4-路基稳定性分析.ppt

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2、基边坡稳定性分析路基边坡稳定性分析第三节浸水路堤稳定性分析第三节浸水路堤稳定性分析第四节第四节 陡坡路堤稳定性分析陡坡路堤稳定性分析一一. .路基边坡滑动破裂面的形状路基边坡滑动破裂面的形状边坡滑塌破坏时，会形成一滑动破裂面边坡滑塌破坏时，会形成一滑动破裂面第一节第一节 概述概述u砂类土及碎（砾）石土近似于平面砂类土及碎（砾）石土近似于平面u黏质土近似于圆弧面黏质土近似于圆弧面u有的土质可能是不规则的折面或曲面有的土质可能是不规则的折面或曲面第一节第一节 概述概述二二. .路基边坡稳定性分析的方法路基边坡稳定性分析的方法PKT工程地质法工程地质法经验法经验法力学分析法力学分析法T下滑力下滑力

3、R抗滑力抗滑力稳定系数稳定系数一般一般K=1.251.50不考虑滑动土体本身内应力分布；不考虑滑动土体本身内应力分布；认为平衡状态只在滑动面上达到，滑动时成整体下滑；认为平衡状态只在滑动面上达到，滑动时成整体下滑；最危险的破裂面位置通过试算确定。最危险的破裂面位置通过试算确定。1.1.土性参数土性参数 内摩擦角内摩擦角、黏聚力、黏聚力、重度、重度2.2.车辆荷载当量换算车辆荷载当量换算 三三. .路基边坡稳定性分析的计算参数路基边坡稳定性分析的计算参数第一节第一节 概述概述BLNQh 0 车辆荷载的当量土层可以分步在行车辆荷载的当量土层可以分步在行车道范围，也可以认为车道范围，也可以认为 厚的

4、当量土层厚的当量土层分布在整个路基宽度上分布在整个路基宽度上0h 直线法适用于砂类土（砂土和土质砂），土的抗力以内摩擦力为主，粘聚直线法适用于砂类土（砂土和土质砂），土的抗力以内摩擦力为主，粘聚力很小。边坡破坏时，破裂面近似平面。力很小。边坡破坏时，破裂面近似平面。直线滑动面示意图直线滑动面示意图a)a)高路堤高路堤 b)b)深路堤深路堤 c)c)陡坡路堤陡坡路堤BDA1:ma)1:nABDb)ADc)适用范围适用范围第二节第二节 路基边坡稳定性分析路基边坡稳定性分析一一.直线法直线法1.1.试算法试算法costansinRN fcLQcLKTTQ式中：式中：R滑动破裂面抗滑力；滑动破裂面抗滑

5、力；T滑动破裂面下滑力滑动破裂面下滑力；N滑动破裂面法向分力滑动破裂面法向分力；f摩擦系数，摩擦系数，f=tan；Q滑动体的重力；滑动体的重力；滑动面对于水平面的倾斜角；滑动面对于水平面的倾斜角；c滑动面上的单位黏聚力；滑动面上的单位黏聚力；L滑动面的长度；滑动面的长度；第二节第二节 路基边坡稳定性分析路基边坡稳定性分析直线滑动面计算图示直线滑动面计算图示tantan 0Kc，取1:1:ssFF第二节第二节 路基边坡稳定性分析路基边坡稳定性分析滑动破裂面确定图滑动破裂面确定图由于砂类土黏聚力很小，一般可忽略不计由于砂类土黏聚力很小，一般可忽略不计2.2.解析法解析法v边坡稳定系数最小值：边坡稳

6、定系数最小值：min(2) cot2() cscKafa fa式中：式中：第二节第二节 路基边坡稳定性分析路基边坡稳定性分析tan ,2fHcacotcot GsincL+ cosaaftgGTRK 假定土质均匀，滑动假定土质均匀，滑动破裂面通过坡脚，不考虑破裂面通过坡脚，不考虑土条间的作用：土条间的作用： 滑动面上的抗滑滑动面上的抗滑力矩与下滑力矩力矩与下滑力矩之比之比 SRMMK 第二节第二节 路基边坡稳定性分析路基边坡稳定性分析二二.圆弧滑动面条分法圆弧滑动面条分法 先确定圆心，一般情况，圆心先确定圆心，一般情况，圆心位置在圆心辅助线位置在圆心辅助线EF延长线上移动，延长线上移动，E、F

7、可用可用4.5H法或法或36第二节第二节 路基边坡稳定性分析路基边坡稳定性分析滑动力矩滑动力矩 ()TiiMRTT 抗滑力矩抗滑力矩 cossiniiRSiifQcLMKMQ 第二节第二节 路基边坡稳定性分析路基边坡稳定性分析条分法计算式条分法计算式()RiiMRN fcl u 浸水路堤浸水路堤除承受车辆荷载和自重外，浸润线以下的土体还要除承受车辆荷载和自重外，浸润线以下的土体还要受到受到水的浮力和渗透动水压力水的浮力和渗透动水压力的作用。作用方向指向土体内部，的作用。作用方向指向土体内部，有利于土体稳定，经过一定时间的渗透，土体内水位趋于平衡，有利于土体稳定，经过一定时间的渗透，土体内水位趋

