OptumG2

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随机分析中像案例57这样的图怎么画?

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为什么G2不能选择板、排桩等材料,只能选择实体和流体材料

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optumG2蒙特卡罗分析怎么操作

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OptumG2位移矢量图中矢量的大小如何判定

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请问optumG2极限分析可以用于分析桩的承载力吗

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OPTUMG2计算的斜坡坡顶承载力剪切耗散路径随着坡高而变化,这是怎么回事啊?

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边坡顶部基础荷载问题

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怎么直接用结果绘图

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optumG2极限分析结果与乘数弹塑性结果差异太大,且极限分析结果不稳定

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单元网格信息输出

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OptumG2——极限分析上限解和美标计算结果的对比

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      很多工程师对于G2极限分析的方法非常感兴趣,但对其计算结果的依据有一定疑问。在这里以地基极限破坏下的荷载作用为例,通过美标 ANSI API RP 2GEO-2011 (2014) 计算做一个对比:         上述为规范计算方法和各项参数的取值详解。然后我们建模进行对比,2m宽的条形基础的极限荷载求解,其中基底强度3kpa,梯度1.5kpa/m。   (1)规范计算结果        (2)G2计算结果              最终的荷载乘数为39.79,总竖向集中荷载极限值为39.79*0.5*2=39.79KN。总结:      从此条形基础上覆荷载的极限值计算,通过API规范和G2对比,可以看出,G2对于上限解的求解是非常准确的,同时其破坏模式和土力学中经典的破坏模式一致。       查看全部
<p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; 很多工程师对于G2极限分析的方法非常感兴趣,但对其计算结果的依据有一定疑问。在这里以地基极限破坏下的荷载作用为例,通过美标&nbsp;ANSI API RP 2GEO-2011 (2014) 计算做一个对比:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1564132275396670.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">&nbsp; &nbsp; &nbsp;&nbsp;<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1564132363674440.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1564132560372466.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1564132606884097.png" alt="image.png"/><br/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1564132622766736.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1564132649795434.png" alt="image.png"/></p><p>&nbsp; &nbsp;上述为规范计算方法和各项参数的取值详解。然后我们建模进行对比,2m宽的条形基础的极限荷载求解,其中基底强度3kpa,梯度1.5kpa/m。</p><p>&nbsp; &nbsp;(1)规范计算结果</p><p><br/></p><p style="text-align: center;">&nbsp; &nbsp; &nbsp;<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1564133346473585.png" alt="image.png"/></p><p><br/></p><p>&nbsp; &nbsp;(2)G2计算结果</p><p><br/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1564132966627395.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">&nbsp; &nbsp; &nbsp;&nbsp;<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1564133032131269.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1564133734225707.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1564133489943913.png" alt="image.png"/></p><p><br/></p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 最终的荷载乘数为39.79,总竖向集中荷载极限值为39.79*0.5*2=39.79KN。</p><p><br/></p><p>总结:</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; 从此条形基础上覆荷载的极限值计算,通过API规范和G2对比,可以看出,G2对于上限解的求解是非常准确的,同时其破坏模式和土力学中经典的破坏模式一致。<br/>&nbsp; &nbsp; &nbsp;&nbsp;</p>

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      很多工程师对于G2极限分析的方法非常感兴趣,但对其计算结果的依据有一定疑问。在这里以地基极限破坏下的荷载作用为例,通过美标 ANSI API RP 2GEO-2011 (2014) 计算做一个对比:         上述为规范计算方法和各项参数的取值详解。然后我们建模进行对比,2m宽的条形基础的极限荷载求解,其中基底强度3kpa,梯度1.5kpa/m。   (1)规范计算结果        (2)G2计算结果              最终的荷载乘数为39.79,总竖向集中荷载极限值为39.79*0.5*2=39.79KN。总结:      从此条形基础上覆荷载的极限值计算,通过API规范和G2对比,可以看出,G2对于上限解的求解是非常准确的,同时其破坏模式和土力学中经典的破坏模式一致。       查看全部
<p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; 很多工程师对于G2极限分析的方法非常感兴趣,但对其计算结果的依据有一定疑问。在这里以地基极限破坏下的荷载作用为例,通过美标&nbsp;ANSI API RP 2GEO-2011 (2014) 计算做一个对比:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1564132275396670.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">&nbsp; &nbsp; &nbsp;&nbsp;<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1564132363674440.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1564132560372466.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1564132606884097.png" alt="image.png"/><br/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1564132622766736.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1564132649795434.png" alt="image.png"/></p><p>&nbsp; &nbsp;上述为规范计算方法和各项参数的取值详解。然后我们建模进行对比,2m宽的条形基础的极限荷载求解,其中基底强度3kpa,梯度1.5kpa/m。</p><p>&nbsp; &nbsp;(1)规范计算结果</p><p><br/></p><p style="text-align: center;">&nbsp; &nbsp; &nbsp;<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1564133346473585.png" alt="image.png"/></p><p><br/></p><p>&nbsp; &nbsp;(2)G2计算结果</p><p><br/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1564132966627395.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">&nbsp; &nbsp; &nbsp;&nbsp;<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1564133032131269.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1564133734225707.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1564133489943913.png" alt="image.png"/></p><p><br/></p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 最终的荷载乘数为39.79,总竖向集中荷载极限值为39.79*0.5*2=39.79KN。</p><p><br/></p><p>总结:</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; 从此条形基础上覆荷载的极限值计算,通过API规范和G2对比,可以看出,G2对于上限解的求解是非常准确的,同时其破坏模式和土力学中经典的破坏模式一致。<br/>&nbsp; &nbsp; &nbsp;&nbsp;</p>

