边坡稳定性计算书

1、路基边坡稳定性分析本设计任务路段中所出现的最大填方路段，在桩号K8+480 处。该路堤边坡高31.64m，路基宽26m，需要进行边坡稳定性验算。1.确定计算参数对本段路堤边坡的土为粘性土，根据公路路基设计规范(JTG D302004)，取土的容重=18kN/m³，粘聚力C=20kpa。内摩擦角=23º由上可知：填土的内摩擦系数=tan23º=0.4361。2.荷载当量高度计算行车荷载换算高度为:h0行车荷载换算高度；L前后轮最大轴距，按公路工程技术标准（JTG B01-2003）规定对于标准车辆荷载为12.8m； Q一辆车的重力（标准车辆荷载为550kN）；N并列

2、车辆数，双车道N=2，单车道N=1； 路基填料的重度（kN/m3）； B荷载横向分布宽度，表示如下： 式中：b后轮轮距，取1.8m； m相邻两辆车后轮的中心间距，取1.3m； d轮胎着地宽度，取0.6m。3. BISHOP法求稳定系数Fs基本思路：首先用软件找出稳定系数 Fs 逐渐变化的情况，找到一个圆心，经过这个滑动面的稳定系数 Fs 是所选滑动面中最小的，而它左右两边所取圆心滑动面的 Fs 值都是增加，根据 Fs 值大小可以绘制 Fs 值曲线。从而确定最小 Fs 值。而用ecxel 表格计算稳定系数Fs 时，选择的3个圆心分别是软件计算 Fs 值中最小的那个圆心和它左右两边逐渐增大的圆心。

3、 3.1 最危险圆弧圆心位置的确定（1）按4.5H 法确定滑动圆心辅助线。由表查得1=26°， 2 =35° 及荷载换算为土柱高度h0，得G点。a .由坡脚A 向下引竖线，在竖线上截取高度H=h+h0（h 为边坡高度，h0 为换算土层高）b.自G 点向右引水平线，在水平线上截取4.5H，得E 点。根据两角分别自坡角和左点作直线相交于F 点，EF 的延长线即为滑动圆心辅助线。c.连接边坡坡脚A 和顶点B，求得AB 的斜度i=1/m，据此查路基路面工程表4-1得1,2。（2）绘出三条不同的位置的滑动曲线（3）将圆弧范围土体分成8-12段。（4）算出滑动曲线每一分段中点与圆心竖曲

4、线之间的偏角i ;sin=X/R (2-4)式(2-4)中：X分段中心距圆心竖曲线的水平距离，圆心竖曲线左侧为负，右侧为正； R滑动曲线半径计算结果见边坡稳定性分析表。3.2 计算思路（1）每一分段的滑动弧曲线可近似取直线，将各段图形简化为梯形或三角形，分段计算面积F，其中包括荷载换算成土柱部分的面积在内。（2）计算稳定系数：首先设定一个Fs 值算出M，代入公式算出一个Fs 值与设定Fs 值相比较如小于所设Fs 值的百分之一就可确定所设Fs 值为此点的边坡稳定性Fs值。当土条i 滑弧位于地基中时：式中：W di 第i土条地基部分的重力；W ti 第i 土条路堤部分的重力；b i 第i 土条宽度

5、；U地基平均固结度；令U=1。c di 、 di 第i 土条滑弧所在地基土层的粘结力和内摩擦角；当土条i 滑弧位于路堤中时式中： ti c 、ti 第i 土条滑弧所在路堤土的粘结力和内摩擦角。其中：（3）同理可求出其他滑动曲线的稳定系数。3.3 具体计算过程及图表3.3.1以1 为圆心过坡脚做一滑动面，54.59 m。（1）假设Fs =1.6629，计算结果如表2-1 所示:表2-1 计算土坡的稳定安全系数土条号k=1.6629 1.7371 1.7209 k=1.0000 1.7371 1.7209 1 0.7972 0.8140 0.8130 425.8474 417.1024 2 0.8

6、102 0.7998 0.7996 865.0987 876.2758 876.4903 3 0.9016 0.8925 0.8924 1092.3881 1103.5185 1103.5470 4 0.9867 0.9857 0.9857 1244.8689 1246.1106 1246.1111 5 1.0410 1.0426 1.0426 1392.4018 1390.2279 1390.2279 6 1.0741 1.0758 1.0758 1511.5463 1509.2129 1509.2129 7 1.0879 1.0888 1.0888 1617.0062 1615.6526

