GEO5用户手册（理论原理）202002版.pdf

GEO5岩土设计工程实例2023-10.20 (1).pdf

       简化bishop法是边坡圆弧滑动稳定性分析中的经典方法，该方法忽略条块间切向力的作用，同时满足整体力矩平衡方程和竖直方向力的平衡方程来求解安全系数。       在GEO5土坡模块当中，可以在计算书中查看bishop法计算后各条块的详细信息，当在不同工况分析时，参数数量和内容会有所区别，尤其是涉水分析对应的几个参数，很多用户不清楚是什么含义，本篇文章在此做个详细说明。1、受力类型       如下图取出的一个条块为代表，采用简化bishop法分析时，每个条块主要受四个方向的力，竖向力、水平力、垂直滑动面的力和沿着滑面的力。       其中竖向力包括块体自重、块体顶部超载、块体外部竖向水压力、竖向地震荷载，水平力包括块体外部水平向水压力、水平地震荷载、块体两侧水平水压力、块体外部超载的水平分力，垂直滑动面的力含块体底部法向压力、孔隙水压力，沿着滑面的力主要为抗剪力。2、参数释义       这里截取某边坡计算书中的条块信息作为说明。在GEO5中，条块编号顺序是从剪出口开始，所以编号1的条块位于滑面底部。--L为条块底部滑弧长度，近似取底部两端点连线的弦长为计算长度，可通过条块宽度和滑面倾角的余弦计算得到；--α为滑面倾角，当该条块滑动方向与边坡滑面方向一致取正，相反时取负，可以理解为反翘段符号取负；--c,fai为该条块的抗剪强度指标中的粘聚力和内摩擦角，当某个条块位于多个土层中时，软件会按照宽度取加权平均值来计算；--W条块自重，当有水时，按饱和容重计算；--Mw,条块自重引起的弯矩，起下滑作用为正，起抗滑作用为负；--U为条块底部垂直滑面的孔隙水压力，孔隙水压力按照水头计算，一般小于水位高度，但在骤降工况中水头可高于水位高度；--Pwi-1,Pwi分别是左右两个条块对本条块的水平水压力；--Fxwater,Fywater是坡外静水对该条块顶部压力荷载在水平方向和竖直方向的分力；--Mu,y是条块孔隙水压力U在竖直方向上的分力引起的弯矩，起下滑作用为正，起抗滑作用为负；--Mwater,y只是坡外静水压力在竖直方向的分力Fywater引起的弯矩；--Mx,water是与水相关的三个水平方向力（条块孔隙水压力U在水平方向上的分力，条块间水平水压力Pwi-1、Pwi，坡外静水压力在水平方向的分力Fxwater）所构成合力的弯矩；--Fxsurch,Fysurch分别是超载在条块水平和竖直方向的分力，但Fysurch一般都取为0，竖直方向分力由FyG记录；--FyG是条块竖直方向超载大小；--Msurch，MyG分别为超载在水平方向和竖直方向分力引起的弯矩；--FxKh，FyKv分别是地震荷载在水平和竖直方向的分力；--MKh，MKv分别是地震荷载水平和竖向分力引起的弯矩；--Fxanch，Fyanch分别是锚杆作用力在水平和竖直方向的分力，如果有其他支护结构，如抗滑桩（ASPile）、土钉（nail）、筋带（reinf）则类似考虑；--Manch为锚杆作用引起的弯矩，注意符号一般为正，表示起抗滑作用；--Ntot为条块底部法向总应力；--Neff为条块底部有效应力，可以用总应力Ntot减去孔隙水压力U得到；--T为条块底部切向抗剪力，与滑动方向相反；--MT是抗剪力T引起的弯矩，符号为正，表示起抗滑作用。       以上按选取的某个典型复杂边坡的条块信息，对GEO5中bishop法的各个条块参数进行说明，方便工程师计算查阅。 查看全部

     在GEO5土坡模块中使用自动搜索方法搜索滑动面时，可以利用限制线功能控制滑动面搜索的区域、范围，方便工程师按照设计意图去检验不同位置滑动面的情况。1、限制线功能的基本使用     限制线控制搜索范围的方式并不是圈定出搜索的区域，而是利用限制线本身不能跟滑动面相交的方式来限定。     这里先给出一个常见的错误示范：用户想在红框范围内进行搜索，然后画了两条限制线，似乎框出了一个范围，但滑面搜索的时候滑动面还是跑出了该区域。这就是用户没有了解限制线的本质：限制线不能和滑动面相交。正确的方式应该是在红框范围的左侧和右侧各画两条贴近地形走势的限制线，如下图蓝色粗线所示：     又比如，下图案例，需要把滑动面搜索范围控制在上下两个挡墙之间，所以绘制了①和②两条线，避免滑动面跨越两个挡墙搜索出更大的滑动面，而另外又加了③和④两条限制线，是由于这两处地形更陡，防治搜索时滑动面跑出挡墙之间，局限在局部陡坡地形。     另外，限制线用于限制滑动面深度也是一种基本的使用方法，如下案例，通过一条较长的限制线，限制滑动面不向更深处搜索。     通过以上几个例子可以了解，限制线都是一条条线段，并不是多段线，但线段的数量不限，根据需要，可以绘制多条限制线。2、限制线在检验抗滑桩深度是否足够时的应用     利用限制线不能和滑动面相交的特性，可以用限制线模拟抗滑桩，检验边坡在抗滑桩支护后，是否有越顶或者绕底的滑动。     添加第一条限制线模拟抗滑桩，进行搜索时，滑动面并没有绕底，而是直接进行了越顶情况的搜索，搜索结果显示稳定性满足要求，然后新增一条限制线限制顶部搜索区，进行绕底的搜索，搜索结果也满足设计安全系数要求。     所以当做抗滑桩设计时，如果工程师不确定多深能满足要求，可以通过多次调整限制线长度进行试算验证。3、限制线在确定加筋土边坡加筋范围中的应用     在规范FHWA中有提到加筋范围是特定安全系数下圆弧和折线的滑面所确定的包络范围的并集，在GEO5中，利用限制线功能，就可以较为快速的确定均质土坡圆弧、折线在特定安全系数下的位置，从而确定加筋范围。 查看全部