不平衡推力方法（隐式&显式）是国内计算边坡和滑坡稳定性时常用的方法，在GEO5中，除了可以采用该方法对边坡稳定性进行计算，软件还可以给出沿滑动面的剩余下滑力传递曲线。部分工程师在使用时并不清楚怎么查看该曲线，也不明白其中原理，本文对此进行说明。1、如何在GEO5中查看剩余下滑力曲线       首先需要明确的是，不是所有计算方法都能得到该曲线。剩余下滑力实际是通过条块间条间力的传递而获得，所以用户必须使用考虑条间力的分析方法才能看到该曲线，最常用的就是不平衡推力方法，隐式和显式都可以，如果采用bishop法是看不到该曲线的，其他的严格条分法，例如M-P，简布法和斯宾塞法也都能获取该曲线。       当选择考虑条间力的方法计算之后，点击软件界面左侧面板中的齿轮按钮，勾选分析中的“剩余下滑力”和“数值”选项，那么就能在图形显示窗口中查看剩余下滑力曲线。2、剩余下滑力曲线的绘制原则       GEO5软件中剩余下滑力曲线绘制原理参考了《铁路路基支挡结构设计规范》中滑坡推力曲线的绘制方法。规范中的滑坡推力曲线       曲线范围从滑动面的剪入口开始一直到剪出口为止，分段数量等于条块数量，如果是圆弧滑动，在GEO5软件中默认分为20个条块。GEO5中绘制的剩余下滑力曲线有几点需要说明：①  软件绘制的是剩余下滑力曲线，并不是滑坡推力曲线，剩余下滑力和抗滑桩所受的滑坡推力之间还需要考虑所在条块滑面角度的影响；②  剩余下滑力曲线的形状和数值大小跟滑面位置、岩土材料参数、支护力的大小、设计安全系数取值等因素相关；③  当剪入口位置的条块自身稳定性大于设计安全系数时，该条块则无剩余下滑力，依此类推，直到出现条块稳定性小于设计安全系数时，剩余下滑力从正值绘制，也就是剪入口位置的条块剩余下滑力一定为非负值；④  当计算滑动面整体稳定性大于设计安全系数时，剪出口位置的剩余下滑力会为负值，这里并没归为0，是为了方便用户查看边坡的支护或者自身稳定有多大的余量。加了支护后的剩余下滑力曲线3、剩余下滑力曲线的应用（1）确定下滑段和阻滑段位置       最常见的剩余下滑力曲线就是先上升后下降的弧线，当遇到地形复杂，同时坡面叠加超载和支护结构的时候，曲线可能存在多个上升段和下降段，这里的上升段可以认为是下滑段，下降段可以认为是阻滑段。（2）确定桩后滑坡推力       当采用抗滑桩支挡时，桩后的滑坡推力大小为该桩设计位置条块的剩余下滑力乘以滑面倾角的余弦值。       除了滑坡推力，桩前实际还受到滑体抗力的作用，很多用户对于滑体抗力如何计算并不清楚，这里顺带做个说明。       以下图为例，这里对应着滑面绘制了4条曲线。曲线a是极限状态的传递曲线，特点是剪出口和剪入口位置力都为0，表征边坡实际状况，也就是曲线以边坡实际的稳定系数来绘制；曲线b为推力传递曲线，从剪入口开始到剪出口，以边坡设计安全系数绘制；曲线c为抗力传递曲线，从剪出口开始反向到剪入口，同样以边坡设计安全系数绘制；曲线d为推力和抗力在抗滑桩位置处的叠加曲线，其中T为滑坡推力，P就是滑体抗力，d曲线为抗滑桩刚好达到边坡稳定系数等于设计安全系数的支撑效果，但不一定意味着桩的极限状态。       根据曲线可以看出T，P的数值跟设桩位置相关，同时跟设计安全系数的取值相关，简单理解为1.35的设计安全系数会比1.2的设计安全系数得到的推力更大。而抗力是否也会随着设计安全系数提高而增大呢，分两种情况，当桩前块体仍然满足增大后的设计安全系数时，抗力则相应增大，当桩前块体达不到增大后的设计安全系数时，抗力不仅不会增大，而是直接为0，这就是用户在查看抗滑桩受力时遇到桩前为0的原因。（3）其他应用       除了通过剩余下滑力曲线区分抗滑段与阻滑段，确定滑坡推力之外，还可以通过曲线下降的斜率判断不同区域的抗滑效果，哪些区段采用削方减载效果会更好，抗滑桩设置于哪些地段效率更高。尤其是对于滑坡整治项目，可以充分利用下滑力曲线进行辅助分析。 查看全部

使用模块：GEO5土质边坡稳定性分析、加筋土式挡土墙设计1 项目背景       项目位于西南某地级市，建设内容为城市次干道。在此段道路初步设计中，道路左侧K0+580—K0+880段为填方边坡，道路高程为1226.818m—1241.374m，最高填方约40m，对应桩号K0+680的高程为1132.816m。因道路外侧相邻地块功能用途未确定，无建筑布局方案，故该段填方边坡在初步设计时拟采用坡率法放坡+截、排水方案处理，分为五级边坡，坡比分别为1:1.5、1:1.75、1:1.75、1:2、1:2，坡面用人字形骨架和植草。初步设计坡率法放坡平面布置图       在道路施工图设计阶段，拟建道路外侧地块建筑布局方案为整个台地由西向东逐步上行，在道路路侧沿线布置了某研究中心及宿舍区，场地内设置了消防车道，消防车道宽度7m。拟建道路桩号K0+700对应消防车道高程约1200m，原地面高程为1192.5m，拟建道路高程为1225.0m，与道路外侧地块消防车道最大填方高差约25m，与现状地面高差约32.5m。因建设用地受限，初步设计拟采用的坡率法放坡处理方案不可行，须考虑挡墙支护方案。2 工程地质条件       根据区域地质资料及附近工程的岩土工程勘察资料，场区上覆土层主要为第四系全新统人工堆积填土层（Q4ml）、冲积层（Q4al）、坡洪积层（Qdl+pl）、坡残积层（Qdl+el），基岩为新近系上新统昔格达组碎屑岩（NQx）及晚二叠世（P3γ）侵入岩。地层自上而下为：       （1）、人工填土层为新近堆填，结构疏松，承载力低，工程性质差。       （2）、冲积层之②1淤泥质粉质粘土层呈流塑~软塑状，属高压缩性软弱土，承载力低，工程性质极差；②2细砂层呈饱和、松散状，承载力较低，工程性质较差。       （3）、昔格达组坡残积土之③1粉质粘土层呈可塑状，具有一定承载力，工程性质较好；③2粉质粘土层呈硬塑状，承载力较高，工程性质较好；其遇水易软化。      （4）、花岗岩坡残积层之④1砂质粘性土呈可塑状，具有一定承载力，工程性质较好；④2砂质粘性土呈硬塑状，承载力较高，工程性质好；其遇水易软化。      （5）、昔格达组碎屑岩⑤承载力高，工程性质好；其遇水易软化。      （6）、花岗岩之全、强风化带（⑥1、⑥2、⑥3）承载力高，工程性质好；土状风化岩遇水易软化。      （7）、花岗岩之中、微风化带（⑥4、⑥5）岩石强度较高，工程性质好。岩土体物理力学参数建议值如下：3支护设计方案       因拟建道路场地位于冲沟，基底地基条件较差，路面有纵坡。设计采用灌注桩地基处理+3阶加筋土挡墙+自然放坡路堤+排水的支护措施，台阶水平设置。加筋土挡墙长度约200m，单阶墙高不超过10m，墙面结合实际地形和道路纵坡进行调整，两阶墙间设2m宽平台。路堤坡顶设截水沟，挡墙台阶及墙底设排水沟。挡墙两端墙高较矮，设计采用重力式挡墙与现状山体相接。       加筋土挡墙墙面采用采用C30预制混凝土面板，加筋材料采用整体钢塑土工格栅，竖向层间距0.4m。加筋结构回填区填料使用项目开挖弃方，综合内摩擦角不小于35度，压实度不小于93%。每阶挡墙下方设0.4m厚级配良好的碎石水平排水层，台阶处铺设一布一膜后采用素砼封闭，防止雨水下渗。加筋挡墙墙顶设置4m米1：1.5自然放坡路堤。加筋土挡墙平面、立面布置图，剖面布置及大样图如下：加筋土挡墙设计平面布置图加筋土挡墙立面布置图加筋土挡墙剖面及大样图4加筋土挡墙设计计算4.1挡墙参数设置        本项目挡墙设计合理使用年限为50年，场地按地震按烈度7度（0.15g）考虑地震荷载作用。挡墙工程安全等级为一级，一般工况下稳定安全系数Fs≥1.35，地震工况下安全系数Fs≥1.25。墙顶荷载35KPa。计算未考虑道路外侧场地回填的影响，将其视为安全储备。        加筋结构回填区填料参数Φd=35.0°，C=0 kPa，γ=18 KN/m3；加筋区后填土参数Φ=30.0°，C=0 kPa，γ=18 KN/m3；挡墙底灌注桩地基处理区域考虑置换做法，其参数取：Φ=24.0°，C=25kPa，γ=20KN/m3。4.2挡墙参数设置        加筋材料设计采用重庆永固的整体钢塑土工格栅。整体钢塑土工格栅采用整体成型工艺，钢塑复合材质，肋带的主要受力元件为条带内的高强冷拔钢丝，蠕变极小；经抗老化处理的聚乙烯保护层，具有耐酸、碱、盐腐蚀的化学特性，破断伸长率小，强度高；条带交叉交点结点分离力要求大于500N。设计力学及物理尺寸指标必须满足交通行业标准《公路工程土工合成材料　土工格栅　第1部分：钢塑格栅》（JT/T925.1-2014）的要求。整体钢塑土工格栅规格及技术参数见下表：4.3计算结果       一般工况下加筋土挡墙抗倾覆、滑移、加筋材料抗拉、抗拔及整体稳定计算结果如下：5 现场施工照片6 总结       本项目采用分阶式加筋土挡墙设计方案，减少了道路建设的用地，为道路外建设场地争取了建设用地的最大化；减少挡墙对地基承载力的要求，同时柔性的加筋土结构能适应较大的地基变形，节省了地基处理费用。       GEO5岩土软件加筋土挡墙模块不仅能计算单阶直立的加筋土挡墙，挡墙计算可定义多个工况阶段和多层土，可验算加筋土挡墙的内部稳定性和整体稳定性，还能计算分阶带面坡的加筋土挡墙和陡坡，计算书界面美观，给岩土工程师的工作带来了极大的方便。 查看全部

1 项目背景        本项目地处海南省中部山区，是进一步巩固新时代脱贫攻坚、全面建成小康社会成果的生态+景观路规范，旅游+交通路，幸福+致富路，采用双向四车道高速公路标准，设计速度80公里/小时，路基宽度25.5米，设计荷载为公路-I级。        本项目此段深挖方高边坡位于K14+500-K14+600右侧，最高高度为28.13m，地层岩性自上而下为粉质粘土、强风化砂岩碎石及全-中风化砂岩，下部一级边坡中风化砂岩整体性较好，中部二级边坡岩层较为破碎，刷坡后外露表面为全风化泥质砂岩，手掰即碎，产状倾角接近水平，处于8°～11°之间，为顺倾，表层以下约1m左右为强风化砂岩，无明显层理，上部为粉质粘土及全风化砂岩，高边坡坡形为一级边坡坡率为1:1.0，二级及以上边坡坡率为1:1.25，分级坡高为8m，平台宽2m。目前边坡开挖至二级边坡坡脚处，三级边坡已施作人字形骨架，经过约5-6天的连续暴雨期，此段高边坡二级边坡发生了开裂变形，裂缝宽约1.0～1.5m，从二级边坡坡顶（三级边坡坡脚）开裂，坡顶及二级坡坡体两侧出现了典型的拉张裂缝和剪切裂缝，前缘有较为明显的挤压变形，并因变形受阻形成了顺滑动方向的扇形压张裂缝，大致平行与变形方向，两侧呈放射状分布，在持续暴雨作用下有发生进一步滑动破坏的可能。高边坡现状情况2 高边坡变形原因定性分析       目前此高边坡的二级边坡拉张裂缝及剪切裂缝已形成，并在前缘发现了扇形压张裂缝，剪切裂缝未完全贯通，根据现状估计，再经过1-2场同等强度的持续降雨可发生滑动破坏，综合分析，边坡变形受多方面因素影响。（1）降雨       高边坡发生变形最主要的外界影响因素是降雨，该地区降雨强度高且降雨次数及持续时间长，根据降雨相关资料收集，平均降雨天数在20天以上，降雨对边坡主要存在以下影响：       （a）软化效应：由于降雨的渗入作用，破碎的边坡岩土体将会被软化。软化作用主要包括对结构面的润滑和对滑带土的软化。地下水和滑带土作用后，能改变滑带土的物理性质，如增加含水率和孔隙比。除此之外，还会发生滑带土溶解作用、水化作用、氧化还原作用、沉淀作用和离子交换等作用。