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

       GEO5 2024版丰富了三维地质建模模块的自定义数据结构功能，以柱状图为例，用户可自行配置表头数据内容，自定义列的数据类型和绘图样式，本文以某水文地质钻孔为例，说明在GEO5中如何自定义柱状图出图。某水文地质钻孔1 编辑模版1.1 创建新的模板       打开三维地质建模模块，在右侧【模式】选项框中选择【模板】选项，可以看到界面模版默认为“中国-标准”，点击【复制并编辑当前模版并添加到模版管理器】，此处自定义模版命名为“水文钻孔模版”。       将模版保存后再打开，选中编号2的水井，点击【编辑】，弹出如下图所示窗口。1.2 自定义用户数据       上图左侧即为软件自带水井模版的数据内容和类型，结合本文要定义的水文地质钻孔样式，不需要自带的地下水位、外套管、井口和井底、数据-规程选项等内容，选中相关字段，点击右侧的【删除】选项。另外，还需要增加“岩芯采取率”、“电测深曲线”两个字段和表头的相关钻孔信息，点击【添加】，输入方法选择【创建新的本地数据字段】。       点击【下一个】，弹出窗口中，类型选择【表格】，表格类型选择【带深度】，名称命名为“岩芯采取率”，点击右侧【添加】选项，增加表格列，输入方法仍选择【创建新的本地数据字段】，类型选择【数字】，名称输入“岩芯采取率”，小数位数均设置为0。点击【确定】，最后点击【添加】即完成“岩芯采取率”数据字段的添加，“电测深曲线”字段类似，这里不再赘述。       针对表头的钻孔信息，我们可以单独定义一个【组】，把表头相关的所有信息都放到里面，数据类型可以都选择字符串形式。1.3 自定义出图样式       定义好数据字段后，接下来对出图样式进行编辑。删掉原有的柱状图出图样式，点击【添加】。       我们先定义表头菜单，表头的编辑和操作方法和EXCEL表格非常类似。用户可以自定义行、列及其他维度的信息，可以合并和拆分单元格，自定义框架和背景颜色等。       根据需要，表头总共3行8列。局部区域合并单元格后，效果如下图所示。      表格里的数据字段可以直接选择之前定义好的内容，以“钻孔类型”为例，选中A1单元格，点击【插入字段】，选择【试验数据—名称】里的“钻孔信息——钻孔类型”，点击【确定】即可。该窗口中还可以调整文字颜色、样式、大小等格式。在B1单元格中，选择【试验数据—数据】，用于存储钻孔类型的实际值。       其他表头内容定义方式一样，定义完成后，得到表头样式如下，由于这是定义的模板，数据栏还没有录入数据，所以显示“Lorem ipsum”的空字符。       接下来，定义列。点击面板最右侧【添加】，将新增的表格类型改为“列”，按照水文钻孔柱状图样例，需要显示7列数据，包括“地层时代”、“厚度”、“地层柱状”、“岩性描述”、“岩芯采取率”、“电测深曲线”和“成井结构”，因绘图需要，将“地层柱状”和“岩芯采取率”按2列输入，“成井结构”按3列输入，总共需要输入11列。       这里以第一列“地层时代”为例，列名称直接输入“地层时代”，列内容中，列类型选择【钻孔柱状图】，图案选择【地层/岩土材料图例】，插入字段选择【表格属性-数据】中的【地层描述】，即后续地层时代在地层描述中输入即可。       其他列类似操作，需要注意的是，当需要选择深度坐标轴时，比如“地层柱状”和“岩芯采取率”左侧均有深度坐标，列的名称可以留空，列内容直接在类型中选择【深度坐标轴】。       当输入列内容为“岩芯采取率”和“电测深曲线”时，列类型注意选择【深度图标】，在【添加系列】时选择相应的内容。       当列定义完成后，如下图所示。       根据表格样式，调整每列的相对宽度，得到更美观的表格样式。       自此，整个出图样式就定义完成，将出图规程的名称定义为“水文钻孔”，规程类别选择【柱状剖面】。2 录入数据       在【勘察数据】中录入水文钻孔的数据信息，点击【添加】，选择【水井】，在弹出的窗口中录入相关信息，可以看到自定义的钻孔信息、岩芯采取率和电测深曲线都在目录内。2.1 录入基础信息       录入钻孔信息，直接输入文字或者数字。       录入地层信息，输入不同深度的的岩土材料，选择相应的颜色和花纹，地层描述中备注地质年代。       录入成井结构的花纹样式，可以在图例中选择类似的样式，也可以用纯色的形式模拟。2.2 录入深度数据       对于岩芯采取率和电测深曲线，需要录入随深度的变化数据，这里可以导入excel数据或者进行单个录入。3 出图效果       录入完数据后，保存信息，到【柱状剖面】界面中，选中该钻孔，选择【打印日志】，即可得到柱状图。       柱状图效果如下，对于填充效果、文字大小和线性属性还可以在模板中人为调整。       图件可以保存为PDF或者word格式，其他的钻孔录入数据后，就可以用已经定义好的模版进行批量的出图。 查看全部

