路基路面工程 教学课件 ppt 作者 郭兰英 主编 朱红兵 董连成 副主编第四章.ppt

本节重点;§4　路基边坡稳定性设计;特殊路基设计：地质与水文条件复杂、高填 深挖或特殊需要的路基…..。;一、路基边坡稳定性的影响因素;(3)边坡的几何形状。边坡的高度、坡度等直接关系到土的稳定条件，高大、陡直的边坡，因重心高，稳定条件差，易发生滑坍或其它形式的破坏。 (4)活荷载增加。坡脚因水流冲刷或其它不适当的开挖而使边坡失去支撑等，均可能增大边坡土体的剪应力。 (5)地震及其它震动荷载。这些属于偶然荷载，有可能出现。 ;二、 路基边坡失稳现象与土质的关系;在用力学边坡稳定性分析法进行边坡稳定性分析时，为简化计算，通常都按平面问题来处理。近似将边坡滑动面与路基横断面的交线看成直线、曲线、折线。;　2.滑动面的适用条件：; ;3）陡坡上的路堤整体稳定性验算时→采用折线破裂面法。;3.在进行边坡稳定性分析时的假定条件： （大多采用近似的方法） 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 　　土体呈整体下滑。 3）极限滑动面位置要通过试算来确定。 ;三、边坡稳定性分析的计算参数 ;1.土的计算参数 边坡稳定性分析所需土的试验资料： （1）对于路堑或天然边坡取：原状土的容重γ(kN／m3)、内摩擦角 φ(。)和粘聚力 c (kpa)。 （2）对路堤边坡，应取与现场压实度一致的压实土的试验数据。数据包括压实后土的容重r(kN／m3)、内摩擦角φ (。)和粘聚力c(kPa)。;砂性土φ、 c值参考表;粘性土φ、 c值参考表;2. 边坡稳定性分析边坡的取值 ;γ１ φ１ c１;四 汽车荷载当量换算 ;汽车－１０级重车，Ｑ＝１５０ＫＮ， 汽车－１５级重车，Ｑ＝２００ＫＮ 汽车－２０级重车，Ｑ＝３００ＫＮ 汽车－超２０级重车，Ｑ＝５５０ＫＮ 履带－５０，Ｑ＝５００ＫＮ;图4-1 汽车荷载布置示意图;1、土质路基边坡稳定分析方法;2．力学分析法（解析法） 数解法：假定几个不同的滑动面，按力学平衡原理对每个滑动面进行边坡稳定性分析，从中找出极限滑动面．按此极限滑动面的稳定程度来判断边坡的稳定性。此法较精确，但计算较繁，建议学生自编计算机程序进行数值计算。 ;2、边坡稳定原理 边坡稳定的各种方法，以土的抗剪强度为理论基础，按力的极限平衡原理建立相应的计算式;1、试算法; ;图4-3 直线法验算砂、砾类土高路堤边坡稳定性; 讨论： ;图4-4 直线法验算砂砾类土路堑边坡稳定性;4—8;例：4-1某挖方边坡，已知φ=25°，γ=17.64KN/m3，c=14.7KPa，H=6.0m，i=1：0.5，试验算边坡稳定性。;二、曲线滑动面法 ;1.条分法基本原理：圆弧法是将圆弧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滑动力距和抗滑力距，然后叠加计算出整个滑动土体的稳定性。 圆弧法的基本步骤： (1) 通过坡脚任意选定可能发生的圆弧滑动面面，其半径为R，沿路线纵向取单位长度。将滑动土体分成若干个有一定宽度的垂直土条，其宽一般为2—4m。 ;Q;(2) 计算每个土条的土体重Qi(包括小段土重和其上部换算为土柱的荷载在内); (3) 计算每一小段滑动面上的反力(抵抗力); (4) 以圆心O为转动圆心，半径R为力臂，计算滑动面上各力对O点的滑动力矩和抗滑力矩 。;Qi′;(5) 求稳定系数K值:; 由于试算的滑动面是任意选的，故需再假定若干个可能的滑动面，按上述步骤计算对应的稳定系数K，判断出极限稳定系数。 ;1) 4．5H法(图4—7a): ①由坡脚E向下引垂线，在???线上截取高度H得F点； ②自F点向有引水平线，在水平线上截取4．5H，得M点； ③连结边坡坡脚置和顶点S，求得SE的斜度io=1／m，据此值查表4—1得β1和β2值。E点作与SE成β1角的直线，再由S点作与水平线成β2角的直线，两线相交得I点; ④连结I和M两点即得圆心辅助线。 ;图 4—7a;;图4-7 36°法绘辅助线 a）考虑荷载时；b)不计荷载时;(二) 条分法的表解法;图表解法边坡稳定性分析原理;令：;滑动圆弧通过坡脚的几何关系;边坡稳定验算的A和B值表 4-2; 例题4-4 已知：路堤高12m，路基土粘聚力c=10kPa，内摩擦角φ=24 °，容重γ= 16．8KN/m3，边坡坡度i0=1：1.5，请用表解法分析其边坡稳定性。 解： f =tanφ＝0.4， 依据边坡坡度i0=1：1.5，不同圆心对应的A，B值及Ki值如下表所示。