本高边坡滑带土中含有大量粘土矿物，离子交换作用能改变这些矿物的含量。溶解作用能使滑带土内产生溶蚀裂隙、空隙及孔洞等现象。       （b）力学作用：水流在边坡体上流动时，会对边坡表面产生冲刷力，降雨会通过滑坡体已有的入渗通道（张拉裂缝、空洞等）下渗至滑体内部，使得滑带土和部分土体处于饱和状态，岩土体抗剪强度降低，由于岩层破碎节理裂隙发育，强降雨作用后逐渐形成贯通的裂隙带，沿裂隙带发生变形破坏。（2）排水不及时       虽施工刷坡防护较为及时，但由于降雨期持续时间长，降雨强度大导致坡脚仍有大量积水未及时排出，加之二级边坡坡顶平台正在施工平台排水沟中还未贯通，导致上部坡面汇水直接进入岩层节理裂隙，这也是导致高边坡产生急剧变形的原因。（3）岩土体性质       坡面岩土体本身较为破碎，节理裂隙多，松散的岩土体结构为后期降雨进入地下提供了有利的入渗通道，岩土体在地下水作用下进一步崩解、软化和泥化，从而形成潜在滑面。边坡后缘出现的拉张裂缝3 边坡支护设计及稳定性计算3.1支护方案设计        经方案比选后，选择如下设计方案。首先清除变形区域的坡体，保证高边坡段不存在不稳定岩土体，然后可根据高边坡各级坡的岩土体性质对其采用合适的坡率+锚杆（索）支护的方案，坡率由稳定性计算确定，一级边坡维持原设计1:1坡率，对坡顶开挖宽平台后做10cm混凝土硬化，搭配平台排水沟，对一级坡采用厚层基材喷射植被防护，由于平台宽9.0m且平台硬化，上部边坡与一级边坡互不影响，暴雨期雨水无法进入边坡后缘，稳定性高，方案优势明显，清坡后二级坡与三级坡坡率为1:1，并施打预应力锚杆框架梁，起到固脚强腰作用（根据稳定性分析结果视潜在滑动面深度及岩土层情况也可选择锚杆框架梁），由于岩质边坡较为破碎，采用压力分散型锚杆，不仅工作时锚固段灌浆体剪应力较均匀，可有效抑制锚杆的蠕变,而且锚杆全长采用无粘结钢绞线,锚杆工作时灌浆体处于受压状态,因而具有良好的防腐性能，是目前在软弱破碎岩体和土体锚固工程中大力推广使用的锚杆。3.2边坡稳定性分析流程（1）分析工况       边坡稳定性分析工况根据项目特点及边坡基本特征，共分为2组计算工况。天然工况下的稳定性，考虑天然自重+地下水位的组合，无地下水时考虑天然自重情况下的稳定性。暴雨工况下的稳定性及地震工况下的稳定性，根据路基规范3.6.11条条文说明要求作为校核工况，对暴雨工况下边坡采用地勘报告提供的饱和抗剪强度进行计算。其中路基安全系数取值遵循以下原则：       ①与结构重要性及破坏后修复的难易程度相适应，主要考虑与公路等级相联系；       ②与采用的稳定性分析方法相匹配；       ③以正常工况控制设计，以非正常工况进行校核设计。（2）边坡安全系数判别标准       对边坡的稳定性分析评价，边坡的稳定性安全系数值参考《公路路基设计规范》（JTG D30-2015）、《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）等规范的要求，结合边坡稳定性分析既有经验综合确定。具体确定过程如下：       ①稳定分析的工况、内容       本次边坡稳定性计算考虑以下两种工况：       A.正常工况：边坡处于天然状态下的工况。       B.非正常工况Ⅰ：边坡处于暴雨或连续降雨下的工况。       ②根据《公路路基设计规范》（JTG D30-2015），综合考虑且根据现场的宏观判断，路堑挖方边坡按照正常工况下稳定安全系数大于1.30、非正常工况Ⅰ稳定安全系数大于1.15进行控制。（3）岩土物理力学参数选取3.3边坡稳定性计算（1）清方后稳定性计算       根据计算结果，最不利滑动面为二、三、四级边坡一同整体滑动，稳定系数为0.76，剩余下滑力为625.51kN/m，剩余下滑力倾角为10.11°，二级边坡单级区域稳定系数为0.89，剩余下滑力89.66KN/m，剩余下滑力倾角为8.19°，三级边坡单级区域稳定系数为0.89，剩余下滑力88.90KN/m，剩余下滑力倾角为8.63°，二、三级边坡区域整体稳定系数为0.76，剩余下滑力361.86kN/m，剩余下滑力倾角为11.25°，由于岩体遇水后强度降低很多，暴雨工况下最不利稳定系数更小，因此应对二级、三级边坡均进行预应力锚杆框架梁防护，采用有限元进行校核天然工况，计算结果为稳定系数Fs=0.79，相较极限平衡法稍大，基本一致，满足要求。GEO5和Optum G2对清方后的边坡稳定性计算结果（2）支护后稳定性计算       根据《公路路基设计规范》（JTG D30-2015）及稳定性试算综合确定预应力锚杆设计锚固力不小于500kN/m，结合潜在滑动面深度和抗拉抗拔计算，二、三级坡预应力锚杆自由段长度取13m，锚固段长度取6m。       经计算，加固后高边坡正常工况下稳定系数为1.37＞1.30，暴雨工况下稳定系数为1.22＞1.15，满足设计要求。加固后天然工况计算结果加固后暴雨工况计算结果4总结        本项目是路堑边坡开挖过程中因变形而进行的高边坡治理设计。一级坡维持原设计1:1坡率，对坡顶开挖宽平台后做10cm混凝土硬化，搭配平台排水沟，对一级坡采用厚层基材喷射植被防护，由于平台宽9.0m且平台硬化，上部边坡与一级边坡互不影响，暴雨期雨水无法进入边坡后缘，稳定性高，方案优势明显，清坡后二级坡与三级坡坡率为1:1，并施打预应力锚杆框架梁，起到固脚强腰作用，由于岩质边坡较为破碎，采用压力分散型锚杆。顶部粉质粘土层设计坡率为1:1.25，采用人字形骨架植草防护。       经反分析计算，得到变形体在天然工况及连续暴雨工况下的物理力学参数，支护加固前天然工况下稳定系数为0.76，设置预应力锚杆框架梁后天然工况下稳定系数为1.37＞1.30，暴雨工况下稳定系数为1.22＞1.15，满足设计要求。 查看全部

