《路基設(shè)計(jì)》ppt課件

1、Pavement Engineering國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程第三章第三章路基設(shè)計(jì)路基設(shè)計(jì)主要內(nèi)容主要內(nèi)容u第一節(jié)第一節(jié) 路基概念及構(gòu)造路基概念及構(gòu)造u第二節(jié)第二節(jié) 路基的主要病害類型及緣由路基的主要病害類型及緣由u第三節(jié)第三節(jié) 路基橫斷面設(shè)計(jì)路基橫斷面設(shè)計(jì)u第四節(jié)第四節(jié) 路基邊坡穩(wěn)定性分析路基邊坡穩(wěn)定性分析u第五節(jié)第五節(jié) 路基變形分析與檢測(cè)路基變形分析與檢測(cè)u第六節(jié)第六節(jié) 路基排水設(shè)計(jì)路基排水設(shè)計(jì)u第七節(jié)第七節(jié) 特殊路基設(shè)計(jì)特殊路基設(shè)計(jì)第一節(jié)第一節(jié) 路基概念及構(gòu)造路基概念及構(gòu)造u中心內(nèi)容中心內(nèi)容u路基根本概念路基根本概念u路基的類型和構(gòu)造路基的類型和構(gòu)造u路基附屬設(shè)備路基附屬設(shè)備1 1、路

2、基根本概念、路基根本概念u路基的根本概念路基的根本概念u路基指的是按照道路設(shè)計(jì)位置和一定技術(shù)要求路基指的是按照道路設(shè)計(jì)位置和一定技術(shù)要求修筑的作為鐵路和公路根底的帶狀構(gòu)造物。修筑的作為鐵路和公路根底的帶狀構(gòu)造物。u公路路基普通是用土或石料修筑而成的線形構(gòu)公路路基普通是用土或石料修筑而成的線形構(gòu)造物造物u從資料上分，路基可分為土質(zhì)路基，石質(zhì)路基從資料上分，路基可分為土質(zhì)路基，石質(zhì)路基，土石混合路基三種。，土石混合路基三種。 1 1、路基根本概念、路基根本概念u路基的根本概念路基的根本概念u高于原地面高程的填方路基稱為路堤高于原地面高程的填方路基稱為路堤Embankment，u低于原地面的挖方路基

3、稱為路塹低于原地面的挖方路基稱為路塹Cutting。u路基接受行車荷載和路面自重的作用，深度在路基接受行車荷載和路面自重的作用，深度在路基頂面以下路基頂面以下0.8m范圍稱為路床。范圍稱為路床。u鞏固的路基是路面強(qiáng)度與穩(wěn)定性的重要保證。鞏固的路基是路面強(qiáng)度與穩(wěn)定性的重要保證。u030cm稱為上路床；稱為上路床；3080cm稱為下路床稱為下路床。1 1、路基根本概念、路基根本概念u普通路基的概念普通路基的概念u通常是指在良好的地質(zhì)與水文條件下，填方高通常是指在良好的地質(zhì)與水文條件下，填方高度度1.5mh 18m或挖方深度不大的路基，或挖方深度不大的路基，它可結(jié)合當(dāng)?shù)氐匦巍⒌刭|(zhì)直接選用典型斷面或它

4、可結(jié)合當(dāng)?shù)氐匦巍⒌刭|(zhì)直接選用典型斷面或設(shè)計(jì)規(guī)定而不需進(jìn)展個(gè)別論證與驗(yàn)算。設(shè)計(jì)規(guī)定而不需進(jìn)展個(gè)別論證與驗(yàn)算。2、路基的類型與構(gòu)造、路基的類型與構(gòu)造u路基橫斷面的典型方式，可歸納為路堤、路塹和填挖結(jié)合三種類型 u路堤u路塹u半填半挖路基路堤的類型與構(gòu)造要求路堤的類型與構(gòu)造要求路堤的常見(jiàn)橫斷面型式見(jiàn)以下圖路堤的常見(jiàn)橫斷面型式見(jiàn)以下圖 1 1路堤按填高分，有：路堤按填高分，有： 矮路堤矮路堤H1.01.5mH1820mH1820m 普通路堤普通路堤H=1.518mH=1.518m 2 2路堤按所處條件和加固類型分，有：路堤按所處條件和加固類型分，有： 浸水路堤浸水路堤 護(hù)腳路堤護(hù)腳路堤 挖溝填筑路堤挖

