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GEO5基坑和挡墙中的放坡设计问题

发布于：2016-05-25 14:01:25 来自：建筑结构/岩土工程 [复制转发]

本帖最后由 geo5ruanjian 于 2016-5-25 14:05 编辑

当我们设计基坑或者挡墙的时候，对于有放坡的情况或者边坡支挡情况，往往需要对放坡或天然边坡部分进行稳定性分析。但是很多客户提到一个问题，就是支挡结构顶点上方的土层似乎不能再继续划分，从而很困惑。这里就支挡放坡的使用方法给大家一个详细的解答，这里我以“深基坑支护结构分析”模块为例：

1. 定义放坡坡面
　　首先我们需要在【墙后坡面】界面中定义我们放坡以后的破面形状。

　　GEO5为我们提供了大量的放坡形状供选择。对于没有的形状，可以选择最右边的选项，自定义坡面各个点的坐标。
　　注：对于非常复杂的情况，例如天然边坡的坡面，其稳定性往往需要单独的详细分析，此时建议采用【土质边坡稳定分析】模块进行。在该模块中，你可以通过导入DXF文件的方式，进行快速建模。

2. 定义剖面土层
　　然后我们需要在【剖面土层】界面中定义土层剖面的划分。这里需要注意的是结构顶点的z坐标始终是0，且z轴向下为正。

　　这里常常遇到问题是，很多客户想划分结构顶点以上的土层，尝试输入负的z值时，软件提醒用户不能输入负值。同样的，在挡墙类模块中也是类似的。出现这个问题的原因在于，GEO5深基坑和挡墙等模块中，并不考虑结构顶点上方的土层划分，即认为结构顶点上方的土层都为统一土层。
　　这样做的原因在于根据多层土土压力的计算理论（无论是哪种土压力计算方法。关于多层土如何计算土压力，请查阅相关的土压力书籍和教程，这里不再赘述），结构上方的土层抗剪强度对作用在结构上的土压力大小并没有影响，唯一的影响在于其容重。而土体的容重差异并不是很大，即使有较大的差异，例如岩石和淤泥，当考虑到产生土压力的土楔形状时，也可以忽略不计。因此，软件为了减少用户的参数输入工作量，并不要求用户必须输入结构上方的各个土层的抗剪强度等参数，从而大大提高了建模效率。下面的示意图对此进行了简单说明。

　　在【剖面图层】界面，还有一个客户常常问到的问题，就是关于“Z轴原点标高”这个参数的使用。其实对于直接进行建模的用户，这个功能并没有什么作用。这个功能主要适合于需要从“三维地层建模模块”导入剖面数据的用户。

3. 调用“土质边坡稳定分析”模块
　　对于有放坡的支护设计，放坡部分的稳定性本身也是需要我们进行分析的。在GEO5中，我们直接通过调用“土质边坡稳定分析”模块进行，由于可以直接使用土坡模块中的所有功能，这样大大提成了我们对放坡部分进行设计和分析的灵活性，包括放坡部分的支护设计（加土钉、锚杆/索、挡墙等）。
　　当我们在基坑或挡墙模块中点击【外部稳定性分析】界面后，软件会直接启动“土质边坡稳定分析”模块，并未我们创建好模型。

　　在第2步中我们提到由于结构顶部上方岩土体的抗剪强度对作用在结构上的土压力计算并无影响，所以软件并不需要我们输入上方的土层。但是对于边坡稳定分析，我们则必须完善土层的输入。例如，这里我们在结构上面还有一层土。则我们在土坡模块中点击【多段线】界面，在该界面中增加相应的土层。这里我们的上方土层距离结构顶端的距离是1m。我们点击图形界面显示设置按钮，并显示竖向标尺。然后在上面土层内部随意点一个点，并修改其z坐标为1，点击确定，即可完成相应地层线的添加。步骤如下图所示：

1）

　　当然，您也可以不用显示竖向标尺。默认情况下，结构顶端z坐标为0，z轴向上为正。

　　2）

　　3）表格中双击该点，弹出坐标修改窗口

4）确定以后，软件自动为我们添加了一条水平的地层线。

　　然后我们切换至【指定材料】界面，指定相应土层材料即可。当然，如果您没有在基坑或挡墙模块中事先添加相应的岩土材料，可以在土坡模块中添加。

　　注：对于很复杂的土层分布，建议采用土坡模块，例如导入DXF格式的功能单独建模分析。计算土压力时，我们考虑水平地层，但是如果您的地层很复杂，那么计算整体稳定性或者放坡部分稳定性时，建议考虑地层的非水平分布，需要采用土坡模块单独分析。
　　如果放坡稳定性不满足要求，那么您可以直接在调用的土坡模块中对其进行锚杆、筋材（土钉）、抗滑桩等支护设计，而不需要在新建多个文件。

总结
　　只要大家能够灵活应用GEO5各个模块直接的调用功能，就能非常灵活并高效的使用GEO5，并可以分析一些非常复杂的组合支护结构。

基坑挡墙