使用模块：GEO5地基固结沉降分析1 工程地质条件       根据补充勘察资料，本项目地层总共分4个地层，从上往下分别为填土、淤泥质粉质黏土、粉质黏土层、强~中风化石灰岩。分层描述如下：       ①层混凝土层（Q4ml）：灰、以混凝土为主，内含钢筋。       ②层填土（Q4ml）：杂色、灰褐色，湿。主要成分以可塑状粉质黏土为主，局部含有少量碎石，该层有大量水泥浆分布。       ③层淤泥质粉质黏土（Q4al+pl）：青灰色，饱和，软塑状态，局部有粉砂夹层，含贝壳残积物，该层局部含水泥浆。       ③1层粉质黏土（Q4al+pl）：青灰色，湿，可塑～硬可塑状态，含有粉土及粉砂，自上而上递增。       ④1 层强风化石灰岩（∈）：灰白色、灰褐色，泥晶结构，岩芯呈碎块状、砂砾及碎屑状，含方解石，岩体破碎～较破碎，该层有多个小溶洞，由粘性土充填，裂隙多，溶蚀现象严重。       ④2 层中风化石灰岩（∈）：灰白色、灰褐色，泥晶～微晶结构，中厚～厚层构造，岩芯多呈短柱状及饼状，局部为碎块状，沿层面断开。属下伏基岩层，分布于整个场地。2 边界条件       本项目沉降计算主要包括填土层的压缩沉降、淤泥质粉质黏土的压缩固结沉降和粉质黏土层的压缩沉降。因地区基岩埋深为15~17m，上部设计荷载为120kN/m，附加荷载可传递至基岩层顶以上所有土层。因此基岩层以上所有土层均需考虑压缩沉降。结合项目的设计荷载，地坪的附加荷载按120kpa均布荷载考虑。因场坪上存在50cm的水泥混凝土层，且混凝土层与管桩顶相连。考虑管桩对水泥混凝土层存在一定支撑作用，所以本次计算不考虑混凝土层附加荷载。根据原设计，水泥混凝土场坪底部换填1.5m的砂石土，本次计算予以考虑。3 参数选取及建模分析       本次计算采用GEO5 地基固结沉降分析模块，依据钻孔进行地层建模。加固前参数选取       经计算，未加固前土层0-6月预压期沉降为38.03cm，6月到10年的沉降为56.23cm，工后沉降为23.71cm，计算结果及固结曲线如下：未加固前计算结果和固结曲线       依据项目的加固方案，对场坪区采用压密注浆加固，单孔有效加固直径为50cm，间距为1.0~1.5m，计算按最不利情况1.5m考虑，桩按梅花形布孔，加密注浆深度为10m。考虑注浆加固对填土层效果较好，淤泥质粉质黏土层效果一般。因此本项目可靠的加固深度为6m，6-10m范围的加固效果一般，在后期加固参数选取中体现。加固后参数选取       经计算，加固后土层10年的总沉降为40.88cm，工后沉降为10.21cm，计算结果如下：各阶段固结度和沉降值表加固后的计算结果4 总结       本次项目主要是计算某厂房地基天然和加固后的固结及沉降情况。采用GEO5固结沉降分析模块，建模快捷，可以根据需要设置计算断面，最新版本还可以进行竖向排水砂井的设置。 查看全部

1 项目背景       某矿区地下水污染综合防治工程受甲方委托在矿区勘查工作和收集周边工程建设勘查资料的基础上，遵循地质灾害防治的基本原则，对矿区矿渣堆整形、矿渣堆及堆体两侧坡面护坡、拦渣坝、截排水沟、不稳定边坡支护、危岩清除等防治工程从安全有效性、技术可行性、经济合理性进行论证，提出具有针对性、系统性的最优综合防治工程方案。2 工程地质条件       针对矿区矿渣堆边坡开展调勘查，共划分8个不稳定斜坡，分别进行坡面稳定性分析评价，通过钻探取样及现场大重度试验及现场2处已经滑移边坡坡面反演综合确定不稳定斜坡物质组成成分为：       ①素填土（角砾为主）：分布于矿区坡面中下部，参数取值天然状态：重度=19.0kN/m3，C=6.0kPa，φ=28.00°，饱和状态：重度=19.6kN/m3，C=0.5kPa，φ=21.00°；       ②素填土（碎石为主）：分布于矿区坡面上部，参数取值天然状态：重度=19.2kN/m3，C=2.0kPa，φ=31.00°，饱和状态：重度=19.8kN/m3，C=1.2kPa，φ=27.00°；       ③强风化片岩：分布于矿渣堆下部，厚2-8m，天然单轴抗压强度14MPa，饱和单轴抗压强度10.4MPa；       ④中风化片岩：分布于强风化基岩下，分布于3-10m以下，天然单轴抗压强度32.62MPa，饱和单轴抗压强度16.54MPa；       其岩土体的渗透系数通过钻孔压水试验及现场双环实验确定①层素填土地表矿渣渗透系数值0.14～0.22cm/s，平均值K=0.18cm/s，为强透水性；①层素填土地表覆土渗透系数值2.75×10-5～4.90×10-5cm/s，平均值K=3.83×10-5m/d，为弱透水性；③-1强风化片岩渗透系数值1.29×10-3～7.02×10-3cm/s，平均值K=4.24×10-3cm/s（约72Lu），为中等透水性；③-2中风化渗透系数值2.29～9.38×10-5cm/s，平均值5.44×10-5（约4.6Lu），为弱透水性。       综合调勘查结果及周边1：5000水文地质调查成果，地下水均为大气降雨补给，主要以矿渣堆素填土及坡面表层粉质粘土的孔隙潜水存在，局部受地形切割出露为下降泉径流；下部基岩裂隙水弱含水性，径流较近，因此综合地下水污染防治效果，本次主要采取对矿渣堆整形加封闭矿渣堆减少降雨入渗为主的方法治理。3 斜坡稳定性计算及支护设计       根据不稳定斜坡变形现状，及区内水文地形等特点，分别对不稳定斜坡天然、地震和暴雨工况进行计算。1号不稳定斜坡天然工况计算1号不稳定斜坡地震工况计算1号不稳定斜坡暴雨工况计算       对所有8个不稳定斜坡均进行计算后，所有斜坡均处于基本稳定到欠稳定状态，需要进行支护设计。       