岩土工程

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1 勘察数据1.1 勘察数据录入        勘察数据,包括常用勘察数据类型和各单位依据实际工程项目选择的特殊勘察数据类型。在这里需要根据实际单位和项目需求进行模板的自定义,在自定义时候选择好合适的分组和层级,以求达到信息的主次层级分明。       在这里简单介绍,借助GEO5勘察实现的数据录入和数据自定义。Fig1.1 勘察数据录入       依据场地试验的输入或导入勘察数据,包括钻孔、CPT、DPT、SPT、DMT、PMT几类。这时便在GEO5勘察中建立了第一手的勘察数据资料。在任意类型的场地试验下属内容中均可以定义新的层级、组和任意勘察数据类型以表达更具体更真实可靠的勘察信息。Fig1.2 勘察试验日志(钻孔)       勘察数据录入完毕之后软件会根据输入的第一手勘察数据自动建立相关的勘察日志,默认选择“中国—标准”,和勘察数据的形式一样,软件同样支持自定义勘察日志模板,可以在“中国—标准”的基础上加以修改形成适合各单位的模板。       除此之外,在勘察数据录入完毕的时候,软件会根据场地试验的实际坐标生成分布图,能够直观地在谷歌地图中表达试验数据和拟建项目的位置关系,更利于对勘察布置合理性的分析判断。Fig1.3 场地试验分布1.2 勘察数据管理在GEO5中,勘察数据在大的方向分为两个阶段,勘察数据和柱状剖面如图:Fig1.4柱状剖面Fig1.5 从勘察数据到柱状剖面        两个阶段勘察数据的分别在于,勘察数据阶段的所有信息应该是勘察现场的第一手资料,由勘察人员进行完成。而柱状剖面中的各类场地试验信息是继承勘察数据中的内容,并结合岩土工程师对于场地和各类勘察数据的理解进行的一个调整,包括对于第一手勘察数据的检查校正,对于具体工程项目中对总体不影响或不对工程产生主要矛盾的岩土信息的合并或过滤,可以说在这里数据开始从原始第一手的真实完成过渡到实际设计建模阶段。2 三维地质模型       依据已经输入并经过岩土工程师分析的勘察数据,我们可以进行后续的工作,即三维地质模型的建立。2.1层序控制孔的建立       对于一个三维地质模型的建立,首先需要选择一个层序控制孔,选择的依据就是尽量容纳所有的地层,如果没有合适的钻孔可以借助某个相对完整的钻孔并添加虚拟的部分或者根据经验在合适的位置建立一个完全虚拟的层序控制孔。Fig2.1层序控制孔的建立2.2钻孔兼容性       在完成层序控制孔的建立之后,我们需要对其他参与建模的所有钻孔添加虚拟层,然后使所有钻孔处于激活状态。这样可以选择参与三维地质建模的钻孔。Fig2.2钻孔兼容性的调整2.3层级设置       在各类复杂的情况下,地层可能存在多个差异的顺序,这时候就需要定义每个层级,然后对于主层级的也进行一个排序,这样最终能够表达较为复杂的地质结构,如断层、褶皱等。Fig2.3地层层级的调整2.4模型生成Fig2.4最终三维地质模型的生成3三维地质模型到设计的应用3.1地质剖面的生成       生成的三维地质模型可以在上面进行剖面图的制作,并且选择包含的勘察数据、里程、偏移等信息。Fig3.1地质剖面试验数据的选择Fig3.2 地质剖面3.2地质剖面导入设计模块直接进行设计        生成的三维地质模型,能够在上面进行剖面的任意截取,然后针对重点需要支护设计的区域,GEO5具有强大的数据提取和交换能力,软件在截取剖面的时候能够提取勘察数据信息,自动赋予岩土参数及地下水等信息。这时候直接导入相关的设计模块就可以进行设计,省去了建模和参数设置等步骤,大大提升了设计的效率。同时由三维地质模型截取的剖面较直接由钻孔生成的二维剖面在实质三维上的空间有更高的真实和合理性。Fig3.3 截取的地质剖面Fig3.4 复制剖面直接进行设计3.3隧道边坡和端墙设计       可以依据上述的设计流程,最终将隧道边坡和洞口的端墙,分别在三维地质建模模块中复制数据,进入边坡和挡墙模块进行深化的支护设计。4三维地质模型到有限元分析4.1三维有限元的建模       对于三维分析,GEO5和EVS生成的地质模型能够通过*.dxf和*.xml等格式导入三维有限元分析软件之中,能够轻松解决三维分析中的建模难的问题,使得三维分析的时间大大缩短。在这里简单介绍一下,针对不同格式的具体三维有限元分析的模型的建立方式。      针对于dxf格式:Fig4.1 dxf格式导入示例Fig4.2 生成面(平滑)       Dxf的导入主要是导入关键的线和点,然后通过这些进行最终面的形成,然后再由面生成体。这样能够保证模型的精度和建模的有效性。       对于*.xml格式:       此类格式适合地形和地层面相对较复杂的情况,对于层面分割成为三角网,然后形成整个面,最终由面生成体。Fig4.3 生成面(三角网)      对于其他格式的导入和三维有限元模型的生成方法,在此不再赘述。4.2三维有限元的分析Fig4.4 三维有限元模型Fig4.5 三维边坡内部的软弱滑带层Fig4.6 三维边坡边坡分析Fig4.7 三维边坡边坡分析结果剖面Fig4.8 添加两排抗滑桩(绿色和灰色)Fig4.9 支护后的云图4.3三维隧道分析       三维隧道的分析,和三维边坡类似,首先第一阶段是三维有限元初始模型的建立,在建立完成三维有限元模型之后,针对具体情况进行分析。Fig4.10 三维隧道初始模型示意图4.3.1开挖和锚杆建模       在生成初始的三维有限元模型之后,需要对于开挖和支护结构进行建模,在这里假设为锚固,具体使用布尔运算和锚索单元实现。Fig4.11开挖部分和锚索建模示意图4.3.2支护面层分析Fig4.12对于衬砌面的建模Fig4.13总体分析模型4.3.3结果分析       建模完成之后,针对总的位移沉降,支护结构等的结果进行查看。Fig4.14沉降分析结果示意图Fig4.15锚具分析结果示意图Fig4.16衬砌分析结果示意图5 总结       前面4个章节整体囊括了一个较小范围内BIM技术的应用流程,从勘察数据,到三维地质模型,再到二维规范设计和三维有限元等方向的分析。从本质上解释了目前阶段在岩土BIM的应用方向上相对比较成熟的流程。       当然,还有更大层次方向上的BIM流程,这就涉及大数据、人工智能、区域构造、岩土和结构的统一等更深层次的方向。有兴趣可以直接和库仑公司联系。 查看全部
<p><strong>1 </strong><strong>勘察数据</strong></p><p><strong>1.1 </strong><strong>勘察数据录入</strong></p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 勘察数据,包括常用勘察数据类型和各单位依据实际工程项目选择的特殊勘察数据类型。在这里需要根据实际单位和项目需求进行模板的自定义,在自定义时候选择好合适的分组和层级,以求达到信息的主次层级分明。</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;在这里简单介绍,借助GEO5勘察实现的数据录入和数据自定义。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1552616558820963.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;"><strong>Fig1.1 </strong><strong>勘察数据录入</strong></p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;依据场地试验的输入或导入勘察数据,包括钻孔、CPT、DPT、SPT、DMT、PMT几类。这时便在GEO5勘察中建立了第一手的勘察数据资料。在任意类型的场地试验下属内容中均可以定义新的层级、组和任意勘察数据类型以表达更具体更真实可靠的勘察信息。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1552616634505093.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;"><strong>Fig1.2 </strong><strong>勘察试验日志(钻孔)</strong></p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;勘察数据录入完毕之后软件会根据输入的第一手勘察数据自动建立相关的勘察日志,默认选择“中国—标准”,和勘察数据的形式一样,软件同样支持自定义勘察日志模板,可以在“中国—标准”的基础上加以修改形成适合各单位的模板。</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;除此之外,在勘察数据录入完毕的时候,软件会根据场地试验的实际坐标生成分布图,能够直观地在谷歌地图中表达试验数据和拟建项目的位置关系,更利于对勘察布置合理性的分析判断。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1552616687378397.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;"><strong>Fig1.3 </strong><strong>场地试验分布</strong></p><p><strong>1.2&nbsp;</strong><strong>勘察数据管理</strong></p><p>在GEO5中,勘察数据在大的方向分为两个阶段,<strong>勘察数据</strong>和<strong>柱状剖面</strong>如图:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1552616729638925.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;"><strong>Fig1.4</strong><strong>柱状剖面<br/><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1552616746926750.png" alt="image.png"/></strong></p><p style="text-align: center;"><strong>Fig1.5 </strong><strong>从勘察数据到柱状剖面</strong></p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 两个阶段勘察数据的分别在于,<strong>勘察数据</strong>阶段的所有信息应该是勘察现场的第一手资料,由勘察人员进行完成。而<strong>柱状剖面</strong>中的各类场地试验信息是继承<strong>勘察数据</strong>中的内容,并结合岩土工程师对于场地和各类勘察数据的理解进行的一个调整,包括对于第一手勘察数据的检查校正,对于具体工程项目中对总体不影响或不对工程产生主要矛盾的岩土信息的合并或过滤,可以说在这里数据开始从原始第一手的真实完成过渡到实际设计建模阶段。</p><p><br/></p><p><strong>2 </strong><strong>三维地质模型</strong></p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;依据已经输入并经过岩土工程师分析的勘察数据,我们可以进行后续的工作,即三维地质模型的建立。</p><p><strong>2.1</strong><strong>层序控制孔的建立</strong></p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;对于一个三维地质模型的建立,首先需要选择一个<strong>层序控制孔,</strong>选择的依据就是尽量容纳所有的地层,如果没有合适的钻孔可以借助某个相对完整的钻孔并添加虚拟的部分或者根据经验在合适的位置建立一个完全虚拟的层序控制孔。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1552616836150414.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;"><strong>Fig2.1</strong><strong>层序控制孔的建立</strong></p><p><strong>2.2</strong><strong>钻孔兼容性</strong></p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;在完成层序控制孔的建立之后,我们需要对其他参与建模的所有钻孔添加虚拟层,然后使所有钻孔处于激活状态。这样可以选择参与三维地质建模的钻孔。</p><p style="text-align: center;"><strong><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1552616869864877.png" alt="image.png"/></strong></p><p style="text-align: center;"><strong>Fig2.2</strong><strong>钻孔兼容性的调整</strong></p><p><strong>2.3</strong><strong>层级设置</strong></p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;在各类复杂的情况下,地层可能存在多个差异的顺序,这时候就需要定义每个层级,然后对于主层级的也进行一个排序,这样最终能够表达较为复杂的地质结构,如断层、褶皱等。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1552616910109460.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;"><strong>Fig2.3</strong><strong>地层层级的调整</strong></p><p><br/></p><p><strong>2.4</strong><strong>模型生成</strong></p><p style="text-align: center;"><strong><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1552616942863691.png" alt="image.png"/></strong></p><p><br/></p><p style="text-align: center;"><strong>Fig2.4</strong><strong>最终三维地质模型的生成</strong></p><p><br/></p><p><strong>3</strong><strong>三维地质模型到设计的应用</strong></p><p><strong>3.1</strong><strong>地质剖面的生成</strong></p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;生成的三维地质模型可以在上面进行剖面图的制作,并且选择包含的勘察数据、里程、偏移等信息。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1552616982826588.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;"><strong>Fig3.1</strong><strong>地质剖面试验数据的选择</strong></p><p style="text-align: center;"><strong><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1552617007701468.png" alt="image.png"/></strong></p><p style="text-align: center;"><strong>Fig3.2 </strong><strong>地质剖面</strong></p><p><strong>3.2</strong><strong>地质剖面导入设计模块直接进行设计</strong></p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 生成的三维地质模型,能够在上面进行剖面的任意截取,然后针对重点需要支护设计的区域,GEO5具有强大的数据提取和交换能力,软件在截取剖面的时候能够提取勘察数据信息,自动赋予岩土参数及地下水等信息。这时候直接导入相关的设计模块就可以进行设计,省去了建模和参数设置等步骤,大大提升了设计的效率。同时由三维地质模型截取的剖面较直接由钻孔生成的二维剖面在实质三维上的空间有更高的真实和合理性。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1552617063892447.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;"><strong>Fig3.3 </strong><strong>截取的地质剖面</strong></p><p style="text-align: center;"><strong><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1552617085627188.png" alt="image.png"/></strong></p><p style="text-align: center;"><strong>Fig3.4 </strong><strong>复制剖面直接进行设计</strong></p><p><strong>3.3</strong><strong>隧道边坡和端墙设计</strong></p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;可以依据上述的设计流程,最终将隧道边坡和洞口的端墙,分别在三维地质建模模块中复制数据,进入边坡和挡墙模块进行深化的支护设计。</p><p><strong>4</strong><strong>三维地质模型到有限元分析</strong></p><p><strong>4.1</strong><strong>三维有限元的建模</strong></p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;对于三维分析,GEO5和EVS生成的地质模型能够通过*.dxf和*.xml等格式导入三维有限元分析软件之中,能够轻松解决三维分析中的建模难的问题,使得三维分析的时间大大缩短。在这里简单介绍一下,针对不同格式的具体三维有限元分析的模型的建立方式。</p><p><strong>&nbsp; &nbsp; &nbsp; 针对于dxf格式:</strong></p><p style="text-align: center;"><strong><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1552617140656413.png" alt="image.png"/></strong></p><p style="text-align: center;"><strong>Fig4.1 dxf</strong><strong>格式导入示例</strong></p><p style="text-align: center;"><strong><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1552617165865737.png" alt="image.png"/></strong></p><p style="text-align: center;"><strong>Fig4.2 </strong><strong>生成面(平滑)</strong></p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;Dxf的导入主要是导入关键的线和点,然后通过这些进行最终面的形成,然后再由面生成体。这样能够保证模型的精度和建模的有效性。</p><p><strong>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;对于*.xml格式:</strong></p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;此类格式适合地形和地层面相对较复杂的情况,对于层面分割成为三角网,然后形成整个面,最终由面生成体。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1552617211137501.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;"><strong>Fig4.3 </strong><strong>生成面(三角网)</strong></p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; 对于其他格式的导入和三维有限元模型的生成方法,在此不再赘述。</p><p><strong>4.2</strong><strong>三维有限元的分析</strong></p><p style="text-align: center;"><strong><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1552617254386629.png" alt="image.png"/></strong></p><p style="text-align: center;"><strong>Fig4.4 </strong><strong>三维有限元模型</strong></p><p style="text-align: center;"><strong><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1552617279495414.png" alt="image.png"/></strong></p><p style="text-align: center;"><strong>Fig4.5 </strong><strong>三维边坡内部的软弱滑带层</strong></p><p style="text-align: center;"><strong><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1552617304494023.png" alt="image.png"/></strong></p><p style="text-align: center;"><strong>Fig4.6 </strong><strong>三维边坡边坡分析</strong></p><p style="text-align: center;"><strong><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1552617335934798.png" alt="image.png"/></strong></p><p style="text-align: center;"><strong>Fig4.7 </strong><strong>三维边坡边坡分析结果剖面</strong></p><p style="text-align: center;"><strong><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1552617365563053.png" alt="image.png"/></strong></p><p style="text-align: center;"><strong>Fig4.8 </strong><strong>添加两排抗滑桩(绿色和灰色)</strong></p><p style="text-align: center;"><strong><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1552617397339669.png" alt="image.png"/></strong></p><p style="text-align: center;"><strong>Fig4.9 </strong><strong>支护后的云图</strong></p><p><br/></p><p><strong>4.3</strong><strong>三维隧道分析</strong></p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;三维隧道的分析,和三维边坡类似,首先第一阶段是三维有限元初始模型的建立,在建立完成三维有限元模型之后,针对具体情况进行分析。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1552617434151062.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;"><strong>Fig4.10 </strong><strong>三维隧道初始模型示意图</strong></p><p><br/></p><p><strong>4.3.1</strong><strong>开挖和锚杆建模</strong></p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;在生成初始的三维有限元模型之后,需要对于开挖和支护结构进行建模,在这里假设为锚固,具体使用布尔运算和锚索单元实现。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1552617476904295.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;"><strong>Fig4.11</strong><strong>开挖部分和锚索建模示意图</strong></p><p><br/></p><p><strong>4.3.2</strong><strong>支护面层分析</strong></p><p style="text-align: center;"><strong><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1552617512151260.png" alt="image.png"/></strong></p><p style="text-align: center;"><strong>Fig4.12</strong><strong>对于衬砌面的建模</strong></p><p style="text-align: center;"><strong><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1552617531112458.png" alt="image.png"/></strong></p><p style="text-align: center;"><strong>Fig4.13</strong><strong>总体分析模型</strong></p><p><br/></p><p><strong>4.3.3</strong><strong>结果分析</strong></p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;建模完成之后,针对总的位移沉降,支护结构等的结果进行查看。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1552617560893802.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;"><strong>Fig4.14</strong><strong>沉降分析结果示意图</strong></p><p style="text-align: center;"><strong><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1552617587685326.png" alt="image.png"/></strong></p><p style="text-align: center;"><strong>Fig4.15</strong><strong>锚具分析结果示意图</strong></p><p style="text-align: center;"><strong><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1552617608568383.png" alt="image.png"/></strong></p><p style="text-align: center;"><strong>Fig4.16</strong><strong>衬砌分析结果示意图</strong></p><p><br/></p><p><strong>5 </strong><strong>总结</strong></p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;前面4个章节整体囊括了一个较小范围内BIM技术的应用流程,从勘察数据,到三维地质模型,再到二维规范设计和三维有限元等方向的分析。从本质上解释了目前阶段在岩土BIM的应用方向上相对比较成熟的流程。</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;当然,还有更大层次方向上的BIM流程,这就涉及大数据、人工智能、区域构造、岩土和结构的统一等更深层次的方向。有兴趣可以直接和库仑公司联系。</p>

GEO5模型IFC文件导入Revit的方法

岩土工程库仑孔工 发表了文章 • 0 个评论 • 497 次浏览 • 2019-03-13 11:21 • 来自相关话题

1. 在GEO5中选择“文件→导出→IFC文件”,将模型导出为IFC文件。2. 在Revit中新建“建筑样板”。3. 切换到三维视图,打开“视图→可见性/图形”对话框,勾选“常规模型”。4. 选择“插入→链接IFC”,选择要导入的IFC文件。5. 点击视口右上角“主视图”图标,使模型全部显示。6. 打开“图形显示选项”对话框,按需要进行设置。7. 导入结果。 查看全部
<p>1. 在GEO5中选择“文件→导出→IFC文件”,将模型导出为IFC文件。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1552447065535989.png" alt="blob.png"/></p><p>2. 在Revit中新建“建筑样板”。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1552447109576113.png" alt="blob.png"/></p><p>3. 切换到三维视图,打开“视图→可见性/图形”对话框,勾选“常规模型”。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1552447139433125.png" alt="blob.png"/></p><p>4. 选择“插入→链接IFC”,选择要导入的IFC文件。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1552447167745201.png" alt="blob.png"/></p><p>5. 点击视口右上角“主视图”图标,使模型全部显示。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1552447188573071.png" alt="blob.png"/></p><p>6. 打开“图形显示选项”对话框,按需要进行设置。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1552447218597247.png" alt="blob.png"/></p><p>7. 导入结果。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1552447237903146.png" alt="blob.png"/></p>

渣场下需铺设2mm防渗膜,能不能计算这个防渗膜的应力应变情况?

岩土工程库仑赵 回答了问题 • 3 人关注 • 1 个回答 • 321 次浏览 • 2019-03-06 11:54 • 来自相关话题

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岩土工程库仑吴汶垣 回答了问题 • 2 人关注 • 1 个回答 • 438 次浏览 • 2018-12-17 00:12 • 来自相关话题

geo5有限元计算不收敛

库仑产品库仑李建 回答了问题 • 2 人关注 • 1 个回答 • 739 次浏览 • 2018-09-21 16:39 • 来自相关话题

隧道开挖面支护力的确定

岩土工程库仑吴汶垣 回答了问题 • 2 人关注 • 1 个回答 • 475 次浏览 • 2018-08-07 10:00 • 来自相关话题

库仑BIM中勘察数据的三维展示

库仑产品库仑杨工 发表了文章 • 0 个评论 • 319 次浏览 • 2018-06-28 11:00 • 来自相关话题

        我们在勘察软件中记录存储了地质勘查的信息,传统的方式是提供二维形式的报告给设计人员使用。出完报告后勘察数据就停留在勘察软件中,当数据增删修改时,无法和设计人员产生良好的数据流通。库仑BIM利用Bentley平台下的地质插件,可以实时的把钻孔数据进行进行三维展示,从而打通数据存储到三维展示的通道。 1、  在gINT中存储钻孔数据                                     2、  在Bentley建模平台中,利用ORD或者CivilTools中的Geotechnical插件,把gINT的钻孔数据直接三维展示到模型中,并且带入gINT中的所有参数。 3、  点击任意一个钻孔的任意一个地层,我们都可以查询到相应的岩土参数 4、当钻孔数据更新时,我们也可以在钻孔模型中实时查看相关信息。 查看全部
<p><br/></p><p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;我们在勘察软件中记录存储了地质勘查的信息,传统的方式是提供二维形式的报告给设计人员使用。出完报告后勘察数据就停留在勘察软件中,当数据增删修改时,无法和设计人员产生良好的数据流通。库仑BIM利用Bentley平台下的地质插件,可以实时的把钻孔数据进行进行三维展示,从而打通数据存储到三维展示的通道。</p><p>&nbsp;</p><p>1、&nbsp; 在gINT中存储钻孔数据</p><p><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1530154671150317.png" alt="1.png"/>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; <img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1530154744823597.png" alt="2.png"/>&nbsp; &nbsp;</p><p><br/></p><p>2、&nbsp; 在Bentley建模平台中,利用ORD或者CivilTools中的Geotechnical插件,把gINT的钻孔数据直接三维展示到模型中,并且带入gINT中的所有参数。</p><p><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1530154764586900.png" alt="3.png"/></p><p>&nbsp;</p><p>3、&nbsp; 点击任意一个钻孔的任意一个地层,我们都可以查询到相应的岩土参数</p><p><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1530154777220331.png" alt="4.png"/></p><p>&nbsp;</p><p>4、当钻孔数据更新时,我们也可以在钻孔模型中实时查看相关信息。</p><p><br/></p>
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Jlee

Jlee 回答了问题 • 2017-03-06 20:53 • 3 个回答 不感兴趣

基坑支护如何考虑桩的挤土效应?

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我认为,基坑内侧的挤土工程桩对基坑的边坡稳定性形成有利的一面,至少不会产生不利影响。基坑外侧的挤土工程桩对基坑的边坡稳定性形成不利的一面,特别是桩顶高于基坑低部,支护设计时应重视;根据边坡距离工程桩的距离考虑影响大小,或者在工程桩设置应力释放孔。至于基坑支护采... 显示全部 »
我认为,基坑内侧的挤土工程桩对基坑的边坡稳定性形成有利的一面,至少不会产生不利影响。基坑外侧的挤土工程桩对基坑的边坡稳定性形成不利的一面,特别是桩顶高于基坑低部,支护设计时应重视;根据边坡距离工程桩的距离考虑影响大小,或者在工程桩设置应力释放孔。至于基坑支护采用挤土桩,我认为影响不大。对于基坑支护,如果挤土效应明显到涉及必须考虑时,挤土后坑壁形成有一个“硬壳”层,对坑壁的整体性是有利的。开挖时桩内侧的“挤土”应力释放,桩身横向受力会有所增大,桩的最大弯矩可能会大些。一般情况下为此专门试验或计算应该有点小题大做,选桩时适当适当选择抗弯强度大一点的桩就可以了。
我认为你的做法是不可行的!原因如下:1、虽然淤泥质土土壤的粘聚力比较大,但是他的极限模阻力却并不是很大,所以你的花管与土壤之间的黏结的牢固强度比较另人担心!2、你的做法是喷锚支护,也就是说是在土中打入钢管(花管),从钢管中压力注浆,使土体形成锚固体,在钢管头部... 显示全部 »
我认为你的做法是不可行的!原因如下:1、虽然淤泥质土土壤的粘聚力比较大,但是他的极限模阻力却并不是很大,所以你的花管与土壤之间的黏结的牢固强度比较另人担心!2、你的做法是喷锚支护,也就是说是在土中打入钢管(花管),从钢管中压力注浆,使土体形成锚固体,在钢管头部挂网喷砼。但是你是否已经想到你到锚固段是否能承受足够的拉力和土壤的侧压力呢!基于以上两点,我建议你取消你的做法,我觉得在这种地质条件下是不是要考虑用打桩的做法会更稳妥一些呢!

