解读GEO5中的扬压力计算

　　当有地下水时，我们往往需要考虑地下水对结构产生的扬压力。扬压力由两部分构成，浮托力和渗透压力。浮托力的计算取决于下游地下水位和挡土墙的形状，也就是挡土墙的浸水体积。渗透压力的计算取决于墙前墙后的地下水位差。

　　浮托力： (kN/m)
　　渗透压力： (kN/m)

　　其中：A为挡土墙的浸水面积，即图中的灰色实心部分的面积；若h1>h2，则计算公式中的h1和h2应当互换，也就是说浸水面积始终由下游水位确定。

　　

　　GEO5和理正计算结果的区别就在于浮托力的计算，渗透压力的计算是相同的。GEO5中直接通过将浸水面积内的墙体容重替换为（γ - γw）来考虑浮托力，其中γ为墙体重度，γw为水重度。这就是为什么有地下水时GEO5计算结果中的墙体重力减小的原因，当然，当只有墙体一侧有地下水时是不考虑浮托力作用的。

　　

　　理正对浮托力的计算进行了简化，并没有考虑准确的浸水面积。理正中直接将浮托力考虑为一矩形均布力，大小为 。 这样计算的问题在于，当挡墙存在墙趾墙踵，或挡墙墙面、墙背不垂直时，理正还考虑了下图红色区域（B）的浮托力，而这部分根本没有墙体，也就是说理正的浮托力和实际情况相比是偏大的，计算结果偏保守，尤其是在考虑悬臂式挡墙时，计算结果会过于保守。

　　在计算结果上，GEO5和理正对扬压力的考虑除了上述区别，还有另外一点区别。在GEO5中浮托力和渗透压力是分开考虑的，浮托力在计算倾覆力矩和抗倾覆力矩之前已经通过折减墙体重量进行了考虑，也就说浮托力的作用使得墙体产生的抗倾覆力矩减小了。不过渗透压力产生的力矩在GEO5中是作为倾覆力矩考虑的。换句话说，GEO5中的浮托力是负的抗倾覆力矩，而渗透压力是正的倾覆力矩。理正中将浮托力和渗透压力作为一个力来考虑，产生的力矩均为倾覆力矩，而GEO5中浮托力的部分相当于是作为负的抗倾覆力矩来考虑的。

　　所以当挡墙前后都有地下水时，GEO5中浮托力大小为墙体浸水面积产生的浮力，而理正则对公式进行了简化，没有考虑墙趾、墙踵上作用的水压力，计算结果和实际浮力相比偏大。

　　在抗倾覆验算方面，GEO5因为挡墙浸水部分采用墙体的浮重度，因此浮托力产生的力矩在计算安全系数时相当于负的抗倾覆力矩，而理正因为将浮托力和渗透压力统一考虑，因此，浮托力和渗透压力一样，产生的力矩在计算安全系数时都作为倾覆力矩考虑。

　　关于更多GEO5与理正以及其他软件的对比实例，大家可以上GEO5中国官网（geo5.cn），在页面“下载/教程资料/文档教程/GEO5技术贴汇总”中找到“GEO5和其他软件的计算对比（边坡+挡墙）”文档，点击下载即可。

　　官网下载地址：geo5.cn/a/jiaochengziliao/wdjc/

　　云盘下载地址：/s/1pJ0VceB?frm=fujian

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