边坡稳定性讲稿

边坡稳定性分析§3.1概述§3.2路基稳定性分析与设计验算退出边坡滑塌是常见的地质灾害和破坏现象。边坡稳定分析与设计验算：①高路堤；②深路堑；③浸水路堤；④陡坡路堤。§3.1概述边坡失稳图片1垮塌的重力式挡土墙垮塌的护坡挡墙垮塌的洛三高速边坡甬台温高速乐清段山体大滑坡2004年12月11日晚10时30分左右，甬台温高速公路柳市附近突发达大面积山体滑坡事故，致使温州大桥白鹭屿至乐成镇一段的高速公路双向车道全部瘫痪。滑坡的山体高近100米、宽约70米，甬台温高速公路70余米的路段完全被滑落的大石封死，而且还不时有碎石滚下。滑落下来的巨石大的有几百吨重，小的也有好几吨。高速公路两边的护栏被这些巨石压个稀烂。一、滑动破裂面形状和土质有关。1-直线——静力平衡2-折线——超静定问题3-曲线——多次超静定问题3.1.1边坡稳定原理及方法破裂面的近似处理：1-力学验算法分析边坡稳定时，按平面问题处理；2-松散的砂性土和砾石内摩擦角较大，粘聚力较小，破裂面近似直线平面，边坡稳定分析是采用直线破裂面；3-粘性土粘聚力较大，内摩擦角较小，破裂时滑动面为圆柱形、碗形，近似于圆曲面，采用圆弧破裂面法。二、在进行边坡稳定性分析时，作假定近似计算：1-不考虑滑动土体本身内应力的分布；2-认为平衡状态只在滑动面上达到，滑动主体整体下滑；3-极限滑动面位置通过试算来确定。一、土的计算参数路堑：天然土层中开挖，土类别、性质天然生成的；路堤：人工填筑物、填料性质和类别多为人为因素控制，对于土的物理力学数据的选用以及可能出现的最不利情况，力求能与路基将来实际情况一致。㈠所需土的试验资料：1、对于路堑或天然边坡取：原状土的容重r，内摩擦角Φ，粘聚力c2、对路堤边坡：取与现场压实度一致的压实土试验数据。r、Φ、c同上3.1.2边坡稳定性分析的计算参数㈡多层土体，采用层厚的加权平均值：二、边坡的取值对折线形边坡或阶梯形边坡，在验算通过坡脚破裂面的稳定性时，一般可取坡度的平均值或坡脚点与坡顶点的连线的坡度。三、汽车荷载当量换算路基承受自重作用、车辆荷载（按车辆最不利情况排列，将车辆的设计荷载换算成相当于土层厚度Ｈ0）Ｈ0称为车辆荷载的当量高度或换算高度。计算例题：某公路为双车道公路，路基填料单位重为18.5kN/m3，今须对路基做稳定性验算，试将汽车荷载换算成相当的土层厚度h0。设计荷载为汽车-15级（重车为20t）相临两车的轮中心距1.3m，一辆汽车的轮中心距1.8m，轮胎着地宽度0.6m。荷载分布宽度：⑴可分布在行车道宽度范围内⑵考虑实际行车有可能偏移或车辆停放在路肩上，也可认为Ｈ0厚当量土层分布于整个路基宽度上。§3.2路基稳定性分析与设计验算3.2.1高路堤、深路堑边坡稳定性分析高路堤——路堤边坡高度超过20m者；深路堑——土质路基挖方边坡高度超过20m，石质边坡高度超过30m。高路堤、深路堑的边坡稳定性分析的方法：1-直线法——适用于砂类土，破裂面近似为平面；2-圆弧法——适用于粘性土，破裂面近似为圆弧；又包括：⑴圆弧条分法，⑵毕肖普法。一、直线法1-均质砂类土路堤边坡先假设一条直线滑动面AD研究对象——路堤土楔体ABD假设ABD沿AD滑动稳定系数计算公式为保证边坡安全,K值一般取1.25～1.5；K值不宜过大。人工填筑河堤、土坝、铁路与公路路基，形成地面以上新的土坡。这类人工设计的土坡坡度多大？做到既安全，又经济。由于这类工程长度很大，设计最优坡度具有很高的经济价值。例：10m高的土堤坡度，两侧均由1:1.5改陡为1:1.4，只差0.1，而10km土堤可节约10万立方米的工程量，很可观。⑴对砂、砾（碎）石，c很小，可忽略，c=0极限平衡状态，K=1，w=，路堤极限坡度等于内摩擦角（自然休止角）。边坡稳定性，只与坡角有关，而与高度无关（仅适用简单情况）W<，稳定。W>，无论坡高，不稳定。计算示例：已知路堤的横断面图。填料为砂性土。容重18kN/m3，粘聚力1kN/m2，内摩擦角30°，试问该路堤边坡会不会沿滑动面AB产生滑动。⑵直线法采用试算的方法进行，步骤：⑴车辆荷载换算；⑵假定几个滑动面，进行试算；⑶求出对应滑动面的K,绘出K=f(W)的曲线,找出最小的Kmin⑷按照公路的有关设计规范,Kmin≥1.25如果太小,则修改边坡,或采取其他措施,使它符合上式要求.2-均质砂类土路堑边坡假设ABD沿AD滑动稳定系数计算公式：边坡倾斜角；破裂面对水平面的倾斜角；内摩擦角；单位粘聚力，kPa；边坡竖向高度；土的容重，kN/m3；，最危险滑动面：计算漠示例幸：1题：某挖方单边坡，窄已知内欲摩擦角券25°扒，单位门粘聚力尝14.少7kPa，容重1耀7.6耗4kN/m兽3，皇H=乳6.导0m横。现采用1猫：0.听5的边扛坡，试仓验算其忽稳定性槐。2题巷：教材4衡3页，过例1-床3-1重。3题园：1题忠数据与不变萄，求闹允许坡的最叹大高捎度。作业业：1题：路堤由魄双层土僻体组成踢，试确精定边坡若稳定性熄验算参逝数。2题汁：教材4赤7页，加思考题桐第5题斤。二、惠圆弧奇法思路：将圆律弧滑状动面阿上土猾体，甘划分牢若干戴竖向押土条耕，计遇算每粉一土隐条沿孝滑动挎面下伪滑力誓和抗贡滑力忍，然镇后叠咱加，松计算弊整个够土体属稳定务性。计算辞精度沃：分段伤数量乌，分琴段越我多，牙越精床确。结合桶横断珠面特萌性，更划分狗在边府坡或掌地面坡度变致化处以简尽化计算耻。1.锡圆弧复条分歼法假定：土均质纳、各向羽同性，折滑动面判过坡脚众，土条墙间相互榜作用力笨不考虑扑。验算步甲骤：⑴过吃坡脚至任选差可能破滑动匆面AB销，半径拆为R，纵向1m，分条，吧宽度大典致相等晃，一般秧2～4m，编号⑵计算葡每一锯土条哥的自吨重Qi，分解：堪切向和限法向分哨力；⑶计算绕舒圆心的显滑动力阅矩，力捕臂R。Oy左侧Ti’取负格；⑷计算绕蜡圆心的疤抗滑力绑矩；⑸计脱算稳揭定系思数K；⑹再假础定几内个可日能的对滑动酷面，币计算虏相应K值，准从中软得出Kmi庙n。计算示证例：