OptumG2工程实例:九州某高边坡稳定性分析

库仑产品库仑李建 发表了文章 • 0 个评论 • 1234 次浏览 • 2018-11-28 14:14 • 来自相关话题

本项目主要对九州的某高边坡进行稳定性分析以及发生滑动对建筑物的影响,同时对边坡采取相应的支护措施,并对支护后的边坡稳定性进行分析。在本次计算分析中,共计算了两个剖面:剖面2-2和剖面5-5,本文主要介绍剖面5-5。1 剖面尺寸剖面5-5的模型宽度为294.575m,高度为142.4m,岩土材料主要以片岩、马兰黄土、离石黄土和卵石为主,模型中添加荷载位置为房屋所在处,如图1.1所示为剖面5-5的初始模型。图1.1 剖面5-5模型对于原始边坡,采取了一定的支护措施,主要以施加锚杆锚索为主,支护后的模型如图1.2所示。图1.2 剖面5-5支护后的模型2  岩土参数根据勘察报告可知,剖面5-5中出现了六种岩土材料:片岩、马兰黄土、离石黄土、卵石、粉土和素填土,分析时共分析了三种工况:天然工况、暴雨工况和地震工况。岩土层的相关岩土参数见下表2.1。表2.1 岩土材料参数工况地层重度 γkN/m3粘聚力 ckPa内摩擦角 φ°弹性模量 EMPa泊松比 v天然工况马兰黄土14.514.928.2200.44离石黄土15.628.829.8200.44片石20104050000.25卵石1825361500.2粉土172528120.3素填土18283080.25暴雨工况马兰黄土15.613.526.6200.44离石黄土16.527.227.3200.44片石20104050000.25卵石1825361500.2粉土172528120.3素填土18283080.25地震工况地震设防烈度为 Ⅷ 度,水平地震加速度取 0.2g注:1、在建模时,岩土层采用的是Mohr-Coulomb模型,强度参数需要输入粘聚力和内摩擦角。2、水平地震加速度为0.2g,那么软件中采用的为设计水平加速度,值为0.05g。3  结构参数在项目中,采用的支护结构包括挡土墙、锚杆、锚索和锚杆框架,建模时挡土墙采用的是重度为24kN/m3的刚体进行模拟,锚杆、锚索采用土工格栅和连接件来模拟(连接件与土体不起作用,只作为连接锚固段和板单元的作用),模拟框架采用的是重度为0的刚性板,具体结构参数见表3.1。表3.1 结构单元参数剖面结构单元长度,m刚度 EA,kN/m屈服力 np,kN/m间距,m剖面5-5土工格栅(锚固段)1550360001连接件-注:屈服力依据的是抗拉强度设计值360×103kPa,刚度为杨氏模量E与截面面积A的乘积。4  边界条件和网格划分4.1 边界条件在本次分析中,边界条件选用OptumG2默认标准边界条件,即模型左右边界限制x方向(水平方向)的位移,模型底边界同时限制x方向和z方向的位移。该边界条件也是有限元平面应变分析中最常用的边界条件。进行边坡稳定性分析时,建模时必须将完整的坡面表达出来。尽管在本次分析中,拟分析区域处于边坡的上部,但采用上述的边界条件完全是合理的。4.2 网格划分在OptumG2中,可以采用网格自适应功能来便捷的划分网格,扇形网格,局部网格大小设置等等功能可以更加提高网格划分的质量。扇形网格主要用于多条线段相交的节点处,或者尖锐的节点处,这是对于局部尖端模型最常用、最合理的划分网格方式。本次分析的网格划分如下图4.1所示,采用的网格单元数量为5000,同时使用了软件自带的网格自适应功能。图4.1 剖面5-5网格划分效果图5  破坏模式分析作为OptumG2实用且强大的优势功能,破坏模式分析对了解边坡的破坏机制以及采用何种支护方式具有非常有意义的作用。进行破坏模式分析时,软件采用的是强度折减法,需要注意的是,OptumG2中的强度折减法的每一步都是极限分析。此外,强度折减法中是对实体,即对岩土体进行折减,对支护的结构单元(包括锚杆、板单元等)不进行折减。5.1 天然工况在天然工况下,剖面5-5的破坏模式如下图5.1所示,可以发现剖面的破坏模式稍微有点复杂,虽近似为圆弧滑动,但有一部分滑面是沿着马兰黄土和离石黄土层分界面的,最危险滑面主要处于马兰黄土层中。通过强度折减法计算,得到的计算安全系数为1.063,说明5-5剖面在天然工况下的稳定状态为基本稳定。图5.1 剖面5-5天然工况下的剪切耗散图5.2 暴雨工况在暴雨工况下,剖面5-5中的各岩土材料参数发生了一定的变化,得到的破坏模式如下图5.2所示,可以发现剖面的破坏模式与天然工况类似,稍微有点复杂,虽近似为圆弧滑动,但有一部分滑面是沿着马兰黄土和离石黄土层分界面的,最危险滑面主要处于马兰黄土层中。通过强度折减法计算,得到的计算安全系数为0.9647,相比天然工况有了一定的减小,此时剖面的稳定状态为不稳定状态。图5.2 剖面5-5暴雨工况下的剪切耗散图5.3 地震工况在地震工况下,对模型施加了横向体荷载,设定横向加速度大小为0.05g,剖面5-5的破坏模式如下图5.3所示,可以发现剖面的破坏模式与天然工况类似,稍微有点复杂,虽近似为圆弧滑动,但有一部分滑面是沿着马兰黄土和离石黄土层分界面的,最危险滑面主要处于马兰黄土层中。通过强度折减法计算,得到的计算安全系数为0.9738,说明此时该剖面已经达到不稳定状态。图5.3 剖面5-5地震工况下的剪切耗散图5.4 支护后天然工况对于剖面5-5,采用的支护方式为:在坡面上施加锚杆框架和锚杆,在天然工况下,支护后的剖面5-5的破坏模式如下图5.4所示,可以发现剖面的破坏模式为圆弧滑动,最危险滑面往下移动到片岩层中,贯穿整个边坡的土层,且滑面绕过了支护的锚杆锚索。通过强度折减法进行计算,得到的计算安全系数为1.535,相比支护前,安全系数得到很大的增加,此时该剖面达到稳定状态。图5.4 支护后的剖面5-5天然工况下的剪切耗散图5.5 支护后暴雨工况在暴雨工况下,支护后的剖面5-5的破坏模式如下图5.5所示,可以发现剖面的破坏模式与天然工况类似,为圆弧滑动,最危险滑面同样主要位于片岩层中,贯穿边坡的所有土层,且滑面绕过了支护的锚杆锚索。通过强度折减法进行计算,得到的计算安全系数为1.507,相比支护前,安全系数得到很大的增加,此时该剖面达到稳定状态。图5.5 支护后的剖面5-5暴雨工况下的剪切耗散图5.6 支护后地震工况在地震工况下,支护后的剖面5-5的破坏模式如下图5.6所示,可以发现剖面的破坏模式与天然工况类似,为圆弧滑动,最危险滑面同样主要位于片岩层中,贯穿边坡的所有土层,且滑面绕过了支护的锚杆锚索。通过强度折减法进行计算,得到的计算安全系数为1.383,相比支护前,安全系数得到很大的增加,此时该剖面达到稳定状态。图5.6 支护后的剖面5-5地震工况下的剪切耗散图6  变形分析对于本项目,除了对剖面的破坏模式和稳定性进行分析之外,同时采用弹塑性分析,对坡面模型的整体变形进行了分析。对于剖面5-5,分别对初始坡面和支护后的剖面在天然工况、暴雨工况和地震工况下进行了弹塑性分析,分析得到了模型的整体变形情况。6.1 天然工况对剖面5-5天然工况下进行弹塑性分析,得到最大应力为2390 kPa,应变值很小,最大应变仅仅为0.1069,最大变形位移为22.9 mm,如图6.1所示即为剖面5-5在天然工况下的变形云图,变形位置主要位于剖面上部的马兰黄土层中。图6.1 剖面5-5天然工况下的变形云图6.2 暴雨工况在暴雨工况下,剖面5-5中的各岩土材料参数发生了一定的变化。由5.2所知,剖面5-5在暴雨工况下的安全系数为0.9647,此时边坡处于不稳定状态,即边坡已经发生破坏,因此这种情况下计算变形结果是不收敛的,故本节不多加讨论。6.3 地震工况在地震工况下,对模型施加横向体荷载,设定横向加速度大小为0.05g。由5.3所知,剖面5-5在地震工况下的安全系数为0.9738,此时边坡处于不稳定状态,即边坡已经发生破坏,因此这种情况下计算变形结果是不收敛的,故本节不多加讨论。6.4 支护后天工况对于剖面5-5,采用的支护方式为:在坡面上施加锚杆框架和锚杆。对剖面5-5天然工况下进行弹塑性分析,得到最大应力为2417 kPa,应变值很小,最大应变变为3.466×10-2,最大变形位移为18.7 mm,如图6.2所示即为支护后的剖面5-5在天然工况下的变形云图,变形位置主要位于剖面上部的马兰黄土和离石黄土层中。图6.2 支护后的剖面5-5天然工况下的变形云图6.5 支护后暴雨工况对剖面5-5暴雨工况下进行弹塑性分析,得到最大应力为2437 kPa,应变值很小,最大应变仅仅为4.651×10-2,最大变形位移为33.8 mm,如图6.3所示即为支护后的剖面5-5在暴雨工况下的变形云图,变形位置主要位于剖面上部的马兰黄土和离石黄土层中。图6.3 支护后的剖面5-5暴雨工况下的变形云图6.6 支护后地震工况对剖面5-5地震工况下进行弹塑性分析,得到最大应力为2417 kPa,应变值相比天然工况增大很多,最大应变为0.1489,最大变形位移为61.2 mm,如图6.4所示即为支护后的剖面5-5在地震工况下的变形云图,变形位置主要位于剖面上部的马兰黄土和离石黄土层中。图6.4 支护后的剖面5-5地震工况下的变形云图7  结论本文主要对剖面5-5的初始剖面和支护后的剖面进行了分析,并同时考虑了天然工况、暴雨工况和地震工况,不仅采用强度折减法对剖面的破坏模式以及稳定性进行了分析,也采用弹塑性法对剖面的整体变形进行了分析,得到的结果汇总如下表7.1所示: 表7.1 计算结果汇总表剖面剖面支护状况工况阶段稳定性分析变形分析安全系数稳定状态最大位移,mm剖面5-5初始剖面天然工况1.063基本稳定22.9暴雨工况0.9647不稳定发生破坏地震工况0.9738不稳定发生破坏支护后剖面天然工况1.535稳定18.7暴雨工况1.507稳定33.8地震工况1.383稳定61.2由计算结果可知:1、初始剖面5-5,初始稳定性都存在一定的风险,特别是在暴雨工况和地震工况下,因此需要对其采取相应的支护措施;2、支护后的剖面,稳定性得到了很大程度的增强,不管是在天然工况、暴雨工况,还是地震工况下,都可以达到稳定状态,因此采取的支护措施是可行的;3、采取支护措施之后,剖面的变形情况良好,可以避免因边坡失稳对边坡上的房屋造成的损害。4、对于剖面5-5,支护后的剖面稳定性较好,可以考虑将锚索的铺设密度调小一点,看看支护效果。 查看全部
<p style="text-align: justify;">本项目主要对九州的某高边坡进行稳定性分析以及发生滑动对建筑物的影响,同时对边坡采取相应的支护措施,并对支护后的边坡稳定性进行分析。</p><p style="text-align: justify;">在本次计算分析中,共计算了两个剖面:剖面2-2和剖面5-5,本文主要介绍剖面5-5。</p><p style="text-align: justify;"><strong>1 剖面尺寸</strong></p><p style="text-align: justify;">剖面5-5的模型宽度为294.575m,高度为142.4m,岩土材料主要以片岩、马兰黄土、离石黄土和卵石为主,模型中添加荷载位置为房屋所在处,如图1.1所示为剖面5-5的初始模型。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1543385157543973.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图1.1 剖面5-5模型</p><p style="text-align: justify;">对于原始边坡,采取了一定的支护措施,主要以施加锚杆锚索为主,支护后的模型如图1.2所示。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1543385244245361.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图1.2 剖面5-5支护后的模型</p><p style="text-align: justify;"><strong>2&nbsp; 岩土参数</strong></p><p style="text-align: justify;">根据勘察报告可知,剖面5-5中出现了六种岩土材料:片岩、马兰黄土、离石黄土、卵石、粉土和素填土,分析时共分析了三种工况:天然工况、暴雨工况和地震工况。岩土层的相关岩土参数见下表2.1。</p><p style="text-align: center;">表2.1 岩土材料参数</p><p><table data-sort="sortDisabled" align="center" width="659"><tbody><tr class="firstRow"><td valign="middle" align="center" style="word-break: break-all; border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127);" width="93">工况</td><td valign="middle" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" width="93">地层</td><td valign="middle" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" width="73"><p>重度 <em>γ</em></p><p>kN/m<sup>3</sup></p></td><td valign="middle" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" width="89"><p>粘聚力 <em>c</em></p><p>kPa</p></td><td valign="middle" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" width="109"><p>内摩擦角<em> φ</em></p><p>°</p></td><td valign="middle" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" width="110"><p>弹性模量 <em>E</em></p><p>MPa</p></td><td valign="middle" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" width="91">泊松比 <em>v</em></td></tr><tr><td valign="middle" style="word-break: break-all; border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127);" rowspan="6" colspan="1" align="center" width="93">天然工况</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="93">马兰黄土</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" width="73">14.5</td><td valign="middle" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" width="89">14.9</td><td valign="middle" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" width="109">28.2</td><td valign="middle" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" width="110">20</td><td valign="middle" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" width="91">0.44</td></tr><tr><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" width="93">离石黄土</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" width="73">15.6</td><td valign="middle" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" width="89">28.8</td><td valign="middle" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" width="109">29.8</td><td valign="middle" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" width="110">20</td><td valign="middle" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" width="91">0.44</td></tr><tr><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" width="93">片石</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" width="73">20</td><td valign="middle" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" width="89">10</td><td valign="middle" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" width="109">40</td><td valign="middle" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" width="110">5000</td><td valign="middle" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" width="91">0.25</td></tr><tr><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" width="93">卵石</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" width="73">18</td><td valign="middle" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" width="89">25</td><td valign="middle" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" width="109">36</td><td valign="middle" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" width="110">150</td><td valign="middle" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" width="91">0.2</td></tr><tr><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" width="93">粉土</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" width="73">17</td><td valign="middle" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" width="89">25</td><td valign="middle" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" width="109">28</td><td valign="middle" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" width="110">12</td><td valign="middle" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" width="91">0.3</td></tr><tr><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" width="93">素填土</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" width="73">18</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" width="89">28</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" width="109">30</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" width="110">8</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" width="91">0.25</td></tr><tr><td valign="middle" colspan="1" rowspan="6" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127);" align="center" width="93">暴雨工况</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" width="93">马兰黄土</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127);" width="73">15.6</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127);" width="89">13.5</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127);" width="109">26.6</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127);" width="110">20</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127);" width="91">0.44</td></tr><tr><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" width="93">离石黄土</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid;" width="73">16.5</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid;" width="89">27.2</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid;" width="109">27.3</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid;" width="110">20</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid;" width="91">0.44</td></tr><tr><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" width="93">片石</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid;" width="73">20</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid;" width="89">10</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid;" width="109">40</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid;" width="110">5000</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid;" width="91">0.25</td></tr><tr><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" width="93">卵石</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid;" width="73">18</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid;" width="89">25</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid;" width="109">36</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid;" width="110">150</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid;" width="91">0.2</td></tr><tr><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" width="93">粉土</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid;" width="73">17</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid;" width="89">25</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid;" width="109">28</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid;" width="110">12</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid;" width="91">0.3</td></tr><tr><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" width="93">素填土</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid;" width="73">18</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid;" width="89">28</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid;" width="109">30</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid;" width="110">8</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid;" width="91">0.25</td></tr><tr><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" align="center" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127);" width="93">地震工况</td><td valign="middle" colspan="6" rowspan="1" style="word-break: break-all; border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127);" align="center">地震设防烈度为 Ⅷ 度,水平地震加速度取 0.2g</td></tr></tbody></table><br/></p><blockquote><span style="text-align: justify;">注:</span><p style="text-align: justify;">1、在建模时,岩土层采用的是Mohr-Coulomb模型,强度参数需要输入粘聚力和内摩擦角。</p><p style="text-align: justify;">2、水平地震加速度为0.2g,那么软件中采用的为设计水平加速度,值为0.05g。</p></blockquote><p style="text-align: justify;"><strong>3&nbsp; 结构参数</strong></p><p style="text-align: justify;">在项目中,采用的支护结构包括挡土墙、锚杆、锚索和锚杆框架,建模时挡土墙采用的是重度为24kN/m<sup>3</sup>的刚体进行模拟,锚杆、锚索采用土工格栅和连接件来模拟(连接件与土体不起作用,只作为连接锚固段和板单元的作用),模拟框架采用的是重度为0的刚性板,具体结构参数见表3.1。</p><p style="text-align: center;">表3.1 结构单元参数</p><p><table data-sort="sortDisabled" align="center" width="659"><tbody><tr class="firstRow"><td valign="middle" style="word-break: break-all; border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127);" align="center" width="76">剖面</td><td valign="middle" style="word-break: break-all; border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127);" align="center" width="142">结构单元<br/></td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="82">长度,m</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="132">刚度 EA,kN/m</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="142">屈服力 n<sub>p</sub>,kN/m</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="84">间距,m</td></tr><tr><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" rowspan="2" colspan="1" align="center" width="76">剖面5-5</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="142">土工格栅(锚固段)</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="82">1</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="132">550</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="142">36000</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" rowspan="2" colspan="1" align="center" width="84">1</td></tr><tr><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="142">连接件</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" rowspan="1" colspan="3" align="center">-<br/></td></tr></tbody></table><br/></p><blockquote><p style="text-align: justify;">注:屈服力依据的是抗拉强度设计值360×10<sup>3</sup>kPa,刚度为杨氏模量E与截面面积A的乘积。</p></blockquote><p style="text-align: justify;"><strong>4&nbsp; 边界条件和网格划分</strong></p><p style="text-align: justify;"><strong>4.1 边界条件</strong></p><p style="text-align: justify;">在本次分析中,边界条件选用OptumG2默认标准边界条件,即模型左右边界限制x方向(水平方向)的位移,模型底边界同时限制x方向和z方向的位移。该边界条件也是有限元平面应变分析中最常用的边界条件。</p><p style="text-align: justify;">进行边坡稳定性分析时,建模时必须将完整的坡面表达出来。尽管在本次分析中,拟分析区域处于边坡的上部,但采用上述的边界条件完全是合理的。</p><p style="text-align: justify;"><strong>4.2 网格划分</strong></p><p style="text-align: justify;">在OptumG2中,可以采用网格自适应功能来便捷的划分网格,扇形网格,局部网格大小设置等等功能可以更加提高网格划分的质量。扇形网格主要用于多条线段相交的节点处,或者尖锐的节点处,这是对于局部尖端模型最常用、最合理的划分网格方式。</p><p style="text-align: justify;">本次分析的网格划分如下图4.1所示,采用的网格单元数量为5000,同时使用了软件自带的网格自适应功能。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1543387113256552.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图4.1 剖面5-5网格划分效果图</p><p style="text-align: justify;"><strong>5&nbsp; 破坏模式分析</strong><br/></p><p style="text-align: justify;">作为OptumG2实用且强大的优势功能,破坏模式分析对了解边坡的破坏机制以及采用何种支护方式具有非常有意义的作用。进行破坏模式分析时,软件采用的是强度折减法,需要注意的是,OptumG2中的强度折减法的每一步都是极限分析。此外,强度折减法中是对实体,即对岩土体进行折减,对支护的结构单元(包括锚杆、板单元等)不进行折减。</p><p style="text-align: justify;"><strong>5.1 天然工况</strong><br/></p><p style="text-align: justify;">在天然工况下,剖面5-5的破坏模式如下图5.1所示,可以发现剖面的破坏模式稍微有点复杂,虽近似为圆弧滑动,但有一部分滑面是沿着马兰黄土和离石黄土层分界面的,最危险滑面主要处于马兰黄土层中。</p><p style="text-align: justify;">通过强度折减法计算,得到的计算安全系数为1.063,说明5-5剖面在天然工况下的稳定状态为基本稳定。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1543387228595870.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图5.1 剖面5-5天然工况下的剪切耗散图</p><p style="text-align: justify;"><strong>5.2 暴雨工况</strong><br/></p><p style="text-align: justify;">在暴雨工况下,剖面5-5中的各岩土材料参数发生了一定的变化,得到的破坏模式如下图5.2所示,可以发现剖面的破坏模式与天然工况类似,稍微有点复杂,虽近似为圆弧滑动,但有一部分滑面是沿着马兰黄土和离石黄土层分界面的,最危险滑面主要处于马兰黄土层中。</p><p style="text-align: justify;">通过强度折减法计算,得到的计算安全系数为0.9647,相比天然工况有了一定的减小,此时剖面的稳定状态为不稳定状态。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1543387332163122.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图5.2 剖面5-5暴雨工况下的剪切耗散图</p><p style="text-align: justify;"><strong>5.3 地震工况</strong></p><p style="text-align: justify;">在地震工况下,对模型施加了横向体荷载,设定横向加速度大小为0.05g,剖面5-5的破坏模式如下图5.3所示,可以发现剖面的破坏模式与天然工况类似,稍微有点复杂,虽近似为圆弧滑动,但有一部分滑面是沿着马兰黄土和离石黄土层分界面的,最危险滑面主要处于马兰黄土层中。</p><p style="text-align: justify;">通过强度折减法计算,得到的计算安全系数为0.9738,说明此时该剖面已经达到不稳定状态。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1543387464746926.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图5.3 剖面5-5地震工况下的剪切耗散图</p><p style="text-align: justify;"><strong>5.4 支护后天然工况</strong></p><p style="text-align: justify;">对于剖面5-5,采用的支护方式为:在坡面上施加锚杆框架和锚杆,在天然工况下,支护后的剖面5-5的破坏模式如下图5.4所示,可以发现剖面的破坏模式为圆弧滑动,最危险滑面往下移动到片岩层中,贯穿整个边坡的土层,且滑面绕过了支护的锚杆锚索。</p><p style="text-align: justify;">通过强度折减法进行计算,得到的计算安全系数为1.535,相比支护前,安全系数得到很大的增加,此时该剖面达到稳定状态。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1543387532547656.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图5.4 支护后的剖面5-5天然工况下的剪切耗散图</p><p style="text-align: justify;"><strong>5.5 支护后暴雨工况</strong></p><p style="text-align: justify;">在暴雨工况下,支护后的剖面5-5的破坏模式如下图5.5所示,可以发现剖面的破坏模式与天然工况类似,为圆弧滑动,最危险滑面同样主要位于片岩层中,贯穿边坡的所有土层,且滑面绕过了支护的锚杆锚索。</p><p style="text-align: justify;">通过强度折减法进行计算,得到的计算安全系数为1.507,相比支护前,安全系数得到很大的增加,此时该剖面达到稳定状态。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1543387610396222.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图5.5 支护后的剖面5-5暴雨工况下的剪切耗散图</p><p><strong>5.6 支护后地震工况</strong></p><p>在地震工况下,支护后的剖面5-5的破坏模式如下图5.6所示,可以发现剖面的破坏模式与天然工况类似,为圆弧滑动,最危险滑面同样主要位于片岩层中,贯穿边坡的所有土层,且滑面绕过了支护的锚杆锚索。</p><p>通过强度折减法进行计算,得到的计算安全系数为1.383,相比支护前,安全系数得到很大的增加,此时该剖面达到稳定状态。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1543387654846689.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图5.6 支护后的剖面5-5地震工况下的剪切耗散图</p><p style="text-align: justify;"><strong>6&nbsp; 变形分析</strong></p><p style="text-align: justify;">对于本项目,除了对剖面的破坏模式和稳定性进行分析之外,同时采用弹塑性分析,对坡面模型的整体变形进行了分析。</p><p style="text-align: justify;">对于剖面5-5,分别对初始坡面和支护后的剖面在天然工况、暴雨工况和地震工况下进行了弹塑性分析,分析得到了模型的整体变形情况。</p><p style="text-align: justify;"><strong>6.1 天然工况</strong></p><p style="text-align: justify;">对剖面5-5天然工况下进行弹塑性分析,得到最大应力为2390 kPa,应变值很小,最大应变仅仅为0.1069,最大变形位移为22.9 mm,如图6.1所示即为剖面5-5在天然工况下的变形云图,变形位置主要位于剖面上部的马兰黄土层中。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1543387782757299.png" alt="image.png"/><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1543387790150724.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图6.1 剖面5-5天然工况下的变形云图</p><p style="text-align: justify;"><strong>6.2 暴雨工况</strong></p><p style="text-align: justify;">在暴雨工况下,剖面5-5中的各岩土材料参数发生了一定的变化。</p><p style="text-align: justify;">由5.2所知,剖面5-5在暴雨工况下的安全系数为0.9647,此时边坡处于不稳定状态,即边坡已经发生破坏,因此这种情况下计算变形结果是不收敛的,故本节不多加讨论。</p><p style="text-align: justify;"><strong>6.3 地震工况</strong></p><p style="text-align: justify;">在地震工况下,对模型施加横向体荷载,设定横向加速度大小为0.05g。</p><p style="text-align: justify;">由5.3所知,剖面5-5在地震工况下的安全系数为0.9738,此时边坡处于不稳定状态,即边坡已经发生破坏,因此这种情况下计算变形结果是不收敛的,故本节不多加讨论。</p><p style="text-align: justify;"><strong>6.4 支护后天工况</strong></p><p style="text-align: justify;">对于剖面5-5,采用的支护方式为:在坡面上施加锚杆框架和锚杆。对剖面5-5天然工况下进行弹塑性分析,得到最大应力为2417 kPa,应变值很小,最大应变变为3.466×10<sup>-2</sup>,最大变形位移为18.7 mm,如图6.2所示即为支护后的剖面5-5在天然工况下的变形云图,变形位置主要位于剖面上部的马兰黄土和离石黄土层中。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1543387905652304.png" alt="image.png"/><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1543387912572325.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图6.2 支护后的剖面5-5天然工况下的变形云图</p><p style="text-align: justify;"><strong>6.5 支护后暴雨工况</strong></p><p style="text-align: justify;">对剖面5-5暴雨工况下进行弹塑性分析,得到最大应力为2437 kPa,应变值很小,最大应变仅仅为4.651×10<sup>-2</sup>,最大变形位移为33.8 mm,如图6.3所示即为支护后的剖面5-5在暴雨工况下的变形云图,变形位置主要位于剖面上部的马兰黄土和离石黄土层中。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1543387953840665.png" alt="image.png"/><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1543387960481541.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图6.3 支护后的剖面5-5暴雨工况下的变形云图</p><p style="text-align: justify;"><strong>6.6 支护后地震工况</strong></p><p style="text-align: justify;">对剖面5-5地震工况下进行弹塑性分析,得到最大应力为2417 kPa,应变值相比天然工况增大很多,最大应变为0.1489,最大变形位移为61.2 mm,如图6.4所示即为支护后的剖面5-5在地震工况下的变形云图,变形位置主要位于剖面上部的马兰黄土和离石黄土层中。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1543388002839454.png" alt="image.png"/><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1543388009365759.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图6.4 支护后的剖面5-5地震工况下的变形云图</p><p style="text-align: justify;"><strong>7&nbsp; 结论</strong></p><p style="text-align: justify;">本文主要对剖面5-5的初始剖面和支护后的剖面进行了分析,并同时考虑了天然工况、暴雨工况和地震工况,不仅采用强度折减法对剖面的破坏模式以及稳定性进行了分析,也采用弹塑性法对剖面的整体变形进行了分析,得到的结果汇总如下表7.1所示:&nbsp;</p><p style="text-align: center;">表7.1 计算结果汇总表</p><p><table data-sort="sortDisabled" align="center" width="659"><tbody><tr class="firstRow"><td valign="middle" style="word-break: break-all; border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127);" rowspan="2" colspan="1" align="center" width="87">剖面</td><td valign="middle" style="word-break: break-all; border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127);" rowspan="2" colspan="1" align="center" width="133">剖面支护状况</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="2" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="97">工况阶段</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" rowspan="1" colspan="2" align="center">稳定性分析</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="97">变形分析</td></tr><tr><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="97">安全系数</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="147">稳定状态</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="87">最大位移,mm</td></tr><tr><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" rowspan="6" colspan="1" align="center" width="133">剖面5-5</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" rowspan="3" colspan="1" align="center" width="97">初始剖面</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="97">天然工况</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="97">1.063<br/></td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="147">基本稳定</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="97">22.9</td></tr><tr><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="97">暴雨工况</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="97">0.9647</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="147">不稳定</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="97">发生破坏</td></tr><tr><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="97">地震工况</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="97">0.9738</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="147">不稳定</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="133">发生破坏</td></tr><tr><td valign="middle" colspan="1" rowspan="3" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="97">支护后剖面</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="97">天然工况</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="97">1.535</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="147">稳定</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="97">18.7</td></tr><tr><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="97">暴雨工况</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="97">1.507</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="147">稳定</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="97">33.8</td></tr><tr><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="97">地震工况</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="97">1.383</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="147">稳定</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="undefined">61.2</td></tr></tbody></table><br/></p><p>由计算结果可知:</p><p>1、初始剖面5-5,初始稳定性都存在一定的风险,特别是在暴雨工况和地震工况下,因此需要对其采取相应的支护措施;</p><p>2、支护后的剖面,稳定性得到了很大程度的增强,不管是在天然工况、暴雨工况,还是地震工况下,都可以达到稳定状态,因此采取的支护措施是可行的;</p><p>3、采取支护措施之后,剖面的变形情况良好,可以避免因边坡失稳对边坡上的房屋造成的损害。</p><p>4、对于剖面5-5,支护后的剖面稳定性较好,可以考虑将锚索的铺设密度调小一点,看看支护效果。</p>

