路基第四章路基边坡稳定性设计

1、涉涉及及平衡破坏或边坡过陡平衡破坏或边坡过陡沿滑动面沿滑动面滑坡滑坡河滩路堤、高路堤河滩路堤、高路堤或软弱地基上的路基或软弱地基上的路基水流冲刷、边坡过陡水流冲刷、边坡过陡地基承载力过低地基承载力过低沿剪切面沿剪切面坍塌坍塌路基稳定路基稳定岩土性质、结构、边坡高度与岩土性质、结构、边坡高度与坡度、工程质量、经济等坡度、工程质量、经济等第四章第四章 路基稳定性分析计算路基稳定性分析计算4-1 4-1 概概 述述岩岩( (土土) )质山坡路堑质山坡路堑8.0m8.0m土质边坡土质边坡,12.0m,12.0m石质边坡石质边坡高路堤、深路堑，地质与水文条件复杂，特殊需要路基高路堤、深路堑，地质与水文条

2、件复杂，特殊需要路基不作稳定分析计算不作稳定分析计算, ,按一般路基设计，采用规定值按一般路基设计，采用规定值边坡稳定分析计算，确定边坡坡度及工程技术措施边坡稳定分析计算，确定边坡坡度及工程技术措施土坡土坡按滑动面特征按滑动面特征( (直线、曲折和折线直线、曲折和折线) )以土抗剪强度为理论基础以土抗剪强度为理论基础定性分析定性分析岩石路堑边坡岩石路堑边坡确定失稳岩体的范确定失稳岩体的范围、软弱面围、软弱面定量力学计算定量力学计算u分析方法分析方法( (产状与结构产状与结构) )按力的极限平衡按力的极限平衡建立计算式建立计算式工程地质法工程地质法( (比拟法比拟法) )：实践经验实践经验力学分

3、析法：力学分析法：数解方法数解方法 图解法：图解法：图解简化图解简化近近似似解解基本方法：基本方法：RK=T稳定系数稳定系数抗滑力抗滑力失稳滑动体沿滑失稳滑动体沿滑动面上的下滑力动面上的下滑力u路基边坡稳定性分析计算方法：路基边坡稳定性分析计算方法：0NQhBLh h0 0行车荷载换算高度，行车荷载换算高度，m m；L L前后轮最大轴距，标准车前后轮最大轴距，标准车12.8m12.8m；Q Q一辆重车的重力，标准车一辆重车的重力，标准车550KN550KN；N N并列车辆数，双车道并列车辆数，双车道N=2N=2，单车道，单车道N N1 1；路基填料的容重，路基填料的容重，KNKN/m/m3 3

4、；B B荷载横向分布宽度。荷载横向分布宽度。行车荷载行车荷载换算换算成相当于路基岩土层厚度，计入滑动体的成相当于路基岩土层厚度，计入滑动体的重力中；换算时重力中；换算时按荷载的不利布置条按荷载的不利布置条件，取单位长度路段。件，取单位长度路段。u行车荷载是边坡稳定的主要作用力行车荷载是边坡稳定的主要作用力, ,换算方法：换算方法：计算式：计算式：bmbHh0hbmbHh0hu高度换算后，可高度换算后，可近似分布于路基全宽近似分布于路基全宽上，以简化滑动体上，以简化滑动体的重力计算。的重力计算。采用近似方法计算时，亦可不计算荷载。采用近似方法计算时，亦可不计算荷载。B B荷载横向分布宽度，荷载横

5、向分布宽度， B=Nb+(N-1)m+dB=Nb+(N-1)m+db b后轮轮距，取后轮轮距，取1.8m1.8m；m m相邻两辆车后轮的中心间距，取相邻两辆车后轮的中心间距，取1.3m1.3m；d d轮胎着地宽度，取轮胎着地宽度，取0.6m0.6m。砂类土边坡砂类土边坡陡坡路堤陡坡路堤渗水性强渗水性强粘性差粘性差摩摩擦擦力力不不足足沿直线形态沿直线形态滑动面下滑滑动面下滑原地面为原地面为近似直线近似直线AD陡坡路堤陡坡路堤高路堤高路堤ADB1:m深路堑深路堑ADB1:nu假定假定ADAD为直线滑动面，并通过坡脚点为直线滑动面，并通过坡脚点A A，土质均匀，取，土质均匀，取单位长度路段，不计纵向