8、于平衡，不再存在渗透动水压力。不再存在渗透动水压力。定义：定义：第三节第三节 浸水路堤稳定性分析浸水路堤稳定性分析 季节性或长期浸水的河滩路堤，沿河路堤和桥头引道等，季节性或长期浸水的河滩路堤，沿河路堤和桥头引道等，其下部每年遭受短期或长期的淹没的路堤其下部每年遭受短期或长期的淹没的路堤浸水路堤水位变化浸水路堤水位变化第三节第三节 浸水路堤稳定性分析浸水路堤稳定性分析动水压力的计算动水压力的计算 DI B 0 D 作用于浸润线以下土体重心的渗透动水压力，作用于浸润线以下土体重心的渗透动水压力，kN/m；I 渗流水力坡降（取浸润曲线的平均坡降）；渗流水力坡降（取浸润曲线的平均坡降）；B浸润曲线与

9、滑动弧之间的面积，浸润曲线与滑动弧之间的面积，m2； 0 水的容重，水的容重，kN/m3 浸水路堤边坡稳定的浸水路堤边坡稳定的最不利情况最不利情况一般发生在一般发生在最高洪水水位最高洪水水位骤然降落的时候骤然降落的时候，此时渗透动水压力指向路基体外。，此时渗透动水压力指向路基体外。第三节第三节 浸水路堤稳定性分析浸水路堤稳定性分析土的渗透性：土的渗透性： 由于土中含有空隙，在水位变化过程中伴有土中含水量的变化。由于土中含有空隙，在水位变化过程中伴有土中含水量的变化。对砂性土渗透性好，动水压力较小；对砂性土渗透性好，动水压力较小；对黏性土渗透性不好，动水压力也不大；对黏性土渗透性不好，动水压力也

10、不大；对介于两者之间的土质路堤，浸水时边坡稳定性较差对介于两者之间的土质路堤，浸水时边坡稳定性较差稳定性分析：稳定性分析：cCBBccBBRTCBfNfNc Lc LMKMTTD稳定系数稳定系数第三节第三节 浸水路堤稳定性分析浸水路堤稳定性分析增加稳定性措施：增加稳定性措施：合理选择横断面形式；合理选择横断面形式； 根据设计洪水位确定路堤高程根据设计洪水位确定路堤高程正确选择填料；正确选择填料； 宜用透水性好的材料宜用透水性好的材料适当选择边坡防护与加固措施；适当选择边坡防护与加固措施；改善基地。改善基地。 1 1）定义）定义 陡坡路堤是指修筑在陡坡（地面横坡大于陡坡路堤是指修筑在陡坡（地面横

11、坡大于1:21:2）上及不稳固山坡上的路堤）上及不稳固山坡上的路堤 2 2）常见形式：）常见形式： u基底为岩层或稳定山坡，因地面横坡大，路堤整体滑动；基底为岩层或稳定山坡，因地面横坡大，路堤整体滑动；u路堤连同基底覆盖层沿倾斜基岩表面滑动路堤连同基底覆盖层沿倾斜基岩表面滑动u路基连同软弱下卧层沿某一圆弧滑动面滑动路基连同软弱下卧层沿某一圆弧滑动面滑动u路基连同其下的基岩沿某一最弱的层面滑动路基连同其下的基岩沿某一最弱的层面滑动 第四节第四节 陡坡路堤稳定性分析陡坡路堤稳定性分析二二. .滑动面为直线滑动面滑动面为直线滑动面 当滑动面为单一坡度的倾斜面时考虑：当滑动面为单一坡度的倾斜面时考虑：

12、第四节第四节 陡坡路堤稳定性分析陡坡路堤稳定性分析1(tan)ETNcLK 当滑动面为多坡地面时考虑，各土条剩余下滑力按下式计算：当滑动面为多坡地面时考虑，各土条剩余下滑力按下式计算： 第四节第四节 陡坡路堤稳定性分析陡坡路堤稳定性分析三三. .滑动面为折线滑动面滑动面为折线滑动面11111coscostaniiiiiiiiiiiiE TENEc LKsincosiiiiiiTQNQ第四节第四节 陡坡路堤稳定性分析陡坡路堤稳定性分析四四.增加陡坡路堤稳定性措施增加陡坡路堤稳定性措施u开挖台阶，放缓边坡，减小下滑力；开挖台阶，放缓边坡，减小下滑力；u清除坡积层，压实基底；清除坡积层，压实基底；u在路堤上侧开挖截水沟或边沟，阻止地表水流湿在路堤上侧开挖截水沟或边沟，阻止地表水流湿 润滑动面；润滑动面；u受地下水影响时，设置渗沟以疏干基底土层；受地下水影响时，设置渗沟以疏干基底土层；