道路工程路基稳定性设计讲义

第七章路基稳定性设计第七章路基稳定性设计第一节路基边坡稳定性分析原理与方法第二节条分法第三节地基稳定性分析第一节路基边坡稳定性分析原理与方法一、边坡稳定性分析原理粘性土滑动面象圆柱形，砂性土及砂土滑动面类似于平面。见下图：用力学边坡稳定性分析按平面问题来处理砂性土和砾(石)土用直线破裂面法粘性土用圆弧破裂面法

边坡的滑动面如图：a直线破裂面；b折线破裂面；c曲线破裂面二、边坡稳定性分析的计算参数1、土的计算参数：土的容重()、内摩擦角(º)和粘聚力()。2、边坡稳定性分析边坡的取值：折线形或阶梯形边坡取平均值。如图：a取AB线；b取坡脚点和坡顶点的连线3、汽车荷载当量换算：换算成当量土柱高(即以相等压力的土层厚度来代替荷载)，以表示。

三、边坡稳定性分析方法

路基边坡稳定性分析方法可分为两类，即工程地质法和力学分析法

工程地质法是对照当地具有类似工程地质条件而处于极限稳定状态的天然山坡和人工边坡的情况，据以推断路基的设计断面是否稳定。力学验算法分直线法和圆弧法。直线法适用于砂土和砂性土（两者合称砂类土），圆弧法适用于粘性土直线法计算图示：第二节条分法条分法是将滑动坡体用n-1个竖直面划分为n个条块。作用在任一第i条块上的力：已知的竖直力(条块自重和车辆荷载)，水平力(如水平地震惯性力)；未知的条间力(水平推力和竖向剪力)及条块底面反力(分为法向反力和抗滑反力)

一、简化条分法1、确定圆心辅助线2、稳定系数的取值

二、毕肖普法条间力简化为水平推力，忽略作用点位置和竖直剪力的影响，如图：三、传递系数法同毕肖普法相比，考虑的条间力为，而不仅是四、边坡稳定性验算方法的应用1、破坏面形状和位置的选择2、总应力和有效应力分析稳定性分析时，可采用总应力或有效应力两种方法。

两种方法的选择，可参见下表;

情况建议方法1-饱和土,施工期末(施工期比固结时间短);2-长期稳定性;3-部分饱和土,施工期末(施工期比固结时间短)4-中期稳定性3、陡坡路堤稳定性陡坡路堤产生下滑的主要原因是地面横坡较陡、基底土层软弱或强度不均匀,陡坡路堤可能的滑动面如图：4、浸水路堤的稳定性(1)．渗透动水压力的作用受到季节性或长期浸水的沿河路堤、河滩路堤等均称浸水路堤。河滩路堤除承受普通路堤所承受的外力及自重力外，还要承受浮力及渗透动水压力的作用。当堤外水位升高时，堤内水位的比降曲线(浸润线)成凹形；当堤外水位下降时，堤内水位比降曲线成凸形,如图;当水位骤然下降时(图a)，土体内部的水流出边坡需要较长的时间，由于水位的差异，其渗透动水压力的方向指向土体外面，这就剧烈破坏路堤边坡的稳定性，并可能产生边坡凸起和滑坡现象。此外，渗透水流还能带走路堤细小的土粒而引起路堤的变形。在高水位时，如路堤两侧边坡上的水位不一致，就会产生横穿路堤的渗透，即使水位相差较小，也需予以考虑(如图b所示)。(2)渗透动水压力的计算可按下式计算：示意图如图：5、地震力第三节地基稳定性分析一、地基沉降分析与计算软土地基可分为施工期间沉降和施工后沉降两部分软土的沉降是由处于不排水状态的塑性流动所产生。利用孔隙水压力观测结果，可以按下图所示确定划分初期和后期阶段的填土压力或填土高度。

1、施工期间沉降计算：沉降量由初期阶段的再固结沉降和后期阶段的不排水剪切沉降组成2、施工后沉降计算总的竖向压力基本保持不变，而有效竖压力增加。施工后主固结沉降总量：3、侧向位移计算施工期间的最大侧向位移量施工期末侧向位移随深度的分布，取决于软土层内的有效应力状态。最大侧向位移出现在层厚的1/3处。路堤坡脚下软土层内侧向位移随深度的分布如图：a)路堤附加应力随深度的分布情况；b）侧向位移量随深度的分布情况；c）分布曲线4、沉降岁速率主固势结沉桃降量右并不肥是在负瞬间亡发生洽，而底是随掘时间仪逐步蒙完成披的。槐其过盆程受活两方跃面规贼律所迷控制标：联轻系有制效应番力和侍空隙陵比的悼压缩翠定律亿及控阔制孔芒隙水跌在土恶中流轧动速躲率的察达西挥定律替。下图振中显械示了吉三种抗超孔奶隙水胶压力铲分布呈情况肚下的钟固结匹度时棚间因访素曲念线。惰依据夹固结交系数灵值、误排水竟路径语和固叹结时午间，绳可算产出时发间因再素；洁按超寄孔隙印水压惹力分畅布情尤况查蚀下图静中相扭应曲窗线。二、路城堤极限然高度通常可诵按《公路工易程技术晶标准》规定，竹使用常轧规的边喊坡高度蛇值，作黑为划分览高矮或袖深浅的驱依据。路基急设计醋有中心惩高度各（填齐高或普挖深掩）与驳边坡碌高度全（填性方