使用OptumG2反算有支挡结构作用下的滑面参数

库仑产品库仑沈工 发表了文章 • 0 个评论 • 565 次浏览 • 2018-07-16 11:12 • 来自相关话题

项目要求:1. 根据原设计断面相应防护(考虑桩基承台挡墙的支挡作用),以及坡体破坏后的情况,反算滑面参数。2. 根据现地面情况进行稳定性分析,评价其稳定性。项目背景:原设计断面施工完成后半年时间内是稳定的,后期可能是在暴雨工况下,改变了土壤参数才造成的失稳破坏。滑面位置已确定。支挡结构中,挡墙完全破坏了,桩也破坏了。现状地形是对原设计断面进行了挖方。几何模型原设计断面OptumG2建模模型说明:土体,挡墙与桩设置强度不折减(挡墙选择线弹性材料,墙下桩基选择为板,按实际截面参数建模,前方未断发桩按刚性板建模),我们在滑面处设置剪切结理输入c,fai值,剪切结理设置成强度可折减,选择强度折减法折减实体进行分析。我们想象得到的结果是滑面处发生大变形,计算得到一个强度折减系数n,然后剪切结理处输入的c=15,fai=12值除以n即为真实的滑面参数。桩基承台挡墙支挡下滑面反算c,fai    最后计算得到强度折减系数1.183,剪切结理输入的c=15,fai=12值除以1.183即为真实的滑面参数c=12.68,fai=10.14,滑面反算已完成。     接下来计算现有地形线下的稳定性系数。各土体参数同上,滑面参数输入是折减后的c,fai,事实上我们的桩基承台挡墙支挡已经破坏了,模型中不用建进去。所有的土体参数设置成强度可折减,选择强度折减法折减实体进行分析。现状地形OptumG2建模现有边坡的最终安全系数为1.073,如下图:现状地形稳定性系数计算 查看全部
<p><strong>项目要求</strong>:</p><p>1.&nbsp;根据原设计断面相应防护(考虑桩基承台挡墙的支挡作用),以及坡体破坏后的情况,反算滑面参数。</p><p>2.&nbsp;根据现地面情况进行稳定性分析,评价其稳定性。</p><p><strong>项目背景</strong>:原设计断面施工完成后半年时间内是稳定的,后期可能是在暴雨工况下,改变了土壤参数才造成的失稳破坏。滑面位置已确定。支挡结构中,挡墙完全破坏了,桩也破坏了。现状地形是对原设计断面进行了挖方。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1531710534529187.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">几何模型</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1531710555563272.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">原设计断面OptumG2建模</p><p><strong>模型说明</strong>:土体,挡墙与桩设置强度不折减(挡墙选择线弹性材料,墙下桩基选择为板,按实际截面参数建模,前方未断发桩按刚性板建模),我们在滑面处设置剪切结理输入c,fai值,剪切结理设置成强度可折减,选择强度折减法折减实体进行分析。我们想象得到的结果是滑面处发生大变形,计算得到一个强度折减系数n,然后剪切结理处输入的c=15,fai=12值除以n即为真实的滑面参数。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1531710588300716.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">桩基承台挡墙支挡下滑面反算c,fai</p><p>&nbsp; &nbsp; 最后计算得到强度折减系数1.183,剪切结理输入的c=15,fai=12值除以1.183即为真实的滑面参数c=12.68,fai=10.14,滑面反算已完成。</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp;接下来计算现有地形线下的稳定性系数。各土体参数同上,滑面参数输入是<strong>折减后的c,fai</strong>,事实上我们的桩基承台挡墙支挡已经破坏了,模型中不用建进去。所有的土体参数设置成强度可折减,选择强度折减法折减实体进行分析。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1531710678324645.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">现状地形OptumG2建模</p><p>现有边坡的最终安全系数为1.073,如下图:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1531710712190984.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">现状地形稳定性系数计算</p>

OptumG2土钉墙案例

库仑产品库仑李建 发表了文章 • 0 个评论 • 728 次浏览 • 2018-05-31 10:11 • 来自相关话题

一、OptumG2土钉墙案例1源文件:OptumG2土钉墙案例1.zip采用OptumG2主要模拟了土钉墙的开挖过程,分析了土钉墙的稳定性和对周围建筑物桩基的影响,模型如图1所示。土钉墙喷射混凝土采用板单元模拟的,土钉采用土钉单元模拟,建筑物采用刚体来模拟的,在建筑物下方添加桩单元作为桩基。图1 OptumG2模型工况阶段1为开挖工况,开挖3m,如下图,以及相应的计算结果。图2 工况1:开挖3m图3 开挖引起的土体水平位移图4 土体破坏面,安全系数=1.766工况阶段2施加土钉,如下图,以及相应的计算结果。图5 施加土钉和土体水平位移工况阶段3为开挖工况,再次开挖3m,如下图,以及相应的计算结果。 图6 再次开挖3m和土体水平位移图7 再次开挖3m后的土体破坏模式,安全系数=2.681工况阶段4施加土钉,如下图,以及相应的计算结果。图8 施加土钉和土体水平位移图9 施加第二排土钉后的土体破坏模式,安全系数=2.987图10 开挖完成时建筑无的沉降情况图11 开挖完成时桩基所受弯矩二、OptumG2土钉墙案例2源文件:OptumG2土钉墙案例2.zip本案例主要讨论的是土钉墙在施工过程中,土钉墙的稳定性和对周围建筑物的沉降影响,模型如下图所示。墙是用板单元来进行模拟的,材料为默认的P800,土钉采用软件中自带的土钉单元即可。在墙体上添加了土钉。建筑物采用刚体来模拟的,在建筑物下方添加了桩体。图12 OptumG2模型分析中共设置了两个工况,一个是计算模型的稳定性,还有一个采用弹塑性分析来计算位移和沉降。计算模型的稳定性采用的事强度折减法,得到的破坏模式如下图所示:图13 土体破坏模式      计算位移和沉降,我们采用的是弹塑性分析,竖向位移云图如下图所示:图14 土体竖向位移云图通过弹塑性分析,不仅可以得到整个模型的变形,也可以得到建筑物的沉降情况。从上图中可以看到,在建筑物的底部有一条红线,可以准确读处建筑物的沉降情况,也可以单独得到由于基坑开挖引起的建筑物的桩基内力辩护。对于基坑开挖,在软件中可以选择HMC本构模型,设置分别设置土体的弹性模量(压缩)和回弹模量(回弹),因为土体压缩时采用的弹性模量往往比回弹时的弹性模量更小,这样可以得到更真实的坑外和坑外土体位移情况。此外,如果对于分步施工,比如基坑分步开挖,或者分部放坡的情况,也可以按照施工步骤建立多个工况,逐步分析沉降情况,下图所示的案例是上海的一个基坑分步开挖,分析其对周边建筑物的沉降影响的案例。图15 基坑开挖对周边建筑物影响分析图16 基坑开挖完成时建筑物桩基弯矩分布 查看全部
<p style="text-align: justify;"><strong>一、OptumG2土钉墙案例1</strong></p><p style="text-align: justify;">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="OptumG2土钉墙案例1.zip" style="font-size: 12px; color: rgb(0, 102, 204);">OptumG2土钉墙案例1.zip</a></p><p style="text-align: justify;">采用OptumG2主要模拟了土钉墙的开挖过程,分析了土钉墙的稳定性和对周围建筑物桩基的影响,模型如图1所示。土钉墙喷射混凝土采用板单元模拟的,土钉采用土钉单元模拟,建筑物采用刚体来模拟的,在建筑物下方添加桩单元作为桩基。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1527729836549512.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">图1 OptumG2模型</p><p style="text-align: justify;">工况阶段1为开挖工况,开挖3m,如下图,以及相应的计算结果。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1527729880473160.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">图2 工况1:开挖3m</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1527729894565661.png" alt="blob.png"/><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1527729902629990.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">图3 开挖引起的土体水平位移</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1527729911119144.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">图4 土体破坏面,安全系数=1.766</p><p style="text-align: justify;">工况阶段2施加土钉,如下图,以及相应的计算结果。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1527729929443390.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">图5 施加土钉和土体水平位移</p><p style="text-align: justify;">工况阶段3为开挖工况,再次开挖3m,如下图,以及相应的计算结果。</p><p style="text-align: center;">&nbsp;<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1527729944661616.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1527729958842058.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">图6 再次开挖3m和土体水平位移</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1527729969786406.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">图7 再次开挖3m后的土体破坏模式,安全系数=2.681</p><p style="text-align: justify;">工况阶段4施加土钉,如下图,以及相应的计算结果。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1527729980659660.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1527729987809111.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">图8 施加土钉和土体水平位移</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1527730013293779.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">图9 施加第二排土钉后的土体破坏模式,安全系数=2.987</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1527730025133894.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1527730031484768.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">图10 开挖完成时建筑无的沉降情况</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1527730037735868.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1527730043145277.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">图11 开挖完成时桩基所受弯矩</p><p style="text-align: justify;"><strong><span style="text-align: justify;">二、OptumG2土钉墙案例2</span></strong></p><p style="text-align: justify;">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="OptumG2土钉墙案例2.zip" style="font-size: 12px; color: rgb(0, 102, 204);">OptumG2土钉墙案例2.zip</a></p><p style="text-align: justify;">本案例主要讨论的是土钉墙在施工过程中,土钉墙的稳定性和对周围建筑物的沉降影响,模型如下图所示。墙是用板单元来进行模拟的,材料为默认的P800,土钉采用软件中自带的土钉单元即可。在墙体上添加了土钉。建筑物采用刚体来模拟的,在建筑物下方添加了桩体。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1527730118908539.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">图12 OptumG2模型</p><p style="text-align: justify;">分析中共设置了两个工况,一个是计算模型的稳定性,还有一个采用弹塑性分析来计算位移和沉降。</p><p style="text-align: justify;">计算模型的稳定性采用的事强度折减法,得到的破坏模式如下图所示:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1527730135248210.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">图13 土体破坏模式</p><p style="text-align: justify;">&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 计算位移和沉降,我们采用的是弹塑性分析,竖向位移云图如下图所示:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1527730145943436.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">图14 土体竖向位移云图</p><p style="text-align: justify;">通过弹塑性分析,不仅可以得到整个模型的变形,也可以得到建筑物的沉降情况。从上图中可以看到,在建筑物的底部有一条红线,可以准确读处建筑物的沉降情况,也可以单独得到由于基坑开挖引起的建筑物的桩基内力辩护。</p><p style="text-align: justify;">对于基坑开挖,在软件中可以选择HMC本构模型,设置分别设置土体的弹性模量(压缩)和回弹模量(回弹),因为土体压缩时采用的弹性模量往往比回弹时的弹性模量更小,这样可以得到更真实的坑外和坑外土体位移情况。</p><p style="text-align: justify;">此外,如果对于分步施工,比如基坑分步开挖,或者分部放坡的情况,也可以按照施工步骤建立多个工况,逐步分析沉降情况,下图所示的案例是上海的一个基坑分步开挖,分析其对周边建筑物的沉降影响的案例。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1527730182139745.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">图15 基坑开挖对周边建筑物影响分析</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1527730189911261.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1527730201609171.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">图16 基坑开挖完成时建筑物桩基弯矩分布</p>