5、溝填筑路堤 等等2、路基的類型與構(gòu)造、路基的類型與構(gòu)造2、路基的類型與構(gòu)造、路基的類型與構(gòu)造a矮路堤矮路堤b普通路堤普通路堤c浸水路堤浸水路堤d護(hù)腳路堤護(hù)腳路堤e挖溝填筑路堤挖溝填筑路堤路堤路堤斷面斷面方式方式路堤路堤embankment 在天然地面上用土或石填筑的具有一定密實(shí)度的線路建筑物。在天然地面上用土或石填筑的具有一定密實(shí)度的線路建筑物。路堤構(gòu)造：路基填料的選擇與密實(shí)度控制在路基設(shè)計(jì)、施工中最為重要。路堤構(gòu)造：路基填料的選擇與密實(shí)度控制在路基設(shè)計(jì)、施工中最為重要。2、路基的類型與構(gòu)造、路基的類型與構(gòu)造u普通路堤和矮路堤的構(gòu)造要求：普通路堤和矮路堤的構(gòu)造要求：u1滿足最小填土高度要求；滿

6、足最小填土高度要求；u2因任務(wù)區(qū)能夠涉及到天然地面，除填方路因任務(wù)區(qū)能夠涉及到天然地面，除填方路堤須滿足施工要求外，天然地基必需壓實(shí)，必堤須滿足施工要求外，天然地基必需壓實(shí)，必要時(shí)須換土或進(jìn)展加固；要時(shí)須換土或進(jìn)展加固；u3可結(jié)合兩側(cè)排水溝進(jìn)展挖土填筑路基，可可結(jié)合兩側(cè)排水溝進(jìn)展挖土填筑路基，可在路基側(cè)設(shè)置護(hù)坡道；在路基側(cè)設(shè)置護(hù)坡道；u4對(duì)地面縱、橫坡較陡處必需挖臺(tái)階再填筑，對(duì)地面縱、橫坡較陡處必需挖臺(tái)階再填筑，從而保證路基不沿坡向有滑動(dòng)能夠性；從而保證路基不沿坡向有滑動(dòng)能夠性；u5必要時(shí)可設(shè)置石砌護(hù)腳進(jìn)展路基防護(hù)。必要時(shí)可設(shè)置石砌護(hù)腳進(jìn)展路基防護(hù)。2、路基的類型與構(gòu)造、路基的類型與構(gòu)造u高路

7、堤及浸水路堤的構(gòu)造要求：高路堤及浸水路堤的構(gòu)造要求：u1必需進(jìn)展個(gè)別設(shè)計(jì)；必需進(jìn)展個(gè)別設(shè)計(jì)；u2邊坡可采用上陡下緩的折線方式或臺(tái)階方邊坡可采用上陡下緩的折線方式或臺(tái)階方式；式；u3邊坡外表須采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)或加固措施。邊坡外表須采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)或加固措施。2、路基的類型與構(gòu)造、路基的類型與構(gòu)造a全挖路塹全挖路塹b臺(tái)口式路塹臺(tái)口式路塹c半山洞路塹半山洞路塹路塹斷面方式路塹斷面方式路塹路塹 cutting：是指全部在原地面開(kāi)挖而成的路基或低于原地面的挖方路基。：是指全部在原地面開(kāi)挖而成的路基或低于原地面的挖方路基。作用：緩和道路縱坡或越嶺線穿越嶺口控制標(biāo)高；作用：緩和道路縱坡或越嶺線穿越嶺口控制標(biāo)高；

