路基的稳定分析.ppt

（二）圆弧破裂面法大量观测表明，粘性土自然山坡、人工填筑或开挖的边坡，破裂面的形状多呈近似的圆弧状。粘性土的抗剪强度包括摩擦强度和粘聚强度两个组成部分。由于粘聚力的存在，粘性土边坡不会像无粘性土坡一样沿坡面表面滑动。根据土体极限平衡理论，可以导出均质粘性边坡的滑动面为对数螺线曲面，形状近似于圆柱面。因此，在工程设计中常假定滑动面为圆弧面。建立在这一假定上的稳定分析方法称为圆弧滑动法和圆弧条分法。路基工程中常用圆弧滑动面法有瑞典条分法和毕肖普法。1瑞典条分法瑞典圆弧条分法检算图将各土条圆弧面段的抗滑力与下滑力乘以对滑动圆心的力臂R，则滑动面上土体的稳定系数K为在路堤体内作一假想的圆弧滑动面然后把滑动面以上的土体，按堤身和荷载土柱等形成的变化点分为许多竖直土条,土条宽度应不大于2～4m式中Ti—过圆心垂线左侧各分条的切向分力当通过圆心的铅垂线oo将圆弧分为左右两部分时，在oo左侧土条的切向力与滑动方向相反，为抗滑力，因此可表示为2毕肖普法毕肖普法也是一种圆弧滑动面法，它也是将圆弧滑动面上的滑动土体进行分条毕肖普法和条分法不同的是：它考虑了土体滑动中土条与土条之间存在相互作用力，以及在土体的稳定性检算中要求的安全度等因素，未将土的抗剪强度用足设其作用在滑动面上的作用点切线与水平线夹角为αi，在土条宽bi很小时，土条的滑动面段长可以按弦长计，为土条间的相互作用力以垂直力V和水平力E表示，图中在分条的上侧界面上为Vi和Ei，在下侧界面上为Vi+1和Ei+1在土条保持稳定的情况下，以上各力应与土条在滑动面段上的抗滑力和滑动面以下土体的法向反力形成平衡，如图所示Ti的力作用方向为与水平面成αi角，Ni与Ti垂直，也即与水平面成90°-αi角。于是，取各力在竖直方向的力平衡关系，可得式图中和上式的抗滑力由滑动面上土的摩擦阻力Ni‘tgφ和滑动面段上的粘着阻力cili两部分组成，亦即因为检算路堤要求稳定系数K大于或等于规范允许值，也即在土条中的抗滑力仅为土体进入极限平衡状态时的1/K,因此，以上的抗滑力Ti也应写成于是，式（*）也可以写成为式中添加标题添加标题添加标题在堤身稳定性分析中，考虑土体的整体力矩平衡，各土条间的作用力对圆心力矩之和为零，于是，在滑动面以土体的稳定性可用各分条土体在滑动面上的抗滑力矩和下滑力矩之比表示，即考虑(Vi-Vi+1)一项一般很小，且略去后偏于安全，当滑动面不越过圆心铅垂线时，下滑力为∑Ti=∑Qsinαi，抗滑力为Ni与tgφi的乘积加抗滑粘着阻力得出。即毕肖普简化式式中的mαi与αi相关，可直接由图查出mαi与αi关系曲线由于公式的两边都有K，所以，计算需先假定K值代入式中求K，直到两者相符或十分接近为止，因可应用迭代的方法，所以计算工作量一般不大，也可用计算机求解。(三)复式滑面法当软弱土层较薄时，滑动面将不是一个连续圆弧，其底部往往沿着硬层的顶面滑动，滑面为三段曲线组成，呈复式滑面，这时宜采用复式滑面法进行稳定性分析。(四)不平衡推力传递法路堤沿斜坡地基或软弱层滑动破坏一般为非圆弧，通常采用不平衡推力法进行分析。根据不平衡推力法的理论，可得出如下的稳定系数表达式：第七章土坡稳定计算路基是轨道的基础，也称线路下部结构(线下工程)按堤身填料经压实后的力学性质和地基条件先设定堤身边坡的形状和坡度。然后将列车和轨道作用在堤身顶面上的荷载换算成土柱置于堤顶线路位置上，按照常用的边坡稳定性分析计算检算各个已设定堤身断面的边坡稳定性，得出的应满足的要求，[K]为规范允许值。

在检算中出现K小于以上要求值时，应放缓边坡，对断面作修改。第一节路基边坡稳定性分析所谓边坡就是具有倾斜坡面的土坡。按岩性可分为土质和岩体边坡；按形成条件可分为自然边坡和人工边坡。边坡的失稳或破坏系指土体在一定范围内整体沿某一滑面移动而丧失稳定的现象。产生边坡失稳的原因在于边坡体内可能产生的剪应力大于土的抗剪强度。边坡的破坏类型按地质、水文条件不同而分为三大类：土坡沿土中已存在的软弱滑动面滑动的情形，即滑坡；软弱地基上的路堤失稳；一般土质边坡的失稳。边坡稳定性分析，可归结为土的强度问题，即土中一点的剪应力是否大于土的抗剪强度。如果土中形成了一系列极限平衡点或破裂点并逐渐相连时，就形成了可能的破裂面，从而产生了破裂面以上土体整体失稳的现象，具体而言有溜坍、整体滑移等现象。一边坡稳定性计算方法在边坡稳定计算方法中，通常采用整体的极限平衡方法来进行分析。根据边坡不同破裂面形状而有不同的分析模式。边坡失稳的破裂面形状按土质和成因不同而不同：粗粒土或砂性土的破裂面多呈直线形；细粒土或粘性土的破裂面多为圆弧形；