稳定性修改全.doc

路堤边坡稳定性分析K35+640 处的横断面做路堤边坡稳定性验算。路基左侧填土高度h=10.17m。路堤填土为粘土，土的粘聚力C=19KPa，内摩擦角，边坡坡度采用 1:1.5。由于填方边坡要受到路基顶部车辆荷载的影响，在进行稳定性验算时要先化为换算土柱高度。容重为=18.0KN/m3， 将车辆荷载换算成土柱高（ 当量高度）。按以下公式换算土柱高度为： h=NQ/γBL. 公式中: 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L=12.8m B——荷载横向分布宽度,表示如下: B=Nb+（N-1）m+d 其中: N ——为并列车辆数，取N=2； d ——轮胎着地宽度，取0.6m； b—— 为后轮轮距，取1.8m； m ——为相邻两辆车后轮的中心间距，取1.3m。 则: B =3×1.8 + (3-1)×1.3 + 0.6 = 8.6m h=(3×550)/ (18×8.6×12.8)=0.83m； H = h+h=10.17+0.83=11.00m。 其中: h为荷载的换算高度，H 为荷载均匀分布于路基时路堤坡脚至荷载顶面的高度。 2.确定滑动圆心辅助线EF 用4.5H 法确定滑动圆心的辅助线。已知路堤斜率为1:1.5。自堤顶至坡脚连一直线AB（虚线），依此线坡率由《路基设计手册》表1-2-14 得β1＝26° β2＝35°据此作AF、BF 线交于F 点；再在坡脚下H 处的C 点及沿水平线4.5H 处得E 点，连EF 线得最危险滑弧圆心位置的辅助线，如图1所示： 图1 4.5H 法确定滑动圆心辅助线示意图 3.用简化毕绍普法求稳定系数FS 通过计算选中的六个圆心点对应的安全系数Ki,得到最小值K 和对应的圆心点，再进行验算。计算Ki 时，采用简化bishop 法，并假设滑动面通过坡脚。简化bishop 法需要迭代，先假设一个K 值进行反复带入计算（具体迭代过程见表）。简化毕肖普法的计算公式如下： ----第i土条底滑面的倾角； ----第i土条垂直方向外力； ----系数，按计算； ----第i土条滑弧面所在地基土层的内磨檫角和粘结力； ----滑动圆弧全长； ----第i土条宽度； ----第i土条路堤部分的重力； ----第i条土地基部分的重力； U----地基平均固结度，根据地基情况，此处取U=1。 第一种 (1)在圆心辅助线上取圆心点O1，作半径为R1=20.75m圆弧滑动面，对滑动面范围内的土体按断面形式将滑动面分为10个土条，如图2 验算其稳定性，计算结果见表1。 图2 圆心为O1的滑动面示意图 表1 用迭代法试算假定计算结果Fs 与假定接近，故得土坡的稳定安全系数Fs1=1.64。 同理可以得到： (2)在滑动圆弧圆心辅助线上取同一圆心点O2，作半径为R2=19.25m的圆弧滑动面，按断面形式将滑动面分为10条，验算其稳定性，计算结果见表2。 表2 用迭代法试算假定计算结果Fs 与假定接近，故得土坡的稳定安全系数Fs2=1.66。 (3)在滑动圆弧圆心辅助线上取同一圆心点O3，作半径为R3=22.55m 的圆弧滑动面，按断面形式将滑动面分为10个土条，验算其稳定性，计算结果见表3。 表3 用迭代法试算假定计算结果Fs 与假定接近，故得土坡的稳定安全系数Fs3=1.81。 (4)在滑动圆弧圆心辅助线上取同一圆心点O4，作半径为R4=20.01m 的圆弧滑动面，按断面形式将滑动面分为10个土条，验算其稳定性，计算结果见表4。 表4 用迭代法试算假定计算结果Fs 与假定接近，故得土坡的稳定安全系数Fs4=1.60。 4.稳定性分析 由计算公式可得以上4种情况的K值分别为： K1=1.64; K2=1.66; K3=1. 81; K4=1.60。 综上所述，画出K值的曲线,如图3所示。则由曲线最低点可知当R=20.01m 时，Kmin=1.60为最小稳定系数。 图3 根据《公路路基设计规范》（JTG D30——2004）规定采用简化Bishop法分析路堤的堤身稳定性时，边坡容许稳定性系数取K=1.35。因为Kmin=1.60[K=1.35]，所以该边坡稳定。 第二种 同第一种的方法可得： (1)在滑动圆弧圆心辅助线上取同一圆心点O5，作半径为R5=17.67m 的圆弧滑动面，按断面形式将滑动面分为10个土条，如图8 验算其稳