路基计PPT课件

1、路基路面工程路基路面工程pavement engineering国家精品课程国家精品课程第三章第三章路基设计路基设计school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科主要内容主要内容u第一节第一节 路基概念及构造路基概念及构造u第二节第二节 路基的主要病害类型及原因路基的主要病害类型及原因u第三节第三节 路基横断面设计路基横断面设计u第四节第四节 路基边坡稳定性分析路基边坡稳定性分析u第五节第五节 路基变形分析与检测路基变形分析与检测u第六节第六节 路基排水设计路基排水设计

2、u第七节第七节 特殊路基设计特殊路基设计school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科第一节第一节 路基概念及构造路基概念及构造u核心内容核心内容路基基本概念路基基本概念路基的类型和构造路基的类型和构造路基附属设施路基附属设施1 1、路基基本概念、路基基本概念u路基的基本概念路基的基本概念路基指的是按照路基指的是按照路线路线设计位置和一定技术要求修筑设计位置和一定技术要求修筑的作为的作为铁路铁路和和公路公路基础的带状基础的带状构造物构造物。公路路基一般是用土或石料修筑而

3、成的线形结构物公路路基一般是用土或石料修筑而成的线形结构物从材料上分，路基可分为土质路基，石质路基，土从材料上分，路基可分为土质路基，石质路基，土石混合路基三种。石混合路基三种。 1 1、路基基本概念、路基基本概念u路基的基本概念路基的基本概念高于原地面高程的填方路基称为路堤高于原地面高程的填方路基称为路堤（embankment），），低于原地面的挖方路基称为路堑（低于原地面的挖方路基称为路堑（cutting）。）。路基承受行车荷载和路面自重的作用，深度在路基路基承受行车荷载和路面自重的作用，深度在路基顶面以下顶面以下0.8m范围称为范围称为路床路床。坚固的路基是路面强度与稳定性的重要保证。坚

4、固的路基是路面强度与稳定性的重要保证。030cm称为上路床；称为上路床；3080cm称为下路床。称为下路床。school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科1 1、路基基本概念、路基基本概念u一般路基的概念一般路基的概念通常是指通常是指在良好的地质与水文条件下，填方高度（在良好的地质与水文条件下，填方高度（1.5mh 18m）或挖方深度不大的路基，它可结合当地地形、地质）或挖方深度不大的路基，它可结合当地地形、地质直接选用典型断面或设计规定而不需进行个别论证与验算。直接选

5、用典型断面或设计规定而不需进行个别论证与验算。2、路基的类型与构造、路基的类型与构造u路基横断面的典型形式，可归纳为路基横断面的典型形式，可归纳为路堤、路堑和填挖路堤、路堑和填挖结合结合三种类型三种类型 u路堤路堤u路堑路堑u半填半挖路基半填半挖路基school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科路堤的

6、类型与构造要求路堤的类型与构造要求路堤的常见横断面型式（见下图）路堤的常见横断面型式（见下图） 1 1）路堤按）路堤按填高填高分，有：分，有： 矮路堤（矮路堤（h1.0h18h1820m20m） 一般路堤（一般路堤（h=1.5h=1.518m18m） 2 2）路堤按）路堤按所处条件所处条件和加固类型分，有：和加固类型分，有： 浸水路堤浸水路堤 护脚路堤护脚路堤 挖沟填筑路堤挖沟填筑路堤 等等2、路基的类型与构造、路基的类型与构造school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点

7、学科2、路基的类型与构造、路基的类型与构造（a）矮路堤矮路堤（b）一般路堤一般路堤（c）浸水路堤浸水路堤（d）护脚路堤护脚路堤（e）挖沟填筑路堤挖沟填筑路堤路堤路堤断面断面形式形式路堤（路堤（embankment） 在天然地面上用土或石填筑的具有一定密实度的线路建筑物。路堤结构：路堤结构：路基填料的选择与密实度控制在路基设计、施工中最为重要。school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科2、路基的类型与构造、路基的类型与构造u一般路堤和矮路堤一般路堤和矮路堤的构造要求的

8、构造要求：1）满足最小填土高度要求；）满足最小填土高度要求；2）因工作区可能涉及到天然地面因工作区可能涉及到天然地面，除填方路堤须满足施工，除填方路堤须满足施工要求外，要求外，天然地基必须压实天然地基必须压实，必要时须换土或进行加固；，必要时须换土或进行加固；3）可结合）可结合两侧排水沟两侧排水沟进行挖土填筑路基，可在路基侧设置进行挖土填筑路基，可在路基侧设置护坡道；护坡道；4）对）对地面地面纵、横坡较陡处必须纵、横坡较陡处必须挖台阶再填筑挖台阶再填筑，从而保证路，从而保证路基不沿坡向有滑动可能性；基不沿坡向有滑动可能性；5）必要时可）必要时可设置石砌护脚设置石砌护脚进行路基防护。进行路基防护