       受水平荷载影响的桩基础一般会涉及水平变形的评价，在这里给出常见的欧标&美标的水平变形限值要求，方便工程师在海外项目中采用。本文中给出的是建议值，实际工程中仍需要根据工程要求、国家及地区相关规定对限值进行调整。1 美标      具体要求可参见《The Engineering of Foundations , Slopes and Retaining Structures -CRC Press》,如下图：2 欧标       欧标涉及的国家较多，这里给一个统领规范EN1997中的指导性值。 查看全部

       目前国内越来越多实力雄厚的设计研究院开始走出国门承接海外工程。桩基是海外工程中常见的设计方向，为方便广大海外项目用户更快熟悉欧标和美标相关规范关于桩基的相关理论。此次原理说明采用类比法，从工程师熟悉的中国规范方法类比到美标，掌握其中的异同点，以帮助工程师更快理解。部分重要参考文献列表如下：中国规范：《建筑桩基技术规范 JGJ 94-2008》《地基基础设计规范》附录R美标：NAVFAC DM 7.2, Foundation and Earth Structures, U.S. Department of the Navy 1984FHWA-NHI-16009Design and Construction of Driven Pile Foundation—volume I， Chapter7The Foundation Engineering Book， Chapter 6         一般规范主要由计算方法和验算方法两部分构成。对桩基规范来说，计算方法指承载力、沉降等计算方法（本次主要以解析法为主，不涉及弹性法内容）；验算方法指安全系数法、分项系数法等。一、计算方法1、单桩（1）中国规范       中国规范桩基竖向承载力核心原理是：总承载力=桩侧承载力+桩端承载力。在《建筑桩基技术规范 JGJ 94-2008》中给出的计算公式如下：     拆分理解：       桩侧承载力=桩侧承载力参数*桩周长*有效侧阻桩长       桩端承载力=桩端承载力参数*桩端面积       在中国规范经验参数法中，桩侧承载力参数和桩端承载力参数由地区经验参数给出。如果采用静力触探等原位测试时，桩侧承载力参数和桩端承载力参数通常由原位测试值*修正系数得到。（2）美标       其核心原理同样是：总承载力=桩端承载力+桩侧承载力。拆分同样可以表达成：      桩侧承载力=桩侧承载力参数*桩周长*有效侧阻桩长      桩端承载力=桩端承载力参数*桩端面积       但和中国规范的区别在于桩侧承载力参数和桩端承载力参数的计算方式，美标大多数方法采用计算点位置处有效自重应力（无粘性土）或不排水强度（粘性土）乘以相应的端承或侧摩擦修正系数。这里以美标里面比较常用的NAVFAC DM 7.2 为例：1）桩侧承载力计算①对无粘性土：②对粘性土：2）桩端承载力计算①对无粘性土：②对粘性土：        以上便是美标计算方法的原理，其他如α，β，λ法均和此方法类似，均是用有效自重应力（无粘性土）或不排水强度（粘性土）乘以相应的端承或侧摩擦修正系数计算桩侧承载力参数和桩端承载力参数，但修正系数的表达形式略有不同，有兴趣的工程师可以自行了解。2、群桩（1）承载力计算1）中国规范      在计算群桩承载力时，将上部力平均至各个桩记为Nk，然后和Rg对比2）美标       由以上公式可见，相对于中国规范，美标在计算群桩承载力时多了一项修正系数，即群桩效应系数，其具体含义如下：（2）沉降1）中国规范2）美标       美标常用的方法和地基规范附录R中等代实体法一致，但是其扩散起始点不同。中国规范从承台底开始扩散，角度为φ/4；但是美标自承台低以下2L/3处开始扩散，角度为固定角度如下图：二、验算方法       通常情况下桩基的验算均采用安全系数法，美标也是如此。但如果监理要求美标计算情况下要采用分项系数法时，设计状况和分项系数如下所示：（1）Strength limit state（2）Service I Limit State         以上便是美标桩基规范基本原理，编者水平有限，有错误请随时指正。想要了解更多深入内容或结合GEO5的软件操作，请加入GEO5海外规范交流群:QQ273013644 查看全部

       近期有多位工程师咨询在GEO5当中如何模拟爆破工况，如果是采用拟静力法考虑爆破振动力，可以通过GEO5地震荷载中自定义水平地震系数的方法实现，本文将简述分析过程。1. 计算原理       根据《非煤露天矿边坡工程技术规范》（GB 51016-2014）附录D.2的说明，边坡稳定计算时，考虑爆破振动力，各条快的水平爆破力按下列公式计算式中：Fi’—第i条块爆破振动力的水平向等效静力（kN）;Wi—第i条块的重量；βi—第i条块爆破力系数，可取0.1~0.3；ai—第i条块爆破振动质点水平向最大加速度（m/s2）；g—重力加速度（m/s2）；f—振动爆破频率（Hz）；Vi—第i条块重心处质点向振动速度（cm/s）；Q—爆破装药量，分段延时爆破时取最大一段的装药量（kg）；Ri—爆破区药量分布的几何中心至观测点的距离；K、α—与采场地质条件、岩体性质、爆破条件等有关的系数，由振动检测和测试数据获取。2. 案例分析       某砂岩矿边坡坡高55m，根据初步设计，矿山采用分段逐孔起爆，最大一段（单孔）用药量为56.3kg，按《爆破安全规程》（GB6722-2014）取振动爆破频率为20Hz。爆破区药量分布的几何中心至观测点的综合距离取值为90m。参考《爆破安全规程》13.2.4参数建议值说明，K取150，α取1.5。爆破区不同岩性的K，α取值建议根据以上参数，另外βi取0.12，计算得到       打开GEO5土坡模块，建好模型后，将0.02直接输入到地震分析当中进行计算。       以上即为GEO5当中模拟爆破工况分析的方法，文中提到的两本规范电子版可点击下载：GB 51016-2014 非煤露天矿边坡工程技术规范.pdf爆破安全规程GB6722-2014.pdf 查看全部

