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路基边坡稳定性设计 ——即结构稳定性 * 路基边坡稳定性设计的任务 ——对路基边坡的稳定性进行分析和验算，判定边坡的稳定性，以寻求安全可靠，经济合理的路基结构形式和稳定的边坡坡度值，或据以确定边坡的加固措施 根据土力学原理，路基边坡滑坍是由于边坡土体中的剪应力超过其抗剪强度所产生的剪切破坏。因此，凡是使土体剪应力增加或抗剪强度降低的因素，都可能引起边坡滑坍。 * 影响路基边坡稳定性的因素 （1）边坡土质 土的抗剪强度首先取决于土的性质，土质不同则抗剪强度不同。 （2）水的活动 水是影响边坡稳定性的主要因素 （3）边坡的几何形状 边坡的高度，坡度等直接影响到边坡的稳定性，高大，陡直的边坡，因重心高，稳定条件差额，易发生坍塌或其他形式的破坏 （4）活荷载增加 （5）地震及其其他荷载 * 边坡病害现象 * * * * 土质松软 * 洪水的浸泡 * * 山体塌方 * * 比较好的路基边坡 * * * * 边坡稳定性设计方法 力学验算法（极限平衡法）：直线法，圆弧法，折线法 工程地质比拟法 * 直线法 ——适用于有砂土或砂性土组成，抗力以摩阻力为主，滑动面为平面的路堤或路堑边坡，以及原地面为单一倾斜的陡坡路堤的稳定性验算 * 均质砂，砂类土路堤边坡 A B D NtanΦ cL Q T N ? θ * 如图，填方边坡土锲体ABD沿破裂面AD滑动，则下滑力T为：T=Qsinω Q——土锲体ABD的重力，包括换算成土柱高的车辆荷载（kN/m) 阻止土锲体下滑的抗滑力R为： R=NtanΦ+Cl=QcosωtanΦ+Cl c——路堤土体的单位黏聚力 L——破裂面AD的长度 Φ——路堤土体的内摩阻力 * 根据静力平衡，TR，部分土体不稳定；TR,稳定；T=R，土体处于极限平衡状态。 因此，工程中采用两力之比（稳定系数K）来表示边坡的稳定性 K= =R/T =QcosωtanΦ+Cl/Qsinω 若K1，则土体稳定；K=1，极限平衡状态；K1,土体不稳定，而将下滑。 抗滑力 滑动力 * 均质砂砾类土路路堑边坡 h A B D E ? θ Q T N * 假定土锲ABD沿AD面滑动，其稳定系数K为： K=R/T=fQcosω+Cl / Qsinω =fcotω+cL/ Qsinω =(f+a)cotω+acot(θ-ω) f——边坡土体的内摩擦系数，f=tanΦ a——参数，a=2c / γh * 由微分学得，令dk/dω=0,得K为最小时的破裂面倾角?值 cot?=cotθ+(a/(f+a))^1/2 cscθ 最小稳定系数为： K’=(2a+f)cotθ+2(a(f+a)cscθ)^1/2 对于松散的砂砾类土，c=0,得： K=tanΦ/ tanω 处于极限平衡状态时，K=1,tanω=tanΦ, 即ω=Φ，即砂砾类土的极限坡角等于内摩阻角。对于砂砾类土，K为一个常数。 *