<p>使用模块：GEO5土质边坡稳定性分析、加筋土式挡土墙设计<br/></p><p><strong>1 项目背景</strong></p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;项目位于西南某地级市，建设内容为城市次干道。在此段道路初步设计中，道路左侧K0+580—K0+880段为填方边坡，道路高程为1226.818m—1241.374m，最高填方约40m，对应桩号K0+680的高程为1132.816m。因道路外侧相邻地块功能用途未确定，无建筑布局方案，故该段填方边坡在初步设计时拟采用坡率法放坡+截、排水方案处理，分为五级边坡，坡比分别为1:1.5、1:1.75、1:1.75、1:2、1:2，坡面用人字形骨架和植草。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1724308791616041.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">初步设计坡率法放坡平面布置图</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;在道路施工图设计阶段，拟建道路外侧地块建筑布局方案为整个台地由西向东逐步上行，在道路路侧沿线布置了某研究中心及宿舍区，场地内设置了消防车道，消防车道宽度7m。拟建道路桩号K0+700对应消防车道高程约1200m，原地面高程为1192.5m，拟建道路高程为1225.0m，与道路外侧地块消防车道最大填方高差约25m，与现状地面高差约32.5m。因建设用地受限，初步设计拟采用的坡率法放坡处理方案不可行，须考虑挡墙支护方案。</p><p><strong>2 工程地质条件</strong><br/></p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;根据区域地质资料及附近工程的岩土工程勘察资料，场区上覆土层主要为第四系全新统人工堆积填土层（Q_4ml）、冲积层（Q_4al）、坡洪积层（Q_dl+pl）、坡残积层（Q_dl+el），基岩为新近系上新统昔格达组碎屑岩（N_Qx）及晚二叠世（P_3γ）侵入岩。地层自上而下为：</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;（1）、人工填土层为新近堆填，结构疏松，承载力低，工程性质差。</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;（2）、冲积层之②₁淤泥质粉质粘土层呈流塑~软塑状，属高压缩性软弱土，承载力低，工程性质极差；②₂细砂层呈饱和、松散状，承载力较低，工程性质较差。</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;（3）、昔格达组坡残积土之③₁粉质粘土层呈可塑状，具有一定承载力，工程性质较好；</p><p>③₂粉质粘土层呈硬塑状，承载力较高，工程性质较好；其遇水易软化。</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; （4）、花岗岩坡残积层之④₁砂质粘性土呈可塑状，具有一定承载力，工程性质较好；④₂砂质粘性土呈硬塑状，承载力较高，工程性质好；其遇水易软化。</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; （5）、昔格达组碎屑岩⑤承载力高，工程性质好；其遇水易软化。</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; （6）、花岗岩之全、强风化带（⑥₁、⑥₂、⑥₃）承载力高，工程性质好；土状风化岩遇水易软化。</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; （7）、花岗岩之中、微风化带（⑥₄、⑥₅）岩石强度较高，工程性质好。</p><p>岩土体物理力学参数建议值如下：</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1724308954768398.png" alt="image.png" width="524" height="619" style="width: 524px; height: 619px;"/></p><p><strong>3支护设计方案</strong></p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;因拟建道路场地位于冲沟，基底地基条件较差，路面有纵坡。设计采用灌注桩地基处理+3阶加筋土挡墙+自然放坡路堤+排水的支护措施，台阶水平设置。加筋土挡墙长度约200m，单阶墙高不超过10m，墙面结合实际地形和道路纵坡进行调整，两阶墙间设2m宽平台。路堤坡顶设截水沟，挡墙台阶及墙底设排水沟。挡墙两端墙高较矮，设计采用重力式挡墙与现状山体相接。</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;加筋土挡墙墙面采用采用C30预制混凝土面板，加筋材料采用整体钢塑土工格栅，竖向层间距0.4m。加筋结构回填区填料使用项目开挖弃方，综合内摩擦角不小于35度，压实度不小于93%。每阶挡墙下方设0.4m厚级配良好的碎石水平排水层，台阶处铺设一布一膜后采用素砼封闭，防止雨水下渗。加筋挡墙墙顶设置4m米1：1.5自然放坡路堤。加筋土挡墙平面、立面布置图，剖面布置及大样图如下：</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1724308996339943.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">加筋土挡墙设计平面布置图</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1724309016655439.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">加筋土挡墙立面布置图</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1724309032241639.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">加筋土挡墙剖面及大样图</p><p><strong>4加筋土挡墙设计计算</strong></p><p>4.1挡墙参数设置</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 本项目挡墙设计合理使用年限为50年，场地按地震按烈度7度（0.15g）考虑地震荷载作用。挡墙工程安全等级为一级，一般工况下稳定安全系数Fs≥1.35，地震工况下安全系数Fs≥1.25。墙顶荷载35KPa。计算未考虑道路外侧场地回填的影响，将其视为安全储备。</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 加筋结构回填区填料参数Φ_d=35.0°，C=0 kPa，γ=18 KN/m³；加筋区后填土参数Φ=30.0°，C=0 kPa，γ=18 KN/m³；挡墙底灌注桩地基处理区域考虑置换做法，其参数取：Φ=24.0°，C=25kPa，γ=20KN/m³。</p><p>4.2挡墙参数设置</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 加筋材料设计采用重庆永固的整体钢塑土工格栅。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。