如何使用GEO5设计桩板式挡墙

库仑产品库仑戚工 发表了文章 • 0 个评论 • 2635 次浏览 • 2017-09-08 16:23 • 来自相关话题

  本文主要说明采用桩板墙支挡边坡时GEO5中的设计流程。情况一  根据现场勘察情况,已探明有明显滑动面或软弱面,此时很容易判断边坡破坏模式为滑坡滑动破坏,则采用GEO5“土质边坡稳定分析”模块和“抗滑桩设计”模块进行设计。此时桩板墙受力模式为滑面以上桩后受滑坡剩余下滑力,滑面以上桩前受剩余抗滑力,滑面以下为嵌固段,桩土之间采用土弹簧模拟,如下图所示。  此时,只要按照抗滑桩设计流程进行设计即可,或者采用“土质边坡稳定分析”模块计算得到桩后滑坡推力和桩前滑体抗力后再采用“抗滑桩设计”模块进行设计即可。关于抗滑桩的设计流程,请参考《GEO5工程设计手册》中的:第十章:抗滑桩设计。  “抗滑桩设计”模块可以完成桩的变形、内力和配筋计算,关于板的计算,将在本文章的后面部分介绍。情况二  现场勘测不到滑动面,此时需要用GEO5“土质边坡稳定分析”模块、“深基坑支护结构分析”模块、“土压力计算”模块和“抗滑桩设计”模块分别考虑两种不同的破坏模式,即滑坡破坏模式或基坑破坏模式,比较二者计算结果,选择最不利的一种情况作为后续配筋验算指标。滑坡破坏模式的计算和情况一相同,基坑破坏模式则按照基坑进行计算,其受力模式如下图所示。  此时,采用“深基坑支护结构分析”模块按照基坑设计的流程进行设计即可。关于基坑的设计流程,请参考《GEO5工程设计手册》中的:第六章:单支点锚拉式排桩基坑支护分析  关于滑坡破坏模式和基坑破坏模式,其在配筋上有一点不同,需要注意:  滑坡破坏模式中采用剩余下滑力作为荷载,而剩余下滑力是在设计安全系数下计算得到的,也就是说剩余下滑力是荷载的设计值。例如设计安全系数取1.3,那么得到的剩余下滑力是已经考虑了安全系数1.3的设计值。因此,在进行配筋验算时,采用这种破坏模式计算得到的内力值为设计值,无需再单独考虑内力的分项系数。  基坑破坏模式中采用土压力作为荷载,土压力计算时并没有单独考虑安全系数,相当于安全系数为1,也就是说土压力是荷载的标准值。因此,在进行配筋验算时,采用这种破坏模式计算得到的内力值为标准值,需要单独考虑内力的分项系数。基坑规范中要求此分项系数不小于1.25。板的设计  桩板式挡墙采用的大部分均为预制板,通常情况下可不用单独验算,如果需要计算,按照下述方式手算即可。注:板的验算会在后续的GEO5“抗滑桩设计”和“深基坑支护结构分析”模块的更新中加入。(当前版本为GEO5 2017)  对于同一种类型的板,选择一跨内最低端的板下边缘水平荷载(土压力或剩余下滑力)作为该类型板上的荷载,如下图所示。根据铁路路基支挡结构规范(TB10025-2006),该荷载可以乘以0.7~0.8的折减系数。  确定作用在板上的荷载后,对于前置板(即板和桩采用钢筋链接),板和桩的连接处按照刚接处理,对于后置板(后插的预制板),板和钢筋的连接处按照铰接处理,如下图所示。  对于后置板,其最大弯矩和剪力计算如下(其中l为一跨的板长或桩的净距。):  对于前置板,其最大弯矩和剪力计算如下:  得到最大弯矩和剪力后,按照混凝土结构设计规范进行配筋验算即可。 查看全部
<p>  本文主要说明采用桩板墙支挡边坡时GEO5中的设计流程。</p><p><strong>情况一</strong></p><p>  根据现场勘察情况,已探明有明显滑动面或软弱面,此时很容易判断边坡破坏模式为滑坡滑动破坏,则采用GEO5“土质边坡稳定分析”模块和“抗滑桩设计”模块进行设计。此时桩板墙受力模式为滑面以上桩后受滑坡剩余下滑力,滑面以上桩前受剩余抗滑力,滑面以下为嵌固段,桩土之间采用土弹簧模拟,如下图所示。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1504858793758890.png" alt="blob.png"/></p><p>  此时,只要按照抗滑桩设计流程进行设计即可,或者采用“土质边坡稳定分析”模块计算得到桩后滑坡推力和桩前滑体抗力后再采用“抗滑桩设计”模块进行设计即可。关于抗滑桩的设计流程,请参考《GEO5工程设计手册》中的:<a href="/dochelp/1649" target="_blank" textvalue="第十章:抗滑桩设计">第十章:抗滑桩设计</a>。</p><p>  “抗滑桩设计”模块可以完成桩的变形、内力和配筋计算,关于板的计算,将在本文章的后面部分介绍。</p><p><strong>情况二</strong></p><p>  现场勘测不到滑动面,此时需要用GEO5“土质边坡稳定分析”模块、“深基坑支护结构分析”模块、“土压力计算”模块和“抗滑桩设计”模块分别考虑两种不同的破坏模式,即滑坡破坏模式或基坑破坏模式,比较二者计算结果,选择最不利的一种情况作为后续配筋验算指标。滑坡破坏模式的计算和情况一相同,基坑破坏模式则按照基坑进行计算,其受力模式如下图所示。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1504858813205417.png" alt="blob.png"/></p><p>  此时,采用“深基坑支护结构分析”模块按照基坑设计的流程进行设计即可。关于基坑的设计流程,请参考《GEO5工程设计手册》中的:<a href="/dochelp/80" target="_blank" textvalue="第六章:单支点锚拉式排桩基坑支护分析">第六章:单支点锚拉式排桩基坑支护分析</a></p><p>  关于滑坡破坏模式和基坑破坏模式,其在配筋上有一点不同,需要注意:</p><p>  滑坡破坏模式中采用剩余下滑力作为荷载,而剩余下滑力是在设计安全系数下计算得到的,也就是说剩余下滑力是荷载的设计值。例如设计安全系数取1.3,那么得到的剩余下滑力是已经考虑了安全系数1.3的设计值。因此,在进行配筋验算时,采用这种破坏模式计算得到的内力值为设计值,无需再单独考虑内力的分项系数。</p><p>  基坑破坏模式中采用土压力作为荷载,土压力计算时并没有单独考虑安全系数,相当于安全系数为1,也就是说土压力是荷载的标准值。因此,在进行配筋验算时,采用这种破坏模式计算得到的内力值为标准值,需要单独考虑内力的分项系数。基坑规范中要求此分项系数不小于1.25。</p><p><strong>板的设计</strong></p><p>  桩板式挡墙采用的大部分均为预制板,通常情况下可不用单独验算,如果需要计算,按照下述方式手算即可。</p><blockquote><p>注:板的验算会在后续的GEO5“抗滑桩设计”和“深基坑支护结构分析”模块的更新中加入。(当前版本为GEO5&nbsp;2017)</p></blockquote><p>  对于同一种类型的板,选择一跨内最低端的板下边缘水平荷载(土压力或剩余下滑力)作为该类型板上的荷载,如下图所示。根据铁路路基支挡结构规范(TB10025-2006),该荷载可以乘以0.7~0.8的折减系数。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1504858836361793.png" alt="blob.png"/></p><p>  确定作用在板上的荷载后,对于前置板(即板和桩采用钢筋链接),板和桩的连接处按照刚接处理,对于后置板(后插的预制板),板和钢筋的连接处按照铰接处理,如下图所示。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1504858852323806.png" alt="blob.png"/></p><p>  对于后置板,其最大弯矩和剪力计算如下(其中<em>l</em>为一跨的板长或桩的净距。):</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1504858882237047.png" alt="blob.png"/></p><p>  对于前置板,其最大弯矩和剪力计算如下:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1504858893584952.png" alt="blob.png"/></p><p>  得到最大弯矩和剪力后,按照混凝土结构设计规范进行配筋验算即可。</p><p><br/></p>

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关于库仑土压力计算

岩土工程库仑孙工 发表了文章 • 0 个评论 • 835 次浏览 • 2018-06-08 08:57 • 来自相关话题

        库仑土压力作为一种经典土压力,由于其计算简单方便等特点一直被工程师所广泛接受。但是经典的库仑土压力是由较多理想的假定条件的,如①挡墙为刚性体,墙后填土为无粘性土(粘聚力c=0);②极限土压力条件下,滑动破裂面为一平面;③滑动土楔体为刚体。然而,大多情况下,土体并不是完全无粘性土,也就是说工程上遇到的大部分土体并不适用经典的库仑土压力理论。幸运的是,学者们通过不懈努力对其进行了修正,修正后的库仑土压力计算方法同样适用于非黏性土。由于库仑土压力理论是基于假定的破裂面进行土楔计算的,也就是说找到最大土压力对应的破裂面是解决库仑土压力的重中之中。经典土压力理论是通过求导,得到破裂面角θ的极值,进而确定最大主动土压力或被动土压力的。然而,在加入粘聚力等对土压力的影响后,用求导的方式求解破裂面角θ的极值已经变得越来越困难,求解公式也越来越复杂,基本不能适用手算。因此目前求解库仑土压力的两个方向:一是求解力的多边形,对公式简化求得最大破裂面角θ的极值;二通过暴力搜索试算不同破裂面角θ所对应的土压力值,确定最大土压力。下面将结合两种计算方式进行详述。一、求解力的多边形,求导得到最大破裂面角θ的极值,进而求得最大土压力。(1)规范中的计算方法       根据建筑边坡技术工程规范,对于挡墙的主动土压力采用库仑土压力理论,考虑土与结构之间的摩擦系数以及土的粘聚力,其计算简图如图1,其计算原理即假定一个破裂面,及滑动楔体,根据力的平衡,如图2,计算出主动土压力的合力Ea,进而根据求得主动土压力系数。        根据李兴高以及魏汝龙等对库仑土压力计算理论的探讨,发现当不考虑墙面摩擦的影响时,土的粘聚力并不会影响破裂面倾角θ;而当考虑墙面的摩擦影响时,破裂面倾角不仅随着土的内摩擦角和岩土与墙面摩擦角变化,而且还随着粘聚力c的变化而变化,因此在用求导方法求解破裂面倾角θ的极值变得复杂困难。为了方便工程师计算,建筑边坡规范中的库仑主动土压力是经过简化后,比如破裂面的长度用h/sinθ,破裂面的倾角θ也是进行了简化假定,求导得到的极值,土压力系数公式如图2,这样计算出来的土压力其实是一个简化后的近似值,并且随着粘聚力c的增大其与真实值得结果偏差也越大。                                                                        图2(2)GEO5中计算方法        根据前人的研究,发现粘聚力的存在其实可以很好增强岩土的自稳性,进而限制主动土压力破裂面最后减小主动土压力,当粘聚力足够大时,其时土体是自稳的,此时的主动土压力应该是趋于0的。基于此种现象与共识,GEO5中对库仑主动土压力求解, 则将粘聚力c对主动土压力的影响进行单独考虑,分别在无粘性土中求得精确解的破裂面倾角极值得到精确的土压力系数,然后再减去由粘聚力引起的土压力的减小的粘聚力产生的土压力系数,最终求得库仑土压力在粘性土情况下的主动土压力。除此,GEO5中还根据支挡结构与水平面的夹角的不同进行分类考虑,其计算原理如图3,分别考虑了俯斜式挡墙与仰斜式挡墙的不同情况,分别给出粘聚力对其的影响,其计算原理相比边坡规范更全面详细。图3二、通过试算不同破裂面倾角θ求解库仑主动土压力        该种方法也是基于力的多变形进行计算的,只是在计算时不停赋予破裂倾角θ值,分别计算出其对应的主动土压力合力值Ea,最后搜索最大Ea值多对应的破裂面倾角θ即为主动土压力破裂面倾角。首先该种方法是不能进行手算校核的,只能通过计算机软件进行计算;其次该种方法其实求解的也是个近似解,其计算精度受搜索步长的限制,搜索步长越小计算精度越高,但是其计算成本也较高。三、三种方法进行对比      (1)以下是对同一模型,调整不同参数,采用三种不同库仑土压力计算结果的对比。    (2)测试结果对比       根据测试,发现对于条件较为简单情况下,三种计算结果完全一样,对于算例3-5中出现计算结果相差,是由于计算条件更加复杂,考虑了墙后土体倾斜,岩土与挡强的摩擦角等因素,这种参数较多条件复杂情况下,建筑边坡规范中为了手算的方便,如上文分析所说,其对库仑土压力计算理论进行了简化,对破裂面进行了假定,而其他两种方法的破裂面倾角并没有假定,计算出的是主动土压力最大的倾角。 四、总结        根据测试,以上三种求解库仑土压力的方法虽然简化思路不同,但是计算结果均比较相近,即使在复杂情况下,计算结果虽有相差,但是均可认为在误差允许范围之内。        但是值得注意的是,由于库仑土压力的计算在经典理论中是不考虑土体的粘聚力,不论是规范中计算公式还是暴力搜索试算以及GEO5中的解析解,在考虑粘聚力时都是对其进行近似假定的,也就是说在假定的过程中,当粘聚力较小时,三种方法计算非常相近,当粘聚力非常大时,三者的差异也会增大。 查看全部
<p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 库仑土压力作为一种经典土压力,由于其计算简单方便等特点一直被工程师所广泛接受。但是经典的库仑土压力是由较多理想的假定条件的,如①挡墙为刚性体,墙后填土为无粘性土(粘聚力c=0);②极限土压力条件下,滑动破裂面为一平面;③滑动土楔体为刚体。然而,大多情况下,土体并不是完全无粘性土,也就是说工程上遇到的大部分土体并不适用经典的库仑土压力理论。幸运的是,学者们通过不懈努力对其进行了修正,修正后的库仑土压力计算方法同样适用于非黏性土。由于库仑土压力理论是基于假定的破裂面进行土楔计算的,也就是说找到最大土压力对应的破裂面是解决库仑土压力的重中之中。经典土压力理论是通过求导,得到破裂面角θ的极值,进而确定最大主动土压力或被动土压力的。然而,在加入粘聚力等对土压力的影响后,用求导的方式求解破裂面角θ的极值已经变得越来越困难,求解公式也越来越复杂,基本不能适用手算。因此目前求解库仑土压力的两个方向:一是求解力的多边形,对公式简化求得最大破裂面角θ的极值;二通过暴力搜索试算不同破裂面角θ所对应的土压力值,确定最大土压力。下面将结合两种计算方式进行详述。</p><p><strong>一、求解力的多边形,求导得到最大破裂面角θ的极值,进而求得最大土压力。</strong></p><p>(1)规范中的计算方法</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;根据建筑边坡技术工程规范,对于挡墙的主动土压力采用库仑土压力理论,考虑土与结构之间的摩擦系数以及土的粘聚力,其计算简图如图1,其计算原理即假定一个破裂面,及滑动楔体,根据力的平衡,如图2,计算出主动土压力的合力Ea,进而根据<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1528418632760541.png" alt="blob.png" width="145" height="29" style="width: 145px; height: 29px;"/>求得主动土压力系数。</p><p style="text-align: center;"><br/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1528418680588152.png" alt="blob.png"/></p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 根据李兴高以及魏汝龙等对库仑土压力计算理论的探讨,发现当不考虑墙面摩擦的影响时,土的粘聚力并不会影响破裂面倾角θ;而当考虑墙面的摩擦影响时,破裂面倾角不仅随着土的内摩擦角和岩土与墙面摩擦角变化,而且还随着粘聚力c的变化而变化,因此在用求导方法求解破裂面倾角θ的极值变得复杂困难。为了方便工程师计算,建筑边坡规范中的库仑主动土压力是经过简化后,比如破裂面的长度用h/sinθ,破裂面的倾角θ也是进行了简化假定,求导得到的极值,土压力系数公式如图2,这样计算出来的土压力其实是一个简化后的近似值,并且随着粘聚力c的增大其与真实值得结果偏差也越大。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1528418912412579.png" alt="blob.png"/></p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 图2</p><p><span style="line-height: 1.5em; font-size: 15px;">(2)GEO5中计算方法</span></p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 根据前人的研究,发现粘聚力的存在其实可以很好增强岩土的自稳性,进而限制主动土压力破裂面最后减小主动土压力,当粘聚力足够大时,其时土体是自稳的,此时的主动土压力应该是趋于0的。基于此种现象与共识,GEO5中对库仑主动土压力求解, 则将粘聚力c对主动土压力的影响进行单独考虑,分别在无粘性土中求得精确解的破裂面倾角极值得到精确的土压力系数,然后再减去由粘聚力引起的土压力的减小的粘聚力产生的土压力系数,最终求得库仑土压力在粘性土情况下的主动土压力。除此,GEO5中还根据支挡结构与水平面的夹角的不同进行分类考虑,其计算原理如图3,分别考虑了俯斜式挡墙与仰斜式挡墙的不同情况,分别给出粘聚力对其的影响,其计算原理相比边坡规范更全面详细。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1528418827301550.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">图3</p><p><strong>二、通过试算不同破裂面倾角θ求解库仑主动土压力</strong></p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 该种方法也是基于力的多变形进行计算的,只是在计算时不停赋予破裂倾角θ值,分别计算出其对应的主动土压力合力值Ea,最后搜索最大Ea值多对应的破裂面倾角θ即为主动土压力破裂面倾角。首先该种方法是不能进行手算校核的,只能通过计算机软件进行计算;其次该种方法其实求解的也是个近似解,其计算精度受搜索步长的限制,搜索步长越小计算精度越高,但是其计算成本也较高。</p><p><strong>三、三种方法进行对比</strong></p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; (1)以下是对同一模型,调整不同参数,采用三种不同库仑土压力计算结果的对比。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1528419012329193.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1528419046784667.png" alt="blob.png"/></p><p>&nbsp; &nbsp; (2)测试结果对比</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1528419107821605.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1528419208490524.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1528419256589902.png" alt="blob.png" width="472" height="497" style="width: 472px; height: 497px;"/></p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;根据测试,发现对于条件较为简单情况下,三种计算结果完全一样,对于算例3-5中出现计算结果相差,是由于计算条件更加复杂,考虑了墙后土体倾斜,岩土与挡强的摩擦角等因素,这种参数较多条件复杂情况下,建筑边坡规范中为了手算的方便,如上文分析所说,其对库仑土压力计算理论进行了简化,对破裂面进行了假定,而其他两种方法的破裂面倾角并没有假定,计算出的是主动土压力最大的倾角。</p><p>&nbsp;</p><p><strong>四、总结</strong></p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 根据测试,以上三种求解库仑土压力的方法虽然简化思路不同,但是计算结果均比较相近,即使在复杂情况下,计算结果虽有相差,但是均可认为在误差允许范围之内。</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 但是值得注意的是,由于库仑土压力的计算在经典理论中是不考虑土体的粘聚力,不论是规范中计算公式还是暴力搜索试算以及GEO5中的解析解,在考虑粘聚力时都是对其进行近似假定的,也就是说在假定的过程中,当粘聚力较小时,三种方法计算非常相近,当粘聚力非常大时,三者的差异也会增大。</p><p><br/></p>

地震荷载作用下既有桩基础建筑物地震水平荷载对支挡结构土压力的影响

岩土工程库仑孙工 发表了文章 • 0 个评论 • 643 次浏览 • 2018-05-18 15:44 • 来自相关话题

    不论是边坡工程或是基坑工程,经常会遇到这种情况:在已有的边坡附近或基坑周边存在以桩基础为基础形式的建(构)筑物。通常在设计时, 仅是将基坑或边坡工程附近的建(构)筑物作为超载来处理,并没有考虑再地震工况下,由于地震荷载引起的建(构)筑物的桩基础对已有支挡结构上的土压力的影响。为此,利用岩土数值分析软件对该种情况进行了分析,为日后的岩土工程设计提供参考。    1、模型概况    土体采用库仑摩尔本构模型,支挡结构采用板结构,建筑物基础采用排桩模拟,桩之间利用板结构连接,建筑的自重等效为荷载施加在桩基础上,地震荷载采用体荷载模拟(可参考http://www.wen.kulunsoft.com/dochelp/1559)模型如图1。图1模型    2、结果分析    重点分析了建(构)筑物距支挡结构的距离以及建构筑物的荷载对支挡结构土压力的影响。   (1)建(构)筑物与支挡结构的距离对土压力的影响    当支挡结构附件没有建筑物时,地震作用下,挡墙的土压力分布,如下图人,土压力最大值为68.312kpa。    如图3,当支挡结构附近有建(构)筑物时,随着建(构)筑物与支挡结构的距离的增大,支挡结构上的最大土压力先增大后慢慢趋于缓慢的减小,并在建筑物距离支挡结构一倍的支挡结构长度时达到最大,其值接近没有建筑物时的土压力值。而距离超过一倍支挡结构长度时,支挡结构上的土压力趋于平缓,减小缓慢。    由此可知,当支挡结构附近有以桩基础形式的建筑时,且距离支挡结构较近时(一倍支挡结构长度范围内),由于地震作用引起的建筑物的水平荷载对支挡结构的土压力影响十分明显,使得支挡结构土压力减小。这是因为当建筑物在支挡结构长度一倍范围内时,建筑物的桩基础位于土压力破裂面内,有效的减小了土压力破裂的范围,使得土压力减小。而当建筑物距支挡结构的距离大于一倍支挡结构长度时,如压力破裂面与没有支挡结构时的相同,因此其对支挡结构产生的土压力也大致相当。    由以上分析可知,对于嵌固式支挡结构,地震作用下,具有桩基础的建筑物地震水平荷载对支挡结构的土压力影响是相对有利的。图2支挡结构附近无建筑物时的土压力分布图3距离对土压力的影响    (2)建筑物荷载对支挡结构土压力的影响     图4反映了距离支挡结构一倍长度范围时,随着建构筑物自重的增加,在地震作用下,建筑物地震水平荷载对支挡结构的影响,由图可以看出,其对土压力的影响是可以忽略不计的。图4等效超载对土压力的影响    3、总结    对于地震工况下,在距离支挡结构相对较远(大于一倍支挡结构长度)时,由地震引起的建筑物地震水平荷载对土压力的影响可以忽略不计,在设计时可以直接用GEO5中的地震工况设计即可。 查看全部
<p>&nbsp; &nbsp; 不论是边坡工程或是基坑工程,经常会遇到这种情况:在已有的边坡附近或基坑周边存在以桩基础为基础形式的建(构)筑物。通常在设计时, 仅是将基坑或边坡工程附近的建(构)筑物作为超载来处理,并没有考虑再地震工况下,由于地震荷载引起的建(构)筑物的桩基础对已有支挡结构上的土压力的影响。为此,利用岩土数值分析软件对该种情况进行了分析,为日后的岩土工程设计提供参考。</p><p>&nbsp; &nbsp; 1、模型概况</p><p>&nbsp; &nbsp; 土体采用库仑摩尔本构模型,支挡结构采用板结构,建筑物基础采用排桩模拟,桩之间利用板结构连接,建筑的自重等效为荷载施加在桩基础上,地震荷载采用体荷载模拟(可参考<a href="http://www.wen.kulunsoft.com/dochelp/1559" target="_blank">http://www.wen.kulunsoft.com/d ... gt%3B)模型如图1。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1526629108295087.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">图1模型</p><p>&nbsp; &nbsp; 2、结果分析</p><p>&nbsp; &nbsp; 重点分析了建(构)筑物距支挡结构的距离以及建构筑物的荷载对支挡结构土压力的影响。</p><p>&nbsp; &nbsp;(1)建(构)筑物与支挡结构的距离对土压力的影响</p><p>&nbsp; &nbsp; 当支挡结构附件没有建筑物时,地震作用下,挡墙的土压力分布,如下图人,土压力最大值为68.312kpa。</p><p>&nbsp; &nbsp; 如图3,当支挡结构附近有建(构)筑物时,随着建(构)筑物与支挡结构的距离的增大,支挡结构上的最大土压力先增大后慢慢趋于缓慢的减小,并在建筑物距离支挡结构一倍的支挡结构长度时达到最大,其值接近没有建筑物时的土压力值。而距离超过一倍支挡结构长度时,支挡结构上的土压力趋于平缓,减小缓慢。</p><p>&nbsp; &nbsp; 由此可知,当支挡结构附近有以桩基础形式的建筑时,且距离支挡结构较近时(一倍支挡结构长度范围内),由于地震作用引起的建筑物的水平荷载对支挡结构的土压力影响十分明显,使得支挡结构土压力减小。这是因为当建筑物在支挡结构长度一倍范围内时,建筑物的桩基础位于土压力破裂面内,有效的减小了土压力破裂的范围,使得土压力减小。而当建筑物距支挡结构的距离大于一倍支挡结构长度时,如压力破裂面与没有支挡结构时的相同,因此其对支挡结构产生的土压力也大致相当。</p><p>&nbsp; &nbsp; 由以上分析可知,对于嵌固式支挡结构,地震作用下,具有桩基础的建筑物地震水平荷载对支挡结构的土压力影响是相对有利的。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1526629175668745.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">图2支挡结构附近无建筑物时的土压力分布</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1526629190950705.png" alt="blob.png" width="397" height="281" style="width: 397px; height: 281px;"/></p><p style="text-align: center;">图3距离对土压力的影响</p><p>&nbsp; &nbsp; (2)建筑物荷载对支挡结构土压力的影响</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp;图4反映了距离支挡结构一倍长度范围时,随着建构筑物自重的增加,在地震作用下,建筑物地震水平荷载对支挡结构的影响,由图可以看出,其对土压力的影响是可以忽略不计的。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1526629234999940.png" alt="blob.png" width="385" height="241" style="width: 385px; height: 241px;"/></p><p style="text-align: center;">图4等效超载对土压力的影响</p><p>&nbsp; &nbsp; 3、总结</p><p>&nbsp; &nbsp; 对于地震工况下,在距离支挡结构相对较远(大于一倍支挡结构长度)时,由地震引起的建筑物地震水平荷载对土压力的影响可以忽略不计,在设计时可以直接用GEO5中的地震工况设计即可。</p><p><br/></p>

关于墙后地表倾斜情况下的主动土压力计算说明

库仑产品库仑沈工 发表了文章 • 0 个评论 • 1174 次浏览 • 2017-12-14 15:30 • 来自相关话题

  在《建筑基坑支护技术规范 JGJ120-2012》的第3.4.8条中对支护结构后方地表高于支护结构顶部的情况的土压力计算进行了说明:   规范中给出的公式是按照超载考虑的朗肯土压力计算公式,按照该方法考虑往往得到的土压力会偏小或偏大,在岩土工程中,对于不确定的事情,通常我们偏向于偏保守的设计方法,所以并不建议采用。具体原因详见:墙后填土表面起伏情况下的主动土压力计算。  GEO5中的朗肯土压力和库仑土压力采用的是一种改进方法,理论来源于德国的土力学教材。这种改进方法使得朗肯土压力和库仑土压力都可以突破自身的限制条件,能计算得到各种复杂情况下的土压力。但是,即使对于改进后的朗肯土压力(软件中叫Mazindrani(Rankine)),当地表倾斜时,计算得到的土压力往往也是偏小的,这在设计中非常危险。  GEO5和土压力相关的模块,例如挡墙和基坑相关模块,默认主动土压力采用库仑土压力,被动土压力采用朗肯土压力,因为库仑土压力计算得到主动土压力往往偏大,而朗肯土压力计算得到的被动土压力往往偏小,符合保守设计的要求。  对于常规情况,即墙后坡面倾角β小于土体内摩擦角φ的情况,建议直接采用库仑土压力计算即可,此时得到的土压力和实际情况差别并不大。下面主要讨论倾角β大于φ的情况,因为此时常规的库仑土压力公式无法计算这种情况。这里采用一个简单的案例进行说明,详细理论说明见:墙后填土表面起伏情况下的主动土压力计算。案例说明:尺寸岩土材料参数采用GEO5中的库仑土压力我们计算得到土压力大小如下:库仑主动土压力  此时我们再采用OptumG2,采用极限分析,得到重力乘数刚好为1时的土压力,此时的土压力即为主动土压力,结果如下: 主动土压力破坏面主动土压力大小和分布(红框内)  上图中可以看到采用极限分析(下限解)得到的土压力分布形状和GEO5中库仑土压力计算得到的分布形状基本相同。OptumG2中最下方一点的土压力大小为193.9kPa,GEO5中为194.12kPa,两者几乎相同。两层土交界处,上层土最下方OptumG2中土压力大小为152.3kPa,GEO5中为155.12kPa;下层土最上方OptumG2中土压力大小为127.54kPa,GEO5中为124.72kPa。可见在两层土交界处,两种不同方法得到的土压力大小也基本相同。  极限分析由于理论基础更完备,能得到更接近真实情况的结果,因此这里我们可以得到GEO5中库仑土压力计算方法在墙后坡面倾角β小于土体内摩擦角φ时结果是可靠的。关于GEO5中如何处理墙后坡面倾角β大于土体内摩擦角φ时的情况,理论详见:墙后填土表面起伏情况下的主动土压力计算。  下面我们讨论一下采用超载近似模拟和采用库仑土压力的差别有多大。基本模型如下:几何尺寸和超载大小(最大处为19kN/m3*6m = 114kPa)等效超载作用下的主动土压力  从图中可以看到,在本案例中等效超载下得到的主动土压力(合力 = 2523.27kN/m)略大于地表倾斜的库仑主动土压力(合力 = 2353.03kN/m),增大了约7%。  同样的,我们采用OptumG2中的极限分析(下限)可以得到类似的结论:主动土压力破坏面主动土压力大小和分布(红框内)  从图中可以看到最下面一点处的土压力为194.25kPa,GEO5中同样的模型得到的主动土压力为193.16kPa。这里并没有去计算比较等效超载模型和地表倾斜模型的土压力合力大小,但是就同样达到相同的约为1的乘数时竖向刚性板底部铰链的屈服强度而言,等效超载模型需要更大的屈服弯矩,为14300kN/m/m,而地表倾斜模型为13000kN/m/m,土压力合力增大了约10%,和GEO5中的计算结果增幅接近。  文章中用到的例题源文件:墙后地表倾角大于土体内摩擦角的土压力计算例题文件.7z 查看全部
<p>  在《建筑基坑支护技术规范 JGJ120-2012》的第3.4.8条中对支护结构后方地表高于支护结构顶部的情况的土压力计算进行了说明:</p><p>&nbsp;<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1513235812634839.png" alt="blob.png"/></p><p>  规范中给出的公式是按照超载考虑的朗肯土压力计算公式,按照该方法考虑往往得到的土压力会偏小或偏大,在岩土工程中,对于不确定的事情,通常我们偏向于偏保守的设计方法,所以并不建议采用。具体原因详见:<a href="/article/242" target="_self" textvalue="墙后填土表面起伏情况下的主动土压力计算">墙后填土表面起伏情况下的主动土压力计算</a>。</p><p>  GEO5中的朗肯土压力和库仑土压力采用的是一种改进方法,理论来源于德国的土力学教材。这种改进方法使得朗肯土压力和库仑土压力都可以突破自身的限制条件,能计算得到各种复杂情况下的土压力。但是,即使对于改进后的朗肯土压力(软件中叫Mazindrani(Rankine)),当地表倾斜时,计算得到的土压力往往也是偏小的,这在设计中非常危险。</p><p>  GEO5和土压力相关的模块,例如挡墙和基坑相关模块,默认主动土压力采用库仑土压力,被动土压力采用朗肯土压力,因为库仑土压力计算得到主动土压力往往偏大,而朗肯土压力计算得到的被动土压力往往偏小,符合保守设计的要求。</p><p>  对于常规情况,即墙后坡面倾角β小于土体内摩擦角φ的情况,建议直接采用库仑土压力计算即可,此时得到的土压力和实际情况差别并不大。下面主要讨论倾角β大于φ的情况,因为此时常规的库仑土压力公式无法计算这种情况。这里采用一个简单的案例进行说明,详细理论说明见:<a href="/article/242" target="_self" textvalue="墙后填土表面起伏情况下的主动土压力计算">墙后填土表面起伏情况下的主动土压力计算</a>。</p><p><strong>案例说明:</strong></p><p style="text-align: center;"><strong><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1513235941222000.png" alt="blob.png"/></strong></p><p><br/></p><p style="text-align: center;">尺寸</p><p style="text-align: center;"><strong><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1513235954211819.png" alt="blob.png"/></strong></p><p style="text-align: center;">岩土材料参数</p><p><br/></p><p>采用GEO5中的库仑土压力我们计算得到土压力大小如下:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1513236008733457.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">库仑主动土压力</p><p>  此时我们再采用OptumG2,采用极限分析,得到重力乘数刚好为1时的土压力,此时的土压力即为主动土压力,结果如下:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1513236046185502.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">&nbsp;<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1513236085931138.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">主动土压力破坏面</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1513236101753249.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">主动土压力大小和分布(红框内)</p><p>  上图中可以看到采用极限分析(下限解)得到的土压力分布形状和GEO5中库仑土压力计算得到的分布形状基本相同。OptumG2中最下方一点的土压力大小为193.9kPa,GEO5中为194.12kPa,两者几乎相同。两层土交界处,上层土最下方OptumG2中土压力大小为152.3kPa,GEO5中为155.12kPa;下层土最上方OptumG2中土压力大小为127.54kPa,GEO5中为124.72kPa。可见在两层土交界处,两种不同方法得到的土压力大小也基本相同。</p><p>  极限分析由于理论基础更完备,能得到更接近真实情况的结果,因此这里我们可以得到GEO5中库仑土压力计算方法在墙后坡面倾角β小于土体内摩擦角φ时结果是可靠的。关于GEO5中如何处理墙后坡面倾角β大于土体内摩擦角φ时的情况,理论详见:<a href="/article/242" target="_self" textvalue="墙后填土表面起伏情况下的主动土压力计算">墙后填土表面起伏情况下的主动土压力计算</a>。</p><p>  下面我们讨论一下采用超载近似模拟和采用库仑土压力的差别有多大。基本模型如下:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1513236180129856.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">几何尺寸和超载大小(最大处为19kN/m<sup>3</sup>*6m&nbsp;=&nbsp;114kPa)</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1513236202912117.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">等效超载作用下的主动土压力</p><p>  从图中可以看到,在本案例中等效超载下得到的主动土压力(合力 =&nbsp;2523.27kN/m)略大于地表倾斜的库仑主动土压力(合力 =&nbsp;2353.03kN/m),增大了约7%。</p><p>  同样的,我们采用OptumG2中的极限分析(下限)可以得到类似的结论:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1513236247916617.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1513236264825000.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">主动土压力破坏面</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1513236304855881.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">主动土压力大小和分布(红框内)</p><p>  从图中可以看到最下面一点处的土压力为194.25kPa,GEO5中同样的模型得到的主动土压力为193.16kPa。这里并没有去计算比较等效超载模型和地表倾斜模型的土压力合力大小,但是就同样达到相同的约为1的乘数时竖向刚性板底部铰链的屈服强度而言,等效超载模型需要更大的屈服弯矩,为14300kN/m/m,而地表倾斜模型为13000kN/m/m,土压力合力增大了约10%,和GEO5中的计算结果增幅接近。</p><p>  文章中用到的例题源文件:<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/s ... ot%3B style="vertical-align: middle; margin-right: 2px;"/><a href="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="墙后地表倾角大于土体内摩擦角的土压力计算说明.7z" style="font-size: 12px; color: rgb(0, 102, 204);">墙后地表倾角大于土体内摩擦角的土压力计算例题文件.7z</a></p>

