抗滑桩

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GEO5抗滑桩嵌固段设计与理正的异同

库仑产品库仑沈工 发表了文章 • 0 个评论 • 358 次浏览 • 2020-03-24 10:08 • 来自相关话题

最近,有GEO5用户反馈,采用同样的设计参数,理正抗滑桩设计中设置很小的岩石单轴极限抗压强度能计算通过,GEO5的抗滑桩设计模块却显示嵌岩段“岩石横向承载力不满足要求”。其实理正抗滑桩设计并没有严格的按照规范对嵌岩段的承载力进行验算,即使嵌岩段岩石横向承载力小于计算的岩石反力时,软件也不会给出提示的。下面我们将结合案例,针对两款软件在抗滑桩嵌固段(嵌岩段及嵌土段)计算的异同做详细说明。1. 嵌固段计算模型理正抗滑桩的帮助文档介绍内力、位移采用弹性法计算。嵌固段并没有区分嵌岩和嵌土,分析模型为桩前有弹簧支座。但是从计算结果看嵌土时土反力不会大于桩前被动土压力,嵌岩时岩石反力不会大于岩石的横向承载力。 理正抗滑桩计算模型简图GEO5抗滑桩的内力、位移采用弹塑性共同变形法计算,并考虑了嵌岩跟嵌土计算模型上的差异。嵌土时,桩前及桩后相当于土弹簧作用,土体按弹塑性材料考虑,最大应力不能大于被动土压力,最小应力不能小于主动土压力。嵌岩段,桩身一侧有弹簧作用(位置由桩身位移决定),岩体按弹性材料考虑,分析时岩石反力可以达到任意值,最终验算最大应力是否大于岩石的横向承载力。 GEO5抗滑桩计算模型简图具体可参考:抗滑桩计算中土体嵌固段和岩石嵌固段的区别2. 抗滑桩嵌岩段设计2.1 嵌岩段承载力验算抗滑桩设计应满足嵌固段承载力要求。依据《铁路路基支挡结构设计规范TB10025-2006(2009局部修订版)》,针对嵌岩段应当满足规范第10.2.10.1条规定,具体内容如下:1 地层为岩层时,桩的最大横向压应力 σmax应小于或等于地基的横向容许承载力。地基的横向容许承载力与岩石单轴抗压极限强度的对应关系可按本规范附录表B.0.1采用。当桩为矩形截面时,地基的横向容许承载力可按下式计算:                (10.2.10- 1)式中:--在水平方向的换算系数,根据岩石的完整程度、层理或片理产状、层间的股结物与胶结程度、节理裂隙的密度和充填物,可采用 0.5-1.0;--折减系数,根据岩层的裂隙、风化及软化程度,可采用 0.3-0.45;--岩石单轴抗压极限强度 (kPa)。GEO5软件严格按照上述规范验算,当不满足规范中的10.2.10-1公式时,软件会给出“岩石地基横向承载力 不满足要求”提示,如下图: 而理正软件目前只有「抗滑桩综合治理」模块可以进行嵌岩段设计。理正「抗滑桩综合治理」模块仅在桩的计算结果-->内力计算结果-->土反力图形上用红色线条表示的允许值。而关于它的设计值,也就是土反力由白色线条表示。 理正土反力结果图依据理正土反力结果图,「抗滑桩综合治理」模块似乎也对嵌岩段进行了验算,但其实这里的验算与规范要求是不相同。下面举例说明,当嵌岩段设置如下:  计算模型其他参数保持不变,仅设置单轴极限抗压强度R为变量,R分别取值1MPa,2MPa,2.5Mpa,5Mpa,10Mpa。在滑面上受滑坡推力的作用下(理正的第1种情况:滑坡推力),内力计算结果如下: 单轴极限抗压强度R=1Mpa 单轴极限抗压强度R=2Mpa 单轴极限抗压强度R=2.5Mpa 单轴极限抗压强度R=5Mpa 单轴极限抗压强度R=10Mpa对比1MPa,2MPa,2.5Mpa的计算结果,我们发现软件的岩石反力取值是不会大于横向允许承载力的。当岩石反力(=位移*岩石水平反力系数)>横向允许承载力时,取横向允许承载力值。即岩石反力=min{弹簧刚度K*位移X,横向允许承载力},理正软件将岩石视为弹塑性材料。软件没有且不会出现“岩石横向承载力不满足要求”。2.2 理正嵌岩段设计的正确性校验为进一步验证,我们缩短嵌固段,嵌岩段设置为1m,单轴极限抗压强度R=5MPa。此时对应的岩石地基横向容许承载力Rd=5000*0.3*0.5=750kPa,在此参数下进行对比分析。GEO5抗滑桩软件计算会提示地基横向承载力不满足要求(岩石当成弹性材料考虑)。如下图: 抗滑桩嵌岩段1m,R=5Mpa,允许反力=750kPa若将岩石当成弹塑性材料考虑,我们用两款软件对比计算。注:在GEO5中,我们用c足够大的弹塑性土体,来模拟理正模型中的弹塑性岩石,只要GEO5的允许反力(计算的被动土压力)与理正R=5MPa所能提供的岩石地基横向容许承载力Rd相当即可。GEO5计算出在允许反力≈780kPa时,结构不稳定,此时无法给出内力及位移详细计算结果。此时减小允许反力值,结构会更不稳,所以在允许反力=750kPa时,GEO5计算结构是会不稳定的。如下图:  弹塑性的土体模拟岩体,嵌岩1m深,允许反力≈780kPa理正岩石允许反力=750kPa时,分析仍能给出内力及位移结果。虽然结果明显错误但有结果给出说明计算是收敛。如下图: 嵌岩1m深,R=5Mpa,允许反力=750kPa如果岩石当成弹塑性材料考虑,那么当计算出的岩石反力>横向承载力的时候,计算出的岩石反力会进行调整然后进行二次迭代,而当变形足够大,势必会出现计算不收敛的情况,不收敛是计算不出结果的,此时结构不稳定,正如上面GEO5软件的提示。但我们发现无论理正中嵌岩段的岩石反力多小,软件都能计算出内力及位移。2.3结论理正抗滑桩软件岩石是当成弹塑性材料考虑的,岩石反力=min{弹簧刚度K*位移X,横向允许承载力},软件没有且不会出现“岩石横向承载力不满足要求”。软件并没有严格按照规范要求去验算嵌岩段。若岩石按弹塑性材料考虑,理正软件在嵌固段明显不满足要求,结构不稳定的时候,仍能输出内力及位移计算结果。GEO5抗滑桩软件岩石按弹性考虑,岩石反力=弹簧刚度K*位移X,分析时岩石反力可以达到任意值,最终验算最大应力是否大于岩石的横向承载力。验算是严格按照规范要求。3. 抗滑桩嵌土段设计3.1 嵌土段承载力验算针对嵌土段,规范10.2.10-2和10.2.10-3给出了横向允许承载力计算公式,可以按公式计算,此外规范10.2.10的条文说明对于规范正文也做了进一步说明,具体内容如下:10.2.10 对于较完整的岩质岩层及半岩质岩层的地基,桩身作用于围岩的侧向压应力,一般不应大于容许强度。桩周围岩的侧向允许抗压强度,必要时可直接在现场试验取得,一般按岩石的完整程度、层理或片理产状、层间的胶结物与胶结程度、节理裂隙的密度和充填物、各种构造裂面的性质和产状及其贯通程度等情况,分别采用垂直允许抗压强度的0.5 ~ 1.0倍。当围岩为密实土或砂层时,其值为0.5倍,较完整的半岩质岩层为0.60~0.75倍,块状或厚层少裂隙的岩层为 0.75~ 1.0倍。对于一般土层或风化成土、砂砾状的岩层地基,抗滑桩在侧向荷载作用下发生转动变位时,桩前的土体产生被动土压力,而在桩后的土体产生主动土压力。桩身对地基土体的侧向压应力一般不应大于被动土压力与主动土压力之差。在工程设计中,要使锚固段完全满足要求,有时会很困难,所以根据多年的工程经验,满足滑动面以下深度 h2/3 和h2(滑动面以下桩长)处的横向压应力应小于或等于被动土压力与主动士压力之差即可。此时滑动面以下h2/3深度范围内进入塑性区。依据GEO5抗滑桩计算理论,GEO5土体按弹塑性材料考虑,采用弹塑性共同变形法,嵌土段桩前及桩后都有土弹簧作用,结构受力由下式计算:针对GEO5抗滑桩的嵌土段,作用在变形结构上的土压力最大不能大于被动土压力,最小不能小于主动土压力。即桩前计算土压力≤桩前被动土压力,桩后计算土压力≥桩后主动土压力。那么-桩后计算土压力≤-桩后主动土压力。据此可推导得到,桩前计算土压力-桩后计算土压力≤桩前被动土压力-桩后主动土压力恒成立。而GEO5的土反力是桩前桩后计算土压力的合力。也就是GEO5抗滑桩的计算土反力≤桩前被动土压力-桩后主动土压力,依据GEO5的计算理论,如果软件计算结果收敛,无结构不稳定的提示,那么计算结果将严格满足规范第10.2.10的条文说明的“桩身对地基土体的侧向压应力一般不应大于被动土压力与主动土压力之差。”此外,我们可以依据GEO5分析结果的“土压力+位移”图示很容易判断被动区土体的塑性区的范围。 理正土体也是按弹塑性材料考虑,由于计算模型的不同,理正软件的计算土反力特指滑坡面以下桩的土抗力,由下式计算:在桩的计算结果-->内力计算结果-->土反力图形上用红色线条表示的被动土压力数值。理正软件计算的土反力不会大于被动土压力,同样也可以根据图形来判断被动区塑性区范围。 首先,理正软件是没有按照规范正文要求去进行计算允许横向承载力计算,其次,因为没有考虑桩后主动土压力,所以也不能按规范条文说明去验算嵌土段是否满足滑动面以下深度 h2/3 和h2(滑动面以下桩长)处土反力是否小于等于被动土压力与主动土压力之差。综上,理正抗滑桩的嵌土段并没有按照规范要求进行验算。3.2 理正嵌土段设计的正确性校验举例用两款软件分析下列抗滑桩: 计算简图两款软件的计算结果: 理正计算最大位移= -73.28(mm) GEO5计算最大位移= -26.9(mm)两款软件位移计算结果相差太多,下面我们用有限元分析软件OptumG2进行复核。将抗滑桩桩后嵌固段以上9m以上的土折算成超载施加在模型里,同时将理正计算出来的滑坡推力的水平和竖直分布力施加在模型中。选择弹塑性分析方法,具体如下: 初始地应力分析弹塑性分析分析结果: Optumn G2的计算结果(位移28.02mm)相比较理正的70.28mm的水平位移,Optumn G2的计算结果(位移28.02mm)与GEO5(位移26.9mm)的更接近。3.3结论理正跟GEO5两款抗滑桩软件,均可以依据结果图示判断被动区塑性区范围,但是两款软件土反力计算公式不相同,由于理正嵌固段不考虑桩后土弹簧作用,所以计算结果只考虑桩前土抗力。嵌土段没有考虑桩后主动土压力,所以无法按照规范正文或条文说明的要求去验算。而GEO5软件只要计算结果收敛,没有结构不稳定的提示,那么计算结果将严格满足规范第10.2.10的条文说明的“桩身对地基土体的侧向压应力一般不应大于被动土压力与主动土压力之差。” 查看全部
<p>最近,有GEO5用户反馈,采用同样的设计参数,理正抗滑桩设计中设置很小的岩石单轴极限抗压强度能计算通过,GEO5的抗滑桩设计模块却显示嵌岩段“岩石横向承载力不满足要求”。其实理正抗滑桩设计并没有严格的按照规范对嵌岩段的承载力进行验算,即使嵌岩段岩石横向承载力小于计算的岩石反力时,软件也不会给出提示的。</p><p>下面我们将结合案例,针对两款软件在抗滑桩嵌固段(嵌岩段及嵌土段)计算的异同做详细说明。</p><p><strong>1.</strong><strong>&nbsp;</strong><strong>嵌固段计算模型</strong></p><p>理正抗滑桩的帮助文档介绍内力、位移采用<strong>弹性法</strong>计算。嵌固段并没有区分嵌岩和嵌土,分析模型为桩前有弹簧支座。但是从计算结果看嵌土时土反力不会大于桩前被动土压力,嵌岩时岩石反力不会大于岩石的横向承载力。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015226813015.png" alt="image.png"/>&nbsp;</p><p style="text-align: center;">理正抗滑桩计算模型简图</p><p>GEO5抗滑桩的内力、位移采用<strong>弹塑性共同变形法</strong>计算,并考虑了嵌岩跟嵌土计算模型上的差异。嵌土时,桩前及桩后相当于土弹簧作用,<strong>土体按弹塑性材料</strong>考虑,最大应力不能大于被动土压力,最小应力不能小于主动土压力。嵌岩段,桩身一侧有弹簧作用(位置由桩身位移决定),<strong>岩体按弹性材料考虑</strong>,分析时岩石反力可以达到任意值,最终验算最大应力是否大于岩石的横向承载力。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015252891365.png" alt="image.png"/>&nbsp;</p><p style="text-align: center;">GEO5抗滑桩计算模型简图</p><p>具体可参考:<a href="http://www.wen.kulunsoft.com/article/15">抗滑桩计算中土体嵌固段和岩石嵌固段的区别</a></p><p><strong>2.</strong><strong>&nbsp;</strong><strong>抗滑桩嵌岩段设计</strong></p><p><strong>2.1 嵌岩段承载力验算</strong></p><p>抗滑桩设计应满足嵌固段承载力要求。依据《铁路路基支挡结构设计规范TB10025-2006(2009局部修订版)》,针对<strong>嵌岩段</strong>应当满足规范第10.2.10.1条规定,具体内容如下:</p><p>1 地层为岩层时,桩的最大横向压应力 σmax应小于或等于地基的横向容许承载力。地基的横向容许承载力与岩石单轴抗压极限强度的对应关系可按本规范附录表B.0.1采用。当桩为矩形截面时,地基的横向容许承载力可按下式计算:</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; <img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015281209620.png" alt="image.png"/>&nbsp; &nbsp; (10.2.10- 1)</p><p>式中:<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015304989700.png" alt="image.png"/>--在水平方向的换算系数,根据岩石的完整程度、层理或片理产状、层间的股结物与胶结程度、节理裂隙的密度和充填物,可采用 0.5-1.0;</p><p><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015320609237.png" alt="image.png"/>--折减系数,根据岩层的裂隙、风化及软化程度,可采用 0.3-0.45;</p><p><img width="17" height="18" src="http://www.wen.kulunsoft.com/s ... ot%3B word_img="file:///C:\Users\南京库~1\AppData\Local\Temp\ksohtml25044\wps46.png" style="background:url(http://www.wen.kulunsoft.com/s ... rd.gif) no-repeat center center;border:1px solid #ddd"/><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015340476762.png" alt="image.png"/>--岩石单轴抗压极限强度 (kPa)。