路基路面工程路基稳定性

第三章路基稳定性分析针对问题：1.边坡失稳2.陡坡路堤的失稳3.地基失稳第一节边坡稳定性分析原理与方法

一、边坡破坏的机理1、土体强度破坏2、受水侵蚀3、设计施工不当4、荷载过大5、地震或其它自然因素均由剪切破坏引起，

二、边坡稳定性分析原理1．滑动面形状——与土质有关粘性土——圆柱形、碗形砂性土及砂土——平面2．力学求解问题单一平面问题——静力平衡问题，如图4-1a）两个破坏面问题——超静定问题，如图4-1b）多个破坏面问题——多次超静定问题，如图4-1c）第一节边坡稳定性分析原理与方法

a)直线破坏面

b)折线破坏面

C)曲线破坏面

图4-1边坡的滑动面

第一节边坡稳定性分析原理与方法二、边坡稳定性分析原理3.假设——使求解静不定问题变为静定问题滑动土体沿滑动面整体滑动（刚塑体）,不考虑土体的相对运动（不考虑内应力）；土体在滑动面上达到极限平衡，滑动面唯一；最不利滑动面，位置通过计算确定；滑动面通过坡脚。

第一节边坡稳定性分析原理与方法二、边坡稳定性分析原理4．边坡稳定性计算方法直线法砂土、砂性土土质：圆弧法条分法粘性土极限平衡法（考虑了安全系数）表解法石质：工程地质比拟法5．评定指标稳定系数：工程中，k＝1.25～1.51.数值分析法—假定几个滑动面，按照力学平衡原理分析验算，找出极限滑动面。2.图解或表解法—在计算机或图解的基础上，制定图或表，用查图或查表来进行，简单不精确。根据不同土类及其所处的状态，经过长期的生产实践和大量的资料调查，拟定边坡的稳定值参考数据，在设计时，将影响边坡稳定的因素作比拟，采用类似条件下的稳定边坡值。※力学分析法※工程地质类比法第一节边坡稳定性分析原理与方法三、边坡稳定性分析的计算参数1.土的计算参数

，γ：填土－路堤一致，天然－路堑

多层土体：利用加权平均法

2．边坡的取值对于折线形或阶梯形边坡，一般取平均值，或坡脚点和坡顶点的连线。3．荷载当量高度h0汽车荷载以相等压力的土层厚度来代替荷载当量土柱高第一节边坡稳定性分析原理与方法四、边坡稳定性分析方法——力学分析法

1．直线法适用范围：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。图4-3直线法计算图

先假定路堤边坡值，然后通过坡脚A点假定3～4个可能的破裂面ωi，如图4-3b，求出相应的稳定系数Ki值得出Ki与ωi的关系曲线，如图4-3c在K=f(ω)关系曲线上找到最小稳定系数值Kmin，及对应的极限破裂面倾斜角ω值。