7、1615.6526 8 1.0822 1.0822 1.0822 1648.0239 1648.0252 1648.0252 9 1.0554 1.0547 1.0547 1452.0574 1452.9704 1452.9704 10 1.0019 1.0016 1.0016 1141.3549 1141.7503 1141.7503 11 0.9214 0.9234 0.9234 585.5778 584.2642 417.6119 12390.5936 12402.5837 11983.9876 k=1.7193 1.7209 1.6629 计算可得（2）假设s F =1.85，计算结果

8、如表2-2 所示: 表2-2 计算土坡的稳定安全系数土条号k=1.4995 1.4994 1.4995 k=1.0000 1.4994 1.4995 1 0.8701 0.8701 0.8701 314.2685 314.2706 314.2685 2 0.8852 0.8852 0.8852 608.9926 608.9931 608.9926 3 0.9602 0.9602 0.9602 772.6665 772.6665 772.6665 4 1.0205 1.0205 1.0205 898.4644 898.4644 898.4644 5 1.0598 1.0598 1.0598 10

9、20.7949 1020.7949 1020.7949 6 1.0822 1.0822 1.0822 1113.2770 1113.2770 1113.2770 7 1.0888 1.0888 1.0888 1190.4929 1190.4929 1190.4929 8 1.0795 1.0795 1.0795 1252.2804 1252.2804 1252.2804 9 1.0536 1.0536 1.0536 1162.0751 1162.0751 1162.0751 10 1.0069 1.0069 1.0069 896.1801 896.1801 896.1801 11 0.9420

10、 0.9420 0.9420 457.2352 457.2352 457.2352 9230.4923 9230.9943 9230.9918 k=1.4994 1.4995 1.4995 计算可得（3）假设F s = 1.4005 ，计算结果如表2-3 所示:表2-3 计算土坡的稳定安全系数土条号k=1.4005 1.0412 1.4005 k=1.0000 1.4008 1.4005 1 1.0143 1.0196 1.0143 159.5928 158.7618 159.5928 2 1.0452 1.0450 1.0452 230.3038 230.3630 230.3038 3 1.

11、0653 1.0653 1.0653 295.8916 295.8857 295.8916 4 1.0791 1.0791 1.0791 333.3103 333.3110 333.3103 5 1.0868 1.0868 1.0868 362.5917 362.5916 362.5917 6 1.0879 1.0879 1.0879 395.7607 395.7607 395.7607 7 1.0826 1.0826 1.0826 411.9054 411.9054 411.9054 8 1.0704 1.0704 1.0704 408.7317 408.7317 408.7317 9 1.

12、0505 1.0505 1.0505 394.0881 394.0881 394.0881 10 1.0222 1.0222 1.0222 355.0898 355.0898 355.0898 11 0.9897 0.9897 0.9897 231.8671 231.8671 231.8671 3579.1332 3578.3560 3579.1332 k=1.4008 1.4005 1.4008 计算可得（4）假设F s = 1.3628 ，计算结果如表2-4 所示:表2-4 计算土坡的稳定安全系数土条号k=1.3628 1.3625 1.3625 k=1.0000 1.3625 1.362

13、5 1 0.9811 0.9811 0.9811 182.1083 182.1090 182.1090 2 1.0117 1.0117 1.0117 304.1986 304.1986 304.1986 3 1.0445 1.0445 1.0445 398.6709 398.6709 398.6709 4 1.0678 1.0678 1.0678 458.6902 458.6902 458.6902 5 1.0825 1.0825 1.0825 507.8855 507.8855 507.8855 6 1.0883 1.0883 1.0883 556.8107 556.8107 556.810

14、7 7 1.0854 1.0854 1.0854 624.0164 624.0164 624.0164 8 1.0734 1.0734 1.0734 598.4039 598.4039 598.4039 9 1.0513 1.0513 1.0513 594.5305 594.5305 594.5305 10 1.0183 1.0183 1.0183 532.8149 532.8149 532.8149 11 0.9778 0.9778 0.9778 283.1237 283.1237 283.1237 5041.2535 5041.2542 5041.2542 k=1.3625 1.3625

15、1.3625 计算可得（5）假设s F =1.4815，计算结果如表2-5所示 表2-5 计算土坡的稳定安全系数土条号k=1.4814 1.4817 1.4815 k=1.0000 1.4817 1.4815 1 0.9347 0.9347 0.9347 234.6295 234.6268 234.6286 2 0.9734 0.9734 0.9734 416.4181 416.4160 416.4174 3 1.0068 1.0068 1.0068 548.0956 548.0964 548.0959 4 1.0310 1.0310 1.0310 623.7953 623.8000 623.