本次堆积矿渣高度在5m-15m，且矿渣堆主要为强风化片岩，使用加筋土挡墙工程可以有效利用矿渣，且较为经济。加筋土挡墙可以分级台阶做坡度，在面层开展防渗措施。因此本次支护方案采用加筋土挡墙设计。       考虑到加筋土墙的土工格栅的蠕变、耐久、安装等损失，最终加筋土墙采用双向聚酯（PET）的土工格栅的材料，防腐等级在2-13，它的质控出厂抗拉强度可达400kN/m。加筋土挡墙设计加筋后整体稳定性分析4 总结       本次项目主要是基于地下水污染防治防渗目的开展的边坡整形消纳支挡工程设计，主要基于前期调查，确定污染来源主要为大气降水淋滤矿渣造成的水污染，未发现有深层基岩泉水出露的条件下，开展边坡稳定性分析，在此基础上进行加筋土挡墙设计。       GEO5边坡稳定系分析模块可以一个文件分析多种工况问题，减少重复建模操作，加筋土挡墙设计模块支持多级台阶设置，对本设计方案提供了计算支撑。 查看全部

使用模块：GEO5土质边坡稳定性分析、抗滑桩设计1 项目背景       某滑雪场坐落于“中国滑雪之乡”吉林省通化市，海拔约980米，依山傍水而建的16公里登山步道连接某国家森林公园景区，山体落差约568米。区域年冰雪期逾150天，平均积雪厚度可达一米左右，雪质优良，可同时容纳1000人滑雪。       本次新建滑雪场度假区滑雪小镇位于滑雪场东侧临近的山坡地段，项目整体包括7栋公寓、别墅区、造雪机房和车库等。其中C4座位于项目东南侧山坡，按项目规划，在紧邻C4座东侧需要大量填土，预计新填土及原地表填土合计高度超过15米，而边坡东侧下部临近河道边坡，填土后整体形成了一个大型的高陡边坡，是该项目边坡工程中最危险的部分。项目整体及C4座周边填土边坡情况如下图所示。项目场地周边效果图2 工程地质条件       拟建场区地貌单元为坡积地貌，地势变化较大。孔口高程最大值为454.90m，最小值为416.09m，最大高差38.81m。       勘察深度内，场区地下水属第四系潜水，初见水位埋深自然地面以下1.70～4.40m，稳定水位埋深自然地面以下1.50～4.20m，稳定水位标高为411.89～449.22m，勘察区内地形为山坡，地表水不发育，地下水补给来源主要为大气降雨和雪水融化，降水量比较充沛。山区覆盖层比较薄，有利于降水渗入补给。       由于地势较高，汇水面积小，地形坡度较大，覆盖层不厚，因此地表水径流条件良好，并在短时间内，由沟谷泄走。        地层岩性由上至下分10层，表层土为第四系素填土、粉质粘土含角砾、粗砂、圆砾、卵石，下伏基岩为：老岭群珍珠门组大理岩，根据勘察区岩体露头产状，倾向135°，倾角63°。现分层描述如下：       第①层 素填土：暗黄色、黑色，湿，松散，主要由碎石、粘性土等回填，该层在场区内分布不连续，层厚0.40～3.00m。       第②层 腐殖土：黑色，湿，松散，该层在场区部分地段见到，层厚0.30～1.90m。       第③层 粉质粘土含角砾：暗黄色，湿～饱和，可塑，角砾含量20%左右，该层在场区内部分地段缺失，层厚0.40～3.40m。       第④层 粗砂：暗黄色，湿，稍密，粒径大于0.5mm的颗粒质量超过总质量的50%以上，颗分级配好，分选性差，该层在场区内部分地段见到，层厚0.80～2.10m。       第⑤层 角砾：暗黄色，湿～饱和，稍密，粒径大于2mm的颗粒质量占总质量的50%以上，呈棱角状，一般粒径2～5mm，最大粒径10mm，由粘性土充填，该层在场区内分布不连续，层厚1.60～2.70m。       第⑥层 碎石：暗黄色，湿，稍密，粒径大于20mm的颗粒质量占总质量的50%以上，呈棱角状，一般粒径20～50mm，最大粒径70mm，由粘性土充填，该层在场区内部分地段见到，层厚0.50～3.10m。       第⑦层 卵石：暗黄色，湿～饱和，稍密，粒径大于20mm的颗粒占总质量的50%以上，呈亚圆状，一般粒径20～60mm，最大粒径120mm，由砂类土充填，该层在场区内分布不连续，层厚0.30～4.60m。       第⑧层 大理岩：全风化，灰白色，经风化作用，结构被破坏，见原岩成份，该层在场区内分布不连续，层厚0.40～0.90m。       第⑨层 大理岩：强风化，灰白色，隐晶质变晶结构，块状构造，为较软岩，较破碎，岩芯呈碎块状，岩体基本质量等级为Ⅳ级，层厚0.20～2.10m。       第⑩层 大理岩：中风化，灰白色，隐晶质变晶结构，块状构造，为较软岩，较完整，岩芯呈短柱状及块状，岩体基本质量等级为Ⅳ级，层厚5.00～20.40m。场地7-7工程地质剖面图3 支挡结构设计3.1设计参数       （1）X1-X2-X3-X4剖面：采用直径1200mm抗滑桩，间距2.4m，桩长18m, 桩端进入中风化大理岩不小于4m,兼做上部悬臂式挡土墙的桩基础，悬臂式挡土墙高3m；       （2）Y1-Y2-Y3-Y4-Y5剖面：采用直径1400mm抗滑桩，间距2.4m，桩长11m, 桩端进入中风化大理岩不小于4m,兼做上部扶壁式挡土墙的桩基础，扶壁式挡土墙高5m；       （3）支护桩及悬臂式、扶壁式挡土墙采用C30混凝土，主筋采用HRB400级钢筋，箍筋可采用HPB335级钢筋；主筋外侧混凝土保护层厚度50mm；       （4）锚索采用3-7∅5（∅=15.2）钢绞线为筋体，成孔直径不小于150mm，注浆材料为素水泥浆，水灰比0.8:1，水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥，应按规范要求保证锚索施工质量；       （5）锚索承载力标准值Nk=150kPa，预拉力为Nk的140%,持荷5分钟后锁定，锁定力为Nk的85%；       （6）填土要求：上部填土必须分层夯实，分层厚度不大于400mm，压实系数不小于0.95，并严格按照图中尺寸进行填筑，严禁超挖超填；回填材料为砂类土或黏土混以碎石，严禁使用软黏土、膨胀性土、淤泥质土、耕植土或冻土作为回填土；       （7）上部挡墙后地面横坡坡度大于1:6时，应在进行地面粗糙后再填土；       （8）锚索及锚头的防腐处应符合《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2013永久性锚杆的防腐蚀处理的规定。