[资料]解读GEO5中土钉边坡支护设计模块

　　今天给大家介绍GEO5中的“土钉边坡支护设计模块”（ 下面简称“土钉模块”）。首先，GEO5中的土钉模块可以对土钉边坡进行以下验算分析：结构内部稳定验算（直线滑动或折线滑动验算，土钉承载力验算）， 虚拟墙体（土钉墙）稳定性验算 ，混凝土面层验算（截面强度验算），整体稳定性验算。

　　在土钉模块中可以选择两种类型的滑面进行内部稳定验算：

　直线滑面：

折线滑面：

　　无论哪种滑面，软件都采用改变倾角 ϑ 的方式来搜索最危险滑面。 当勾选自动搜索滑动面复选框时，软件对每一根土钉都进行验算，并以1°作为增量，搜索倾角从 1° 到 89° 的所有滑面。

　　土钉边坡混凝土面层用于承担主动土压力的作用。因此，在对混凝土面层进行验算时可以将其假设为一条条的条带。 竖直方向上，假设土钉头为固支，土钉头之间的中点假设为内部铰。水平方向上，软件默认生成一个包含五个固支支座的结构。这些支座共同承担该土钉深度处的均布主动土压力。 根据该假设，软件即可对弯矩作用下的混凝土面层配筋进行验算。主动土压力作用下的面层受力计算模型如下图所示：

　　主动土压力的大小通过折减系数kn进行折减，该系数可以在“内部稳定性”面板中进行设置。根据实验数据，kn的建议值取0.85。

　　计算土钉受力时，根据土钉分布情况，将土体分为多层，然后分别计算各层对相应土钉的作用力，即每一组土钉都承担相应土层产生的主动土压力。

土钉受力由下式决定：

　　土钉承载力的大小与土钉和滑面的交点位置有关。当土钉完全处于滑动面之内时，则在计算中不考虑其对边坡稳定的贡献。如果土钉和滑动面相交，则其承载力大小为：

　　在土钉模块用户可以直接输入每根土钉相应的承载力值，也可以通过计算得到：土钉头强度（Rf），土钉抗拉强度（Rt），土钉抗拔强度（Tp）。土钉的强度参数是计算土钉总承载力的基本参数。

　　土钉抗拉强度计算公式：

（1） 极限粘结强度计算：

（2） 有效应力计算

（3）英国规范 HA68/94 计算

　　土钉头强度计算公式：