第4章 路基邊坡穩(wěn)定性分析

1、道路工程道路工程第第4章章 路基邊坡穩(wěn)定性分析路基邊坡穩(wěn)定性分析第一節(jié)第一節(jié) 路基邊坡穩(wěn)定性分析原理與方法路基邊坡穩(wěn)定性分析原理與方法工程地質(zhì)法工程地質(zhì)法力學(xué)驗算法力學(xué)驗算法路基邊坡穩(wěn)定性驗算的參數(shù)路基邊坡穩(wěn)定性驗算的參數(shù)容重容重(kN/m3)內(nèi)摩擦角內(nèi)摩擦角()粘聚力粘聚力c(kPa) 路塹或天然邊坡路塹或天然邊坡：原狀土；路堤邊坡路堤邊坡：與現(xiàn)場壓實度一致的壓實土的試驗數(shù)據(jù)。 多層土體：多層土體：1.加權(quán)平均法2.通過合理的分段，直接取用不同土層的參數(shù)值。 路堤各層填料性質(zhì)不同時，所采用驗算數(shù)據(jù)可按加權(quán)平路堤各層填料性質(zhì)不同時，所采用驗算數(shù)據(jù)可按加權(quán)平均法求得。均法求得。一、力學(xué)驗算法一、

2、力學(xué)驗算法 破裂面破裂面 1 1、用力學(xué)方法進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析時，為簡化計算，都按平、用力學(xué)方法進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析時，為簡化計算，都按平面問題處理面問題處理. . 2 2、松散的砂性土和礫石內(nèi)摩擦角較大，粘聚力較小，破裂面近、松散的砂性土和礫石內(nèi)摩擦角較大，粘聚力較小，破裂面近似直線破裂面法。似直線破裂面法。 3 3、粘性土粘聚力較大，內(nèi)摩擦角較小，破裂時滑動面為圓柱形、粘性土粘聚力較大，內(nèi)摩擦角較小，破裂時滑動面為圓柱形、碗形，近似于圓曲面，采用圓弧破裂面法碗形，近似于圓曲面，采用圓弧破裂面法一、力學(xué)驗算法一、力學(xué)驗算法基本假定基本假定滑動體為剛體滑動體為剛體不考慮滑動主體本身內(nèi)應(yīng)力的分布不

3、考慮滑動主體本身內(nèi)應(yīng)力的分布認(rèn)為平衡狀態(tài)只在滑動面上達(dá)到，滑動主體整體下滑認(rèn)為平衡狀態(tài)只在滑動面上達(dá)到，滑動主體整體下滑一、力學(xué)驗算法一、力學(xué)驗算法基本假定基本假定滑動體為剛體滑動體為剛體不考慮滑動主體本身內(nèi)應(yīng)力的分布不考慮滑動主體本身內(nèi)應(yīng)力的分布認(rèn)為平衡狀態(tài)只在滑動面上達(dá)到，滑動主體整體下滑認(rèn)為平衡狀態(tài)只在滑動面上達(dá)到，滑動主體整體下滑1 直線法直線法路堤路堤下滑力下滑力：抗滑力抗滑力： sin QTcLtgQRcossincosQcLtgQTRK安全系數(shù)安全系數(shù)：適用于砂土和砂性土邊坡。適用于砂土和砂性土邊坡。 通過坡腳A點(diǎn)，假定34個可能的破裂面，求出相應(yīng)的穩(wěn)定系數(shù)Ki值，得出Ki與i的

