第4章 路基边坡稳定性设计.ppt

第四章 路基边坡稳定性设计 第四章 路基边坡稳定性设计 本章前言 §4.1 概述 §4.2 直线滑动面的边坡稳定性分析 §4.3 曲线滑动面的边坡稳定性分析 §4.4 软土地基的路基稳定性分析 §4.5 浸水路堤的稳定性分析 §4.6 路基边坡抗震稳定性分析 本章小结 本章前言 学习目标 通过本章的学习，要求学生掌握掌握边坡稳定的原理、边坡稳定分析的计算参数与取值方法、汽车荷载的当量换算、 直线法和圆弧法验算边坡稳定性。了解软土地基、浸水路堤和路基边坡抗震稳定性分析的思路与方法。 本章前言 学习重点与难点 曲线滑动面的边坡稳定性分析 学习方法建议 复习土力学相关内容，深入理解稳定性分析方法的思路与特点。 第四章 路基边坡稳定性设计 本章前言 §4.1 概述 §4.2 直线滑动面的边坡稳定性分析 §4.3 曲线滑动面的边坡稳定性分析 §4.4 软土地基的路基稳定性分析 §4.5 浸水路堤的稳定性分析 §4.6 路基边坡抗震稳定性分析 本章小结 §4.1 概述 一、边坡稳定性分析的原理 滑动面形状：直线形、圆弧形等。 从力学特征：静定问题、静不定问题。 §4.1 概述 对于静不定假定： （1）按平面问题来处理； （2）砂性土、砾石土：近似平面，采用直线破裂面法； （3）粘性土：近似圆曲面，采用圆弧破裂法。 一般假设： （1）不考虑滑动土体本身内应力的分布； （2）平衡状态只在滑动面上到达，滑动土体成整体下滑； （3）极限位置要通过试算来确定。 §4.1 概述 二、边坡稳定分析的计算参数 1、土的计算参数 a、对于路堑或天然边坡：取原状土的容重γ （kN/m3）、内摩擦角φ（o）和粘聚力c（kPa）。 b、对路堤：取与压实现场一致的压实土的试验数据，包括土压实后的容重γ （kN/m3）、内摩擦角φ （oC）和粘聚力c（kPa）。 §4.1 概述 c、多层土体：对直线法或圆弧法采用合理分段、直接采用不同土层参数：也可以采用加权平均值法。即： §4.1 概述 2、边坡的取值 折线型边坡或阶梯型边坡，一般取平均值。 §4.1 概述 3、汽车荷载当量换算 在边坡稳定分析时，需将车辆按最不利情况排列，并将车辆设计荷载换算成当量土柱高（以相等压力的土层厚度来代替荷载），即: 第四章 路基边坡稳定性设计 本章前言 §4.1 概述 §4.2 直线滑动面的边坡稳定性分析 §4.3 曲线滑动面的边坡稳定性分析 §4.4 软土地基的路基稳定性分析 §4.5 浸水路堤的稳定性分析 §4.6 路基边坡抗震稳定性分析 本章小结 §4.2 直线滑动面的边坡稳定性分析 适用土质：砂土和砂性土 一、试算法 砂土和砂性土c=0 稳定性判断：K1，稳定； K1，不稳定，且与高度无关。 §4.2 直线滑动面的边坡稳定性分析 §4.2 直线滑动面的边坡稳定性分析 例题4-1：某挖方边坡，已知φ=250，c=14.7kPa，γ=17.64kN/m3。边坡高度H=6.0m，现拟采用1：0.5的坡度，试验算其稳定性。 解：采用解释法进行计算。 由cotα=0.5，α=63026’，cscα=1.1181 因此：f=tan25=0.4663，a0=2c/γH=0.2778 带入公式：Kmin=1.531.25 该路基边坡稳定。 第四章 路基边坡稳定性设计 本章前言 §4.1 概述 §4.2 直线滑动面的边坡稳定性分析 §4.3 曲线滑动面的边坡稳定性分析 §4.4 软土地基的路基稳定性分析 §4.5 浸水路堤的稳定性分析 §4.6 路基边坡抗震稳定性分析 本章小结 §4.3 曲线滑动面的边坡稳定性分析 一、条分法 原理：将滑动面上的土体划分为若干竖向土条，依次计算每一土条沿滑动面的下滑力和抗滑力，然后叠加计算出整个滑动土体的稳定性。 假定：土体均质、各向同向、滑动面通过坡脚、忽略土体内应力和土 条之间相互作用力、土条不受侧向力作用、或侧向力与圆弧切线方向平行。 §4.3 曲线滑动面的边坡稳定性分析 条分法计算步骤： 1）用4.5H法或36o法绘制圆心辅助线 2）选择滑动面，将土体分条； 3）计算每一土条土体重的分量： 4）计算滑动面的抗力，即: 5）计算滑动面上各力对圆心的滑动力矩和抗滑力矩 ： 6）假定不同的滑动面，重复（1）～（5）求出不同的K §4.3 曲线滑动面的边坡稳定性分析 6）抗滑稳定系数； 7）绘制稳定系数曲线，求最小稳定系数Kmin； 8）根据土特性、抗剪强度指标、公路等级和地区经验确定K，当计算K值小于容许[K]值时，则放缓边坡，重新拟订横断面，重复上述步骤，直到合格为止。