墙后填土表面起伏情况下的主动土压力计算

岩土工程库仑孙工 发表了文章 • 0 个评论 • 1243 次浏览 • 2017-11-15 11:32 • 来自相关话题

        土压力计算是进行支挡结构设计时所必须的。目前国内计算土压力的方法主要有库仑土压力和朗肯土压力两种土压力计算方法。库仑土压力是假设土体中的潜在滑裂面,根据该潜在滑裂面所形成的土楔的静力平衡,最后算得作用在支挡结构上的主动土压力。朗肯理论是从微观入手,假设土体为半空间弹性体,通过研究土中点的极限平衡应力状态来求解。除此之外,两种土压力计算方法都隐含着各种理想的假设条件,如库仑主动土压力其只适用于无黏性土;而朗肯土压力则需要满足墙背竖直且光滑、填土面水平、墙背与填土之间无摩擦力的条件。        然而,实际情况多是墙后填土表面不是水平且支挡结构与岩土体之间存在摩擦力,此种情况下,并不适合利用经典土压力计算理论计算主动土压力,而为了能够计算,研究人员又对经典土压力进行了扩展,得到了求解墙后填土表面倾斜的情况下的土压力计算公式,但是该种情况相对较为简单,对于墙后填土表面起伏变化较大的情况下的土压力计算成为一个复杂问题。        目前对于墙后填土表面起伏较为复杂情况下的主动土压力计算,主要有以下三种思路。        1、将墙顶标高以上的墙后填土体等效为超载施加在墙顶水平面上,进行计算,如图1。图1       2、对于墙后填土表面起伏不算复杂的情况下,采用土压力叠加的方法,如图2。图2        3、对于复杂坡形,利用计算机逐步搜索潜在滑裂面的位置,采用楔体试算法进行计算。       对于库仑土压力,其计算原理,如图3,土压力的大小与潜在的破裂面相关,当墙后填土表面水平,忽略结构与岩土体的摩擦时,其破裂面与竖直方向的夹角为45-φ/2。图3        对于第一种情况,计算墙后填土表面起伏情况下的主动土压力采用等效超载的形式施加在墙顶水平面上,也就是认为土体的潜在滑裂面与墙后填土表面水平时的滑裂面是一致的。然而,根据许锡昌、陈陆望、Y.-Z. WANG等的研究结果,发现主动土压力破裂面与竖直方向的夹角是随着墙后填土表面坡角的增大而增大的,采用等效超载方式的计算并没有考虑土楔的增大,从而计算出的主动土压力可能偏大也可能偏小,对于设计来说并不是一件很好的事。在岩土工程中,对于不确定的事情,通常我们偏向于偏保守的设计方法。        第二种方法由于是叠加的方法并考虑了墙后填土表面坡角情况下的土压力,并对其进行了叠加,相较于第一种方法其计算更趋于合理。        对于墙后填土表面坡角情况下主动土压力计算是采用(1)式来进行计算主动土压力系数,最后进行主动土压力的计算。然而,如若通过查表方法来确定墙后填土表面倾斜情况下的土压力系数,会发现当墙后填土表面坡角β大于内摩擦角φ情况下的主动土压力系数并不存在。同样,根据(1)式的推导原理,如图4,其是假定墙后填土表面坡角小于土体内摩擦角,推导出来的,也就是说当墙后填土表面坡角大于土体的内摩擦角时,该公式是不适用的。图4        然而,很多情况下由于墙后填土并不是纯粹的无粘性土,其是存在一定的粘聚力的,这就导致墙后填土放坡时,其坡角β是可以大于内摩擦角φ的,而这种情况下的主动土压力的计算主要有两种方法,第一种进行简化,按照β等于φ的情况计算;第二种通过楔体试算的方法。对于第一种方法,由于随着β的增大,主动土压力是增大的,将β等于φ进行计算,忽略了β大于φ部分引起的主动土压力的增加,因此计算结果是偏小的,偏危险的。对于第二种方法,其是通过搜索试算的方法来寻找最大土压力的,其计算精度与搜索步长相关,得到的也是个近似解。        根据工程经验以及对土压力监测结果的分析,对于墙后填土表面倾斜情况下主动土压力的计算,GEO5中对叠加法进行了修正,当墙后填土表面坡角β小于等于内摩擦角φ时,用叠加法进行计算;当墙后填土坡角β大于内摩擦角时,对主动土压力系数进行修正,乘以一个修正系数tanβ/tanφ,计算方法如图5,该方法综合考虑了墙后填土表面坡角对土压力的影响,因此得到的主动土压力更符合实际情况。注:修正系数tanβ/tanφ来自与德国土压力学教材。图5 查看全部
<p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 土压力计算是进行支挡结构设计时所必须的。目前国内计算土压力的方法主要有库仑土压力和朗肯土压力两种土压力计算方法。库仑土压力是假设土体中的潜在滑裂面,根据该潜在滑裂面所形成的土楔的静力平衡,最后算得作用在支挡结构上的主动土压力。朗肯理论是从微观入手,假设土体为半空间弹性体,通过研究土中点的极限平衡应力状态来求解。除此之外,两种土压力计算方法都隐含着各种理想的假设条件,如库仑主动土压力其只适用于无黏性土;而朗肯土压力则需要满足墙背竖直且光滑、填土面水平、墙背与填土之间无摩擦力的条件。</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 然而,实际情况多是墙后填土表面不是水平且支挡结构与岩土体之间存在摩擦力,此种情况下,并不适合利用经典土压力计算理论计算主动土压力,而为了能够计算,研究人员又对经典土压力进行了扩展,得到了求解墙后填土表面倾斜的情况下的土压力计算公式,但是该种情况相对较为简单,对于墙后填土表面起伏变化较大的情况下的土压力计算成为一个复杂问题。</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 目前对于墙后填土表面起伏较为复杂情况下的主动土压力计算,主要有以下三种思路。</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 1、将墙顶标高以上的墙后填土体等效为超载施加在墙顶水平面上,进行计算,如图1。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1510716460603447.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">图1</p><p><br/></p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;2、对于墙后填土表面起伏不算复杂的情况下,采用土压力叠加的方法,如图2。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1510716499314703.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">图2</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 3、对于复杂坡形,利用计算机逐步搜索潜在滑裂面的位置,采用楔体试算法进行计算。</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;对于库仑土压力,其计算原理,如图3,土压力的大小与潜在的破裂面相关,当墙后填土表面水平,忽略结构与岩土体的摩擦时,其破裂面与竖直方向的夹角为45-φ/2。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1510716577324226.png" alt="blob.png" width="437" height="266" style="width: 437px; height: 266px;"/></p><p style="text-align: center;">图3</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 对于第一种情况,计算墙后填土表面起伏情况下的主动土压力采用等效超载的形式施加在墙顶水平面上,也就是认为土体的潜在滑裂面与墙后填土表面水平时的滑裂面是一致的。然而,根据许锡昌、陈陆望、Y.-Z. WANG等的研究结果,发现主动土压力破裂面与竖直方向的夹角是随着墙后填土表面坡角的增大而增大的,采用等效超载方式的计算并没有考虑土楔的增大,从而计算出的主动土压力可能偏大也可能偏小,对于设计来说并不是一件很好的事。在岩土工程中,对于不确定的事情,通常我们偏向于偏保守的设计方法。</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 第二种方法由于是叠加的方法并考虑了墙后填土表面坡角情况下的土压力,并对其进行了叠加,相较于第一种方法其计算更趋于合理。</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 对于墙后填土表面坡角情况下主动土压力计算是采用(1)式来进行计算主动土压力系数,最后进行主动土压力的计算。然而,如若通过查表方法来确定墙后填土表面倾斜情况下的土压力系数,会发现当墙后填土表面坡角β大于内摩擦角φ情况下的主动土压力系数并不存在。同样,根据(1)式的推导原理,如图4,其是假定墙后填土表面坡角小于土体内摩擦角,推导出来的,也就是说当墙后填土表面坡角大于土体的内摩擦角时,该公式是不适用的。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1510716663570726.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1510716680468138.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">图4</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 然而,很多情况下由于墙后填土并不是纯粹的无粘性土,其是存在一定的粘聚力的,这就导致墙后填土放坡时,其坡角β是可以大于内摩擦角φ的,而这种情况下的主动土压力的计算主要有两种方法,第一种进行简化,按照β等于φ的情况计算;第二种通过楔体试算的方法。对于第一种方法,由于随着β的增大,主动土压力是增大的,将β等于φ进行计算,忽略了β大于φ部分引起的主动土压力的增加,因此计算结果是偏小的,偏危险的。对于第二种方法,其是通过搜索试算的方法来寻找最大土压力的,其计算精度与搜索步长相关,得到的也是个近似解。</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 根据工程经验以及对土压力监测结果的分析,对于墙后填土表面倾斜情况下主动土压力的计算,GEO5中对叠加法进行了修正,当墙后填土表面坡角β小于等于内摩擦角φ时,用叠加法进行计算;当墙后填土坡角β大于内摩擦角时,对主动土压力系数进行修正,乘以一个修正系数tanβ/tanφ,计算方法如图5,该方法综合考虑了墙后填土表面坡角对土压力的影响,因此得到的主动土压力更符合实际情况。</p><blockquote><p>注:修正系数tanβ/tanφ来自与德国土压力学教材。</p></blockquote><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1510716726953720.png" alt="blob.png" width="212" height="320" style="width: 212px; height: 320px;"/></p><p style="text-align: center;">图5</p>

漫谈土的抗剪强度和抗剪强度指标

岩土工程库仑沈工 发表了文章 • 2 个评论 • 752 次浏览 • 2017-11-06 11:07 • 来自相关话题

文章来源:【地基处理】 2000年9月 第11卷第3期(总40)作者 龚晓南  众所周知摩擦型材料的抗剪强度不仅与材料性质有关,还与作用在剪切面上的法向应力大小有关。人们常用拉剪强度指挥来描述摩擦型材料的性质,采用摩尔库伦定律计算该类物体的抗剪强度:  式中:c一一粘聚力;σ一一剪切面上的法向应力;一一摩擦角。  通常将土体视为摩擦型材料,用式1来计算土体的抗剪强度。c、是描述土体材料属性的抗剪强度指标,是土体抗剪强度。在工程讨论或在工程报告文件中经常听到或看到某土层抗剪强度c和是多大,这种将抗剪强度指标大小与抗剪强度大小相混淆显然是不合适的。土是多相体,以饱和粘性土为例,土体在经受外荷作用时是处于排水状态还是不排水状态,对其抗剪强度值是有不小影响的。另外剪切面上的法向应力也有两种描述,一种是总应力,另一种是有效应力,因此图1中单元土体A的抗剪强度表达式如下:  不排水条件下:  也可表示为  上两式中,c和称为总应力强度指标,和为有效应力强度指标,为土体破坏时超孔隙水压力。由式2和式3计算得到的抗剪强度值应是相等的。图1地基土体抗剪强度  完全排水条件下,通常指剪切过程中土体中超孔隙水压力及时得到消散,土体中总应力和有效应力值是相等的。完全排水条件是一种理想情况。完全排水条件下,土体抗剪强度表达式为  上式中完全排水条件下抗剪强度指标和与有效应力强度指挥和基本上是相等的,但由式4计算得到的完全排水条件下土体的抗剪强度值比由式2和式3计算得到的不排水条件下土体的抗剪强度值要大得多。常规三轴固结不排水剪切试验(CIU试验)和固结排水剪切试验(CID试验)有效应力路径如图2所示,为排水条件下土体抗剪强度,为不排水条件下土体抗剪强度。由图中可看到不排水条件下和排水条件下土体抗剪强度的差别。图2  CIU试验和CID试验的有效应力路程  地基土体在荷载作用下不可能处于完全不排水状态,也不可能处于完全排水状态。实际地基中土体处于两者之间,视土体渗透性大小及土层边界排水条件而定。实际地基中土体抗剪强度也处于两者之间。当土体渗透系数较小时,加荷速率较快时,稳定分析取不排水抗剪强度是合适的,而且是偏安全的。  一般情况下,地基土体抗剪强度是随着加荷过程变化的,而其抗剪强度指标(总应力强度指标c和,有效应力强度指标和)应是不变的,或者说基本上不变,是定值。从这一点看,强调抗剪强度与抗剪强度指标的涵义的差别也很有必要。  下面讨论地基土体不排水抗剪强度的测定方法。设图1所示为均质地基。采用不国结不排水三轴试验可以测定A、B、C三个单元土体的不排水抗剪强度值、和。由于所处深度不同,土体上覆土重不同,三个单元土体的不排水抗剪强度值是不相同的,且>>。由十字板试验结果可知土体不排水抗剪强度值对均质地基或对同一层土沿着深度是线性增长的。采用国结不排水试验可以测定地基土体的总应力强度指标和有效应力强度指标。根据地基土体中的固结应力可以应用式2或式3计算地基中各种深度土体的不排水抗剪强度。由上述分析采用不固结不排水三轴试验和三轴固结不排水试验均可测定土的不排水抗剪强度。应该指出的是:前者一个试验只能翻定地基中某一点土的不排水抗剪强度,它不能代表一个土层的不排水抗剪强度。如应用于稳定分析,应测出多点,并推出不排水抗剪强度沿深度的分布规律。后者得到的是土层土体的材料属性,地基土体不排水抗剪强度可以根据地基中初始应力应用式2或式3计算。两者比较:一个是测定某一单元土体的抗剪强度,一个测定某一土层的抗剪强度指标。从这里也可看到区分抗剪强度和抗剪强度指标的重要性。  顺便指出某些教科书认为:当土体渗透系数较小.排水条件不良,加荷速率较快时,土体的抗剪强度可由不自结不排水试验跑定.而不能由三轴固结不排水剪切试验测定。笔者认为上述概念不是很合适。根据前面分析.不固结不排水三轴试验和固结不排水试验均可用测定土体的不排水抗剪强度值。软土地基不排水条件下稳定分析时既可采用不固结不排水的剪切试验测定的不排水抗剪强度值,也可采用固结不排水剪切试验测定的强度指标推算得到的不排水抗剪强度值。忽略试验误差,对同一地基土层同一深度的土体.两者测定的不持水抗剪强度值应是相等的。前面谈到通常将土体视为摩擦性材料,但地基土体有其特殊性。一般摩擦性材料,随载和卸载时抗剪强度指标是一致的。由于地基土体的结构性,其抗剪强度指标是分段的,如图3所示,图中Pc可理解为前期固结压力或土体结构性强度点A所对应的横坐标值。第一段摩尔包线纵坐标轴上截距为c,与横坐标轴成角:第二段摩尔包线与横坐标轴成角。纵坐标轴土截距等于零,或接近于零。图3地基土体抗剪强度指标  这一概念笔者认为在工程界和学术界普遍重视不够,在卸载区域稳定分析时不是没有想到强度指标取值的不同,就是想到也难以从工程地质勘测报告中获得在关参数。 查看全部
<p>文章来源:【地基处理】 2000年9月&nbsp;第11卷第3期(总40)作者 龚晓南</p><p>  众所周知摩擦型材料的抗剪强度不仅与材料性质有关,还与作用在剪切面上的法向应力大小有关。人们常用拉剪强度指挥来描述摩擦型材料的性质,采用摩尔库伦定律计算该类物体的抗剪强度:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1509936823807052.png" alt="blob.png"/></p><p>  式中:c一一粘聚力;σ一一剪切面上的法向应力;<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1509936859657479.png" alt="blob.png"/>一一摩擦角。</p><p>  通常将土体视为摩擦型材料,用式1来计算土体的抗剪强度。c、<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1509936859657479.png" alt="blob.png" style="white-space: normal;"/>是描述土体材料属性的抗剪强度指标,<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1509936944684823.png" alt="blob.png"/>是土体抗剪强度。在工程讨论或在工程报告文件中经常听到或看到某土层抗剪强度c和<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1509936859657479.png" alt="blob.png" style="white-space: normal;"/>是多大,这种将抗剪强度指标大小与抗剪强度大小相混淆显然是不合适的。</p><p>土是多相体,以饱和粘性土为例,土体在经受外荷作用时是处于排水状态还是不排水状态,对其抗剪强度值是有不小影响的。另外剪切面上的法向应力也有两种描述,一种是总应力<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1509936956146189.png" alt="blob.png"/>,另一种是有效应力<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1509936966799391.png" alt="blob.png"/>,因此图1中单元土体A的抗剪强度<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1509936944684823.png" alt="blob.png" style="white-space: normal;"/>表达式如下:</p><p>  不排水条件下:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1509936992152595.png" alt="blob.png"/></p><p>  也可表示为</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1509937005862051.png" alt="blob.png"/></p><p>  上两式中,c和<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1509936859657479.png" alt="blob.png" style="white-space: normal;"/>称为总应力强度指标,<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1509937088559448.png" alt="blob.png"/>和<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1509937075436889.png" alt="blob.png"/>为有效应力强度指标,<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1509937055881156.png" alt="blob.png"/>为土体破坏时超孔隙水压力。由式2和式3计算得到的抗剪强度值<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1509936944684823.png" alt="blob.png" style="white-space: normal;"/>应是相等的。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1509937106368316.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">图1地基土体抗剪强度</p><p>  完全排水条件下,通常指剪切过程中土体中超孔隙水压力及时得到消散,土体中总应力和有效应力值是相等的。完全排水条件是一种理想情况。完全排水条件下,土体抗剪强度表达式为</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1509937140149891.png" alt="blob.png"/></p><p>  上式中完全排水条件下抗剪强度指标<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1509937175747973.png" alt="blob.png"/>和<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1509937184399405.png" alt="blob.png"/>与有效应力强度指挥<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1509937088559448.png" alt="blob.png" style="white-space: normal;"/>和<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1509937075436889.png" alt="blob.png" style="white-space: normal;"/>基本上是相等的,但由式4计算得到的完全排水条件下土体的抗剪强度值<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1509937218274084.png" alt="blob.png"/>比由式2和式3计算得到的不排水条件下土体的抗剪强度值要大得多。常规三轴固结不排水剪切试验(CIU试验)和固结排水剪切试验(CID试验)有效应力路径如图2所示,<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1509937233655248.png" alt="blob.png"/>为排水条件下土体抗剪强度,<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1509937248632587.png" alt="blob.png"/>为不排水条件下土体抗剪强度。由图中可看到不排水条件下和排水条件下土体抗剪强度的差别。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1509937262743019.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">图2&nbsp;&nbsp;CIU试验和CID试验的有效应力路程</p><p>  地基土体在荷载作用下不可能处于完全不排水状态,也不可能处于完全排水状态。实际地基中土体处于两者之间,视土体渗透性大小及土层边界排水条件而定。实际地基中土体抗剪强度也处于两者之间。当土体渗透系数较小时,加荷速率较快时,稳定分析取不排水抗剪强度是合适的,而且是偏安全的。</p><p>  一般情况下,地基土体抗剪强度是随着加荷过程变化的,而其抗剪强度指标(总应力强度指标c和<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1509936859657479.png" alt="blob.png" style="white-space: normal;"/>,有效应力强度指标<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1509937088559448.png" alt="blob.png" style="white-space: normal;"/>和<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1509937075436889.png" alt="blob.png" style="white-space: normal;"/>)应是不变的,或者说基本上不变,是定值。从这一点看,强调抗剪强度与抗剪强度指标的涵义的差别也很有必要。</p><p>  下面讨论地基土体不排水抗剪强度的测定方法。设图1所示为均质地基。采用不国结不排水三轴试验可以测定A、B、C三个单元土体的不排水抗剪强度值<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1509937419802752.png" alt="blob.png"/>、<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1509937430885154.png" alt="blob.png"/>和<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1509937447947915.png" alt="blob.png"/>。由于所处深度不同,土体上覆土重不同,三个单元土体的不排水抗剪强度值是不相同的,</p><p>且<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1509937449915221.png" alt="blob.png" style="white-space: normal;"/>><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1509937433800141.png" alt="blob.png"/>><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1509937422750806.png" alt="blob.png" style="white-space: normal;"/>。由十字板试验结果可知土体不排水抗剪强度值对均质地基或对同一层土沿着深度是线性增长的。采用国结不排水试验可以测定地基土体的总应力强度指标和有效应力强度指标。根据地基土体中的固结应力可以应用式2或式3计算地基中各种深度土体的不排水抗剪强度。由上述分析采用不固结不排水三轴试验和三轴固结不排水试验均可测定土的不排水抗剪强度。应该指出的是:前者一个试验只能翻定地基中某一点土的不排水抗剪强度,它不能代表一个土层的不排水抗剪强度。如应用于稳定分析,应测出多点,并推出不排水抗剪强度沿深度的分布规律。后者得到的是土层土体的材料属性,地基土体不排水抗剪强度可以根据地基中初始应力应用式2或式3计算。两者比较:一个是测定某一单元土体的抗剪强度,一个测定某一土层的抗剪强度指标。从这里也可看到区分抗剪强度和抗剪强度指标的重要性。</p><p>  顺便指出某些教科书认为:当土体渗透系数较小.排水条件不良,加荷速率较快时,土体的抗剪强度可由不自结不排水试验跑定.而不能由三轴固结不排水剪切试验测定。笔者认为上述概念不是很合适。根据前面分析.不固结不排水三轴试验和固结不排水试验均可用测定土体的不排水抗剪强度值。软土地基不排水条件下稳定分析时既可采用不固结不排水的剪切试验测定的不排水抗剪强度值,也可采用固结不排水剪切试验测定的强度指标推算得到的不排水抗剪强度值。忽略试验误差,对同一地基土层同一深度的土体.两者测定的不持水抗剪强度值应是相等的。</p><p>前面谈到通常将土体视为摩擦性材料,但地基土体有其特殊性。一般摩擦性材料,随载和卸载时抗剪强度指标是一致的。由于地基土体的结构性,其抗剪强度指标是分段的,如图3所示,图中P<sub>c</sub>可理解为前期固结压力或土体结构性强度点A所对应的横坐标值。第一段摩尔包线纵坐标轴上截距为c,与横坐标轴成<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1509937541440268.png" alt="blob.png"/>角:第二段摩尔包线与横坐标轴成<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1509937532736119.png" alt="blob.png"/>角。纵坐标轴土截距等于零,或接近于零。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1509937556717634.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">图3地基土体抗剪强度指标</p><p>  这一概念笔者认为在工程界和学术界普遍重视不够,在卸载区域稳定分析时不是没有想到强度指标取值的不同,就是想到也难以从工程地质勘测报告中获得在关参数。</p><p><br/></p>

