《道路工程》第11章 路基稳定性分析ppt课件.ppt

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1、?第一节概述?第二节直线滑动面的边坡稳定性分析?第三节曲线滑动面的边坡稳定性分析?第四节软土地基的路基稳定性分析?第五节浸水路堤的稳定性分析?第六节路基边坡抗震稳定性分析第十章路基稳定性分析计算第一节概述?1、边坡种类：天然边坡、人工边坡。?岩石边坡：具有倾斜坡面的岩土体。?土坡：具有倾斜坡面的土体。天然边坡：江、河、湖、海岸坡山、岭、丘、岗、天然坡2、滑坡边坡丧失其原有稳定性，一部分土体相对与另一部分土体滑动的现象称滑坡。土坡滑坡征兆：坡顶下沉并出现裂缝，坡脚隆起。3、路基边坡失稳的原因：?内部原因?（1）坡体介质：各种土质的抗剪强度、抗水能力是

2、不一样的；?（2）土层结构：如在斜坡上堆有较厚的土层，特别是当下伏土层(或岩层)不透水时，容易在交界上发生滑动；?（3）边坡形状：凸肚形的斜坡由于重力作用，比上陡下缓的凹形坡易于下滑。外部原因?（1）降水或地下水的作用：持续的降雨或地下水渗入土层中，土质变软，强度降低；可使土的重度增加，以及动、静孔隙水压力产生，促使土体失稳；?（2）振动的作用：如地震、爆破和车辆（主要是火车）振动的反复作用下，砂土极易发生液化；粘性土，振动时易使土的结构破坏，从而降低土的抗剪强度；?（3）人为影响：由于不合理地开挖，如过分开挖坡脚；开挖边坡过高过陡，或将弃土堆在坡

3、顶附近；都可引起斜坡变形破坏。4、边坡稳定性分析的计算参数土的计算参数γ、φ、с（一般采用直接快剪或三轴不排水剪切试验；高路堤时宜采用直接固结快剪或三轴固结不排水剪切试验；软土地基宜采用直接固结快剪或三轴不固结不排水剪切试验）边坡坡度取值可取综合坡度值，也可用坡顶与坡脚连线近似表达汽车荷载的当量换算?5、边坡稳定性分析的计算假定①不考虑滑动土体内的应力分布；②认为极限平衡状态只在滑动面上达到，滑动时整体下滑；③最危险的破裂面位置通过试算确定。1）基本假定③非均质多层土或含软弱夹层的土坡:复合滑动面①无粘性土:平面②均质粘性土：光滑曲面（圆柱面/圆弧

4、）2）滑动面的形状6、土坡稳定性分析方法直线曲线折线1）按失稳土体的滑动面特征划分：稳定性分析计算方法：工程地质法（类比法）力学分析法图解法第二节直线滑动面的边坡稳定性分析1.适用范围适用于砂土和砂性土，土的抗力以内摩擦力为主，粘聚力甚小。边坡破坏时，破裂面近似平面。直线滑动面示意图a)高路堤b)深路堑c)陡坡路堤2.分析计算ω——滑动面的倾角；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；f——摩擦系数。第三节曲线滑动面的边坡稳定性分析1、适用范围?土的粘力使边坡滑动面多呈现曲面，

5、通常假定为圆弧滑动面。?圆弧法适用于粘土，土的抗力以粘聚力为主，内摩擦力力较小。边坡破坏时，破裂面近似圆柱形。?2、分析方法?瑞典条分法（WolmarFellenius法）?简化的Bishop法?传递系数法1）瑞典圆弧条分法土坡稳定的安全系数用破裂面上全部抗滑力矩与滑动力矩之比来定义的方法。用圆弧条分法验算边坡稳定性时，有以下假定：破裂面为圆柱面计算中不考虑土条间的作用力对于外形复杂、>0的粘性土坡，土体分层情况较复杂时，要确定滑动土体的重量及其重心位置比较困难，而且抗剪强度的分布不同，一般采用条分法分析基本思想：abcdiβiOCRABH各土

6、条对滑弧圆心的抗滑力矩和滑动力矩滑动土体分为若干垂直土条土坡稳定安全系数Fellenius(4.5H法)最危险滑动面圆心的确定β1β2ROβBA=0圆心由β1，β2确定OEFs>0圆心在EO的延长线上Bβ1β2βAH4.5H2H对于均质粘性土土坡，其最危险滑动面通过坡脚确定滑动面圆心辅助线（4.5H法和36°法）β1和β2的确定分析步骤XiPiXi+1Pi+1NiTiWi静力平衡假设两组合力(Pi，Xi)＝(Pi＋1，Xi＋1)cdbali（1）.按比例绘出土坡剖面（2）.任选一圆心O，确定滑动面，将滑动土体分成几个等宽或不等宽土条（3）.每个

7、土条的受力分析iiiWTbsin=（4）.滑动面的总滑动力矩（5）.滑动面的总抗滑力矩（6）.确定安全系数条分法是一种试算法，应选取不同圆心位置和不同半径进行计算，求最小的安全系数2）简化Bishop法?公路路基设计规范推荐：路堤堤身、路堤和地基整体稳定性宜采用bishop法2）简化Bishop法a）建立土条侧面力平衡方程，土条i：b）按滑动体整体力矩平衡忽略成对条间力产生的力矩3）不平衡推力传递系数法假定：第i块土条传送给第i+1块土条的推力Pi平行于第i块土条的底滑面。计算方法：假定一个Fs值，从边坡顶部第1块土条算起求出它的不平衡下滑力P1，

8、即为第l和第2块土条之间的推力。再计算第2块土条在原有荷载和P1作用下的不平衡下滑力P2，作为第2块土条与第3块土条之间的