9、。school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科2、路基的类型与构造、路基的类型与构造u高路堤及浸水路堤高路堤及浸水路堤的构造要求的构造要求：1）必须进行个别设计；）必须进行个别设计；2）边坡可采用上陡下缓的）边坡可采用上陡下缓的折线形式或台阶形式折线形式或台阶形式；3）边坡表面须采取适当的）边坡表面须采取适当的防护或加固措施防护或加固措施。school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家

10、重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科2、路基的类型与构造、路基的类型与构造（a）全挖路堑全挖路堑（b）台口式路堑台口式路堑（c）半山洞路堑半山洞路堑路堑断面形式路堑断面形式路堑路堑 cutting：是指全部在原地面开挖而成的路基或低于原地面的挖方路基。是指全部在原地面开挖而成的路基或低于原地面的挖方路基。作用：作用：缓和道路纵坡或越岭线穿越岭口控制标高；缓和道路纵坡或越岭线穿越岭口控制标高；危害危害：破坏了厚地层的天然平衡状态，不利于排水，通风；破坏了厚地层的天然平衡状态，不利于排水，通风； 路堑路堑的类型与构造要求的类型与构造要求school of transportation sou

11、theast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科路堑路堑的构造要求：的构造要求： 1）边坡可设置为）边坡可设置为直线或折线直线或折线； 2）边坡坡脚处须设置）边坡坡脚处须设置边沟边沟； 3）路堑上方应设置）路堑上方应设置截水沟截水沟； 4）坡面易风化时须采取防护措施，并设）坡面易风化时须采取防护措施，并设碎落台；碎落台； 5）挖方路基下天然地基必须）挖方路基下天然地基必须人工压实人工压实，必要时应翻挖重填、，必要时应翻挖重填、换土或进行换土或进行加固处理加固处理。2、路基的类型与构造、路基的类型与构造school of tra

12、nsportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科2、路基的类型与构造、路基的类型与构造半填半挖断面形式半填半挖断面形式（a）一般填挖路基一般填挖路基（b）矮挡土墙路基矮挡土墙路基（c）护肩路基护肩路基（d） （e）砌石路基砌石路基（f）挡土墙路基挡土墙路基（g）半山桥路基半山桥路基半填半挖式路基半填半挖式路基【part-cut & part-fill 】指的是在一个横断面内，部分为路堤、部分为路堑的路基。指的是在一个横断面内，部分为路堤、部分为路堑的路基。 school of transp

13、ortation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科半填半挖路基半填半挖路基的构造要求：的构造要求：1）对路堤和路堑的要求都应满足；）对路堤和路堑的要求都应满足；2）压缩用地宽度及减小填方量时，可在填方侧设）压缩用地宽度及减小填方量时，可在填方侧设护坡或护墙护坡或护墙，也可设置护肩墙或路堤墙，特殊时可设半山桥路基。也可设置护肩墙或路堤墙，特殊时可设半山桥路基。2、路基的类型与构造、路基的类型与构造school of transportation southeast university，china 东南大学

14、道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科2、路基的类型与构造、路基的类型与构造u讨论：讨论：矮路堤有什么特点？如何合理使用矮路堤？矮路堤有什么特点？如何合理使用矮路堤？山区公路山区公路美国公路美国公路一般采用什么路基？一般采用什么路基？school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科借方与弃方借方与弃方不可避免，若能结合不同标段进行协调处不可避免，若能结合不同标段进行协调处理，则不仅可以降低工程造价，还可以维护自然平衡，理，则不仅可以降低工程造价，还可

15、以维护自然平衡，但须进行调配安排及合理计算运费。但须进行调配安排及合理计算运费。平坦地区平坦地区用土量少时可沿路两侧抽沟取土，结合路基用土量少时可沿路两侧抽沟取土，结合路基排水及农田灌溉安排，但对于堤顶至坑底高差大及软排水及农田灌溉安排，但对于堤顶至坑底高差大及软弱地基区域，取土坑易远离路基坡脚，并进行坑设计。弱地基区域，取土坑易远离路基坡脚，并进行坑设计。废方废方能利用应尽量加以利用，实在需堆弃也应尽量不能利用应尽量加以利用，实在需堆弃也应尽量不影响路基，做好相关设计，尤其应控制废方的数量。影响路基，做好相关设计，尤其应控制废方的数量。取土坑与弃土堆取土坑与弃土堆3、路基附属设施、路基附属设