整体钢塑土工格栅规格及技术参数见下表：</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1724309081776486.png" alt="image.png"/></p><p>4.3计算结果</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;一般工况下加筋土挡墙抗倾覆、滑移、加筋材料抗拉、抗拔及整体稳定计算结果如下：</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1724309369827679.png" alt="image.png" width="381" height="225" style="width: 381px; height: 225px;"/></p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1724309391475508.png" alt="image.png"/></p><p><strong>5 现场施工照片</strong></p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1724309755908691.png" alt="image.png" width="431" height="321" style="width: 431px; height: 321px;"/></p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1724309800793181.png" alt="image.png" width="430" height="320" style="width: 430px; height: 320px;"/></p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1724310159167671.png" alt="image.png" width="435" height="344" style="width: 435px; height: 344px;"/></p><p><strong>6 总结</strong></p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;本项目采用分阶式加筋土挡墙设计方案，减少了道路建设的用地，为道路外建设场地争取了建设用地的最大化；减少挡墙对地基承载力的要求，同时柔性的加筋土结构能适应较大的地基变形，节省了地基处理费用。</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;GEO5岩土软件加筋土挡墙模块不仅能计算单阶直立的加筋土挡墙，挡墙计算可定义多个工况阶段和多层土，可验算加筋土挡墙的内部稳定性和整体稳定性，还能计算分阶带面坡的加筋土挡墙和陡坡，计算书界面美观，给岩土工程师的工作带来了极大的方便。</p>

<p><strong>1 项目背景</strong></p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;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。</p><p><strong>2 工程地质条件</strong></p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;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：</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;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°；</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;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°；</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;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；</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;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；</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;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。</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;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。</p><p><strong>3 斜坡稳定性计算及支护设计</strong></p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;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。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1724307340709472.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">1号不稳定斜坡天然工况计算</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1724307363530498.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">1号不稳定斜坡地震工况计算</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1724307383469712.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">1号不稳定斜坡暴雨工况计算</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;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。</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;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。</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;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。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1724307433901610.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">加筋土挡墙设计</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1724307454719014.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">加筋后整体稳定性分析</p><p><strong>4 总结</strong></p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;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。</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;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。</p>