8、危害：破壞了厚地層的天然平衡形狀，不利于排水，通風(fēng)；危害：破壞了厚地層的天然平衡形狀，不利于排水，通風(fēng)； 路塹的類型與構(gòu)造要求路塹的類型與構(gòu)造要求路塹的構(gòu)造要求：路塹的構(gòu)造要求： 1邊坡可設(shè)置為直線或折線；邊坡可設(shè)置為直線或折線； 2邊坡坡腳處須設(shè)置邊溝；邊坡坡腳處須設(shè)置邊溝； 3路塹上方應(yīng)設(shè)置截水溝；路塹上方應(yīng)設(shè)置截水溝； 4坡面易風(fēng)化時(shí)須采取防護(hù)措施，并設(shè)碎落臺(tái)；坡面易風(fēng)化時(shí)須采取防護(hù)措施，并設(shè)碎落臺(tái)； 5挖方路基下天然地基必需人工壓實(shí)，必要時(shí)應(yīng)挖方路基下天然地基必需人工壓實(shí)，必要時(shí)應(yīng)翻挖重填、換土或進(jìn)展加固處置。翻挖重填、換土或進(jìn)展加固處置。2、路基的類型與構(gòu)造、路基的類型與構(gòu)造2、路基

9、的類型與構(gòu)造、路基的類型與構(gòu)造半填半挖斷面方式半填半挖斷面方式a普通填挖路基普通填挖路基b矮擋土墻路基矮擋土墻路基c護(hù)肩路基護(hù)肩路基d e砌石路基砌石路基f擋土墻路基擋土墻路基g半山橋路基半山橋路基半填半挖式路基【半填半挖式路基【part-cut & part-fill part-cut & part-fill 】指的是在一個(gè)橫斷面內(nèi)，部分為路堤、部分為路塹的路基。指的是在一個(gè)橫斷面內(nèi)，部分為路堤、部分為路塹的路基。 半填半挖路基的構(gòu)造要求：半填半挖路基的構(gòu)造要求：1對(duì)路堤和路塹的要求都應(yīng)滿足；對(duì)路堤和路塹的要求都應(yīng)滿足；2緊縮用地寬度及減小填方量時(shí)，可在填方側(cè)設(shè)緊縮用地寬度及減小填方量時(shí)，可

10、在填方側(cè)設(shè)護(hù)坡或護(hù)墻，也可設(shè)置護(hù)肩墻或路堤墻，特殊時(shí)可護(hù)坡或護(hù)墻，也可設(shè)置護(hù)肩墻或路堤墻，特殊時(shí)可設(shè)半山橋路基。設(shè)半山橋路基。2、路基的類型與構(gòu)造、路基的類型與構(gòu)造2、路基的類型與構(gòu)造、路基的類型與構(gòu)造u討論：討論：u矮路堤有什么特點(diǎn)？如何合理運(yùn)用矮路堤？矮路堤有什么特點(diǎn)？如何合理運(yùn)用矮路堤？u山區(qū)公路山區(qū)公路u美國(guó)公路普通采用什么路基？美國(guó)公路普通采用什么路基？借方與棄方不可防止，假設(shè)能結(jié)合不同標(biāo)段進(jìn)展協(xié)調(diào)借方與棄方不可防止，假設(shè)能結(jié)合不同標(biāo)段進(jìn)展協(xié)調(diào)處置，那么不僅可以降低工程造價(jià)，還可以維護(hù)自然處置，那么不僅可以降低工程造價(jià)，還可以維護(hù)自然平衡，但須進(jìn)展調(diào)配安排及合理計(jì)算運(yùn)費(fèi)。平衡，但須進(jìn)

11、展調(diào)配安排及合理計(jì)算運(yùn)費(fèi)。平坦地域用土量少時(shí)可沿路兩側(cè)抽溝取土，結(jié)合路基平坦地域用土量少時(shí)可沿路兩側(cè)抽溝取土，結(jié)合路基排水及農(nóng)田灌溉安排，但對(duì)于堤頂至坑底高差大及脆排水及農(nóng)田灌溉安排，但對(duì)于堤頂至坑底高差大及脆弱地基區(qū)域，取土坑易遠(yuǎn)離路基坡腳，并進(jìn)展坑設(shè)計(jì)。弱地基區(qū)域，取土坑易遠(yuǎn)離路基坡腳，并進(jìn)展坑設(shè)計(jì)。廢方能利用應(yīng)盡量加以利用，真實(shí)需堆棄也應(yīng)盡量不廢方能利用應(yīng)盡量加以利用，真實(shí)需堆棄也應(yīng)盡量不影響路基，做好相關(guān)設(shè)計(jì)，尤其應(yīng)控制廢方的數(shù)量。影響路基，做好相關(guān)設(shè)計(jì)，尤其應(yīng)控制廢方的數(shù)量。取土坑與棄土堆取土坑與棄土堆3、路基附屬設(shè)備、路基附屬設(shè)備3、路基附屬設(shè)備、路基附屬設(shè)備u取土坑與棄土堆取土坑