不同水位情况下岩土材料应力状态的计算方法探讨

岩土工程库仑孙工 发表了文章 • 2 个评论 • 1047 次浏览 • 2017-09-21 09:45 • 来自相关话题

        针对于岩土工程设计对于应力状态的选择主要有有效应力法和总应力法。有效应力法即是将土骨架和孔隙水分别考虑,其对应的岩土材料参数是有效内摩擦角、有效粘聚力、有效重度等;而总应力法则是将土骨架与孔隙水统一考虑,其对应的岩土材料参数为内摩擦角、粘聚力、天然重度等。岩土工程设计中应力状态选择的不同,对设计结果有较大的影响,因此根据勘察资料和经验合理选择应力状态是岩土设计的前提。         本文主要以边坡稳定分析为例,说明水位变化情况下,在GEO5中应力状态的合理选择。岩土工程设计中本质是“矛”与“盾”的平衡问题,对于边坡稳定性分析,其下滑力即为“矛”,而抗滑力即为“盾”。下滑力主要是由滑裂面上部岩土体的重力、超载及水压力组成,而抗滑力则是由岩土体的抗剪强度提供。对于抗剪强度的计算GEO5中有两种方式,即对应上述的有效应力抗剪强度指标和总应力抗剪强度指标,如图1。   图 1       在GEO5中总应力和有效应力的计算分别为:       总应力状态:         有效应力状态:       式中:σ为总应力;γ为土体重度,水上取天然重度,水下取浮重度;γw为水的重度;u为孔隙水压力;d为地下水位深度;z计算点距离地表的深度。根据库仑-摩尔准则, GEO5两种应力状态下的土体抗剪强度分别为:      总应力状态:       有效应力状态:       一般情况下,对于排水土层,如砂土、砾石土以及部分粉土,由于其渗透系数较大,孔隙水压力消散较快,在分析计算时优先选择有效应力状态能够得到较为接近真实的结果。而对于不排水土层,如黏土和部分粉土,其渗透系数小,孔隙水压力消散缓慢且含水率对其强度有显著影响,分析该类土质边坡的应力状态的选择就变的尤为重要。以下对该类边坡的应力状态选择进行分析。为了分析方便,边坡如图2所示,为均质土层边坡,坡体为黏土,由于地下水位下降出现水上部分和水下部分,地下水位如图所示。图 2       情况1:有效应力状态分析       选择滑体一个分块进行分析,不考虑相邻滑块对其的作用力,如图3,则       下滑力:Wi sinαi       抗滑力:图 3         对于此类边坡,水下部分土体发生破坏时,来不及排水,不能忽略孔隙水压力对抗剪强度指标的影响,其抗剪强度应更接近固结不排水剪切试验值。根据粘性土的固结不排水三轴试验得到的莫尔应力,如图4,可知有效内摩擦角φ’要大于固结不排水剪切试验得到的内摩擦角φcu的。有效应力状态分析统一水上和水下部分土体的抗剪强度,利用有效内摩擦角φ’代替φcu显然高估了土体的抗剪强度,从而高估了抗滑力,因此该分析偏于危险。图 4         情况2:水上部分采用有效应力状态,而水下部分采用总应力分析         选择滑体的水上和水下各一个分块进行分析,不考虑相邻滑块对其的作用力,如图5水上部分滑块:         下滑力:         抗滑力:水下部分滑块:         下滑力:         抗滑力:图 5         地下水位下降一段时间后,由于粘土的渗透系数较小,孔隙水压力消散缓慢, 水上部分粘土中的孔隙水压力并没有完全消散,土体中还含有部分水分。一方面,此种状态下的土体发生破坏时,水分并不能及时排出,其强度应该更接近固结不排水剪切强度,而以有效应力强度指标计算显然高估了土体的强度,增大了抗滑力,计算结果偏于危险。另一方面,由于地下水位的下降,水上部分土体俨然已是非饱和土体,根据Bishop在非饱和土抗剪强度公式  和Fredlund的非饱和土抗剪强度公式,此种状态下土体的内摩擦角φ应该介于固结不排水φcu和有效内摩擦角φ’之间(饱和状态时,ua=0, χ=1),而用有效内摩擦角φ’代替φ显然高估了土体的抗剪强度,使计算结果偏危险。         情况3:总应力状态         选择滑体一个分块进行分析,不考虑相邻滑块对其的作用力,如图6         下滑力:         抗滑力:图 6         统一水上部分和水下部分土体的应力状态参数,抗剪强度指标均为φcu ,如情况1和情况2的分析,对于水下部分土体,由于土体处于饱和,发生破坏时基本上为不排水状态,其抗剪强度参数接近固结不排水强度参数;对于水上部分土体,由于处在非饱和状态,且破坏时水分并能完全排出,其强度参数应介于固结不排水强度指标φcu和有效应力强度指标φ’之间,取值为固结不排水强度指标φcu ,低估了水上部分土体强度,使计算结果偏于安全。         针对不排水土层岩土材料应力状态的选择应根据具体的土体性质、工程经验等,并结合以上分析进行选择。 查看全部
<p style="text-align: justify;">&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 针对于岩土工程设计对于应力状态的选择主要有有效应力法和总应力法。有效应力法即是将土骨架和孔隙水分别考虑,其对应的岩土材料参数是有效内摩擦角、有效粘聚力、有效重度等;而总应力法则是将土骨架与孔隙水统一考虑,其对应的岩土材料参数为内摩擦角、粘聚力、天然重度等。岩土工程设计中应力状态选择的不同,对设计结果有较大的影响,因此根据勘察资料和经验合理选择应力状态是岩土设计的前提。</p><p style="text-align: justify;">&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;本文主要以边坡稳定分析为例,说明水位变化情况下,在GEO5中应力状态的合理选择。</p><p style="text-align: justify;">岩土工程设计中本质是“矛”与“盾”的平衡问题,对于边坡稳定性分析,其下滑力即为“矛”,而抗滑力即为“盾”。下滑力主要是由滑裂面上部岩土体的重力、超载及水压力组成,而抗滑力则是由岩土体的抗剪强度提供。对于抗剪强度的计算GEO5中有两种方式,即对应上述的有效应力抗剪强度指标和总应力抗剪强度指标,如图1。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1505957162237736.png" alt="blob.png" width="243" height="215" style="width: 243px; height: 215px;"/>&nbsp; &nbsp;<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1505957170623765.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">图 1</p><p><span style="text-align: justify;">&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;在GEO5中总应力和有效应力的计算分别为:</span></p><p><span style="text-align: justify;">&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;总应力状态:</span></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1505957227901729.png" alt="blob.png" style="text-align: justify;"/><span style="text-align: justify;">&nbsp;&nbsp;</span></p><p><span style="text-align: justify;">&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;有效应力状态:</span></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1505957258546929.png" alt="blob.png" style="text-align: justify;"/></p><p><span style="text-align: justify;">&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;式中:σ为总应力;γ为土体重度,水上取天然重度,水下取浮重度;γ</span><sub style="text-align: justify;">w</sub><span style="text-align: justify;">为水的重度;u为孔隙水压力;d为地下水位深度;z计算点距离地表的深度。</span></p><p style="text-align: justify;">根据库仑-摩尔准则, GEO5两种应力状态下的土体抗剪强度分别为:</p><p style="text-align: justify;">&nbsp; &nbsp; &nbsp; 总应力状态:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1505957309727461.png" alt="blob.png"/>&nbsp;</p><p style="text-align: justify;">&nbsp; &nbsp; &nbsp; 有效应力状态:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1505957322782480.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: justify;">&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;一般情况下,对于排水土层,如砂土、砾石土以及部分粉土,由于其渗透系数较大,孔隙水压力消散较快,在分析计算时优先选择有效应力状态能够得到较为接近真实的结果。而对于不排水土层,如黏土和部分粉土,其渗透系数小,孔隙水压力消散缓慢且含水率对其强度有显著影响,分析该类土质边坡的应力状态的选择就变的尤为重要。以下对该类边坡的应力状态选择进行分析。</p><p style="text-align: justify;">为了分析方便,边坡如图2所示,为均质土层边坡,坡体为黏土,由于地下水位下降出现水上部分和水下部分,地下水位如图所示。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1505957373762786.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">图 2</p><p><strong style="text-align: justify;">&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;情况</strong><strong style="text-align: justify;">1:</strong><strong style="text-align: justify;">有效应力状态分析</strong></p><p><span style="text-align: justify;">&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;选择滑体一个分块进行分析,不考虑相邻滑块对其的作用力,如图3,则</span></p><p style="text-align: justify;">&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;下滑力:<em>W<sub>i&nbsp;</sub>sinα<sub>i</sub></em></p><p style="text-align: justify;">&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;抗滑力:<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1505957482479885.png" alt="blob.png" style="text-align: center;"/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1505957501858172.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">图 3</p><p style="text-align: justify;">&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;对于此类边坡,水下部分土体发生破坏时,来不及排水,不能忽略孔隙水压力对抗剪强度指标的影响,其抗剪强度应更接近固结不排水剪切试验值。根据粘性土的固结不排水三轴试验得到的莫尔应力,如图4,可知有效内摩擦角φ’要大于固结不排水剪切试验得到的内摩擦角φ<sub>cu</sub>的。有效应力状态分析统一水上和水下部分土体的抗剪强度,利用有效内摩擦角φ’代替φ<sub>cu</sub>显然高估了土体的抗剪强度,从而高估了抗滑力,因此该分析偏于危险。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1505957542876760.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">图 4</p><p><strong style="text-align: justify;">&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;情况</strong><strong style="text-align: justify;">2:</strong><strong style="text-align: justify;">水上部分采用有效应力状态,而水下部分采用总应力分析</strong></p><p><span style="text-align: justify;">&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;选择滑体的水上和水下各一个分块进行分析,不考虑相邻滑块对其的作用力,如图5</span></p><p style="text-align: justify;">水上部分滑块:</p><p style="text-align: justify;">&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;下滑力:<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1505957595205600.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: justify;">&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;抗滑力:<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1505957613824836.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: justify;">水下部分滑块:</p><p style="text-align: justify;">&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;下滑力:<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1505957664529083.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: justify;">&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;抗滑力:<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1505957677743138.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1505957692866149.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">图 5</p><p><span style="text-align: justify;">&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;地下水位下降一段时间后,由于粘土的渗透系数较小,孔隙水压力消散缓慢, 水上部分粘土中的孔隙水压力并没有完全消散,土体中还含有部分水分。一方面,此种状态下的土体发生破坏时,水分并不能及时排出,其强度应该更接近固结不排水剪切强度,而以有效应力强度指标计算显然高估了土体的强度,增大了抗滑力,计算结果偏于危险。另一方面,由于地下水位的下降,水上部分土体俨然已是非饱和土体,根据Bishop在非饱和土抗剪强度公式 &nbsp;</span><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1505957735697436.png" alt="blob.png" style="text-align: justify;"/><span style="text-align: justify;">和Fredlund的非饱和土抗剪强度公式</span><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1505957764302012.png" alt="blob.png" style="text-align: justify;"/><span style="text-align: justify;">,此种状态下土体的内摩擦角φ应该介于固结不排水φ</span><sub style="text-align: justify;">cu</sub><span style="text-align: justify;">和有效内摩擦角φ’之间(饱和状态时,u</span><sub style="text-align: justify;">a</sub><span style="text-align: justify;">=0, χ=1),而用有效内摩擦角φ’代替φ显然高估了土体的抗剪强度,使计算结果偏危险。</span></p><p><strong style="text-align: justify;">&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;情况</strong><strong style="text-align: justify;">3:</strong><strong style="text-align: justify;">总应力状态</strong></p><p><span style="text-align: justify;">&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;选择滑体一个分块进行分析,不考虑相邻滑块对其的作用力,如图6</span></p><p style="text-align: justify;">&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;下滑力:<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1505957810566739.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: justify;">&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;抗滑力:<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1505957824656801.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1505957846584600.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">图 6</p><p style="text-align: justify;">&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;统一水上部分和水下部分土体的应力状态参数,抗剪强度指标均为φ<sub>cu </sub>,如情况1和情况2的分析,对于水下部分土体,由于土体处于饱和,发生破坏时基本上为不排水状态,其抗剪强度参数接近固结不排水强度参数;对于水上部分土体,由于处在非饱和状态,且破坏时水分并能完全排出,其强度参数应介于固结不排水强度指标φ<sub>cu</sub>和有效应力强度指标φ’之间,取值为固结不排水强度指标φ<sub>cu </sub>,低估了水上部分土体强度,使计算结果偏于安全。</p><p style="text-align: justify;">&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;针对不排水土层岩土材料应力状态的选择应根据具体的土体性质、工程经验等,并结合以上分析进行选择。</p>

GEO5用户手册岩土经验参数汇总(一)

岩土工程库仑戚工 发表了文章 • 1 个评论 • 1259 次浏览 • 2017-06-13 15:01 • 来自相关话题

  本文主要为大家整理一下GEO5用户手册中提供的一些岩土经验参数,方便各位工程师在做岩土设计时对相关参数进行取值。  由于手册中的参数众多,接下来主要以GEO5能解决的岩土工程方案为依据来对参数进行汇总。此文主要对边坡稳定分析中涉及到的参数进行了汇总。注:边坡稳定分析包括:土质边坡稳定分析、岩质边坡稳定分析、抗滑桩设计、土钉边坡支护设计、加筋土式挡土墙设计等。土钉在土体和岩体中的极限粘结强度建议值(来源:Elias a Juran, 1991)材料成孔工艺土体/岩体类型极限粘结强度值qs[kPa]岩石回转式钻机成孔泥灰岩/石灰岩300 - 400千枚岩100 - 300白垩500 - 600软白云岩400 - 600裂隙发育的白云岩600 - 1000风化砂岩200 - 300风化页岩100 - 150风化片岩100 - 175玄武岩500 - 600板岩/硬质页岩300 - 400非粘性土回转式钻机成孔砂土/砾石100 - 180粉砂100 - 150粉土40 - 120山前残积土40 - 120细粒崩积层75 - 150冲击钻孔 砂土/砾石- 上覆层较薄- 上覆层较厚190 - 240280 - 430密实冰碛物380 - 480崩积层100 - 180螺旋钻成孔粉砂填土20 - 40细粒粉砂55 - 90粘性粉砂60 - 140旋喷砂土380砂砾700细颗粒土回转式钻机成孔粉质粘土35 - 50冲击钻孔粘性粉土90 - 140螺旋钻成孔黄土25 - 75软粘土20 - 30硬粘土40 - 60硬粘性粉土40 - 100石灰质砂质粘土90 - 140注:数值从kPa 转换为psf 时需要乘以20.9,数值从kPa 转换为psi 时需要乘以0.145。                                   来自「理论 – 土钉边坡支护设计– 内部稳定性验算」地震作用 - 标准水平地震加速度系数 KhM-C-S 烈度表 水平地震加速度 水平地震加速度系数 (MSK-64)  [mm/s2]  Kh  1 0,0 - 2,5 0,0 - 0.00025 2 2,5 - 5,0 0,00025 - 0.0005 3 5,0 - 10,0 0,0005 - 0.001 4 10,0 - 25,0 0,001 - 0.0025 5 25,0 - 50,0 0,0025 - 0.005 6 50,0 - 100,0 0,005 - 0.01 7 100,0 - 250,0 0,01 - 0.025 8 250,0 - 500,0 0,025 - 0.05 9 500,0 - 1000,0 0,05 - 0.1 10 1000,0 - 2500,0 0,1 - 0.25 11 2500,0 - 5000,0 0,25 - 0.5 12 > 5000,0 > 0.5                                来自「理论 – 土质边坡稳定性分析– 地震的影响」岩石抗拉强度岩石抗拉强度Te 通常为其单轴抗压强度σc 的1/20 或1/30。完整岩石单轴抗拉强度To 推荐值[MPa]玄武岩3 - 18片麻岩7 - 16花岗岩11 - 21石灰岩3 - 5大理岩7 - 12石英岩4 - 23砂岩5 - 11片岩5 - 12板岩2 - 17凝灰岩2 - 4                                         来自「理论 – 岩质边坡稳定分析– 直线滑动」Mohr – Coulomb 强度参数  在有条件的情况下,岩石的Mohr-Coulomb 强度参数应该通过原位试验得到。大量原位试验和室内试验的结果表明,岩体中绝大多数不连续结构面的内摩擦角取值范围在27°到47°之间。据RMR 分级标准确定的不同等级岩体的内摩擦角φ 和粘聚力c 的推荐值如下表所示:岩体等级ⅠⅡⅢⅣⅤRMR100   - 8180 - 6160 - 4140 - 21< 20内摩擦角 φ[°]> 4535 - 4525 - 4515 - 25< 15粘聚力c [kPa]> 400300 - 400200 - 300100   - 200< 100                               来自「理论 – 岩质边坡稳定分析– 岩石的抗剪强度准则」Hoek–Brown 参数非线性参数mb = mrsr, 且a = 0.5(下标r 表示残余数值)具有很好结晶解理的碳酸盐类岩石,如白云岩、石灰岩、大理岩泥质岩,如泥岩、粉砂岩、页岩、板岩砂质岩,如砂岩,石英岩细粒、多矿物结晶火成岩,如安山岩、辉绿岩、玄武岩、流纹岩粗粒、多矿物结晶火成岩和变质岩,如辉长岩、片麻岩、花岗岩完整岩石试件,实验室试件尺寸,无结构面   RMR = 100,   Q = 500m = 7.00   s = 1.00   mr = 7.00   sr = 1.00m = 10.00   s = 1.00   mr = 10.00   sr = 1.00m = 15.00   s = 1.00   mr = 15.00   sr = 1.00m = 17.00   s = 1.00   mr = 17.00   sr = 1.00m = 25.00   s = 1.00   mr = 25.00   sr = 1.00质量非常好的岩体,紧密互锁,无风化结构面   RMR = 85,   Q = 100m = 2.40   s = 0.082   mr = 4.10   sr = 0.189m = 3.43   s = 0.082   mr = 5.85   sr = 0.189m = 5.14   s = 0.082   mr = 8.78   sr = 0.189m = 5.82   s = 0.082   mr = 9.95   sr = 0.189m = 8.56   s = 0.082   mr = 14.63   sr = 0.189质量好的岩体,轻微构造破坏,结构面未风化,结构面间距1到3 m   RMR = 65,   Q = 10m = 0.575   s = 0.00293   mr = 2.006   sr = 0.0205m = 0.821   s = 0.00293   mr = 2.865   sr = 0.0205m = 1.231   s =0.00293   mr = 4.298   sr = 0.0205m = 1.395   s = 0.00293   mr = 4.871   sr = 0.0205m = 2.052   s = 0.00293   mr = 7.163   sr = 0.0205质量中等的岩体,中等风化,结构面间距0.3 到1 m   RMR = 44,   Q = 1m = 0.128   s = 0.00009   mr = 0.947   sr = 0.00198m = 0.183   s = 0.00009   mr = 1.353   sr = 0.00198m = 0.275   s =0.00009   mr = 2.030   sr =0.00198m = 0.311   s = 0.00009   mr = 2.301   sr = 0.00198m = 0.458   s = 0.00009   mr = 3.383   sr = 0.00198质量差的岩体,大量风化节理,结构面间距30 到 500 mm   RMR = 23,   Q = 0.1m = 0.029   s = 0.000003   mr = 0.447   sr = 0.00019m = 0.041   s = 0.000003   mr = 0.639   sr = 0.00019m = 0.061   s=0.000003   mr = 0.959   sr = 0.00019m = 0.069   s = 0.000003   mr = 1.087   sr = 0.00019m = 0.102   s = 0.000003   mr = 1.598   sr = 0.00019质量非常差的岩体,大量严重风化节理,结构面间距小于50 mm,充填夹泥   RMR = 3,   Q = 0.01m = 0.007   s = 0.0000001   mr = 0.219   sr = 0.00002m = 0.010   s =0.0000001   mr = 0.313   sr = 0.00002m = 0.015   s=0.0000001   mr = 0.469   sr = 0.00002m = 0.017   s = 0.0000001   mr = 0.532   sr = 0.00002m = 0.025   s = 0.0000001   mr = 0.782   sr = 0.00002                         来自「理论 – 岩质边坡稳定分析– 岩石的抗剪强度准则」岩石的单轴抗压强度σc、泊松比ν 和岩石容重γ岩石强度 岩石类型(例子) 强度   σc   [MPa]泊松比   ν岩石容重γ   [kN/m3]极坚硬岩大部分的极坚硬岩石,例如完整、坚实致密的石英岩、玄武岩>1500,128,00 -   30,00非常坚硬岩非常坚硬的花岗岩、石英斑岩,非常坚硬的硬质页岩,石英岩,非常坚硬的砂岩和非常坚硬的方解石类岩石100 -   1500,1526,00 -   27,00坚硬岩花岗岩,坚硬的砂岩和方解石,石英岩矿脉,坚硬的砾岩,坚硬的矿石,石灰岩、大理岩、白云石、黄铁矿80 - 100  0,2025,00 -   26,00一般坚硬岩砂岩、矿石、中等坚硬的砂质页岩、板石50 - 800,2524,00较软岩硬的泥岩、软质砂岩和方解石、泥灰岩20 - 500,25 –   0,3023 -   24,00软岩页岩、软的石灰岩、生石灰、盐岩、冻土、无烟煤、泥灰岩、重塑砂岩、软质砾岩、5 - 200,3 –   0,3522,00 –   26,00软弱土固结粘土、残积土、黑煤0,5 - 50,35 –   0,4020,00 -   22,0   18,00 - 20,00                         来自「理论 – 岩质边坡稳定分析– 岩石的抗剪强度准则」GSI 法确定Hoek-Brown 参数岩质边坡岩体扰动参数D的建议值岩体描述扰动参数D的建议值边坡工程中小规模爆破产生的适度岩体破坏,特别是使用控制爆破法的情况。但不管怎样,应力释放都会产生一些扰动。 (爆破效果好)0.7 边坡工程中小规模爆破产生的适度岩体破坏,特别是使用控制爆破法的情况。但不管怎样,应力释放都会产生一些扰动。 (爆破效果差)1 因为严重的生产爆破和因上覆超载的移除产生的应力释放而导致的非常大的露天矿边坡的显著扰动。 (生产爆破)1 在一些软质岩层中可以通过松土和推土的方式进行挖掘,这种情况下对边坡的破坏程度较小。 (机械挖掘)0.7                          来自「理论 – 岩质边坡稳定分析– 岩石的抗剪强度准则」完整岩石的材料强度常数mi 的近似值(Hoek推荐)岩石类型典型岩石mi[-]结晶解理非常发育的碳酸盐类岩石白云岩、方解石、大理岩≈ 7固结的粘土质岩石泥岩、粉砂岩、粉砂质页岩、板岩≈ 10强烈结晶,结晶解理不发育的砂质岩石砂岩、石英岩≈ 15细粒、多矿物结晶火成岩安山岩、辉绿岩、粗粒玄武岩、安山岩≈ 17粗粒、多矿物结晶变质岩和火成岩角闪岩、辉长岩、片麻岩、花岗岩、闪长岩≈ 25                         来自「理论 – 岩质边坡稳定分析– 岩石的抗剪强度准则」岩石重度γ岩石强度岩石类型   (例子)岩石重度 γ极坚硬岩大部分的极坚硬岩石,例如完整、坚实致密的石英岩、玄武岩28,00   -30,00非常坚硬岩 非常坚硬的花岗岩、石英斑岩,非常坚硬的硬质页岩,石英岩,非常坚硬的砂岩和非常坚硬的方解石类岩石26,00   -27,00坚硬岩花岗岩,坚硬的砂岩和方解石,石英岩矿脉,坚硬的砾岩,坚硬的矿石,石灰岩、大理岩、白云石、黄铁矿25,00   -26,00一般坚硬岩砂岩、矿石、中等坚硬的砂质页岩、板石24,00较软岩硬的泥岩、软质砂岩和方解石、泥灰岩23   - 24,00软岩页岩、软的石灰岩、生石灰、盐岩、冻土、无烟煤、泥灰岩、重塑砂岩、软质砾岩、22,00   –26,00软弱土固结粘土、残积土、黑煤20,00   - 22,0  18,00 -20,00                                   来自「理论 – 岩质边坡稳定分析– 岩石重度」扩展阅读:GEO5用户手册岩土经验参数汇总(二)GEO5用户手册岩土经验参数汇总(三)GEO5用户手册岩土经验参数汇总(四)GEO5用户手册岩土经验参数汇总(五) 查看全部
<p><span style="line-height: 1.5em;">  本文主要为大家整理一下GEO5用户手册中提供的一些岩土经验参数,方便各位工程师在做岩土设计时对相关参数进行取值。</span></p><p>  由于手册中的参数众多,接下来主要以GEO5能解决的岩土工程方案为依据来对参数进行汇总。此文主要对边坡稳定分析中涉及到的参数进行了汇总。</p><blockquote><p>注:边坡稳定分析包括:土质边坡稳定分析、岩质边坡稳定分析、抗滑桩设计、土钉边坡支护设计、加筋土式挡土墙设计等。</p></blockquote><p><strong>土钉在土体和岩体中的极限粘结强度建议值(来源:Elias a Juran, 1991)</strong></p><table><tbody><tr class="firstRow"><td><p>材料</p></td><td><p>成孔工艺</p></td><td><p>土体/岩体类型</p></td><td><p>极限粘结强度值<em>qs</em>[<em>kPa</em>]</p></td></tr><tr><td><p>岩石</p></td><td><p>回转式钻机成孔</p></td><td><p>泥灰岩/石灰岩</p></td><td><p>300 - 400</p></td></tr><tr><td><br/></td><td><br/></td><td><p>千枚岩</p></td><td><p>100 - 300</p></td></tr><tr><td><br/></td><td><br/></td><td><p>白垩</p></td><td><p>500 - 600</p></td></tr><tr><td><br/></td><td><br/></td><td><p>软白云岩</p></td><td><p>400 - 600</p></td></tr><tr><td><br/></td><td><br/></td><td><p>裂隙发育的白云岩</p></td><td><p>600 - 1000</p></td></tr><tr><td><br/></td><td><br/></td><td><p>风化砂岩</p></td><td><p>200 - 300</p></td></tr><tr><td><br/></td><td><br/></td><td><p>风化页岩</p></td><td><p>100 - 150</p></td></tr><tr><td><br/></td><td><br/></td><td><p>风化片岩</p></td><td><p>100 - 175</p></td></tr><tr><td><br/></td><td><br/></td><td><p>玄武岩</p></td><td><p>500 - 600</p></td></tr><tr><td><br/></td><td><br/></td><td><p>板岩/硬质页岩</p></td><td><p>300 - 400</p></td></tr><tr><td><p>非粘性土</p></td><td><p>回转式钻机成孔</p></td><td><p>砂土/砾石</p></td><td><p>100 - 180</p></td></tr><tr><td><br/></td><td><br/></td><td><p>粉砂</p></td><td><p>100 - 150</p></td></tr><tr><td><br/></td><td><br/></td><td><p>粉土</p></td><td><p>40 - 120</p></td></tr><tr><td><br/></td><td><br/></td><td><p>山前残积土</p></td><td><p>40 - 120</p></td></tr><tr><td><br/></td><td><br/></td><td><p>细粒崩积层</p></td><td><p>75 - 150</p></td></tr><tr><td><br/></td><td><p>冲击钻孔</p><p>&nbsp;</p></td><td><p>砂土/砾石</p><p>- 上覆层较薄</p><p>- 上覆层较厚</p></td><td><p>190 - 240</p><p>280 - 430</p></td></tr><tr><td><br/></td><td><br/></td><td><p>密实冰碛物</p></td><td><p>380 - 480</p></td></tr><tr><td><br/></td><td><br/></td><td><p>崩积层</p></td><td><p>100 - 180</p></td></tr><tr><td><br/></td><td><p>螺旋钻成孔</p></td><td><p>粉砂填土</p></td><td><p>20 - 40</p></td></tr><tr><td><br/></td><td><br/></td><td><p>细粒粉砂</p></td><td><p>55 - 90</p></td></tr><tr><td><br/></td><td><br/></td><td><p>粘性粉砂</p></td><td><p>60 - 140</p></td></tr><tr><td><br/></td><td><p>旋喷</p></td><td><p>砂土</p></td><td><p>380</p></td></tr><tr><td><br/></td><td><br/></td><td><p>砂砾</p></td><td><p>700</p></td></tr><tr><td><p>细颗粒土</p></td><td><p>回转式钻机成孔</p></td><td><p>粉质粘土</p></td><td><p>35 - 50</p></td></tr><tr><td><br/></td><td><p>冲击钻孔</p></td><td><p>粘性粉土</p></td><td><p>90 - 140</p></td></tr><tr><td><br/></td><td><p>螺旋钻成孔</p></td><td><p>黄土</p></td><td><p>25 - 75</p></td></tr><tr><td><br/></td><td><br/></td><td><p>软粘土</p></td><td><p>20 - 30</p></td></tr><tr><td><br/></td><td><br/></td><td><p>硬粘土</p></td><td><p>40 - 60</p></td></tr><tr><td><br/></td><td><br/></td><td><p>硬粘性粉土</p></td><td><p>40 - 100</p></td></tr><tr><td><br/></td><td><br/></td><td><p>石灰质砂质粘土</p></td><td><p>90 - 140</p></td></tr></tbody></table><blockquote><p>注:数值从kPa 转换为psf 时需要乘以20.9,数值从kPa 转换为psi 时需要乘以0.145。</p></blockquote><p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 来自「理论 – 土钉边坡支护设计– 内部稳定性验算」</p><p><strong>地震作用 - 标准</strong></p><p><strong>水平地震加速度系数 Kh</strong></p><table><tbody><tr class="firstRow"><td><p><strong>M-C-S </strong><strong>烈度表</strong> </p></td><td><p><strong>水平地震加速度</strong> </p></td><td><p><strong>水平地震加速度系数</strong> </p></td><td><br/></td><td><br/></td><td><br/></td><td><br/></td><td><br/></td><td><br/></td></tr><tr><td><p>(MSK-64) &nbsp;</p></td><td><p>[mm/s<sup>2</sup>] &nbsp;</p></td><td><p>K<sub>h</sub> &nbsp;</p></td><td><br/></td><td><br/></td><td><br/></td><td><br/></td><td><br/></td><td><br/></td></tr><tr><td><p><em>1</em> </p></td><td><p><em>0,0</em> </p></td><td><p><em>-</em> </p></td><td><p><em>2,5</em> </p></td><td><br/></td><td><br/></td><td><p><em>0,0</em> </p></td><td><p><em>-</em> </p></td><td><p><em>0.00025</em> </p></td></tr><tr><td><p><em>2</em> </p></td><td><p><em>2,5</em> </p></td><td><p><em>-</em> </p></td><td><p><em>5,0</em> </p></td><td><br/></td><td><br/></td><td><p><em>0,00025</em> </p></td><td><p><em>-</em> </p></td><td><p><em>0.0005</em> </p></td></tr><tr><td><p><em>3</em> </p></td><td><p><em>5,0</em> </p></td><td><p><em>-</em> </p></td><td><p><em>10,0</em> </p></td><td><br/></td><td><br/></td><td><p><em>0,0005</em> </p></td><td><p><em>-</em> </p></td><td><p><em>0.001</em> </p></td></tr><tr><td><p><em>4</em> </p></td><td><p><em>10,0</em> </p></td><td><p><em>-</em> </p></td><td><p><em>25,0</em> </p></td><td><br/></td><td><br/></td><td><p><em>0,001</em> </p></td><td><p><em>-</em> </p></td><td><p><em>0.0025</em> </p></td></tr><tr><td><p><em>5</em> </p></td><td><p><em>25,0</em> </p></td><td><p><em>-</em> </p></td><td><p><em>50,0</em> </p></td><td><br/></td><td><br/></td><td><p><em>0,0025</em> </p></td><td><p><em>-</em> </p></td><td><p><em>0.005</em> </p></td></tr><tr><td><p><em>6</em> </p></td><td><p><em>50,0</em> </p></td><td><p><em>-</em> </p></td><td><p><em>100,0</em> </p></td><td><br/></td><td><br/></td><td><p><em>0,005</em> </p></td><td><p><em>-</em> </p></td><td><p><em>0.01</em> </p></td></tr><tr><td><p><em>7</em> </p></td><td><p><em>100,0</em> </p></td><td><p><em>-</em> </p></td><td><p><em>250,0</em> </p></td><td><br/></td><td><br/></td><td><p><em>0,01</em> </p></td><td><p><em>-</em> </p></td><td><p><em>0.025</em> </p></td></tr><tr><td><p><em>8</em> </p></td><td><p><em>250,0</em> </p></td><td><p><em>-</em> </p></td><td><p><em>500,0</em> </p></td><td><br/></td><td><br/></td><td><p><em>0,025</em> </p></td><td><p><em>-</em> </p></td><td><p><em>0.05</em> </p></td></tr><tr><td><p><em>9</em> </p></td><td><p><em>500,0</em> </p></td><td><p><em>-</em> </p></td><td><p><em>1000,0</em> </p></td><td><br/></td><td><br/></td><td><p><em>0,05</em> </p></td><td><p><em>-</em> </p></td><td><p><em>0.1</em> </p></td></tr><tr><td><p><em>10</em> </p></td><td><p><em>1000,0</em> </p></td><td><p><em>-</em> </p></td><td><p><em>2500,0</em> </p></td><td><br/></td><td><br/></td><td><p><em>0,1</em> </p></td><td><p><em>-</em> </p></td><td><p><em>0.25</em> </p></td></tr><tr><td><p><em>11</em> </p></td><td><p><em>2500,0</em> </p></td><td><p><em>-</em> </p></td><td><p><em>5000,0</em> </p></td><td><br/></td><td><br/></td><td><p><em>0,25</em> </p></td><td><p><em>-</em> </p></td><td><p><em>0.5</em> </p></td></tr><tr><td><p><em>12</em> </p></td><td><br/></td><td><p><em>&gt;</em> </p></td><td><p><em>5000,0</em> </p></td><td><br/></td><td><br/></td><td><br/></td><td><p><em>&gt;</em> </p></td><td><p><em>0.5</em></p></td></tr></tbody></table><p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;来自「理论 – 土质边坡稳定性分析– 地震的影响」</p><p><strong>岩石抗拉强度</strong></p><p><strong>岩石抗拉强度Te 通常为其单轴抗压强度σc 的1/20 或1/30。</strong></p><p><strong>完整岩石单轴抗拉强度To 推荐值[MPa]</strong></p><table><tbody><tr class="firstRow"><td><p>玄武岩</p></td><td><p>3 - 18</p></td></tr><tr><td><p>片麻岩</p></td><td><p>7 - 16</p></td></tr><tr><td><p>花岗岩</p></td><td><p>11 - 21</p></td></tr><tr><td><p>石灰岩</p></td><td><p>3 - 5</p></td></tr><tr><td><p>大理岩</p></td><td><p>7 - 12</p></td></tr><tr><td><p>石英岩</p></td><td><p>4 - 23</p></td></tr><tr><td><p>砂岩</p></td><td><p>5 - 11</p></td></tr><tr><td><p>片岩</p></td><td><p>5 - 12</p></td></tr><tr><td><p>板岩</p></td><td><p>2 - 17</p></td></tr><tr><td><p>凝灰岩</p></td><td><p>2 - 4</p></td></tr></tbody></table><p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 来自「理论 – 岩质边坡稳定分析– 直线滑动」</p><p><strong>Mohr – Coulomb </strong><strong>强度参数</strong></p><p>  在有条件的情况下,岩石的Mohr-Coulomb 强度参数应该通过原位试验得到。大量原位试验和室内试验的结果表明,岩体中绝大多数不连续结构面的内摩擦角取值范围在27°到47°之间。</p><p><strong>据RMR 分级标准确定的不同等级岩体的内摩擦角φ 和粘聚力c 的推荐值如下表所示:</strong></p><table><tbody><tr class="firstRow"><td><p>岩体等级</p></td><td><p>Ⅰ</p></td><td><p>Ⅱ</p></td><td><p>Ⅲ</p></td><td><p>Ⅳ</p></td><td><p>Ⅴ</p></td></tr><tr><td><p>RMR</p></td><td><p>100 &nbsp; - 81</p></td><td><p>80 - 61</p></td><td><p>60 - 41</p></td><td><p>40 - 21</p></td><td><p>&lt; 20</p></td></tr><tr><td><p>内摩擦角 φ[°]</p></td><td><p>&gt; 45</p></td><td><p>35 - 45</p></td><td><p>25 - 45</p></td><td><p>15 - 25</p></td><td><p>&lt; 15</p></td></tr><tr><td><p>粘聚力c [kPa]</p></td><td><p>&gt; 400</p></td><td><p>300 - 400</p></td><td><p>200 - 300</p></td><td><p>100 &nbsp; - 200</p></td><td><p>&lt; 100</p></td></tr></tbody></table><p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 来自「理论 – 岩质边坡稳定分析– 岩石的抗剪强度准则」</p><p><strong>Hoek–Brown </strong><strong>参数</strong></p><p>非线性参数mb = mrsr, 且a = 0.5(下标r 表示残余数值)</p><table><tbody><tr class="firstRow"><td><br/></td><td><p>具有很好结晶解理的碳酸盐类岩石,如白云岩、石灰岩、大理岩</p></td><td><p>泥质岩,如泥岩、粉砂岩、页岩、板岩</p></td><td><p>砂质岩,如砂岩,石英岩</p></td><td><p>细粒、多矿物结晶火成岩,如安山岩、辉绿岩、玄武岩、流纹岩</p></td><td><p>粗粒、多矿物结晶火成岩和变质岩,如辉长岩、片麻岩、花岗岩</p></td></tr><tr><td><p>完整岩石试件,实验室试件尺寸,无结构面 <br/> &nbsp; RMR = 100, <br/> &nbsp; Q = 500</p></td><td><p>m = 7.00 <br/> &nbsp; s = 1.00 <br/> &nbsp; m<sub>r</sub> = 7.00 <br/> &nbsp; s<sub>r</sub> = 1.00</p></td><td><p>m = 10.00 <br/> &nbsp; s = 1.00 <br/> &nbsp; m<sub>r</sub> = 10.00 <br/> &nbsp; s<sub>r</sub> = 1.00</p></td><td><p>m = 15.00 <br/> &nbsp; s = 1.00 <br/> &nbsp; m<sub>r</sub> = 15.00 <br/> &nbsp; s<sub>r</sub> = 1.00</p></td><td><p>m = 17.00 <br/> &nbsp; s = 1.00 <br/> &nbsp; m<sub>r</sub> = 17.00 <br/> &nbsp; s<sub>r</sub> = 1.00</p></td><td><p>m = 25.00 <br/> &nbsp; s = 1.00 <br/> &nbsp; m<sub>r</sub> = 25.00 <br/> &nbsp; s<sub>r</sub> = 1.00</p></td></tr><tr><td><p>质量非常好的岩体,紧密互锁,无风化结构面 <br/> &nbsp; RMR = 85, <br/> &nbsp; Q = 100</p></td><td><p>m = 2.40 <br/> &nbsp; s = 0.082 <br/> &nbsp; m<sub>r</sub> = 4.10 <br/> &nbsp; s<sub>r</sub> = 0.189</p></td><td><p>m = 3.43 <br/> &nbsp; s = 0.082 <br/> &nbsp; m<sub>r</sub> = 5.85 <br/> &nbsp; s<sub>r</sub> = 0.189</p></td><td><p>m = 5.14 <br/> &nbsp; s = 0.082 <br/> &nbsp; m<sub>r</sub> = 8.78 <br/> &nbsp; s<sub>r</sub> = 0.189</p></td><td><p>m = 5.82 <br/> &nbsp; s = 0.082 <br/> &nbsp; m<sub>r</sub> = 9.95 <br/> &nbsp; s<sub>r</sub> = 0.189</p></td><td><p>m = 8.56 <br/> &nbsp; s = 0.082 <br/> &nbsp; m<sub>r</sub> = 14.63 <br/> &nbsp; s<sub>r</sub> = 0.189</p></td></tr><tr><td><p>质量好的岩体,轻微构造破坏,结构面未风化,结构面间距1到3 m <br/> &nbsp; RMR = 65, <br/> &nbsp; Q = 10</p></td><td><p>m = 0.575 <br/> &nbsp; s = 0.00293 <br/> &nbsp; m<sub>r</sub> = 2.006 <br/> &nbsp; s<sub>r</sub> = 0.0205</p></td><td><p>m = 0.821 <br/> &nbsp; s = 0.00293 <br/> &nbsp; m<sub>r</sub> = 2.865 <br/> &nbsp; s<sub>r</sub> = 0.0205</p></td><td><p>m = 1.231 <br/> &nbsp; s =0.00293 <br/> &nbsp; m<sub>r</sub> = 4.298 <br/> &nbsp; s<sub>r</sub> = 0.0205</p></td><td><p>m = 1.395 <br/> &nbsp; s = 0.00293 <br/> &nbsp; m<sub>r</sub> = 4.871 <br/> &nbsp; s<sub>r</sub> = 0.0205</p></td><td><p>m = 2.052 <br/> &nbsp; s = 0.00293 <br/> &nbsp; m<sub>r</sub> = 7.163 <br/> &nbsp; s<sub>r</sub> = 0.0205</p></td></tr><tr><td><p>质量中等的岩体,中等风化,结构面间距0.3 到1 m <br/> &nbsp; RMR = 44, <br/> &nbsp; Q = 1</p></td><td><p>m = 0.128 <br/> &nbsp; s = 0.00009 <br/> &nbsp; m<sub>r</sub> = 0.947 <br/> &nbsp; s<sub>r</sub> = 0.00198</p></td><td><p>m = 0.183 <br/> &nbsp; s = 0.00009 <br/> &nbsp; m<sub>r</sub> = 1.353 <br/> &nbsp; s<sub>r</sub> = 0.00198</p></td><td><p>m = 0.275 <br/> &nbsp; s =0.00009 <br/> &nbsp; m<sub>r</sub> = 2.030 <br/> &nbsp; s<sub>r</sub> =0.00198</p></td><td><p>m = 0.311 <br/> &nbsp; s = 0.00009 <br/> &nbsp; m<sub>r</sub> = 2.301 <br/> &nbsp; s<sub>r</sub> = 0.00198</p></td><td><p>m = 0.458 <br/> &nbsp; s = 0.00009 <br/> &nbsp; m<sub>r</sub> = 3.383 <br/> &nbsp; s<sub>r</sub> = 0.00198</p></td></tr><tr><td><p>质量差的岩体,大量风化节理,结构面间距30 到 500 mm <br/> &nbsp; RMR = 23, <br/> &nbsp; Q = 0.1</p></td><td><p>m = 0.029 <br/> &nbsp; s = 0.000003 <br/> &nbsp; m<sub>r</sub> = 0.447 <br/> &nbsp; s<sub>r</sub> = 0.00019</p></td><td><p>m = 0.041 <br/> &nbsp; s = 0.000003 <br/> &nbsp; m<sub>r</sub> = 0.639 <br/> &nbsp; s<sub>r</sub> = 0.00019</p></td><td><p>m = 0.061 <br/> &nbsp; s=0.000003 <br/> &nbsp; m<sub>r</sub> = 0.959 <br/> &nbsp; s<sub>r</sub> = 0.00019</p></td><td><p>m = 0.069 <br/> &nbsp; s = 0.000003 <br/> &nbsp; m<sub>r</sub> = 1.087 <br/> &nbsp; s<sub>r</sub> = 0.00019</p></td><td><p>m = 0.102 <br/> &nbsp; s = 0.000003 <br/> &nbsp; m<sub>r</sub> = 1.598 <br/> &nbsp; s<sub>r</sub> = 0.00019</p></td></tr><tr><td><p>质量非常差的岩体,大量严重风化节理,结构面间距小于50 mm,充填夹泥 <br/> &nbsp; RMR = 3, <br/> &nbsp; Q = 0.01</p></td><td><p>m = 0.007 <br/> &nbsp; s = 0.0000001 <br/> &nbsp; m<sub>r</sub> = 0.219 <br/> &nbsp; s<sub>r</sub> = 0.00002</p></td><td><p>m = 0.010 <br/> &nbsp; s =0.0000001 <br/> &nbsp; m<sub>r</sub> = 0.313 <br/> &nbsp; s<sub>r</sub> = 0.00002</p></td><td><p>m = 0.015 <br/> &nbsp; s=0.0000001 <br/> &nbsp; m<sub>r</sub> = 0.469 <br/> &nbsp; s<sub>r</sub> = 0.00002</p></td><td><p>m = 0.017 <br/> &nbsp; s = 0.0000001 <br/> &nbsp; m<sub>r</sub> = 0.532 <br/> &nbsp; s<sub>r</sub> = 0.00002</p></td><td><p>m = 0.025 <br/> &nbsp; s = 0.0000001 <br/> &nbsp; m<sub>r</sub> = 0.782 <br/> &nbsp; s<sub>r</sub> = 0.00002</p></td></tr></tbody></table><p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 来自「理论 – 岩质边坡稳定分析– 岩石的抗剪强度准则」</p><p><strong>岩石的单轴抗压强度σc、泊松比ν 和岩石容重γ</strong></p><table><tbody><tr class="firstRow"><td><p><strong>岩石强度</strong> </p></td><td><p><strong>岩石类型(例子)</strong> </p></td><td><p><strong>强度</strong> <br/> &nbsp; σ<sub>c</sub> <br/> &nbsp; [MPa]</p></td><td><p><strong>泊松比</strong> <br/> &nbsp; ν</p></td><td><p><strong>岩石容重</strong>γ <br/> &nbsp; [kN/m<sup>3</sup>]</p></td></tr><tr><td><p>极坚硬岩</p></td><td><p>大部分的极坚硬岩石,例如完整、坚实致密的石英岩、玄武岩</p></td><td><p>&gt;150</p></td><td><p>0,1</p></td><td><p>28,00 - &nbsp; 30,00</p></td></tr><tr><td><p>非常坚硬岩</p></td><td><p>非常坚硬的花岗岩、石英斑岩,非常坚硬的硬质页岩,石英岩,非常坚硬的砂岩和非常坚硬的方解石类岩石</p></td><td><p>100 - &nbsp; 150</p></td><td><p>0,15</p></td><td><p>26,00 - &nbsp; 27,00</p></td></tr><tr><td><p>坚硬岩</p></td><td><p>花岗岩,坚硬的砂岩和方解石,石英岩矿脉,坚硬的砾岩,坚硬的矿石,石灰岩、大理岩、白云石、黄铁矿</p></td><td><p>80 - 100 &nbsp;</p></td><td><p>0,20</p></td><td><p>25,00 - &nbsp; 26,00</p></td></tr><tr><td><p>一般坚硬岩</p></td><td><p>砂岩、矿石、中等坚硬的砂质页岩、板石</p></td><td><p>50 - 80</p></td><td><p>0,25</p></td><td><p>24,00</p></td></tr><tr><td><p>较软岩</p></td><td><p>硬的泥岩、软质砂岩和方解石、泥灰岩</p></td><td><p>20 - 50</p></td><td><p>0,25 – &nbsp; 0,30</p></td><td><p>23 - &nbsp; 24,00</p></td></tr><tr><td><p>软岩</p></td><td><p>页岩、软的石灰岩、生石灰、盐岩、冻土、无烟煤、泥灰岩、重塑砂岩、软质砾岩、</p></td><td><p>5 - 20</p></td><td><p>0,3 – &nbsp; 0,35</p></td><td><p>22,00 – &nbsp; 26,00</p></td></tr><tr><td><p>软弱土</p></td><td><p>固结粘土、残积土、黑煤</p></td><td><p>0,5 - 5</p></td><td><p>0,35 – &nbsp; 0,40</p></td><td><p>20,00 - &nbsp; 22,0 <br/> &nbsp; 18,00 - 20,00</p></td></tr></tbody></table><p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 来自「理论 – 岩质边坡稳定分析– 岩石的抗剪强度准则」</p><p><strong>GSI </strong><strong>法确定Hoek-Brown 参数</strong></p><p><strong>岩质边坡岩体扰动参数D的建议值</strong></p><table><tbody><tr class="firstRow"><td><p>岩体描述</p></td><td><p>扰动参数D的建议值</p></td></tr><tr><td><p>边坡工程中小规模爆破产生的适度岩体破坏,特别是使用控制爆破法的情况。但不管怎样,应力释放都会产生一些扰动。 (爆破效果好)</p></td><td><p><em>0.7</em> </p></td></tr><tr><td><p>边坡工程中小规模爆破产生的适度岩体破坏,特别是使用控制爆破法的情况。但不管怎样,应力释放都会产生一些扰动。 (爆破效果差)</p></td><td><p><em>1</em> </p></td></tr><tr><td><p>因为严重的生产爆破和因上覆超载的移除产生的应力释放而导致的非常大的露天矿边坡的显著扰动。 (生产爆破)</p></td><td><p><em>1</em> </p></td></tr><tr><td><p>在一些软质岩层中可以通过松土和推土的方式进行挖掘,这种情况下对边坡的破坏程度较小。 (机械挖掘)</p></td><td><p><em>0.7</em> </p></td></tr></tbody></table><p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 来自「理论 – 岩质边坡稳定分析– 岩石的抗剪强度准则」</p><p><strong>完整岩石的材料强度常数mi 的近似值(Hoek推荐)</strong></p><table><tbody><tr class="firstRow"><td><p>岩石类型</p></td><td><p>典型岩石</p></td><td><p>m<sub>i</sub>[-]</p></td></tr><tr><td><p>结晶解理非常发育的碳酸盐类岩石</p></td><td><p>白云岩、方解石、大理岩</p></td><td><p>≈ <em>7</em></p></td></tr><tr><td><p>固结的粘土质岩石</p></td><td><p>泥岩、粉砂岩、粉砂质页岩、板岩</p></td><td><p>≈ <em>10</em></p></td></tr><tr><td><p>强烈结晶,结晶解理不发育的砂质岩石</p></td><td><p>砂岩、石英岩</p></td><td><p>≈ <em>15</em></p></td></tr><tr><td><p>细粒、多矿物结晶火成岩</p></td><td><p>安山岩、辉绿岩、粗粒玄武岩、安山岩</p></td><td><p>≈ <em>17</em></p></td></tr><tr><td><p>粗粒、多矿物结晶变质岩和火成岩</p></td><td><p>角闪岩、辉长岩、片麻岩、花岗岩、闪长岩</p></td><td><p>≈ <em>25</em></p></td></tr></tbody></table><p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 来自「理论 – 岩质边坡稳定分析– 岩石的抗剪强度准则」</p><p><strong>岩石重度γ</strong></p><table><tbody><tr class="firstRow"><td><p>岩石强度</p></td><td><p>岩石类型 &nbsp; (例子)</p></td><td><p>岩石重度 γ</p></td></tr><tr><td><p>极坚硬岩</p></td><td><p>大部分的极坚硬岩石,例如完整、坚实致密的石英岩、玄武岩</p></td><td><p>28,00 &nbsp; -30,00</p></td></tr><tr><td><p>非常坚硬岩</p><p>&nbsp;</p></td><td><p>非常坚硬的花岗岩、石英斑岩,非常坚硬的硬质页岩,石英岩,非常坚硬的砂岩和非常坚硬的方解石类岩石</p></td><td><p>26,00 &nbsp; -27,00</p></td></tr><tr><td><p>坚硬岩</p></td><td><p>花岗岩,坚硬的砂岩和方解石,石英岩矿脉,坚硬的砾岩,坚硬的矿石,石灰岩、大理岩、白云石、黄铁矿</p></td><td><p>25,00 &nbsp; -26,00</p></td></tr><tr><td><p>一般坚硬岩</p></td><td><p>砂岩、矿石、中等坚硬的砂质页岩、板石</p></td><td><p>24,00</p></td></tr><tr><td><p>较软岩</p></td><td><p>硬的泥岩、软质砂岩和方解石、泥灰岩</p></td><td><p>23 &nbsp; - 24,00</p></td></tr><tr><td><p>软岩</p></td><td><p>页岩、软的石灰岩、生石灰、盐岩、冻土、无烟煤、泥灰岩、重塑砂岩、软质砾岩、</p></td><td><p>22,00 &nbsp; –26,00</p></td></tr><tr><td><p>软弱土</p></td><td><p>固结粘土、残积土、黑煤</p></td><td><p>20,00 &nbsp; - 22,0&nbsp; 18,00 -20,00</p></td></tr></tbody></table><p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 来自「理论 – 岩质边坡稳定分析– 岩石重度」</p><p><strong>扩展阅读:</strong></p><p><a href="/article/195" target="_blank">GEO5用户手册岩土经验参数汇总(二)</a></p><p><a href="/article/196" target="_blank">GEO5用户手册岩土经验参数汇总(三)</a></p><p><a href="/article/197" target="_blank">GEO5用户手册岩土经验参数汇总(四)</a></p><p><a href="/article/198" target="_blank">GEO5用户手册岩土经验参数汇总(五)</a></p>