</p><p>GEO5软件严格按照上述规范验算,当不满足规范中的10.2.10-1公式时,软件会给出“<span style="color: #FF0000;">岩石地基横向承载力 不满足要求</span>”提示,如下图:</p><p><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015374641698.png" alt="image.png"/>&nbsp;</p><p>而理正软件目前只有「抗滑桩综合治理」模块可以进行嵌岩段设计。理正「抗滑桩综合治理」模块仅在桩的计算结果--&gt;内力计算结果--&gt;土反力图形上用红色线条表示的允许值。而关于它的设计值,也就是土反力由白色线条表示。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015383130771.png" alt="image.png"/>&nbsp;</p><p style="text-align: center;">理正土反力结果图</p><p>依据理正土反力结果图,「抗滑桩综合治理」模块似乎也对嵌岩段进行了验算,但其实这里的验算与规范要求是不相同。下面举例说明,当嵌岩段设置如下:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015396193099.png" alt="image.png"/>&nbsp;</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015403873002.png" alt="image.png"/>&nbsp;</p><p style="text-align: center;">计算模型</p><p>其他参数保持不变,仅设置单轴极限抗压强度R为变量,R分别取值1MPa,2MPa,2.5Mpa,5Mpa,10Mpa。在滑面上受滑坡推力的作用下(理正的第1种情况:滑坡推力),内力计算结果如下:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015415950534.png" alt="image.png"/>&nbsp;</p><p style="text-align: center;">单轴极限抗压强度R=1Mpa</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015420507471.png" alt="image.png"/>&nbsp;</p><p style="text-align: center;">单轴极限抗压强度R=2Mpa</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015428632221.png" alt="image.png"/>&nbsp;</p><p style="text-align: center;">单轴极限抗压强度R=2.5Mpa</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015434899048.png" alt="image.png"/>&nbsp;</p><p style="text-align: center;">单轴极限抗压强度R=5Mpa</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015442785177.png" alt="image.png"/>&nbsp;</p><p style="text-align: center;">单轴极限抗压强度R=10Mpa</p><p>对比1MPa,2MPa,2.5Mpa的计算结果,我们发现软件的岩石反力取值是不会大于横向允许承载力的。当岩石反力(=位移*岩石水平反力系数)>横向允许承载力时,取横向允许承载力值。即岩石反力=min{弹簧刚度K*位移X,横向允许承载力},理正软件将岩石视为弹塑性材料。软件没有且不会出现“岩石横向承载力不满足要求”。</p><p><strong>2.2 理正嵌岩段设计的正确性</strong><strong>校验</strong></p><p>为进一步验证,我们缩短嵌固段,嵌岩段设置为1m,单轴极限抗压强度R=5MPa。此时对应的岩石地基横向容许承载力Rd=5000*0.3*0.5=750kPa,在此参数下进行对比分析。</p><p>GEO5抗滑桩软件计算会提示地基横向承载力不满足要求(岩石当成弹性材料考虑)。如下图:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015467678427.png" alt="image.png"/>&nbsp;</p><p style="text-align: center;">抗滑桩嵌岩段1m,R=5Mpa,允许反力=750kPa</p><p>若将岩石当成弹塑性材料考虑,我们用两款软件对比计算。</p><blockquote><p>注:在GEO5中,我们用c足够大的弹塑性土体,来模拟理正模型中的弹塑性岩石,只要GEO5的允许反力(计算的被动土压力)与理正R=5MPa所能提供的岩石地基横向容许承载力Rd相当即可。</p></blockquote><p>GEO5计算出在允许反力≈780kPa时,结构不稳定,此时无法给出内力及位移详细计算结果。此时减小允许反力值,结构会更不稳,所以在允许反力=750kPa时,GEO5计算结构是会不稳定的。如下图:</p><p>&nbsp;</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015486618818.png" alt="image.png"/>&nbsp;</p><p style="text-align: center;">弹塑性的土体模拟岩体,嵌岩1m深,允许反力≈780kPa</p><p>理正岩石允许反力=750kPa时,分析仍能给出内力及位移结果。虽然结果明显错误但有结果给出说明计算是收敛。如下图:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015498184013.png" alt="image.png"/>&nbsp;</p><p style="text-align: center;">嵌岩1m深,R=5Mpa,允许反力=750kPa</p><p>如果岩石当成弹塑性材料考虑,那么当计算出的岩石反力>横向承载力的时候,计算出的岩石反力会进行调整然后进行二次迭代,而当变形足够大,势必会出现计算不收敛的情况,不收敛是计算不出结果的,此时结构不稳定,正如上面GEO5软件的提示。但我们发现无论理正中嵌岩段的岩石反力多小,软件都能计算出内力及位移。</p><p><strong>2.3结论</strong></p><p>理正抗滑桩软件岩石是当成弹塑性材料考虑的,岩石反力=min{弹簧刚度K*位移X,横向允许承载力},软件没有且不会出现“岩石横向承载力不满足要求”。软件并没有严格按照规范要求去验算嵌岩段。若岩石按弹塑性材料考虑,理正软件在嵌固段明显不满足要求,结构不稳定的时候,仍能输出内力及位移计算结果。GEO5抗滑桩软件岩石按弹性考虑,岩石反力=弹簧刚度K*位移X,分析时岩石反力可以达到任意值,最终验算最大应力是否大于岩石的横向承载力。验算是严格按照规范要求。</p><p><strong>3.</strong><strong>&nbsp;</strong><strong>抗滑桩嵌土段设计</strong></p><p><strong>3.1 嵌土段承载力验算</strong></p><p>针对<strong>嵌土段,规范10.2.10-2和10.2.10-3给出了横向允许承载力计算公式,可以按公式计算,此外规范</strong>10.2.10的条文说明对于规范正文也做了进一步说明,具体内容如下:</p><p>10.2.10 对于较完整的岩质岩层及半岩质岩层的地基,桩身作用于围岩的侧向压应力,一般不应大于容许强度。桩周围岩的侧向允许抗压强度,必要时可直接在现场试验取得,一般按岩石的完整程度、层理或片理产状、层间的胶结物与胶结程度、节理裂隙的密度和充填物、各种构造裂面的性质和产状及其贯通程度等情况,分别采用垂直允许抗压强度的0.5 ~ 1.0倍。当围岩为密实土或砂层时,其值为0.5倍,较完整的半岩质岩层为0.60~0.75倍,块状或厚层少裂隙的岩层为 0.75~ 1.0倍。对于一般土层或风化成土、砂砾状的岩层地基,<strong>抗滑桩在侧向荷载作用下发生转动变位时,桩前的土体产生被动土压力,而在桩后的土体产生主动土压力。桩身对地基土体的侧向压应力一般不应大于被动土压力与主动土压力之差。在工程设计中,要使锚固段完全满足要求,有时会很困难,所以根据多年的工程经验,满足滑动面以下深度 h<sub>2</sub>/3 和h<sub>2</sub>(滑动面以下桩长)处的横向压应力应小于或等于被动土压力与主动士压力之差即可。</strong>此时滑动面以下h2/3深度范围内进入塑性区。</p><p>依据GEO5抗滑桩计算理论,GEO5土体按弹塑性材料考虑,采用弹塑性共同变形法,嵌土段桩前及桩后都有土弹簧作用,结构受力由下式计算:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015529673204.png" alt="image.png"/></p><p>针对GEO5抗滑桩的嵌土段,作用在变形结构上的土压力最大不能大于被动土压力,最小不能小于主动土压力。即桩前计算土压力≤桩前被动土压力,桩后计算土压力≥桩后主动土压力。那么-桩后计算土压力≤-桩后主动土压力。据此可推导得到,桩前计算土压力-桩后计算土压力≤桩前被动土压力-桩后主动土压力恒成立。而GEO5的土反力是桩前桩后计算土压力的合力。也就是GEO5抗滑桩的计算土反力≤桩前被动土压力-桩后主动土压力,依据GEO5的计算理论,如果软件计算结果收敛,无结构不稳定的提示,那么计算结果将严格满足规范第10.2.10的条文说明的“<strong>桩身对地基土体的侧向压应力一般不应大于被动土压力与主动土压力之差。</strong>”</p><p>此外,我们可以依据GEO5分析结果的“土压力+位移”图示很容易判断被动区土体的塑性区的范围。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015561456784.png" alt="image.png"/>&nbsp;</p><p>理正<strong>土体也是按弹塑性材料</strong>考虑,由于计算模型的不同,理正软件的计算土反力特指滑坡面以下桩的土抗力,由下式计算:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015578780627.png" alt="image.png"/></p><p>在桩的计算结果--&gt;内力计算结果--&gt;土反力图形上用红色线条表示的被动土压力数值。理正软件计算的土反力不会大于被动土压力,同样也可以根据图形来判断被动区塑性区范围。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015588409095.png" alt="image.png"/>&nbsp;</p><p>首先,理正软件是没有按照规范正文要求去进行计算允许横向承载力计算,其次,因为没有考虑桩后主动土压力,所以也不能按规范条文说明去验算嵌土段是否满足滑动面以下深度 h2/3 和h2(滑动面以下桩长)处土反力是否小于等于被动土压力与主动土压力之差。综上,理正抗滑桩的嵌土段并没有按照规范要求进行验算。</p><p><strong>3.2 理正嵌土段设计的正确性</strong><strong>校验</strong></p><p>举例用两款软件分析下列抗滑桩:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015602169359.png" alt="image.png"/>&nbsp;</p><p style="text-align: center;">计算简图</p><p>两款软件的计算结果:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015624596342.png" alt="image.png"/>&nbsp;</p><p style="text-align: center;">理正计算最大位移= -73.28(mm)</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015631100298.png" alt="image.png"/>&nbsp;</p><p style="text-align: center;">GEO5计算最大位移= -26.9(mm)</p><p>两款软件位移计算结果相差太多,下面我们用有限元分析软件OptumG2进行复核。将抗滑桩桩后嵌固段以上9m以上的土折算成超载施加在模型里,同时将理正计算出来的滑坡推力的水平和竖直分布力施加在模型中。选择弹塑性分析方法,具体如下:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015644374963.png" alt="image.png"/>&nbsp;</p><p style="text-align: center;">初始地应力分析</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015665247033.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">弹塑性分析</p><p>分析结果:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015690771650.png" alt="image.png"/>&nbsp;</p><p style="text-align: center;">Optumn G2的计算结果(位移28.02mm)</p><p>相比较理正的70.28mm的水平位移,Optumn G2的计算结果(位移28.02mm)与GEO5(位移26.9mm)的更接近。</p><p><strong>3.3结论</strong></p><p>理正跟GEO5两款抗滑桩软件,均可以依据结果图示判断被动区塑性区范围,但是两款软件土反力计算公式不相同,由于理正嵌固段不考虑桩后土弹簧作用,所以计算结果只考虑桩前土抗力。嵌土段没有考虑桩后主动土压力,所以无法按照规范正文或条文说明的要求去验算。而GEO5软件只要计算结果收敛,没有结构不稳定的提示,那么计算结果将严格满足规范第10.2.10的条文说明的“<strong>桩身对地基土体的侧向压应力一般不应大于被动土压力与主动土压力之差。</strong>”</p><p><br/></p>