16、施school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科3、路基附属设施、路基附属设施u取土坑与弃土堆取土坑与弃土堆school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科 护坡道护坡道有利于降低边坡平均坡度、保护边坡稳定，有利于降低边坡平均坡度、保护边坡稳定，软土地段还有助于路基沉降均匀及路基整体稳定。软土地段还有助于路基沉降均匀及路基整体稳定。但护坡道设置涉及

17、到土地占用及工程经济，应兼顾但护坡道设置涉及到土地占用及工程经济，应兼顾好稳定与经济合理性。好稳定与经济合理性。 碎落台碎落台设于挖方边坡坡脚处，保护边沟不被碎落设于挖方边坡坡脚处，保护边沟不被碎落的土石块堵塞，也可同时兼起护坡道作用。的土石块堵塞，也可同时兼起护坡道作用。护坡道与碎落台护坡道与碎落台3、路基附属设施、路基附属设施school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科错车道错车道一般用于单车道公路会车或紧急避让之用，一般用于单车道公路会车或紧急避让之用，可每隔可

18、每隔200500m设置一处，长度不小于设置一处，长度不小于30m，前，前后各有后各有10m的出入过渡段。的出入过渡段。单车道单车道的路基宽度一般为的路基宽度一般为4.5m，而错车道地段的路，而错车道地段的路基宽度一般为基宽度一般为6.5m，必须在路基设计时加以考虑。，必须在路基设计时加以考虑。堆料坪与错车道堆料坪与错车道3、路基附属设施、路基附属设施school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科急流槽是路面排水急流槽是路面排水采取集中排泄方式采取集中排泄方式时的必须设施

19、，一时的必须设施，一般与消力池进行综般与消力池进行综合设计考虑。合设计考虑。急流槽的过水断面急流槽的过水断面必须加以计算，应必须加以计算，应进行其稳定性设置进行其稳定性设置。急流槽与消力池急流槽与消力池3、路基附属设施、路基附属设施school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科3、路基附属设施、路基附属设施急流槽与消力池急流槽与消力池第二节第二节 路基的主要病害类型及原因路基的主要病害类型及原因u核心内容核心内容路基沉陷路基沉陷路基边坡坍方路基边坡坍方路基沿坡面滑动路基

20、沿坡面滑动其他病害其他病害路基病害防治原则路基病害防治原则school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科1 1、路基沉陷、路基沉陷u指路基在垂直方向产生较大的沉落。指路基在垂直方向产生较大的沉落。由由（1）路基本身的压缩沉降；（路基本身的压缩沉降；（2）天然地面承载力不足）天然地面承载力不足引起的沉陷。引起的沉陷。 a)b)路基沉陷（路基沉陷（a.路基沉陷路基沉陷;b.路基沉缩路基沉缩;c.土基沉陷）土基沉陷）c)2 2、路基边坡坍方、路基边坡坍方u路基、堤坝和河岸等边

21、坡或山坡的坍塌现象路基、堤坝和河岸等边坡或山坡的坍塌现象。 主要在降雨、地震等条件下出现的边坡失稳现象。主要在降雨、地震等条件下出现的边坡失稳现象。路基冲塌录像路基冲塌录像school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科山体滑坡山体滑坡边坡损坏边坡损坏2 2、路基边坡坍方、路基边坡坍方school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科3 3、路基沿坡面

22、滑动、路基沿坡面滑动u路基沿坡面整体或局部的沿原地面向下移动。路基沿坡面整体或局部的沿原地面向下移动。 台湾地震后的边坡滑动台湾地震后的边坡滑动路基冲垮视频路基冲垮视频4 4、其他病害、其他病害 一般是冻敏土在水和低温温差的影响下形成毛细现象积聚冰棱所致，这种现象发一般是冻敏土在水和低温温差的影响下形成毛细现象积聚冰棱所致，这种现象发生于季节性冰冻地区，当温度在零摄氏度以下反复变化时，由于负温度的坡差影响会生于季节性冰冻地区，当温度在零摄氏度以下反复变化时，由于负温度的坡差影响会将路基内的水分以毛细吸管的形式积聚到上部冻结隆起，从而使路基隆起和路面开裂，将路基内的水分以毛细吸管的形式积聚到上部