用GEO5有限元计算边坡稳定性

库仑产品库仑沈工 发表了文章 • 0 个评论 • 909 次浏览 • 2017-04-10 14:57 • 来自相关话题

  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
<p>  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。</p><p>  <span style="color: #00B050;">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。</span></p><p>  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。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.bbs.kulunsoft.com/d ... t%3Bp style="text-align: center;">图1 边坡计算模型</p><p style="text-align: center;">表1 岩土材料参数表</p><p style="text-align: center;">&nbsp;&nbsp;<img src="http://www.bbs.kulunsoft.com/d ... gt%3B  工况阶段[建模]</strong></p><p>  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。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.bbs.kulunsoft.com/d ... t%3Bp style="text-align: center;">图2 指定岩土材料</p><p>  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。</p><p>  <strong>工况阶段[1]</strong></p><p>  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]<span style="line-height: 1.5em;">界面中点击</span><span style="line-height: 1.5em;">[</span><span style="line-height: 1.5em;">开始分析按钮</span><span style="line-height: 1.5em;">]</span><span style="line-height: 1.5em;">,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。</span></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.bbs.kulunsoft.com/d ... t%3Bp style="text-align: center;">图3 边坡塑性应变分布云图</p><p>  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。</p><p>  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。</p><p><br/></p>

常用弹性地基模型介绍

岩土工程库仑沈工 发表了文章 • 0 个评论 • 798 次浏览 • 2017-04-10 14:47 • 来自相关话题

  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
<p>  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。</p><p>  有基础设计经验或对基础设计比较熟悉的朋友应该清楚<span style="color: #C00000;">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</span>。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。</p><p>  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:<strong>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</strong>。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。</p><p>  <strong>1、 &nbsp;温克尔地基模型(Winkler模型)</strong></p><p>  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<strong>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</strong>,基本方程为:</p><p style="text-align: center;">&nbsp;<img src="http://www.bbs.kulunsoft.com/d ... gt%3B  式中:k—基床系数或地基抗力系数,kN/m3。</p><p>  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。</p><p>  <strong>2、 &nbsp;弹性半空间地基模型</strong></p><p>  <strong>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。</strong>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:</p><p style="text-align: center;">&nbsp;<img src="http://www.bbs.kulunsoft.com/d ... gt%3B  式中:ν—土的泊松比;E—土的变形模量。</p><p>  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<span style="color: #C00000;">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。</span>因此弹性半空间地基模型在应用上也存在一定的局限性。</p><p>  <strong>3、 &nbsp;Winkler-Pasternak双参数弹性地基模型</strong></p><p>  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。<strong>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。</strong></p><p>  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:</p><p style="text-align: center;">&nbsp;<img src="http://www.bbs.kulunsoft.com/d ... gt%3B  式中G称为剪切基床系数。</p><p>  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,<strong><span style="color: #00B050;">GEO5的计算结果更准确、更能真实地反地基基础情况</span></strong>。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。</p>

[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)

岩土工程库仑沈工 发表了文章 • 0 个评论 • 678 次浏览 • 2017-04-10 14:26 • 来自相关话题

  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
<h4>  接着<a href="/article/143" target="_self">[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)</a>,进行介绍。</h4><p>  <strong>3 &nbsp;地基承载力特征值采用理由问题</strong></p><p>  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)。</p><p>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。</p><p>  <span style="color: #C00000;">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。</span></p><p>  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。</p><p>  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。</p><p>  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。</p><p>  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。</p><p>  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。</p><p>  <span style="color: #C00000;">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。</span></p><p>  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。</p><p>  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。</p><p>  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。</p><p>  <strong>4 &nbsp;结语</strong></p><p>  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。</p><p>  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。</p><p>  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。</p><p>  4)将“<strong>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</strong>”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。</p><p>  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)。</p><blockquote><p>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</p></blockquote>

[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)

岩土工程库仑沈工 发表了文章 • 0 个评论 • 935 次浏览 • 2017-04-10 14:15 • 来自相关话题

  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
<p><span style="line-height: 1.5em;">  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,“</span><strong style="line-height: 1.5em;">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</strong><span style="line-height: 1.5em;">”是强制性条文)。</span><br/></p><p>  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。</p><p>  <span style="color: #C00000;">1 &nbsp;地基承载力特征值用词问题</span></p><p>  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。</p><p>  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。</p><p>  <strong>特征值</strong>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)。 &nbsp;&nbsp;</p><p>  <strong>公称值</strong>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。</p><p>  <strong>特征值</strong>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。</p><p>  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。</p><p>  <strong>抗力标准值</strong>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。</p><p>  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。</p><p>  <span style="color: #00B050;">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)</span>。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。</p><p>  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。</p><p>  <span style="color: #00B050;">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。</span>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)。</p><p>  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。</p><p>  <span style="color: #C00000;">2 &nbsp;地基承载力特征值定义问题 &nbsp;</span>&nbsp; &nbsp; &nbsp;&nbsp;</p><p>  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)。</p><p>  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。”</p><p>  该定义存在以下问题:</p><p>  <span style="color: #C00000;">2.1 &nbsp;与用载荷试验确定地基承载力特征值的具体方法矛盾</span></p><p>  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。</p><p>  <span style="color: #C00000;">2.2 &nbsp;与地基承载力特征值的深宽修正结果矛盾</span></p><p>  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。</p><p>  <span style="color: #C00000;">2.3 &nbsp;与按理论公式确定地基承载力特征值的方法矛盾</span></p><p>  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。</p><p>  此外,定义中的“地基土”涵盖不了所有的地基。</p><p>  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。</p><p>更多详情点击<a href="/article/144" target="_self">[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)</a>查看。<br/></p><blockquote><p>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</p></blockquote><p><br/></p>

[知识] 红粘土边坡支护设计中的注意事项

岩土工程库仑沈工 发表了文章 • 0 个评论 • 523 次浏览 • 2017-04-10 11:27 • 来自相关话题

  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
<p>  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!</p><p><span style="line-height: 1.5em;">  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:</span></p><p>  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。</p><p>  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。</p><p>  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。</p><p>  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。</p><p><span style="line-height: 1.5em;">  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。</span></p>