抗滑桩嵌固段的最大横向压应力的几何意义?

岩土工程库仑刘工 回答了问题 • 2 人关注 • 1 个回答 • 347 次浏览 • 2020-03-07 23:11 • 来自相关话题

如何正确预估最大抗滑承载力Vu

库仑产品库仑沈工 发表了文章 • 0 个评论 • 474 次浏览 • 2020-02-15 23:26 • 来自相关话题

     首先应了解在【土质边坡稳定性分析】模块,抗滑桩的作用就是提供一个抗力,这个力对计算结果的影响主要在于它的大小和作用点位置。本文着重说明抗力大小的影响,不介绍力的作用点的影响。     抗滑桩支护结构是有桩间距的,并非连续结构。所以在整体稳定性安全系数的计算过程中,需要考虑桩间距的影响,抗滑桩对于边坡稳定性贡献的大小取决于它可以提供给边坡的每延米的最大抗力Vu,最大抗力是由「最大抗滑承载力」除以「桩间距」得到的,因此边坡稳定性安全系数计算结果和「最大抗滑承载力」、「桩间距」有关,此处和桩的截面尺寸无关,桩的截面参数只有在调用【抗滑桩设计】模块进一步分析的时候才起作用。     对于滑面确定的坡体而言,使用抗滑桩支护时,能够确定其嵌固段,在输入抗滑桩参数时,抗滑桩承载力沿桩身分布可选择均匀分布,施加在滑面上的抗滑力可以采用桩身最大承载力(抗剪力)Vc。为什么最大抗滑承载力要用受剪承载力公式来计算?因为用受剪承载力进行估算相对简单,好确定。而抗弯承载力计算复杂,桩的抗弯主要还是看配筋量,在截面纵向配筋没有明确的时候不好进行预估。真实的抗剪与抗弯验算在【抗滑桩设计】的【截面强度验算】里都需要进行。根据《混凝土结构设计规范GB50010-2010》6.3.4条,桩的受剪承载力计算公式如下:(6.3.4-2)     式中:混凝土提供的抗剪力,一般受弯构件,而是箍筋提供的抗剪承载力。     在没有分析桩身受力前,我们并不知道是否需要配置剪力筋,保守起见我们先拿也就是混凝土提供的抗剪力去估算,如果采用后计算的安全系数满足要求,可以调用【抗滑桩设计】进行进一步分析。如果不满足要求,我们可以反过来,适当放大Vu数值,一般桩都是有配剪力筋的,所以你在土坡模块里面填入的Vu数据可以稍微大一点,再去计算安全系数!软件对于输入的Vu会进行校核,如果说Vu预估的高了,在调用【抗滑桩设计】进行【截面强度验算】会有提醒。     注:只有安全系数满足要求以后,再调用抗滑桩模块去进一步设计,否则安全系数不满足要求,整个设计也是不满足要求的!     举例:桩截面尺寸1.8mX2m,采用C30的混凝土。ft=1.43N/mm2,fc=14.3N/mm2。因为是估算最大抗滑承载力值,所以计算没有必要非常精确,这里不考虑保护层厚度,h0近似按h取值,如下:Vc=0.7*1.43*1800*2000/1000=3603.6kN,通常我们建议还是按千数量级去预估Vu这里我们输入Vu=5000KN,如下图:      软件会对输入的Vu进行验算,如果满足要求,软件默认不提醒。当不满足时会有警告提示,如下图:      此时,我们在保证稳定性安全系数满足要求的前提下,可以去【土质边坡稳定性分析】模块里【抗滑桩】对话框中减小Vu的数值,或者在【抗滑桩设计】模块的【截面强度验算】一栏,增加剪力筋。提高抗滑桩抗剪承载力。     至此,你是否会有疑问,既然可以放大数值,那就按大的取!越大越好!这样的想法是不可取的!因为有的时候桩的位置不合理,或者其他一些原因,会导致抗力增加到一定程度之后,再增加对提高稳定性几乎没有作用。     其次,桩的抗剪承载力是有限值的,原因如下:1. 不可能无限制的去配置箍筋来增大抗剪承载力,所以Vcs有限值;2. 设计得按照《混凝土结构设计规范GB50010-2010》6.3.1条满足截面限制条件!V不得大于按下式计算出来的Vmax,具体如下: 查看全部
<p>&nbsp; &nbsp; &nbsp;首先应了解在【土质边坡稳定性分析】模块,抗滑桩的作用就是提供一个抗力,这个力对计算结果的影响主要在于它的大小和作用点位置。本文着重说明抗力大小的影响,不介绍力的作用点的影响。</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp;抗滑桩支护结构是有桩间距的,并非连续结构。所以在整体稳定性安全系数的计算过程中,需要考虑桩间距的影响,抗滑桩对于边坡稳定性贡献的大小取决于它可以提供给边坡的每延米的最大抗力Vu,最大抗力是由「最大抗滑承载力」除以「桩间距」得到的,因此边坡稳定性安全系数计算结果和「最大抗滑承载力」、「桩间距」有关,此处和桩的截面尺寸无关,桩的截面参数只有在调用【抗滑桩设计】模块进一步分析的时候才起作用。</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp;对于滑面确定的坡体而言,使用抗滑桩支护时,能够确定其嵌固段,在输入抗滑桩参数时,抗滑桩承载力沿桩身分布可选择均匀分布,施加在滑面上的抗滑力可以采用桩身最大承载力(抗剪力)Vc。为什么最大抗滑承载力要用受剪承载力公式来计算?因为用受剪承载力进行估算相对简单,好确定。而抗弯承载力计算复杂,桩的抗弯主要还是看配筋量,在截面纵向配筋没有明确的时候不好进行预估。真实的抗剪与抗弯验算在【抗滑桩设计】的【截面强度验算】里都需要进行。</p><p>根据《混凝土结构设计规范GB50010-2010》6.3.4条,桩的受剪承载力计算公式如下:</p><p><br/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1581780167785479.png" alt="image.png"/>(6.3.4-2)</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp;式中:混凝土提供的抗剪力<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1581780190564916.png" alt="image.png"/>,一般受弯构件<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1581780213710807.png" alt="image.png"/>,而<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1581780243337081.png" alt="image.png"/>是箍筋提供的抗剪承载力。</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp;在没有分析桩身受力前,我们并不知道是否需要配置剪力筋,保守起见我们先拿<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1581780276441282.png" alt="image.png"/>也就是混凝土提供的抗剪力去估算,如果采用<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1581780300162729.png" alt="image.png"/>后计算的安全系数满足要求,可以调用【抗滑桩设计】进行进一步分析。如果不满足要求,我们可以反过来,适当放大Vu数值,一般桩都是有配剪力筋的,所以你在土坡模块里面填入的Vu数据可以稍微大一点,再去计算安全系数!软件对于输入的Vu会进行校核,如果说Vu预估的高了,在调用【抗滑桩设计】进行【截面强度验算】会有提醒。</p><blockquote><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp;注:只有安全系数满足要求以后,再调用抗滑桩模块去进一步设计,否则安全系数不满足要求,整个设计也是不满足要求的!</p></blockquote><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp;举例:桩截面尺寸1.8mX2m,采用C30的混凝土。ft=1.43N/mm2,fc=14.3N/mm2。因为是估算最大抗滑承载力值,所以计算没有必要非常精确,这里不考虑保护层厚度,h0近似按h取值,如下:Vc=0.7*1.43*1800*2000/1000=3603.6kN,通常我们建议还是按千数量级去预估Vu这里我们输入Vu=5000KN,如下图:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1581780340120645.png" alt="image.png"/>&nbsp;</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp;软件会对输入的Vu进行验算,如果满足要求,软件默认不提醒。当不满足时会有警告提示,如下图:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1581780358878441.png" alt="image.png"/>&nbsp;</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp;此时,我们在保证稳定性安全系数满足要求的前提下,可以去【土质边坡稳定性分析】模块里【抗滑桩】对话框中减小Vu的数值,或者在【抗滑桩设计】模块的【截面强度验算】一栏,增加剪力筋。提高抗滑桩抗剪承载力。</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp;至此,你是否会有疑问,既然可以放大数值,那就按大的取!越大越好!这样的想法是不可取的!</p><p>因为有的时候桩的位置不合理,或者其他一些原因,会导致抗力增加到一定程度之后,再增加对提高稳定性几乎没有作用。</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp;其次,桩的抗剪承载力是有限值的,</p><p>原因如下:</p><p>1.&nbsp;不可能无限制的去配置箍筋来增大抗剪承载力,所以Vcs有限值;</p><p>2.&nbsp;设计得按照《混凝土结构设计规范GB50010-2010》6.3.1条满足截面限制条件!V不得大于按下式计算出来的Vmax,具体如下:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1581780103223616.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1581780083484855.png" alt="image.png"/></p><p><br/></p>

抗滑桩设计注意事项归纳

库仑产品库仑沈工 发表了文章 • 0 个评论 • 1034 次浏览 • 2019-01-15 09:45 • 来自相关话题

1.抗滑桩的哪些参数影响整体稳定性?  计算安全系数主要依据是可以提供给边坡的每延米的最大抗力Vu,最大抗力是由「最大抗滑承载力」除以「桩间距」得到的,因此安全系数计算结果和「最大抗滑承载力」、「桩间距」有关,和桩的截面尺寸无关。  参考:GEO5土坡模块中如何确定抗滑桩的最大抗滑承载力Vu   GEO5土坡模块中抗滑桩的哪些参数对计算得到的安全系数有影响? 2.桩身打锚杆如何设置?  关于抗滑桩上的锚杆,如果锚杆是减小桩位移的作用,请在调用的抗滑桩模块中增加,如果是为了提高稳定性,在边坡模块中加入锚杆。相同的锚杆只能在其中一个模块中设置,否则就会重复考虑了。  可参考:抗滑桩+锚索设计时抗滑桩验算说明 3.垂直边坡避免临界位置  桩的中心线正好与垂直边坡线完全重合,这个时候属于临界位置,桩很有可能会不起作用(对稳定性的提高没有贡献)  处理办法:将桩身水平移动(向有土一侧)微小位移(0.01m)  参考:垂直边坡加设抗滑桩应避开临界位置4.垂直边坡如何判别是基坑桩还是抗滑桩?  当有明显滑面的时候,此时抗滑桩滑面深度以上抗滑桩受桩前滑体抗力跟桩后滑坡推力。(推力、抗力、滑面深度可以通过土质边坡模块计算出来)。滑面以下受土压力,用[抗滑桩设计]模块即可。  当没有明显滑面时,当桩受桩受1桩前滑体抗力跟桩后滑坡推力(抗滑桩)、2土压力(基坑桩)包络设计。  当桩前滑体抗力跟桩后滑坡推力,用[抗滑桩设计]模块即可。  当桩受土压力,直接使用[深基坑支护结构分析]模块,也可以用[土压力计算]模块计算出滑面以上的土压力,然后通过在【岩土作用力】菜单下选择【输入】该力,参与计算。 可参考:搜索最大剩余下滑力和无软弱滑面抗滑桩设计 5.关于结构不稳定可能存在的原因  a. 要么受力大(滑坡推力大或者桩后土层特别陡导致土压力大)  b. 要么桩支护薄弱(桩直径小,间距大,桩长不足)  c. 也有可能是桩前土体不稳或者坡形较陡引起的  可参考:较陡边坡抗滑桩验算提示结构不稳定的说明  桩前土体不稳定导致抗滑桩分析提示“结构不稳定-改变输入” 桩前坡形较陡导致抗滑桩分析提示“结构不稳定-改变输入” 6. 桩身嵌岩跟嵌土有什么区别  嵌土:滑面以下受土压力作用,桩前及桩后相当于弹簧作用,土体按弹塑性材料考虑,最大应力不能大于被动土压力,最小应力不能小于主动土压力。  嵌岩:嵌岩段受岩石反力作用,桩身一侧有弹簧作用(桩前或桩后,由桩身位移决定),岩体按弹性材料考虑,分析时岩石反力可以达到任意值,最终验算最大应力是否大于岩石的横向承载力。可参考:抗滑桩计算中土体嵌固段和岩石嵌固段的区别7. 埋入式抗滑桩如何分析?埋入式抗滑桩即桩没有设置到地表,此时GEO5土坡模块无法计算作用在桩身的剩余下滑力和抗滑力。因为在土质边坡稳定分析模块中,软件并不知道滑坡推力的分布形式,因此无法确定作用在下面这部分桩的剩余下滑力。如果一定要求得作用在桩上的剩余下滑力,可以把抗滑桩衍生到地表,求得剩余下滑力,然后按照剩余下滑的分布,换算作用在抗滑桩上的推力,最后在单独使用「抗滑桩设计」模块设计即可。思路参考:桩基+挡墙组合结构 查看全部
<p><strong>1.</strong><strong>抗滑桩的哪些参数影响整体稳定性?</strong></p><p>&nbsp; 计算安全系数主要依据是可以提供给边坡的每延米的最大抗力Vu,最大抗力是由「最大抗滑承载力」除以「桩间距」得到的,因此安全系数计算结果和「最大抗滑承载力」、「桩间距」有关,和桩的截面尺寸无关。</p><p>&nbsp; 参考:<a href="/article/17" target="_self">GEO5土坡模块中如何确定抗滑桩的最大抗滑承载力Vu</a>&nbsp;</p><p>&nbsp;&nbsp;<a href="/question/924" target="_self">GEO5土坡模块中抗滑桩的哪些参数对计算得到的安全系数有影响?</a>&nbsp;</p><p><strong>2.桩身打锚杆如何设置?</strong></p><p>&nbsp; 关于抗滑桩上的锚杆,如果锚杆是减小桩位移的作用,请在调用的抗滑桩模块中增加,如果是为了提高稳定性,在边坡模块中加入锚杆。相同的锚杆只能在其中一个模块中设置,否则就会重复考虑了。</p><p>&nbsp; 可参考:<a href="/article/202" target="_self">抗滑桩+锚索设计时抗滑桩验算说明 </a></p><p><strong>3.垂直边坡避免临界位置</strong></p><p>&nbsp; 桩的中心线正好与垂直边坡线完全重合,这个时候属于临界位置,桩很有可能会不起作用(对稳定性的提高没有贡献)</p><p>&nbsp; 处理办法:将桩身水平移动(向有土一侧)微小位移(0.01m)</p><p>&nbsp; 参考:<a href="/article/315" target="_self">垂直边坡加设抗滑桩应避开临界位置</a></p><p><strong>4.垂直边坡如何判别是基坑桩还是抗滑桩?</strong></p><p>&nbsp; 当有明显滑面的时候,此时抗滑桩滑面深度以上抗滑桩受桩前滑体抗力跟桩后滑坡推力。(推力、抗力、滑面深度可以通过土质边坡模块计算出来)。滑面以下受土压力,用[抗滑桩设计]模块即可。</p><p>&nbsp; 当没有明显滑面时,当桩受桩受1桩前滑体抗力跟桩后滑坡推力(抗滑桩)、2土压力(基坑桩)包络设计。</p><p>&nbsp; 当桩前滑体抗力跟桩后滑坡推力,用[抗滑桩设计]模块即可。</p><p>&nbsp; 当桩受土压力,直接使用[深基坑支护结构分析]模块,也可以用[土压力计算]模块计算出滑面以上的土压力,然后通过在【岩土作用力】菜单下选择【输入】该力,参与计算。</p><p>&nbsp;<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1547516586694911.png" alt="image.png"/></p><p>可参考:<a href="/dochelp/1787" target="_self">搜索最大剩余下滑力和无软弱滑面抗滑桩设计</a>&nbsp;</p><p><strong>5.关于结构不稳定可能存在的原因</strong></p><p>&nbsp; a.&nbsp;要么受力大(滑坡推力大或者桩后土层特别陡导致土压力大)</p><p>&nbsp; b.&nbsp;要么桩支护薄弱(桩直径小,间距大,桩长不足)</p><p>&nbsp; c.&nbsp;也有可能是桩前土体不稳或者坡形较陡引起的</p><p>&nbsp; 可参考:<a href="/article/227" target="_self">较陡边坡抗滑桩验算提示结构不稳定的说明</a></p><p>&nbsp; <a href="/article/301" target="_self" textvalue="桩前土体不稳定导致抗滑桩分析提示“结构不稳定-改变输入”">桩前土体不稳定导致抗滑桩分析提示“结构不稳定-改变输入”</a>&nbsp;</p><p><a href="/article/317" target="_self">桩前坡形较陡导致抗滑桩分析提示“结构不稳定-改变输入” </a></p><p>6.&nbsp;<strong>桩身嵌岩跟嵌土有什么区别</strong></p><p>&nbsp; 嵌土:滑面以下受土压力作用,桩前<strong>及</strong>桩后相当于弹簧作用,土体按弹塑性材料考虑,最大应力不能大于被动土压力,最小应力不能小于主动土压力。</p><p>&nbsp; 嵌岩:嵌岩段受岩石反力作用,桩身一侧有弹簧作用(桩前<strong>或</strong>桩后,由桩身位移决定),岩体按弹性材料考虑,分析时岩石反力可以达到任意值,最终验算最大应力是否大于岩石的横向承载力。</p><p>可参考:<a href="/article/15" target="_self">抗滑桩计算中土体嵌固段和岩石嵌固段的区别</a></p><p>7.&nbsp;<strong>埋入式抗滑桩如何分析?</strong></p><p>埋入式抗滑桩即桩没有设置到地表,此时GEO5土坡模块无法计算作用在桩身的剩余下滑力和抗滑力。因为在土质边坡稳定分析模块中,软件并不知道滑坡推力的分布形式,因此无法确定作用在下面这部分桩的剩余下滑力。如果一定要求得作用在桩上的剩余下滑力,可以把抗滑桩衍生到地表,求得剩余下滑力,然后按照剩余下滑的分布,换算作用在抗滑桩上的推力,最后在单独使用「抗滑桩设计」模块设计即可。</p><p>思路参考:<a href="/dochelp/1603" target="_self">桩基+挡墙组合结构</a></p>