23、冻结隆起，从而使路基隆起和路面开裂，发生发生冻胀冻胀；而到了春融季节，路基上层土首先化冻，水分无法排出或下渗，这时在行；而到了春融季节，路基上层土首先化冻，水分无法排出或下渗，这时在行车作用下泥浆就会沿路面裂逢冒出，形成车作用下泥浆就会沿路面裂逢冒出，形成翻浆翻浆。热棒热棒 通风管路基通风管路基 school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科（1 1）翻浆）翻浆4 4、其他病害、其他病害school of transportation southeast univers

24、ity，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科4 4、其他病害、其他病害裂缝：裂缝：基础处理不当而造成砌体产生沉陷或施工处理与养护不当而使砌体产基础处理不当而造成砌体产生沉陷或施工处理与养护不当而使砌体产生过度收缩或膨胀等都会引起砌体的裂缝。生过度收缩或膨胀等都会引起砌体的裂缝。断裂、倾斜或鼓肚：断裂、倾斜或鼓肚：一般是由于砌体后土的侧向压力增大或基础的不均匀沉一般是由于砌体后土的侧向压力增大或基础的不均匀沉陷所致，多由水的作用或冰冻作用而引起。陷所致，多由水的作用或冰冻作用而引起。沉陷：沉陷：由于基础土质松软或压实不足所致。由于基础土质松软或压实不足

25、所致。school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科（2 2）挡土墙破坏）挡土墙破坏（3）泥石流）泥石流（4）岩溶）岩溶（5）地震）地震4 4、其他病害、其他病害school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科5 5、路基病害的防治原则、路基病害的防治原则u（1）不良工程地质和水文地质条件）不良工程地质和水文地质条件地质构造、岩层走向、土质、地下水

26、位等地质构造、岩层走向、土质、地下水位等u（2）不利的水文和气候因素）不利的水文和气候因素降雨、洪水、干旱等降雨、洪水、干旱等u（3）设计不合理）设计不合理边坡坡度、填高、排水、加固防护等边坡坡度、填高、排水、加固防护等u（4）施工不合理）施工不合理填筑顺序、压实、爆破等填筑顺序、压实、爆破等路基破坏原因分析路基破坏原因分析school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科路基病害的工程防治路基病害的工程防治路肩的养护路肩的养护边坡的养护边坡的养护排水设施的养护排水设施的养

27、护挡土墙和护坡的养护挡土墙和护坡的养护路基翻浆的养护路基翻浆的养护软土地区养护软土地区养护5 5、路基病害的防治原则、路基病害的防治原则school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科第三节第三节 路基横断面设计路基横断面设计u核心内容核心内容路基宽度路基宽度路基高度路基高度路基的边坡坡度（率）路基的边

28、坡坡度（率）school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科（1）路基宽度的概念：）路基宽度的概念： 路基宽度路基宽度为行车道、路肩、中间带、变速车道、爬坡为行车道、路肩、中间带、变速车道、爬坡车道等宽度之和，一般可理解为土路肩外边缘之间的距离。车道等宽度之和，一般可理解为土路肩外边缘之间的距离。（2）路基宽度的确定原则）路基宽度的确定原则 须考虑占用土地及生态问题，应尽可能少占农田、考虑须考虑占用土地及生态问题，应尽可能少占农田、考虑填挖平衡以减少取土开挖、防止水土流失

29、以维护生态平衡。填挖平衡以减少取土开挖、防止水土流失以维护生态平衡。1、路基宽度、路基宽度school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科1、路基宽度、路基宽度a)高速公路和一级公路 b)二、三、四级公路 school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科1、路基宽度、路基宽度c）城市道路 school of transportation southe

30、ast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科1、路基宽度、路基宽度各级公路的路基宽度要求（部分）各级公路的路基宽度要求（部分） school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科1、路基宽度、路基宽度（3）技术标准）技术标准school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科1、路基宽度、路

31、基宽度（3）技术标准）技术标准school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科1、路基宽度、路基宽度路面结构路面结构面层面层基层基层底基层底基层上路床上路床下路床下路床上路堤上路堤下路堤下路堤ab讨论：讨论：路基宽度？路基宽度？ a？ b？ 哪一个是路基宽度？哪一个是路基宽度？school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科（1）路基高度）路基高度：

