采用软件自动修正后的墙背与竖直线的夹角α进行分析

有使用GEO5进行土钉边坡或加筋土式挡土墙分析设计的朋友反映，在执行倾覆滑移验算时软件会弹出警告窗口，提示输入数据超出容许范围。

图1 警告窗口

这是因为虚拟墙背的与竖直方向的夹角超过了允许范围（-45°）。下面以土钉边坡支护设计为例进行说明。

为了进行外部稳定性验算，软件会假设一个虚拟结构（墙体）并将其作为倾覆滑移验算的主体。该虚拟结构由边坡的坡面，连接土钉末端的直线，第一个土钉末端到地表的垂线，以及最后一个土钉延长到结构深度的连线组成（虚拟结构底部一般水平，具体结构参见图例）。墙体结点形成的结构后缘的凹形弯曲面会被软件自动排除。结构受到主动土压力的作用。

图2 倾覆滑移验算界面

如图2中，①处的虚拟墙背，即箭头标注处，需要进行修正。

图3 虚拟墙背与竖直方向夹角

虚拟墙背与竖直方向成74°夹角，且墙背仰斜，这时α = -74°。同时，由朗肯土压力理论，我们知道主动破坏面与水平面的夹角为45°+φ/2。当α等于-45°时，内摩擦角φ=0时，假想墙背与破裂面重合。当α超过-45°，内摩擦角φ即使为0，也会使得虚拟墙背处于滑裂面之下。这就与经典土压力理论的假设相悖。

这个时候软件会修正α角，不超过-45°。计算土压力时会将部分虚拟墙背当做墙后土体进行计算土压力，这里计算的土压力与实际土压力相比是偏大的。设计方案也偏安全。