桩前坡形较陡导致抗滑桩分析提示“结构不稳定-改变输入”

库仑产品库仑沈工 发表了文章 • 0 个评论 • 870 次浏览 • 2019-01-11 11:35 • 来自相关话题

结构不稳定可能存在的原因1. 要么受力大(滑坡推力大或者桩后土层特别陡导致土压力大)2. 要么桩支护薄弱(桩直径小,间距大,桩长不足)3. 也有可能是桩前土体不稳或者坡形较陡引起的   关于桩前土体不稳引起的抗滑桩“结构不稳定-改变输入”,之前我们在文档:桩前土体不稳定导致抗滑桩分析提示“结构不稳定-改变输入” 有详细介绍,这里我们着重介绍一下坡形较陡(坡角>80°)引起的结构不稳定。  土质边坡稳定性分析,确定危险滑面以及滑面以上受力,然后调用抗滑桩模块进行分析提示“结构不稳定-改变输入”,如下图:     此时的墙前坡面如下图:     存在较陡坡面,我们要分析是否是桩前土体不稳定引起的?在调用的[抗滑桩设计]模块中,我可以看到土层分布是水平的,软件认为该区域所在土层(含碎石粉质粘土)与实际边坡模块中土层(刚性体)并不一样,实际边坡此处是已建挡墙是不会失稳的,即使按照含碎石粉质粘土去分析该处也是稳定的。实际上分析提示“结构不稳定-改变输入”是由于此处坡形较陡(坡角>80°)无法计算出该区域的被动土压力。    在这种情况下,有必要修改模型(删除这个陡峭的部分)以使其稳定。 这不是bug,这正显示了模块之间的数据传输检查模型的必要性。  源文件:桩前坡形较陡导致抗滑桩分析提示“结构不稳定-改变输入”.rar 查看全部
<p><strong>结构不稳定可能存在的原因</strong></p><p>1.&nbsp;要么受力大(滑坡推力大或者桩后土层特别陡导致土压力大)</p><p>2.&nbsp;要么桩支护薄弱(桩直径小,间距大,桩长不足)</p><p>3.&nbsp;也有可能是桩前土体不稳或者坡形较陡引起的</p><p>&nbsp; &nbsp;关于桩前土体不稳引起的抗滑桩“结构不稳定-改变输入”,之前我们在文档:<a href="/article/301" target="_self" textvalue="桩前土体不稳定导致抗滑桩分析提示“结构不稳定-改变输入”">桩前土体不稳定导致抗滑桩分析提示“结构不稳定-改变输入”</a> 有详细介绍,这里我们着重介绍一下坡形较陡(坡角>80°)引起的结构不稳定。</p><p>&nbsp; 土质边坡稳定性分析,确定危险滑面以及滑面以上受力,然后调用抗滑桩模块进行分析提示“结构不稳定-改变输入”,如下图:</p><p style="text-align: center;">&nbsp;<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1547177637834930.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">&nbsp;<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1547177647998975.png" alt="image.png"/></p><p>&nbsp; &nbsp;此时的墙前坡面如下图:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1547177654158918.png" alt="image.png"/>&nbsp;</p><p>&nbsp; &nbsp; 存在较陡坡面,我们要分析是否是桩前土体不稳定引起的?在调用的[抗滑桩设计]模块中,我可以看到土层分布是水平的,软件认为该区域所在土层(含碎石粉质粘土)与实际边坡模块中土层(刚性体)并不一样,实际边坡此处是已建挡墙是不会失稳的,即使按照含碎石粉质粘土去分析该处也是稳定的。实际上分析提示“结构不稳定-改变输入”是由于此处坡形较陡(坡角>80°)无法计算出该区域的被动土压力。</p><p>&nbsp; &nbsp; 在这种情况下,有必要修改模型(删除这个陡峭的部分)以使其稳定。 这不是bug,这正显示了模块之间的数据传输检查模型的必要性。</p><p style="text-align: center;">&nbsp;<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1547177675298819.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;"><strong>&nbsp;<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1547177683508864.png" alt="image.png"/></strong></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1547177692176883.png" alt="image.png"/></p><p>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="桩前坡形较陡导致抗滑桩分析提示“结构不稳定-改变输入”.rar" style="font-size: 12px; color: rgb(0, 102, 204);">桩前坡形较陡导致抗滑桩分析提示“结构不稳定-改变输入”.rar</a></p><p><br/></p>

垂直边坡加设抗滑桩应避开临界位置

库仑产品库仑沈工 发表了文章 • 0 个评论 • 889 次浏览 • 2019-01-08 15:07 • 来自相关话题

  边坡稳定性不满足要求的时候,经常会通过加设抗滑桩是用来提高其稳定性,所以常常会遇到在竖直边坡上加设抗滑桩的支护方案,如下图:    在【土质边坡稳定性分析】模块中,抗滑桩的计算模型是在桩中心线所在处提供一个最大抗滑承载力(KN/m)参与条块的受力平衡分析。而当抗滑桩的中心线正好与垂直边坡线完全重合,这个时候属于临界位置,桩很有可能会不起作用(对稳定性的提高没有贡献)。举例如下图:  上图相同的滑面,相同的分析方法,加桩跟不加桩分析得到的安全系数都是1.42,案例说明了在临界位置加桩此时没有效果。那么该如何处理呢?  处理办法:将桩身水平向左移动微小位移(0.01),让桩中线与土接触,且避开临界位置。总结:垂直边坡设置抗滑需避开临界位置,可将桩身水平移动微小位移来避开。源文件:桩临界位置不起作用.rar 查看全部
<p>&nbsp; 边坡稳定性不满足要求的时候,经常会通过加设抗滑桩是用来提高其稳定性,所以常常会遇到在竖直边坡上加设抗滑桩的支护方案,如下图:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1546930894636916.png" alt="image.png"/></p><p>&nbsp;&nbsp;</p><p>&nbsp; 在【土质边坡稳定性分析】模块中,抗滑桩的计算模型是在桩中心线所在处提供一个最大抗滑承载力(KN/m)参与条块的受力平衡分析。而当抗滑桩的中心线正好与垂直边坡线完全重合,这个时候属于临界位置,桩很有可能会不起作用(对稳定性的提高没有贡献)。</p><p>举例如下图:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1546931000314532.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1546931020379848.png" alt="image.png"/></p><p>&nbsp; 上图相同的滑面,相同的分析方法,加桩跟不加桩分析得到的安全系数都是1.42,案例说明了在临界位置加桩此时没有效果。那么该如何处理呢?</p><p><strong>&nbsp; 处理办法:</strong>将桩身水平向左移动微小位移(0.01),让桩中线与土接触,且避开临界位置。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1546931109563745.png" alt="image.png"/></p><p><strong>总结:</strong>垂直边坡设置抗滑需避开临界位置,可将桩身水平移动微小位移来避开。</p><p>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="桩临界位置不起作用.rar" style="font-size: 12px; color: rgb(0, 102, 204);">桩临界位置不起作用.rar</a></p><p><br/></p>

桩前土体不稳定导致抗滑桩分析提示“结构不稳定-改变输入”

库仑产品库仑刘工 发表了文章 • 0 个评论 • 973 次浏览 • 2018-10-19 17:39 • 来自相关话题

原因:桩前坡体破坏案例源件:抗滑桩 - 限制搜索.zip案例描述:场地进行两次填方操作,加抗滑桩后满足整体稳定性验算,调用抗滑桩验算模块,提示结构不稳定-改变输入。然后,怎么调整抗滑桩,都不能得到满意结果。分析:(1)设计时,一般都是先分析边坡稳定性,搜索出安全系数最低的滑面位置,然后在下一工况进行处理,滑面还按原来搜索出的滑面进行验算,选择指定滑面,而不用自动搜索功能。(关于滑面搜索原理可以查看折线滑面、圆弧滑面)当搜索目标选择最小安全系数时,会有一种可能,就是桩前坡面可能也不稳定,但安全系数比最小安全系数大。这时在整体稳定性验算时不能自动验算桩前坡面的,需要自己指定搜索范围进行搜索验算。于是,在加完抗滑桩进行整体验算后,在分析中增加工况进行分析桩前坡面。指定搜索区域重新指定初始搜索滑面这时,如果不对桩前滑坡进行修改,在抗滑桩验算时会报错(2)解决方法a.在土质边坡模块对桩前土体进行处理,满足要求后再进行抗滑桩验算b.调用抗滑桩验算模块,在中,对桩前坡面进行调整,满足要求后,回到土坡模块进行填挖方处理。 查看全部
<p>原因:桩前坡体破坏<span style="color: #FF0000;"></span></p><p>案例源件:<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="抗滑桩 - 限制搜索.zip" style="font-size: 12px; color: rgb(0, 102, 204);">抗滑桩 - 限制搜索.zip</a></p><p>案例描述:</p><p>场地进行两次填方操作,加抗滑桩后满足整体稳定性验算,调用抗滑桩验算模块,提示结构不稳定-改变输入。然后,怎么调整抗滑桩,都不能得到满意结果。</p><p>分析:</p><p>(1)设计时,一般都是先分析边坡稳定性,搜索出<span style="color: #FF0000;">安全系数最低</span>的滑面位置,然后在下一工况进行处理,滑面还按原来搜索出的滑面进行验算,选择指定滑面,而不用自动搜索功能。<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1539940849352245.png" alt="image.png"/>(关于滑面搜索原理可以查看<a href="http://www.wen.kulunsoft.com/dochelp/173" target="_self">折线滑面</a>、<a href="http://www.wen.kulunsoft.com/dochelp/172" target="_self">圆弧滑面</a>)</p><p>当搜索目标选择最小安全系数时<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1539940617447369.png" alt="image.png"/>,会有一种可能,就是桩前坡面可能也不稳定,但安全系数比最小安全系数大。这时在整体稳定性验算时不能自动验算桩前坡面的,需要自己指定搜索范围进行搜索验算。</p><p>于是,在加完抗滑桩进行整体验算后,在分析中增加工况进行分析桩前坡面。<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1539941019702782.png" alt="image.png"/></p><p>指定搜索区域</p><p><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1539941055549649.png" alt="image.png"/><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1539941118897044.png" alt="image.png" width="293" height="227" style="width: 293px; height: 227px;"/></p><p>重新指定初始搜索滑面</p><p><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1539941179498574.png" alt="image.png"/><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1539941213772335.png" alt="image.png" width="234" height="217" style="width: 234px; height: 217px;"/></p><p><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1539941288359948.png" alt="image.png"/></p><p>这时,如果不对桩前滑坡进行修改,在抗滑桩验算时会报错<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1539941408685440.png" alt="image.png"/></p><p>(2)解决方法<br/></p><p>a.在土质边坡模块对桩前土体进行处理,满足要求后再进行抗滑桩验算</p><p>b.调用抗滑桩验算模块,在<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1539941736514242.png" alt="image.png"/>中,对桩前坡面进行调整,满足要求后,回到土坡模块进行填挖方处理。</p><p><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1539941884641062.png" alt="image.png"/></p>

抗滑桩嵌固段的最大横向压应力的几何意义?