OptumG2工程实例:国内某基坑开挖项目——基坑开挖对电塔的影响分析

库仑产品库仑李建 发表了文章 • 0 个评论 • 1380 次浏览 • 2017-12-22 10:23 • 来自相关话题

项目名称:国内某基坑开挖项目——基坑开挖对电塔的影响分析使用软件:OptumG2项目模型注:图中红线为用于方便读取相应位置结果数据的结果截面,对计算没有影响。岩土参数在本次OptumG2计算中,岩土材料采用HMC材料模型来模拟,以考虑土体加载和卸载时不同的弹性变形规律。编号名称重度kN/m3弹性模量MPa回弹模量MPa泊松比粘聚力kPa内摩擦角°1杂填土15.420600.255122可塑-硬塑状粉质黏土15.3401200.2523163稍密-中密状圆砾16802400.252334强风化泥质粉砂岩21.5250075000.323155中等风化泥质粉砂岩223600100000.33520边界条件边界条件选用OptumG2默认标准边界条件,即模型左右边界限制x方向(水平方向)的位移,模型底边界同时限制x方向和z方向的位移。该边界条件也是有限元平面应变分析中最常用的边界条件。结果(1)初始地应力(2)地下连续墙施工施工地下连续墙模型图:施工地下连续墙后整体的位移云图:电塔基础底部的沉降情况如下图所示,有计算结果和下图可以得到,施工地下连续墙,基础最大沉降为0.07mm,最大差异沉降约为0.054mm。施工地下连续墙后电塔基础沉降云图:(3)开挖至2.5m基坑开挖2.5m的模型图:基坑开挖2.5m后整体的位移云图:电塔基础底部的沉降情况如下图所示,有计算结果和下图可以得到,施工地下连续墙,基础最大沉降为0.08mm,最大差异沉降约为0.054mm。开挖2.5m后电塔基础沉降云图:(4)添加第一道支撑添加第一道支撑模型图:添加第一道支撑后整体的位移云图:电塔基础底部的沉降情况如下图所示,有计算结果和下图可以得到,施工地下连续墙,基础最大沉降为0.11mm,最大差异沉降约为0.052mm。添加第一道支撑后电塔基础沉降云图:(5)开挖至8.6m开挖至8.6m的模型图:开挖至8.6m后整体的位移云图:电塔基础底部的沉降情况如下图所示,有计算结果和下图可以得到,施工地下连续墙,基础最大沉降为2.28mm,最大差异沉降约为1.71mm。开挖至8.6m后电塔基础沉降云图:(6)添加第二道支撑添加第二道支撑的模型图:添加第二道支撑后整体的位移云图:电塔基础底部的沉降情况如下图所示,有计算结果和下图可以得到,施工地下连续墙,基础最大沉降为2.03mm,最大差异沉降约为1.9mm。添加第二道支撑后电塔基础沉降云图:(7)开挖至13.6m开挖至13.6m的模型图:开挖至13.6m后整体的位移云图:电塔基础底部的沉降情况如下图所示,有计算结果和下图可以得到,施工地下连续墙,基础最大沉降为3.49mm,最大差异沉降约为2.25mm。开挖至13.6m后电塔基础沉降云图:(8)添加第三道支撑添加第三道支撑的模型图:添加第三道模型图后整体的位移云图:电塔基础底部的沉降情况如下图所示,有计算结果和下图可以得到,施工地下连续墙,基础最大沉降为3.54mm,最大差异沉降约为2.27mm。添加第三道支撑后电塔基础沉降云图:(9)完全开挖完全开挖的模型图:完全开挖后整体的位移云图:电塔基础底部的沉降情况如下图所示,有计算结果和下图可以得到,施工地下连续墙,基础最大沉降为9.8mm,最大差异沉降约为2.45mm。完全开挖后电塔基础沉降云图:总结总结开挖过程中基础的最大沉降和最大差异沉降值,如下表所示:施工步骤施工名称基础最大沉降,mm基础最大差异沉降,mm0(初始地应力)//1施工地下连续墙0.070.0542开挖至 2.5m0.080.0543添加第一道支撑0.110.0524开挖至 8.6m2.031.715添加第二道支撑2.031.96开挖至 13.6m3.492.257添加第三道支撑3.542.278完全开挖9.82.45从上表可以得出,基础沉降大小和差异沉降均在允许范围内。 查看全部
<p style="text-align: justify;"><strong>项目名称:</strong>国内某基坑开挖项目——基坑开挖对电塔的影响分析</p><p style="text-align: justify;"><strong>使用软件:</strong>OptumG2</p><p style="text-align: justify;"><strong>项目模型</strong></p><p style="text-align: center;"><strong><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1513908111745562.png" alt="blob.png"/></strong></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1513908145765344.png" alt="blob.png"/></p><blockquote><p style="text-align: justify;">注:图中红线为用于方便读取相应位置结果数据的结果截面,对计算没有影响。</p></blockquote><p style="text-align: justify;"><strong>岩土参数</strong></p><p style="text-align: justify;">在本次OptumG2计算中,岩土材料采用HMC材料模型来模拟,以考虑土体加载和卸载时不同的弹性变形规律。</p><table align="center" width="659"><tbody><tr class="firstRow"><td valign="middle" style="word-break: break-all; border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127);" align="center" width="51">编号<br/></td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="163">名称</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="63"><p>重度</p><p>kN/m<sup>3</sup></p></td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="82"><p>弹性模量</p><p>MPa</p></td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="82"><p>回弹模量</p><p>MPa</p></td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="67">泊松比</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="67"><p>粘聚力</p><p>kPa</p></td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="83"><p>内摩擦角</p><p>°</p></td></tr><tr><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="51">1</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="163">杂填土</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="63">15.4</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="82">20</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="82">60</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="67">0.25</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="67">5</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="83">12</td></tr><tr><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="51">2</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="163">可塑-硬塑状粉质黏土</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="63">15.3</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="82">40</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="82">120</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="67">0.25</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="67">23</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="83">16</td></tr><tr><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="51">3</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="163">稍密-中密状圆砾</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="63">16</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="82">80</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="82">240</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="67">0.25</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="67">2</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="83">33</td></tr><tr><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="51">4</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="163">强风化泥质粉砂岩</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="63">21.5</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="82">2500</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="82">7500</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="67">0.3</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="67">23</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="83">15</td></tr><tr><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="51">5</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="163">中等风化泥质粉砂岩</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="63">22</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="82">3600</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="82">10000</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="67">0.3</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="67">35</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="83">20</td></tr></tbody></table><p style="text-align: center;"><br/></p><p style="text-align: justify;"><strong>边界条件</strong></p><p style="text-align: justify;">边界条件选用OptumG2默认标准边界条件,即模型左右边界限制x方向(水平方向)的位移,模型底边界同时限制x方向和z方向的位移。该边界条件也是有限元平面应变分析中最常用的边界条件。</p><p style="text-align: justify;"><strong>结果</strong></p><p style="text-align: justify;"><strong>(</strong><strong>1</strong><strong>)初始地应力</strong></p><p style="text-align: center;"><strong><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1513908449186097.png" alt="blob.png"/></strong></p><p style="text-align: justify;"><strong>(</strong><strong>2</strong><strong>)地下连续墙施工</strong></p><p style="text-align: justify;">施工地下连续墙模型图:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1513908466379775.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: justify;">施工地下连续墙后整体的位移云图:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1513908525127172.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: justify;">电塔基础底部的沉降情况如下图所示,有计算结果和下图可以得到,施工地下连续墙,基础最大沉降为0.07mm,最大差异沉降约为0.054mm。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1513908546410920.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: justify;">施工地下连续墙后电塔基础沉降云图:</p><p style="text-align: center;"><strong><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1513908555212015.png" alt="blob.png"/></strong></p><p style="text-align: justify;"><strong>(</strong><strong>3</strong><strong>)开挖至</strong><strong>2.5m</strong></p><p style="text-align: justify;">基坑开挖2.5m的模型图:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1513908568773811.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: justify;">基坑开挖2.5m后整体的位移云图:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1513908582803461.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: justify;">电塔基础底部的沉降情况如下图所示,有计算结果和下图可以得到,施工地下连续墙,基础最大沉降为0.08mm,最大差异沉降约为0.054mm。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1513908594495160.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: justify;">开挖2.5m后电塔基础沉降云图:</p><p style="text-align: center;"><strong><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1513908613858434.png" alt="blob.png"/></strong></p><p style="text-align: justify;"><strong>(</strong><strong>4</strong><strong>)添加第一道支撑</strong></p><p style="text-align: justify;">添加第一道支撑模型图:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1513908623983338.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: justify;">添加第一道支撑后整体的位移云图:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1513908640165824.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: justify;">电塔基础底部的沉降情况如下图所示,有计算结果和下图可以得到,施工地下连续墙,基础最大沉降为0.11mm,最大差异沉降约为0.052mm。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1513908650592401.png" alt="blob.png"/></p><p><span style="text-align: justify;">添加第一道支撑后电塔基础沉降云图:</span></p><p style="text-align: center;"><strong><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1513908662289948.png" alt="blob.png"/></strong></p><p style="text-align: justify;"><strong>(</strong><strong>5</strong><strong>)开挖至</strong><strong>8.6m</strong></p><p style="text-align: justify;">开挖至8.6m的模型图:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1513908676210258.png" alt="blob.png"/></p><p><span style="text-align: justify;">开挖至8.6m后整体的位移云图:</span></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1513908692238482.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: justify;">电塔基础底部的沉降情况如下图所示,有计算结果和下图可以得到,施工地下连续墙,基础最大沉降为2.28mm,最大差异沉降约为1.71mm。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1513908704709456.png" alt="blob.png"/></p><p><span style="text-align: justify;">开挖至8.6m后电塔基础沉降云图:</span></p><p style="text-align: center;"><strong><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1513908723591932.png" alt="blob.png"/></strong></p><p style="text-align: justify;"><strong>(</strong><strong>6</strong><strong>)添加第二道支撑</strong></p><p style="text-align: justify;">添加第二道支撑的模型图:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1513908737487206.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: justify;">添加第二道支撑后整体的位移云图:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1513908770524469.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: justify;">电塔基础底部的沉降情况如下图所示,有计算结果和下图可以得到,施工地下连续墙,基础最大沉降为2.03mm,最大差异沉降约为1.9mm。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1513908782363476.png" alt="blob.png"/></p><p><span style="text-align: justify;">添加第二道支撑后电塔基础沉降云图:</span></p><p style="text-align: center;"><strong><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1513908797694009.png" alt="blob.png"/></strong></p><p style="text-align: justify;"><strong>(</strong><strong>7</strong><strong>)开挖至</strong><strong>13.6m</strong></p><p style="text-align: justify;">开挖至13.6m的模型图:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1513908807969586.png" alt="blob.png"/></p><p><span style="text-align: justify;">开挖至13.6m后整体的位移云图:</span></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1513908823596535.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: justify;">电塔基础底部的沉降情况如下图所示,有计算结果和下图可以得到,施工地下连续墙,基础最大沉降为3.49mm,最大差异沉降约为2.25mm。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1513908833404845.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: justify;">开挖至13.6m后电塔基础沉降云图:</p><p style="text-align: center;"><strong><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1513908845113094.png" alt="blob.png"/></strong></p><p style="text-align: justify;"><strong>(</strong><strong>8</strong><strong>)添加第三道支撑</strong></p><p style="text-align: justify;">添加第三道支撑的模型图:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1513908859778877.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: justify;">添加第三道模型图后整体的位移云图:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1513908873449702.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: justify;">电塔基础底部的沉降情况如下图所示,有计算结果和下图可以得到,施工地下连续墙,基础最大沉降为3.54mm,最大差异沉降约为2.27mm。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1513908882487519.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: justify;">添加第三道支撑后电塔基础沉降云图:</p><p style="text-align: center;"><strong><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1513909240192714.png" alt="blob.png"/></strong></p><p style="text-align: justify;"><strong>(</strong><strong>9</strong><strong>)完全开挖</strong></p><p style="text-align: justify;">完全开挖的模型图:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1513909274630578.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: justify;">完全开挖后整体的位移云图:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1513909288890949.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: justify;">电塔基础底部的沉降情况如下图所示,有计算结果和下图可以得到,施工地下连续墙,基础最大沉降为9.8mm,最大差异沉降约为2.45mm。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1513909324704692.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: justify;">完全开挖后电塔基础沉降云图:</p><p style="text-align: center;"><strong><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1513909341434325.png" alt="blob.png"/></strong></p><p style="text-align: justify;"><strong>总结</strong></p><p style="text-align: justify;">总结开挖过程中基础的最大沉降和最大差异沉降值,如下表所示:</p><table align="center" width="659"><tbody><tr class="firstRow"><td valign="middle" style="word-break: break-all; border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127);" align="center" width="98">施工步骤<br/></td><td valign="middle" style="word-break: break-all; border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127);" align="center" width="154">施工名称</td><td valign="middle" style="word-break: break-all; border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127);" align="center" width="184">基础最大沉降,mm</td><td valign="middle" style="word-break: break-all; border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127);" align="center" width="222">基础最大差异沉降,mm</td></tr><tr><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="word-break: break-all; border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127);" align="center" width="98">0</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="word-break: break-all; border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127);" align="center" width="154">(初始地应力)</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="word-break: break-all; border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127);" align="center" width="184">/</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="222">/</td></tr><tr><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="word-break: break-all; border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127);" align="center" width="98">1</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="154">施工地下连续墙</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="184">0.07</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="222">0.054</td></tr><tr><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="word-break: break-all; border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127);" align="center" width="98">2</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="154">开挖至 2.5m</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="184">0.08</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="222">0.054</td></tr><tr><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="word-break: break-all; border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127);" align="center" width="98">3</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="154">添加第一道支撑</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="184">0.11</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="222">0.052</td></tr><tr><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="word-break: break-all; border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127);" align="center" width="98">4</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="154">开挖至 8.6m</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="184">2.03</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="222">1.71</td></tr><tr><td valign="middle" style="word-break: break-all; border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127);" align="center" width="98">5</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="154">添加第二道支撑</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="184">2.03</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="222">1.9</td></tr><tr><td valign="middle" style="word-break: break-all; border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127);" align="center" width="98">6</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="154">开挖至 13.6m</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="184">3.49</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="222">2.25</td></tr><tr><td valign="middle" style="word-break: break-all; border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127);" align="center" width="98">7</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="154">添加第三道支撑</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="184">3.54</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="222">2.27</td></tr><tr><td valign="middle" style="word-break: break-all; border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127);" align="center" width="98">8</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="154">完全开挖</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="184">9.8</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="222">2.45</td></tr></tbody></table><p style="text-align: center;"><br/></p><p style="text-align: justify;">从上表可以得出,基础沉降大小和差异沉降均在允许范围内。</p>