使用模块：GEO5土坡稳定性分析一、  项目背景       某排土场斜坡表面堆积土体较为松散，排土场边坡整体处于稳定状态，坡度较陡地段存在局部失稳的现象。局部失稳出现在现场实测剖面2处，表现为边坡顶部边缘浅层的土体滑落，土体滑落宽度约45m，高度约15m，坡向301°，坡顶边缘处的最大坡度约35°。       现场调查发现，排土场斜坡表面堆积土体较为松散，在降雨的冲刷及坡顶雨水汇集的作用下，坡面多处存在冲刷沟槽。其中，发育范围最大的一处冲刷沟槽位于排土场东坡，坡高约55m，坡度37°，坡向106°，冲刷沟槽长度约90m，最大宽度8m~10m，最大切割深度10m~12m。二、场地岩土材料①弃渣       本次勘察过程中，在弃渣层共进行了70m的重型圆锥动力触探试验。动探数据显示变异系数达到0.98，说明回填的密实度很不均匀，回填时间短，欠固结，回填时未进行碾压，主要呈松散～稍密状态，局部呈中密～密实状态。坝体、坝基经过碾压后变异系数在0.172，整体夯实后较均匀，稍密状态。      根据本次勘察及前期勘察资料，并结合该区域的建筑经验综合推荐本层土的地基承载力特征值fak=100kPa～200kPa，内聚力标准值Ck=6~10kPa，内摩擦角标准值Фk=30°~33°，渗透系数k＞2.0×10-1cm/s。       碾压后的坝体承载力特征值fak可达180kPa，内摩擦角标准值Фk=33°，变形模量为16MPa。       筑坝材料为排土场土料，即煤矿剥离的石渣料（碎石料），该石渣料储量很大，足以满足本期10m高的筑灰坝要求。②粉质黏土       黄褐色、灰褐色，以可塑状态为主。本次勘测中，在该层进行了4次标准贯入试验，经修正后的锤击数（平均值）N=6击。       本层取土3件，物理力学性质指标平均值如下：       天然含水量为28.1%，天然孔隙比为0.824，重度为18.8kN/m3，饱和度为92.8%，液限为34.3%，塑限为20.8%，塑性指数为13.5，液性指数为0.54；直剪试验：内摩擦角为18.9°，内聚力为19.8kPa，压缩系数a1-2为0.38MPa-1，压缩模量为5.1MPa。属可塑状态中等压缩性土。       根据该层土的物理力学性质指标，并结合已有资料及标准贯入试验击数（N=6），综合推荐本层土的地基承载力特征值fak=150kPa。③黏土       可塑～硬塑状态，分布在泥岩、泥质砂岩顶部，为基岩风化形成的残积土层。本次勘测中，在该层进行了3次标准贯入试验，经修正后的锤击数（平均值）N=11击。       根据当地建筑经验及该层土的标准贯入试验击数（N=11），综合推荐本层土的地基承载力特征值fak=220kPa。④泥岩       本层以泥岩为主，部分地段夹泥质砂岩层，勘察范围内呈全风化状态。本次勘测中，在该层进行了4次标准贯入试验，经修正后的锤击数（平均值）N=22击。根据当地建筑经验及该层土的标准贯入试验击数（N=22），综合推荐本层土的地基承载力特征值fak=260KPa。       岩土材料指标如下：三、分析工况       根据《火力发电厂干式贮灰场设计规程》（DL/T 5488-2014）中的相关条文，坝体应进行沉降计算、抗滑稳定计算，抗震设防烈度为7度及以上地区的坝体应进行抗震分析，必要时考虑渗流的影响。本工程场地地震基本烈度为6度，因此不考虑地震的影响，非正常条件下仅考虑暴雨的影响。       各工况抗滑稳定安全系数应按表1的规定确定，干灰场抗滑稳定的计算按照正常运行条件、非正常运行条件以及考虑贮灰、暴雨作用划分了不同的计算工况组合。（详见表2）表1  平原干灰场挡灰堤设计标准       根据可行性研究报告，灰场总容积约为1.3×107m3。根据表2平原干灰场挡灰堤设计标准，确定灰堤的设计等级应为二级。内、外坡正常运行条件下抗滑稳定安全系数K均为1.15，非常运行条件抗滑稳定安全系数K为1.00。       本项目无需考虑渗流和调洪水位，故对坝体、排土场原始边坡、排土场+坝体进行正常运行条件和考虑暴雨的非常运行条件下的稳定性计算与分析。（见表2）表2  干灰场边坡抗滑稳定计算工况表四、稳定性分析工况1：排土场+未贮灰       边坡稳定性验算 (瑞典法(Fellenius))滑面上下滑力的总和 :  Fa =10754.03 kN/m滑面上抗滑力的总和 :  Fp = 26536.15  kN/m下滑力矩 : Ma = 2276413.66  kNm/m抗滑力矩 : Mp = 5617171.42  kNm/m安全系数 = 2.47 > 1.15。