32、是指路堤的填筑高度或路堑的开挖深度，是指路堤的填筑高度或路堑的开挖深度，一般为一般为路基设计标高路基设计标高与与原地面原地面(中心线中心线)标高之差；由于原地标高之差；由于原地面不平整，因此还有边坡高度。面不平整，因此还有边坡高度。（2）路基高度的确定：）路基高度的确定：路基高度路基高度结合公路路线纵断面、排水及防护措施确定，同时与路基结合公路路线纵断面、排水及防护措施确定，同时与路基临界高度结合；应使路肩边缘高出地面积水，并考虑地面水、地下临界高度结合；应使路肩边缘高出地面积水，并考虑地面水、地下水、毛细水和冰冻作用对水、毛细水和冰冻作用对路基强度、耐久性和稳定性路基强度、耐久性和稳定性的影

33、响。的影响。 高路堤及深路堑高路堤及深路堑的判别标准以边坡高度为依据；的判别标准以边坡高度为依据；沿河及受水浸淹路基沿河及受水浸淹路基的高度应大于：设计洪水位的高度应大于：设计洪水位+壅水高度壅水高度+波浪侵波浪侵袭高度袭高度+0.5m。当路基高度不符合规定时，可采取降低水位、设置。当路基高度不符合规定时，可采取降低水位、设置毛细水隔断层等措施。毛细水隔断层等措施。 2、路基高度、路基高度school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科2、路基高度、路基高度u（3 3）路

34、基设计标高）路基设计标高 （1 1）新建公路的路基设计标高）新建公路的路基设计标高：高速公路和一级公路采用高速公路和一级公路采用中央分隔带的外侧边缘标高中央分隔带的外侧边缘标高；二、三、四级公路宜采用二、三、四级公路宜采用路基边缘标高路基边缘标高，在设置超高、加宽地段为，在设置超高、加宽地段为设超高、加宽前该处边缘标高。设超高、加宽前该处边缘标高。 （2 2）改建公路的路基设计标高）改建公路的路基设计标高：一般一般按新建公路的规定执行，也可视具体情况而采用中央分隔带中按新建公路的规定执行，也可视具体情况而采用中央分隔带中线或行车道中线标高。线或行车道中线标高。（3 3）问：应该称为路面标高，为

35、什么称为路基设计标高）问：应该称为路面标高，为什么称为路基设计标高？school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科2、路基高度、路基高度u（4）沿河路基高度要求）沿河路基高度要求沿河及受水浸淹的路基，其高度应根据技术标准所规定的设沿河及受水浸淹的路基，其高度应根据技术标准所规定的设计洪水频率，求得设计水位，再增加计洪水频率，求得设计水位，再增加0.5m0.5m的余量。的余量。 路基设计洪水频率路基设计洪水频率school of transportation southe

36、ast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科2、路基高度、路基高度讨论：讨论：路基高度？路基高度？a? b? c?, 有路拱又怎么办？有路拱又怎么办？路面结构路面结构面层面层基层基层底基层底基层上路床上路床下路床下路床上路堤上路堤下路堤下路堤abcschool of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科（1）路基边坡概念）路基边坡概念：用边坡高度与边坡宽度之比：用边坡高度与边坡宽度之比h:b的形式的形式表示，并取表

37、示，并取h=1计算为计算为1:m（路堤）或（路堤）或1:n（路堑）的形式表（路堑）的形式表示边坡坡率。示边坡坡率。边坡坡度的大小，取决于边坡的土质、岩石的性质及边坡坡度的大小，取决于边坡的土质、岩石的性质及水文地质条件水文地质条件等等自然因素自然因素和边坡的高度。和边坡的高度。 （2）路基边坡坡度）路基边坡坡度的大小直接影响路基的整体稳定性及土的大小直接影响路基的整体稳定性及土石方量和施工难易程度；石方量和施工难易程度；一般路基的边坡坡度应通过一般路基的边坡坡度应通过设计验算确定设计验算确定，也可根据多年，也可根据多年工程实践工程实践经验和设计规范推荐经验和设计规范推荐的数值进行采用；的数值进

38、行采用；3、路基边坡坡度（率）、路基边坡坡度（率）路基边坡坡度示意图路基边坡坡度示意图a)路堑；b)路堤 school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科（3 3）常用的）常用的路堤边坡路堤边坡坡度坡度： 1）一般路堤边坡坡度）一般路堤边坡坡度：1 1：1.51.51 1：1.31.3巨粒土巨粒土1 1：1.751.751 1：1.51.5粗粒土粗粒土1 1：1.751.751 1：1.51.5细粒土细粒土 下部下部（h 12mh 12m）上部上部（h8mh8m）边坡坡率

