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[挡墙设计] 使用GEO5分析复杂边坡挡墙及其整体稳定性

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发表于 2016-8-23 16:34:16 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 朱晨光 于 2016-8-23 16:59 编辑

使用GEO5分析复杂边坡挡墙及其整体稳定性
       阐述了如何利用GEO5挡墙和土坡模块分析复杂边坡挡墙及其整体稳定性。对于普通的挡土墙,我们通常直接使用GEO5中对应的挡墙模块分析其倾覆滑移、地基承载力、截面强度和整体稳定性即可。但是,对于复杂边坡挡墙,其整体稳定性分析采用在挡墙模块中直接调用土坡模块的方法并不是十分便利,主要存在以下几个原因:
Ø  挡墙中调用土坡得到的模型土层为水平,如果墙后土层较复杂需要重新修改;
Ø  挡墙中调用土坡得到的墙顶以上土层始终一样,如果墙底以后土层起伏较大,添加土层厚还需进一步修改;
Ø  如果需要单独分析墙后边坡的稳定性,在调用的土坡模块中建模不方便,因为不能使用DXF模板。
       因此,对于复杂边坡的挡土墙分析,我们建议先在挡墙模块中完成其倾覆滑移、地基承载力、截面强度验算,初步确定挡墙尺寸后,再在CAD中对天然边坡、边坡开挖并施加挡墙进行建模,然后采用土坡模块单独进行整体稳定性分析。这样做的好处在于:
Ø  对于复杂土层边坡建模更快;
Ø  可以对挡墙后的边坡进行更详细的分析,例如各个台阶的稳定性、施加锚杆、锚索、抗滑桩等。
      下面通过一个简单的例题说明如何在GEO5土坡模块中进行挡土整体稳定性分析及相应的建模。
首先,在GEO5挡土墙设计模块设计好挡墙尺寸。单独启动GEO5「土质边坡」模块,然后将边坡原貌图以dxf格式的文件导入,并完成运算,如图1。
1.png
图1 边坡导入
       然后点击工况菜单栏的【+】键,添加工况阶段如图2,以模板的方式导入设计坡型,进行挖方如图3
2.png
图2 增加工况
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图3 原始和开挖坡形
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图4 挖方之后滑动面
       然后以模板的方式导入挡土墙和挡墙后的填土,并建模(填方),如图5。加入挡土墙后,计算整体稳定性。
5.png
图5 加挡土墙和墙后填方
       此时,如果我们想要验算边坡上部几个不同台阶的安全系数,在底部分析菜单栏目点击增加按钮,即可增加同一种工况下不同部位的滑动面系数验算,每一次分析之间相互独立互不影响,如图6。
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图6 同一工况下验算复杂边坡中的不同台阶安全系数
        如果我们需要分析地震设计状况,则再添加一个新的工况阶段,进入【地震荷载】界面,勾选地震分析复选框,设置具体抗震设防烈度等参数,并在【工况阶段设置】界面中选择「地震设计状况」。进入【分析】界面,点击分析可以得出边坡是否满足安全系数要求。如图7。
10.png
图7 加入地震工况
       又例如地下水、抗滑桩、锚杆等工况设置原理同地震工况相似,按照以上步骤设置即可。多工况设计的说明,可以查看技术贴“GEO5中暴雨工况和地震工况等设计”。
最终我们可以直接点击生成计算书得到一个包括所有工况阶段和分析工况的计算报告,避免了采用多个计算文件需要拼接计算书的麻烦。
       通过GEO5多工况、多分析工况和填挖方功能,我们可以方便的对复杂边坡的挡墙整体稳定性进行以及墙后边坡稳定性进行分析,从而避免了挡墙模块本身的局限性。不过这里仍然需要强调,挡墙本身的稳定性(倾覆滑移、地基承载力、界面强度)仍需要利用挡墙模块进行验算,且建议优先于整体稳定性的计算,但是如果需要根据整体稳定性设置挡墙位置,则建议先进行整体稳定性计算,再细化挡墙类型和尺寸。

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论坛元老

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发表于 2017-3-22 16:15:24 | 显示全部楼层
学习了,介绍的很详细。谢谢了。
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