第四章路基稳定性分析计算(路基工程)

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1、路基工程第四章路基稳定性分析计算4.1边坡稳定性分析原理4.2直线滑动面的边坡稳定性分析4.3曲线滑动面的边坡稳定性分析4.4软土地基的路基稳定性分析4.5浸水路堤的稳定性分析4.6路基边坡抗震稳定性分析第一节边坡稳定性分析原理一、边坡稳定原理：力学计算基本方法是分析失稳滑动体沿滑动面上的下滑力T与抗滑力R，按静力平衡原理，取两者之比?值为稳定系数K，即K=?1、假设空间问题—>平面问题（1）通常按平面问题来处理（2）松散的砂性土和砾（石）土在边坡稳定分析时可采用直线破裂法。（3）粘性土在边坡稳定分析时可采用圆弧破裂面法。第一节边坡稳定性分析原理一、边坡稳定原理：一般情况下，对于边坡不高

2、的路基（不超过8.0的土质边坡，不超过12.0m的石质边坡），可按一般路基设计，采用规定的边坡值，不做稳定性分析；地质与水文条件复杂，高填深挖或特殊需要的路基，应进行边坡稳定性分析计算，据此选定合理的边坡及相应的工程技术。第一节边坡稳定性分析原理一、边坡稳定原理：边坡稳定分析时，大多采用近似的方法，并假设：（1）不考虑滑动土体本身内应力的分布。（2）认为平衡状态只在滑动面上达到，滑动土体整体下滑。（3）极限滑动面位置需要通过试算来确定。第一节边坡稳定性分析原理二、边坡稳定性分析的计算参数：（一）土的计算参数：1、对于路堑或天然边坡取：原状土的容重γ，内摩擦角和粘聚力2、对于路堤边坡，应取

3、与现场压实度一致的压实土的试验数据3、边坡由多层土体所构成时（取平均值）??=1??ℎ??=?ℎ?=1???=1ℎ?????????=?ℎ?=1???=1??ℎ??=?ℎ?=1?第一节边坡稳定性分析原理二、边坡稳定性分析的计算参数：（二）边坡稳定性分析边坡的取值：对于折线形、阶梯形边坡：取平均值。（三）汽车荷载当量换算：边坡稳定分析时，需要将车辆按最不利情况排列，并将车辆的设计荷载换算成当量土柱高，以ℎ0表示：??ℎ0=???式中：N—横向分布的车辆数（为车道数）；Q—每辆重车的重力，kN（标准车辆荷载为550kN）；L—汽车前后轴的总距；B—横向分布车辆轮胎最外缘之间的距离；B=Nb+（

4、N-1）m+d式中：b—后轮轮距，取1.8m；m—相邻两辆车后轮的中心间距，取1.3m；d—轮胎着地宽度，取0.6m；第一节边坡稳定性分析原理三、边坡稳定性分析方法：数解法力学分析法图解法或表方法解法工程地质法一般情况，土质边坡的设计，先按力学分析法进行验算，再以工程地质法予以校核，岩石或碎石土类边坡则主要采用工程地质法，有条件时可以力学分析进行校核。第二节直线滑动面的边坡稳定性分析直线法适用于砂土、砂性土（砂类土）土的抗力以内摩擦力为主，粘聚力小，边坡破坏时，破坏面近似平面。一、试算法：??∗?+???????∗????+???===????????—滑动面的倾角；f—摩擦系数，f=???

5、?；L—滑动面的长度；N—滑动面的法向分力；T—滑动面的切向分力；c—滑动面上的粘结力；Q—滑动体的重力。????对于砂类土，可取c=0，?=????二、解析法：?=2?+?????+2?(?+?)∙????>1.252??=，f=??????第三节曲线滑动面的边坡稳定性分析一、圆弧滑动面的条分法：圆弧法适用于具有一定粘结力的土，如粉性土，粉质粘性土等。圆弧法的基本原理是将土体划分为若干竖向土条（一般8~10段，每段宽度一般为2~4m），依次计算每一土条沿滑动面的下滑力和抗滑力，然后叠加计算出整个滑动土体的稳定性。力学分析法圆弧法适用性：粘性土的路堤与路堑。第三节曲线滑动面的边坡稳定性分析

6、一、圆弧滑动面的条分法：圆弧法的基本原理与步骤基本原理：将圆弧滑动面上的土体划分为若干竖向土条，依次计算每一土条沿滑动面的下滑力和抗滑力，然后叠加计算出整个滑动土体的稳定性。计算精度：主要与分段数有关，分段越多越精确。基本假定：①一般假定土为均质和各项同性；②不考虑土体的内应力分布及各土条之间相互作用力的影响；③滑动面通过坡脚。第三节曲线滑动面的边坡稳定性分析一、圆弧滑动面的条分法：圆弧法的基本原理与步骤基本步骤：①通过坡脚任意选定可能发生的圆弧滑动面，半径为R，沿路线纵向取单位长度1m。将滑动土体分成若干个一定宽度的土条（一般取2~4m）。②计算每个土条的土重Gi，Gi分解为垂直于

7、小段滑动面的法向分力和平行于该面的切向分力③计算每一小段滑动面上的反力，即内摩擦力和粘聚力。④以圆心O为转动圆心，半径R为力臂，计算滑动面上各力对O点的滑动力矩和抗滑力矩。⑤求稳定系数K值第三节曲线滑动面的边坡稳定性分析一、圆弧滑动面的条分法：再假定几个可能的滑动面，按上述步骤计算相应的稳定系数K，从中找出最小的稳定系数Kmin，对应的滑动面为极限滑动面，相应的稳定系数为极限稳定系数，其值应在1.25~1.