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岩土工程库仑刘工 回答了问题 • 2 人关注 • 1 个回答 • 347 次浏览 • 2020-03-07 23:11 • 来自相关话题

GEO5抗滑桩嵌固段设计与理正的异同

库仑产品库仑沈工 发表了文章 • 0 个评论 • 358 次浏览 • 2020-03-24 10:08 • 来自相关话题

最近,有GEO5用户反馈,采用同样的设计参数,理正抗滑桩设计中设置很小的岩石单轴极限抗压强度能计算通过,GEO5的抗滑桩设计模块却显示嵌岩段“岩石横向承载力不满足要求”。其实理正抗滑桩设计并没有严格的按照规范对嵌岩段的承载力进行验算,即使嵌岩段岩石横向承载力小于计算的岩石反力时,软件也不会给出提示的。下面我们将结合案例,针对两款软件在抗滑桩嵌固段(嵌岩段及嵌土段)计算的异同做详细说明。1. 嵌固段计算模型理正抗滑桩的帮助文档介绍内力、位移采用弹性法计算。嵌固段并没有区分嵌岩和嵌土,分析模型为桩前有弹簧支座。但是从计算结果看嵌土时土反力不会大于桩前被动土压力,嵌岩时岩石反力不会大于岩石的横向承载力。 理正抗滑桩计算模型简图GEO5抗滑桩的内力、位移采用弹塑性共同变形法计算,并考虑了嵌岩跟嵌土计算模型上的差异。嵌土时,桩前及桩后相当于土弹簧作用,土体按弹塑性材料考虑,最大应力不能大于被动土压力,最小应力不能小于主动土压力。嵌岩段,桩身一侧有弹簧作用(位置由桩身位移决定),岩体按弹性材料考虑,分析时岩石反力可以达到任意值,最终验算最大应力是否大于岩石的横向承载力。 GEO5抗滑桩计算模型简图具体可参考:抗滑桩计算中土体嵌固段和岩石嵌固段的区别2. 抗滑桩嵌岩段设计2.1 嵌岩段承载力验算抗滑桩设计应满足嵌固段承载力要求。依据《铁路路基支挡结构设计规范TB10025-2006(2009局部修订版)》,针对嵌岩段应当满足规范第10.2.10.1条规定,具体内容如下:1 地层为岩层时,桩的最大横向压应力 σmax应小于或等于地基的横向容许承载力。地基的横向容许承载力与岩石单轴抗压极限强度的对应关系可按本规范附录表B.0.1采用。当桩为矩形截面时,地基的横向容许承载力可按下式计算:                (10.2.10- 1)式中:--在水平方向的换算系数,根据岩石的完整程度、层理或片理产状、层间的股结物与胶结程度、节理裂隙的密度和充填物,可采用 0.5-1.0;--折减系数,根据岩层的裂隙、风化及软化程度,可采用 0.3-0.45;--岩石单轴抗压极限强度 (kPa)。GEO5软件严格按照上述规范验算,当不满足规范中的10.2.10-1公式时,软件会给出“岩石地基横向承载力 不满足要求”提示,如下图: 而理正软件目前只有「抗滑桩综合治理」模块可以进行嵌岩段设计。理正「抗滑桩综合治理」模块仅在桩的计算结果-->内力计算结果-->土反力图形上用红色线条表示的允许值。而关于它的设计值,也就是土反力由白色线条表示。 理正土反力结果图依据理正土反力结果图,「抗滑桩综合治理」模块似乎也对嵌岩段进行了验算,但其实这里的验算与规范要求是不相同。下面举例说明,当嵌岩段设置如下:  计算模型其他参数保持不变,仅设置单轴极限抗压强度R为变量,R分别取值1MPa,2MPa,2.5Mpa,5Mpa,10Mpa。在滑面上受滑坡推力的作用下(理正的第1种情况:滑坡推力),内力计算结果如下: 单轴极限抗压强度R=1Mpa 单轴极限抗压强度R=2Mpa 单轴极限抗压强度R=2.5Mpa 单轴极限抗压强度R=5Mpa 单轴极限抗压强度R=10Mpa对比1MPa,2MPa,2.5Mpa的计算结果,我们发现软件的岩石反力取值是不会大于横向允许承载力的。当岩石反力(=位移*岩石水平反力系数)>横向允许承载力时,取横向允许承载力值。即岩石反力=min{弹簧刚度K*位移X,横向允许承载力},理正软件将岩石视为弹塑性材料。软件没有且不会出现“岩石横向承载力不满足要求”。2.2 理正嵌岩段设计的正确性校验为进一步验证,我们缩短嵌固段,嵌岩段设置为1m,单轴极限抗压强度R=5MPa。此时对应的岩石地基横向容许承载力Rd=5000*0.3*0.5=750kPa,在此参数下进行对比分析。GEO5抗滑桩软件计算会提示地基横向承载力不满足要求(岩石当成弹性材料考虑)。如下图: 抗滑桩嵌岩段1m,R=5Mpa,允许反力=750kPa若将岩石当成弹塑性材料考虑,我们用两款软件对比计算。注:在GEO5中,我们用c足够大的弹塑性土体,来模拟理正模型中的弹塑性岩石,只要GEO5的允许反力(计算的被动土压力)与理正R=5MPa所能提供的岩石地基横向容许承载力Rd相当即可。GEO5计算出在允许反力≈780kPa时,结构不稳定,此时无法给出内力及位移详细计算结果。此时减小允许反力值,结构会更不稳,所以在允许反力=750kPa时,GEO5计算结构是会不稳定的。如下图:  弹塑性的土体模拟岩体,嵌岩1m深,允许反力≈780kPa理正岩石允许反力=750kPa时,分析仍能给出内力及位移结果。虽然结果明显错误但有结果给出说明计算是收敛。如下图: 嵌岩1m深,R=5Mpa,允许反力=750kPa如果岩石当成弹塑性材料考虑,那么当计算出的岩石反力>横向承载力的时候,计算出的岩石反力会进行调整然后进行二次迭代,而当变形足够大,势必会出现计算不收敛的情况,不收敛是计算不出结果的,此时结构不稳定,正如上面GEO5软件的提示。但我们发现无论理正中嵌岩段的岩石反力多小,软件都能计算出内力及位移。2.3结论理正抗滑桩软件岩石是当成弹塑性材料考虑的,岩石反力=min{弹簧刚度K*位移X,横向允许承载力},软件没有且不会出现“岩石横向承载力不满足要求”。软件并没有严格按照规范要求去验算嵌岩段。若岩石按弹塑性材料考虑,理正软件在嵌固段明显不满足要求,结构不稳定的时候,仍能输出内力及位移计算结果。GEO5抗滑桩软件岩石按弹性考虑,岩石反力=弹簧刚度K*位移X,分析时岩石反力可以达到任意值,最终验算最大应力是否大于岩石的横向承载力。验算是严格按照规范要求。3. 抗滑桩嵌土段设计3.1 嵌土段承载力验算针对嵌土段,规范10.2.10-2和10.2.10-3给出了横向允许承载力计算公式,可以按公式计算,此外规范10.2.10的条文说明对于规范正文也做了进一步说明,具体内容如下:10.2.10 对于较完整的岩质岩层及半岩质岩层的地基,桩身作用于围岩的侧向压应力,一般不应大于容许强度。桩周围岩的侧向允许抗压强度,必要时可直接在现场试验取得,一般按岩石的完整程度、层理或片理产状、层间的胶结物与胶结程度、节理裂隙的密度和充填物、各种构造裂面的性质和产状及其贯通程度等情况,分别采用垂直允许抗压强度的0.5 ~ 1.0倍。当围岩为密实土或砂层时,其值为0.5倍,较完整的半岩质岩层为0.60~0.75倍,块状或厚层少裂隙的岩层为 0.75~ 1.0倍。对于一般土层或风化成土、砂砾状的岩层地基,抗滑桩在侧向荷载作用下发生转动变位时,桩前的土体产生被动土压力,而在桩后的土体产生主动土压力。桩身对地基土体的侧向压应力一般不应大于被动土压力与主动土压力之差。在工程设计中,要使锚固段完全满足要求,有时会很困难,所以根据多年的工程经验,满足滑动面以下深度 h2/3 和h2(滑动面以下桩长)处的横向压应力应小于或等于被动土压力与主动士压力之差即可。此时滑动面以下h2/3深度范围内进入塑性区。依据GEO5抗滑桩计算理论,GEO5土体按弹塑性材料考虑,采用弹塑性共同变形法,嵌土段桩前及桩后都有土弹簧作用,结构受力由下式计算:针对GEO5抗滑桩的嵌土段,作用在变形结构上的土压力最大不能大于被动土压力,最小不能小于主动土压力。即桩前计算土压力≤桩前被动土压力,桩后计算土压力≥桩后主动土压力。那么-桩后计算土压力≤-桩后主动土压力。据此可推导得到,桩前计算土压力-桩后计算土压力≤桩前被动土压力-桩后主动土压力恒成立。而GEO5的土反力是桩前桩后计算土压力的合力。也就是GEO5抗滑桩的计算土反力≤桩前被动土压力-桩后主动土压力,依据GEO5的计算理论,如果软件计算结果收敛,无结构不稳定的提示,那么计算结果将严格满足规范第10.2.10的条文说明的“桩身对地基土体的侧向压应力一般不应大于被动土压力与主动土压力之差。”此外,我们可以依据GEO5分析结果的“土压力+位移”图示很容易判断被动区土体的塑性区的范围。 理正土体也是按弹塑性材料考虑,由于计算模型的不同,理正软件的计算土反力特指滑坡面以下桩的土抗力,由下式计算:在桩的计算结果-->内力计算结果-->土反力图形上用红色线条表示的被动土压力数值。理正软件计算的土反力不会大于被动土压力,同样也可以根据图形来判断被动区塑性区范围。 首先,理正软件是没有按照规范正文要求去进行计算允许横向承载力计算,其次,因为没有考虑桩后主动土压力,所以也不能按规范条文说明去验算嵌土段是否满足滑动面以下深度 h2/3 和h2(滑动面以下桩长)处土反力是否小于等于被动土压力与主动土压力之差。综上,理正抗滑桩的嵌土段并没有按照规范要求进行验算。3.2 理正嵌土段设计的正确性校验举例用两款软件分析下列抗滑桩: 计算简图两款软件的计算结果: 理正计算最大位移= -73.28(mm) GEO5计算最大位移= -26.9(mm)两款软件位移计算结果相差太多,下面我们用有限元分析软件OptumG2进行复核。将抗滑桩桩后嵌固段以上9m以上的土折算成超载施加在模型里,同时将理正计算出来的滑坡推力的水平和竖直分布力施加在模型中。选择弹塑性分析方法,具体如下: 初始地应力分析弹塑性分析分析结果: Optumn G2的计算结果(位移28.02mm)相比较理正的70.28mm的水平位移,Optumn G2的计算结果(位移28.02mm)与GEO5(位移26.9mm)的更接近。3.3结论理正跟GEO5两款抗滑桩软件,均可以依据结果图示判断被动区塑性区范围,但是两款软件土反力计算公式不相同,由于理正嵌固段不考虑桩后土弹簧作用,所以计算结果只考虑桩前土抗力。嵌土段没有考虑桩后主动土压力,所以无法按照规范正文或条文说明的要求去验算。而GEO5软件只要计算结果收敛,没有结构不稳定的提示,那么计算结果将严格满足规范第10.2.10的条文说明的“桩身对地基土体的侧向压应力一般不应大于被动土压力与主动土压力之差。” 查看全部
<p>最近,有GEO5用户反馈,采用同样的设计参数,理正抗滑桩设计中设置很小的岩石单轴极限抗压强度能计算通过,GEO5的抗滑桩设计模块却显示嵌岩段“岩石横向承载力不满足要求”。其实理正抗滑桩设计并没有严格的按照规范对嵌岩段的承载力进行验算,即使嵌岩段岩石横向承载力小于计算的岩石反力时,软件也不会给出提示的。</p><p>下面我们将结合案例,针对两款软件在抗滑桩嵌固段(嵌岩段及嵌土段)计算的异同做详细说明。</p><p><strong>1.</strong><strong>&nbsp;</strong><strong>嵌固段计算模型</strong></p><p>理正抗滑桩的帮助文档介绍内力、位移采用<strong>弹性法</strong>计算。嵌固段并没有区分嵌岩和嵌土,分析模型为桩前有弹簧支座。但是从计算结果看嵌土时土反力不会大于桩前被动土压力,嵌岩时岩石反力不会大于岩石的横向承载力。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015226813015.png" alt="image.png"/>&nbsp;</p><p style="text-align: center;">理正抗滑桩计算模型简图</p><p>GEO5抗滑桩的内力、位移采用<strong>弹塑性共同变形法</strong>计算,并考虑了嵌岩跟嵌土计算模型上的差异。嵌土时,桩前及桩后相当于土弹簧作用,<strong>土体按弹塑性材料</strong>考虑,最大应力不能大于被动土压力,最小应力不能小于主动土压力。嵌岩段,桩身一侧有弹簧作用(位置由桩身位移决定),<strong>岩体按弹性材料考虑</strong>,分析时岩石反力可以达到任意值,最终验算最大应力是否大于岩石的横向承载力。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015252891365.png" alt="image.png"/>&nbsp;</p><p style="text-align: center;">GEO5抗滑桩计算模型简图</p><p>具体可参考:<a href="http://www.wen.kulunsoft.com/article/15">抗滑桩计算中土体嵌固段和岩石嵌固段的区别</a></p><p><strong>2.</strong><strong>&nbsp;</strong><strong>抗滑桩嵌岩段设计</strong></p><p><strong>2.1 嵌岩段承载力验算</strong></p><p>抗滑桩设计应满足嵌固段承载力要求。依据《铁路路基支挡结构设计规范TB10025-2006(2009局部修订版)》,针对<strong>嵌岩段</strong>应当满足规范第10.2.10.1条规定,具体内容如下:</p><p>1 地层为岩层时,桩的最大横向压应力 σmax应小于或等于地基的横向容许承载力。地基的横向容许承载力与岩石单轴抗压极限强度的对应关系可按本规范附录表B.0.1采用。当桩为矩形截面时,地基的横向容许承载力可按下式计算:</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; <img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015281209620.png" alt="image.png"/>&nbsp; &nbsp; (10.2.10- 1)</p><p>式中:<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015304989700.png" alt="image.png"/>--在水平方向的换算系数,根据岩石的完整程度、层理或片理产状、层间的股结物与胶结程度、节理裂隙的密度和充填物,可采用 0.5-1.0;</p><p><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015320609237.png" alt="image.png"/>--折减系数,根据岩层的裂隙、风化及软化程度,可采用 0.3-0.45;</p><p><img width="17" height="18" src="http://www.wen.kulunsoft.com/s ... ot%3B word_img="file:///C:\Users\南京库~1\AppData\Local\Temp\ksohtml25044\wps46.png" style="background:url(http://www.wen.kulunsoft.com/s ... rd.gif) no-repeat center center;border:1px solid #ddd"/><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015340476762.png" alt="image.png"/>--岩石单轴抗压极限强度 (kPa)。