39、边坡坡率填料类别填料类别路堤边坡坡度表路堤边坡坡度表路基边坡坡度示意图路基边坡坡度示意图3、路基边坡坡度（率）、路基边坡坡度（率）school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科2）高路堤及沿河浸水路堤：单独设计）高路堤及沿河浸水路堤：单独设计3）填石路堤：用大于）填石路堤：用大于25cm不易风化的石块砌筑，不易风化的石块砌筑， 坡度可用坡度可用1:1；4）陡坡填方可采用）陡坡填方可采用砌石护墙：顶宽砌石护墙：顶宽0.8m，基底以基底以1:5向内斜，向内斜，h=215m；

40、1 1：0.750.751 1：0.60.615153 31 1：0.670.671 1：0.50.510102 21 1：0.50.51 1：0.30.3551 1外坡坡度外坡坡度内坡坡度内坡坡度高度（高度（m m）序号序号砌石边坡坡度表砌石边坡坡度表5）地震地区边坡高度极限值）地震地区边坡高度极限值3m3m6m6m粗粒土（细砂、极细砂除外）粗粒土（细砂、极细砂除外）10m10m15m15m岩块和细粒土（粉性土和有机质土除外）岩块和细粒土（粉性土和有机质土除外）9 98 8基本烈度基本烈度填料填料路堤高坡高度限制（路堤高坡高度限制（m)m)3、路基边坡坡度（率）、路基边坡坡度（率）schoo

41、l of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科（4）常用的常用的路堑边坡路堑边坡坡度：坡度： 1）路堑边坡设计路堑边坡设计时应考虑地貌、地质构造上的整体稳定性，不良时应考虑地貌、地质构造上的整体稳定性，不良情况时应使路线避绕，稳定的地质也应考虑开挖后能否造成坡面情况时应使路线避绕，稳定的地质也应考虑开挖后能否造成坡面减少支承而引起失稳；减少支承而引起失稳；2）土质路堑边坡坡度土质路堑边坡坡度：1 1：1 1中密中密1 1：0.750.75胶结和密实胶结和密实卵石土、碎石土、圆砾土

42、、卵石土、碎石土、圆砾土、角砾土角砾土1 1：1.51.5中密以上的中砂、粗砂、砾砂中密以上的中砂、粗砂、砾砂1 1：1 1粘土、粉质粘土、塑性指数大于粘土、粉质粘土、塑性指数大于3 3的粉土的粉土边坡坡率边坡坡率土的类别土的类别土质挖方边坡坡度表土质挖方边坡坡度表细粒土密实度很高，粗颗粒之间呈弱胶结，试坑用镐开挖很困难，天然坡面可以陡立细粒土密实度很高，粗颗粒之间呈弱胶结，试坑用镐开挖很困难，天然坡面可以陡立胶结胶结试坑坑壁稳定试坑坑壁稳定，开挖困难，土块用手使力才能破碎，从坑壁取出大颗粒处能保持凹面，开挖困难，土块用手使力才能破碎，从坑壁取出大颗粒处能保持凹面形状形状密实密实天然坡面不易陡

43、立，试坑坑壁有掉块现象，部分需用镐开挖天然坡面不易陡立，试坑坑壁有掉块现象，部分需用镐开挖中密中密铁锨很容易铲入土中，试坑坑壁容易坍塌铁锨很容易铲入土中，试坑坑壁容易坍塌较松较松试坑开挖情况试坑开挖情况分级分级土的密实程度划分表土的密实程度划分表3、路基边坡坡度（率）、路基边坡坡度（率）school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科3）岩石路堑边坡坡度）岩石路堑边坡坡度边坡岩体类型边坡岩体类型风化程度风化程度边坡坡率边坡坡率h15mh15m15m15mh30mh30m类

44、类未风化、微风化未风化、微风化1 1：0.10.11 1：0.30.31 1：0.10.11 1：0.30.3弱风化弱风化1 1：0.10.11 1：0.30.31 1：0.30.31 1：0.50.5类类未风化、微风化未风化、微风化1 1：0.10.11 1：0.30.31 1：0.30.31 1：0.50.5弱风化弱风化1 1：0.30.31 1：0.50.51 1：0.50.51 1：0.750.75类类未风化、微风化未风化、微风化1 1：0.30.31 1：0.50.5弱风化弱风化1 1：0.50.51 1：0.750.75类类弱风化弱风化1 1：0.50.51 1：1 1强风化强风化