排土场边坡在此工况下满足稳定性要求。工况2：排土场+贮灰       边坡稳定性验算 (瑞典法(Fellenius))滑面上下滑力的总和 :  Fa = 11986.31 kN/m滑面上抗滑力的总和 :  Fp = 29521.04 kN/m下滑力矩 : Ma = 2746662.31  kNm/m抗滑力矩 : Mp = 6764746.44  kNm/m安全系数 = 2.46 > 1.15。排土场边坡在此工况下满足稳定性要求。工况3：排土场+未贮灰+暴雨       边坡稳定性验算 (瑞典法(Fellenius))滑面上下滑力的总和 :  Fa = 11472.25 kN/m滑面上抗滑力的总和 :  Fp = 23401.98 kN/m下滑力矩 : Ma = 2428445.61  kNm/m抗滑力矩 : Mp = 4953731.64  kNm/m安全系数 = 2.04 > 1.00。排土场边坡在此工况下满足稳定性要求。工况4：排土场+贮灰+暴雨       边坡稳定性验算 (瑞典法(Fellenius))滑面上下滑力的总和 :  Fa = 12806.02 kN/m滑面上抗滑力的总和 :  Fp = 26057.66 kN/m下滑力矩 : Ma = 2934499.20  kNm/m抗滑力矩 : Mp = 5971113.16  kNm/m安全系数 = 2.03 > 1.00。排土场边坡在此工况下满足稳定性要求。五、 总结        按照规范要求，灰厂稳定性涉及多工况分析，通过GEO5软件建模，不需要多工况重复建模，在一个文件中即可实现不同工况的验算，操作方便快捷，也便于计算源文件的管理。 查看全部

使用模块：GEO5悬臂式挡土墙设计一、项目背景       本加固设计服务范围为东北某中学实验楼北侧西段挡土墙，挡墙上部建有换热站，换热站为单层砖混结构，梭形钢屋架，槽板屋盖，现为使用状态；挡土墙南侧距离学校实验楼2.7m左右。挡土墙总长度约25.0m。既有挡土墙为毛石挡土墙，挡土墙表面勾缝已基本脱落，毛石间砂浆已基本无粘结强度，砂土从石缝间流出，局部有块石脱落现象，挡墙中部外鼓约200mm，该段挡土墙处于极限平衡状态。       毛石挡土墙一般采用锚杆格构式加固、增加墙体厚度加固、墙后注浆加固等方式，虽然每种方案均具有一定的优势，但也有自身的缺陷。本工程因为对噪声的控制严格、且墙底施工空间狭小、墙顶无施工空间，故，上述加固方案均难以实施。       为保证学校学生的正常学习生活，宜选用施工噪声较小的加固方案，且要兼顾施工作业面狭小的因素，故采用墙前扶壁式挡土墙对既有毛石挡土墙进行加固。二、场地环境条件      为了解挡土墙场地地质条件，现场布设了3个钻孔，1#、2#勘察孔布置于挡土墙底，3#勘察孔布置于墙顶以外3.5m处。其中1#孔：0~0.90m为杂填土，0.9~1.70m为中风化砂岩砂岩。2#孔：0~2.60m为杂填土，2.60~3.50m为碎石土，3.50~3.80m为中风化砂岩。3#孔：0~3.10m为杂填土，3.10~3.80m为硬可塑粉质黏土，3.80~4.70m为全风化砂岩，4.70m~5.50m为强风化砂岩，5.50~5.90m为中风化砂岩。       本区属季节性冻胀区，标准冻结深度为1.20m，最大冻深1.49m。标准冻结深度范围内①杂填土应按具有冻胀性考虑，冻胀类别属弱冻胀，冻胀等级为II级；②粉质粘土，冻胀类别属强冻胀性，冻胀等级为III级。       场地基本烈度7度，抗震设防烈度为7度。设计基本地震加速度值0.10g，特征周期为0.35s。设计地震分组为第一组，建筑场地类别为Ⅱ类。三、设计方案       采用墙前扶壁式挡土墙设计，对既有毛石挡土墙中的砂浆层风化严重，扶壁式挡土墙施工前应将毛石挡土墙中破碎砂浆层剔除后并采用高压水枪冲洗，然后用M15砂浆对缝隙填充密实；待砂浆达到设计强度的75%后，方可进行新增扶壁式挡土墙的施工。挡土墙加固立面展开图挡土墙加固剖面图                1-1剖面挡土墙立板及底板配筋图             2-2 剖面挡土墙立板及底板配筋图3-3 剖面挡土墙立板及扶壁配筋图四、设计成果分析验算       采用南京库仑GEO5岩土设计分析软件，对墙前扶壁式挡墙进行计算，挡墙倾覆滑移稳定性，承载能力，截面强度验算及整体稳定性均满足要求。墙前扶壁悬臂式挡墙模型地基承载能力验算结果截面强度验算结果外部稳定性验算结果五、施工效果       病害挡土墙加固前及加固后的现场照片。      六、总结       现行的岩土设计软件，多数无法进行墙前扶壁式挡土墙的设计计算，但是南京库仑GEO5的悬臂式挡土墙设计模块有这个模型，而且操作简单，试算结果和预估结果大致吻合。       项目竣工后，经历了下半年的雨季及冬季的考验，挡土墙未发生变形，保证了墙顶锅炉房、墙底实验楼的安全，确保了供暖公司的正常运营和学校的学习生活，达到了良好的加固效果，证明了本墙前扶壁式加固毛石挡土墙方案选型的正确，为挡土墙加固提供了实践经验，同时也验证了GEO5软件的准确性和可靠性。 查看全部