12、與棄土堆 護(hù)坡道有利于降低邊坡平均坡度、維護(hù)邊坡穩(wěn)定，護(hù)坡道有利于降低邊坡平均坡度、維護(hù)邊坡穩(wěn)定，軟土地段還有助于路基沉降均勻及路基整體穩(wěn)定。軟土地段還有助于路基沉降均勻及路基整體穩(wěn)定。但護(hù)坡道設(shè)置涉及到土地占用及工程經(jīng)濟(jì)，應(yīng)兼顧但護(hù)坡道設(shè)置涉及到土地占用及工程經(jīng)濟(jì)，應(yīng)兼顧好穩(wěn)定與經(jīng)濟(jì)合理性。好穩(wěn)定與經(jīng)濟(jì)合理性。 碎落臺(tái)設(shè)于挖方邊坡坡腳處，維護(hù)邊溝不被碎落碎落臺(tái)設(shè)于挖方邊坡坡腳處，維護(hù)邊溝不被碎落的土石塊堵塞，也可同時(shí)兼起護(hù)坡道作用。的土石塊堵塞，也可同時(shí)兼起護(hù)坡道作用。護(hù)坡道與碎落臺(tái)護(hù)坡道與碎落臺(tái)3、路基附屬設(shè)備、路基附屬設(shè)備錯(cuò)車道普通用于單車道公路會(huì)車或緊急避讓之用，錯(cuò)車道普通用于單車道公

13、路會(huì)車或緊急避讓之用，可每隔可每隔200500m設(shè)置一處，長(zhǎng)度不小于設(shè)置一處，長(zhǎng)度不小于30m，前，前后各有后各有10m的出入過(guò)渡段。的出入過(guò)渡段。單車道的路基寬度普通為單車道的路基寬度普通為4.5m，而錯(cuò)車道地段的路，而錯(cuò)車道地段的路基寬度普通為基寬度普通為6.5m，必需在路基設(shè)計(jì)時(shí)加以思索。，必需在路基設(shè)計(jì)時(shí)加以思索。堆料坪與錯(cuò)車道堆料坪與錯(cuò)車道3、路基附屬設(shè)備、路基附屬設(shè)備School of Transportation Southeast University，China 東南大學(xué)道路與鐵道工程國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科東南大學(xué)道路與鐵道工程國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科急流槽是路面排水急流槽是路面排水采取集中排泄方

14、式采取集中排泄方式時(shí)的必需設(shè)備，普時(shí)的必需設(shè)備，普通與消力池進(jìn)展綜通與消力池進(jìn)展綜合設(shè)計(jì)思索。合設(shè)計(jì)思索。急流槽的過(guò)水?dāng)嗝婕绷鞑鄣倪^(guò)水?dāng)嗝姹匦杓右杂?jì)算，應(yīng)必需加以計(jì)算，應(yīng)進(jìn)展其穩(wěn)定性設(shè)置進(jìn)展其穩(wěn)定性設(shè)置。急流槽與消力池急流槽與消力池3、路基附屬設(shè)備、路基附屬設(shè)備School of Transportation Southeast University，China 東南大學(xué)道路與鐵道工程國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科東南大學(xué)道路與鐵道工程國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科3、路基附屬設(shè)備、路基附屬設(shè)備急流槽與消力池急流槽與消力池第二節(jié)第二節(jié) 路基的主要病害類型及緣由路基的主要病害類型及緣由u中心內(nèi)容中心內(nèi)容u路基沉陷路基沉陷u路基邊坡