[知识] 软弱土+嵌岩桩的桩土抗震机理

岩土工程库仑沈工 发表了文章 • 0 个评论 • 447 次浏览 • 2017-04-06 10:54 • 来自相关话题

  几乎所有人都认为,采用了桩基础,房屋抗震就万事大吉。笔者觉得这是一个误区。下面短文论述,供大家批准指正:  为了简化问题,把模型简单化,极端化:  地质条件:地形水平,15米厚的松散填土+花岗岩。波速:130m/s 、900m/s。Ⅲ类场地,Tg=0.45s。且不论是不是不利地段,没有突出地形,无须放大水平影响系数,设计并不关心。  房屋:高层多层均可、一层地下室,-5M深度。  基础:嵌岩的小直径桩。  Ⅲ类场地和0.45秒的周期既然确定,那么来自地基土部分的地震影响系数的参数也确定。这说明了,水平地震的“策动力”,是由地层确定的,无关什么基础形式。简单说,荷载来自覆盖层。而不是说,用了桩基础,地震荷载就会小。  再来说建筑物如何抵抗地震力这块,也就是抗力。抗力来自桩?承台?地下室?还是上部结构?涉及阻尼比啊,嵌固端这些,这不是我的专业,并不大清楚。我仅就桩土体系这块,来分析桩的受力,这块作为岩土师,还是比较熟悉的。  常规竖向受力的时候,工程师是希望地下的结构体(桩、承台、地下室),都和土紧密接触,越紧密越好。这样才能提供良好的侧阻、侧限,为竖向力服务,为了房屋更好“嵌入地球”服务。  地震力外的横向力,往往施加于建筑物上部,比如风荷载。这时候,桩土,包括其他侧限土,都是以被动土压力的方式抵抗来自房屋结构体的位移,抵抗横向荷载,而土的被动力是很强大的。  当地震力来临的时候,地震剪切波推动松散土,震动是很厉害啊。首选是由5-15米深度的桩周土、0-5米深度的地下室侧限土“策动”。15米下的花岗岩震幅小,上面的建筑结构刚度也很大,也还来不及震动。这时抗力和荷载,和风荷载状况下颠倒。地震荷载来自原来的地基承载体,嵌岩桩端和上部结构成了抵抗的阻尼。是不是?  ——风荷载的是外来的,首先施加于上部结构,然后桩、土、桩端嵌固岩石一起被动抵抗。  ——地震荷载也是外来的,首先施工下部的桩土,然后上部结构和下部的桩端岩石,被动抵抗。  这个时候的嵌岩桩,对于抗震的有利是,他的震动相对很小,相对不动,所以是个抗力系统,有利于总体的抗震。  0-5米深度的土,主动震动,向地下室施加水平力;5-15米深度范围的桩被土裹挟,主动震动。桩周土的动力模型也变了:在风荷载状态下,被动抵抗桩的位移;在地震状态下主动带动桩的位移。巨大的被动力的保护没有了,桩的模式就是一个失去了“握合力”的压杆稳定。  那么,问题来了:桩顶、底嵌固不动,桩土大幅度震动,如果桩又很弱小,会不会剪切破坏?的确,目前地震灾害的破坏调查中,桩的破坏是很少见,这也许是桩埋在地下,并不能为人观察到的原因。  既然上部房屋能被破坏,下部的小桩且无横向连接,为什么不能破坏?如果是断桩破坏,不仅仅是水平破坏,也是竖向的破坏,建筑物一下就失去了竖向承载力,就会倾覆。  由此可见,桩周全是软弱土,桩端是岩石嵌固,这种极端状态下的桩的抗震性能是很差的。还不如地基加固后的天然地基。浅层天然地基的震动模式是摇篮式的,房屋基础和土的接触面积大,只要不液化,地基失稳的可能性不大。  综上所述,软弱土+嵌岩桩的配设,容易导致桩基破坏,导致倾覆破坏。  我终于理解抗震规范编制者的苦心:把软弱土列为不利地段,让工程师们注意。 查看全部
<p>  几乎所有人都认为,采用了桩基础,房屋抗震就万事大吉。笔者觉得这是一个误区。下面短文论述,供大家批准指正:</p><p>  为了简化问题,把模型简单化,极端化:</p><p>  地质条件:地形水平,15米厚的松散填土+花岗岩。波速:130m/s 、900m/s。Ⅲ类场地,Tg=0.45s。且不论<span style="line-height: 1.5em;">是不是不利地段,没有突出地形,无须</span>放大<span style="line-height: 1.5em;">水平影响系数,设计并不关心。</span></p><p>  房屋:高层多层均可、一层地下室,-5M深度。</p><p>  基础:嵌岩的小直径桩。</p><p>  Ⅲ类场地和0.45秒的周期既然确定,那么来自地基土部分的地震影响系数的参数也确定。这说明了,水平地震的“策动力”,是由地层确定的,无关什么基础形式。简单说,荷载来自覆盖层。而不是说,用了桩基础,地震荷载就会小。</p><p>  再来说建筑物如何抵抗地震力这块,也就是抗力。抗力来自桩?承台?地下室?还是上部结构?涉及阻尼比啊,嵌固端这些,这不是我的专业,并不大清楚。我仅就桩土体系这块,来分析桩的受力,这块作为岩土师,还是比较熟悉的。</p><p>  常规竖向受力的时候,工程师是希望地下的结构体(桩、承台、地下室),都和土紧密接触,越紧密越好。这样才能提供良好的侧阻、侧限,为竖向力服务,为了房屋更好“嵌入地球”服务。</p><p>  地震力外的横向力,往往施加于建筑物上部,比如风荷载。这时候,桩土,包括其他侧限土,都是以被动土压力的方式抵抗来自房屋结构体的位移,抵抗横向荷载,而土的被动力是很强大的。</p><p>  当地震力来临的时候,地震剪切波推动松散土,震动是很厉害啊。首选是由5-15米深度的桩周土、0-5米深度的地下室侧限土“策动”。15米下的花岗岩震幅小,上面的建筑结构刚度也很大,也还来不及震动。这时抗力和荷载,和风荷载状况下颠倒。地震荷载来自原来的地基承载体,嵌岩桩端和上部结构成了抵抗的阻尼。是不是?</p><p>  ——风荷载的是外来的,首先施加于上部结构,然后桩、土、桩端嵌固岩石一起被动抵抗。</p><p>  ——地震荷载也是外来的,首先施工下部的桩土,然后上部结构和下部的桩端岩石,被动抵抗。</p><p>  这个时候的嵌岩桩,对于抗震的有利是,他的震动相对很小,相对不动,所以是个抗力系统,有利于总体的抗震。</p><p>  0-5米深度的土,主动震动,向地下室施加水平力;5-15米深度范围的桩被土裹挟,主动震动。桩周土的动力模型也变了:在风荷载状态下,被动抵抗桩的位移;在地震状态下主动带动桩的位移。巨大的被动力的保护没有了,桩的模式就是一个失去了“握合力”的压杆稳定。</p><p>  那么,问题来了:桩顶、底嵌固不动,桩土大幅度震动,如果桩又很弱小,会不会剪切破坏?</p><p>的确,目前地震灾害的破坏调查中,桩的破坏是很少见,这也许是桩埋在地下,并不能为人观察到的原因。</p><p>  既然上部房屋能被破坏,下部的小桩且无横向连接,为什么不能破坏?</p><p>如果是断桩破坏,不仅仅是水平破坏,也是竖向的破坏,建筑物一下就失去了竖向承载力,就会倾覆。</p><p>  由此可见,桩周全是软弱土,桩端是岩石嵌固,这种极端状态下的桩的抗震性能是很差的。还不如地基加固后的天然地基。浅层天然地基的震动模式是摇篮式的,房屋基础和土的接触面积大,只要不液化,地基失稳的可能性不大。</p><p>  综上所述,软弱土+嵌岩桩的配设,容易导致桩基破坏,导致倾覆破坏。</p><p>  我终于理解抗震规范编制者的苦心:把软弱土列为不利地段,让工程师们注意。</p><p><br/></p>

【操作技巧】GEO5二维环境中的多段线基本操作方法

岩土工程库仑沈工 发表了文章 • 0 个评论 • 711 次浏览 • 2017-03-30 14:28 • 来自相关话题

  GEO5中几种比较特殊的多段线:水平线、竖直线、包裹体的多段线建模,可点击这里查看  首先,用户需要先了解GEO5中多段线的输入原理。GEO5中的多段线输入算法与很多绘图软件不一样,例如依次输入三个点A、B、C(如图a),大部分绘图软件中以输入时间确定连接点顺序(如图b),而GEO5中是以x坐标的相对大小来确定连接点顺序,与输入顺序无关(如图c,图中C点的x坐标离A点更近):  下图为编辑多段线的工具栏:“多段线”工具栏  范围:弹出“全局坐标”对话框,用于设置模型的左右边界和底部边界的范围。(在二维建模前必须先设置好多段线的范围,即模型范围。当然,如果是直接导入DXF文件,则软件会自动设置。)  添加:进入添加多段线模式 – 可以采用任意顺序输入多段线上的点。点击“确定”并退出,添加模式后,输入的多段线会自动保存到“多段线列表”中。  修改:进入修改多段线模式 – 也可以在绘图窗口中通过双击多段线来进入修改模式。  删除:点击“ 删除”按钮,标记要删除的对象为红色,并弹出确认删除对话框。  选择:使用鼠标在绘图窗口中选择多条多段线。  1.添加多段线  可通过两种方式来添加和修改多段线上的点:  (1)使用表格  点击“添加”按钮后,用户即可以点击“添加多段线上的点”表格右侧的“添加”按钮,并通过输入精确坐标的方式添加多段线上的点。“修改”和“删除”按钮的使用方法相同。对表格中各点进行的任何改变(添加、修改、删除),都将在绘图窗口中实时显示。  (2)使用鼠标  点击“添加”按钮后,可以通过鼠标直接在绘图窗口中添加点。工具栏上的各个按钮用于在不同的编辑模式之间切换,共有以下几种编辑模式:    添加点:在绘图窗口中直接点击鼠标左键即可添加新点– 添加新点时,可以显示栅格和捕捉栅格 – 新点的坐标自动四舍五入至小数点后两位 –通过鼠标输入和通过键盘输入完全等效。   用鼠标编辑点:在需要编辑的点上按下鼠标左键并拖动到需要的位置。    在对话框中编辑点:在需要编辑的点上单击鼠标左键,弹出用于修改该点坐标的对话框。    删除点:在需要删除的点上单击鼠标左键,弹出“确认删除点”对话框 – 点击“是”,选中的点将被删除。  注:在添加点的过程中,可以鼠标输入和键盘输入同时进行。  2.修改多段线  单击“修改”按钮,进入修改多段线模式,对当前高亮的多段线(绘图窗口中加粗显示的多段线)进行修改。在“ 多段线列表”表格中 双击相应的多段线,或在 绘图窗口中双击相应的多段线,也可以进入修改多段线模式。修改多段线的过程(添加点,移动点,删除点)和添加多段线的过程一样。修改多段线是对已有多段线的点进行编辑,添加多段线是对新增多段线的点进行编辑。  3.多段线修正器  当完成添加或修改多段线时,软件会自动对即将保存的多段线进行修改以保证模型的合理性,例如,当前多段线和模型边界以及已经存在的多段线必须形成一个封闭的区域。多段线修正器在一定程度上可以简化多段线的输入过程,例如,当只输入了一个点时,点击确定后,软件将自动创建一条包含此点的水平线。如果当前多段线和另一条多段线相交,修正器则将交点作为当前多段线的新端点。新端点也将自动成为另一条多段线上的一点。这样就能保证新添加的多段线或修改后的多段线和其他多段线及边界形成一个封闭的区域。 查看全部
<p>  GEO5中几种比较特殊的多段线:水平线、竖直线、包裹体的多段线建模,可点击<a href="/article/108" target="_self">这里查看</a></p><p>  首先,用户需要先了解GEO5中多段线的输入原理。GEO5中的多段线输入算法与很多绘图软件不一样,例如依次输入三个点A、B、C(如图a),大部分绘图软件中以输入时间确定连接点顺序(如图b),而GEO5中是以x坐标的相对大小来确定连接点顺序,与输入顺序无关(如图c,图中C点的x坐标离A点更近):</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.bbs.kulunsoft.com/d ... gt%3B  下图为编辑多段线的工具栏:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.bbs.kulunsoft.com/d ... t%3Bp style="text-align: center;">“多段线”工具栏</p><p>  <strong>范围</strong>:弹出“全局坐标”对话框,用于设置模型的左右边界和底部边界的范围。(在二维建模前必须先设置好多段线的范围,即模型范围。当然,如果是直接导入DXF文件,则软件会自动设置。)</p><p>  <strong>添加</strong>:进入添加多段线模式&nbsp;–&nbsp;可以采用任意顺序输入多段线上的点。点击“确定”并退出,添加模式后,输入的多段线会自动保存到“多段线列表”中。</p><p>  <strong>修改</strong>:进入修改多段线模式&nbsp;–&nbsp;也可以在绘图窗口中通过双击多段线来进入修改模式。</p><p>  <strong>删除</strong>:点击“&nbsp;删除”按钮,标记要删除的对象为红色,并弹出确认删除对话框。</p><p>  <strong>选择</strong>:使用鼠标在绘图窗口中选择多条多段线。</p><p><strong>  1.添加多段线</strong></p><p><strong>  </strong>可通过两种方式来添加和修改多段线上的点:</p><p>  (1)使用表格</p><p>  点击“添加”按钮后,用户即可以点击“添加多段线上的点”表格右侧的“添加”按钮,并通过输入精确坐标的方式添加多段线上的点。“修改”和“删除”按钮的使用方法相同。对表格中各点进行的任何改变(添加、修改、删除),都将在绘图窗口中实时显示。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.bbs.kulunsoft.com/d ... gt%3B  (2)使用鼠标</p><p>  点击“添加”按钮后,可以通过鼠标直接在绘图窗口中添加点。工具栏上的各个按钮用于在不同的编辑模式之间切换,共有以下几种编辑模式:</p><p>  &nbsp;<ignore_js_op><img id="aimg_736" aid="736" src="http://www.bbs.kulunsoft.com/d ... ot%3B zoomfile="data/attachment/forum/201501/14/145121l58q6z81hbuhhwcz.png" file="data/attachment/forum/201501/14/145121l58q6z81hbuhhwcz.png" class="zoom" width="30" inpost="1" style="word-wrap: break-word; cursor: pointer;"/>&nbsp;</ignore_js_op><strong>添加点</strong>:在绘图窗口中直接点击鼠标左键即可添加新点–&nbsp;添加新点时,可以显示栅格和捕捉栅格&nbsp;–&nbsp;新点的坐标自动四舍五入至小数点后两位&nbsp;–通过鼠标输入和通过键盘输入完全等效。</p><p><ignore_js_op style="line-height: 1.5em;">  <img id="aimg_737" aid="737" src="http://www.bbs.kulunsoft.com/d ... ot%3B zoomfile="data/attachment/forum/201501/14/145121x3eood9hh4933440.png" file="data/attachment/forum/201501/14/145121x3eood9hh4933440.png" class="zoom" width="30" inpost="1" style="word-wrap: break-word; cursor: pointer;"/>&nbsp;</ignore_js_op><strong><span style="line-height: 1.5em;">用鼠标编辑点</span></strong><span style="line-height: 1.5em;">:在需要编辑的点上按下鼠标左键并拖动到需要的位置。</span><br/></p><p><span style="line-height: 1.5em;">  &nbsp;<ignore_js_op><img id="aimg_738" aid="738" src="http://www.bbs.kulunsoft.com/d ... ot%3B zoomfile="data/attachment/forum/201501/14/145121e11c9h96eifpfzh9.png" file="data/attachment/forum/201501/14/145121e11c9h96eifpfzh9.png" class="zoom" width="29" inpost="1" style="word-wrap: break-word; cursor: pointer;"/>&nbsp;</ignore_js_op><strong>在对话框中编辑点</strong>:在需要编辑的点上单击鼠标左键,弹出用于修改该点坐标的对话框。</span></p><p><span style="line-height: 1.5em;">  &nbsp;<ignore_js_op><img id="aimg_739" aid="739" src="http://www.bbs.kulunsoft.com/d ... ot%3B zoomfile="data/attachment/forum/201501/14/145121o4a4f3x6axlbaw8q.png" file="data/attachment/forum/201501/14/145121o4a4f3x6axlbaw8q.png" class="zoom" width="25" inpost="1" style="word-wrap: break-word; cursor: pointer;"/>&nbsp;</ignore_js_op><strong>删除点</strong>:在需要删除的点上单击鼠标左键,弹出“确认删除点”对话框&nbsp;–&nbsp;点击“是”,选中的点将被删除。</span></p><blockquote><p><span style="line-height: 1.5em;">  <span style="line-height: 1.5em; color: #FF0000;">注:在添加点的过程中,可以鼠标输入和键盘输入同时进行。</span></span></p></blockquote><p><strong><span style="line-height: 1.5em;">  2.修改多段线</span></strong></p><p><strong><span style="line-height: 1.5em;">  </span></strong><span style="line-height: 1.5em;">单击“修改”按钮,进入修改多段线模式,对当前高亮的多段线(绘图窗口中加粗显示的多段线)进行修改。在“&nbsp;多段线列表”表格中&nbsp;双击相应的多段线,或在&nbsp;绘图窗口中双击相应的多段线,也可以进入修改多段线模式。修改多段线的过程(添加点,移动点,删除点)和添加多段线的过程一样。<span style="line-height: 1.5em; color: #FF0000;">修改多段线是对已有多段线的点进行编辑,添加多段线是对新增多段线的点进行编辑。</span></span></p><p><span style="line-height: 1.5em; color: #FF0000;">  <strong><span style="line-height: 1.5em; color: #000000;">3.多段线修正器</span></strong></span></p><p><span style="line-height: 1.5em; color: #FF0000;"><span style="line-height: 1.5em; color: #000000;">  <span style="line-height: 1.5em; color: #00B050;">当完成添加或修改多段线时,软件会自动对即将保存的多段线进行修改以保证模型的合理性</span>,例如,当前多段线和模型边界以及已经存在的多段线必须形成一个封闭的区域。多段线修正器在一定程度上可以简化多段线的输入过程,例如,<span style="line-height: 1.5em; color: #00B050;">当只输入了一个点时,点击确定后,软件将自动创建一条包含此点的水平线</span>。如果当前多段线和另一条多段线相交,修正器则将交点作为当前多段线的新端点。新端点也将自动成为另一条多段线上的一点。这样就能保证新添加的多段线或修改后的多段线和其他多段线及边界形成一个封闭的区域。</span><strong><span style="line-height: 1.5em; color: #000000;"><br/></span></strong></span></p>

软基的鉴别、处治及检测方法

岩土工程Jlee 发表了文章 • 0 个评论 • 441 次浏览 • 2017-03-24 17:45 • 来自相关话题

软土主要是由天然含水量大、压缩性高、承载能力低的淤泥沉积物及少量腐殖质所组成的土。对淤泥的解释是,在静水或缓慢的流水环境中沉积并含有机质的细粒土,其天然含水量大于液限,天然孔隙比大于1.5;当天然孔隙比小于1.5而大于1.0时称为淤泥质土。对于泥碳的解释是,喜水植物遗体在缺氧条件下,经缓慢分解而形成的泥沼覆盖层。其特点是持水性大,密度较小。一、软土的组成和状态特征软土泛指淤泥及淤泥质土,是第四纪后期于沿海地区的滨海相、泻湖相、三角洲相和溺谷相,内陆平原或山区的湖相和冲击洪积沼泽相等静水或非常缓慢的流水环境中沉积,并经生物化学作用形成的饱和软粘性土。软土的组成和状态特征是由其生成环境决定的。由于它形成于上述水流不通畅、饱和缺氧的静水盆地,这类土主要由粘粒和粉粒等细小颗粒组成。淤泥的粘粒含量较高,一般达30%~60%。粘粒的粘土矿物成分以水云母和蒙德石为主,含大量的有机质。有机质含量一般达5%~15%,最大达17%~25%。这些粘土矿物和有机质颗粒表面带有大量负电荷,与水分子作用非常强烈,因而在其颗粒外围形成很厚的结合水膜,且在沉积过程中由于粒间静电荷引力和分子引力作用,形成絮状和蜂窝状结构。所以,软土含大量的结合水,并由于存在一定强度的粒间连结而具有显著的结构性。由于软土的生成环境及粒度、矿物组成和结构特征,结构性显著且处于形成初期,呈饱和状态,这都使软土在其自重作用下难于压密,而且来不及压密。因此,不仅使之必然具有高孔隙性和高含水量,而且使淤泥一般呈欠压密状态,以致其孔隙比和天然含水量随埋藏深度很小变化,因而土质特别松软。淤泥质土一般则呈稍欠压密或正常压密状态,其强度有所增大。淤泥和淤泥质土一般呈软塑状态,但当其结构一经扰动破坏,就会使其强度剧烈降低甚至呈流动状态。因此,淤泥和淤泥质土的稠度实际上通常处于潜流状态。二、软土的物理力学特性1、高含水量和高孔隙性软土的天然含水量一般为50%~70%,最大甚至超过200%。液限一般为40%~60%,天然含水量随液限的增大成正比增加。天然孔隙比在1~2之间,最大达3~4,其饱和度一般大于95%,因而天然含水量与其天然孔隙比呈直线变化关系。软土的如此高含水量和高孔隙性特征是决定其压缩性和抗剪强度的重要因素。2、渗透性弱软土的渗透系数一般在i×10-4~i×10-8cm/s之间,而大部分滨海相和三角洲相软土地区,由于该土层中夹有数量不等的薄层或极薄层粉、细砂、粉土等,故在水平方向的渗透性较垂直方向要大得多。由于该类土渗透系数小、含水量大且饱和状态,这不但延缓其土体的固结过程,而且在加荷初期,常易出现较高的孔隙水压力,对地基强度有显著影响。3、压缩性高软土均属高压缩性土,其压缩系数a0.1~0.2一般为0.7~1.5MPa-1,最大达4.5MPa-1(例如渤海海淤),它随着土的液限和天然含水量的增大而增高。由于土质本身的因素而言,该类土的建筑荷载作用下的变形有如下特征:1)变形大而不均匀2)变形稳定历时长4、抗剪强度低软土的抗剪强度小且与加荷速度及排水固结条件密切相关,不排水三轴快剪所得抗剪强度值很小,且与其侧压力大小无关。排水条件下的抗剪强度随固结程度的增加而增大。5、较显著的触变性和蠕变形。三、软土的鉴别1、建设部标准《软土地区工程地质勘查规范》(JGJ83-91)规定凡符合以下三项特征即为软土:1)外观以灰色为主的细粒土;2)天然含水量大于或等于液限;3)天然孔隙比大于或等于1.01。2、交通部标准《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》(JTJ017-96)中规定软土鉴别见下表注:十字板剪切强度(Su)35kPa所对于的静力触探总贯入阻力(Ps)约为750kPa。1)天然含水量的测定天然含水量是土的基本物理性指标之一,它反映的土的状态,含水量的变化将使得土的稠度、饱和程度、结构强度随之而变化,其测定可采用公路土工试验规程规定试验方法测定,并将试验数据与35%、液限进行比较。2)天然孔隙比孔隙比,是土中孔隙体积与土粒体积之比,天然状态下土的孔隙比称之为天然孔隙比,是一个重要的物理性指标,可用来评价天然土层的密实程度。其测定方法可测定土粒比重、土的干密度、土的天然密度、土的含水量等指标通过计算而得。3)十字板剪切强度十字板剪切试验是原位测试技术中一种发展较早、技术比较成熟得方法。试验时将十字板头插入土中,以规定的旋转速率对侧头施加扭力,直到将土剪损,测出十字板旋转时所形成的圆柱体表面处土的抵抗扭矩,从而可算出土对十字板的不排水抗剪强度。四、软基处理的常用材料质量要求1、砂砾料用作垫层的砂砾料应具有良好的透水性,不含有机质、粘土块和其它有害物质。砂砾的最大粒径不得大于53mm,含泥量不得大于5%。2、砂及砂袋袋装砂井所用砂,应采用渗水率较高的中、粗砂、大于0.5mm的砂料含量应占总重量的50%以上,含泥量应小于3%,渗透系数应大于5×10-2mm/s,砂袋采用聚丙烯、聚乙烯、聚酯等编制布制作,应具有足够的抗拉强度,使能够承受袋内砂自重及弯曲所产生的拉力,具有较好的抗老化性能和耐环境水腐蚀性能,其抗渗系数应不小于所用砂的渗透系数。3、碎石碎石由岩石和砾石轧制而成,应洁净、干燥,并具有足够的强度和耐磨耗性,其颗粒形状应具有棱角,不得掺有软质石和其它杂质,粒径宜为20~50mm,含泥量不应大于10%。4、土工合成材料土工合成材料的选用应符合《公路土工合成材料应用技术规范》的规定。应具有足够的抗拉强度,对土工织物,还应具有较高的刺破强度和握持强度等。土工合成材料试验项目和试验方法应符合《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》和《公路土工合成试验规程》的规定。5、塑料排水板塑料排水板是由芯体和包围芯体的合成纤维透水膜构成的复合体,应具有较好的耐腐蚀性和足够的柔度,其性能指标应符合《塑料排水板施工规程》的规定。6、片石抛石挤淤应采用不易风化的片石,其尺寸应小于300mm。7、水泥水泥各项性能指标应符合图纸要求,严禁使用过期、受潮、结块、变质的劣质水泥。所用水泥指标还应符合水泥相应标准的规定。8、石灰石灰应符合《公路路面基层施工技术规范》表4.2.2所规定的Ⅲ级以上的要求。按《公路工程无机结合稳定材料试验规程》规定的试验方法进行检验。9、粉煤灰粉煤灰应符合《公路路面基层施工技术规范》有关规定。10、材料的采购和保管用于软土地基处理的塑料排水板、土工合成材料、砂袋及石灰、水泥、砂等材料,都必须按施工图纸和规范的要求的质量指标采购进购、堆放,严禁材料被污染或混合堆放,过期产品严禁使用。塑料排水板、土工合成材料和砂袋等材料应贮存在不被日光直接照射和被雨水淋泡处,应根据工程进度和日用量按日取用。五、高速公路软基处理常用方法1、浅层软基处理技术1)垫层法通常用于路基填方较低的地段,要求在使用中软基的沉降值不影响设计预期目的。设置垫层时,可以根据具体情况采用不同的材料,常用的材料有砂或砂砾及灰土,也可用土工格栅、片石挤淤、砂砾垫层综合使用处理。2)换填法在高速公路施工中遇到含水量较高,软弱层较浅,且易于挖除不适宜材料时,一般采取挖除换填法,包括受压沉降较大,甚至出现变形的软基和泥沼地带。处理这种地基,开挖前要做好排水防护工作,将开挖出的不适宜材料运走或做处理,然后按要求分层回填,回填材料可视具体情况用砂、砂砾、灰土或其他适宜材料。3)排挤法当高速公路经过水溏、鱼池和较深的流动性强的淤泥地段时,常遇到含水量高、淤泥压缩性大、淤泥质粘土软基以及水下软基等,对这类软基可采用排挤法来处理。排挤法又可分为两种:一种是抛石排挤,另一种是爆炸排挤。4)表层排水法对土质较好因含水量过大而导致的软土地。 查看全部
<p style="text-align: justify;">软土主要是由天然含水量大、压缩性高、承载能力低的淤泥沉积物及少量腐殖质所组成的土。对淤泥的解释是,在静水或缓慢的流水环境中沉积并含有机质的细粒土,其天然含水量大于液限,天然孔隙比大于1.5;当天然孔隙比小于1.5而大于1.0时称为淤泥质土。对于泥碳的解释是,喜水植物遗体在缺氧条件下,经缓慢分解而形成的泥沼覆盖层。其特点是持水性大,密度较小。</p><p style="text-align:center"><img class="" src="http://f.zhulong.com/v1/tfs/T1 ... ot%3B data-original="http://f.zhulong.com/v1/tfs/T1 ... ot%3B source_src="http://f.zhulong.com/v1/tfs/T1 ... ot%3B novip="0" title="点击查看大图" style="margin: 0px; padding: 5px 0px; border: none; vertical-align: middle; max-width: 740px; cursor: zoom-in; display: inline;"/></p><p style="text-align: justify;"><strong>一、软土的组成和状态特征</strong></p><p style="text-align: justify;">软土泛指淤泥及淤泥质土,是第四纪后期于沿海地区的滨海相、泻湖相、三角洲相和溺谷相,内陆平原或山区的湖相和冲击洪积沼泽相等静水或非常缓慢的流水环境中沉积,并经生物化学作用形成的饱和软粘性土。软土的组成和状态特征是由其生成环境决定的。由于它形成于上述水流不通畅、饱和缺氧的静水盆地,这类土主要由粘粒和粉粒等细小颗粒组成。淤泥的粘粒含量较高,一般达30%~60%。粘粒的粘土矿物成分以水云母和蒙德石为主,含大量的有机质。有机质含量一般达5%~15%,最大达17%~25%。这些粘土矿物和有机质颗粒表面带有大量负电荷,与水分子作用非常强烈,因而在其颗粒外围形成很厚的结合水膜,且在沉积过程中由于粒间静电荷引力和分子引力作用,形成絮状和蜂窝状结构。所以,软土含大量的结合水,并由于存在一定强度的粒间连结而具有显著的结构性。</p><p style="text-align: justify;">由于软土的生成环境及粒度、矿物组成和结构特征,结构性显著且处于形成初期,呈饱和状态,这都使软土在其自重作用下难于压密,而且来不及压密。因此,不仅使之必然具有高孔隙性和高含水量,而且使淤泥一般呈欠压密状态,以致其孔隙比和天然含水量随埋藏深度很小变化,因而土质特别松软。淤泥质土一般则呈稍欠压密或正常压密状态,其强度有所增大。</p><p style="text-align: justify;">淤泥和淤泥质土一般呈软塑状态,但当其结构一经扰动破坏,就会使其强度剧烈降低甚至呈流动状态。因此,淤泥和淤泥质土的稠度实际上通常处于潜流状态。</p><p style="text-align: justify;"><strong>二、软土的物理力学特性</strong></p><p style="text-align: justify;">1、高含水量和高孔隙性</p><p style="text-align: justify;">软土的天然含水量一般为50%~70%,最大甚至超过200%。液限一般为40%~60%,天然含水量随液限的增大成正比增加。天然孔隙比在1~2之间,最大达3~4,其饱和度一般大于95%,因而天然含水量与其天然孔隙比呈直线变化关系。软土的如此高含水量和高孔隙性特征是决定其压缩性和抗剪强度的重要因素。</p><p style="text-align: justify;">2、渗透性弱</p><p style="text-align: justify;">软土的渗透系数一般在i×10<sup>-4</sup>~i×10<sup>-8</sup>cm/s之间,而大部分滨海相和三角洲相软土地区,由于该土层中夹有数量不等的薄层或极薄层粉、细砂、粉土等,故在水平方向的渗透性较垂直方向要大得多。</p><p style="text-align: justify;">由于该类土渗透系数小、含水量大且饱和状态,这不但延缓其土体的固结过程,而且在加荷初期,常易出现较高的孔隙水压力,对地基强度有显著影响。</p><p style="text-align: justify;">3、压缩性高</p><p style="text-align: justify;">软土均属高压缩性土,其压缩系数a0.1~0.2一般为0.7~1.5MPa<sup>-1</sup>,最大达4.5MPa<sup>-1</sup>(例如渤海海淤),它随着土的液限和天然含水量的增大而增高。由于土质本身的因素而言,该类土的建筑荷载作用下的变形有如下特征:</p><p style="text-align: justify;">1)变形大而不均匀</p><p style="text-align: justify;"><span style="line-height: 1.5em;">2)变形稳定历时长</span></p><p style="text-align: justify;"><span style="line-height: 1.5em;">4、抗剪强度低</span></p><p style="text-align: justify;"><span style="line-height: 1.5em;">软土的抗剪强度小且与加荷速度及排水固结条件密切相关,不排水三轴快剪所得抗剪强度值很小,且与其侧压力大小无关。排水条件下的抗剪强度随固结程度的增加而增大。</span></p><p style="text-align: justify;"><span style="line-height: 1.5em;">5、较显著的触变性和蠕变形。</span></p><p style="text-align: justify;"><strong style="line-height: 1.5em;">三、软土的鉴别</strong></p><p style="text-align: justify;"><span style="line-height: 1.5em;">1、建设部标准《软土地区工程地质勘查规范》(JGJ83-91)规定凡符合以下三项特征即为软土:</span></p><p style="text-align: justify;"><span style="line-height: 1.5em;">1)外观以灰色为主的细粒土;</span></p><p style="text-align: justify;"><span style="line-height: 1.5em;">2)天然含水量大于或等于液限;</span></p><p style="text-align: justify;"><span style="line-height: 1.5em;">3)天然孔隙比大于或等于1.01。</span></p><p style="text-align: justify;"><span style="line-height: 1.5em;">2、交通部标准《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》(JTJ017-96)中规定软土鉴别见下表</span></p><p style="text-align:center"><span style="line-height: 1.5em;"><img src="http://wen.kulunsoft.com/uploa ... ot%3B title="1490346126112283.png" alt="blob.png"/></span></p><blockquote><p style="text-align: justify;"><span style="line-height: 1.5em;">注:十字板剪切强度(Su)35kPa所对于的静力触探总贯入阻力(Ps)约为750kPa。</span></p></blockquote><p style="text-align: justify;"><span style="line-height: 1.5em;">1)天然含水量的测定</span></p><p style="text-align: justify;"><span style="line-height: 1.5em;">天然含水量是土的基本物理性指标之一,它反映的土的状态,含水量的变化将使得土的稠度、饱和程度、结构强度随之而变化,其测定可采用公路土工试验规程规定试验方法测定,并将试验数据与35%、液限进行比较。</span></p><p style="text-align: justify;"><span style="line-height: 1.5em;">2)天然孔隙比</span></p><p style="text-align: justify;"><span style="line-height: 1.5em;">孔隙比,是土中孔隙体积与土粒体积之比,天然状态下土的孔隙比称之为天然孔隙比,是一个重要的物理性指标,可用来评价天然土层的密实程度。其测定方法可测定土粒比重、土的干密度、土的天然密度、土的含水量等指标通过计算而得。</span></p><p style="text-align: justify;"><span style="line-height: 1.5em;">3)十字板剪切强度</span></p><p style="text-align: justify;"><span style="line-height: 1.5em;">十字板剪切试验是原位测试技术中一种发展较早、技术比较成熟得方法。试验时将十字板头插入土中,以规定的旋转速率对侧头施加扭力,直到将土剪损,测出十字板旋转时所形成的圆柱体表面处土的抵抗扭矩,从而可算出土对十字板的不排水抗剪强度。</span></p><p style="text-align: justify;"><strong style="line-height: 1.5em;">四、软基处理的常用材料质量要求</strong></p><p style="text-align: justify;"><span style="line-height: 1.5em;">1、砂砾料</span></p><p style="text-align: justify;"><span style="line-height: 1.5em;">用作垫层的砂砾料应具有良好的透水性,不含有机质、粘土块和其它有害物质。砂砾的最大粒径不得大于53mm,含泥量不得大于5%。</span></p><p style="text-align: justify;"><span style="line-height: 1.5em;">2、砂及砂袋</span></p><p style="text-align: justify;"><span style="line-height: 1.5em;">袋装砂井所用砂,应采用渗水率较高的中、粗砂、大于0.5mm的砂料含量应占总重量的50%以上,含泥量应小于3%,渗透系数应大于5×10<sup>-2</sup>mm/s,砂袋采用聚丙烯、聚乙烯、聚酯等编制布制作,应具有足够的抗拉强度,使能够承受袋内砂自重及弯曲所产生的拉力,具有较好的抗老化性能和耐环境水腐蚀性能,其抗渗系数应不小于所用砂的渗透系数。</span></p><p style="text-align: justify;"><span style="line-height: 1.5em;">3、碎石</span></p><p style="text-align: justify;"><span style="line-height: 1.5em;">碎石由岩石和砾石轧制而成,应洁净、干燥,并具有足够的强度和耐磨耗性,其颗粒形状应具有棱角,不得掺有软质石和其它杂质,粒径宜为20~50mm,含泥量不应大于10%。</span></p><p style="text-align: justify;"><span style="line-height: 1.5em;">4、土工合成材料</span></p><p style="text-align: justify;"><span style="line-height: 1.5em;">土工合成材料的选用应符合《公路土工合成材料应用技术规范》的规定。应具有足够的抗拉强度,对土工织物,还应具有较高的刺破强度和握持强度等。土工合成材料试验项目和试验方法应符合《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》和《公路土工合成试验规程》的规定。</span></p><p style="text-align: justify;"><span style="line-height: 1.5em;">5、塑料排水板</span></p><p style="text-align: justify;"><span style="line-height: 1.5em;">塑料排水板是由芯体和包围芯体的合成纤维透水膜构成的复合体,应具有较好的耐腐蚀性和足够的柔度,其性能指标应符合《塑料排水板施工规程》的规定。</span></p><p style="text-align: justify;"><span style="line-height: 1.5em;">6、片石</span></p><p style="text-align: justify;"><span style="line-height: 1.5em;">抛石挤淤应采用不易风化的片石,其尺寸应小于300mm。</span></p><p style="text-align: justify;"><span style="line-height: 1.5em;">7、水泥</span></p><p style="text-align: justify;"><span style="line-height: 1.5em;">水泥各项性能指标应符合图纸要求,严禁使用过期、受潮、结块、变质的劣质水泥。所用水泥指标还应符合水泥相应标准的规定。</span></p><p style="text-align: justify;"><span style="line-height: 1.5em;">8、石灰</span></p><p style="text-align: justify;"><span style="line-height: 1.5em;">石灰应符合《公路路面基层施工技术规范》表4.2.2所规定的Ⅲ级以上的要求。按《公路工程无机结合稳定材料试验规程》规定的试验方法进行检验。</span></p><p style="text-align: justify;"><span style="line-height: 1.5em;">9、粉煤灰</span></p><p style="text-align: justify;"><span style="line-height: 1.5em;">粉煤灰应符合《公路路面基层施工技术规范》有关规定。</span></p><p style="text-align: justify;"><span style="line-height: 1.5em;">10、材料的采购和保管</span></p><p style="text-align: justify;"><span style="line-height: 1.5em;">用于软土地基处理的塑料排水板、土工合成材料、砂袋及石灰、水泥、砂等材料,都必须按施工图纸和规范的要求的质量指标采购进购、堆放,严禁材料被污染或混合堆放,过期产品严禁使用。塑料排水板、土工合成材料和砂袋等材料应贮存在不被日光直接照射和被雨水淋泡处,应根据工程进度和日用量按日取用。</span></p><p style="text-align: justify;"><strong style="line-height: 1.5em;">五、高速公路软基处理常用方法</strong></p><p style="text-align: justify;"><span style="line-height: 1.5em;">1、浅层软基处理技术</span></p><p style="text-align: justify;"><span style="line-height: 1.5em;">1)垫层法</span></p><p style="text-align: justify;"><span style="line-height: 1.5em;">通常用于路基填方较低的地段,要求在使用中软基的沉降值不影响设计预期目的。设置垫层时,可以根据具体情况采用不同的材料,常用的材料有砂或砂砾及灰土,也可用土工格栅、片石挤淤、砂砾垫层综合使用处理。</span></p><p style="text-align: justify;"><span style="line-height: 1.5em;">2)换填法</span></p><p style="text-align: justify;"><span style="line-height: 1.5em;">在高速公路施工中遇到含水量较高,软弱层较浅,且易于挖除不适宜材料时,一般采取挖除换填法,包括受压沉降较大,甚至出现变形的软基和泥沼地带。处理这种地基,开挖前要做好排水防护工作,将开挖出的不适宜材料运走或做处理,然后按要求分层回填,回填材料可视具体情况用砂、砂砾、灰土或其他适宜材料。</span></p><p style="text-align: justify;"><span style="line-height: 1.5em;">3)排挤法</span></p><p style="text-align: justify;"><span style="line-height: 1.5em;">当高速公路经过水溏、鱼池和较深的流动性强的淤泥地段时,常遇到含水量高、淤泥压缩性大、淤泥质粘土软基以及水下软基等,对这类软基可采用排挤法来处理。排挤法又可分为两种:一种是抛石排挤,另一种是爆炸排挤。</span></p><p style="text-align: justify;"><span style="line-height: 1.5em;">4)表层排水法</span></p><p style="text-align: justify;"><span style="line-height: 1.5em;">对土质较好因含水量过大而导致的软土地。</span></p>