典型设计剖面3.2计算分析成果（1）天然工况计算（2）地震工况计算4 总结       本项目整体建于山体边坡上，涉及各种边坡形式较多，也采取了不同的支护手段，采用库仑GEO5岩土分析软件，可以实现多工况在一个文件当中进行计算，方便快捷，计算成果为设计提供了支撑。       项目于2021年初进行设计，并陆续施工，至2022年完工，当时正处于新冠疫情期间，未能采集到施工过程的影像，后期据业主反映建成后效果很好，且与度假区整体的景观规划较协调。 查看全部

使用模块：GEO5土质边坡稳定性分析、抗滑桩设计、扶壁式挡土墙设计、重力式挡土墙设计1 项目背景       某水库位于金沙江左岸某二级支流中上游。水库为III等中型工程，工程任务为农业灌溉，城乡供水等综合利用。水库正常蓄水位1971.0m，设计洪水位1971.02m，校核洪水位1971.48m。水库总库容5113万m3，兴利库容4446万m3。工程由水库枢纽和灌区工程两部分组成，其中：水库枢纽包括大坝（粘土心墙石渣坝）、溢洪道、放空（导流）隧洞、取水隧洞等；灌区工程包括1条干渠和4条支渠。       工程场地库坝区未来50年超越概率10%的基岩水平峰值加速度为0.121g，相应地震烈度为Ⅶ度。       根据《水利水电工程合理使用年限及耐久性设计规范》（SL654-2014）表 3.0.2确定，对综合利用的水利水电工程，工程合理使用年限应按其中最高年限确定。该水库工程等别为Ⅲ等，工程规模为中型，确定工程合理使用年限为50年。       水库配套管理营地工程区位于右岸，场地现状为斜坡地段。场地地面高程为 1993m~2017m，最大高程为 22m，自然边坡坡度为 15°~20°，局部较陡， 最大约 30°。因处于斜坡地带，需对营地周边边坡进行支护结构设计。管理营地区域位置2 工程地质条件       根据工程地质测绘及勘探揭示，场地覆盖层主要为第四系残坡积形成的（Q4el+dl） 含孤块碎石土、含碎砾石粉质黏土，下伏基岩为白垩系下统粉砂质泥岩，各岩土层地质特征自上而下描述如下：（1）第四系残坡积层（Q4el+dl）       ①1 含孤块碎石土：紫红色，主要为孤块石， 原岩为粉砂质泥岩，呈碎块-柱状，碎块大小 2-6cm，柱长 5cm-25cm，含量 60%-70%，中间夹少量粉质黏土。厚度 4.6m~6.5m。       ①2 含碎砾石粉质黏土： 褐色，稍湿~干燥，松散~稍密，可塑状，碎石呈棱角-次棱角状，大小1-5cm，含量约 20%~30%，原岩为粉砂质泥岩。厚度 1.5m~7m。（2） 白垩系下统基岩       ②粉砂质泥岩：紫红色、青灰色，湿，成分以粘土矿物为主，泥质结构，薄层~中厚层状构造。       按其风化程度的不同，粉砂质泥岩可分为以下三个亚层：       ②1 强风化粉砂质泥岩： 强卸荷，岩体强烈卸荷松弛，普遍夹泥， 裂隙发育，遇水易崩解，性软，岩芯呈散体状结构，碎块大小 3cm~30cm。 厚度 1.5m~12m。       ②2 中风化粉砂质泥岩：岩体结构部分破坏，层理较为清晰，性脆，断口不平整，岩芯呈短柱状及柱状，较完整。 厚度 3.2m ~12m。       ②3 微新风化粉砂质泥岩：岩体结构基本未变，仅节理面有少量锈染，有少量风化裂隙，岩芯呈柱状及长柱状，较完整，本次未揭穿。场地岩土体物理力学参数建议值3 边坡支挡结构设计       营地后边坡采用抗滑桩结合逆作法锚拉式重力挡墙工艺，营地前缘边坡采用扶壁式挡墙填方施工，边坡开挖施工应严格按照从上至下刷坡，严禁未刷坡擅自开挖坡脚，采用动态信息化施工方法，做好施工期监测保证施工期安全。3.1边坡安全等级       边坡、挡土墙结构设计工作年限为50年；1#抗滑桩结合挡墙支护的边坡安全等级为以及一级，结构重要性系数为1.1，2#挡墙边坡安全等级为二级，结构重要性系数为1.0，3#挡墙边坡安全等级为一级，结构重要性系数为1.1。       持久工况挡墙抗滑移稳定系数为1.3，抗倾覆稳定系数为1.6；地震工况挡墙抗滑移稳定系数为1.1，抗倾覆稳定系数为1.3。       根据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330~2013）要求，营地后边坡安全等级取一级，一般工况边坡稳定安全系数取1.35，地震工况取1.15。营地前缘填方边坡安全等级取二级，一般工况边坡稳定安全系数取1.30，地震工况取1.10。3.2典型断面设计3.3计算分析成果（1）抗滑桩支挡边坡设计（2）重力式挡墙支护设计（3）扶壁式挡墙支挡结构设计4 总结       本项目属于斜坡场地周边边坡支护设计，根据不同位置地质条件及斜坡高度，采取了不同的支护措施。       利用南京库仑GEO5岩土分析软件，可以快速建立多种挡墙类型及抗滑桩支挡结构，便于方案对比分析，多模块可以联合使用，省去重复建模时间，提高了项目设计效率。 查看全部

