土上硬下软的特性。在红粘土地区天然竖向剖面上，往往出现地表呈坚硬、硬塑状态，向下逐渐变软，成为可塑、软塑甚至流塑状态的现象。随着这种由硬变软现象，土的天然含水率、含水比和天然孔隙比也随深度递增，力学性质则相应变差。边坡支护设计时，边坡的稳定性和土体压力除要按圆弧滑动面计算外，当基岩面起伏较大且出露在外时，还应计算滑红粘土与岩层的接触面滑动的安全系数，并且抗滑桩、锚杆、锚索等结构的锚固段应穿过最下层红粘土，到达岩层。　　2. 锚杆、锚索的锚固段应放置在岩层中。《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）中第8.1.4条规定：锚杆的锚固段不应设置在未经处理的液限大于50%的土层中。一般红粘土的液限都大于50%，锚固段放在红粘土层中极易发生事故。　　3. 红粘土中钻孔工艺的选择。由于红粘土具有遇水强度急剧降低的特性，在红粘土边坡中进行钻孔施工时，必须用干钻的施工工艺，防止由于水的浸入导致红粘土抗剪强度大幅下降，造成塌孔，影响工程质量甚至是边坡安全。　　4. 必须重视红粘土中的裂隙。分布红粘土中的深长地裂对工程危害极大，对一些低矮边坡，裂隙可使土体失去固有的连续性，尽管实际坡高小于计算的容许直立高度，仍可能因失稳而垮塌。较高边坡土体破坏时，将沿上部裂隙及土体中的不利方向的裂隙形成弧形滑动面。　　5. 红粘土边坡支挡结构计算时应考虑水的作用。在水的影响和作用下，土体的抗剪强度降低，重度增大，动水压力增大，使支挡结构墙背土压力增大，地基承载力减小，这是雨后一些红粘土边坡的挡墙出现滑移、倾覆等现象的主要原因。 查看全部

　　本基坑工程开挖深度为15m，基坑宽20m，采用的支护方式为钻孔灌注桩加钢管内支撑，灌注桩混凝土型号为C30，桩身直径为800mm，桩间距为1.5m，嵌固深度为5.0m。内支撑共设有三道，采用的钢管直径为609mm，厚度为16mm，内支撑水平间距为3m。　　本案例共分为以下七个工况阶段：　　1) 在工况阶段[建模]中进行分析设置、添加岩土材料、建立几何模型、设置接触面类型及生成网格等。图1 基坑建模　　2)  在工况阶段[1]中计算场地初始地应力分布。图2 初始应力分布云图　　3)在工况阶段[2]中模拟基坑放坡开挖至-2m时，基坑周围土体应力变化及土体变形情况。图3 基坑放坡开挖后场地竖向变形分布云图　　4)在工况阶段[3]中添加钻孔灌注桩及施工荷载、降低场地地下水位，模拟钻孔灌注桩及场地地下水位降低完成以后，在施工荷载作用下基坑周围土体应力变化及土体变形情况。图4基坑场地竖向有效应力分布云图　　5) 在工况阶段[4]中模拟设置第一道内支撑并将基坑开挖至-7.0m后基坑、排桩及周围土层的变形情况。图5 开挖至-7m后基坑场地竖向变形分布云图　　6)在工况阶段[5]中模拟设置第二道内支撑并开挖至-11.0m后基坑、排桩及周围土层的变形情况。图6 开挖至-11m后排桩法向变形分布图　　7) 在工况阶段[6]中模拟设置第三道内支撑并开挖至-15.0m后基坑、排桩及周围土层的变形情况。图7 开挖至-15m后基坑场地竖向变形分布云图图8 开挖至-15m后排桩弯矩分布图图9 开挖至-15m后排桩法向变形分布图 查看全部

　　最近审阅了基本规范，其中关于《载体桩》的规范中，涉及了复合地基中的桩土发挥系数。其中桩间土发挥系数大于1.0。这里的一些意见供同行们讨论与批评指正。　　在复合地基中，涉及桩与桩间土的发挥系数问题。所谓发挥系数其实就是二者共同工作的水平。1.复合地基中为什么桩有时不能100%发挥承载力　　这是由于①桩间土沉降产生负摩阻力；②桩分不到足够的荷载，例如刚性桩复合地基上的填土荷载。③褥垫层太厚。   2.关于桩间土的发挥系数　　对于桩基，在刚性承台底变性协调的情况下，桩间土是无法发挥其承载力的。所以对于桩基，国内外都是不考虑承台底部地基土的承载力的，见图1。可见这时桩间的承台底地基土在很小的桩顶位移（桩已达到极限承载力）下发挥的承载力是可以忽略的。 图1 桩基础　　复合地基中，由于设置了垫层，使二者的顶面位移不等，等于桩的Q-S曲线向下平移，即轴平移，见图2。 图2 薄垫层复合地基　　这时桩间土的发挥系数也不高，表明在这种刚度的单桩下，褥垫层偏薄。图3就是较为合适的褥垫层情况。 图3. 较合适的垫层复合地基　　为了清晰，这里都是用了极限荷载，而在设计中，则是以承载力的特征值为准。确定发挥系数的原则是二者的安全系数都是2.0。即有一个达到了极限荷载的1/2，则认为地基承载力达到设计值，另一个就只有小于1的发挥系数了。3．发挥系数是否可以大于1.0？　　如上所述，发挥系数是绝不能大于1.0的，各种《地基规范》从来没有大于1的发挥系数。　　可能在桩的施工过程中，土被振（挤）密，对于振冲桩，《规范》规定，桩间土的承载力fsk用“处理后桩间土承载力特征值”。而不是用处理前承载力特征值乘上大于1的发挥系数。 查看全部