16、7969 5 1.0449 1.0449 1.0449 741.2212 741.2312 741.2245 6 1.0480 1.0480 1.0480 851.8956 851.9123 851.9012 7 1.0392 1.0392 1.0392 919.0716 919.0955 919.0796 8 1.0168 1.0168 1.0168 1007.5693 1007.6023 1007.5803 9 0.9784 0.9783 0.9784 966.6345 966.6737 966.6476 10 0.9207 0.9207 0.9207 853.4699 853.5123

17、853.4840 11 7163.8005 7162.9666 7162.8559 k=1.4817 1.4815 1.4815 计算可得计算出的FS 与假设的FS 相差很小，即FS =1.48垂直方向的圆心做法与相同，假设的Fs 与计算的的Fs 相等，取F s =1.543.3.2的确定。依次为绘制F s值曲线.如图Fs min=1.361.35，满足要求挡土墙设计1. 设计资料1.1 墙身构造本设计路段在K8+880K8+900段左侧地面横坡较长。为了收缩边坡，减少填方工程量，保证边坡的稳定性，避免因过高而造成边坡的可能滑动。特设置路堤府斜式挡土墙20m，沿墙长10m 设置伸缩缝，缝宽2c

18、m，缝内沿墙内、外、顶三边添塞沥青板。采用最不利荷载，即挡墙最高的断面进行设计计算验算,取K8+900横断面左侧挡土墙进行分析。墙身拟采用7.5号浆砌片石结构，墙高9m，墙顶填土高a=24.84m，顶宽2m，底宽5.5m,墙背倾斜角 =22°。基底水平，=11°。（如下图） 挡土墙示意图 （单位：m）1.2 地质情况填方部分，假设都为粘土，内摩擦角=30°，土的容重=18kN/m³，粘聚力C=12Kpa，墙背与填土间的摩擦角=22°，。墙底与地基摩擦力系数=0.40,地基承载应力350Kpa。1.3墙身材料墙体采用浆砌片石结构，7.5号砂浆，2

19、5号片石，墙体容重k=24KN/m3。按规范：容许压应力为a=720Kpa,容许剪应力=147Kpa。2 车辆荷载根据路基设计规范(JTG 2004 ) ，车辆荷载为计算的方便， 可简化换算为路基填土的均布土层， 并采用全断面布载。换算土层厚： ho=q /=10.25/18=0.57m 其中： 根据规范和查表得q=12.5KPa 为墙后填土容重 =18 KN/m ³3 土压力计算对于墙前土的被动土压力，在挡墙基础一般埋深的情况，考虑各种自然力和人畜活动的影响，偏于安全。一般不计被动土压力,只要考虑主动土压力，用库伦理论进行计算， 3.1破裂面计算假设破裂面交于荷载中部,则A0=1/

20、2(a+H+2ho)(a+H) =1/2（24.84+9+2×0.57）×（24.84+9） =591.86B0=1/2ab+(b+d) ho-1/2H(H+2a+2h0)tan=1/2×24.84×42.35+（42.35+0.75）×0.57-1/2×9（9+2×24.84+2×0.57）×0.4=442.88 =1.21其中: =+=30°+22°+22°=74°则=arctg=50.5°3.2破裂面验算堤顶破裂面距墙踵距离 （H+a）=（9+24.

21、84）×1.21=40.95m荷载内边缘距墙踵距离 b+d-H=42.35+0.75-9×0.4=39.5m荷载外边缘距墙踵 b+d+l0- H=42.35+0.75+10.5-9×0.4=50m由以上数据可得：39.540.9550，破裂面交于路基面的中部，故假设与实际相符合。 主动土压力系数的计算=0.323.3土压力的计算h1=d/(tan+tan)=0.75/(1.21+0.4)=0.47mh2=（b-atan）/(tan+tan)=（42.35-24.84×1.21）/（1.21+0.4）=7.64mh3=H-h1-h2=0.89m=4.19主动土压力Ea的计算 =0.5×18×9²×0.32×4.19=977.44kN=977.44×cos（22°+22°）=703.11kN=977.44×sin（22°+22°）=6