[GEO5案例] 江西某输电线路K82+890处输电塔基础设计

岩土工程库仑沈工 发表了文章 • 0 个评论 • 635 次浏览 • 2017-03-24 16:29 • 来自相关话题

  摘要:简要介绍了运用GEO5扩展基础设计模块设计的江西某输电线路K82+890处输电  一、工程概况    该工程为江西某输电线路。该工程采用GEO5扩展基础设计模块对输电塔基础进行了设计。这里以K82+890处剖面为例。  二、工程参数  1、岩土材料基本参数  2、基础 (1)基础类型:方柱下独基  基底距天然地面深度:3.0m  基础底部深度:3.0m  基础厚度:0.6m  设计地面倾角:0°  基底倾角:0°   基础上的土重度:18.5 kN/m3 (2)尺寸  扩展基础长度:3.5m  扩展基础宽度:2.5m  X方向柱的宽度:1.5m  Y方下柱的宽度:2.5m  3、荷载  三、工程计算  运行GEO5扩展基础设计模块(v19),采用的分析设置为:中国—国家标准(GB)。该分析设置所采用的规范为:  材料和规范    混凝土结构设计:中国规范GB 50010-2010(混凝土结构结构设计)  扩展基础设计    排水条件分析: 中国规范GB50007-2011(建筑地基基础设计规范)    上拔稳定性分析:土重法(中国规范DL/T 5219-2005)(架空送电线路基础设计技术规定)    验算方法:中国规范  1、承载力验算  (1)验算分析1:下压力  (2)验算分析2:上拔力  2、截面强度验算  四、结论    运用GEO5“扩展基础设计模块”对江西某输电线路K82+890处输电塔基础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
<p><strong>  摘要</strong>:简要介绍了运用GEO5扩展基础设计模块设计的江西某输电线路K82+890处输电</p><p><strong>  一、工程概况</strong>  </p><p>  该工程为江西某输电线路。该工程采用GEO5扩展基础设计模块对输电塔基础进行了设计。这里以K82+890处剖面为例。</p><p><strong>  二、工程参数</strong></p><p>  1、岩土材料基本参数</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.bbs.kulunsoft.com/d ... gt%3B  2、基础</p><p><strong> (1)基础类型:方柱下独基</strong></p><p>  基底距天然地面深度:3.0m</p><p>  基础底部深度:3.0m</p><p>  基础厚度:0.6m</p><p>  设计地面倾角:0°</p><p>  基底倾角:0° </p><p>  基础上的土重度:18.5 kN/m3</p><p> <strong>(2)尺寸</strong></p><p>  扩展基础长度:3.5m</p><p>  扩展基础宽度:2.5m</p><p>  X方向柱的宽度:1.5m</p><p>  Y方下柱的宽度:2.5m</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.bbs.kulunsoft.com/d ... ot%3B width="388" height="160" style="width: 388px; height: 160px;"/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.bbs.kulunsoft.com/d ... gt%3B  3、荷载</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.bbs.kulunsoft.com/d ... gt%3B  三、工程计算</strong></p><p>  运行GEO5扩展基础设计模块(v19),采用的分析设置为:中国—国家标准(GB)。<span style="line-height: 1.5em;">该分析设置所采用的规范为:</span></p><p><strong><span style="line-height: 1.5em;">  材料和规范</span></strong><span style="line-height: 1.5em;">  </span></p><p><span style="line-height: 1.5em;">  混凝土结构设计:中国规范GB 50010-2010(混凝土结构结构设计)</span></p><p><strong><span style="line-height: 1.5em;">  扩展基础设计 </span></strong><span style="line-height: 1.5em;"> </span></p><p><span style="line-height: 1.5em;">  排水条件分析: 中国规范GB50007-2011(建筑地基基础设计规范)  </span></p><p><span style="line-height: 1.5em;">  上拔稳定性分析:土重法(中国规范DL/T 5219-2005)(架空送电线路基础设计技术规定)  </span></p><p><span style="line-height: 1.5em;">  <strong>验算方法</strong>:中国规范</span></p><p><span style="line-height: 1.5em;">  1、承载力验算</span></p><p><span style="line-height: 1.5em;">  (1)验算分析1:下压力</span></p><p style="text-align: center;"><span style="line-height: 1.5em;"><img src="http://www.bbs.kulunsoft.com/d ... Bspan style="line-height: 1.5em;">  (2)验算分析2:上拔力</span></p><p style="text-align: center;"><span style="line-height: 1.5em;"><img src="http://www.bbs.kulunsoft.com/d ... 3Bimg src="http://www.bbs.kulunsoft.com/d ... Bspan style="line-height: 1.5em;">  2、截面强度验算</span></p><p style="text-align: center;"><span style="line-height: 1.5em;"><img src="http://www.bbs.kulunsoft.com/d ... Bspan style="line-height: 1.5em;">  四、结论  </span></strong></p><p><span style="line-height: 1.5em;">  运用GEO5“扩展基础设计模块”对江西某输电线路K82+890处输电塔基础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。</span></p>

【建模技巧】GEO5中的模块数据共享功能——复制数据

岩土工程库仑沈工 发表了文章 • 0 个评论 • 600 次浏览 • 2017-03-24 15:39 • 来自相关话题

GEO5虽然没有提供直接导入导出岩土材料数据的功能,但是GEO5提供的复制数据功能足以完成此项工作。这里就分为几种不同的情况为大家简要介绍一下GEO5中复制数据的功能。一维模块:地层分布只需要输入深度(z坐标)的模块,相当于地层始终水平。对于涉及到土压力计算的软件大部分为一维模块,例如挡土墙系列模块。二维模块:地层分布需要输入x和z坐标的模块,相当于地层可以是任意分布。这些模块主要有土坡模块、有限元模块、固结沉降分析模块等。另外,多段线只在于二维模块中才需要输入。1. 一维模块复制到一维模块很简单,例如,我打开一个“悬臂式挡土墙设计模块”,建好模型以后,我需要把相同的岩土材料的地下水等数据再导入“重力式挡土墙设计模块”,只需要在“悬臂式模块”中选择菜单栏上的“编辑——复制数据”,然后再“重力式模块”中选择“编辑——粘贴数据即可”,如下图。用户可以勾选需要导入到另一个模块或另一个文件中的数据。利用该功能,我们就可以通过某一个具体的文件来保存岩土材料数据,需要时,直接制到其他模块或文件中即可,而不需要反复对相同的岩土材料进行参数的输入。2.一维模块复制到二维模块如果我们需要将数据导入到有限元,但是一维模块中又没有输入多段线(有限元要求必须输入多段线),我们不想自己输入多段线。这是我们可以采用GEO5中的模块连接功能,即在一个模块中启动另一个模块。这里以将悬臂式挡土数据导入有限元模块为例。首先,点击悬臂式模块中的“外部稳定分析”界面,这时土坡模块会启动并自动建立好模型多段线,如下图。这个时候我再采用相同的步骤,编辑——复制数据,打开有限元模块,编辑——粘贴数据即可。这样我们就不用自己再在有限模块中建立多段线模型了。粘贴的数据中已经包含了多段线,当然,如果有地下水、超载等,也可以一起复制过来。模型创建完成如下图。3. 二维模块复制到一维模块因为二维模块中的数据,例如地层线、地下水的定义都是采用多段线的模式定义的,所以二维模块能复制到一维模块中的数据非常有限。这里以一个边坡例题复制到重力式模块中为例。在复制一个含有超载、地下水、重力式挡墙的土坡模块中的数据。在重力式挡土墙中进行粘贴。从上图可以看到,只有岩土材料可以复制过来。因此,对于分析挡土墙,我们建议用户先在挡土墙中分析挡土墙的稳定性,在启动土坡软件分析其整体稳定性。采用这样一个顺序,在大多数情况下,用户可以充分利用GEO5的复制数据功能,节省建模所需的时间。 查看全部
<p style="text-align: justify;">GEO5虽然没有提供<span style="line-height: 1.5em;">直接导入导出岩土材料数据的功能,但是GEO5提供的复制数据功能足以完成此项工作。这里就分为几种不同的情况为大家简要介绍一下GEO5中复制数据的功能。</span></p><p style="text-align: justify;">一维模块:地层分布只需要输入深度(z坐标)的模块,相当于地层始终水平。对于涉及到土压力计算的软件大部分为一维模块,例如挡土墙系列模块。</p><p style="text-align: justify;">二维模块:地层分布需要输入x和z坐标的模块,相当于地层可以是任意分布。这些模块主要有土坡模块、有限元模块、固结沉降分析模块等。另外,多段线只在于二维模块中才需要输入。</p><p style="text-align: justify;"><span style="line-height: 1.5em;">1.&nbsp;</span><strong style="line-height: 1.5em;">一维模块复制到一维模块</strong></p><p style="text-align: justify;">很简单,例如,我打开一个“悬臂式挡土墙设计模块”,建好模型以后,我需要把相同的岩土材料的地下水等数据再导入“重力式挡土墙设计模块”,只需要在“悬臂式模块”中选择菜单栏上的“编辑——复制数据”,然后再“重力式模块”中选择“编辑——粘贴数据即可”,如下图。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.bbs.kulunsoft.com/d ... t%3Bp style="text-align: center;"><img src="http://www.bbs.kulunsoft.com/d ... t%3Bp style="text-align: justify;">用户可以勾选需要导入到另一个模块或另一个文件中的数据。利用该功能,我们就可以通过某一个具体的文件来保存岩土材料数据,需要时,直接制到其他模块或文件中即可,而不需要反复对相同的岩土材料进行参数的输入。</p><p style="text-align: justify;"><strong style="line-height: 1.5em;">2.一维模块复制到二维模块</strong></p><p style="text-align: justify;">如果我们需要将数据导入到有限元,但是一维模块中又没有输入多段线(有限元要求必须输入多段线),我们不想自己输入多段线。这是我们可以采用GEO5中的模块连接功能,即在一个模块中启动另一个模块。这里以将悬臂式挡土数据导入有限元模块为例。</p><p style="text-align: justify;">首先,点击悬臂式模块中的“外部稳定分析”界面,这时土坡模块会启动并自动建立好模型多段线,如下图。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.bbs.kulunsoft.com/d ... t%3Bp style="text-align: center;"><img src="http://www.bbs.kulunsoft.com/d ... t%3Bp style="text-align: justify;">这个时候我再采用相同的步骤,编辑——复制数据,打开有限元模块,编辑——粘贴数据即可。这样我们就不用自己再在有限模块中建立多段线模型了。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.bbs.kulunsoft.com/d ... t%3Bp style="text-align: justify;">粘贴的数据中已经包含了多段线,当然,如果有地下水、超载等,也可以一起复制过来。模型创建完成如下图。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.bbs.kulunsoft.com/d ... t%3Bp style="text-align: justify;"><strong>3. 二维模块复制到一维模块</strong><br/></p><p style="text-align: justify;">因为二维模块中的数据,例如地层线、地下水的定义都是采用多段线的模式定义的,所以二维模块能复制到一维模块中的数据非常有限。这里以一个边坡例题复制到重力式模块中为例。在<span style="line-height: 1.5em;">复制一个含有超载、地下水、重力式挡墙的土坡模块中的数据。在</span>重力式挡土墙中进行粘贴。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.bbs.kulunsoft.com/d ... t%3Bp style="text-align: center;"><img src="http://www.bbs.kulunsoft.com/d ... t%3Bp style="text-align: justify;">从上图可以看到,只有岩土材料可以复制过来。因此,对于分析挡土墙,我们建议用户先在挡土墙中分析挡土墙的稳定性,在启动土坡软件分析其整体稳定性。采用这样一个顺序,在大多数情况下,用户可以充分利用GEO5的复制数据功能,节省建模所需的时间。</p>

解读GEO5中的结构重要性系数

岩土工程库仑沈工 发表了文章 • 0 个评论 • 452 次浏览 • 2017-03-24 14:23 • 来自相关话题

摘要:介绍GEO5中结构重要性系数对计算结果的影响,以及如何为结构重要性系数取值。当用户在使用GEO5中的挡土墙设计、深基坑分析或扩展基础设计等模块,且依据GB 50010-2010(混凝土结构设计规范)或其他结构设计规范(钢结构或砌体结构)验算结构截面强度时,需要输入一个重要的参数,即结构重要性系数(GB 50153-2008, 8.2.2-1)。结构重要性系数只对结构的截面强度验算有影响(对倾覆滑移等验算无影响),其主要影响是改变作用组合的效应。例如,对于一级结构,可以设置结构重要性系数为1.1,此时,在进行结构截面强度验算时,作用组合的效应(如轴力、弯矩或表示几个轴力、弯矩的向量)设计值将乘以1.1。注:如果用户没有选择中国规范作为“材料和结构规范”,则不需要输入结构重要性系数。例如用户在重力式挡土设计模块中,如果在【分析设置】界面,“材料和规范”选项卡中选择“混凝土结构设计”为“美国规范ACI318-11”,“圬工砌体”选择“欧洲规范EN1996-1-1(EC6)”,则不需要输入结构重要性系数,如下图。即,结构重要性系数仅当采用中国规范验算结构截面强度时才需要。对于有地震作用的地震设计状况,依据GB 50010-2010(混凝土结构设计规范)或GB 50003-2011(砌体结构设计规范)进行结构强度验算时,还需要考虑截面承载力抗震调整系数(GB 50010-2010, 3.3.2;GB 50003-2011, 10.1.5)。该系数用于增大地震作用下结构的截面承载力,可以在「分析设置」界面「材料和规范」选项卡中设置。需要注意的一点是,当有地震作用时,不考虑结构重要性系数的影响,即结构重要性系数在有地震作用时,无论用户输入的值是多少,软件都自动取值为1。根据GB 50153-2008(工程结构可靠性设计统一标准)中表A.1.7的规定,对于持久设计状况和短暂设计状况,一级结构的重要性系数取值不应小于1.1,二级结构不应小于1.0,三级结构不应小于0.9。对于偶然设计状况和地震设计状况,结构重要性系数取值为1.0。更多有关结构重要性系数的详细介绍,大家可以查看GEO5用户手册/规范和分析方法/验算方法/中国规范章节。 查看全部
<p style="text-align: justify;">摘要:介绍GEO5中结构重要性系数对计算结果的影响,以及如何为结构重要性系数取值。</p><p style="text-align: justify;">当用户在使用GEO5中的挡土墙设计、深基坑分析或扩展基础设计等模块,且依据GB 50010-2010(混凝土结构设计规范)或其他结构设计规范(钢结构或砌体结构)验算结构截面强度时,需要输入一个重要的参数,即结构重要性系数(GB 50153-2008, 8.2.2-1)。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.bbs.kulunsoft.com/d ... t%3Bp style="text-align: justify;"><span style="line-height: 1.5em;"><span style="line-height: 1.5em; color: #FF0000;">结构重要性系数只对结构的截面强度验算有影响(对倾覆滑移等验算无影响),其主要影响是改变作用组合的效应。</span>例如,对于一级结构,可以设置结构重要性系数为1.1,此时,在进行结构截面强度验算时,作用组合的效应(如轴力、弯矩或表示几个轴力、弯矩的向量)设计值将乘以1.1。</span></p><blockquote><p style="text-align: justify;">注:<span style="color: #FF0000;">如果用户没有选择中国规范作为“材料和结构规范”,则不需要输入结构重要性系数。</span>例如用户在重力式挡土设计模块中,如果在【分析设置】界面,“材料和规范”选项卡中选择“混凝土结构设计”为“美国规范ACI318-11”,“圬工砌体”选择“欧洲规范EN1996-1-1(EC6)”,则不需要输入结构重要性系数,如下图。即,结构重要性系数仅当采用中国规范验算结构截面强度时才需要。</p></blockquote><p style="text-align: center;"><img src="http://www.bbs.kulunsoft.com/d ... t%3Bp style="text-align: justify;">对于有地震作用的地震设计状况,依据GB 50010-2010(混凝土结构设计规范)或GB 50003-2011(砌体结构设计规范)进行结构强度验算时,还需要考虑截面承载力抗震调整系数(GB 50010-2010, 3.3.2;GB 50003-2011, 10.1.5)。该系数用于增大地震作用下结构的截面承载力,可以在「<strong><span style="line-height: 1.5em;">分析设置</span></strong><span style="line-height: 1.5em;">」界面「材料和规范」选项卡中设置。需要注意的一点是,当有地震作用时,不考虑结构重要性系数的影响,即<span style="line-height: 1.5em; color: #FF0000;">结构重要性系数在有地震作用时,无论用户输入的值是多少,软件都自动取值为1</span>。</span></p><p style="text-align: justify;"><span style="color: #00B050;">根据GB 50153-2008(工程结构可靠性设计统一标准)中表A.1.7的规定,对于持久设计状况和短暂设计状况,一级结构的重要性系数取值不应小于1.1,二级结构不应小于1.0,三级结构不应小于0.9。对于偶然设计状况和地震设计状况,结构重要性系数取值为1.0。</span></p><p style="text-align: justify;">更多有关结构重要性系数的详细介绍,大家可以查看GEO5用户手册/规范和分析方法/验算方法/中国规范章节。</p>