6、滑移时土基的作用力，可简化单位长度路段，不计纵向滑移时土基的作用力，可简化成平面问题求解。成平面问题求解。4-2 4-2 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由图，按静力平衡得：由图，按静力平衡得：costansinRN fcLQcLK=TTQ滑动面的倾角；滑动面的倾角；f f摩擦系数，摩擦系数，f=tanf=tan; ;L L滑动面滑动面ADAD的长度；的长度；N N滑动面的法向分力；滑动面的法向分力；T T滑动面的切向分力滑动面的切向分力; ;c c滑动面上的粘结力；滑动面上的粘结力；Q Q滑动体的重力。滑动体的重力。R RH HA AB BD D1:1:m mQ QT T

7、N N直线滑动面上的力系示意图直线滑动面上的力系示意图一、试算法一、试算法K K0 0K KminminK K与与的关系曲线示意图的关系曲线示意图滑动面位置滑动面位置不同不同K K值也随之而变值也随之而变K=f(K=f() )边坡稳定与边坡稳定与 否的判断依据否的判断依据稳定系数的最小值稳定系数的最小值Kmin最危险滑动面最危险滑动面0假定边坡值假定边坡值假定假定4 4 5 5个可能的滑动面个可能的滑动面 i i求出相应求出相应K Ki i绘绘K Ki i与与 i i关系曲线关系曲线在曲线上找出在曲线上找出K Kminmin及相应的及相应的 0 0值值u验算步骤：验算步骤：判断判断K Kmin

8、min是否符合是否符合规定，否则改进设规定，否则改进设计并验算计并验算costansinRN fcLQcLK=TTQu对砂类土路堤边坡：对砂类土路堤边坡：取取c=0c=0，则有，则有tantanRKT若取若取K=1.25K=1.25，则，则tantan=0.8tan=0.8tan。故用松散性填料修建故用松散性填料修建的路堤，其边坡的路堤，其边坡角角的正切值不宜大于填料摩擦系数的的正切值不宜大于填料摩擦系数的0 0.8.8倍。倍。如：如：当当=40=40时，时， tan=0.8tan40tan=0.8tan40=0.6713=0.6713，得，得=33=33 52 52。如果采用如果采用1:1.

9、5 1:1.5 的路基边坡的路基边坡，相应于边坡，相应于边坡角角=33=334141。由于由于 ，该边坡稳定，该边坡稳定。由此类推，。由此类推，如果如果4000时，圆心在辅助线上向左上方移动，时，圆心在辅助线上向左上方移动，值愈大值愈大，OFOF间距愈间距愈大大( (半径愈大半径愈大) )。u大量计算证明大量计算证明: :u试算时，通常取试算时，通常取4 4 5 5点点为圆心，分别求为圆心，分别求K K值，并值，并绘制绘制K K值曲线，据以解得值曲线，据以解得K Kminmin及相应圆心及相应圆心O O0 0。u3636线法线法: :以以B B点水平线为基准向外侧作点水平线为基准向外侧作363

10、6角线，即得圆心辅助线。角线，即得圆心辅助线。u特点：特点：比较简便；结果误差大，可在试算中使用比较简便；结果误差大，可在试算中使用()iiiifNcL RT RfNKcLTN Ni i各土条的法向应力，各土条的法向应力，N Ni i=Q=Qi icoscosi i；T Ti i各土条的切向应力，各土条的切向应力，T Ti i=Q=Qi isinsini i。TTi i为代数和。为代数和。i i各土条重心与圆心连接线对竖轴各土条重心与圆心连接线对竖轴y y的夹角，的夹角，( (土条底滑土条底滑面与水平向的倾角面与水平向的倾角) )，由水平间距，由水平间距x xi i与半径与半径R R确定：确定

11、： y y轴右侧取正值，左侧取负值。轴右侧取正值，左侧取负值。L L滑动面圆弧全长滑动面圆弧全长ADAD，L= LL= Li i=0.01745R=0.01745R0 0；0 0圆心角，圆心角，arcsiniixR0arcsinarcsinadxxRR3.3.计算式计算式将滑动体分成若干条将滑动体分成若干条( (如图如图) )，分条计算，分条计算作用力作用力和和力矩力矩，采用下式计算稳定系数，采用下式计算稳定系数K K：iiiiiiiiihc hhchhhu路基填土计算参数的确定：路基填土计算参数的确定： ，c c， 1.1.单一土质或土质接近的，一般取固定数值；单一土质或土质接近的，一般取固

