1 引言

在《土工合成材料加固擋土墻(Geosynthetic Reinforced Retaining Wall)》中比較了HYRCAN與SLIDE的結算結果。這個筆記討論了PLE使用GeoTextile支護邊坡的計算過程，著重討論方法論方面的一些內容，并與SLIDE的計算結果作了比較。

2 問題陳述

該擋土墻擬使用12m長的土工合成材料進行支護，地基土有兩層，上層為Sandy Clay，下層為Silty Clay。

地層的物理力學參數如下所示。

3 PLE計算

PLE的計算步驟在《三維極限平衡巖石邊坡穩定性分析流程(PLE) [兩種地層+一個軟弱滑動面]》中已經呈現過，二維和三維的分析步驟基本相同。

(1) 產生模型Create model

產生模型的目的是建立項目庫和模型庫，這種設計的優點是方便項目和模型的管理，現代大型巖土工程軟件基本上都使用了這個原理，比如Geostudio和Itasca，單從項目管理的角度來看，Plaxis的項目管理器做的是最好的。

(2) 分析設置Specify analysis settings

"設置"對話框(Select Model > Settings)用于指定確定臨界滑移面的方法和在分析中使用的適用搜索技術的細節。 對于一般性的分析，只需設置“Slip Surface”，"Calculation Methods", "Convergence"這三部分，其中搜索方法的選擇是這個步驟的重點。

(3) 輸入幾何形狀Enter geometry

PLE提供了三種直接輸入幾何形狀的方法: CAD Drawing,  Dynamic Input和Cut and Paste，感覺最好的方法是最后一個，即在EXCEL中先把每個關鍵點的坐標順序輸入，然后拷貝粘貼到PLE中，使用這種方法不容易出錯。PLE的材料邊界不是共享的，而是單獨劃分為區域(Region), 這種設計方法導致從SLIDE輸出的dxf文件不能正確地輸入到PLE中，如果只有一種材料不會出錯。反過來，PLE輸出的dxf文件基本上不能直接輸入到SLIDE，現在已經放棄了這種方法。總體感覺PLE輸入幾何形狀的設計方法非常笨拙。

(4) 輸入材料屬性Apply material properties

這個過程比較簡單，Materials > Manager ...>New...，按照上面的材料參數輸入兩種材料即可。PLE在輸入內摩擦角時提供了一個輔助功能，即根據土的塑性指數來估算內摩擦角。

Kulhawy and Mayne (1990) 根據細顆粒土(fine grained soils)的試驗結果，也用塑性指數PI確定土的內摩擦角(基于液限和塑限的經驗關系式總結),如下式所示。這些關系式在某種程度上可以幫助檢查內摩擦角數值的合理性。

 在輸入材料參數后，便可以匹配對應的地層幾何形狀。

(5) 設置搜索方法幾何形狀Specify search method geometry

由于前面已經設置了"Grid and Tangent"搜索方法，因此必須為此設定網格和切線的具體位置。

(6) 設置加載條件Specify loading conditions

在本例中只有一個線性載荷，輸入數量10和載荷的坐標即可。

(7) 增加支護Add Supports

這個步驟很簡單，supports>Type Managers...輸入數據即可。一個比較容易混淆的選擇是究竟用主動支護還是被動支護，一般來說，象土釘和土工合成材料這樣的支護形式，當土壓力作用到支護構件上時才起作用，原則上應該選擇被動支護(Passive)，不過，這個選項對結果不會產生太大影響。

(8) 計算

每種方法計算的最小安全系數為:

Bishop Simplified Method: fos=1.668

GLE/M-P Method: fos=1.646

Janbu Simplified Method: fos=1.508

Spencer Method: fos=1.649

4 SLIDE計算

相同的數據在SLIDE下運行，每種方法計算的最小安全系數為:

Bishop Simplified Method: fos=1.656

GLE/M-P Method: fos=1.631

Janbu Simplified Method: fos=1.495

Spencer Method: fos=1.634

可以看出，SLIDE的計算結果普遍比PLE的計算結果稍低。影響結果的主要因素是滑動面的搜索方法。