使用模块：GEO5土质边坡稳定性分析、微型桩设计一、项目背景       某省道K160+800～K160+845段为直线填方路基段，外侧路肩墙高3.0～4.0m高，路面标高660.58～662.84m左右，纵面较平缓，道路外侧坡体为自然状态的单斜坡地形，横坡总体较缓。       今年5月中旬因遭受连续强降雨，地表水陡增，雨水渗入填土与原生黏性土面（粉质黏土属相对隔水层），导致上部填土层含水量增大，逐渐饱水软化，抗剪强度减小，容重增加等综合作用下产生路基沉降约20cm、路面开裂形成纵向裂缝，裂缝宽约5～10cm，路肩墙向外推移变形，严重影响交通。安全隐患影响较大。该道路为境内主干道，涉及数万人员出行及各种物资运输，影响重大，综合以上因素，该段路基水毁急需抢险治理。道路现场照片二、滑坡体特征       根据本次工程地质测绘、钻探揭露及收集的已有资料，滑坡滑体物质主要由粉质粘土夹块碎石、素填土组成，厚度2.0～6.0m，黄褐色、棕褐色，块石含量不均，一般10～30%，粒径一般 0.10～0.50m，粘土呈软塑～可塑状，透水性较差。       滑带土位于土层内部，埋深3.1m；滑带土主要为粘土，黄褐色，软塑状，含约10%的角砾、碎石，角砾粒径一般5～20mm，角砾呈次棱角状，无定向排列，滑带土受挤压、搓揉明显。       滑床物质为坡洪积（Q4dl+pl）黄褐色粉质粘土，粉质粘土呈可塑~硬塑状，滑床形态纵向上呈折线型，与地表形态相近。       滑体中地下水主要为松散岩类孔隙水，其地下水主要为大气降雨补给，具就地补给就近排泄，径流距离较短的特点。因滑坡体位于斜坡地段，地下水赋存条件差，排泄条件好，勘察期间对施工钻孔进行的水文地质观测及抽水试验成果，滑坡路段地下水较贫乏。滑带土取芯照片       该段上部为原道路修建时堆积填土，厚度约1～5.5m，下部为可塑～硬塑状粉质黏土，黄褐色，含少量碎石角砾，厚度约2.0～30.0m，下伏基岩为二叠系中统龙潭、大隆并组的页岩、灰岩，岩体较破碎，附近较远处基岩测得实际产状，倾向为328°，倾角12°；斜坡主要为填土、粉质黏土，以荒地、林地相间，局部旱地。植被总体较发育。近10年岸坡总体较稳定，未有大范围岸坡滑移现象，以局部下沉变形迹象为主。三、滑坡稳定性分析（1）定性分析       滑坡的形成，是由其地形地貌、地层岩性、水及人类工程活动的共同作用的结果：厚度较大的第四系坡洪积土的存在，为滑坡的形成提供了物质基础。据已有钻探资料揭示，在滑坡区域内，坡洪积土厚一般4.0～30.0m，为滑坡层产生不同程度的变形；水的作用，是滑坡形成的激发因素，区域内降雨量大并集中，多为大、暴雨，雨水的下渗，不但降低土体的抗剪强度，还提高滑体重量，产生动水压力等，为滑坡产生变形提了有利条件。       滑坡所的形成提供丰富的物质来源；软弱结构面的存在为滑坡的形成提供了良好的地质环境，便于形成滑动面，由于土体本身强度的降低，形成软弱结构面，这样接触面倾角适宜的条件下，使土体产生足够的下滑分力；滑坡体位处斜坡地段，地面坡角与滑面坡度基本一致，坡度角一般为10～22°，地形坡度条件为滑坡形成与位移提供了临空面，大气降水对滑体进行冲刷、侵蚀、饱和软化，使滑坡堆积处位置地形坡角较大，滑坡临空条件较好，为滑坡的形成及发生创造了有利的工程地质条件。汛期雨水较多，滑坡持续受大雨、暴雨影响，造成滑体物质力学性质降低，导致坡体中前部局部出现滑移、外挤迹象。若遇暴雨或持续降雨影响，该滑坡有可能在坡体中部、后部出现滑移破坏，并且有可能进一步加剧变形，发展为滑体发生整体下滑。目前该滑坡处于欠稳定状态。（2）滑动面参数确定       滑坡滑面参数的综合确定:综合考虑滑坡体性质（成分及覆盖层厚度）、滑面的工程物理特性、同类工程经验类比、反演分析成果及相关规范，确定本滑坡滑动面的抗剪设计参数为：C=14.2kPa（12.5 kPa），Φ=9.0°（8.5°）。滑坡设计计算参数见下表：（3）定量计算       本次稳定性计算采用GEO5软件。工况分为工况一、自重（天然状态），工况二、自重+暴雨（饱和状态）。安全系数根据《公路路基设计规范》（JGT D30-2015）第7.2.2条第1款有关规定，计算时安全系数分别为：       工况一、自重（天然状态）下，安全系数取1.25；       工况二、自重+暴雨（饱和状态）下，安全系数取1.15。       稳定性计算考虑2种工况：一、自重+天然状态；二、自重+饱水状态；对现有滑坡稳定性进行计算，计算方法采用折线法（不平衡推力法隐式），结算结果汇总如下：四、滑坡治理设计       在本设计中，首先对治理方案的技术合理性、施工的可行性和经济三个方面综合考虑。同时，着重考虑施工安全、工期的因素，从而选择最快捷的治理方案。结合本道路的特殊性及实际情况，对该滑坡进行综合治理。尽早完成道路施工为基本，其次为持久型治理设计，其目的在于确保以后该道路在长期运行的安全，同时消除滑坡对道路的安全隐患。两部分相辅相成，共同作用达到缩短工期、节约成本的目的。       综合考虑现场地形、地质及环境条件，其设计治理方案为：对既有滑坡体采用道路中线附近钢管桩注浆加固+外侧钢管桩地梁+挡墙恢复路基+道路中线内侧钻孔注浆加固+仰斜式排水孔+综合截排水措施，其它为路面恢复、综合交安。       本次设计方案验算是基于勘察成果所提供的岩土参数进行支挡后的稳定性计算，计算考虑2种工况：一、支挡+自重+天然状态；二、支挡+自重+饱水状态，计算方法采用折线法（不平衡推力法隐式），结算结果汇总如下：五、总结       本项目属于道路应急抢险修复工程。现场发现异常情况后，通过勘察了解场地地质构造及滑带土性质，从定性和定量角度分析了道路边坡的稳定性，从应急抢险角度出发，制定了钢管桩加挡墙的联合支挡形式。       本项目利用GEO5软件进行分析和验算，在场地评价和支护结构设计方面都起到了技术支撑作用，为设计方案提供了依据，最终方案已指导现场顺利施工。现场施工照片 查看全部