12、定数值；2.2.分层填筑分层填筑, ,取其加权平均值取其加权平均值: (h: (hi i为各层厚度为各层厚度) )u条分法宜列表进行条分法宜列表进行，见，见P.92P.92表表4-54-5。u各土条法向分力各土条法向分力N Ni i和切向分力和切向分力T Ti i可绘制可绘制曲线，如图曲线，如图cK=f A+BH其中其中A A、B B为换算系数为换算系数则：则：u此法不计行车荷载，圆心位置用此法不计行车荷载，圆心位置用3636法确定，法确定，故稳定故稳定系数需适当增长。系数需适当增长。1.1.表解法：表解法：将土条的高度将土条的高度a a、宽度、宽度b b及弧长及弧长L L，统一换算成边坡高度

13、统一换算成边坡高度H H的函数，的函数，即即 a=YHa=YH，b=XH, L=ZH.b=XH, L=ZH.二、条分法的表解和图解二、条分法的表解和图解 供工程设计粗略估算使用供工程设计粗略估算使用u推导过程：推导过程：)2iii2iiiiiiiiifNc Lf(abcosc Lf(XYHcosc ZHK=T(absin(XYHsin(XYcoscZcff AB(XYsinH(XYsinH(XYcosZA=B=(XYsin(XYsin其中：，A A、B B随路基边坡坡度而变，见下表：随路基边坡坡度而变，见下表：u如果规定的稳定系数为如果规定的稳定系数为1.251.25，则该边坡稳定。，则该边坡

14、稳定。u表解法为近似解，表解法为近似解，K K值要求高些，若要求值要求高些，若要求K Kminmin1.51.5，则该边坡，则该边坡不稳定。故需利用表解法反求边坡不稳定。故需利用表解法反求边坡m m或坡高或坡高H.H.cK=f A+BH例例4 4已知某土坡已知某土坡=22=22c=9.8kPa,c=9.8kPa,=16.66kN/m=16.66kN/m3 3，m=1.5m=1.5，H=10.0mH=10.0m，试计算边坡稳定性。，试计算边坡稳定性。解：解：依依m=1.5m=1.5，查表得五个圆心的，查表得五个圆心的A A与与B B值，值，f=tan22f=tan22=0.404=0.404，c

15、/c/H H0.0590.059由式由式4-94-9的计算结果见下表，其中的计算结果见下表，其中K Kminmin=1.26=1.26。1A fI=B. 10f AI B1A fIB推导：推导：cK=f A+BHu圆弧滑动面的图解法有多种，其中之一是取圆弧滑动面的图解法有多种，其中之一是取K=1.0K=1.0( (极极限平衡条件下限平衡条件下) )，令，令I=c/I=c/H H，式，式4-94-9改写如下改写如下2.2.图解法图解法u应用：应用：u对不同土层和边坡的路基，作大量运算，其中对不同土层和边坡的路基，作大量运算，其中A A与与B B是坡角是坡角的函数，运算结果绘制成下图：的函数，运算

16、结果绘制成下图：在已知土质条件下在已知土质条件下（，c c），），可查图确定任意高度可查图确定任意高度h h时的时的边坡角边坡角. .或指定或指定值时，值时，确定确定h h值。值。例例4-5 4-5 已知某土坡已知某土坡=20=20，c=9.8kPac=9.8kPa，=16.66kN/m=16.66kN/m3 3，H=10.0mH=10.0m，试求，试求K=1.50K=1.50时的值。时的值。uI=c/I=c/H=0.059H=0.059，由图由图4-114-11，当，当=20=20时，得知时，得知=45=45。( (注意注意: :此时此时K=1)K=1)u考虑到考虑到K=1.5K=1.5，采