使用模块：GEO5土质边坡稳定性分析、GEO5抗滑桩设计一、  项目背景       拟建项目为道路边坡支护工程。道路北侧为拟建水库，规划水库岸坡距离道路路肩最近约8.38m，岸坡建成后标高为108.5m，坡比为1:4；为施工水库，K0+740~K1+007 段已进行放坡开挖；该段道路路肩标高为117.7~118.6m。       支护范围：K0+660~K1+007临湖侧（道路北侧）       边坡高度：10~12m       地质条件：将勘探深度范围内的地层划分为5个工程地质层，自上而下分别为：①素填土（Q4ml），平均厚度为2.48m；②粉质粘土（Q4al+pl）可塑，局部分布，平均厚度为5.01m；③粉质粘土（Q4al+pl）场地均有分布，平均厚度为6.59m；④强风化泥质砂岩（K2z）岩体破碎，属极软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ级，平均厚度为3.89m；⑤中风化泥质砂岩（K2z），岩体较完整，属极软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ级       特殊要求：道路边坡支护结构不侵占库岸边线       安全等级：一级二、设计方案       综合考虑地质、环境、边坡高度等诸方面因素，本着“安全可靠，经济合理，技术可行，方便施工”的原则，临湖侧边坡采用桩板墙方案：桩顶4m进行1:1放坡，坡体采用加筋格栅加固，坡面进行生态绿化；抗滑桩桩径1.4m，间距3m，桩长18m，进入中风化泥质砂岩层。边坡支护平面图边坡支护典型剖面图三、设计成果分析       采用GEO5边坡稳定性验算 (毕肖普法(Bishop))结果显示：安全系数 = 1.48 > 1.35 边坡稳定性满足要求。       抗滑桩验算结果显示：最大位移53.2mm；岩石地基横向承载力满足要求；弯矩最大值=1221.20kNm/m， 剪力最大值= 262.71kN/m，主筋为32根直径28mm，剪力筋为直径10mm，间距200mm。四、总结       该项目为库岸边坡治理设计，分析过程考虑库水位、坡顶超载的影响，支护设计采用抗滑桩+加筋土的联合支挡形式。通过GEO5软件能快速实现建模计算，方便工程师对设计方案进行评估和验证。 查看全部

使用模块：GEO5加筋土式挡土墙、土质边坡稳定性分析一、  项目背景       项目位于西南某地级市，由重庆永固设计并提供现场服务。拟建建筑结构类型为框支剪力墙结构，属民用建筑。场地原始地面为第四系均匀的中软土、软弱土，属Ⅱ类建筑场地，建筑抗震设防烈度为6度，设计地震分组为第一组，为建筑抗震一般地段。根据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）相关规定，边坡工程安全性等级为一级。       拟建挡墙位于一期和二期建筑合围形成的中庭坡地上，一、二期正负零高差近25米，长约120m。挡墙须结合园林景观、水景和步道建设，形成多平台且通过人行步道相互联通的具有层次感的支护结构。经业主多方对比，最终选择桩基+4阶加筋土挡墙的解决方案。场地周边情况2-2剖面工程地质剖面图二、加筋土挡墙立面和剖面设计1、挡土墙立面设计方案。       因挡墙底部临近一期地下室建筑，为保证安全先采用抗滑桩支护，后采用整体墙面加筋土挡墙进行支挡，挡墙分为4阶，台阶高程分别为：423.80、427.60、433.60，墙顶设计高程439.60，台阶宽度3-10米不等，墙面垂直。台阶间设置人行步道相通，423.8高程台阶设置搭板与一期车库顶相连。挡墙西北端与抗滑桩相接、东南端与现状山体相接。2、加筋土挡墙剖面设计方案。       此次涉及挡墙结合本项目地形及相关构造要求，拟设计为第1阶挡墙高4.0米，第2阶挡墙高3.8米，第3阶挡墙高6.0米，第4阶挡墙高6.0米，每阶挡墙的加筋材料长度采用等长断面设计，加筋材料层间距0.4米，每阶底部设置水平碎石排水层。三、加筋土挡墙计算       设计采用南京库仑岩土GEO5软件计算。项目设计合理使用年限为50年，场地地震按烈度6度，不考虑地震荷载作用。一级边坡设计一般工况下稳定安全系数Fs≥1.35。墙顶荷载考虑35KPa，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=25.0°，C=0 kPa，γ=18 KN/m3，挡墙基础置于中风化基岩和桩基之上。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：      四、加筋土挡墙的构造要求       1、加筋材料。加筋材料采用整体钢塑土工格栅，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。本项目采用材料规格及技术指标如下：       2、加筋结构回填区填料。要求采用现场开挖的碎石类土回填，综合内摩擦角不小于35度，与加筋材料接触部分的填料不允许有尖锐的棱角以避免损伤加筋材料。填料分层碾压，加筋体区域内及加筋体以外压实度均要求不小于93%。       3、加筋土挡墙墙面。