       按照《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）附录F的规定，对板肋式及桩锚式挡墙，当立柱嵌入深度较小时，视立柱下端为自由端，可以采用静力平衡法计算，当立柱嵌入深度较大时，视立柱下端为固定端，按等值梁法计算。       在GEO5软件当中，采用深基坑支护结构设计模块，根据底部固支或铰支情况可以分别模拟支锚式支挡结构的等值梁法和静力平衡法分析。这里选取某典型案例，进行静力平衡法手算和软件计算的对比分析。1、案例介绍       一个下端自由支撑，上部有锚定拉杆的板桩挡土墙，如下图所示，周围土重度γ=19kN/m³，φ=30°，粘聚力c=0，锚定拉杆距地面1m，水平间距a=2.5m，基坑开挖深度为h=8m，请采用静力平衡法计算桩墙的入土深度和桩身内力。2、手算过程（1）土压力计算主动土压力：被动土压力：（2）外力对支撑点取矩       其中被动土压力折减系数取K=2，将d=1、h=8以及Ea和Ep的式子代入上式，解得三次方程：求解后得到桩的入土深度为。水平支撑的作用力：桩身最大弯矩处即是剪力为0点，设该点到地面的距离为h0。 最大弯矩3、GEO5建模计算       打开深基坑支护结构设计模块，输入土层材料参数，设置基坑开挖深度和锚杆位置及间距。       岩土作用力选择主动土压力，分布形式选择最左侧常规的三角形分布。       点击分析，结构底端支座类型选择铰支，被动土压力折减系数输入0.5，自动得到嵌固深度t=5.52m，水平支撑作用力为361.36kN，单位宽度弯矩最大值为505.97kNm。4、对比分析       将手算和GEO5计算得到的几个关键指标进行对比，做误差分析，可以得到如下结果：针对嵌固深度，两者计算基本一致，对于水平支撑作用力和最大弯矩值，两者计算误差在1%左右。       相比手算过程，使用GEO5分析计算更加快捷直观，同时还支持添加更为复杂的外部环境，比如超载，地下水作用等。 查看全部

       在对支挡结构进行地震工况的分析时，不仅要考虑地震对结构自身的影响以及地震土压力的影响，如果环境中有地下水或地表水，还需要考虑地震动水压力的影响。本文参考国内各行业规范及国际通用方法，对地震动水压力的计算及在GEO5软件中的使用进行说明。1. 国际通用方法       根据物部-冈部（Mononobe-Okabe）或者 Arango提出的方法，地震动水压力呈抛物线分布，简化为梯形分布后，作用在结构后面的动水压力合力可以表示为：其中： γw-水的容重kh-水平地震加速度系数H-结构的高度合力作用点位置距离墙踵的距离为0.4H。2. 国内规范方法       国内地震动水压力的计算根据不同行业规范略有差异，但总体上与国际通用方法相匹配。以下分别论述。2.1 《水工建筑物抗震设计标准》（GB51247-2018）（1）拟静力法       根据规范7.1.12节的论述，当采用拟静力法计算重力坝地震作用效应时，水深h处的地震动水压力可表示为：其中：Pw(h)--   作用在直立迎水坝面水深h处的地震动水压力代表值-- 水平向设计地震加速度代表值 --  地震作用的效应折减系数,动力法计算地震作用效应时取为1.00；拟静力法计算地震作用效应时取为0.25--   水深h处的地震动水压力分布系数，应按表7.1.12的规定取值--   水体质量密度标准值H0--  水深       那么单位宽度坝面的总地震动水压力可以表示为合力作用点在水下0.54H0处。       这个合力的计算实际上是将表格7.1.12的分布系数在总深度或总墙高范围内进行积分计算的结果，类似如下分析，感兴趣的工程师可以自行作图计算。（2）动力法       根据规范7.1.14的论述，采用动力法时，水深h处的水平向地震动水压力按下式计算       规范中没有提总的动水压力，但将上式在总深度H0范围内积分得到       可以看出采用动力法计算得到的总动水压力跟国际通用方法是一致的。       此外，规范《水电工程水工建筑物抗震设计规范》（NB35047-2015）跟上述国标要求一致。2.2 《水运工程抗震设计规范》（JTS146-2012）       根据规范5.4节的论述，作用在直墙式建筑物上的地震动水压力强度、总动水压力可以分别按下式计算：其中C为综合影响系数，取0.25，η取1。        跟水工建筑物抗震设计标准中的动力法对比，可以发现水运行业的计算公式除了多了一个综合影响系数，其他都一致。相当于采用水运公式计算，将动水压力进行了折减。2.3 其他规范       在《铁路工程抗震设计规范》（50111-2006(2009年版)）以及《公路工程抗震设计规范》中，对地震动水压力也有论述，但只针对桥梁工程，并不适用于常规岩土支挡结构设计，此处不再引用。3. GEO5中的使用       在分析设置中，用户可以指定地震荷载分析时采用的规范，对于地震动水压力计算，当选择Mononobe-Okabe、 Arango以及NCMA-SRW美标规范时，动水压力都按本文第一节提到的国际通用方法计算，当选择国内水运规范计算时，软件按照2.2节水运规范的公式计算，当选择水电规范时，软件按照水2.1节中拟静力法的公式计算。选择其他行业规范时，默认参考2.1节水电行业动力法的公式计算。       另外，在GEO5软件当中，还需要注意两点：①当墙前有地下水时，软件将计算地震影响下作用在挡墙前面的动水压力；②当墙后土体渗透性较低时，如果不考虑动水压力的影响，此时在地震荷载界面中的地震动水压力中选择承压水（土体渗透性差），反之选择自由水（土体渗透性好）。 查看全部