基于路基稳定性的沿河路堤合理坡线设计分析

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1、52道路交通城市道桥与防洪2013年4月第4期基于路基稳定性的沿河路堤合理坡线设计分析张琦，曹高尚(天津市市政工程设计研究院，天津市300051)摘要：为得到沿河路堤边坡稳定影响因素并对其进行合理坡线确定，根据圆弧形滑动法对不同边坡坡率及台阶宽度的沿河路堤进行路基稳定性计算分析，进而采用灰色理论定量分析了二者对滑动安全系数及路基稳定性影响程度，为沿河路堤的合理坡线设计提供了理论借鉴。关键词：沿河路堤；路基稳定性；圆弧滑动法；合理坡线中图分类号：U416．1"2文献标识码：A文章编号：1009—7716(2013)04

2、—0052—03a．通过坡脚任意选定可能发生的圆弧滑动面AB，0引言其半径为R，沿路线纵向取单位长度为1in，将滑平原地区地势低洼，在平原区修筑路基通常需动土体分成若干个一定宽度的垂直土条，如图1通过河流或湖泊，因此，需对沿河(湖)路基进行稳所示。定性分析，以保证浸水路堤稳定性【。然而，平原区沿河路堤大部分为低填方路堤，路堤本身强度在满足压实度以及对底部软土进行合理处治后仍然出现不同程度的边坡滑塌。工程实践表明：平原≥区路堤在距离河流一段长度范围内仍然会出现不同程度的滑塌，因此需对沿河路堤进行滑塌距离及河岸放坡线进行

3、计算确定，在保证堤岸稳定的情况下，合理设置河岸坡度及坡线，尽量使滑塌顶点位于路堤外，提高平原区路堤稳定性及道路行车安全性[31。图1圆弧滑动法边坡稳定性分析示意图本文以天津市某沿河路堤为例，在进行地质勘查和现场测量的基础上分析了解沿河路堤边坡b．计算每个土条的土体重G，G可分解为垂直线与滑塌点分布情况，得到了合理的放坡坡率和于小段滑动面的法向分力Ni=G,cosoz和平行于该台阶设置情况，进而提高路堤稳定性及工程安面的切向力Ti=Gsinot，其中0[为该圆弧中心点的全性。半径线与通过圆心的竖线之间的夹角，=sin一

4、(其中麓为圆弧中心点距圆心竖线的水平距离，R为1路堤稳定性计算方法圆弧半径)。软土地基上的路堤稳定性，通常采用圆弧滑c．计算每一段滑动面上的反力(抵抗力)，即内动面法，即假定路堤填土连同软土地基沿同一圆摩擦力(其中卢)和粘聚力c厶(厶为i小段弧弧破裂面滑动，计算作用在该圆弧上的总抗滑力长)。矩和总滑动力矩，或者计算作用在该圆弧上各点d．以圆心0为转动圆心，半径尺为力臂，计算的总抗滑力和总滑动力，求其稳定系数。滑动面上各力对0点的滑动力矩和抗滑力矩。条分法同时考虑了软土路基的粘聚力和摩擦=R(∑一∑)(1)力，计算中所

5、采用的抗剪强度指标粘聚力c和内i=1i=1摩擦力值，对于路基填土部分，采用快剪试验的数值，对于路基土，在路堤快速填筑而软土来不及(i∑=1Ⅳi∑=1cL)(2)固结时，应采用快剪试验的数值。式(1)、(2)中：——滑动力矩；(1)圆弧条分法——抗滑力矩；收稿日期：2012—12—14作者简介：张琦(1974一)，女，天津人，高级工程师，主要从事R∑——oy轴右侧的力矩；路面工程设计。2013年4月第4期城市道桥与防洪道路交通53河道中心线——oy轴左侧的力矩，左侧i=1力矩与滑动方向相反，起到抗滑作用，应在滑动力矩中

6、扣除；n、m——0y轴右侧的分段数和ov轴左侧的分段数。e．求稳定系数K值(∑∑c厶)厂∑G／cosK=——』_三j————上三——一=i=1(3)(∑一∑)∑Gisina一∑Gsinai=1i=1i=1i=1式(3)中：——滑动圆弧的总长度，m；卜摩阻系数,f=-tg~；c——粘聚力，kPa。二：二二二(2)计算中假定若干个可能滑动面，求出各假定滑动面的稳定系数K，并计算得到各滑动圆弧的圆心，并由此得到对应的极限滑动面，相应的稳定系数为极限稳定系数。(3)确定圆心计算范围，极限滑动圆心位于一定范围内，在此范围内根据

7、一定间距试算不同圆心处的稳定系数，由此得到极限稳定系数。2计算参数层号IⅡⅢⅣV工程场地位于天津市海河冲积平原，软土分布层厚h／m1．51．911．54．22．1广泛，根据《中国地震动参数区划图》(GB18306—重度／(kN／m)19．118．318_319-320．62001)，工程场地地震动峰值加速度为0．15g，地震饱和重度／(kN／m)202O2O2O2O动反应谱特征周期为0．40S。根据《建筑抗震设计天然含水量w／％31．940．242．63O．622．7规范》(GB50011-2010)，工程场地抗震设

8、防烈度塑性指数19．118．414．4l1．711．5为7度，设计基本地震加速度值为0．15g，设计地液性指数0．510．861．270．860．63震分组为第二组。压缩系数0．1～0．2／(1／MPa)0．3940．7040．7570．4090．319模型计算采用通用方法，边坡稳定性验算采压缩模量O．1～0．2／(MPa)4．843．143．