边坡+多排抗滑桩案例:GEO5在桥改路3-3剖面中的设计思路

库仑产品库仑李建 发表了文章 • 0 个评论 • 1464 次浏览 • 2017-11-24 10:01 • 来自相关话题

3-3剖面设计:GEO5工况1:无填土,无筋材,无抗滑桩本工况阶段主要用于验算没有进行填方之前原始边坡的天然稳定性。计算得到安全系数为2.44,边坡稳定性满足要求。工况2:加填土本工况阶段主要用于验算添加填方后,填方边坡的稳定性和边坡整体稳定性。由于填土为无黏性土,因此最危险滑面位于边坡表面。这里为了搜索得到更深的滑面,进行滑面约束,即不考虑边坡表面的滑面,得到安全系数为1.09,边坡稳定性不满足要求。工况3:填土加筋材由于填土稳定性不满足要求,该工况阶段我们施加筋材,并验算施加筋材后的边坡稳定性。添加筋材后,使用GEO5的最危险滑面自动搜索功能和搜索区域限制功能,分别对边坡的整体稳定性,第一级台阶稳定性和第二级台阶稳定性进行了计算,安全系数分别为1.24、1.12和1.35,小于设计安全系数1.35,边坡稳定性不满足要求。工况4: 筋材+抗滑桩由于施加筋材后边坡稳定性依然不满足要求,所以考虑施加抗滑桩,并验算边坡整体稳定性。分别验算了滑面穿过三排抗滑桩的整体稳定性、第一个台阶的稳定性和滑面穿过最上面一排抗滑桩桩顶的第二个台阶的稳定性,安全系数分别为1.9、2.02和1.49,大于设计安全系数1.35,边坡稳定性满足要求。在GEO5中设计抗滑桩时分为两步,第一步为概念设计或初步设计,即通过少数且重要的参数判断施加抗滑桩以后对边坡稳定性的影响;第二步为详细设计,即输入更多的参数,从而计算抗滑桩的变形、内力,并据此配筋。在该工况阶段中,我们实际上是通过初略估算抗滑桩能承受的最大下滑力(通常为抗剪承载力)来估算边坡的稳定性,从而快速确定抗滑桩的位置和所需抗滑桩的大致尺寸、间距等几何参数。在下一步工况中我们将进行抗滑桩验算,即详细设计。工况5:抗滑桩验算该工况中,我们对抗滑桩的承载力进行详细验算,得到桩身变形、内力和配筋情况。在土质边坡模块中我们可以计算得到作用在每排抗滑桩上的剩余下滑力和剩余抗滑力,利用得到的荷载,直接在土坡模块中调用「抗滑桩设计」 模块,即可以进行抗滑桩验算。关于GEO5如何处理多排抗滑桩之间推力的分布问题,请查看这里:作用在抗滑桩上的力 - 库仑问答在计算作用在抗滑桩上的推力时,软件无法计算桩顶低于地表的情况,即埋入式抗滑桩。原因在于土坡模块并不知道滑坡推力的分布形式,从而无法确定作用在桩身上的推力大小。处理方法为将桩定位到地表,得到滑坡推力,调用抗滑桩设计后,上移地层即可。根据假设的推力分布,取作用在抗滑桩上的推力部分,出于保守考虑,也可以将所有推力都作用在抗滑桩上。在本案例中,我们仅验算了最后一排抗滑桩。关于在GEO5中进行多排抗滑桩设计的更多资料,请参考本教程:多排抗滑桩优化设计 - 库仑问答  工况6:筋材+抗滑桩+地震最后,我们再对地震工况下的边坡整体稳定性进行验算。添加地震工况,计算安全系数为1.69,大于设计安全系数1.15,边坡稳定性满足要求。这里没有再对地震工况下的抗滑桩单独验算,其验算方法和工况5相同,仅仅是考虑了地震作用。破坏模式和安全系数复核:OptumG2对于复杂支挡结构,边坡的破坏模式往往较为复杂,采用极限平衡法(规范中采用的方法)计算得到的破坏模式或安全系数可能存在错误的情况,因此,本案例中我们还采用OptumG2(极限分析法)对该项目的边坡破坏模式和安全系数进行了复核。关于OptumG2的介绍,请见:OptumG2_南京库仑  关于极限分析方法的详细介绍,请见:入门教程(上) - 库仑问答  工况1:加筋材,无桩采用下限法计算得到边坡整体稳定性安全系数为1.235,和GEO5计算得到的整体稳定性安全系数1.24接近。工况2:加筋材,加桩计算得到安全系数为1.379,最危险滑面位于第二个台阶处,和GEO5计算得到的最危险滑面相同。结论本案例利用GEO5的多工况功能,把6中不同的情况 – 天然原始边坡稳定性、填方后边坡的稳定性、填方后加筋边坡的稳定性、填方后加筋且加抗滑桩边坡的稳定性、地震作用下边坡的稳定性、抗滑桩验算 – 全部整合到了一个软件文件中,可以统一生成设计思路清晰的计算书,大大节省了建模和计算的时间。同时,相比于理正,GEO5可以把所有边坡支护结构(本案例中包括筋材和抗滑桩)全部整合到一个模型中计算整体稳定性,也能单独对抗滑桩或者经常进行验算。最后,我们采用OptumG2中的极限分析方法对GEO5中极限平衡法计算得到的结果进行了复核。对于没有经验的工程师,或者非常复杂的支挡结构,OptumG2中提供的极限分析方法是一个非常好的计算手段。 查看全部
<p><span style="color: #FF0000;"><strong>3-3剖面设计:GEO5</strong></span><br/></p><p><strong>工况1:无填土,无筋材,无抗滑桩</strong></p><p>本工况阶段主要用于验算没有进行填方之前原始边坡的天然稳定性。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1511488315195854.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1511488329292141.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1511488343625640.png" alt="blob.png"/></p><p>计算得到安全系数为2.44,边坡稳定性满足要求。<br/></p><p><strong>工况2:加填土</strong></p><p>本工况阶段主要用于验算添加填方后,填方边坡的稳定性和边坡整体稳定性。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1511488361496604.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1511488368311503.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1511488377947343.png" alt="blob.png"/></p><p>由于填土为无黏性土,因此最危险滑面位于边坡表面。这里为了搜索得到更深的滑面,进行滑面约束,即不考虑边坡表面的滑面,得到安全系数为1.09,边坡稳定性不满足要求。</p><p><strong>工况3:填土加筋材</strong></p><p>由于填土稳定性不满足要求,该工况阶段我们施加筋材,并验算施加筋材后的边坡稳定性。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1511488401442926.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1511488409896676.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1511488419273679.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1511488429988133.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1511488447151056.png" alt="blob.png"/></p><p>添加筋材后,使用GEO5的最危险滑面自动搜索功能和搜索区域限制功能,分别对边坡的整体稳定性,第一级台阶稳定性和第二级台阶稳定性进行了计算,安全系数分别为1.24、1.12和1.35,小于设计安全系数1.35,边坡稳定性不满足要求。</p><p><strong>工况4: 筋材+抗滑桩</strong></p><p>由于施加筋材后边坡稳定性依然不满足要求,所以考虑施加抗滑桩,并验算边坡整体稳定性。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1511488464169172.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1511488472373794.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1511488482881494.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1511488493755742.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1511488501438452.png" alt="blob.png"/></p><p>分别验算了滑面穿过三排抗滑桩的整体稳定性、第一个台阶的稳定性和滑面穿过最上面一排抗滑桩桩顶的第二个台阶的稳定性,安全系数分别为1.9、2.02和1.49,大于设计安全系数1.35,边坡稳定性满足要求。</p><p>在GEO5中设计抗滑桩时分为两步,第一步为概念设计或初步设计,即通过少数且重要的参数判断施加抗滑桩以后对边坡稳定性的影响;第二步为详细设计,即输入更多的参数,从而计算抗滑桩的变形、内力,并据此配筋。在该工况阶段中,我们实际上是通过初略估算抗滑桩能承受的最大下滑力(通常为抗剪承载力)来估算边坡的稳定性,从而快速确定抗滑桩的位置和所需抗滑桩的大致尺寸、间距等几何参数。</p><p>在下一步工况中我们将进行抗滑桩验算,即详细设计。</p><p style="text-align: left;"><strong>工况5:抗滑桩验算</strong></p><p>该工况中,我们对抗滑桩的承载力进行详细验算,得到桩身变形、内力和配筋情况。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1511488529910441.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1511488536378073.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1511488544117350.png" alt="blob.png"/></p><p>在土质边坡模块中我们可以计算得到作用在每排抗滑桩上的剩余下滑力和剩余抗滑力,利用得到的荷载,直接在土坡模块中调用「抗滑桩设计」 模块,即可以进行抗滑桩验算。</p><p>关于GEO5如何处理多排抗滑桩之间推力的分布问题,请查看这里:<a href="http://www.wen.kulunsoft.com/dochelp/1146" target="_blank">作用在抗滑桩上的力 - 库仑问答</a></p><p>在计算作用在抗滑桩上的推力时,软件无法计算桩顶低于地表的情况,即埋入式抗滑桩。原因在于土坡模块并不知道滑坡推力的分布形式,从而无法确定作用在桩身上的推力大小。处理方法为将桩定位到地表,得到滑坡推力,调用抗滑桩设计后,上移地层即可。根据假设的推力分布,取作用在抗滑桩上的推力部分,出于保守考虑,也可以将所有推力都作用在抗滑桩上。在本案例中,我们仅验算了最后一排抗滑桩。</p><p>关于在GEO5中进行多排抗滑桩设计的更多资料,请参考本教程:<a href="http://www.wen.kulunsoft.com/dochelp/91" target="_blank">多排抗滑桩优化设计 - 库仑问答</a> &nbsp;</p><p><strong>工况6:筋材+抗滑桩+地震</strong></p><p>最后,我们再对地震工况下的边坡整体稳定性进行验算。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1511488664181298.png" alt="blob.png"/></p><p>添加地震工况,计算安全系数为1.69,大于设计安全系数1.15,边坡稳定性满足要求。这里没有再对地震工况下的抗滑桩单独验算,其验算方法和工况5相同,仅仅是考虑了地震作用。</p><p><span style="color: #FF0000;"><strong>破坏模式和安全系数复核:OptumG2</strong></span></p><p>对于复杂支挡结构,边坡的破坏模式往往较为复杂,采用极限平衡法(规范中采用的方法)计算得到的破坏模式或安全系数可能存在错误的情况,因此,本案例中我们还采用OptumG2(极限分析法)对该项目的边坡破坏模式和安全系数进行了复核。</p><p>关于OptumG2的介绍,请见:<a href="http://www.kulunsoft.com/products/9" target="_blank">OptumG2_南京库仑</a> &nbsp;</p><p>关于极限分析方法的详细介绍,请见:<a href="http://www.wen.kulunsoft.com/dochelp/1587" target="_blank">入门教程(上) - 库仑问答 </a>&nbsp;</p><p><strong>工况1:加筋材,无桩</strong></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1511488737505687.png" alt="blob.png"/></p><p>采用下限法计算得到边坡整体稳定性安全系数为1.235,和GEO5计算得到的整体稳定性安全系数1.24接近。</p><p><strong>工况2:加筋材,加桩</strong></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1511488752703128.png" alt="blob.png"/></p><p>计算得到安全系数为1.379,最危险滑面位于第二个台阶处,和GEO5计算得到的最危险滑面相同。</p><p><span style="color: #FF0000;"><strong>结论</strong></span></p><p>本案例利用GEO5的多工况功能,把6中不同的情况 – 天然原始边坡稳定性、填方后边坡的稳定性、填方后加筋边坡的稳定性、填方后加筋且加抗滑桩边坡的稳定性、地震作用下边坡的稳定性、抗滑桩验算 – 全部整合到了一个软件文件中,可以统一生成设计思路清晰的计算书,大大节省了建模和计算的时间。同时,相比于理正,GEO5可以把所有边坡支护结构(本案例中包括筋材和抗滑桩)全部整合到一个模型中计算整体稳定性,也能单独对抗滑桩或者经常进行验算。</p><p>最后,我们采用OptumG2中的极限分析方法对GEO5中极限平衡法计算得到的结果进行了复核。对于没有经验的工程师,或者非常复杂的支挡结构,OptumG2中提供的极限分析方法是一个非常好的计算手段。</p>

OptumG2考虑土体硬化的基坑分析

库仑产品库仑李建 发表了文章 • 0 个评论 • 678 次浏览 • 2017-10-16 14:13 • 来自相关话题

在基坑开挖过程中,实际上是一个土体卸载的过程,对于软黏性土会存在明显的土体硬化特征,且卸载过程中坑外和坑内的土体变形比较难合理考虑,因此在对基坑开挖进行数值模拟时需要准确的选取本构模型。对于土体卸载回弹和再压缩的特性,如图1所示。土体从A点开始分级加载,压缩至B点后,分级卸载回弹至C点,再分级加载让土体压缩。在卸载时,土体不是沿着初始压缩曲线,而是沿曲线BC回弹,说明土体的变形是由可恢复的弹性变形和不可恢复的塑性变形两部分组成。回弹曲线和再压缩曲线构成一回滞环,这是土体不是完全弹性体的有一表征。在同样的压力范围内,回弹和再压缩曲线要比初始圧缩曲线平缓得多,说明在回弹或再压缩范围内,土的压缩性大大降低。当再加载时的压力超过B点所对应的压力时,再压缩曲线就趋于初始压缩曲线的延长线。图1 土体的卸载回弹-再压缩曲线由于土体不是完全弹性体,存在土体硬化的因素,在模拟基坑开挖过程的时候,墙体前面进行加载,墙后发生卸载,分析坑外和坑内的土体变形,考虑土体的卸载回弹是非常有必要的。因此,OptumG2软件中的HMC模型则非常适合,它能够分别运行初始弹塑性加载和后续的弹性卸载过程的刚度模量。下面以OptumG2案例手册中的案例39为例,简单介绍一下HMC模型的应用。模型中对砂土进行开挖,开挖时采用板桩墙对其进行支撑,如图2所示。安置好钢板桩之后,开挖过程为:第一步先开挖墙前4m,第二步再开挖4m,第三步先在地下2m插入支撑,之后再开挖4m,此时总的开挖深度为12m;第四步给支撑添加500kN/m的预应力;第五步再开挖4m,最终的总开挖深度为16m。图2 模型及砂土开挖过程为了测试土体的整体破坏模式对于本构模型选取的敏感性,特别是刚度模量的选择,在分析过程中分别采用了HMC模型和MC模型进行对比。HMC模型中采用的参考刚度模量E50,ref = 25MPa,Eur,ref = 125MPa,MC模型中采用的两个固定的杨氏模量E = 25MPa,E = 125MPa。关于两者采用的详细参数,如表1所示。表1 HMC模型和MC模型的详细参数对于HMC模型和MC模型,分析采用的方法是弹塑性分析,计算采用的网格数量均为1000,网格类型为6-高斯节点。如图3和图4所示,为基坑开挖8m和12m之后的墙体位移和墙体弯矩,大体可以看出,不管土体采用的是HMC模型,还是不同参数的MC模型,墙体的位移和弯矩之间的差别很小,结果具有良好的一致性,即基坑开挖时,土体的模型选取对墙体的稳定性影响不大,对结构的影响作用很小。图3 基坑开挖8m后墙体的位移(左)和弯矩(右)图4 基坑开挖12m后墙体的位移(左)和弯矩(右)如图5所示,为基坑开挖4m后墙后和墙前的地表位移,总体来看,采用HMC模型和MC模型得到的结果差别比较明显。对于墙前的地表位移,开挖时墙前为加载过程,HMC模型与MC模型的结果一致,土体模量越大,墙前的位移也越大。对于墙后的地表位移,开挖时墙后为卸载的过程,HMC模型可以准确的显示离墙越远,地表位移越小的特性;而MC模型显示的墙后地表位移存在一个明显的拱起,模量越小拱起越明显,显然这是存在一定的问题的。图5 基坑开挖4m后墙后(左)和墙前(右)的地表位移对于基坑开挖问题,如果只是计算墙体,即结构稳定性的话,不管是采用HMC模型还是标准的MC模型,计算得到的结果都是没有问题的。但是如果要考虑土体的整体稳定性,需要采用HMC模型来进行计算,如果采用MC模型的话,由于基坑开挖过程是一个卸载的过程,土体存在一个回弹的过程,而MC模型在计算时是无法考虑这一因素的,因此计算得到的结果是不准确的,而HMC模型则会避免该因素的影响,进行准确的计算分析。 查看全部
<p style="text-align: justify;">在基坑开挖过程中,实际上是一个土体卸载的过程,对于软黏性土会存在明显的土体硬化特征,且卸载过程中坑外和坑内的土体变形比较难合理考虑,因此在对基坑开挖进行数值模拟时需要准确的选取本构模型。<br/></p><p style="text-align: justify;">对于土体卸载回弹和再压缩的特性,如图1所示。土体从A点开始分级加载,压缩至B点后,分级卸载回弹至C点,再分级加载让土体压缩。在卸载时,土体不是沿着初始压缩曲线,而是沿曲线BC回弹,说明土体的变形是由可恢复的弹性变形和不可恢复的塑性变形两部分组成。回弹曲线和再压缩曲线构成一回滞环,这是土体不是完全弹性体的有一表征。在同样的压力范围内,回弹和再压缩曲线要比初始圧缩曲线平缓得多,说明在回弹或再压缩范围内,土的压缩性大大降低。当再加载时的压力超过B点所对应的压力时,再压缩曲线就趋于初始压缩曲线的延长线。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1508134011423714.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图1 土体的卸载回弹-再压缩曲线</p><p style="text-align: justify;">由于土体不是完全弹性体,存在土体硬化的因素,在模拟基坑开挖过程的时候,墙体前面进行加载,墙后发生卸载,分析坑外和坑内的土体变形,考虑土体的卸载回弹是非常有必要的。因此,OptumG2软件中的HMC模型则非常适合,它能够分别运行初始弹塑性加载和后续的弹性卸载过程的刚度模量。</p><p style="text-align: justify;">下面以OptumG2案例手册中的<a href="/dochelp/1629" target="_blank">案例39</a>为例,简单介绍一下HMC模型的应用。</p><p style="text-align: justify;">模型中对砂土进行开挖,开挖时采用板桩墙对其进行支撑,如图2所示。安置好钢板桩之后,开挖过程为:第一步先开挖墙前4m,第二步再开挖4m,第三步先在地下2m插入支撑,之后再开挖4m,此时总的开挖深度为12m;第四步给支撑添加500kN/m的预应力;第五步再开挖4m,最终的总开挖深度为16m。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1508134169145761.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图2 模型及砂土开挖过程</p><p style="text-align: justify;">为了测试土体的整体破坏模式对于本构模型选取的敏感性,特别是刚度模量的选择,在分析过程中分别采用了HMC模型和MC模型进行对比。HMC模型中采用的参考刚度模量<em>E</em><sub>50,ref</sub> = 25MPa,<em>E</em><sub>ur,ref</sub> = 125MPa,MC模型中采用的两个固定的杨氏模量<em>E</em> = 25MPa,<em>E</em> = 125MPa。关于两者采用的详细参数,如表1所示。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1508134190793179.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">表1 HMC模型和MC模型的详细参数</p><p style="text-align: justify;">对于HMC模型和MC模型,分析采用的方法是弹塑性分析,计算采用的网格数量均为1000,网格类型为6-高斯节点。</p><p style="text-align: justify;">如图3和图4所示,为基坑开挖8m和12m之后的墙体位移和墙体弯矩,大体可以看出,不管土体采用的是HMC模型,还是不同参数的MC模型,墙体的位移和弯矩之间的差别很小,结果具有良好的一致性,即基坑开挖时,土体的模型选取对墙体的稳定性影响不大,对结构的影响作用很小。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1508134208720531.png" alt="1508134208720531.png" width="540" height="280" border="0" vspace="0" style="width: 540px; height: 280px;"/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1508134217830554.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图3 基坑开挖8m后墙体的位移(左)和弯矩(右)</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1508134304713392.png" alt="1508134304713392.png" width="540" height="283" border="0" vspace="0" style="width: 540px; height: 283px;"/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1508134313659578.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图4 基坑开挖12m后墙体的位移(左)和弯矩(右)</p><p style="text-align: justify;">如图5所示,为基坑开挖4m后墙后和墙前的地表位移,总体来看,采用HMC模型和MC模型得到的结果差别比较明显。对于墙前的地表位移,开挖时墙前为加载过程,HMC模型与MC模型的结果一致,土体模量越大,墙前的位移也越大。对于墙后的地表位移,开挖时墙后为卸载的过程,HMC模型可以准确的显示离墙越远,地表位移越小的特性;而MC模型显示的墙后地表位移存在一个明显的拱起,模量越小拱起越明显,显然这是存在一定的问题的。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1508134362521473.png" alt="1508134362521473.png" width="600" height="191" border="0" vspace="0" style="width: 600px; height: 191px;"/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1508134377610644.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图5 基坑开挖4m后墙后(左)和墙前(右)的地表位移</p><p style="text-align: justify;">对于基坑开挖问题,如果只是计算墙体,即结构稳定性的话,不管是采用HMC模型还是标准的MC模型,计算得到的结果都是没有问题的。但是如果要考虑土体的整体稳定性,需要采用HMC模型来进行计算,如果采用MC模型的话,由于基坑开挖过程是一个卸载的过程,土体存在一个回弹的过程,而MC模型在计算时是无法考虑这一因素的,因此计算得到的结果是不准确的,而HMC模型则会避免该因素的影响,进行准确的计算分析。</p>