软土地基的工程特性及处理方法

岩土工程Jlee 发表了文章 • 0 个评论 • 585 次浏览 • 2017-03-22 15:06 • 来自相关话题

我国公路行业规范对软土地基定义是指强度低,压缩量较高的软弱土层,多数含有一定的有机物质。软土地基的性质因地而异,因层而异,不可预见性大。在设计、施工过程中,稍有疏忽就会出现质量事故,本文总结了软土地基的工程特性及常见处理方法。软土地基的工程特性1、含水量较高,孔隙比大。一般含水量为 35%~80%,孔隙比为1~2;2、抗剪强度很低。根据土工试验的结果,我国软土的天然不排水抗剪强度一般小于 20kPa,其变化范围在 5~25kPa;有效内摩擦角约为 20°~35°;固结不排水剪内摩擦角 12°~17°。正常固结的软土层的不排水抗剪强度往往是随距地表深度的增加而增大,每米的增长率约为 1~2kPa。加速软土层的固结速率是改善软土强度特性的一项有效途径;3、压缩性较高。一般正常固结的软土压缩系数约为α1-2=0.5~1.5MPa-1,最大可达α1-2=4.5MPa-1;压缩指数约为 Cc=0.35~0.75;4、渗透性很小。软土的渗透系数一般约为 1×10-6~1×10-8cm/s ;5、具有明显的结构性。软土一般为絮状结构,尤以海相粘土更为明显。这种土一旦受到扰动,土的强度显著降低,甚至呈流动状态。我国沿海软土的灵敏度一般为 4~10,属于高灵敏度土。因此,在软土层中进行地基处理和基坑开挖,若不注意避免扰动土的结构,就会加剧土体变形,降低地基土的强度,影响地基处理效果;6、具有明显的流变性。在荷载作用下,软土承受剪应力的作用产生缓慢的剪切变形,并可能导致抗剪强度的衰减,在主固结沉降完毕之后还可能继续产生可观的次固结沉降。软土地基的处理方法软土地基处理的目的就要采取有效方法,对软土地基进行加固,提高软土地基的承载力。目前国内软土地基的加固方法很多,各种方法都有其适用范围和局限性。选用何种方法,应充分考虑构筑物对地基的要求、材料来源、施工机具和施工工期等因素,因地制宜地选出经济效益比最优的方法。目前软土地基处理的方法主要有以下几种。01 轻夯多遍处理软土的高压缩性和流变性决定了其不能采用纯粹的强夯法,“轻夯多 遍”该工法是经过近二十年的开发研究、成熟的软土地基处理新技术。从工后沉降来说,经过大量的现场钻探取土和室内土工试验得出的土性指标进行估算,“轻夯多遍”强夯法可以在施工期内将沉降量完成预估最终沉降的 90%以上(经过计算分析,在相同的地基土,相同的堆载预压作用下,要完成 90%的固结度,至少需要 2~3 年),且固结过程是相当快的。该工法强调信息化施工,在施工中,每一遍都要进行试夯,若发生夯 坑周围有隆起则要降低夯能,若发现夯坑过深则要减少击数,每一遍都要动力触探进行检测,了解加固效果,并对下一遍夯击参数做调整。该工法加固效果具有工后地基承载力高、固结充分、沉降小、工期短、造价省、施工环保、质量可控等优点。依据土体即将破坏时的标志,结合工程经验,轻夯多遍强夯法采用如下的收锤标准:① 坑周不出现明显的隆起。如果坑周出现明显隆起,标志着坑周土体已经破坏,如第一击时就已明显隆起,则要降低夯击能。② 不能有过大的侧向位移。如果有过大的侧向位移,则表明土体已经破坏。③ 后一击夯沉量应小于前一击的夯沉量。如果是后一击夯沉量大于前一击的 夯沉量,说明土体侧向位移较大,表明土体结构破坏。④ 夯坑深度不能太 大。按工程经验,一般采用每遍总夯沉量不超过 60cm 。02 真空预压法真空预压法是普遍使用的一种对软土地基进行加固的方法。其原理是 对被加固软基抽真空形成的大气压差作为预压荷载,使加固区域内的土 体造成负压,通过排水通道传至设计深度,沿深度基本呈矩形分布,真空预压排水固结法加固软基不需要施加实体荷载,软基预压排水是在真空吸、挤压共同作用下完成,真空预压是使边界的孔压降低,真空度越高,沿深度衰减越小,则增加的有效应力越大,加固效果越好。真空预压法是 众多软基处理加固方法中的一种,适用于加固淤泥、淤泥质土和其他能够 够排水固结而且能形成负超静水压力边界条件的软粘土,具有工期短、费用低、无噪音、排水效果显著等优点。03 电渗法电渗加固机理要从土的微观结构说起。土是固-液-气三相分散系。土的固相即土颗粒,其表面通常带有负电荷,在外加电场作用下,向电势高处运动,此现象称为电泳;土的液相即土中水,它极易和被溶解的物质如水中的阳离子结合成水化阳离子,在外加电场作用下,向电 势低处运动,此现象称为电渗。在土中插入金属电极,并通以直流电,在电场作用下,土中水从阳极 流向阴极,产生电渗,从而降低高黏性土的含水率或地下水位,以改善土 性的加固方法。电渗法具有加固速率快、效果明显及对周围环境污染少等优点,在滩涂地基处理施工中使用广泛。04 堆载预压法堆载预压法是在布设完的排水通道的地基上分层施加堆载材料,进行正向施加荷载,使地基土体产生沉降固结的方法。荷载材料根据当地资源情况可以选用土、砂或山皮土、山皮石等,按设计分级堆载到一定的厚度或标高,达到一定的固结周期后,卸载至设计标高整平,堆载预压法加固期长、受季节性影响大和需要大量的堆载材料等特点。05 爆破挤淤法爆破挤淤的原理是通过爆炸作用排淤填石,达到泥、石臵换目的。施工方法就是在抛填堤头泥石交界面前方的淤泥中埋设群药包,药包爆炸后,通过药包爆炸的能量将堤头前面的淤泥向四周挤开,在淤泥内形成爆炸空腔,抛石体随即坍塌充填空腔,使爆前处于平衡状态的抛石体向强度降低处的淤泥内滑移,达到泥、石臵换的目的,从而达到处理软土地基的目的。爆破挤淤技术具有施工工艺简单、对其它工序干扰小、施工速度快、后期沉降小的优点,特别是在较厚度淤泥的软基处理工程中这些优点表现得更加明显。爆破挤淤深度可以达到十几米。爆破挤淤技术明显的优点是:施工工艺简单,对其他工序干扰小,施工速度快,后期沉降小。这种方法实质上是抛石挤淤和压载挤淤的进一步 发展,无疑具有很高的技术与经济价值。通过前面的分析,以上各种软土的处理方法各有优缺点,我们应该根据场地及软土的具体情况,具体分析,采用成本低、效果好的处理方法。 查看全部
<p style="text-align: justify;">我国公路行业规范对软土地基定义是指强度低,压缩量较高的软弱土层,多数含有一定的有机物质。软土地基的性质因地而异,因层而异,不可预见性大。在设计、施工过程中,稍有疏忽就会出现质量事故,本文总结了软土地基的工程特性及常见处理方法。</p><p style="text-align: justify;"><span style="color: #FF0000;"><strong>软土地基的工程特性</strong></span></p><p style="text-align: justify;">1、含水量较高,孔隙比大。一般含水量为 35%~80%,孔隙比为1~2;</p><p style="text-align: justify;">2、抗剪强度很低。根据土工试验的结果,我国软土的天然不排水抗剪强度一般小于 20kPa,其变化范围在 5~25kPa;有效内摩擦角约为 20°~35°;固结不排水剪内摩擦角 12°~17°。正常固结的软土层的不排水抗剪强度往往是随距地表深度的增加而增大,每米的增长率约为 1~2kPa。加速软土层的固结速率是改善软土强度特性的一项有效途径;</p><p style="text-align: justify;">3、压缩性较高。一般正常固结的软土压缩系数约为α<sub>1-2</sub>=0.5~1.5MPa<sup>-1</sup>,最大可达α<sub>1-2</sub>=4.5MPa<sup>-1</sup>;压缩指数约为 Cc=0.35~0.75;</p><p style="text-align: justify;">4、渗透性很小。软土的渗透系数一般约为 1×10<sup>-6</sup>~1×10<sup>-8</sup>cm/s ;</p><p style="text-align: justify;">5、具有明显的结构性。软土一般为絮状结构,尤以海相粘土更为明显。这种土一旦受到扰动,土的强度显著降低,甚至呈流动状态。我国沿海软土的灵敏度一般为 4~10,属于高灵敏度土。因此,在软土层中进行地基处理和基坑开挖,若不注意避免扰动土的结构,就会加剧土体变形,降低地基土的强度,影响地基处理效果;</p><p style="text-align: justify;">6、具有明显的流变性。在荷载作用下,软土承受剪应力的作用产生缓慢的剪切变形,并可能导致抗剪强度的衰减,在主固结沉降完毕之后还可能继续产生可观的次固结沉降。</p><p style="text-align: justify;"><span style="color: #FF0000;"><strong>软土地基的处理方法</strong></span></p><p style="text-align: justify;">软土地基处理的目的就要采取有效方法,对软土地基进行加固,提高软土地基的承载力。目前国内软土地基的加固方法很多,各种方法都有其适用范围和局限性。选用何种方法,应充分考虑构筑物对地基的要求、材料来源、施工机具和施工工期等因素,因地制宜地选出经济效益比最优的方法。</p><p style="text-align: justify;">目前软土地基处理的方法主要有以下几种。</p><p style="text-align: justify;"><span style="color: #00B050;"><strong>01 轻夯多遍处理</strong></span></p><p style="text-align: center;"><img title="点击查看大图" alt="T1elLTB4Cv1RCvBVdK.jpg" class="" src="http://f.zhulong.com/v1/tfs/T1 ... ot%3B data-original="http://f.zhulong.com/v1/tfs/T1 ... ot%3B source_src="http://f.zhulong.com/v1/tfs/T1 ... ot%3B novip="0" style="margin: 0px; padding: 5px 0px; border: none; vertical-align: middle; max-width: 740px; cursor: zoom-in; display: inline;"/></p><p style="text-align: justify;">软土的高压缩性和流变性决定了其不能采用纯粹的强夯法,“轻夯多 遍”该工法是经过近二十年的开发研究、成熟的软土地基处理新技术。从工后沉降来说,经过大量的现场钻探取土和室内土工试验得出的土性指标进行估算,“轻夯多遍”强夯法可以在施工期内将沉降量完成预估最终沉降的 90%以上(经过计算分析,在相同的地基土,相同的堆载预压作用下,要完成 90%的固结度,至少需要 2~3 年),且固结过程是相当快的。该工法强调信息化施工,在施工中,每一遍都要进行试夯,若发生夯 坑周围有隆起则要降低夯能,若发现夯坑过深则要减少击数,每一遍都要动力触探进行检测,了解加固效果,并对下一遍夯击参数做调整。该工法加固效果具有工后地基承载力高、固结充分、沉降小、工期短、造价省、施工环保、质量可控等优点。</p><p style="text-align: justify;">依据土体即将破坏时的标志,结合工程经验,轻夯多遍强夯法采用如下的收锤标准:</p><p style="text-align: justify;">① 坑周不出现明显的隆起。如果坑周出现明显隆起,标志着坑周土体已经破坏,如第一击时就已明显隆起,则要降低夯击能。</p><p style="text-align: justify;">② 不能有过大的侧向位移。如果有过大的侧向位移,则表明土体已经破坏。</p><p style="text-align: justify;">③ 后一击夯沉量应小于前一击的夯沉量。如果是后一击夯沉量大于前一击的 夯沉量,说明土体侧向位移较大,表明土体结构破坏。</p><p style="text-align: justify;">④ 夯坑深度不能太 大。按工程经验,一般采用每遍总夯沉量不超过 60cm 。</p><p style="text-align: justify;"><span style="color: #00B050;"><strong>02 真空预压法</strong></span></p><p style="text-align:center"><img title="点击查看大图" alt="T1B3ETBXYT1RCvBVdK.jpg" class="" src="http://f.zhulong.com/v1/tfs/T1 ... ot%3B data-original="http://f.zhulong.com/v1/tfs/T1 ... ot%3B source_src="http://f.zhulong.com/v1/tfs/T1 ... ot%3B novip="0" style="margin: 0px; padding: 5px 0px; border: none; vertical-align: middle; max-width: 740px; cursor: zoom-in; display: inline;"/></p><p style="text-align: justify;">真空预压法是普遍使用的一种对软土地基进行加固的方法。其原理是 对被加固软基抽真空形成的大气压差作为预压荷载,使加固区域内的土 体造成负压,通过排水通道传至设计深度,沿深度基本呈矩形分布,真空预压排水固结法加固软基不需要施加实体荷载,软基预压排水是在真空吸、挤压共同作用下完成,真空预压是使边界的孔压降低,真空度越高,沿深度衰减越小,则增加的有效应力越大,加固效果越好。真空预压法是 众多软基处理加固方法中的一种,适用于加固淤泥、淤泥质土和其他能够 够排水固结而且能形成负超静水压力边界条件的软粘土,具有工期短、费用低、无噪音、排水效果显著等优点。</p><p style="text-align: justify;"><span style="color: #00B050;"><strong>03 电渗法</strong></span></p><p style="text-align: center;"><img title="点击查看大图" alt="T1LjLTBCVv1RCvBVdK.jpg" class="" src="http://f.zhulong.com/v1/tfs/T1 ... ot%3B data-original="http://f.zhulong.com/v1/tfs/T1 ... ot%3B source_src="http://f.zhulong.com/v1/tfs/T1 ... ot%3B novip="0" style="margin: 0px; padding: 5px 0px; border: none; vertical-align: middle; max-width: 740px; cursor: zoom-in; display: inline;"/></p><p style="text-align: justify;">电渗加固机理要从土的微观结构说起。土是固-液-气三相分散系。土的固相即土颗粒,其表面通常带有负电荷,在外加电场作用下,向电势高处运动,此现象称为电泳;土的液相即土中水,它极易和被溶解的物质如水中的阳离子结合成水化阳离子,在外加电场作用下,向电 势低处运动,此现象称为电渗。在土中插入金属电极,并通以直流电,在电场作用下,土中水从阳极 流向阴极,产生电渗,从而降低高黏性土的含水率或地下水位,以改善土 性的加固方法。电渗法具有加固速率快、效果明显及对周围环境污染少等优点,在滩涂地基处理施工中使用广泛。</p><p style="text-align: justify;"><span style="color: #00B050;"><strong>04 堆载预压法</strong></span></p><p style="text-align:center"><img title="点击查看大图" alt="点击查看大图" class="" src="http://f.zhulong.com/v1/tfs/T1 ... ot%3B data-original="http://f.zhulong.com/v1/tfs/T1 ... ot%3B source_src="http://f.zhulong.com/v1/tfs/T1 ... ot%3B novip="0" style="margin: 0px; padding: 5px 0px; border: none; vertical-align: middle; max-width: 740px; cursor: zoom-in; display: inline; width: 500px; height: 338px;" width="500" height="338" border="0" vspace="0"/></p><p style="text-align: justify;">堆载预压法是在布设完的排水通道的地基上分层施加堆载材料,进行正向施加荷载,使地基土体产生沉降固结的方法。荷载材料根据当地资源情况可以选用土、砂或山皮土、山皮石等,按设计分级堆载到一定的厚度或标高,达到一定的固结周期后,卸载至设计标高整平,堆载预压法加固期长、受季节性影响大和需要大量的堆载材料等特点。</p><p style="text-align: justify;"><span style="color: #00B050;"><strong>05 爆破挤淤法</strong></span></p><p style="text-align:center"><img title="点击查看大图" alt="T14rLTBXZv1RCvBVdK.jpg" class="" src="http://f.zhulong.com/v1/tfs/T1 ... ot%3B data-original="http://f.zhulong.com/v1/tfs/T1 ... ot%3B source_src="http://f.zhulong.com/v1/tfs/T1 ... ot%3B novip="0" style="margin: 0px; padding: 5px 0px; border: none; vertical-align: middle; max-width: 740px; cursor: zoom-in; display: inline;"/></p><p style="text-align: justify;">爆破挤淤的原理是通过爆炸作用排淤填石,达到泥、石臵换目的。施工方法就是在抛填堤头泥石交界面前方的淤泥中埋设群药包,药包爆炸后,通过药包爆炸的能量将堤头前面的淤泥向四周挤开,在淤泥内形成爆炸空腔,抛石体随即坍塌充填空腔,使爆前处于平衡状态的抛石体向强度降低处的淤泥内滑移,达到泥、石臵换的目的,从而达到处理软土地基的目的。爆破挤淤技术具有施工工艺简单、对其它工序干扰小、施工速度快、后期沉降小的优点,特别是在较厚度淤泥的软基处理工程中这些优点表现得更加明显。爆破挤淤深度可以达到十几米。</p><p style="text-align: justify;"><strong>爆破挤淤技术明显的优点是:</strong></p><p style="text-align: justify;">施工工艺简单,对其他工序干扰小,施工速度快,后期沉降小。这种方法实质上是抛石挤淤和压载挤淤的进一步 发展,无疑具有很高的技术与经济价值。通过前面的分析,以上各种软土的处理方法各有优缺点,我们应该根据场地及软土的具体情况,具体分析,采用成本低、效果好的处理方法。</p>

岩土工程勘察之水文地质勘察技术

岩土工程库仑李建 发表了文章 • 0 个评论 • 496 次浏览 • 2017-03-20 14:09 • 来自相关话题

水文地质勘查是工程勘察中极其重要的部分之一,但在实际工程项目中还是有被忽略的情况发生,本文有针对性的就水文方面的问题在岩土工程中的技术应用在工程技术和经济效益等多方面进行了详细的说明。1、概述随着地下隐蔽工程的越来越多,一方面地下水是岩土的一部分,将直接影响着岩土体的化学及物力性质。地下工程存在的外部环境,会直接的影响地下工程,使建筑的持久性和稳定性降低,另一方面,水文勘察的实施,增加了地下工程施工的困难,所以,水文勘察工作的好坏会影响着社会的生产,切实的做好水文地质勘察工作,掌握地下水的状况,进而消除地下水对建筑质量的影响及岩土工程的危害。2、工程地质的意义对工程建筑物地区的地址概况及地质环境进行调查分析,称之为工程地质勘查。通过调查对可能产生的工程地质问题做出正确合理的预测,根据科学的分析结果,尽量的利用有限的条件,去改造一些不利的地质因素,为后期的设计、规划和施工提供有效可靠的数据资料,所以地质工程勘察工作具有非常重要的意义,可以分为以下的几个阶段:1)规划勘察实施规划勘察,只要是为工程初步的选择提供有效可靠的地质资料及信息。这一阶段的重要工作是,对整个地区的地形、地质、地震资料进行编录和收集;并对该工程建筑的土质条件进行核实及系列的主要工程地质问题;评估工程实施的是可能性;普查规划中要求的天然建筑材料。2)研究勘察在对河段、河流规划方案制定后,一F步进行的就是可行性研究勘察,勘察的主要作用在于为规划中涉及的弓I水线路、堤坝以及枢纽工程的整体布置提供一个可靠的支持,充分的保证地质资料对工程的重要意义。3)设计勘察设计勘察是指在研究可行性勘查中,所选择的堤坝地址及建筑地中进行勘察。其中包括整个水利工程,枢纽、堤坝的选择,对其进行地质论证,提供建筑可用的地质资料。4)技施设计勘察技施设计勘察是指对初步设计中的枢纽建筑场地进行勘察,技术勘察的意义在于,建筑已经勘察的地质资料中的结论,并且提出有效的优化场地的建设方案。3、水文地质评价的内容在过去的工程勘察报告中,严重的缺少了同基础设计之间的沟通,也缺乏对下水对岩土工程影响的评价,在多数地区都出了由于地下水系统引起的房屋开裂、基础设备下沉等事件,我们要做的就是总结过去的经验和教训,对水文地质问题评价时需要考虑到以下几个方面:1)开展地下水对建筑物、岩土工程造成危害的可能性评价工作,提出预防措施,做出一定的预警,解决办法。2)进行工程勘察时,必须对建筑物地基基础的类型联系思考,寻找水文地质问题的根源所在,并且为建筑工程提供更多科学合理的资料。3)评估出地下水在自然条件、自然状态下出现的情况,同时还需要考虑建筑物与岩土层之间的相互作用。4)根据工程角度进行分析,地下水与工程之间的作用,并找出根据不同的工程、环境,地勘工作的内容:a)对埋藏相对过深的地下水淹没建筑物基础部分中,对材料腐蚀危害的程度;b)遇到建于强风化岩、残积土质、软质岩石之上的建筑场地,需要慎重的考虑,地下水层对岩层所造成的膨胀、崩解、软化的可能性如果建筑物的地基需要建设在内含饱和、松散的沙土地中,需要对沙体的管涌、流量情况进行评估;c)如果地基部分需要承受含水层,需要将基坑挖开,然后精确的计算、评估出承压水冲毁基坑底板的可能性.避免在地下水层挖基坑,开挖前需要进行富水性、渗水性的试验,进而评价出人工降雨等人为条件为后天造成建筑物不稳定的可能性。4、地下水引起的岩土工程危害由于地下水引起的岩土工程危害,主要是因为地下水动水压力及地下水水位升降的变化两方面原因造成的。人为因素或天然因素可引起地下水水位的变化,但无论什么原因,地下水位的变化达到一定程度的时候,都会对岩士工程造成一定的危害,地下水位的变化引起的危害可以分为三种方式:1)水位上升潜水位上升的原因有很多种,其中主要受到地质因素的影响如总体岩性、含水层结构、水文气象因素如降雨量、气温及人为因素施工、灌溉等的影响,有些时候很可能是几种因素的综合结果。潜水位上升对岩士工程可能造成:土壤的盐泽化,地下水及岩土对建筑物腐蚀性的增强;岩土体岩产生崩塌等不良的现象;特殊性岩土体强度降低、结构破坏;引起粉细砂液化出现管涌等现象;地下洞室基础上浮、建筑物失稳;由于地下水位下降引起的岩土工程危害。2)地下水位下降地下水位之所以降低多是因为人为的因素所造成的。例如大量集中的抽取地下水、在采矿过程中上游筑坝、矿床疏千、修建水库截夺下游的地下水的补给等等。由于地下水的过度下降,常常诱发地面塌陷、沉降、地裂等地质灾害以及地下水质恶化、水源枯竭等环境问题,对建筑物、岩土体的稳定性及人类自身所居住的环境造成了很大的威胁。3)地下水的反复升降由于地下水的升将变化会引起膨胀性岩土产生胀缩变形,如果地下水升降频繁时,不仅使岩土的膨胀收缩变形往复,而且导致岩土的膨胀收缩的幅度不断的加大,进而形成由地裂引起的建筑物特别是对轻型建筑物的破坏。地下水升降变动带内由于地下水的积极交换,会使土层中的铁、铝成分大量的流失,土层失去胶结物会导致土质变松、含水量的孔隙增大,承载力降低、压缩模量,为岩土工程的处理、选择带来了很大的麻烦。4)地下水动压力作用的不良影响地下水如果在天然的状态下动水的压力作用是比较微弱的,一般不会造成什么危害,但在人为的工程活动中因为改变了地下水天然动力平衡的条件,在移动着的动水压力作用下,往往会产生一些严重的岩土工程的危害,例如管涌、流砂、基坑突涌等等。5、小节水文地质与地质工程两者的关系是非常密切的,地下水是岩土体的组成部分,将直接影响着岩土体的工程特性,又是基础的工程环境,会影响着建筑物的持久性及稳定性。在工程勘查的工作中要认真的查明与岩。土工程有关的水文地质问题,为以后设计提供科学的水文地质资料,为了消除及减少地下水对岩土工程的危害。水文地质工作在建筑物的持力层选择、基础设计、工程的地质灾害防止等方面都起着重要的作用。为工程的施工、设计提供了优化和合理的地质依据。 查看全部
<p style="text-align: justify;">水文地质勘查是工程勘察中极其重要的部分之一,但在实际工程项目中还是有被忽略的情况发生,本文有针对性的就水文方面的问题在岩土工程中的技术应用在工程技术和经济效益等多方面进行了详细的说明。</p><p style="text-align:center"><img src="http://wen.kulunsoft.com/uploa ... ot%3B title="1489989819477032.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: justify;"><span style="color: #00B050;"><strong>1、概述</strong></span></p><p style="text-align: justify;">随着地下隐蔽工程的越来越多,一方面地下水是岩土的一部分,将直接影响着岩土体的化学及物力性质。地下工程存在的外部环境,会直接的影响地下工程,使建筑的持久性和稳定性降低,另一方面,水文勘察的实施,增加了地下工程施工的困难,所以,水文勘察工作的好坏会影响着社会的生产,切实的做好水文地质勘察工作,掌握地下水的状况,进而消除地下水对建筑质量的影响及岩土工程的危害。</p><p style="text-align: justify;"><span style="color: #00B050;"><strong>2、工程地质的意义</strong></span></p><p style="text-align: justify;">对工程建筑物地区的地址概况及地质环境进行调查分析,称之为工程地质勘查。通过调查对可能产生的工程地质问题做出正确合理的预测,根据科学的分析结果,尽量的利用有限的条件,去改造一些不利的地质因素,为后期的设计、规划和施工提供有效可靠的数据资料,所以地质工程勘察工作具有非常重要的意义,可以分为以下的几个阶段:</p><p style="text-align: justify;"><strong>1)规划勘察</strong></p><p style="text-align: justify;">实施规划勘察,只要是为工程初步的选择提供有效可靠的地质资料及信息。这一阶段的重要工作是,对整个地区的地形、地质、地震资料进行编录和收集;并对该工程建筑的土质条件进行核实及系列的主要工程地质问题;评估工程实施的是可能性;普查规划中要求的天然建筑材料。</p><p style="text-align: justify;"><strong>2)研究勘察</strong></p><p style="text-align: justify;">在对河段、河流规划方案制定后,一F步进行的就是可行性研究勘察,勘察的主要作用在于为规划中涉及的弓I水线路、堤坝以及枢纽工程的整体布置提供一个可靠的支持,充分的保证地质资料对工程的重要意义。</p><p style="text-align: justify;"><strong>3)设计勘察</strong></p><p style="text-align: justify;">设计勘察是指在研究可行性勘查中,所选择的堤坝地址及建筑地中进行勘察。其中包括整个水利工程,枢纽、堤坝的选择,对其进行地质论证,提供建筑可用的地质资料。</p><p style="text-align: justify;"><strong>4)技施设计勘察</strong></p><p style="text-align: justify;">技施设计勘察是指对初步设计中的枢纽建筑场地进行勘察,技术勘察的意义在于,建筑已经勘察的地质资料中的结论,并且提出有效的优化场地的建设方案。</p><p style="text-align: justify;"><span style="color: #00B050;"><strong>3、水文地质评价的内容</strong></span></p><p style="text-align: justify;">在过去的工程勘察报告中,严重的缺少了同基础设计之间的沟通,也缺乏对下水对岩土工程影响的评价,在多数地区都出了由于地下水系统引起的房屋开裂、基础设备下沉等事件,我们要做的就是总结过去的经验和教训,对水文地质问题评价时需要考虑到以下几个方面:</p><p style="text-align: justify;">1)开展地下水对建筑物、岩土工程造成危害的可能性评价工作,提出预防措施,做出一定的预警,解决办法。</p><p style="text-align: justify;">2)进行工程勘察时,必须对建筑物地基基础的类型联系思考,寻找水文地质问题的根源所在,并且为建筑工程提供更多科学合理的资料。</p><p style="text-align: justify;">3)评估出地下水在自然条件、自然状态下出现的情况,同时还需要考虑建筑物与岩土层之间的相互作用。</p><p style="text-align: justify;">4)根据工程角度进行分析,地下水与工程之间的作用,并找出根据不同的工程、环境,地勘工作的内容:</p><p style="text-align: justify;">a)对埋藏相对过深的地下水淹没建筑物基础部分中,对材料腐蚀危害的程度;</p><p style="text-align: justify;">b)遇到建于强风化岩、残积土质、软质岩石之上的建筑场地,需要慎重的考虑,地下水层对岩层所造成的膨胀、崩解、软化的可能性如果建筑物的地基需要建设在内含饱和、松散的沙土地中,需要对沙体的管涌、流量情况进行评估;</p><p style="text-align: justify;">c)如果地基部分需要承受含水层,需要将基坑挖开,然后精确的计算、评估出承压水冲毁基坑底板的可能性.避免在地下水层挖基坑,开挖前需要进行富水性、渗水性的试验,进而评价出人工降雨等人为条件为后天造成建筑物不稳定的可能性。</p><p style="text-align: justify;"><span style="color: #00B050;"><strong>4、地下水引起的岩土工程危害</strong></span></p><p style="text-align: justify;">由于地下水引起的岩土工程危害,主要是因为地下水动水压力及地下水水位升降的变化两方面原因造成的。人为因素或天然因素可引起地下水水位的变化,但无论什么原因,地下水位的变化达到一定程度的时候,都会对岩士工程造成一定的危害,地下水位的变化引起的危害可以分为三种方式:</p><p style="text-align: justify;"><strong>1)水位上升</strong></p><p style="text-align: justify;">潜水位上升的原因有很多种,其中主要受到地质因素的影响如总体岩性、含水层结构、水文气象因素如降雨量、气温及人为因素施工、灌溉等的影响,有些时候很可能是几种因素的综合结果。潜水位上升对岩士工程可能造成:土壤的盐泽化,地下水及岩土对建筑物腐蚀性的增强;岩土体岩产生崩塌等不良的现象;特殊性岩土体强度降低、结构破坏;引起粉细砂液化出现管涌等现象;地下洞室基础上浮、建筑物失稳;由于地下水位下降引起的岩土工程危害。</p><p style="text-align: justify;"><strong>2)地下水位下降</strong></p><p style="text-align: justify;">地下水位之所以降低多是因为人为的因素所造成的。例如大量集中的抽取地下水、在采矿过程中上游筑坝、矿床疏千、修建水库截夺下游的地下水的补给等等。由于地下水的过度下降,常常诱发地面塌陷、沉降、地裂等地质灾害以及地下水质恶化、水源枯竭等环境问题,对建筑物、岩土体的稳定性及人类自身所居住的环境造成了很大的威胁。</p><p style="text-align: justify;"><strong>3)地下水的反复升降</strong></p><p style="text-align: justify;">由于地下水的升将变化会引起膨胀性岩土产生胀缩变形,如果地下水升降频繁时,不仅使岩土的膨胀收缩变形往复,而且导致岩土的膨胀收缩的幅度不断的加大,进而形成由地裂引起的建筑物特别是对轻型建筑物的破坏。</p><p style="text-align: justify;">地下水升降变动带内由于地下水的积极交换,会使土层中的铁、铝成分大量的流失,土层失去胶结物会导致土质变松、含水量的孔隙增大,承载力降低、压缩模量,为岩土工程的处理、选择带来了很大的麻烦。</p><p style="text-align: justify;"><strong>4)地下水动压力作用的不良影响</strong></p><p style="text-align: justify;">地下水如果在天然的状态下动水的压力作用是比较微弱的,一般不会造成什么危害,但在人为的工程活动中因为改变了地下水天然动力平衡的条件,在移动着的动水压力作用下,往往会产生一些严重的岩土工程的危害,例如管涌、流砂、基坑突涌等等。</p><p style="text-align: justify;"><span style="color: #00B050;"><strong>5、小节</strong></span></p><p style="text-align: justify;">水文地质与地质工程两者的关系是非常密切的,地下水是岩土体的组成部分,将直接影响着岩土体的工程特性,又是基础的工程环境,会影响着建筑物的持久性及稳定性。在工程勘查的工作中要认真的查明与岩。土工程有关的水文地质问题,为以后设计提供科学的水文地质资料,为了消除及减少地下水对岩土工程的危害。水文地质工作在建筑物的持力层选择、基础设计、工程的地质灾害防止等方面都起着重要的作用。为工程的施工、设计提供了优化和合理的地质依据。</p>
土木工程中涉及岩石、土、地下水的部分称岩土工程。