请问在GEO5弹塑性共同变形法里面如何处理锚杆预应力?

请问在GEO5弹塑性共同变形法里面如何处理锚杆预应力?是和规范里面弹性支点的一样吗,能否做个对比介绍?

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库仑吴汶垣 - 库仑工程师

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和基坑规范里面是一样的,锚杆预应力作为一个作用力,在当前工况直接施加到支护结构上。

关于共同变形法和规范里面的弹性支点法的详细说明可以看以下例子:

弹性支点法与弹塑性共同变形法计算结果对比分析

GEO5中弹塑性共同变形法和基坑规范中弹性支点法的对比

关于弹塑性部分的说明,可以看这个例子:

GEO5基坑和抗滑桩模块中结构位移随开挖深度的变化规律

关于锚杆预应力,这里以一个简单的例子做一个详细的说明。下图是第1工况中没加锚杆时基坑开挖2m后的弹塑性共同变形法的计算结果。

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在第2工况中施加一排预应力为50kN的锚杆,如下图。

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以下是计算结果。

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很明显,施加预应力以后,坑外的土压力增大了,这也符合共同变形法的假设。对于很多用户来说,比较困惑的是为什么结构变形了,但是锚杆的锚固力没有变化。

很用户的理解是当我把50kN的预应力加上去以后,结构会发生变形,而变形后锚杆的锚固力就不应该是50kN了。但是如果我们想像一下真实的施工过程就会发现,在我们施加预应力的过程中结构已经在发生变形了,当我们最终把50kN预应力施加完成,结构的变形已经结束了,也就是说我们实际上是找到结构的一个变形状态,使得施加锚杆的位置刚好可以作用50kN的力。

因此,只有在下一个工况中,锚杆的锚固力才会发生变化,此时锚杆作用就想当于一个弹簧,而弹簧的刚度等于锚杆的刚度。我们在工况3中将基坑开挖深度增加到5m,其计算结果如下图所示。

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可以看到,此时由于支护结构的进一步变形,锚固力增大了。

因此,在使用GEO5深基坑分析进行基坑设计时,一定要按照真实的施工顺序进行建模,因为施工顺序对计算结果往往有着很大的影响,这也是符合真实情况的。

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