chap4___路基边坡稳定性设计.ppt

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1、chap4路基边坡稳定性设计§4-1边坡稳定性分析原理§4-2边坡稳定性计算§4-3陡坡路堤稳定性验算§4-4软基处理路基稳定性分析§4-5浸水路堤稳定性回目录§4-1边坡稳定性分析原理路基稳定性设计就是对其边坡稳定性进行分析和验算，以确定合理的路基横断面形式。一、边坡稳定性设计的目的、对象、基本假定和参数取值。1、目的、对象：目的：寻求合理的断面稳定形式及适当的边坡值或确定必要的加固方法。对象：高填、深挖路基。2、边坡稳定分析：边坡破坏时形成一滑动面，其形状与土质有关。粘性土：滑动面象碗形或圆柱形；松散的

2、砂性土及砂土：滑动面类似于一平面。如果下滑面是单一平面，则根据静力平衡原理可以求解力未知量，这是一个静力平衡问题；如果下滑面具有二个破坏面，稳定性分析必须确定两个破坏面上的法向力大小和作用点，但只能建立三个平衡方程，因此是一个超静定问题。A）直线破坏面B）折线破坏面图4-1边坡的滑动面如果下滑面具有多个破坏面，稳定性分析时必须确定每个破坏面法向力的大小和作用点，同样只能建立三个平衡方程，因而这是一个多次超静定问题(图4-2)。C）曲线破坏面图4-2边坡的滑动面要解决这个问题，必须作一些假设，使之变成静定问题

3、。（1）力学分析时按平面问题处理；（2）松散的砂性土和砾石土采用直线破裂面法；（3）粘性土采用圆弧破裂面法。基本假定：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，滑动时成整体下滑。3）最危险滑动面位置，通过试算来确定。3、所需参数取值1）对于路堑或天然土坡为：①原状土容重γ（kN/m3）②内摩擦角φ（°）③粘聚力C(kPa)2）对于路堤填普通土者为：①压实后的容重γ（kN/m3）②内摩擦角φ（°）③粘聚力C(kPa)二、、荷载当量高度：以相等压力的土层厚度来代替荷载。当量高度h0的

4、计算公式：h0=NQ/(LBγ)式中：B—横向分布车辆轮胎（或履带）外缘之间的距离（m）　　　　　　B=Nb+(N-1)db—轮胎外侧宽d—相邻两轮胎外侧间距L—汽车前后轴的总距（4-1）三、多层土体的计算参数在验算时，若边坡由多层土体所构成，则参数C、φ、γ值可采用加权平均法求得（4-2）五、验算边坡的取值对于折线形或阶梯形边坡，一般可取加权平均值。图4-2边坡取值示意图图4-2a图4-2b取AB线取坡脚点和坡顶点的连线回目录§4-2边坡稳定性计算一、路基稳定性验算方法1、工程地质比拟法（经验法）根据不同

5、的土类及其所处的状态，经过长期的生产实践和大量的资料调查，拟定边坡稳定值参考数据。在设计时，将影响边坡稳定的因素作比较，采用类似条件下的稳定边坡值。2、力学计算法（理论法）基本原理：K=F/T（抗滑力/滑动力）按验算方法分：1）数解法此法较精确，但计算较繁顼。利用力学平衡原理确定最危险滑动面，再判断是否稳定。假定几个不同的滑动面，按力学平衡原理对每个滑动面进行边坡稳定性分析，从中找出极限滑动面，从而判断边坡的稳定性。2）图解或表解法方法较简单，但没有数解法精确。在计算机和图解分析的基础上，制定成图或表，用查

6、图法或查表法进行边坡稳定性分析。根据滑动面类型分为：直线法（砂土、砂性土）φ值大，C值小圆弧法（粘性土）φ值小，C值大二、直线法验算（一）不纯净的均质砂类土路堤边坡图4-3-1直线法计算图式（4-3）求解方法：1、试算法求kmin当进行边坡稳定性计算时，a、f、Q均为已知值，利用假定法（试算法），假设几个滑动面（ωi），求出最小的稳定性系数kmin（即最危险滑动面）2、理论法求kmin利用k=f(ω)的函数关系，对其求导，可得边坡稳定系数最小值的表达式，用以代替试算法，计算工作可大为简化。边坡稳定分析步骤：

7、1、先假定路堤边坡值；2、然后通过坡脚A点，假定3到4个可能的破裂面，求出相应的稳定系数Ki值，得到关系曲线；3、在其上找到最小稳定系数及其对应的极限破裂角。图4-3-2直线法计算图（试算法）纯净的粗中砂或干燥纯净的细砂时：由于砂类土的粘接力很小，一般可忽略不计。（C=0）当K=1时：即抗滑力等于下滑力，滑动面上土体处于极限平衡状态，此时的坡度角称为“天然休止角”，等于土体的内摩擦角。K=1.25时：tgω=0.8tgφ。由此可见，用松散性填料修建的路堤其边坡角的正切值，不宜大于填料磨擦系数0.8倍。（4-

8、4）例4-1：对于纯净的粗中砂或干燥纯净的细砂，当填料φ=40°时，如果采用1：1.5的路基边坡，是否稳定？解：当填料φ=40°时，根据tgω=0.8tgφ=0.6713得ω=35°52´。对于1：1.5的路基边坡。相应的边坡角θ=33°41´由于θ<ω,该边坡稳定。由此类推，如φ<40°,路基边坡应相应放缓。（二）不纯净的砂类土路堑（解析法）对于砂类土的路堑边坡，其稳定系数K按下式计算：土楔ABD沿假定的破裂面