</p><p>GEO5软件严格按照上述规范验算,当不满足规范中的10.2.10-1公式时,软件会给出“<span style="color: #FF0000;">岩石地基横向承载力 不满足要求</span>”提示,如下图:</p><p><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015374641698.png" alt="image.png"/>&nbsp;</p><p>而理正软件目前只有「抗滑桩综合治理」模块可以进行嵌岩段设计。理正「抗滑桩综合治理」模块仅在桩的计算结果--&gt;内力计算结果--&gt;土反力图形上用红色线条表示的允许值。而关于它的设计值,也就是土反力由白色线条表示。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015383130771.png" alt="image.png"/>&nbsp;</p><p style="text-align: center;">理正土反力结果图</p><p>依据理正土反力结果图,「抗滑桩综合治理」模块似乎也对嵌岩段进行了验算,但其实这里的验算与规范要求是不相同。下面举例说明,当嵌岩段设置如下:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015396193099.png" alt="image.png"/>&nbsp;</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015403873002.png" alt="image.png"/>&nbsp;</p><p style="text-align: center;">计算模型</p><p>其他参数保持不变,仅设置单轴极限抗压强度R为变量,R分别取值1MPa,2MPa,2.5Mpa,5Mpa,10Mpa。在滑面上受滑坡推力的作用下(理正的第1种情况:滑坡推力),内力计算结果如下:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015415950534.png" alt="image.png"/>&nbsp;</p><p style="text-align: center;">单轴极限抗压强度R=1Mpa</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015420507471.png" alt="image.png"/>&nbsp;</p><p style="text-align: center;">单轴极限抗压强度R=2Mpa</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015428632221.png" alt="image.png"/>&nbsp;</p><p style="text-align: center;">单轴极限抗压强度R=2.5Mpa</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015434899048.png" alt="image.png"/>&nbsp;</p><p style="text-align: center;">单轴极限抗压强度R=5Mpa</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015442785177.png" alt="image.png"/>&nbsp;</p><p style="text-align: center;">单轴极限抗压强度R=10Mpa</p><p>对比1MPa,2MPa,2.5Mpa的计算结果,我们发现软件的岩石反力取值是不会大于横向允许承载力的。当岩石反力(=位移*岩石水平反力系数)>横向允许承载力时,取横向允许承载力值。即岩石反力=min{弹簧刚度K*位移X,横向允许承载力},理正软件将岩石视为弹塑性材料。软件没有且不会出现“岩石横向承载力不满足要求”。</p><p><strong>2.2 理正嵌岩段设计的正确性</strong><strong>校验</strong></p><p>为进一步验证,我们缩短嵌固段,嵌岩段设置为1m,单轴极限抗压强度R=5MPa。此时对应的岩石地基横向容许承载力Rd=5000*0.3*0.5=750kPa,在此参数下进行对比分析。</p><p>GEO5抗滑桩软件计算会提示地基横向承载力不满足要求(岩石当成弹性材料考虑)。如下图:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015467678427.png" alt="image.png"/>&nbsp;</p><p style="text-align: center;">抗滑桩嵌岩段1m,R=5Mpa,允许反力=750kPa</p><p>若将岩石当成弹塑性材料考虑,我们用两款软件对比计算。</p><blockquote><p>注:在GEO5中,我们用c足够大的弹塑性土体,来模拟理正模型中的弹塑性岩石,只要GEO5的允许反力(计算的被动土压力)与理正R=5MPa所能提供的岩石地基横向容许承载力Rd相当即可。</p></blockquote><p>GEO5计算出在允许反力≈780kPa时,结构不稳定,此时无法给出内力及位移详细计算结果。此时减小允许反力值,结构会更不稳,所以在允许反力=750kPa时,GEO5计算结构是会不稳定的。如下图:</p><p>&nbsp;</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015486618818.png" alt="image.png"/>&nbsp;</p><p style="text-align: center;">弹塑性的土体模拟岩体,嵌岩1m深,允许反力≈780kPa</p><p>理正岩石允许反力=750kPa时,分析仍能给出内力及位移结果。虽然结果明显错误但有结果给出说明计算是收敛。如下图:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015498184013.png" alt="image.png"/>&nbsp;</p><p style="text-align: center;">嵌岩1m深,R=5Mpa,允许反力=750kPa</p><p>如果岩石当成弹塑性材料考虑,那么当计算出的岩石反力>横向承载力的时候,计算出的岩石反力会进行调整然后进行二次迭代,而当变形足够大,势必会出现计算不收敛的情况,不收敛是计算不出结果的,此时结构不稳定,正如上面GEO5软件的提示。但我们发现无论理正中嵌岩段的岩石反力多小,软件都能计算出内力及位移。</p><p><strong>2.3结论</strong></p><p>理正抗滑桩软件岩石是当成弹塑性材料考虑的,岩石反力=min{弹簧刚度K*位移X,横向允许承载力},软件没有且不会出现“岩石横向承载力不满足要求”。软件并没有严格按照规范要求去验算嵌岩段。若岩石按弹塑性材料考虑,理正软件在嵌固段明显不满足要求,结构不稳定的时候,仍能输出内力及位移计算结果。GEO5抗滑桩软件岩石按弹性考虑,岩石反力=弹簧刚度K*位移X,分析时岩石反力可以达到任意值,最终验算最大应力是否大于岩石的横向承载力。验算是严格按照规范要求。</p><p><strong>3.</strong><strong>&nbsp;</strong><strong>抗滑桩嵌土段设计</strong></p><p><strong>3.1 嵌土段承载力验算</strong></p><p>针对<strong>嵌土段,规范10.2.10-2和10.2.10-3给出了横向允许承载力计算公式,可以按公式计算,此外规范</strong>10.2.10的条文说明对于规范正文也做了进一步说明,具体内容如下:</p><p>10.2.10 对于较完整的岩质岩层及半岩质岩层的地基,桩身作用于围岩的侧向压应力,一般不应大于容许强度。桩周围岩的侧向允许抗压强度,必要时可直接在现场试验取得,一般按岩石的完整程度、层理或片理产状、层间的胶结物与胶结程度、节理裂隙的密度和充填物、各种构造裂面的性质和产状及其贯通程度等情况,分别采用垂直允许抗压强度的0.5 ~ 1.0倍。当围岩为密实土或砂层时,其值为0.5倍,较完整的半岩质岩层为0.60~0.75倍,块状或厚层少裂隙的岩层为 0.75~ 1.0倍。对于一般土层或风化成土、砂砾状的岩层地基,<strong>抗滑桩在侧向荷载作用下发生转动变位时,桩前的土体产生被动土压力,而在桩后的土体产生主动土压力。桩身对地基土体的侧向压应力一般不应大于被动土压力与主动土压力之差。在工程设计中,要使锚固段完全满足要求,有时会很困难,所以根据多年的工程经验,满足滑动面以下深度 h<sub>2</sub>/3 和h<sub>2</sub>(滑动面以下桩长)处的横向压应力应小于或等于被动土压力与主动士压力之差即可。</strong>此时滑动面以下h2/3深度范围内进入塑性区。</p><p>依据GEO5抗滑桩计算理论,GEO5土体按弹塑性材料考虑,采用弹塑性共同变形法,嵌土段桩前及桩后都有土弹簧作用,结构受力由下式计算:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015529673204.png" alt="image.png"/></p><p>针对GEO5抗滑桩的嵌土段,作用在变形结构上的土压力最大不能大于被动土压力,最小不能小于主动土压力。即桩前计算土压力≤桩前被动土压力,桩后计算土压力≥桩后主动土压力。那么-桩后计算土压力≤-桩后主动土压力。据此可推导得到,桩前计算土压力-桩后计算土压力≤桩前被动土压力-桩后主动土压力恒成立。而GEO5的土反力是桩前桩后计算土压力的合力。也就是GEO5抗滑桩的计算土反力≤桩前被动土压力-桩后主动土压力,依据GEO5的计算理论,如果软件计算结果收敛,无结构不稳定的提示,那么计算结果将严格满足规范第10.2.10的条文说明的“<strong>桩身对地基土体的侧向压应力一般不应大于被动土压力与主动土压力之差。</strong>”</p><p>此外,我们可以依据GEO5分析结果的“土压力+位移”图示很容易判断被动区土体的塑性区的范围。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015561456784.png" alt="image.png"/>&nbsp;</p><p>理正<strong>土体也是按弹塑性材料</strong>考虑,由于计算模型的不同,理正软件的计算土反力特指滑坡面以下桩的土抗力,由下式计算:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015578780627.png" alt="image.png"/></p><p>在桩的计算结果--&gt;内力计算结果--&gt;土反力图形上用红色线条表示的被动土压力数值。理正软件计算的土反力不会大于被动土压力,同样也可以根据图形来判断被动区塑性区范围。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015588409095.png" alt="image.png"/>&nbsp;</p><p>首先,理正软件是没有按照规范正文要求去进行计算允许横向承载力计算,其次,因为没有考虑桩后主动土压力,所以也不能按规范条文说明去验算嵌土段是否满足滑动面以下深度 h2/3 和h2(滑动面以下桩长)处土反力是否小于等于被动土压力与主动土压力之差。综上,理正抗滑桩的嵌土段并没有按照规范要求进行验算。</p><p><strong>3.2 理正嵌土段设计的正确性</strong><strong>校验</strong></p><p>举例用两款软件分析下列抗滑桩:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015602169359.png" alt="image.png"/>&nbsp;</p><p style="text-align: center;">计算简图</p><p>两款软件的计算结果:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015624596342.png" alt="image.png"/>&nbsp;</p><p style="text-align: center;">理正计算最大位移= -73.28(mm)</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015631100298.png" alt="image.png"/>&nbsp;</p><p style="text-align: center;">GEO5计算最大位移= -26.9(mm)</p><p>两款软件位移计算结果相差太多,下面我们用有限元分析软件OptumG2进行复核。将抗滑桩桩后嵌固段以上9m以上的土折算成超载施加在模型里,同时将理正计算出来的滑坡推力的水平和竖直分布力施加在模型中。选择弹塑性分析方法,具体如下:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015644374963.png" alt="image.png"/>&nbsp;</p><p style="text-align: center;">初始地应力分析</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015665247033.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">弹塑性分析</p><p>分析结果:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1585015690771650.png" alt="image.png"/>&nbsp;</p><p style="text-align: center;">Optumn G2的计算结果(位移28.02mm)</p><p>相比较理正的70.28mm的水平位移,Optumn G2的计算结果(位移28.02mm)与GEO5(位移26.9mm)的更接近。</p><p><strong>3.3结论</strong></p><p>理正跟GEO5两款抗滑桩软件,均可以依据结果图示判断被动区塑性区范围,但是两款软件土反力计算公式不相同,由于理正嵌固段不考虑桩后土弹簧作用,所以计算结果只考虑桩前土抗力。嵌土段没有考虑桩后主动土压力,所以无法按照规范正文或条文说明的要求去验算。而GEO5软件只要计算结果收敛,没有结构不稳定的提示,那么计算结果将严格满足规范第10.2.10的条文说明的“<strong>桩身对地基土体的侧向压应力一般不应大于被动土压力与主动土压力之差。</strong>”</p><p><br/></p>