45、1 1：0.750.751 1：1 1岩石挖方边坡坡度表岩石挖方边坡坡度表3、路基边坡坡度（率）、路基边坡坡度（率）school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科4）h10m时时地震地区岩石路堑边坡坡率地震地区岩石路堑边坡坡率岩石种类岩石种类基本烈度基本烈度89风化岩石风化岩石1:0.61:1.51:0.751:1.5一般岩石一般岩石1:0.11:0.51:0.21:0.6坚坚 石石1:0.1直立直立1:0.1直立直立3、路基边坡坡度（率）、路基边坡坡度（率）汶川地震汶

46、川地震第四节第四节 路基边坡稳定性分析路基边坡稳定性分析u核心内容核心内容概述概述直线滑动面的边坡稳定性分析直线滑动面的边坡稳定性分析折线滑动面的边坡稳定性分析折线滑动面的边坡稳定性分析曲线滑动面的边坡稳定性分析曲线滑动面的边坡稳定性分析软土地基的路基稳定性分析软土地基的路基稳定性分析浸水路堤的稳定性分析浸水路堤的稳定性分析路基边坡抗震稳定性分析路基边坡抗震稳定性分析路基稳定性分析方法选择与参数确定路基稳定性分析方法选择与参数确定school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重

47、点学科school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科1、边坡种类、边坡种类：天然边坡、人工边坡。：天然边坡、人工边坡。边坡边坡：具有倾斜坡面的：具有倾斜坡面的岩土体岩土体。 土坡土坡：具有倾斜坡面的：具有倾斜坡面的土体土体。概述概述school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科天然边坡：天然边坡：江、河、湖、海岸坡江、河、湖、海岸坡 山、岭、丘、

48、岗、天然坡山、岭、丘、岗、天然坡概述概述school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科人工边坡：人工边坡：挖方：沟、渠、坑、池挖方：沟、渠、坑、池 填方：堤、坝、路基、堆料填方：堤、坝、路基、堆料概述概述小浪底土石坝小浪底土石坝school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科2 2、什么是滑坡、什么是滑坡? ? 边坡丧失其原有稳定性，一部分土体相对

49、与另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。一部分土体滑动的现象称滑坡。土坡滑坡前征兆土坡滑坡前征兆：坡顶下沉并出现裂缝，坡脚隆起坡顶下沉并出现裂缝，坡脚隆起。概述概述school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科概述概述school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科概述概述u-内部原因内部原因（1）土质：）土质：各种

50、土质的抗剪强度、抗水能力是不一样的，如各种土质的抗剪强度、抗水能力是不一样的，如钙质或石膏质胶结的土、湿陷性黄土等，遇水后软化，使原钙质或石膏质胶结的土、湿陷性黄土等，遇水后软化，使原来的强度降低很多。来的强度降低很多。（2）土层结构：）土层结构：如在斜坡上堆有较厚的土层，特别是当下伏如在斜坡上堆有较厚的土层，特别是当下伏土层土层(或岩层或岩层)不透水时，容易在交界上发生滑动。不透水时，容易在交界上发生滑动。（3）边坡形状：）边坡形状：突肚形的斜坡由于重力作用，比上陡下缓的突肚形的斜坡由于重力作用，比上陡下缓的凹形坡易于下滑；由于粘性土有粘聚力，当土坡不高时尚可凹形坡易于下滑；由于粘性土有粘聚

51、力，当土坡不高时尚可直立，但随时间和气候的变化，也会逐渐塌落。直立，但随时间和气候的变化，也会逐渐塌落。3 3、路基失稳的原因、路基失稳的原因：school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科概述概述u- -外部原因外部原因（1）降水或地下水的作用：）降水或地下水的作用：持续的降雨或地下水渗入土层中持续的降雨或地下水渗入土层中，使土中含水量增高，土中易溶盐溶解，土质变软，强度降，使土中含水量增高，土中易溶盐溶解，土质变软，强度降低；还可使土的重度增加，以及孔隙水压力的产生

52、，使土体低；还可使土的重度增加，以及孔隙水压力的产生，使土体作用有动、静水压力，促使土体失稳，故设计斜坡应针对这作用有动、静水压力，促使土体失稳，故设计斜坡应针对这些原因，采用相应的排水措施。些原因，采用相应的排水措施。（2）振动的作用：）振动的作用：如如地震地震的反复作用下，砂土极易发生液化的反复作用下，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；粘性土，振动时易使土的结构破坏，从而降低土的抗剪强度；车辆运动、施工打桩或爆破，由于振动也可使邻近土坡度；车辆运动、施工打桩或爆破，由于振动也可使邻近土坡变形或失稳等。变形或失稳等。（3）人为影响：）人为影响：由于人类由于