CFG桩复合地基承载力模拟计算

岩土工程库仑李建 发表了文章 • 2 个评论 • 1355 次浏览 • 2017-09-15 17:21 • 来自相关话题

CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称(即Cement Flying-ash Gravel Pile),是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩,和桩间土、褥垫层一起形成复合地基。由于CFG桩的作用使复合地基承载力提高,变形减小,再加上CFG桩不需要配筋,桩体利用工业废料粉煤灰作为掺和料,大大降低了工程造价。复合地基设计中,基础与桩和桩间土之间设置一定厚度散体粒状材料组成的褥垫层,是复合地基的一个核心技术。基础下是否设置褥垫层,对复合地基受力影响很大。若不设置褥垫层,复合地基承载特性与桩基础相似,桩间土承载能力难以发挥,不能成为复合地基。基础下设置褥垫层,桩间土载力的发挥就不单纯依赖于桩的沉降,即使桩端落在好土层上,也能保证荷载通过褥垫层作用到桩间土上,使桩土共同承担荷载。本文采用岩土分析软件OptumG2对CFG桩复合地基进行了模拟,探讨了CFG桩复合地基的承载力特性,模拟分析采用的是有限元极限分析法。图1 CFG桩复合地基单桩模型图2 CFG桩复合地基群桩模型如图1、图2所示的分别为建立的CFG桩复合地基单桩模型和群桩模型,土体采用软件自带的Mohr-Coulomb模型「可塑黏土-MC」,CFG桩采用线弹性模型进行模拟,褥垫层和筏板均采用重度为0的刚性体模拟,具体材料参数见表1。CFG桩桩径0.5m,桩间距为1.5m,桩长10m,褥垫层厚度0.3m,筏板的厚度为1m,筏板的平面尺寸为1.5m×1.5m。表1 CFG桩复合地基模型材料参数在模型的左右两侧和底部设置标准边界条件,考虑到CFG桩和土体的粘结耦合比较好,因此在桩土界面不需要单独设置接触面。对于模型进行分析时,采用软件自带的网格自适应功能,网格单元数量为4000,自适应迭代次数为3;同时,在褥垫层的左右两个端点处设置扇形网格,网格大小设置为0.1,网格划分情况如图3所示。图3 网格划分图采用有限元极限分析法对CFG桩复合地基单桩模型和群桩模型进行分析计算,分别计算相应工况的上限解和下限解,承载力的计算结果见表2。表2 CFG桩复合地基的承载力结果通过将OptumG2的计算结果与规范的计算结果进行对比可以发现,OptumG2当中CFG桩复合地基群桩模型计算得到的结果为1026.75kPa,这是极限值,通常规范规定承载力的极限值大概是特征值的两倍,而规范计算得到的是特征值,为521.11kPa,这样的话规范中群桩计算结果的两倍和OptumG2中的结果基本接近。如图4、图5所示,显示了CFG桩复合地基单桩模型和群桩模型的网格划分情况和破坏模式,可以明显看出,不管是单桩模型还是群桩模型,桩体和周边的土体粘结的非常好,均形成了一个整体,这与复合地基的概念是吻合的。从破坏模式看出,当土体发生破坏时,群桩就像一个整体的深基础,形成了非常典型的地基破坏面,复合地基是作为一个整体发生破坏的,而不是发生桩周的局部破坏。图4 CFG桩复合地基单桩模型的网格划分及破坏模式图5 CFG桩复合地基群桩模型的破坏模式及剪切耗散图通过本案例,可以说明OptumG2软件可以很好地模拟CFG桩复合地基,同时,对CFG桩复合地基的承载力可以进行准确的计算。 查看全部
<p style="text-align: justify;">CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称(即Cement Flying-ash Gravel Pile),是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩,和桩间土、褥垫层一起形成复合地基。由于CFG桩的作用使复合地基承载力提高,变形减小,再加上CFG桩不需要配筋,桩体利用工业废料粉煤灰作为掺和料,大大降低了工程造价。<br/></p><p style="text-align: justify;">复合地基设计中,基础与桩和桩间土之间设置一定厚度散体粒状材料组成的褥垫层,是复合地基的一个核心技术。基础下是否设置褥垫层,对复合地基受力影响很大。若不设置褥垫层,复合地基承载特性与桩基础相似,桩间土承载能力难以发挥,不能成为复合地基。基础下设置褥垫层,桩间土载力的发挥就不单纯依赖于桩的沉降,即使桩端落在好土层上,也能保证荷载通过褥垫层作用到桩间土上,使桩土共同承担荷载。</p><p style="text-align: justify;">本文采用岩土分析软件OptumG2对CFG桩复合地基进行了模拟,探讨了CFG桩复合地基的承载力特性,模拟分析采用的是有限元极限分析法。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1505467010542805.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图1 CFG桩复合地基单桩模型</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1505467021858269.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图2 CFG桩复合地基群桩模型</p><p style="text-align: justify;">如图1、图2所示的分别为建立的CFG桩复合地基单桩模型和群桩模型,土体采用软件自带的Mohr-Coulomb模型「可塑黏土-MC」,CFG桩采用线弹性模型进行模拟,褥垫层和筏板均采用重度为0的刚性体模拟,具体材料参数见表1。CFG桩桩径0.5m,桩间距为1.5m,桩长10m,褥垫层厚度0.3m,筏板的厚度为1m,筏板的平面尺寸为1.5m×1.5m。</p><p style="text-align: center;">表1 CFG桩复合地基模型材料参数</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1505467196456917.png" alt="1505467196456917.png" width="500" height="152" border="0" vspace="0" style="width: 500px; height: 152px;"/></p><p style="text-align: justify;">在模型的左右两侧和底部设置标准边界条件,考虑到CFG桩和土体的粘结耦合比较好,因此在桩土界面不需要单独设置接触面。对于模型进行分析时,采用软件自带的网格自适应功能,网格单元数量为4000,自适应迭代次数为3;同时,在褥垫层的左右两个端点处设置扇形网格,网格大小设置为0.1,网格划分情况如图3所示。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1505467079888828.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图3 网格划分图</p><p style="text-align: justify;"><span style="text-align: justify;">采用有限元极限分析法对CFG桩复合地基单桩模型和群桩模型进行分析计算,分别计算相应工况的上限解和下限解,承载力的计算结果见表2。</span></p><p style="text-align: center;">表2 CFG桩复合地基的承载力结果</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1505800694638061.png" alt="1505800694638061.png" width="600" height="189" border="0" vspace="0" style="width: 600px; height: 189px;"/></p><p style="text-align: justify;"><span style="text-align: justify;">通过将OptumG2的计算结果与规范的计算结果进行对比可以发现,OptumG2当中CFG桩复合地基群桩模型计算得到的结果为1026.75kPa,这是极限值,通常规范规定承载力的极限值大概是特征值的两倍,而规范计算得到的是特征值,为521.11kPa,这样的话规范中群桩计算结果的两倍和OptumG2中的结果基本接近。</span></p><p style="text-align: justify;"><span style="text-align: justify;">如图4、图5所示,显示了CFG桩复合地基单桩模型和群桩模型的网格划分情况和破坏模式,可以明显看出,不管是单桩模型还是群桩模型,桩体和周边的土体粘结的非常好,均形成了一个整体,这与复合地基的概念是吻合的。从破坏模式看出,当土体发生破坏时,群桩就像一个整体的深基础,形成了非常典型的地基破坏面,复合地基是作为一个整体发生破坏的,而不是发生桩周的局部破坏。</span></p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1505467117443611.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图4 CFG桩复合地基单桩模型的网格划分及破坏模式</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1505467127966288.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图5 CFG桩复合地基群桩模型的破坏模式及剪切耗散图</p><p style="text-align: justify;"><span style="text-align: justify;">通过本案例,可以说明OptumG2软件可以很好地模拟CFG桩复合地基,同时,对CFG桩复合地基的承载力可以进行准确的计算。</span></p>

OptumG2计算时提示某些面没有赋值材料

库仑产品库仑戚工 发表了文章 • 0 个评论 • 740 次浏览 • 2017-08-30 09:47 • 来自相关话题

  用户运行OptumG2软件计算时,软件提示某些面没有赋值材料,错误提示如下:  仔细检查模型后,肉眼并未发现未赋值材料的面,出现这种错误提示的根本原因为导入的dxf文件本身有问题。针对这种情况,启用软件选择框功能检查点,如果右侧性质面板中显示有两个及两个以上的点,则必须删除掉多余的点,才能保证软件正常运行,选择框检查正常点和非正常点分别如下所示:非正常点正常点解决方案一:利用GEO5土质边坡模块dxf文件模板功能,描绘好多段线后导出成dxf文件,使用到optumG2中(推荐)。  GEO5土质边坡模块支持dxf文件以模板形式导入,也支持dxf文件以多段线形式导入,当您不确定您的dxf文件是否有问题时,可先将该dxf文件用模板形式导入至GEO5土质边坡模块中,描绘好多段线后,将该文件导出成dxf文件。之后用新导出的dxf文件直接应用到OptumG2软件中。解决方法二:直接在AutoCAD中处理原有dxf文件(推荐)。  在AutoCAD中锁定原有地层线,新建图层,在新图层中人工重新描摹地层线,描摹完成后保存该文件,导入optumG2时仅导入描摹地层线的图层。注意:最好是一层一层的描摹,同时对于一些不必要的地方适当的简化,特别是起伏不大的地方建议简化成一条线,有利于optumG2软件提高后期划分网格质量和模型的计算效率。解决方法三:在optumG2中一一查别有问题的节点或线条,将其改正之后再计算(不推荐)。  直接在optumG2中采用软件选择框功能检查点或者线段,将显示有问题的节点或线条改好之后重新计算,一般情况下模型中节点比较多,这种方法比较费时,因此不推荐采用此种方法。 查看全部
<p>  用户运行OptumG2软件计算时,软件提示某些面没有赋值材料,错误提示如下:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1504057183302100.png" alt="blob.png"/></p><p>  仔细检查模型后,肉眼并未发现未赋值材料的面,出现这种错误提示的根本原因为导入的dxf文件本身有问题。针对这种情况,启用软件选择框功能检查点,如果右侧性质面板中显示有两个及两个以上的点,则必须删除掉多余的点,才能保证软件正常运行,选择框检查正常点和非正常点分别如下所示:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1504057329223108.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">非正常点</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1504057343289054.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">正常点</p><p><strong><span style="color: #FF0000;">解决方案一:</span></strong>利用GEO5土质边坡模块dxf文件模板功能,描绘好多段线后导出成dxf文件,使用到optumG2中(推荐)。</p><p>  GEO5土质边坡模块支持dxf文件以模板形式导入,也支持dxf文件以多段线形式导入,当您不确定您的dxf文件是否有问题时,可先将该dxf文件用模板形式导入至GEO5土质边坡模块中,描绘好多段线后,将该文件导出成dxf文件。之后用新导出的dxf文件直接应用到OptumG2软件中。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1504057389668653.png" alt="blob.png"/></p><p><span style="color: #FF0000;"><strong>解决方法二:</strong></span>直接在AutoCAD中处理原有dxf文件(推荐)。</p><p>  在AutoCAD中锁定原有地层线,新建图层,在新图层中人工重新描摹地层线,描摹完成后保存该文件,导入optumG2时仅导入描摹地层线的图层。</p><blockquote><p>注意:最好是一层一层的描摹,同时对于一些不必要的地方适当的简化,特别是起伏不大的地方建议简化成一条线,有利于optumG2软件提高后期划分网格质量和模型的计算效率。</p></blockquote><p><strong><span style="color: #FF0000;">解决方法三:</span></strong>在optumG2中一一查别有问题的节点或线条,将其改正之后再计算(不推荐)。</p><p>  直接在optumG2中采用软件选择框功能检查点或者线段,将显示有问题的节点或线条改好之后重新计算,一般情况下模型中节点比较多,这种方法比较费时,因此不推荐采用此种方法。</p><p><br/></p>