第一节边坡稳定性分析原理与方法四、边坡稳定性分析方法——力学分析法

按微分方法，当dK/dω=0可求稳定系数K最小时破裂面倾斜角ω0值

。

图4-4均质砂类土路堑

第一节边坡稳定性分析原理与方法四、边坡稳定性分析方法——力学分析法

图4-6成层砂类土边坡

◆脏陡饶坡路奴堤稳拐定性葛分析吴方法1.任直线蛇法当滑阀动面话为基缸底的心单一捏坡面帆时按乓直线碎滑动卧面考浆虑F=航(Q吩+P冤)co膜stgφ欢+cLT=咸(Q+羞P)si京n稳定酷系数钉：益K=梨F/瞒T2.锄折线镇法当滑比动面敌为基凉底的起多个乒坡度寇的折军线倾或斜面宋时，包可按比折线要滑动极面考宜虑，棒将滑志动面肌上土艇体按龙折线虾段划废分成弄若干赞条块异，自直上而谣下分亦别计去算各诉土体谱的剩健余下纠滑力锡，根英据最联后一软块土家体的瓜剩余欧下滑淋力的辟正负稻值确兴定整籍个路税堤的柔整体王稳定张性。即：珍剩余朗下滑孩力骨=牛下滑链力浸-打(抗耐滑力钞)/袭K其中走：则Tn=(火Qn+Pn)si扭nnNn=(Qn+Pn)co殊sn☞折线拼法陡齐坡路杏堤稳痒定性抹分析让示例请用备剩余偷下滑台力方吐法分丙析下铁图所餐示的笛折线区坡上算路堤篮的抗含滑稳财定性没。已知阁：1)郊路奏堤的邻几何剂参数句如图颈所示晌，其塘中：2)磁土馋的参卵数为掉：耕，较，浓；3)忽作误用在忙路堤并上的哨超载姜；4)罪抗嫂滑安悔全系祝数液。计算：1)座首携先求第土块届①的戒剩余趋下滑油力；①的址面积义：S1＝1挎/2隔(4抬+6拢)×罗2+枕1/猛2×岁6×鞠6=林28妻m2①的查重量短：G1=2碰8×渠18讽=5云04械k屯N/娱m①的碎抗滑螺力：挠R1=1播/K碰[(养G1+qb1)c渐os答α1×t徐g＋cL1]＝1逼/1揪.2桂5[拿54合4×发0.密70背7×杂0.申26则8＋像10伍×6宝.0枝/0帽.7励07护]＝1昼50掏.3兴6k副N/栏m①的圣下滑赏力：杂T1=（辈G1+qb1）s期in愤α1＝5岔44屿×0布.7路07＝3拣84录.6万08盟k合N/辉m所以偏，①第的剩允余下纯滑力处为：倒F1＝T1－R1＝2婶34叛.2情5争kN示/m2)搂F1当作摔外力汽，求纤土块焦②的征剩余杠下滑联力；②的筑面积贪：S2＝4逼×8皂=3脏2喜m2②的蹄重量趣：G2=3悦2×贯18页=5收76栏k畅N/肉m②的僵抗滑律力：睡R2=1糠/K击[(落G2+qb2＋F1×0拥.7振07蛾)×师tg＋cL2]屈＝1勉/1皂.2创5[盆78肯1.句61张×0枝.2示68负＋1爸0×廉4.包0]碍＝河19权9.圣58熊k肤N/缎m②的赔下滑填力：牛T2=F1×0滴.7吩07厕＝2帐34惯.2然5×真0.透70散7＝1用65蓬.6忽1k汗N/勾m②的星剩余渴下滑炼力为推：F2＝T2－R2＝-灭33胸.9贺7明kN撑/m扶<0估，也即禾①和权②可税以自眠平衡着，所养以令漆F2为0，不脸带入鄙下块匆计算。3)哈求毯土块皆③的跟剩余虽下滑尊力；③的碰面积扭：S3＝1尽/2造×8纳×8因=3绳2启m2③的区重量槽：G3=3跃2×谷18第=5疫76缝k雁N/钓m③的豪抗滑榴力：允R3=1散/K效[G3×c剂os滋α2×t艳g＋cL3]＝1库/1讲.2盾5[满57活6×缩慧0.煤97页×0锦.2土68口＋1否0×呆8.夫0/凤0.猛97改]＝1久85穿.8林k久N/双m③的笑下滑叫力：摇T3=弓G3×s堤in阀α2＝5瓶76附×0甜.2勒42＝1改39潮.4钥k踪蝶N/粘m③的倍剩余暗下滑塌力为钓：F3＝T3－R3＝-阵46台.4岂k帮N/钳m<滑04)梅因昏为③野的剩证余下驼滑力虾小于甜0，萄折线兵路堤猛满足腊抗滑方要求嫁。四、边坡役稳定疗性分失析方弊法—竞—力妖学分曲析法3．验圆弧搂法（1躁）适棉用范鞠围l匪圆菌弧法坚适用概于粘亩性土命，土冻的抗驻力以论粘聚肉力为午主，旦内摩塘擦力赶较小窝。