墙面采用整体钢塑土工格栅反包袋碎石装体，回填同时预埋锚杆钢筋，后浇钢筋混凝土防护。碎石袋装体在永久墙面形成后作为墙面反滤层使用。       4、加筋土挡墙基础和压顶要求采用现浇C30钢筋混凝土。       5、加筋土挡墙在墙面、墙面后方、台阶处及加筋体后方须采取防水、排水措施，防止挡墙积水。五、现场施工场景和效果六、总结       针对高填方支挡项目，重庆永固已为全国大部分省市房地产、水利、公路、市政、铁路、矿山等工程建设提供了产品及工程服务，积累了大量工程实践经验。       加筋土技术作为一种新的技术，近年来也有了长足的进步，成为高填方支挡结构的最佳解决方案。GEO5不仅能计算单阶直立的加筋土挡墙，还能计算分阶带面坡的加筋土挡墙和陡坡，给设计人员的工作带来了极大的方便。 查看全部

使用模块：GEO5重力式挡墙、土质边坡稳定性分析一、项目背景       该项目全长74.7km，途径4个中型城市，其中平原微丘区设计速度120km/h，山岭重丘区设计速度100km/h。       该工点位于9号隧道出口的隧道管理中心平台，平台外侧为了避免挖方边坡过高，沿着外侧边坡设置长度为76m重力式挡墙，挡墙控制段高度6m，单侧模板，开挖时增加临时防护锚杆。二、场地地质条件       该工点覆盖层为d-e，第四纪全新世洪积沉积物，主要成分为粉土和砂质粘土，GN-200的挖掘类别为Ⅱ-Ⅲ，天然重度γ=19kN/m3，内聚力c=15kPa，内摩擦角φ=19.1°，压缩模量Mv=10Mpa（100-200kPa）。覆盖层以下为强风化至全风化的古生代石炭纪的变质砂岩和页岩MPs Sk**，天然重度γ=21.9kN/m3，完整岩石材料的单轴抗压强度σci=5MPa，地质强度指数GSI=15，霍克布朗岩石参数mi=9，扰动因子D=0.5，以及中风化到强风化的MPs Sk*，天然重度γ=24.5kN/m3，完整岩石材料的单轴抗压强度σci=25MPa，地质强度指数GSI=35，霍克布朗岩石参数mi=12，扰动因子D=0.5，GN-200挖掘类别为Ⅳ-Ⅵ。该工点根据EN1998-1的场地类别分类为B类，S=1.2，根据地勘提供的资料，水平地震力系数kh=0.09。三、设计方案       根据塞尔维亚欧标国家附录，该重力式挡墙设计采用规范为欧洲标准Euro Code7，DA2。该边坡稳定性分析及临时边坡支护设计采用Euro Code7，DA3。采用欧标C30/37混凝土，混凝土耐久性指标为VⅡ、M100，钢筋型号为B500。       根据与地勘工程师及结构工程师的沟通，将采用GEO5对挡墙及临时边坡进行静态计算，其中霍克布朗破坏准则参数转换为摩尔库伦参数进行计算。根据计算确定结构尺寸及临时边坡防护如图。重力式挡墙设计过程中，持久工况墙前抗力取1/2被动土压力+1/2静止土压力，地震工况墙前抗力为被动土压力，主要考虑到结构前地面应有部分荷载为有利作用，取消该部分荷载的考虑而增加墙前的土压力，同时欧标EN1997-1DA2对于不利作用会进行参数调整，见下图滑移倾覆系数，故认为算得的滑移倾覆利用率满足工程需求。对于地基承载力，采用欧标EN1997-1附录D进行计算，其计算原理为太沙基理论，算得的地基承载力特征值略大于1000kPa。墙趾处每5m（一板挡土墙）应配26根L型钢筋，钢筋直径为32mm，以及若干构造钢筋，初步设计对于钢筋数量合理预估。       根据EN1990-1中，短暂工况是指比结构设计使用寿命短的多的时间段内有较高的发生几率的相关设计状况，例如施工与修复阶段，故临时边坡开挖采用短暂工况进行计算。不同于国内安全系数法，欧标EN1997-1DA3对于短暂工况对于不利永久作用及土壤参数进行了折减，提供了一定的安全预留，并且地勘提供的参数根据塞尔维亚规范也进行了保守处理，所以临时工况最终边坡计算利用率99.6%符合工程实际需求。四、总结       该项目为海外公路项目，总体设计不复杂，但勘察资料、依据规范均不同于国内，上手并不容易。       GEO5岩土设计软件内置欧标规范，方便工程师直接使用，同时提高了跟国外工程师的沟通效率，为项目的顺利实施奠定了坚实基础。 查看全部

       部分地基处理场地，由于地基处理方案或地层条件的复杂性，在进行沉降性评价时已经无法符合常规“分层总和法”的计算假设条件，或评估沉降时需要考虑非水平地层的影响及差异性沉降时（如下图1），常规的分层总和法就无法再满足工程师的计算要求。这时可以采用有限元进行沉降评价。图1 非水平地层地基处理       本贴所述内容的优势在于：介绍的是沉降计算的综合思路，具体沉降计算公式工程师可依据项目所在地的要求进行切换，但思路始终保持不变。此思路可以用于绝大多数复杂复合地基处理场地的沉降，且在海外项目的评估中仍然适用。下面进行具体介绍：步骤1：确定未处理前土体压缩模型Es和承载力fsk       压缩模量是评估沉降变形的重要参数之一。无论是采用经典分层总和法计算，还是采用有限元中各类常见的本构模型，计算都需要此参数。       