<p>1.项目简介</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;西北某路基高边坡，先挖后填，挖方边坡直接削掉坡顶，然后再一侧冲沟中回填以扩大路基宽度，填方边坡高度大于40m，场地出露地层以马兰黄土、离石黄土和古土壤为主。</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;填方边坡采用抗滑桩+加筋土联合支挡，抗滑桩尺寸按3.5m*2.5m矩形桩设计，桩长35m，其中悬臂段约11m，桩间距4m，桩身最大抗滑承载能力Vu取7200kN。上部加筋土边坡按四级台阶放坡，总体坡率近1:1.1，每级台阶边坡高度8m~10m。筋材采用设计抗拉强度25kN/m的筋带，筋带布置间距0.4m，最长敷设长度49m。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1667448243702848.png" alt="image.png" width="446" height="185" style="width: 446px; height: 185px;"/></p><p style="text-align: center;">图1：原始边坡模型</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;采用GEO5土坡模块分析，可以考虑抗滑桩和加筋土联合支挡的作用，通过多工况分析比对明确支护设计思路。</p><p>2.岩土材料参数</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1667448283360028.png" alt="image.png" width="445" height="184" style="width: 445px; height: 184px;"/></p><p>3、各工况稳定性分析</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1667448325573620.png" alt="image.png" width="460" height="218" style="width: 460px; height: 218px;"/></p><p style="text-align: center;">图2：边坡开挖后整体稳定性计算</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1667448358508604.png" alt="image.png" width="469" height="197" style="width: 469px; height: 197px;"/></p><p style="text-align: center;">图3：未加任何支护填方边坡整体稳定性计算</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1667448377447822.png" alt="image.png" width="468" height="187" style="width: 468px; height: 187px;"/></p><p style="text-align: center;">图4：加抗滑桩后填方边坡整体稳定性计算</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1667448410460726.png" alt="image.png" width="482" height="175" style="width: 482px; height: 175px;"/></p><p style="text-align: center;">图5：抗滑桩+加筋土填方边坡整体稳定性计算</p><p>4、分析结论</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 原始边坡开挖后整体稳定性满足要求，但在一侧填方后边坡稳定性较差。通过同一滑动面的整体稳定性分析可以得到：在填方后，边坡整体稳定性很差，安全系数很低；在加上抗滑桩后，提高了整体安全性，但仍处于不稳定状态；当在填土中添加筋带后，最终计算安全系数达到设计安全系数要求。</p>

<p>1.项目简介</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;某公路路基填方工程采用加筋土石笼挡墙支护，路堤高25m，采用砂砾石层无黏性土回填，下伏原状地层为强风化砂岩。</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;石笼采用高度为1m，宽度为0.8m的网箱结构，每层偏移0.2m，总共25层，层间铺设筋带，筋带最大长度18，最小长度7m，筋带抗拉强度为150kN/m。路面考虑20kPa车辆均布荷载。</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;采用GEO5石笼挡墙模块，可以实现石笼挡墙后加筋带分析，除了计算整体倾覆滑移和筋带的抗拉抗拔，还可以验算石笼挡墙局部稳定性和网箱结构稳定性；通过GEO5有限元，还可以进一步分析高填方路堤边坡应力应变，筋带受力分布情况。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1667446364814969.png" alt="image.png" width="438" height="208" style="width: 438px; height: 208px;"/></p><p style="text-align: center;">图1：基本模型</p><p>2、石笼挡墙模块分析</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1667446388697717.png" alt="image.png" width="462" height="231" style="width: 462px; height: 231px;"/></p><p style="text-align: center;">图2：倾覆滑移计算</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1667446423201494.png" alt="image.png" width="476" height="281" style="width: 476px; height: 281px;"/></p><p style="text-align: center;">图3：石笼局部稳定性和网箱结构验算</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1667446461629945.png" alt="image.png" width="461" height="287" style="width: 461px; height: 287px;"/></p><p style="text-align: center;">图4：整体圆弧稳定性计算</p><p>3、有限元分析</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1667446489583782.png" alt="image.png" width="469" height="228" style="width: 469px; height: 228px;"/></p><p style="text-align: center;">图5：主应力分析</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1667446517627383.png" alt="image.png" width="458" height="233" style="width: 458px; height: 233px;"/></p><p style="text-align: center;">图6：剪应变分析</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1667446553409420.png" alt="image.png" width="425" height="366" style="width: 425px; height: 366px;"/></p><p style="text-align: center;">图7：筋带力及分布计算</p><p>4、分析结论</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;通过以上分析可以得到：高填方边坡整体稳定性、倾覆滑移稳定性满足设计要求，局部稳定性满足，但坡脚区域安全储备略低；通过数值分析，可以判断坡脚区域应力较为集中，剪切应变略大，坡脚区域应做好防护工作。</p>