15、坍方路基邊坡坍方u路基沿坡面滑動(dòng)路基沿坡面滑動(dòng)u其他病害其他病害u路基病害防治原那么路基病害防治原那么School of Transportation Southeast University，China 東南大學(xué)道路與鐵道工程國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科東南大學(xué)道路與鐵道工程國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科1 1、路基沉陷、路基沉陷u指路基在垂直方向產(chǎn)生較大的沉落。u由1路根本身的緊縮沉降；2天然地面承載力缺乏引起的沉陷。 a)b)路基沉陷路基沉陷a.路基沉陷路基沉陷;b.路基沉縮路基沉縮;c.土基沉陷土基沉陷c)2 2、路基邊坡坍方、路基邊坡坍方u路基、堤壩和河岸等邊坡或山坡的坍塌景象。路基、堤壩和河岸等邊坡或山坡的坍塌景象

16、。 u 主要在降雨、地震等條件下出現(xiàn)的邊坡失穩(wěn)景象。主要在降雨、地震等條件下出現(xiàn)的邊坡失穩(wěn)景象。路基沖塌錄像路基沖塌錄像School of Transportation Southeast University，China 東南大學(xué)道路與鐵道工程國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科東南大學(xué)道路與鐵道工程國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科山體滑坡山體滑坡邊坡?lián)p壞邊坡?lián)p壞2 2、路基邊坡坍方、路基邊坡坍方School of Transportation Southeast University，China 東南大學(xué)道路與鐵道工程國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科東南大學(xué)道路與鐵道工程國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科3 3、路基沿坡面滑動(dòng)、路基沿坡面滑動(dòng)u路基沿坡面整體或部分的沿原地面

17、向下挪動(dòng)。路基沿坡面整體或部分的沿原地面向下挪動(dòng)。 臺(tái)灣地震后的邊坡滑動(dòng)臺(tái)灣地震后的邊坡滑動(dòng)路基沖垮視頻路基沖垮視頻4 4、其他病害、其他病害 普通是凍敏土在水和低溫溫差的影響下構(gòu)成毛細(xì)景象積聚冰棱所致，這種景象發(fā)生于季節(jié)性冰凍地域，當(dāng)溫度在零攝氏度以下反復(fù)變化時(shí)，由于負(fù)溫度的坡差影響會(huì)將路基內(nèi)的水分以毛細(xì)吸管的方式積聚到上部?jī)鼋Y(jié)隆起，從而使路基隆起和路面開(kāi)裂，發(fā)生凍脹；而到了春融季節(jié)，路基上層土首先化凍，水分無(wú)法排出或下滲，這時(shí)在行車作用下泥漿就會(huì)沿路面裂逢冒出，構(gòu)成翻漿。熱棒熱棒 通風(fēng)管路基通風(fēng)管路基 School of Transportation Southeast Universit

18、y，China 東南大學(xué)道路與鐵道工程國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科東南大學(xué)道路與鐵道工程國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科1 1翻漿翻漿4 4、其他病害、其他病害School of Transportation Southeast University，China 東南大學(xué)道路與鐵道工程國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科東南大學(xué)道路與鐵道工程國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科4 4、其他病害、其他病害裂痕：根底處置不當(dāng)而呵斥砌體產(chǎn)生沉陷或施工處置與養(yǎng)護(hù)不當(dāng)而使砌體產(chǎn)裂痕：根底處置不當(dāng)而呵斥砌體產(chǎn)生沉陷或施工處置與養(yǎng)護(hù)不當(dāng)而使砌體產(chǎn)生過(guò)度收縮或膨脹等都會(huì)引起砌體的裂痕。生過(guò)度收縮或膨脹等都會(huì)引起砌體的裂痕。斷裂、傾斜或鼓肚：普通是由于砌體后土的側(cè)向壓力增大或根底的不均勻沉斷裂