17、用，采用= =/K=30/K=30，相当于边坡率，相当于边坡率m=cotm=cot=1.73=1.73结论结论 该路基的边坡为该路基的边坡为1:1.73(1:1.73(取整数可用取整数可用1:1.75)1:1.75)。解：解：()()()()ABDFAGDAGBADFMMM Mu坡脚圆坡脚圆: :高塑性土的路基，土体的内摩擦角很小，边坡高塑性土的路基，土体的内摩擦角很小，边坡稳定性计算时，取稳定性计算时，取，假定坡顶为水平面，滑动面通过，假定坡顶为水平面，滑动面通过坡脚。坡脚。u滑动力矩的计算：滑动力矩的计算：图中滑图中滑动土体动土体ABDFABDF对圆心对圆心O O的的滑动滑动力矩为力矩为：

18、三、圆弧滑动面的解析法三、圆弧滑动面的解析法(自学自学)1.1.坡脚圆法坡脚圆法cotcot2100GD=Hcot1QH21IEEE cot2H（=）cotcot101xIEGD611 HH26()cot(cotcot)AGD1120MQ x111 HHH226力臂力臂( (重心与竖轴的间距重心与竖轴的间距) )：滑动力矩：滑动力矩：由图由图4-134-13，AGDAGD中中 (cotcotcot202xIEBE-GB32 =IEGEGB)-GB31 IEGE+GB3111 =HHH223cotcot22GB=Hcot11GEGDH221QH2()cot(cotcotcot)AGB2220MQ

19、x1111 HHHH2223力臂力臂( (重心与竖轴的间距重心与竖轴的间距) )：滑动力矩：滑动力矩：由图由图4-134-13，AGBAGB中中HAD=sinsin3xR滑动力矩：滑动力矩：()sinAGF3332MF xH 1233ADF12Rx3由图由图4-124-12，ADFADF中中力臂力臂( (重心与竖轴的间距重心与竖轴的间距) )：面积：面积：cot(cotcot)cot(cotcotcot)sin(cotcotcotcotcotcotcotcotcsc)(cotcotcotcotcotcotc2o020323222o00300111MHHH2261111 HHHH2223H +1

20、21121MH433312 =H43ot213 ）()()()()ABDFAGDAGBADFMMMMu将以上各力矩代入式将以上各力矩代入式4-114-11即可得即可得滑动力矩滑动力矩M MO O：由图由图4-124-12得得sinsinsin0011HAEAD22H =2sinAEHR2sin弧长：弧长：0L2R抗滑力矩：抗滑力矩：220y0220cHM =cL R=2cR = 2sinsin0 0以弧度计以弧度计u抗滑力矩抗滑力矩M My y的计算的计算极限平衡时：极限平衡时：M My y=M=Mo o(cotcotcotcotcotcotcot, ,22200000sinsin21cH23

21、3 = H f() ）(cotcotcotcotcotcotcot232000220cH121H2sinsin433）此时稳定系数此时稳定系数K K：0c1KHf（， ， ）yoMKMc c土的粘结力，土的粘结力，kPakPa；H H路基高度，路基高度，m m；0 0圆心角的一半；圆心角的一半；滑动面的倾角。滑动面的倾角。220y0220cHM =cL R=2cR = 2sinsintan (tantan )tantantantantan)(tantan )sin (cossin )tantantantansin (cossin )tantantantan0200000000000000000

22、03f02322f0212133 0c1KHf（， ， ）u由上式可知，欲使由上式可知，欲使K K值最小，函数值最小，函数f f( (0 0, , ,) )应最大，应最大，以以0 0与与为自变量，为自变量，f f( (0 0, , ,) )的最大值求解如的最大值求解如下下:(:(分别对两个自变量求导分别对两个自变量求导=0)=0)当当=60时，时， 0= 36 ，这是坡脚圆的特例。，这是坡脚圆的特例。u利用此两式，利用此两式，假定不同的坡脚参数假定不同的坡脚参数0 0或或 ，分，分别计算和绘制成关系曲线图，如图别计算和绘制成关系曲线图，如图4-144-14所示所示。u为便于选定最危险滑动圆弧的