原土体承载力fsk可由经验法结合载荷板等原位试验得到步骤2：确定复合地基承载力fspk       采用公式法，如中国《建筑地基处理技术规范》7.1.5条所述求得fspk（条款相关公式除中国范围内采用外，在国外大部分国家也适用）；或者采用相应的场地试验进行确定（此方法国外工程采用居多）步骤3：确定复合地基压缩模型Eeq        经过处理后的复合地基的压缩模型Eeq=ζ Es，在未处理前土体压缩模型Es已经确定的情况下，只要确定放大系数ζ 的大小即可得到复合地基的压缩模型Eeq       放大系数ζ在中国规范中可依照《建筑地基处理技术规范》7.1.7条得到，即ζ=fspk/fsk       在海外工程中可采用原位试验法或者经验公式法，经验公式可参见Barksdale and Bachus（1983），Han（2010），在此进行引述：ζ=1+（n-1）m上式中：       m——地基处理时的面积置换率        n——可由增强体材料的模量EC和土体模量ES计算得到：n=1+0.217（Ec/Es-1）步骤4：进行复合地基的变形计算在进行变形计算时可分为如下两类情况：（1）地层条件简单且地基处理方法单一，符合土力学经典分层总和法计算模型       计算时，可直接按照《地基基础设计规范》5.3.5节所述的分层总和法进行计算。注意，中国规范在用分层总和法求解出沉降计算值s’后，尚应当根据《建筑地基处理技术规范》7.1.8节对沉降计算值s’进行修正，后方可作为评估的计算结果。 （2）地层复杂或地基处理方法多样，不符合土力学经典分层总和法计算模型       此种模式的计算，建议采用数值分析的方法进行计算。计算的步骤思路也是按照本文所述，不再采用分层总和法，而是在进行完本文所述的前3个步骤后，采用数值分析的方法进行变形计算。 步骤5：进行变形验算      根据上部结构的类型，及工程的要求，进行上部结构的验算。附例说明       假设某储仓如图所示，在储仓下部和一定的扩大范围内采用地基处理。储仓下部采用长短桩综合处理，短桩采用散体桩，长桩采用混凝土桩；扩大范围内仅采用短桩处理。具体处理平面布置图及地层条件如下图所示：示例的复合地基变形的求解过程如下：（1）确定原土体压缩模型Es和承载力特征值fsk（2）确定复合地基fspk（3）确定上部结构的荷载（4）确定模量放大系数ζ ，并确定复合地基模量Eeq（5）本例题由于处理方法多样，不符合分层总和法的计算模型，故采用数值分析进行变形求解。模型如下： 查看全部

       很多用户在进行GEO5有限元应用的时候，对稳定性分析、变形分析、结构设计三个概念不能很好地分辨，这里专门写一个帖子进行说明，以期能够给大家提供一定的帮助。首先，进行三者的概念辨析，为方便更形象地理解，这里以边坡工程为例进行说明：（1）稳定性分析——安全系数求解        稳定性分析，也即安全系数求解。类比中国规范中边坡条分法传递系数法隐式+显式，隐式在求解安全系数的时候是折减了抗力R/Fs，而显式则是增大了作用A*Fs。进一步说明，隐式解是在荷载设计值不变的情况下，进行岩土强度参数设计值的折减从而求解安全系数；显式解则是在岩土强度参数设计值不变的情况下，对荷载设计值进行放大从而求解安全系数。隐式解安全系数含义图（Fs=F）显式解安全系数含义图（Fs=a）     因岩土工程的特性，及目前主流的方法，采用隐式解模式的情况更多。所以在使用有限元分析进行安全系数求解的时候多采用保持荷载设计值不变，对岩土强度参数设计值折减。当存在支护结构时，结构本身强度采用设计值，然后对岩土强度参数设计值进行折减以求解安全系数。（2）变形分析变形分析分为两大类：设计要求的变形和真实变形。①设计要求变形是在荷载设计值+岩土强度参数设计值情况下进行应力应变分析并与规范要求数值进行比较，设计要求变形一般是有安全储备概念蕴含其中的，是为了设计安全度进行的变形控制，并非真实状况的变形。②真实变形是在荷载标准值+岩土强度参数标准值情况下进行应力应变分析，真实变形没有安全储备概念，多数是为了进行现场监测对比或用作科研用途。（3）结构设计结构设计依照安全系数定义的模式，同样分为两个主流思路：①将设计要求的安全度储备于荷载设计值中：A*Fst。也即设计荷载放大Fst倍，岩土强度设计参数不变，求解结构的受力。②将设计要求的安全度储备于设计岩土强度参数设计值中：c/Fst，tanφ/Fst。也即设计荷载不变，岩土强度设计参数折减Fst倍，求解结构受力。 当然也有同时放大荷载并折减强度的做法，这里就不赘述，可自行查阅文献学习。 查看全部

       在工程设计中，某些情况下工程师会采用砖砌体重力式挡墙，而目前在Geo5重力式挡墙模块中没有内置砖砌体墙的综合强度参数。为了方便后续有相同使用需求的工程师，本贴将说明如何在GEO5重力式挡墙中自定义各类砖砌体墙材料。          这里需要填写上图所示的四个参数，①②根据实际采用的砖块体强度填写即可；③④可参照《GB50003-2011砌体结构设计规范》中的相关推荐参数。 查看全部