4、關(guān)系曲線。在關(guān)系曲線上找到最小穩(wěn)定系數(shù)值Kmin，及對應(yīng)的極限破裂面傾斜角值。 直線法直線法路塹路塹)()(sincos00ctgactgafQcLtgQTRKtgf hca20令dK/d0，可求K最小時破裂面傾斜角0值。csc000afactgctgcsc(2)2()000minafactgfaK直線法直線法K1 土鍥體穩(wěn)定；K=1 極限平衡狀態(tài)；K 0 0不穩(wěn)定不穩(wěn)定 折線法陡坡路堤穩(wěn)定性分析示例折線法陡坡路堤穩(wěn)定性分析示例 請用剩余下滑力方法分析下圖所示的折線坡上請用剩余下滑力方法分析下圖所示的折線坡上路堤的抗滑穩(wěn)定性。路堤的抗滑穩(wěn)定性。已知：已知： 1) 路堤的幾何參數(shù)如圖所示，其中：

5、 2) 土的參數(shù)為： ， ， ； 3) 作用在路堤上的超載 ； 4) 抗滑安全系數(shù) 。707. 0sin1707. 0cos10 . 1tan1242. 0sin2970. 0cos225. 0tan2mkNq/1025.1k15kPac103/18mkN4.06.08.0mkNq/10212.06.02.0 2.0圖4.1 折線邊坡抗滑穩(wěn)定性分析圖中尺寸單位均為 m 計算計算： 1) 1) 首先求土塊的剩余下滑力；首先求土塊的剩余下滑力； 的面積：的面積：S S1 11/2(4+6)1/2(4+6)2+1/22+1/26 66=28 m6=28 m2 2 的重量：的重量：G G1 1=28=

6、2818=504 kN/m18=504 kN/m 的抗滑力：的抗滑力：R R1 1=1/K(G=1/K(G1 1+q+q b b1 1)cos)cos1 1tgtg c c L L1 1 1/1.255441/1.255440.7070.7070.2680.26810106.0/0.7076.0/0.707 150.36kN/m 150.36kN/m 的下滑力：的下滑力：T T1 1= =（G G1 1+q+q b b1 1）sinsin1 15445440.7070.707 384.608 kN/m384.608 kN/m 所以，的剩余下滑力為：所以，的剩余下滑力為：F F1 1T T1 1

7、R R1 1234.25 kN/m234.25 kN/m 2) F 2) F1 1當(dāng)作外力，求土塊的剩余下滑力；當(dāng)作外力，求土塊的剩余下滑力； 的面積：的面積：S S2 24 48=32 m8=32 m2 2 的重量：的重量：G G2 2=32=3218=576 kN/m18=576 kN/m 的抗滑力：的抗滑力：R R2 2=1/K(G=1/K(G2 2+q+q b b2 2F F1 10.707)0.707)tgtg c c L L2 2 1 / 1 . 2 5 7 8 1 . 6 11 / 1 . 2 5 7 8 1 . 6 1 0 . 2 6 80 . 2 6 8 1 01 0 4 .

8、 0 4 . 0 199.58 kN/m199.58 kN/m 的下滑力：的下滑力：T T2 2=F=F1 10.7070.707234.25234.250.7070.707 165.61kN/m165.61kN/m 的剩余下滑力為：的剩余下滑力為：F F2 2T T2 2R R2 2-33.97 kN/m0-33.97 kN/m0， 也即和可以自平衡，所以令也即和可以自平衡，所以令F F2 2為為0 0，不帶入下塊計算，不帶入下塊計算。 3) 3) 求土塊的剩余下滑力；求土塊的剩余下滑力； 的面積：的面積：S S3 31/21/28 88=32 m8=32 m2 2 的重量：的重量：G G3 3=32=3218=576 kN/m18=576 kN/m 的抗滑力：的抗滑力：R R3 3=1/KG=1/KG3 3coscos2 2tgtg c c L L3 3 1/1.255761/1.255760.970.970.2680.26810108.0/0.978.0/0.97 185.8 kN/m185.8 kN/m 的下滑力：的下滑力：T T3 3= G= G3 3sinsin2 25765760.2420.242 139.4 kN/m139.4 kN/m 的剩余下滑力為：的剩余下滑力為：F F3 3T T3 3R R3 3-46.4 kN/m0-46.4 kN/