使用OptumG2分析斜坡上的竖向承载挡墙稳定性
本例题介绍如何分析某岩质边坡上用于承载车辆荷载的挡土墙稳定性，如下图所示：
该问题很难用常规的挡土墙设计软件或设计方法去解决，原因在于：
墙后岩石强度较好（φ = 40°，c = 30 kPa），并不会对挡墙产生土压力，即使有，土压力也非常小。因此，不是常规的挡土墙问题。
这里的挡土墙实际上是一种基础的作用，即车辆作用在挡土墙上，而下方的基岩为挡土墙提供地基承载力。因此，该项目的本质是分析挡土墙的地基承载力问题。
地基表面倾斜，基础底面形式也非常复杂，因此常规的基础设计软件也无法解决该问题。
因此，我们选择采用OptumG2，结合其极限分析方法和弹塑性分析方法对该问题进行分析和计算。
1 - 首先，计算挡墙能承受多大的车辆荷载，即我们需要分析以车辆荷载控制的挡墙稳定性极限状态，模型如下，其中红色荷载为乘数荷载。关于OptumG2的入门知识，请移步：入门教程（上）
通过简单的极限分析，可以到乘数荷载大小为691.5，即挡墙能承受的极限荷载为691.5kPa。那么，根据规范中地基极限承载力和承载力特征值之间的2倍关系，我们可以取挡墙能承受的极限荷载为691.5/2 = 345.75 kPa，大于车辆设计荷载100 kPa，安全系数为345.75 / 100 = 3.46。下图为地基破坏模式。
OptumG2会根据破坏面位置自动加密网格，如下图所示：
2- 其次，我们想要分析真实情况下挡墙的沉降以及基底的应力分布。这是我们把红色的乘数荷载修改为绿色的固定荷载（100kPa）， 并进行弹塑性分析。模型竖向位移如下图。计算得到挡墙最大位移为0.06989m，当然，为了简化计算过程，这里由于没有进行挡墙开挖前的初始地应力分析，这个位移值实际上是略偏大的。
下图为基底竖向总应力分布情况。
可以看出基底最大应力为1781.6 kPa，大于了勘察报告提供的地基承载力特征值550 kPa的1.2倍。根据规范，地基承载力应该不满足要求，但是为何极限分析确实满足要求的？这里需要注意一点，这里的基底和地形情况已经不能满足规范验算地基承载力的前提条件。下图为规范情况下地基承载力的验算条件，这里我们可以看到荷载两侧实际上地形是平的，且没有其他较厚的上覆土。
但是该例题中挡墙基底右侧却有很高的上覆土，而这些上覆土实际上对地基承载力是有利的，所以这里我们不能照搬规范中的公式来验算地基承载力。
3- 最后，我们再计算土体强度折减情况下的安全系数和破坏模式。在步骤1中我们认为破坏是由于车辆荷载引起的，所以我们采用求车辆极限荷载的方式来找到地基的破坏模式和安全系数。但是如果地基破坏是因为地基土强度减小引起的，那么我们就需要计算折减土体强度时地基的破坏模式。下图为强度折减（在G2中也是极限分析的一种，不是有限元强度折减）情况下的土体破坏模式和安全系数。
从图中可以看出这种情况下地基的稳定性安全系数仅为1.157，因此，可以看出若挡墙发生破坏，那么最有可能的形式是因为地基强度的降低，例如暴雨，而不是车辆荷载的振动或增大。
本例题说使用的源文件如下：
使用OptumG2分析斜坡上的竖向承载挡墙稳定性.zip。