一、项目背景       某地下暗挖施工采用泥水平衡岩石顶管机施工工艺，管材采用DN2400管径钢筋混凝土管。顶管机机头自重56t，直径为2.92m，长5.85m，采用全地面起重机整体吊入工作井内导轨上，然后在顶推设备作用下进行顶进作业。工作井采用护壁逆作法施工，深度为15m，支护结构采用桩径1m咬合式排桩，桩长21m，嵌固深度7m，在深度0.5m处设置1m×1m冠梁、5.6m与10.2m处设2道0.8×0.8钢筋混凝土环梁支撑。图1：顶管机机头吊装现场图2：吊装作业平面布置二、设计方案       工作井由设计单位设计，未考虑临近桩基吊车荷载对桩基础影响，设计地面超载一般为20kPa，本次吊装施工中，地面超载远超过了设计允许值。超载过大容易导致工作井位移过大，影响支护结构安全。吊装工况的发生，是设计单位在设计阶段无法预料的，施工单位在该特殊工况下，应进行安全性复核。       由于R3、R4离基坑较远，超载引起的土压力扩散对工作井影响较小，仅考虑R1、R2对工作井影响。支腿1受力912.30 kN ，支腿2受力 702.44 kN，支腿下设置路基箱1.5m×6m，分别等效局部荷载为101.37kPa，78.05kPa。       模型建立过程中，地基土体采用修正Mohr-Coulomb模型进行模拟，土压力采用主动土压力计算，并考虑地下水位影响，地下水位根据施工实测取-6m。支护结构受力主要在水平方向，忽略支护桩的自重等轴向受力。选用GEO5“竖井模块”进行结构受力计算。岩土材料指标如下：三、分析计算       依次对各工况进行计算分析，得到围护桩受力情况见图3、图4。图3：围护桩弯矩图4：围护桩剪力      桩身受力弯矩最大值为1170.13kNm，剪力最大值417.49KN，均在第三道腰梁处（Z=10.2m）,与桩身截面承载力1168.49 kN·m大致相等，考虑吊车荷载为偶然状态下短暂施加，非持久设计工况下，可认为达到承载力状态。开挖至基底时，桩身位移达到最大为8.1mm。       Z=0.5m、Z=5.6m、Z=10.2m处设置三道腰梁，受力分别如下图5至图10       通过腰梁受力分析，三道腰梁受力包络图均表现椭圆形，均存在受压区和受拉区，且受压区受拉区径向对称，最大值相似。具有环状物受力形态的共同点。第一道和第二道腰梁水平环向受力性状基本相同，随着深度增加，呈现第三道腰梁＞第二道腰梁＞第一道腰梁。       最大弯矩值1070.13 kN.m与桩身截面承载力1168.49kN.m大致相等，考虑吊车荷载为偶然状态下短暂施加，以及荷载取值与材料性能的安全储备，可认为满足安全要求。       第三道腰梁受力最大，以第三道腰梁截面复核为例，根据《混凝土结构设计规范》GB50010第6.1.2条，在最大弯矩和剪力作用下，上部钢筋应配置钢筋面积1280mm2，实配6C20（钢筋面积1885mm2），腰筋应配置1224mm2，实配4 C 20(钢筋面积1257mm2)，下部纵筋应配置2419mm2，实配钢筋8 C 20（钢筋面积2513mm2），满足要求。四、 总结       暗挖始发井和顶管工作井等竖井结构不同于一般基坑工程，不仅有围护结构，还需要加环形腰梁。利用GEO5竖井模块建模，使用方便，可以得到环形腰梁的内力包络图，为后续结构设计提供受力依据。 查看全部

       很多工程师在使用岩土分析软件搜索边坡最危险滑动面时，会遇到滑动面贴着地形坡面的情况，如下图所示：       这种情况不仅出现在GEO5中，使用其他软件同样存在这种问题，而造成这种滑动面的原因在于所给定的贴近坡面的那层岩土体参数的粘聚力c值取为了0。       对于无粘性土，可以认为最陡的坡面位置即为最危险的滑面。在自然堆积状态下，无粘性土的极限堆积坡角会无限接近于内摩擦角，这也是下图所示自然休止角的由来。       因此当土体无粘聚力时，边坡搜索得到最危险滑面位于地形坡面上是正常的情况。但是实际工程中的岩土体很少是纯粹的无粘性土，大家搜出来的这种滑面并不符合大家的经验和现场实际情况，需要调整。GEO5软件，在遇到这种问题时，给大家提供了三种处理的方法，本文对此进行简单说明。方法一：调整c值       这种方法是最简单的办法。只要将土体材料的c值提高一点，滑面就不会贴着坡面了，下面两张截图分别是c=1kPa和c=3kPa时滑面的情况。       随着c值的增加，滑弧会越往坡体内部移动，所以增加c值可以避免出现滑面贴近坡面。但具体取值会影响边坡稳定系数，c值增加后，建议适当降低内摩擦角取值，不至于出现偏危险的情况。方法二：设定最小滑体重量       在GEO5 2023版当中，当选择搜索区域时，增加了一个“考虑滑面以上岩土体的最小重量”的功能，这个功能可以人为设置滑体大小，来搜索满足当前设置条件下的最危险滑面。      以下两张截图反应的是土体c值都为0时，滑体最小体积分别设定为100kN/m和500kN/m的滑面情况。       使用方法二，在不改变岩土参数的情况下，也能快速实现滑面不位于坡面。方法三：使用限制线限定滑面       GEO5自动搜索时，支持输入多条限制线控制滑动面搜索的范围，原理是滑动面不能和限制线相交，基于此，为让滑面不贴与坡表，可以人为设置多条限制线控制滑动面，示例如下：该方法相较于方法一和方法二操作更加复杂一些，而且最终搜索结果也有跟限制线的设置情况密切相关。       综上，为了避免出现搜索的最危险滑面位于坡面，GEO5提供了3种处理办法，每种办法都有其优劣点，用户在使用时可根据使用习惯和项目实际情况采用相应的办法。 查看全部