23、圆心位置为便于选定最危险滑动圆弧的圆心位置，将常，将常用的坡角用的坡角及与之相应的及与之相应的0 0、而列成表而列成表4 4-4-4，表，表中中1 1，2 2供绘圆线辅助线用。供绘圆线辅助线用。0c1KHf（， ， ）u取取K=1K=1，可绘成图可绘成图4-154-15的关系曲线图。的关系曲线图。运用上述图表，计算工作可大为简化。运用上述图表，计算工作可大为简化。, ,(cotcotcotcotcotcotcot) 22200000sinsin21f()=233.(, ,).0c129 4K=16072Hf16 6660 183 结论结论 该边坡稳定。该边坡稳定。例例4-6 4-6 已知某路堑

24、边坡角已知某路堑边坡角=55=55，c=29.4kPa, c=29.4kPa, =16.66kN/m=16.66kN/m3 3，=0=0，H=6.0mH=6.0m，试计算其稳定性。，试计算其稳定性。c=29.4kpa,c=29.4kpa,=16.66 =16.66 =0=00 0，H=6H=6=55=550 0f f(0 0,)=0.183)=0.1830c1KHf（， ， ）解解 : :由由=55=55, ,查图查图4 4-14-14 得得0 0=38=38, ,=33=33用式用式4 4-13-13计算。计算。( (亦可亦可查图查图4-154-15) ).(, ,).(, ,).0min0

25、c129 4K=125Hf16 66H0 183c29 4H7 715 mKf16 661.25 0 183 结论结论: : 该路基最大容许高度为该路基最大容许高度为7.715m7.715m。例例4-7 4-7 上例中如其他条件不变，按上例中如其他条件不变，按K=1.25K=1.25，试求，试求该路基最大容许高度。该路基最大容许高度。解解 : :按上例方法得知按上例方法得知f f( (0 0, , ,)=0.183)=0.183.(, ,). 0c129 4K=1038Hf16 6610 0 17因为因为K K值小于规定值，值小于规定值，该该边坡不稳定。需修改设计。边坡不稳定。需修改设计。 例

26、例4-8 4-8 某路堤地基坚实，边坡为某路堤地基坚实，边坡为1:1.5,1:1.5,=16.66kN/m=16.66kN/m3 3，c=29.4kPac=29.4kPa，=0=0，H=10mH=10m，试计算边坡的稳定性。，试计算边坡的稳定性。由图由图4-154-15得知得知， =33=334141时，时， f f(0 0,)=0.17,)=0.17,（或用式（或用式4-134-13计算，结果相近计算，结果相近) ), ,(cotcotcotcotcotcotcot) 22200000sinsin21f()=2330c1KHf（， ， ）解解: :查表查表4-44-4 得知得知1:1.51:

27、1.5时，时，=33=334141，0 0=51=511515=22=221515。.(, ,).0c129 4K=12605Hf16 6610 0 14 符合要求。符合要求。.(, ,).0maxc129 4K=125Hf16 66H0 1729 4H8 33 m16 661.25 0 17 结论结论 该路堤边坡该路堤边坡1:1.51:1.5，最大填土高度限制为，最大填土高度限制为8.33m8.33m。采取放缓边坡采取放缓边坡，试用试用1:31:3边坡边坡，按上述步骤，得，按上述步骤，得边坡边坡1:31:3时，时，=18=182626，由图，由图4-154-15得知，得知， f f( (0

28、0, , ,)=0.14)=0.14。得。得: :考虑到放缓边坡，填方量大，占地过多，改用降低填土考虑到放缓边坡，填方量大，占地过多，改用降低填土高度，求高度，求H H maxmax值。值。如上所得：如上所得：1:1.51:1.5边坡，边坡，f f( (0 0, , ,)=0.17)=0.17。取。取K=1.25K=1.25，u中心圆：中心圆：软弱地基上的高塑性土路堤，如果软弱地基上的高塑性土路堤，如果边坡边坡角小于某一限制角小于某一限制，则最危险滑动面将移至，则最危险滑动面将移至坡脚以外坡脚以外，连同部分地基软弱土形成整体滑动，此类滑动面圆连同部分地基软弱土形成整体滑动，此类滑动面圆弧称为弧

