第四章 路基边坡稳定性设计ppt课件.ppt

《第四章 路基边坡稳定性设计ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第四章路基边坡稳定性设计§4.1概述一、边坡稳定系数边坡高度：土质边坡高度超过18m，石质边坡高度超过20m，一般要进行稳定性验算。边坡稳定系数：式中：R—抗滑力；T—下滑力。K=1，边坡处于平衡状态。K＞1，边坡稳定。K＜1，边坡不稳定。一般要求：K≥1.20—1.25直线滑动面：适用砂类土（砂土、砂性土）、碎（砾）石土等圆弧滑动面：适用具有一定粘结力的粘性土、粉性土等路基边坡稳定性验算的参数容重γ(kN/m3)内摩擦角φ(°)粘聚力c(kPa)路堑或天然边坡：原状土；路堤边坡：与现场压实度一致的压实土的试验数

2、据。砂堆砂土c＝0天然休止角砂土c＝0天然休止角砂堆砂堆直线滑动面圆弧滑动面砂性土及碎（砾）石土，因有较大的内摩擦角及较小的粘聚力，其破裂滑动面近似于直线平面。粘性土的黏聚力较大而其内摩擦角较小，边坡滑坍时，滑动面近似于圆曲面。二、汽车荷载换算成土柱高度将车辆的设计荷载换算成当量土柱高(即以相等压力的土层厚度来代替荷载)，以h0表示。行车荷载换算高度：式中：N——横向分布的车辆数，单车道N=1,双车道N=2；Q——一辆重车的重量（标准车为550kN）；——路基填料的容重，KN/m3；L——汽车前后轴(或履

3、带)的总距(标准车=12.8m)；B——荷载横向分布宽度，m；B=Nb+(N-1)m+d其中：b——后轮轮距，取1.8m；m——相邻两辆后轮的中心间距，取1.3m。d——轮胎着地宽度，取0.6m。§4.2直线滑动面的边坡稳定性分析P73图4-2直线滑动面示意图一、试算法直线法适用于砂土和砂性土（两者合称砂类土），土的抗力以内摩擦力为主，黏聚力甚小，边坡破坏时，破裂面近似平面。其稳定系数按下式计算（按纵向1m计，下同）为式中：R——沿破裂面的抗滑力；T——沿破裂面的下滑力；Q——土楔重量及路基顶面换算土柱的荷载之和

4、；ω——滑动面的倾角；φ——路堤土体的内摩擦角；c——路堤土体的单位黏聚力；L——破裂面的长度。在关系曲线上找到最小稳定系数值Kmin及对应的极限破裂面倾斜角。（P74图4-4）由于砂类土粘聚力很小，一般可忽略不计，即取，则可表达为当K=1时，，抗滑力等于下滑力，滑动面土体处于极限平衡状态，此时路堤的极限坡度等于砂类土的内摩擦角，该角相当于自然休止角。当K＞1时，路堤边坡处于稳定状态，且与边坡高度无关；当K＜1时，则不论边坡高度多少，都不能保持稳定。二、解析法对砂类土的路堑边坡，P74如图4-5所示，土楔ABD沿

5、假设破裂面滑动，其稳定系数K按下式计算式中：H——边坡的竖向高度；φ——路堑土楔的内摩擦角，；a——参数，，γ为土的单位体积的重力；α——边坡倾斜角。其他符号同前。可求得稳定系数K最小时破裂面倾斜角值ω0，即：最小稳定系数为稳定系数Kmin应大于1.25，但K值也不宜过大，以免造成工程不经济。P75例题：4-1P75例题：4-2§4.3曲线滑动面的边坡稳定性分析圆弧法适用于具有一定粘结力的土，如粘性土，粉质粘土等。一、圆弧滑动面的条分法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-

6、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。P77图4-6放坡放坡挖方安全边坡的计算土方开挖，一般应根据土的类别按施工及验收规范规定放坡，以保证边坡稳定和施工安全。以下简介通过计算确定边坡的方法，只要知道土的容重、内摩擦角和粘聚力值（无地质资料时，可查有关手册），便可由计算确定安全边坡。如图，假定边坡滑动面通过坡脚一平面，滑动面上部土体为ABC，其重力为：当土体处于极限平衡状态时,挖方边坡的允许最大高度可按下式计算:式中,γ----土的容重(kN/m3)θ----边坡的坡

7、度角(°)Φ----土的内摩擦角(°)c----土的粘聚(kN/m2)由上式，如知土的γ、φ、c值，假定开挖边坡的坡度角θ值，即可得挖方边坡的允许最大高度H值。由上式还可知以下情况：1、当θ=φ时，H=∞，即边坡的极限高度不受限制，土坡处于平衡状态，此时土的粘聚力未被利用。不考虑稳定系数K。即K=1.02、当θ＞φ时，为陡坡，此时c值越大，允许的边坡高度H可越高。3、当θ＞φ时，若c=0，则H=0，此时挖方边坡的任何高度将是不稳定的。4、当θ＜φ时，为缓坡，此时θ值越小，允许的边坡高度H越大。作业：已知土的容重γ

8、=18.0kN/m3,土的内摩擦角Φ=20°,土的粘聚c=10kN/m2求（1）当开挖坡度角θ=60°，土坡稳定时的允许最大高度（2）挖土高度为6.5m时的稳定坡度θ。喷锚支护喷锚支护组合式支护结构组合式支护结构边坡稳定系数:圆弧法的基本步骤如下：①通过坡脚任意选定可能发生的圆弧滑动面AB，其半径为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垂直土条，其宽