如何正确预估最大抗滑承载力Vu

库仑产品库仑沈工 发表了文章 • 0 个评论 • 474 次浏览 • 2020-02-15 23:26 • 来自相关话题

     首先应了解在【土质边坡稳定性分析】模块,抗滑桩的作用就是提供一个抗力,这个力对计算结果的影响主要在于它的大小和作用点位置。本文着重说明抗力大小的影响,不介绍力的作用点的影响。     抗滑桩支护结构是有桩间距的,并非连续结构。所以在整体稳定性安全系数的计算过程中,需要考虑桩间距的影响,抗滑桩对于边坡稳定性贡献的大小取决于它可以提供给边坡的每延米的最大抗力Vu,最大抗力是由「最大抗滑承载力」除以「桩间距」得到的,因此边坡稳定性安全系数计算结果和「最大抗滑承载力」、「桩间距」有关,此处和桩的截面尺寸无关,桩的截面参数只有在调用【抗滑桩设计】模块进一步分析的时候才起作用。     对于滑面确定的坡体而言,使用抗滑桩支护时,能够确定其嵌固段,在输入抗滑桩参数时,抗滑桩承载力沿桩身分布可选择均匀分布,施加在滑面上的抗滑力可以采用桩身最大承载力(抗剪力)Vc。为什么最大抗滑承载力要用受剪承载力公式来计算?因为用受剪承载力进行估算相对简单,好确定。而抗弯承载力计算复杂,桩的抗弯主要还是看配筋量,在截面纵向配筋没有明确的时候不好进行预估。真实的抗剪与抗弯验算在【抗滑桩设计】的【截面强度验算】里都需要进行。根据《混凝土结构设计规范GB50010-2010》6.3.4条,桩的受剪承载力计算公式如下:(6.3.4-2)     式中:混凝土提供的抗剪力,一般受弯构件,而是箍筋提供的抗剪承载力。     在没有分析桩身受力前,我们并不知道是否需要配置剪力筋,保守起见我们先拿也就是混凝土提供的抗剪力去估算,如果采用后计算的安全系数满足要求,可以调用【抗滑桩设计】进行进一步分析。如果不满足要求,我们可以反过来,适当放大Vu数值,一般桩都是有配剪力筋的,所以你在土坡模块里面填入的Vu数据可以稍微大一点,再去计算安全系数!软件对于输入的Vu会进行校核,如果说Vu预估的高了,在调用【抗滑桩设计】进行【截面强度验算】会有提醒。     注:只有安全系数满足要求以后,再调用抗滑桩模块去进一步设计,否则安全系数不满足要求,整个设计也是不满足要求的!     举例:桩截面尺寸1.8mX2m,采用C30的混凝土。ft=1.43N/mm2,fc=14.3N/mm2。因为是估算最大抗滑承载力值,所以计算没有必要非常精确,这里不考虑保护层厚度,h0近似按h取值,如下:Vc=0.7*1.43*1800*2000/1000=3603.6kN,通常我们建议还是按千数量级去预估Vu这里我们输入Vu=5000KN,如下图:      软件会对输入的Vu进行验算,如果满足要求,软件默认不提醒。当不满足时会有警告提示,如下图:      此时,我们在保证稳定性安全系数满足要求的前提下,可以去【土质边坡稳定性分析】模块里【抗滑桩】对话框中减小Vu的数值,或者在【抗滑桩设计】模块的【截面强度验算】一栏,增加剪力筋。提高抗滑桩抗剪承载力。     至此,你是否会有疑问,既然可以放大数值,那就按大的取!越大越好!这样的想法是不可取的!因为有的时候桩的位置不合理,或者其他一些原因,会导致抗力增加到一定程度之后,再增加对提高稳定性几乎没有作用。     其次,桩的抗剪承载力是有限值的,原因如下:1. 不可能无限制的去配置箍筋来增大抗剪承载力,所以Vcs有限值;2. 设计得按照《混凝土结构设计规范GB50010-2010》6.3.1条满足截面限制条件!V不得大于按下式计算出来的Vmax,具体如下: 查看全部
<p>&nbsp; &nbsp; &nbsp;首先应了解在【土质边坡稳定性分析】模块,抗滑桩的作用就是提供一个抗力,这个力对计算结果的影响主要在于它的大小和作用点位置。本文着重说明抗力大小的影响,不介绍力的作用点的影响。</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp;抗滑桩支护结构是有桩间距的,并非连续结构。所以在整体稳定性安全系数的计算过程中,需要考虑桩间距的影响,抗滑桩对于边坡稳定性贡献的大小取决于它可以提供给边坡的每延米的最大抗力Vu,最大抗力是由「最大抗滑承载力」除以「桩间距」得到的,因此边坡稳定性安全系数计算结果和「最大抗滑承载力」、「桩间距」有关,此处和桩的截面尺寸无关,桩的截面参数只有在调用【抗滑桩设计】模块进一步分析的时候才起作用。</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp;对于滑面确定的坡体而言,使用抗滑桩支护时,能够确定其嵌固段,在输入抗滑桩参数时,抗滑桩承载力沿桩身分布可选择均匀分布,施加在滑面上的抗滑力可以采用桩身最大承载力(抗剪力)Vc。为什么最大抗滑承载力要用受剪承载力公式来计算?因为用受剪承载力进行估算相对简单,好确定。而抗弯承载力计算复杂,桩的抗弯主要还是看配筋量,在截面纵向配筋没有明确的时候不好进行预估。真实的抗剪与抗弯验算在【抗滑桩设计】的【截面强度验算】里都需要进行。</p><p>根据《混凝土结构设计规范GB50010-2010》6.3.4条,桩的受剪承载力计算公式如下:</p><p><br/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1581780167785479.png" alt="image.png"/>(6.3.4-2)</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp;式中:混凝土提供的抗剪力<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1581780190564916.png" alt="image.png"/>,一般受弯构件<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1581780213710807.png" alt="image.png"/>,而<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1581780243337081.png" alt="image.png"/>是箍筋提供的抗剪承载力。</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp;在没有分析桩身受力前,我们并不知道是否需要配置剪力筋,保守起见我们先拿<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1581780276441282.png" alt="image.png"/>也就是混凝土提供的抗剪力去估算,如果采用<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1581780300162729.png" alt="image.png"/>后计算的安全系数满足要求,可以调用【抗滑桩设计】进行进一步分析。如果不满足要求,我们可以反过来,适当放大Vu数值,一般桩都是有配剪力筋的,所以你在土坡模块里面填入的Vu数据可以稍微大一点,再去计算安全系数!软件对于输入的Vu会进行校核,如果说Vu预估的高了,在调用【抗滑桩设计】进行【截面强度验算】会有提醒。</p><blockquote><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp;注:只有安全系数满足要求以后,再调用抗滑桩模块去进一步设计,否则安全系数不满足要求,整个设计也是不满足要求的!</p></blockquote><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp;举例:桩截面尺寸1.8mX2m,采用C30的混凝土。ft=1.43N/mm2,fc=14.3N/mm2。因为是估算最大抗滑承载力值,所以计算没有必要非常精确,这里不考虑保护层厚度,h0近似按h取值,如下:Vc=0.7*1.43*1800*2000/1000=3603.6kN,通常我们建议还是按千数量级去预估Vu这里我们输入Vu=5000KN,如下图:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1581780340120645.png" alt="image.png"/>&nbsp;</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp;软件会对输入的Vu进行验算,如果满足要求,软件默认不提醒。当不满足时会有警告提示,如下图:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1581780358878441.png" alt="image.png"/>&nbsp;</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp;此时,我们在保证稳定性安全系数满足要求的前提下,可以去【土质边坡稳定性分析】模块里【抗滑桩】对话框中减小Vu的数值,或者在【抗滑桩设计】模块的【截面强度验算】一栏,增加剪力筋。提高抗滑桩抗剪承载力。</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp;至此,你是否会有疑问,既然可以放大数值,那就按大的取!越大越好!这样的想法是不可取的!</p><p>因为有的时候桩的位置不合理,或者其他一些原因,会导致抗力增加到一定程度之后,再增加对提高稳定性几乎没有作用。</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp;其次,桩的抗剪承载力是有限值的,</p><p>原因如下:</p><p>1.&nbsp;不可能无限制的去配置箍筋来增大抗剪承载力,所以Vcs有限值;</p><p>2.&nbsp;设计得按照《混凝土结构设计规范GB50010-2010》6.3.1条满足截面限制条件!V不得大于按下式计算出来的Vmax,具体如下:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1581780103223616.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1581780083484855.png" alt="image.png"/></p><p><br/></p>

抗滑桩设计注意事项归纳

库仑产品库仑沈工 发表了文章 • 0 个评论 • 1034 次浏览 • 2019-01-15 09:45 • 来自相关话题

1.抗滑桩的哪些参数影响整体稳定性?  计算安全系数主要依据是可以提供给边坡的每延米的最大抗力Vu,最大抗力是由「最大抗滑承载力」除以「桩间距」得到的,因此安全系数计算结果和「最大抗滑承载力」、「桩间距」有关,和桩的截面尺寸无关。  参考:GEO5土坡模块中如何确定抗滑桩的最大抗滑承载力Vu   GEO5土坡模块中抗滑桩的哪些参数对计算得到的安全系数有影响? 2.桩身打锚杆如何设置?  关于抗滑桩上的锚杆,如果锚杆是减小桩位移的作用,请在调用的抗滑桩模块中增加,如果是为了提高稳定性,在边坡模块中加入锚杆。相同的锚杆只能在其中一个模块中设置,否则就会重复考虑了。  可参考:抗滑桩+锚索设计时抗滑桩验算说明 3.垂直边坡避免临界位置  桩的中心线正好与垂直边坡线完全重合,这个时候属于临界位置,桩很有可能会不起作用(对稳定性的提高没有贡献)  处理办法:将桩身水平移动(向有土一侧)微小位移(0.01m)  参考:垂直边坡加设抗滑桩应避开临界位置4.垂直边坡如何判别是基坑桩还是抗滑桩?  当有明显滑面的时候,此时抗滑桩滑面深度以上抗滑桩受桩前滑体抗力跟桩后滑坡推力。(推力、抗力、滑面深度可以通过土质边坡模块计算出来)。滑面以下受土压力,用[抗滑桩设计]模块即可。  当没有明显滑面时,当桩受桩受1桩前滑体抗力跟桩后滑坡推力(抗滑桩)、2土压力(基坑桩)包络设计。  当桩前滑体抗力跟桩后滑坡推力,用[抗滑桩设计]模块即可。  当桩受土压力,直接使用[深基坑支护结构分析]模块,也可以用[土压力计算]模块计算出滑面以上的土压力,然后通过在【岩土作用力】菜单下选择【输入】该力,参与计算。 可参考:搜索最大剩余下滑力和无软弱滑面抗滑桩设计 5.关于结构不稳定可能存在的原因  a. 要么受力大(滑坡推力大或者桩后土层特别陡导致土压力大)  b. 要么桩支护薄弱(桩直径小,间距大,桩长不足)  c. 也有可能是桩前土体不稳或者坡形较陡引起的  可参考:较陡边坡抗滑桩验算提示结构不稳定的说明  桩前土体不稳定导致抗滑桩分析提示“结构不稳定-改变输入” 桩前坡形较陡导致抗滑桩分析提示“结构不稳定-改变输入” 6. 桩身嵌岩跟嵌土有什么区别  嵌土:滑面以下受土压力作用,桩前及桩后相当于弹簧作用,土体按弹塑性材料考虑,最大应力不能大于被动土压力,最小应力不能小于主动土压力。  嵌岩:嵌岩段受岩石反力作用,桩身一侧有弹簧作用(桩前或桩后,由桩身位移决定),岩体按弹性材料考虑,分析时岩石反力可以达到任意值,最终验算最大应力是否大于岩石的横向承载力。可参考:抗滑桩计算中土体嵌固段和岩石嵌固段的区别7. 埋入式抗滑桩如何分析?埋入式抗滑桩即桩没有设置到地表,此时GEO5土坡模块无法计算作用在桩身的剩余下滑力和抗滑力。因为在土质边坡稳定分析模块中,软件并不知道滑坡推力的分布形式,因此无法确定作用在下面这部分桩的剩余下滑力。如果一定要求得作用在桩上的剩余下滑力,可以把抗滑桩衍生到地表,求得剩余下滑力,然后按照剩余下滑的分布,换算作用在抗滑桩上的推力,最后在单独使用「抗滑桩设计」模块设计即可。思路参考:桩基+挡墙组合结构 查看全部
<p><strong>1.</strong><strong>抗滑桩的哪些参数影响整体稳定性?</strong></p><p>&nbsp; 计算安全系数主要依据是可以提供给边坡的每延米的最大抗力Vu,最大抗力是由「最大抗滑承载力」除以「桩间距」得到的,因此安全系数计算结果和「最大抗滑承载力」、「桩间距」有关,和桩的截面尺寸无关。</p><p>&nbsp; 参考:<a href="/article/17" target="_self">GEO5土坡模块中如何确定抗滑桩的最大抗滑承载力Vu</a>&nbsp;</p><p>&nbsp;&nbsp;<a href="/question/924" target="_self">GEO5土坡模块中抗滑桩的哪些参数对计算得到的安全系数有影响?</a>&nbsp;</p><p><strong>2.桩身打锚杆如何设置?</strong></p><p>&nbsp; 关于抗滑桩上的锚杆,如果锚杆是减小桩位移的作用,请在调用的抗滑桩模块中增加,如果是为了提高稳定性,在边坡模块中加入锚杆。相同的锚杆只能在其中一个模块中设置,否则就会重复考虑了。</p><p>&nbsp; 可参考:<a href="/article/202" target="_self">抗滑桩+锚索设计时抗滑桩验算说明 </a></p><p><strong>3.垂直边坡避免临界位置</strong></p><p>&nbsp; 桩的中心线正好与垂直边坡线完全重合,这个时候属于临界位置,桩很有可能会不起作用(对稳定性的提高没有贡献)</p><p>&nbsp; 处理办法:将桩身水平移动(向有土一侧)微小位移(0.01m)</p><p>&nbsp; 参考:<a href="/article/315" target="_self">垂直边坡加设抗滑桩应避开临界位置</a></p><p><strong>4.垂直边坡如何判别是基坑桩还是抗滑桩?</strong></p><p>&nbsp; 当有明显滑面的时候,此时抗滑桩滑面深度以上抗滑桩受桩前滑体抗力跟桩后滑坡推力。(推力、抗力、滑面深度可以通过土质边坡模块计算出来)。滑面以下受土压力,用[抗滑桩设计]模块即可。</p><p>&nbsp; 当没有明显滑面时,当桩受桩受1桩前滑体抗力跟桩后滑坡推力(抗滑桩)、2土压力(基坑桩)包络设计。</p><p>&nbsp; 当桩前滑体抗力跟桩后滑坡推力,用[抗滑桩设计]模块即可。</p><p>&nbsp; 当桩受土压力,直接使用[深基坑支护结构分析]模块,也可以用[土压力计算]模块计算出滑面以上的土压力,然后通过在【岩土作用力】菜单下选择【输入】该力,参与计算。</p><p>&nbsp;<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1547516586694911.png" alt="image.png"/></p><p>可参考:<a href="/dochelp/1787" target="_self">搜索最大剩余下滑力和无软弱滑面抗滑桩设计</a>&nbsp;</p><p><strong>5.关于结构不稳定可能存在的原因</strong></p><p>&nbsp; a.&nbsp;要么受力大(滑坡推力大或者桩后土层特别陡导致土压力大)</p><p>&nbsp; b.&nbsp;要么桩支护薄弱(桩直径小,间距大,桩长不足)</p><p>&nbsp; c.&nbsp;也有可能是桩前土体不稳或者坡形较陡引起的</p><p>&nbsp; 可参考:<a href="/article/227" target="_self">较陡边坡抗滑桩验算提示结构不稳定的说明</a></p><p>&nbsp; <a href="/article/301" target="_self" textvalue="桩前土体不稳定导致抗滑桩分析提示“结构不稳定-改变输入”">桩前土体不稳定导致抗滑桩分析提示“结构不稳定-改变输入”</a>&nbsp;</p><p><a href="/article/317" target="_self">桩前坡形较陡导致抗滑桩分析提示“结构不稳定-改变输入” </a></p><p>6.&nbsp;<strong>桩身嵌岩跟嵌土有什么区别</strong></p><p>&nbsp; 嵌土:滑面以下受土压力作用,桩前<strong>及</strong>桩后相当于弹簧作用,土体按弹塑性材料考虑,最大应力不能大于被动土压力,最小应力不能小于主动土压力。</p><p>&nbsp; 嵌岩:嵌岩段受岩石反力作用,桩身一侧有弹簧作用(桩前<strong>或</strong>桩后,由桩身位移决定),岩体按弹性材料考虑,分析时岩石反力可以达到任意值,最终验算最大应力是否大于岩石的横向承载力。</p><p>可参考:<a href="/article/15" target="_self">抗滑桩计算中土体嵌固段和岩石嵌固段的区别</a></p><p>7.&nbsp;<strong>埋入式抗滑桩如何分析?</strong></p><p>埋入式抗滑桩即桩没有设置到地表,此时GEO5土坡模块无法计算作用在桩身的剩余下滑力和抗滑力。因为在土质边坡稳定分析模块中,软件并不知道滑坡推力的分布形式,因此无法确定作用在下面这部分桩的剩余下滑力。如果一定要求得作用在桩上的剩余下滑力,可以把抗滑桩衍生到地表,求得剩余下滑力,然后按照剩余下滑的分布,换算作用在抗滑桩上的推力,最后在单独使用「抗滑桩设计」模块设计即可。</p><p>思路参考:<a href="/dochelp/1603" target="_self">桩基+挡墙组合结构</a></p>

