2025年路基边坡稳定性分析.pdfVIP

饭疏食，饮水，曲肱而枕之，乐亦在其中矣。不义而富且贵，于我如浮云。——《论语》

第四章路基边坡稳定性设计

4.1边坡稳定性分析原理与方法

4.1.1边坡稳定原理

根据对边坡发生滑塌现象的观察,边坡破坏时形成一滑动面.滑动面的形状与

土质有关.对于粘性土,滑动土体有时象圆柱形,有时象碗形.对于松散的砂性土及

砂土,滑动面类似平面.

如果下滑面是单一平面．则根据静力平衡原理可以求解力未知量，这是一个静力平衡

问题(图4—1a)。

如果下滑面具有二个破坏面，稳定性分析时必须确定两个破坏面上的法向力的

大小和作用点，但只能建立三个平衡方程，因而这是一个超静定问题(图4—1b)。

如果下滑面具有多个破坏面，稳定性分析时必须确定每个破坏面法向力的大小

和作用点，同样只能建立三个平衡方程，因而这是一个多次超静定问题(图4—1c)。

为求解静不定问题,通常需要作出某些假设,使之变为静定问题.

（1）在用力学边坡稳定性分析法进行边坡稳定性分析时,通常按平面问题来解

决.

（2）松散的砂性土和砾土具有较大的内摩擦角(φ)和较小的粘聚力(c),边坡

滑塌时,破裂面近似平面,在边坡稳定性分析中可采用直线破裂面法.

（3）粘性土具有较大的粘聚力(c),而内摩擦角(φ)较小,破坏时滑动面近似于

圆曲面,采用圆弧破裂面法.

边坡稳定性分析的假设:

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,滑动土体整体下滑.

3.极限滑动面位置要通过计算确定.

博观而约取，厚积而薄发。——苏轼

4.1.2边坡稳定性分析的计算参数

(1)土的计算参数

路基处在复杂的自然环境中，其稳定性随环境条件(特别是土的含水量)和时间

的增长而变化。路堑是在天然土层中开挖而成，土石的性质、类别和分布是自然存在

的。而路堤是由人工填筑而成，填料性质可由人为方法控制。因此，在边坡稳定性分

析时，对于土的物理力学数据的选用，以及可能出现的最不利情况，应力求能与路基

将来实际情况相一致。

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r(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)。

勿以恶小而为之，勿以善小而不为。——刘备

在边坡稳定性分析时，如边坡由多层土体所构成，所采用土的边坡稳定性分析

参数c、φ和r的值应根据边坡稳定性分析方法确定，对于直线法和圆弧法可通过合

理的分段，直接取用不同土层的参数值。如用综合土体边坡稳定性分析，可采用加权

平均法求得，如下式：

加权平均法适用于较为粗略的边坡稳定性分析。

(2)边坡稳定性分析边坡的取值

边坡稳定性分析时，对于折线形或阶梯形边坡(图4—2)，一般可取平均值，例

如，图4—2a)取AB线，图4—2b)则取坡脚点和坡顶点的连线。

(3)汽车荷载当量换算

路基除承受自重作用外，同时还承受行车荷载的作用。在边坡稳定性分析时，

需要将车辆按最不利情况排列，并将车辆的设计荷载换算成当量土柱高(即以相等压

力的土层厚度来