53、人类不合理不合理地开挖，特别是开挖坡脚；地开挖，特别是开挖坡脚；或开挖基坑、沟渠、道路边坡时将弃土堆在坡顶附近；在斜或开挖基坑、沟渠、道路边坡时将弃土堆在坡顶附近；在斜坡上建房或堆放重物时，都可引起斜坡变形破坏。坡上建房或堆放重物时，都可引起斜坡变形破坏。 3 3、路基失稳的原因、路基失稳的原因：school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科根本原因根本原因: 边坡中土体内部某个面上的剪应力达到了它的抗剪强度。边坡中土体内部某个面上的剪应力达到了它的抗剪强度。具体原因具

54、体原因： （1）滑面上的剪应力增加；）滑面上的剪应力增加； （2）滑面上的抗剪强度减小。）滑面上的抗剪强度减小。3 3、路基失稳的原因、路基失稳的原因：概述概述概述概述u（1）稳定系数）稳定系数k稳定系数稳定系数是是抗滑力抗滑力r除以下滑力除以下滑力t：u（2）稳定系数）稳定系数k的要求的要求=1时，表示下滑力与抗滑力相等，边坡处于极限时，表示下滑力与抗滑力相等，边坡处于极限平衡状态；平衡状态；1时，边坡稳定。时，边坡稳定。工程上一般规定采用工程上一般规定采用1.201.45，作为路基边坡，作为路基边坡稳定性分析的界限值。稳定性分析的界限值。 school of transportation

55、southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科概述概述实例分析：水泥稳定粒料表面出现纵向开裂，开挖后发现路基没有开裂实例分析：水泥稳定粒料表面出现纵向开裂，开挖后发现路基没有开裂school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科

56、汽车荷载的当量换算汽车荷载的当量换算（3）边坡稳定性分析的计算参数）边坡稳定性分析的计算参数概述概述school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科直线直线曲线曲线折线折线工程地质法（比拟法）工程地质法（比拟法）力学分析法力学分析法图解法图解法（4）土坡稳定性分析方法）土坡稳定性分析方法1）按失稳土体的滑动面特征划分：）按失稳土体的滑动面特征划分：2）稳定性分析计算方法：）稳定性分析计算方法：概述概述school of transportation southeast u

57、niversity，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科概述概述u（5）参数选用）参数选用school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科 直线法适用于砂土和砂性土（两者合称砂类土），土的抗力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，粘聚力甚小。边坡破坏时，破裂面近似平面。以内摩擦力为主，粘聚力甚小。边坡破坏时，破裂面近似平面。直线滑动面示意图直线滑动面示意图a)a)高路堤高路堤 b)b)深路堤深路堤

58、c)c)陡坡路堤陡坡路堤bda1:ma)1:nabdb)adc)1 1、适用范围、适用范围一、直线滑动面的边坡稳定性分析一、直线滑动面的边坡稳定性分析school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科一、直线滑动面的边坡稳定性分析一、直线滑动面的边坡稳定性分析2 2、试算法、试算法costansinrn fclqclkttq式中：式中：滑动面的倾角；滑动面的倾角； f摩擦系数，摩擦系数，f=tan； l滑动面的长度；滑动面的长度； n滑动面的法向分力；滑动面的法向分力； t

59、滑动面的切向分力；滑动面的切向分力； c滑动面上的粘结力；滑动面上的粘结力； q滑动体的重力。滑动体的重力。方法：方法：假定假定 ，计算，计算k k与与 的关系。的关系。tantan 0kc，当school of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科3 3、解析法、解析法v边坡稳定系数最小值：边坡稳定系数最小值：min(2) cot2() csckafa fabdatnqh式中：式中：一、直线滑动面的边坡稳定性分析一、直线滑动面的边坡稳定性分析tan ,2fhca53. 1277

60、8. 02,4663. 025tan,1181. 1csc,26.63, 5 . 0cot6,/64.17 ,7 .1425min3khcafmhmknkpac，如cotcot gsincl+ cosaaftggtrkschool of transportation southeast university，china 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科二、折线滑动面的边坡稳定性分析二、折线滑动面的边坡稳定性分析u折线滑动面折线滑动面-不平衡推力法不平衡推力法0)sin(cos00)cos(sin01111iiiiiqiiiiiiqiinewyrewexschool