OptumG2实例:隧道开挖——国内某轨道交通项目

库仑产品库仑李建 发表了文章 • 0 个评论 • 813 次浏览 • 2017-08-04 16:46 • 来自相关话题

项目名称:国内某轨道交通项目使用软件:岩土分析软件OptumG2项目信息:图1 隧道和地表建筑物的相对关系图2 隧道和地表建筑物的相对关系(纵断面)项目建模:图3 模型建立注:图中红线为用于方便读取相应位置结果数据的结果截面,对计算没有影响。为了避免边界条件的对隧道周围岩土体的影响,边界范围取为距隧道中心的距离为隧道宽度的6倍。岩土材料采用Mohr-Coulomb材料模型来模拟,衬砌采用板单元来模拟。表1 岩土参数编号名称重度kN/m3弹性模量MPa泊松比粘聚力kPa内摩擦角1素填土20800.252302泥质砂岩25.616010.251632.5表2 衬砌参数成熟状态单元类型厚度m混凝土型号最大网格大小未成熟板单元0.28C25 未成熟0.2成熟板单元0.35C250.2表3 锚杆参数长度m环相间距m纵向间距m屈服力kN/m锚杆和土体间的粘结力kPa3.00.60.530018图4 锚杆和衬砌支护图开挖步骤:采用台阶法进行隧道开挖,大致开挖步骤如下:(1)隧道范围分为左、右洞错开挖掘,先开挖右洞上台阶;(2)上台阶进约4-5m后,开挖右洞下台阶;(3)待右洞整个断面掘进30m后,再开挖左洞上台阶;(4)同样,之后再开挖左洞的下台阶。对单独的每一步开挖采用如下流程进行:(1)开挖隧道,并对洞壁约束松弛30%;(2)对洞壁约束松弛70%,同时施加锚杆和喷射混凝土,混凝土采用未成熟,即强度较低的C25混凝土;(3)对洞壁约束松弛100%,即移除约束,提高混凝土强度,降混凝土强度提升至C25标准强度。具体开挖流程如下图所示:   开挖(1)                                                      开挖(2)开挖(3)开挖(4)图5 隧道开挖步骤地表沉降结果: (1)开挖右洞上台阶                                            (2)开挖右洞下台阶 (3)开挖左洞上台阶                                            (4)开挖左洞下台阶图6 隧道开挖地表沉降结果图7 隧道开挖地层沉降云图地表水平位移结果: (1)开挖右洞上台阶                                            (2)开挖右洞下台阶 (3)开挖左洞上台阶                                            (4)开挖左洞下台阶图8 隧道开挖地表水平位移结果基础沉降:隧道开挖引起的地层位移范围内受影响建筑的基础最大沉降如下图所示。其中:(1)A – 水平方向1.7mm,竖直方向37.5mm(2)泵 – 水平方向-17.2mm,竖直方向31.6mm(3)B – 水平方向-13.8mm,竖直方向21.2mm(4)C – 水平方向-1.4mm,竖直方向-0.5mm图9 隧道开挖基础沉降根据《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2011表5.3.4中的规定,体型简单的高层建筑基础的允许平均沉降量为200mm。若考虑安全系数为2,那么受影响的地表建筑基础最大沉降为75mm,小于允许沉降,因此,建筑基础受隧道开挖的影响在规范允许范围内。 查看全部
<p style="text-align: justify;"><strong>项目名称</strong>:国内某轨道交通项目</p><p style="text-align: justify;"><strong>使用软件</strong>:岩土分析软件OptumG2</p><p style="text-align: justify;"><strong>项目信息</strong>:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1501838387134549.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图1 隧道和地表建筑物的相对关系</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1501838667166905.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图2 隧道和地表建筑物的相对关系(纵断面)</p><p style="text-align: justify;"><strong>项目建模</strong>:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1501836160107902.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图3 模型建立</p><blockquote><p style="text-align: justify;">注:图中红线为用于方便读取相应位置结果数据的结果截面,对计算没有影响。</p></blockquote><p style="text-align: justify;">为了避免边界条件的对隧道周围岩土体的影响,边界范围取为距隧道中心的距离为隧道宽度的6倍。</p><p style="text-align: justify;">岩土材料采用Mohr-Coulomb材料模型来模拟,衬砌采用板单元来模拟。</p><p style="text-align: center;">表1 岩土参数</p><table align="center" width="659"><tbody><tr class="firstRow"><td valign="middle" style="word-break: break-all; border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127);" align="center" width="68">编号</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="108">名称</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="87"><p>重度</p><p>kN/m3</p></td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="108"><p>弹性模量</p><p>MPa</p></td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="88">泊松比</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="89"><p>粘聚力</p><p>kPa</p></td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="110">内摩擦角</td></tr><tr><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="68">1</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="108">素填土</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="87">20</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="108">80</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="88">0.25</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="89">2</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="110">30</td></tr><tr><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="68">2</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="108">泥质砂岩</td><td valign="middle" colspan="1" rowspan="1" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="87">25.6</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="108">1601</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="88">0.2</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="89">516</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="110">32.5</td></tr></tbody></table><p style="text-align: center;"><span style="text-align: center;">表2 衬砌参数</span></p><table align="center" width="659"><tbody><tr class="firstRow"><td valign="middle" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid; word-break: break-all;" align="center" width="126">成熟状态<br/></td><td valign="middle" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid; word-break: break-all;" align="center" width="126">单元类型</td><td valign="middle" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid; word-break: break-all;" align="center" width="79"><p>厚度</p><p>m</p></td><td valign="middle" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid; word-break: break-all;" align="center" width="153">混凝土型号</td><td valign="middle" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid; word-break: break-all;" align="center" width="174">最大网格大小</td></tr><tr><td valign="middle" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid; word-break: break-all;" align="center" width="126">未成熟</td><td valign="middle" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid; word-break: break-all;" align="center" width="126">板单元</td><td valign="middle" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid; word-break: break-all;" align="center" width="79">0.28</td><td valign="middle" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid; word-break: break-all;" align="center" width="153">C25 未成熟</td><td valign="middle" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid; word-break: break-all;" align="center" width="174">0.2</td></tr><tr><td valign="middle" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid; word-break: break-all;" align="center" width="126">成熟</td><td valign="middle" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid; word-break: break-all;" align="center" width="126">板单元</td><td valign="middle" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid; word-break: break-all;" align="center" width="79">0.35</td><td valign="middle" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid; word-break: break-all;" align="center" width="153">C25</td><td valign="middle" style="border-color: rgb(127, 127, 127); border-width: 1px; border-style: solid; word-break: break-all;" align="center" width="174">0.2</td></tr></tbody></table><p style="text-align: center;">表3 锚杆参数</p><table align="center" width="659"><tbody><tr class="firstRow"><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="74"><p>长度</p><p>m</p></td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="118"><p>环相间距</p><p>m</p></td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="118"><p>纵向间距</p><p>m</p></td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="96"><p>屈服力</p><p>kN/m</p></td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="252"><p>锚杆和土体间的粘结力</p><p>kPa</p></td></tr><tr><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="74">3.0</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="118">0.6</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="118">0.5</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="96">300</td><td valign="middle" style="border-width: 1px; border-style: solid; border-color: rgb(127, 127, 127); word-break: break-all;" align="center" width="252">18</td></tr></tbody></table><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1501836216363068.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图4 锚杆和衬砌支护图</p><p style="text-align: justify;"><strong>开挖步骤</strong>:</p><p style="text-align: justify;">采用台阶法进行隧道开挖,大致开挖步骤如下:</p><p style="text-align: justify;">(1)隧道范围分为左、右洞错开挖掘,先开挖右洞上台阶;</p><p style="text-align: justify;">(2)上台阶进约4-5m后,开挖右洞下台阶;</p><p style="text-align: justify;">(3)待右洞整个断面掘进30m后,再开挖左洞上台阶;</p><p style="text-align: justify;">(4)同样,之后再开挖左洞的下台阶。</p><p style="text-align: justify;">对单独的每一步开挖采用如下流程进行:</p><p style="text-align: justify;">(1)开挖隧道,并对洞壁约束松弛30%;</p><p style="text-align: justify;">(2)对洞壁约束松弛70%,同时施加锚杆和喷射混凝土,混凝土采用未成熟,即强度较低的C25混凝土;</p><p style="text-align: justify;">(3)对洞壁约束松弛100%,即移除约束,提高混凝土强度,降混凝土强度提升至C25标准强度。</p><p style="text-align: justify;">具体开挖流程如下图所示:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1501836238327815.png" alt="image.png"/>&nbsp; &nbsp;<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1501836244593097.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">开挖(1)&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;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 开挖(2)</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1501836260757933.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">开挖(3)</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1501836272312093.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">开挖(4)</p><p style="text-align: center;">图5 隧道开挖步骤</p><p style="text-align: justify;"><strong>地表沉降结果</strong>:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1501836285954330.png" alt="image.png"/>&nbsp;<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1501836291746498.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">(1)开挖右洞上台阶&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;&nbsp;&nbsp;&nbsp; (2)开挖右洞下台阶</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1501836301984846.png" alt="image.png"/>&nbsp;<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1501836306648546.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">(3)开挖左洞上台阶&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;&nbsp;&nbsp;&nbsp; (4)开挖左洞下台阶</p><p style="text-align: center;">图6 隧道开挖地表沉降结果</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1501836318726171.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图7 隧道开挖地层沉降云图</p><p style="text-align: justify;"><strong>地表水平位移结果</strong>:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1501836328657743.png" alt="image.png"/>&nbsp;<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1501836332655208.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">(1)开挖右洞上台阶&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;&nbsp;&nbsp;&nbsp; (2)开挖右洞下台阶</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1501836337795733.png" alt="image.png"/>&nbsp;<img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1501836341357766.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">(3)开挖左洞上台阶&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;&nbsp;&nbsp;&nbsp; (4)开挖左洞下台阶</p><p style="text-align: center;">图8 隧道开挖地表水平位移结果</p><p style="text-align: justify;"><strong>基础沉降</strong>:</p><p style="text-align: justify;">隧道开挖引起的地层位移范围内受影响建筑的基础最大沉降如下图所示。其中:</p><p style="text-align: justify;">(1)A&nbsp;– 水平方向1.7mm,竖直方向37.5mm</p><p style="text-align: justify;">(2)泵 – 水平方向-17.2mm,竖直方向31.6mm</p><p style="text-align: justify;">(3)B&nbsp;– 水平方向-13.8mm,竖直方向21.2mm</p><p style="text-align: justify;">(4)C&nbsp;– 水平方向-1.4mm,竖直方向-0.5mm</p><p style="text-align: center;"><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/u ... ot%3B title="1501838826328147.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图9 隧道开挖基础沉降</p><p style="text-align: justify;">根据《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2011表5.3.4中的规定,体型简单的高层建筑基础的允许平均沉降量为200mm。若考虑安全系数为2,那么受影响的地表建筑基础最大沉降为75mm,小于允许沉降,因此,建筑基础受隧道开挖的影响在规范允许范围内。</p>

桩土挤出分析:OptumG2-土拱效应模拟

库仑产品库仑李建 发表了文章 • 2 个评论 • 1078 次浏览 • 2017-06-13 10:50 • 来自相关话题

例题源文件:桩土挤出-土拱效应01.zip土拱效应是岩土工程中一个很普遍的现象。在土力学领域,土拱是用来描述应力转移的一种现象,这种应力转移是通过土体抗剪强度的发挥而实现的。太沙基(1936)通过活动门试验证实了土拱效应的存在。土拱作用是指支撑刚度较大而围护结构刚度较小,墙后土压力局部增大的现象。局部土体产生移动,而其余部分保持原来的位置不动,土中的这种相对运动受到土体抗剪强度的阻抗,使移动部分土体的压力减小,而不动部分上的压力增加。为了能够更直观的弄清楚桩土挤出时的土拱效应,通过南京库仑公司旗下的岩土分析软件OptumG2进行了模拟,模拟分析采用的是「极限分析法」。注:关于什么是极限分析,以及极限分析的优势,请参考:http://www.wen.kulunsoft.com/dochelp/160如图1所示为俯视图下的桩土模型,上方添加的是乘数分布荷载(乘数分布荷载是指从初始值逐渐增加到结构破坏时对应的破坏荷载(极限荷载)),用来模拟土压力;土体采用Mohr-Coulomb本构模型「可塑黏土-MC」,黏聚力 c = 10kPa,内摩擦角 Φ = 20°,重度取0(俯视图上竖向上没有土体重力作用);桩采用刚体材料来模拟,重度同样取0,桩径为2m,桩间距为10m。图1 俯视图下的桩土模型在模型的左右两侧和桩的四周设置边界条件,桩土接触面采用剪切节理来模拟桩土相互接触作用。在物理性质上,可以认为「剪切节理」是一种无限薄的实体材料。在OptumG2中,接触面即是采用这种方法模拟的,因此,适用于实体材料的参数均适用于「剪切节理」。在本模型中,我们采用的是「软塑黏土-MC」来模拟的接触面。为了能够更好的划分网格,在桩的下方接触点处采用扇形网格,同时设置桩周网格的大小为0.1m,如图1所示。采用极限分析法进行分析,对工况阶段进行计算,得到下限乘数,即荷载为92.17kN/m2。分析结果默认显示的是网格划分结果,如图2所示。OptumG2 中并不需要在单独的工况阶段中划分网格,网格划分是自动包含在分析过程中的。剪切耗散图如图3所示,可以看到桩土挤出时的土拱效应非常明显。图2 网格划分图图3 剪切耗散云图(上)和土体挤出破坏(下)为了考虑到土压力的分布规律,我们将模型的尺寸加长,即乘数分布荷载作用面距离桩的距离加大(模型如图4所示),再次采用极限分析法进行了模拟分析。图4 尺寸修改后的桩土模型对尺寸修改之后的模型进行分析之后,得到的极限荷载为92.18kN/m2,与之前得到的结果92.17kN/m2基本保持一致。尺寸修改之后的模型网格划分图和剪切耗散图分别如图5和6所示。图5 尺寸修改之后的模型网格划分图图6 尺寸修改之后的模型剪切耗散云图得到桩土挤出时的极限荷载,我们就可以对土体是否从桩间挤出进行判断了。对于均质土,土压力的分布通常我们假设是三角形分布的,而此处我们得到的乘数荷载在沿桩长方向上实际上上是均匀分布的,如图7所示。图7 矩形分布和三角形分布的土压力虽然,两者的分布不同,但是我们可以对其合力进行比较,且这种近似是合理的。如图7,若三角形分布底端处的土压力大于矩形分布,根据极限分析结果,那么底端处的土体就会从桩间挤出,但是由于底端处上方的土体受到的土压力小于矩形分布,由于相对运动的影响,所以底端处的土体还会受到上方土体的摩擦力作用,从而导致土压力重分布,即底端处的土压力将由上部土体分担一部分,如图8所示。因此,近似比较两种不同分布合力的方法是合理的。图8 沿桩长方向上土体相对运动引起的土压力重分布机理假设基坑深度H = 8m,土层为均质的可塑黏土,黏聚力 c = 10kPa,内摩擦角 Φ = 20°,重度 γ = 20kN/m3。采用GEO5岩土软件的土压力计算模块,求得土压力合力:(土压力分布如图9所示)Ea = 211.75 kN/m而模拟得到的乘数荷载合力为:E = 92.04 kN/m2×8 m = 736.32 kN/m可以看出:E > 1.3Ea由此可以判断,此时土体并不会从桩间挤出。注:这里取安全系数为1.3。图9 土压力分布图 查看全部
<p style="text-align: justify;">例题源文件<a>:</a><img src="http://www.wen.kulunsoft.com/s ... ot%3B style="vertical-align: middle; margin-right: 2px;"/><a href="http://wen.kulunsoft.com/uploa ... ot%3B title="桩土挤出-土拱效应01.zip" style="font-size: 12px; color: rgb(0, 102, 204);">桩土挤出-土拱效应01.zip</a></p><p style="text-align: justify;">土拱效应是岩土工程中一个很普遍的现象。</p><p style="text-align: justify;">在土力学领域,土拱是用来描述应力转移的一种现象,这种应力转移是通过土体抗剪强度的发挥而实现的。太沙基(1936)通过活动门试验证实了土拱效应的存在。土拱作用是指支撑刚度较大而围护结构刚度较小,墙后土压力局部增大的现象。局部土体产生移动,而其余部分保持原来的位置不动,土中的这种相对运动受到土体抗剪强度的阻抗,使移动部分土体的压力减小,而不动部分上的压力增加。</p><p style="text-align: justify;">为了能够更直观的弄清楚桩土挤出时的土拱效应,通过南京库仑公司旗下的岩土分析软件OptumG2进行了模拟,模拟分析采用的是「极限分析法」。</p><blockquote><p style="text-align: justify;">注:关于什么是极限分析,以及极限分析的优势,请参考:</p><p style="text-align: justify;"><a href="http://www.wen.kulunsoft.com/d ... t%3Bp style="text-align: justify;">如图1所示为俯视图下的桩土模型,上方添加的是乘数分布荷载(乘数分布荷载是指从初始值逐渐增加到结构破坏时对应的破坏荷载(极限荷载)),用来模拟土压力;土体采用Mohr-Coulomb本构模型「可塑黏土-MC」,黏聚力 <em>c</em>&nbsp;= 10kPa,内摩擦角 <em>Φ</em>&nbsp;= 20°,重度取0(俯视图上竖向上没有土体重力作用);桩采用刚体材料来模拟,重度同样取0,桩径为2m,桩间距为10m。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://wen.kulunsoft.com/uploa ... ot%3B title="1497321872411247.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">图1 俯视图下的桩土模型</p><p style="text-align: justify;">在模型的左右两侧和桩的四周设置边界条件,桩土接触面采用剪切节理来模拟桩土相互接触作用。在物理性质上,可以认为「剪切节理」是一种无限薄的实体材料。在OptumG2中,接触面即是采用这种方法模拟的,因此,适用于实体材料的参数均适用于「剪切节理」。在本模型中,我们采用的是「软塑黏土-MC」来模拟的接触面。为了能够更好的划分网格,在桩的下方接触点处采用扇形网格,同时设置桩周网格的大小为0.1m,如图1所示。</p><p style="text-align: justify;">采用极限分析法进行分析,对工况阶段进行计算,得到下限乘数,即荷载为92.17kN/m<sup>2</sup>。分析结果默认显示的是网格划分结果,如图2所示。OptumG2 中并不需要在单独的工况阶段中划分网格,网格划分是自动包含在分析过程中的。剪切耗散图如图3所示,可以看到桩土挤出时的土拱效应非常明显。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://wen.kulunsoft.com/uploa ... ot%3B title="1497321913126863.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">图2 网格划分图</p><p style="text-align: center;"><img src="http://wen.kulunsoft.com/uploa ... ot%3B title="1497321925133144.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://wen.kulunsoft.com/uploa ... ot%3B title="1497321930128098.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">图3 剪切耗散云图(上)和土体挤出破坏(下)</p><p style="text-align: justify;">为了考虑到土压力的分布规律,我们将模型的尺寸加长,即乘数分布荷载作用面距离桩的距离加大(模型如图4所示),再次采用极限分析法进行了模拟分析。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://wen.kulunsoft.com/uploa ... ot%3B title="1497321946263721.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">图4 尺寸修改后的桩土模型</p><p style="text-align: justify;">对尺寸修改之后的模型进行分析之后,得到的极限荷载为92.18kN/m<sup>2</sup>,与之前得到的结果92.17kN/m<sup>2</sup>基本保持一致。尺寸修改之后的模型网格划分图和剪切耗散图分别如图5和6所示。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://wen.kulunsoft.com/uploa ... ot%3B title="1497321986658348.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">图5 尺寸修改之后的模型网格划分图</p><p style="text-align: center;"><img src="http://wen.kulunsoft.com/uploa ... ot%3B title="1497321995799690.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="http://wen.kulunsoft.com/uploa ... ot%3B title="1497322003699617.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">图6 尺寸修改之后的模型剪切耗散云图</p><p style="text-align: justify;">得到桩土挤出时的极限荷载,我们就可以对土体是否从桩间挤出进行判断了。对于均质土,土压力的分布通常我们假设是三角形分布的,而此处我们得到的乘数荷载在沿桩长方向上实际上上是均匀分布的,如图7所示。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://wen.kulunsoft.com/uploa ... ot%3B title="1497322018374727.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">图7 矩形分布和三角形分布的土压力</p><p><span style="text-align: justify;">虽然,两者的分布不同,但是我们可以对其合力进行比较,且这种近似是合理的。如图7,若三角形分布底端处的土压力大于矩形分布,根据极限分析结果,那么底端处的土体就会从桩间挤出,但是由于底端处上方的土体受到的土压力小于矩形分布,由于相对运动的影响,所以底端处的土体还会受到上方土体的摩擦力作用,从而导致土压力重分布,即底端处的土压力将由上部土体分担一部分,如图8所示。因此,近似比较两种不同分布合力的方法是合理的。</span></p><p style="text-align: center;"><img src="http://wen.kulunsoft.com/uploa ... ot%3B title="1497322041392191.png" alt="1497322041392191.png" width="569" height="100" border="0" vspace="0" style="width: 569px; height: 100px;"/></p><p style="text-align: center;">图8 沿桩长方向上土体相对运动引起的土压力重分布机理</p><p style="text-align: justify;">假设基坑深度H = 8m,土层为均质的可塑黏土,黏聚力 <em>c</em>&nbsp;= 10kPa,内摩擦角 <em>Φ</em>&nbsp;= 20°,重度 <em>γ</em>&nbsp;= 20kN/m<sup>3</sup>。</p><p style="text-align: justify;">采用GEO5岩土软件的土压力计算模块,求得土压力合力:(土压力分布如图9所示)</p><p style="text-align: center;">E<sub>a</sub> = 211.75 kN/m</p><p style="text-align: justify;">而模拟得到的乘数荷载合力为:</p><p style="text-align: center;">E = 92.04 kN/m<sup>2</sup>×8 m = 736.32 kN/m</p><p style="text-align: justify;">可以看出:</p><p style="text-align: center;">E &gt; 1.3E<sub>a</sub></p><p style="text-align: justify;">由此可以判断,此时土体并不会从桩间挤出。</p><blockquote><p style="text-align: justify;">注:这里取安全系数为1.3。</p></blockquote><p style="text-align: center;"><img src="http://wen.kulunsoft.com/uploa ... ot%3B title="1497322144585674.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">图9 土压力分布图</p>