29、称为中心圆中心圆。2.2.中心圆法中心圆法( (了解了解- -自学自学) )边坡面边坡面ABAB内移内移x x外移外移x x减重减重Q Q增重增重Q Q滑动力矩减小滑动力矩减小1/21/2Q Qx x滑动力矩增大滑动力矩增大1/21/2Q Qx x最危险滑动面的圆心，最危险滑动面的圆心，必须通过边坡的正中点必须通过边坡的正中点M M中心圆中心圆由此得名由此得名u名称由来：名称由来：计算图式：计算图式：滑动体滑动体EABDFGEABDFG沿滑动面沿滑动面DFGEDFGE圆弧面滑动。圆弧面滑动。u图图4-164-16中，中，滑动体的总滑动力矩滑动体的总滑动力矩MoMo，由五个，由五个分力矩组成，即

30、：分力矩组成，即：()()cotcotcot(cotcotcotcotcot)( cotcotcot)sin232(ABI)222(BJFI)0032JDF003FKD20EGF1111 M=HHH261212 M=H32813 MH312H4 M125 M0（）=(cotcotcot)sin3222o0201112MH8333 =u滑动体的滑动体的抗滑总力矩抗滑总力矩M My y，与坡脚圆相同。，与坡脚圆相同。220y0220cHM =cL R=2cR = 2sinsin(cosincoscoscotsincoscoscotcotcot)sint22222222000022222222232

31、22202200000200011112 cHsinsinsinsin43331112 = Hsinsinsin(ccH2sins112H8os+sin433n3333isincoscoscot(cot)sincoscos, ,20222222222000002222222000000)sin112 = Hsinsinsinsinsin43312sinsinsin3 = H44 = H f() (, ,)0c1KHf u取极限平衡时，取极限平衡时，M My y=M=Mo o，得，得边坡稳定性系数边坡稳定性系数K K：(cot)sincoscos, , 222222200000012sinsin

32、sin3c= H44 = H f()tan,0000 f/=0,=0; f/=0,266 47 由由即代入代入1cH cos43 34 =0.181 H4(, ,)0c1KHf u预求预求K Kminmin值，则值，则f f( (0 0, , ,) )应最大，以应最大，以与与0 0为自变量为自变量，K Kminmin相对应的最危险圆弧之最大相对应的最危险圆弧之最大与与0 0 求解如下求解如下:(:(分别对两个自变量求导分别对两个自变量求导=0)=0)u为便于工程上运用此法，需引进为便于工程上运用此法，需引进和和两个因两个因数，采用数，采用HH和和HH两数，据以确定最危险滑动面两数，据以确定最危

33、险滑动面的位置，如图的位置，如图4 4-16-16所示。所示。(cotcot)sincotsincot(cotcot)00000HHEHAHR2HH 1co2sinsin21 o2c ttH2（- ）-（- ）-(csccsccoscos(csccsccotcococot)tt0000000HdHRRH1-2sinsin1 =112H12（+ ） =(+) u按以上方法试算数值，可绘制按以上方法试算数值，可绘制与与及及的关的关系曲线，运用图解，计算工作大大简化。系曲线，运用图解，计算工作大大简化。1.1.=(H+ d)/H=12/8=1.5,=(H+ d)/H=12/8=1.5,由由与与值从值

34、从图图4-174-17插入得插入得=0.62=0.62，H=1.5H=1.58=12.0m,8=12.0m,H=0.62H=0.628=4.96m8=4.96m。2.2.由式由式4-16:4-16:f f(0 0,)=0.167()=0.167(0 0,由边坡角由边坡角=33=3341 (1:1.5)41 (1:1.5)查表查表4-4)4-4).(, ,).0c129 4K1291Hf17 058 0 0 167 结论结论 稳定系数稳定系数K K值大于规定的值大于规定的1.251.25，该路基稳定，该路基稳定. .例例4-9 4-9 已知某路堤已知某路堤H=8.0mH=8.0m，软弱地基层厚，

35、软弱地基层厚d=4.0md=4.0m，边坡角边坡角=33=3341 (1:1.5)41 (1:1.5)，c=29.40kPac=29.40kPa，=0=0，=17.05kN/m=17.05kN/m3 3，试计算其稳定性。，试计算其稳定性。(, ,)0c1KHf 解解软土性质软土性质抗剪强度低抗剪强度低可能产生侧向可能产生侧向滑动或较大沉降滑动或较大沉降填土受压填土受压路基路基破坏破坏稳定措施稳定措施薄层：薄层：较厚：较厚：清除换土清除换土加固措施加固措施铺砂垫层、修反压护道、铺砂垫层、修反压护道、加筋、排水固结、加固桩、加筋、排水固结、加固桩、强夯强夯4-4 4-4 软土地基的路基稳定性分析软