边泼坡破跨坏时飞，破董裂面养近似古圆柱膏形。适用市于边贝坡有饿不同足的土烦层、应均质厉土边宾坡，邮部分蒙被淹访没、知均质果土坝掏，局工部发针生渗歉漏、岸边坡置为折态线或爱台阶喘形的犁粘性至土的符路堤举与路界堑。（2饲）假决定假定火土为苗均质看和各醒向同燃性；滑动扩面通剩过坡切脚；不考情虑土餐体的械内应坚力分弟布及旱各土驾条之小间相净互作绣用力舍的影因响，袍土条困不受拼侧向普力作巧用，躁或虽持有侧村向力互，但夫与滑平动圆可弧的论切线拨方向躁平行（3效）基电本原圾理将圆矛弧滑剩动面动上的忍土体甜划分广为若辈干竖持向土弦条，螺依次蹄计算擦每一债土条胆沿滑杜动面佣的下鸡滑力腾和抗指滑力到，然熄后叠下加计郑算出楼整个从滑动演土体油的稳勺定性枣。圆弧贤法的帮计算鸦精度小主要刺与分栏段数返有关皇。分社段愈妙多则伞计算遇结果嘴愈精膨确，欣一般之分8～10段。小段菜的划珍分，惜还可躬结合范横断扯面特肚性，秆如划棒分在贱边坡乎或地供面坡联度变洋化之至处，虾以便网简化奶计算袄。第一珠节虑边浙坡稳拦定性寸分析树原理孝与方膏法四、边坡广稳定输性分南析方粘法—酿—力侍学分羡析法（4肌）步忠骤通过尺坡脚碰任意涌选定拢可能似发生撤的圆损弧滑朵动面AB，其半裂径为R，沿路茎线纵茂向取伪单位半长度1m。将滑示动土鸭体分烂成若权干个介一定填宽度犬的垂柳直土炮条，户其宽热一般衰为2～4m，如图4-锅6所示探。计算伪每个晶土条摸的土方体重Gi(包括愚小段惑土重企和其庭上部迷换算糖为土膝柱的真荷载凝在内)。Gi可分径解为华垂直牌于小扁段滑困动面忌的法王向分沟力Ni=Gico压sαi和平众行于仓该面源的切础向分背力Ti＝Ｇisi织nαi，其中αi为该总弧中麻心点从的半打径线劈燕与通尽过圆服心的史竖线奔之间蔑的夹舒角，i＝(其中xi为圆沟弧中尽心点肢距圆摊心竖忧线的卧水平堡距离雷，R为圆松弧半吊径)计算忘每一驳小段俗滑动盟面上茧的反伤力(抵抗但力)，即雄内摩抗擦力Nif(其中f=tgi)和粘阳聚力cLi（Ｌi为i小段蹄弧长)。以圆大心O为转匹动圆客心，讽半径R为力授臂，里计算隐滑动炎面上每各力撇对O点的各滑动桥力矩何和抗糊滑力粉矩求稳柿定系杰数K值第一搅节辽边亦坡稳逃定性瓜分析虫原理泳与方茅法四、边坡捉稳定替性分倚析方亮法—摄—力雕学分伸析法（5我）确沙定圆胖心辅叼助线第一核节忆边肚坡稳捧定性堆分析绩原理巨与方混法四、边坡然稳定乖性分发析方新法—课—表村解法图4-授9表解盛法边梢坡稳粗定性挺分析蛛原理第二子节邻陡坡耐路堤妄稳定诱性一、较可能绢滑动傲的陡贸坡路研堤形师式原因：基底接触面较陡或强度较弱表现形式：路堤整体沿基底接触面滑动原因：基底修筑在软弱土层上表现形式：路堤连同其下的软弱土层沿某一滑动面滑动原因：基底下岩层强度不均匀，如泥质页岩表现形式：路堤沿某一最弱的层面滑动第二乒节初陡坡蓝路堤惰稳定咏性二、陡旱坡路许堤稳胳定性果分析狐的计泊算参脚数应采仁用因捡浸水孝而降耳低的效强度站数据恒。可在握基底漫开挖娱台阶稼时选企择测铲试数裁据中诉较低猎的一揭组，醒并按据滑动涝面受除水浸槐湿的袜程度纪再予开以适亮当降韵低。第二碎节眨陡坡潜路堤反稳定锡性三、涛陡坡脑路堤俗边坡台稳定沈性分汉析方第法第三机节置浸驶水路趋堤稳芹定性一、墓浸水把路堤筑及其大作用正力系概念姿：受卵到季赠节性晒或长睡期浸仆水的戏沿河紫路堤买、河榨滩路监堤等择均称睛浸水韵路堤旷。力系僵：除榆承受遍普通林路堤爽所承促受的屑外力看及自苹重力捉外还唯承受江浮力冻及渗窄透动眠水压抽力的善作用二、遵渗透滔动水偏压力迟的作脑用由于统在土穷体内出渗水励速度篇比河滨中水情位升冬降速车度慢哑，当堤爱外水抽位升涌高时绢，堤美内水粥位的音比降摊曲线诸成凹蛋形，郊动水锣压力窄向土紧体内娇；当堤第外水耗位下渣降时透，堤筛内水粉位比暂降曲诱线成辅凸形栋，动给水压酒力向割土体土外面赖，渗棉透水呀流还填能带奋走路伏