OptumG2案例:填方堆载对附近桩基的影响——湖南某工厂

库仑产品库仑吴汶垣 发表了文章 • 0 个评论 • 749 次浏览 • 2017-05-12 10:41 • 来自相关话题

 项目名称:湖南某工厂桩基设计使用软件:OptumG2分析内容:拟建工厂旁已有约600m*1200m的大型填方堆载,已堆载高度约16m,预计未来10年来堆载高度达到50m。工厂外墙据填方坡脚仅40m,最近的桩基据坡脚仅48m。分析未来堆载达到50m是地基承载力情况以及对工厂桩基产生的水平附加荷载。剖面模型如下图:分析思路和计算结果:工况阶段1:初始地应力分析工阶段说明:分析未进行堆载前现场的初始地应力。基本模型:初始应力计算初始应力分析: 初始竖向应力工况阶段2:极限状态分析工阶段说明: 后期堆载部分采用没有重度的刚性材料模拟,并增加乘数体荷载(基准:-1kN/m3),逐渐增大体荷载的大小直到破坏。这里已堆积部分岩土体采用原始材料,即考虑已堆积部分在无支护条件下的破坏。分析方法采用极限分析下限法。基本模型:极限状态分析极限状态分析: 网格划分极限状态分析: 极限状态时的破坏面,剪切耗散分布极限状态分析: 极限状态时的破坏变形图总结最终破坏时的乘数大小为160.6,即新增堆载部分的重度为160.6kN/m3时地基才会发生破坏。土体重度通常取20kN/m3(偏保守),地基承载力特征值和极限值之间的安全系数通常取2,因此堆载后的安全系数大小为 Fs=160.6/20/2=4.015,即完全堆载后并不会发生地基破坏。软件找到的破坏模式中可以看出右侧坡脚和距离坡脚约40m处出现明显的破坏面剪出口,滑动面最大深度达到粉质粘土7和粉土8的接触面,并沿该接触面分布。工况阶段3:弹塑性分析工阶段说明:后期堆载部分采用重度20kN/m3的刚性材料模拟,其他材料同已有勘察数据,采用Mohr-Coulomb本构模型。模型在每根桩的位置添加一个竖向截面(桩间距按9m考虑),用于读取该处应力和应变数据。分析方法采用有限元弹塑性分析。基本模型:弹塑性分析弹塑性分析: 网格划分弹塑性分析: 潜在破坏面,塑性乘数分布弹塑性分析: 结构变形图,塑性乘数分布弹塑性分析: 竖向位移弹塑性分析: 水平位移弹塑性分析: 水平应力厂区地表沉降变化图中离坡脚最近处的地表隆起高度约为0.1m,随着远离坡脚,隆起程度逐渐降低,直至距离坡脚约460m处趋近于零。图中有两处变化不符合此规律:1)一处是距离坡脚约45m处,地表陡然隆起到接近0.33m,原因在于此处地层坡面有一个尖角,导致应力集中,因为出现了很大的变形,如下图。由于地层测量的误差,此处计算误差为数值计算方法引起,可以忽略。2)另一处是厂区东面边界处再次出现了约0.01m左右的隆起,这是由于边界效应引起的,并不符合实际情况,可以忽略。厂区地表水平位移变化图中离坡脚最近处的地表水平位移约为0.34m,随着远离坡脚,水平位移逐渐降低,直至距离坡脚约300m处趋近于零。厂区桩基水平荷载增量的计算计算说明:利用软件中提供的「结果截面」功能,分别读出桩位置在初始地应力阶段和弹塑性分析阶段的地基水平应力,利用两者之差求解得到堆载后桩基受到的水平荷载。这里给出距离坡脚46m处的水平应力增量如下图: 查看全部
<p>&nbsp;<strong style="line-height: 1.5em;">项目名称</strong><span style="line-height: 1.5em;">:湖南某工厂桩基设计</span></p><p><strong>使用软件</strong>:OptumG2</p><p><strong>分析内容</strong>:拟建工厂旁已有约600m*1200m的大型填方堆载,已堆载高度约16m,预计未来10年来堆载高度达到50m。工厂外墙据填方坡脚仅40m,最近的桩基据坡脚仅48m。分析未来堆载达到50m是地基承载力情况以及对工厂桩基产生的水平附加荷载。剖面模型如下图:</p><p style="text-align: center;"><img src="http://wen.kulunsoft.com/uploa ... ot%3B title="1494556618633254.png" alt="blob.png"/></p><p><strong>分析思路和计算结果:</strong></p><p style="text-align: center;"><strong>工况阶段1</strong><strong>:初始地应力分析</strong></p><p>工阶段说明:分析未进行堆载前现场的初始地应力。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://wen.kulunsoft.com/uploa ... ot%3B title="1494556628138488.png" alt="blob.png"/></p><p>基本模型<strong>:</strong>初始应力计算</p><p style="text-align: center;"><img src="http://wen.kulunsoft.com/uploa ... ot%3B title="1494556644541845.png" alt="blob.png"/></p><p>初始应力分析: 初始竖向应力</p><p style="text-align: center;"><strong>工况阶段2</strong><strong>:极限状态分析</strong></p><p>工阶段说明<strong>: </strong>后期堆载部分采用没有重度的刚性材料模拟,并增加乘数体荷载(基准:-1kN/m<sup>3</sup>),逐渐增大体荷载的大小直到破坏。这里已堆积部分岩土体采用原始材料,即考虑已堆积部分在无支护条件下的破坏。分析方法采用极限分析下限法。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://wen.kulunsoft.com/uploa ... ot%3B title="1494556662107089.png" alt="blob.png"/></p><p>基本模型<strong>:</strong>极限状态分析</p><p style="text-align: center;"><img src="http://wen.kulunsoft.com/uploa ... ot%3B title="1494556671419270.png" alt="blob.png"/></p><p>极限状态分析: 网格划分</p><p style="text-align: center;"><img src="http://wen.kulunsoft.com/uploa ... ot%3B title="1494556680100727.png" alt="blob.png"/></p><p>极限状态分析<strong>: </strong>极限状态时的破坏面,剪切耗散分布</p><p style="text-align: center;"><img src="http://wen.kulunsoft.com/uploa ... ot%3B title="1494556693116150.png" alt="blob.png"/></p><p>极限状态分析<strong>: </strong>极限状态时的破坏变形图</p><p>总结</p><p>最终破坏时的乘数大小为160.6,即新增堆载部分的重度为160.6kN/m<sup>3</sup>时地基才会发生破坏。土体重度通常取20kN/m<sup>3</sup>(偏保守),地基承载力特征值和极限值之间的安全系数通常取2,因此堆载后的安全系数大小为 Fs=160.6/20/2=4.015,即完全堆载后并不会发生地基破坏。</p><p>软件找到的破坏模式中可以看出右侧坡脚和距离坡脚约40m处出现明显的破坏面剪出口,滑动面最大深度达到粉质粘土7和粉土8的接触面,并沿该接触面分布。</p><p style="text-align: center;"><strong>工况阶段3</strong><strong>:弹塑性分析</strong></p><p>工阶段说明<strong>:</strong>后期堆载部分采用重度20kN/m<sup>3</sup>的刚性材料模拟,其他材料同已有勘察数据,采用Mohr-Coulomb本构模型。模型在每根桩的位置添加一个竖向截面(桩间距按9m考虑),用于读取该处应力和应变数据。分析方法采用有限元弹塑性分析。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://wen.kulunsoft.com/uploa ... ot%3B title="1494556707497109.png" alt="blob.png"/></p><p>基本模型:弹塑性分析</p><p style="text-align: center;"><img src="http://wen.kulunsoft.com/uploa ... ot%3B title="1494556716767355.png" alt="blob.png"/></p><p>弹塑性分析: 网格划分</p><p style="text-align: center;"><img src="http://wen.kulunsoft.com/uploa ... ot%3B title="1494556724962154.png" alt="blob.png"/></p><p>弹塑性分析:<strong> </strong>潜在破坏面,塑性乘数分布</p><p style="text-align: center;"><img src="http://wen.kulunsoft.com/uploa ... ot%3B title="1494556734392330.png" alt="blob.png"/></p><p>弹塑性分析:<strong> </strong>结构变形图,塑性乘数分布</p><p style="text-align: center;"><img src="http://wen.kulunsoft.com/uploa ... ot%3B title="1494556744102281.png" alt="blob.png"/></p><p>弹塑性分析: 竖向位移</p><p style="text-align: center;"><img src="http://wen.kulunsoft.com/uploa ... ot%3B title="1494556754461233.png" alt="blob.png"/></p><p>弹塑性分析:<strong> </strong>水平位移</p><p style="text-align: center;"><img src="http://wen.kulunsoft.com/uploa ... ot%3B title="1494556764726714.png" alt="blob.png"/></p><p>弹塑性分析: 水平应力</p><p style="text-align: center;"><strong>厂区地表沉降变化</strong></p><p style="text-align: center;"><img src="http://wen.kulunsoft.com/uploa ... ot%3B title="1494556776351689.png" alt="blob.png"/></p><p>图中离坡脚最近处的地表隆起高度约为0.1m,随着远离坡脚,隆起程度逐渐降低,直至距离坡脚约460m处趋近于零。图中有两处变化不符合此规律:</p><p>1)一处是距离坡脚约45m处,地表陡然隆起到接近0.33m,原因在于此处地层坡面有一个尖角,导致应力集中,因为出现了很大的变形,如下图。由于地层测量的误差,此处计算误差为数值计算方法引起,可以忽略。</p><p style="text-align: center;"><img src="http://wen.kulunsoft.com/uploa ... ot%3B title="1494556790578860.png" alt="blob.png"/></p><p>2)另一处是厂区东面边界处再次出现了约0.01m左右的隆起,这是由于边界效应引起的,并不符合实际情况,可以忽略。</p><p style="text-align: center;"><strong>厂区地表水平位移变化</strong></p><p style="text-align: center;"><img src="http://wen.kulunsoft.com/uploa ... ot%3B title="1494556807123973.png" alt="blob.png"/></p><p>图中离坡脚最近处的地表水平位移约为0.34m,随着远离坡脚,水平位移逐渐降低,直至距离坡脚约300m处趋近于零。</p><p style="text-align: center;"><strong>厂区桩基水平荷载增量的计算</strong></p><p>计算说明:利用软件中提供的「结果截面」功能,分别读出桩位置在初始地应力阶段和弹塑性分析阶段的地基水平应力,利用两者之差求解得到堆载后桩基受到的水平荷载。</p><p>这里给出距离坡脚46m处的水平应力增量如下图:</p><p><img src="http://wen.kulunsoft.com/uploa ... ot%3B title="1494556821331359.png" alt="blob.png"/></p>
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