36、土地基的路基稳定性分析软土：软土：由天然含水量大、压缩性高、承载能力低的由天然含水量大、压缩性高、承载能力低的淤淤泥沉积物泥沉积物及及少量腐殖质少量腐殖质所组成的土，所组成的土，主要有淤泥、淤泥主要有淤泥、淤泥质土及泥炭。质土及泥炭。分类分类( (按沉积环境按沉积环境) )：河海沉积、湖泊沉积、江滩沉积：河海沉积、湖泊沉积、江滩沉积和沼泽沉积。和沼泽沉积。软土层较厚时软土层较厚时u反压护道式路堤，互道两侧对称，一般反压护道式路堤，互道两侧对称，一般b=5b=5 10m10m。cwcHNH H c c容许填土的临界高度，容许填土的临界高度，m m；c c软土的快剪粘结力，软土的快剪粘结力，k P

37、ak Pa；填土的容重，填土的容重，kNkN/m/m3 3；N N w w稳定因数，其值与路堤坡角稳定因数，其值与路堤坡角及深度因素及深度因素值有值有关，可查图关，可查图4 4-18-18而定。而定。1.1.均质薄层软土地基均质薄层软土地基u软土地基的临界高度软土地基的临界高度H Hc c：是指天然地基状态下，不是指天然地基状态下，不采取任何加固措施，所容许的路基最大填土高度。采取任何加固措施，所容许的路基最大填土高度。一、临界高度的计算一、临界高度的计算HdH.cwc3 5 70HN1006 m17 00例例 4-10 4-10 已知某软土层已知某软土层d=2.0m,d=2.0m,路堤坡角路

38、堤坡角=33=334141(1:1.5)(1:1.5)，c=3.00kPac=3.00kPa， =17.00kN/m=17.00kN/m3 3。试求容许填土高度。试求容许填土高度。u由于计算值与假定值相差仅由于计算值与假定值相差仅0.6%0.6%，H Hc c定为定为1.00m1.00m。如果如果假定值计算结果相差较大，应重新假定，直到满意为止。假定值计算结果相差较大，应重新假定，直到满意为止。1231HdH解解 : :假定假定H=1.0mH=1.0m，查图查图4-184-18得得 N Nw w=5.70=5.70。.ccH5 522.2.均质厚层软土地基均质厚层软土地基u鉴于填土的容重，一般

39、为鉴于填土的容重，一般为17.517.5 19.5kN/m319.5kN/m3，所以实际工，所以实际工程中可近似取程中可近似取H Hc c=0.3c=0.3c。u对于对于非均质软土地基非均质软土地基的填土临界高度，涉及因素较多，的填土临界高度，涉及因素较多，实际计算时可直接根据稳定性分析结果而定。实际计算时可直接根据稳定性分析结果而定。u由于由于d d值很大值很大, ,=(H+ d)/H,=(H+ d)/H, 值向无穷大数值值向无穷大数值接近，由图接近，由图4 4-18-18可知，取可知，取N Nw w=5.52=5.52，故，故()ijjTSSPKPu软土地基的路堤滑动面成软土地基的路堤滑动

40、面成圆弧滑动面圆弧滑动面，稳定验算，稳定验算方法采用方法采用圆弧条分法圆弧条分法。u根据计算过程中参数的选择不同，可分为根据计算过程中参数的选择不同，可分为总应力总应力法、有效固结应力法、有效应力法法、有效固结应力法、有效应力法等。等。1.1.总应力法总应力法二、路基稳定性的计算方法二、路基稳定性的计算方法( (了解了解) )u地基的抗剪强度地基的抗剪强度采用采用总强度总强度( (天然十字板抗剪强度天然十字板抗剪强度) )或或采用采用直剪快剪指标的直剪快剪指标的c c q q、q q值值，u路堤填料的抗剪强度路堤填料的抗剪强度则用则用直剪快剪指标直剪快剪指标，此时安全系数，此时安全系数K K的表达式为的表达式为: :()ijjTSSPKPij安全系数安全系数K Ki i、j j为区分土条底部的滑裂面在地基和路堤土条的编号；为区