桩前坡形较陡导致抗滑桩分析提示“结构不稳定-改变输入”

库仑产品库仑沈工 发表了文章 • 0 个评论 • 870 次浏览 • 2019-01-11 11:35 • 来自相关话题

结构不稳定可能存在的原因1. 要么受力大(滑坡推力大或者桩后土层特别陡导致土压力大)2. 要么桩支护薄弱(桩直径小,间距大,桩长不足)3. 也有可能是桩前土体不稳或者坡形较陡引起的   关于桩前土体不稳引起的抗滑桩“结构不稳定-改变输入”,之前我们在文档:桩前土体不稳定导致抗滑桩分析提示“结构不稳定-改变输入” 有详细介绍,这里我们着重介绍一下坡形较陡(坡角>80°)引起的结构不稳定。  土质边坡稳定性分析,确定危险滑面以及滑面以上受力,然后调用抗滑桩模块进行分析提示“结构不稳定-改变输入”,如下图:     此时的墙前坡面如下图:     存在较陡坡面,我们要分析是否是桩前土体不稳定引起的?在调用的[抗滑桩设计]模块中,我可以看到土层分布是水平的,软件认为该区域所在土层(含碎石粉质粘土)与实际边坡模块中土层(刚性体)并不一样,实际边坡此处是已建挡墙是不会失稳的,即使按照含碎石粉质粘土去分析该处也是稳定的。实际上分析提示“结构不稳定-改变输入”是由于此处坡形较陡(坡角>80°)无法计算出该区域的被动土压力。    在这种情况下,有必要修改模型(删除这个陡峭的部分)以使其稳定。 这不是bug,这正显示了模块之间的数据传输检查模型的必要性。  源文件:桩前坡形较陡导致抗滑桩分析提示“结构不稳定-改变输入”.rar 查看全部
<p><strong>结构不稳定可能存在的原因</strong></p><p>1.&nbsp;要么受力大(滑坡推力大或者桩后土层特别陡导致土压力大)</p><p>2.&nbsp;要么桩支护薄弱(桩直径小,间距大,桩长不足)</p><p>3.&nbsp;也有可能是桩前土体不稳或者坡形较陡引起的</p><p>&nbsp; &nbsp;关于桩前土体不稳引起的抗滑桩“结构不稳定-改变输入”,之前我们在文档:<a href="/article/301" target="_self" textvalue="桩前土体不稳定导致抗滑桩分析提示“结构不稳定-改变输入”">桩前土体不稳定导致抗滑桩分析提示“结构不稳定-改变输入”</a> 有详细介绍,这里我们着重介绍一下坡形较陡(坡角>80°)引起的结构不稳定。</p><p>&nbsp; 土质边坡稳定性分析,确定危险滑面以及滑面以上受力,然后调用抗滑桩模块进行分析提示“结构不稳定-改变输入”,如下图:</p><p style="text-align: center;">&nbsp;<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1547177637834930.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">&nbsp;<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1547177647998975.png" alt="image.png"/></p><p>&nbsp; &nbsp;此时的墙前坡面如下图:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1547177654158918.png" alt="image.png"/>&nbsp;</p><p>&nbsp; &nbsp; 存在较陡坡面,我们要分析是否是桩前土体不稳定引起的?在调用的[抗滑桩设计]模块中,我可以看到土层分布是水平的,软件认为该区域所在土层(含碎石粉质粘土)与实际边坡模块中土层(刚性体)并不一样,实际边坡此处是已建挡墙是不会失稳的,即使按照含碎石粉质粘土去分析该处也是稳定的。实际上分析提示“结构不稳定-改变输入”是由于此处坡形较陡(坡角>80°)无法计算出该区域的被动土压力。</p><p>&nbsp; &nbsp; 在这种情况下,有必要修改模型(删除这个陡峭的部分)以使其稳定。 这不是bug,这正显示了模块之间的数据传输检查模型的必要性。</p><p style="text-align: center;">&nbsp;<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1547177675298819.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;"><strong>&nbsp;<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1547177683508864.png" alt="image.png"/></strong></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1547177692176883.png" alt="image.png"/></p><p>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="桩前坡形较陡导致抗滑桩分析提示“结构不稳定-改变输入”.rar" style="font-size: 12px; color: rgb(0, 102, 204);">桩前坡形较陡导致抗滑桩分析提示“结构不稳定-改变输入”.rar</a></p><p><br/></p>

垂直边坡加设抗滑桩应避开临界位置

库仑产品库仑沈工 发表了文章 • 0 个评论 • 889 次浏览 • 2019-01-08 15:07 • 来自相关话题

  边坡稳定性不满足要求的时候,经常会通过加设抗滑桩是用来提高其稳定性,所以常常会遇到在竖直边坡上加设抗滑桩的支护方案,如下图:    在【土质边坡稳定性分析】模块中,抗滑桩的计算模型是在桩中心线所在处提供一个最大抗滑承载力(KN/m)参与条块的受力平衡分析。而当抗滑桩的中心线正好与垂直边坡线完全重合,这个时候属于临界位置,桩很有可能会不起作用(对稳定性的提高没有贡献)。举例如下图:  上图相同的滑面,相同的分析方法,加桩跟不加桩分析得到的安全系数都是1.42,案例说明了在临界位置加桩此时没有效果。那么该如何处理呢?  处理办法:将桩身水平向左移动微小位移(0.01),让桩中线与土接触,且避开临界位置。总结:垂直边坡设置抗滑需避开临界位置,可将桩身水平移动微小位移来避开。源文件:桩临界位置不起作用.rar 查看全部
<p>&nbsp; 边坡稳定性不满足要求的时候,经常会通过加设抗滑桩是用来提高其稳定性,所以常常会遇到在竖直边坡上加设抗滑桩的支护方案,如下图:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1546930894636916.png" alt="image.png"/></p><p>&nbsp;&nbsp;</p><p>&nbsp; 在【土质边坡稳定性分析】模块中,抗滑桩的计算模型是在桩中心线所在处提供一个最大抗滑承载力(KN/m)参与条块的受力平衡分析。而当抗滑桩的中心线正好与垂直边坡线完全重合,这个时候属于临界位置,桩很有可能会不起作用(对稳定性的提高没有贡献)。</p><p>举例如下图:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1546931000314532.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1546931020379848.png" alt="image.png"/></p><p>&nbsp; 上图相同的滑面,相同的分析方法,加桩跟不加桩分析得到的安全系数都是1.42,案例说明了在临界位置加桩此时没有效果。那么该如何处理呢?</p><p><strong>&nbsp; 处理办法:</strong>将桩身水平向左移动微小位移(0.01),让桩中线与土接触,且避开临界位置。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1546931109563745.png" alt="image.png"/></p><p><strong>总结:</strong>垂直边坡设置抗滑需避开临界位置,可将桩身水平移动微小位移来避开。</p><p>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="桩临界位置不起作用.rar" style="font-size: 12px; color: rgb(0, 102, 204);">桩临界位置不起作用.rar</a></p><p><br/></p>

桩前土体不稳定导致抗滑桩分析提示“结构不稳定-改变输入”

库仑产品库仑刘工 发表了文章 • 0 个评论 • 973 次浏览 • 2018-10-19 17:39 • 来自相关话题

原因:桩前坡体破坏案例源件:抗滑桩 - 限制搜索.zip案例描述:场地进行两次填方操作,加抗滑桩后满足整体稳定性验算,调用抗滑桩验算模块,提示结构不稳定-改变输入。然后,怎么调整抗滑桩,都不能得到满意结果。分析:(1)设计时,一般都是先分析边坡稳定性,搜索出安全系数最低的滑面位置,然后在下一工况进行处理,滑面还按原来搜索出的滑面进行验算,选择指定滑面,而不用自动搜索功能。(关于滑面搜索原理可以查看折线滑面、圆弧滑面)当搜索目标选择最小安全系数时,会有一种可能,就是桩前坡面可能也不稳定,但安全系数比最小安全系数大。这时在整体稳定性验算时不能自动验算桩前坡面的,需要自己指定搜索范围进行搜索验算。于是,在加完抗滑桩进行整体验算后,在分析中增加工况进行分析桩前坡面。指定搜索区域重新指定初始搜索滑面这时,如果不对桩前滑坡进行修改,在抗滑桩验算时会报错(2)解决方法a.在土质边坡模块对桩前土体进行处理,满足要求后再进行抗滑桩验算b.调用抗滑桩验算模块,在中,对桩前坡面进行调整,满足要求后,回到土坡模块进行填挖方处理。 查看全部
<p>原因:桩前坡体破坏<span style="color: #FF0000;"></span></p><p>案例源件:<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="抗滑桩 - 限制搜索.zip" style="font-size: 12px; color: rgb(0, 102, 204);">抗滑桩 - 限制搜索.zip</a></p><p>案例描述:</p><p>场地进行两次填方操作,加抗滑桩后满足整体稳定性验算,调用抗滑桩验算模块,提示结构不稳定-改变输入。然后,怎么调整抗滑桩,都不能得到满意结果。</p><p>分析:</p><p>(1)设计时,一般都是先分析边坡稳定性,搜索出<span style="color: #FF0000;">安全系数最低</span>的滑面位置,然后在下一工况进行处理,滑面还按原来搜索出的滑面进行验算,选择指定滑面,而不用自动搜索功能。<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1539940849352245.png" alt="image.png"/>(关于滑面搜索原理可以查看<a href="http://www.wen.kulunsoft.com/dochelp/173" target="_self">折线滑面</a>、<a href="http://www.wen.kulunsoft.com/dochelp/172" target="_self">圆弧滑面</a>)</p><p>当搜索目标选择最小安全系数时<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1539940617447369.png" alt="image.png"/>,会有一种可能,就是桩前坡面可能也不稳定,但安全系数比最小安全系数大。这时在整体稳定性验算时不能自动验算桩前坡面的,需要自己指定搜索范围进行搜索验算。</p><p>于是,在加完抗滑桩进行整体验算后,在分析中增加工况进行分析桩前坡面。<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1539941019702782.png" alt="image.png"/></p><p>指定搜索区域</p><p><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1539941055549649.png" alt="image.png"/><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1539941118897044.png" alt="image.png" width="293" height="227" style="width: 293px; height: 227px;"/></p><p>重新指定初始搜索滑面</p><p><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1539941179498574.png" alt="image.png"/><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1539941213772335.png" alt="image.png" width="234" height="217" style="width: 234px; height: 217px;"/></p><p><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1539941288359948.png" alt="image.png"/></p><p>这时,如果不对桩前滑坡进行修改,在抗滑桩验算时会报错<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1539941408685440.png" alt="image.png"/></p><p>(2)解决方法<br/></p><p>a.在土质边坡模块对桩前土体进行处理,满足要求后再进行抗滑桩验算</p><p>b.调用抗滑桩验算模块,在<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1539941736514242.png" alt="image.png"/>中,对桩前坡面进行调整,满足要求后,回到土坡模块进行填挖方处理。</p><p><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1539941884641062.png" alt="image.png"/></p>