19、、傾斜或鼓肚：普通是由于砌體后土的側(cè)向壓力增大或根底的不均勻沉陷所致，多由水的作用或冰凍作用而引起。陷所致，多由水的作用或冰凍作用而引起。沉陷：由于根底土質(zhì)松軟或壓實(shí)缺乏所致。沉陷：由于根底土質(zhì)松軟或壓實(shí)缺乏所致。School of Transportation Southeast University，China 東南大學(xué)道路與鐵道工程國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科東南大學(xué)道路與鐵道工程國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科2 2擋土墻破壞擋土墻破壞3泥石流泥石流4巖溶巖溶5地震地震4 4、其他病害、其他病害School of Transportation Southeast University，China 東南大學(xué)道路與鐵道工程國(guó)

20、家重點(diǎn)學(xué)科東南大學(xué)道路與鐵道工程國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科5 5、路基病害的防治原那么、路基病害的防治原那么u1不良工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件不良工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件u地質(zhì)構(gòu)造、巖層走向、土質(zhì)、地下水位等地質(zhì)構(gòu)造、巖層走向、土質(zhì)、地下水位等u2不利的水文和氣候要素不利的水文和氣候要素u降雨、洪水、干旱等降雨、洪水、干旱等u3設(shè)計(jì)不合理設(shè)計(jì)不合理u邊坡坡度、填高、排水、加固防護(hù)等邊坡坡度、填高、排水、加固防護(hù)等u4施工不合理施工不合理u填筑順序、壓實(shí)、爆破等填筑順序、壓實(shí)、爆破等路基破壞緣由分析路基破壞緣由分析School of Transportation Southeast University，China

21、 東南大學(xué)道路與鐵道工程國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科東南大學(xué)道路與鐵道工程國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科路基病害的工程防治路基病害的工程防治路肩的養(yǎng)護(hù)路肩的養(yǎng)護(hù)邊坡的養(yǎng)護(hù)邊坡的養(yǎng)護(hù)排水設(shè)備的養(yǎng)護(hù)排水設(shè)備的養(yǎng)護(hù)擋土墻和護(hù)坡的養(yǎng)護(hù)擋土墻和護(hù)坡的養(yǎng)護(hù)路基翻漿的養(yǎng)護(hù)路基翻漿的養(yǎng)護(hù)軟土地域養(yǎng)護(hù)軟土地域養(yǎng)護(hù)5 5、路基病害的防治原那么、路基病害的防治原那么School of Transportation Southeast University，China 東南大學(xué)道路與鐵道工程國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科東南大學(xué)道路與鐵道工程國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科第三節(jié)第三節(jié) 路基橫斷面設(shè)計(jì)路基橫斷面設(shè)計(jì)u中心內(nèi)容中心內(nèi)容u路基寬度路基寬度u路基高度路基高度u路基的邊坡坡度率路

22、基的邊坡坡度率1路基寬度的概念：路基寬度的概念： 路基寬度為行車道、路肩、中間帶、變速車道、爬坡車路基寬度為行車道、路肩、中間帶、變速車道、爬坡車道等寬度之和，普通可了解為土路肩外邊緣之間的間隔。道等寬度之和，普通可了解為土路肩外邊緣之間的間隔。2路基寬度確實(shí)定原那么路基寬度確實(shí)定原那么 須思索占用土地及生態(tài)問(wèn)題，應(yīng)盡能夠少占農(nóng)田、思須思索占用土地及生態(tài)問(wèn)題，應(yīng)盡能夠少占農(nóng)田、思索填挖平衡以減少取土開(kāi)挖、防止水土流失以維護(hù)生態(tài)平索填挖平衡以減少取土開(kāi)挖、防止水土流失以維護(hù)生態(tài)平衡。衡。1、路基寬度、路基寬度1、路基寬度、路基寬度a)高速公路和一級(jí)公路 b)二、三、四級(jí)公路 School of

23、Transportation Southeast University，China 東南大學(xué)道路與鐵道工程國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科東南大學(xué)道路與鐵道工程國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科1、路基寬度、路基寬度c城市道路 1、路基寬度、路基寬度各級(jí)公路的路基寬度要求部分各級(jí)公路的路基寬度要求部分 School of Transportation Southeast University，China 東南大學(xué)道路與鐵道工程國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科東南大學(xué)道路與鐵道工程國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科1、路基寬度、路基寬度3技術(shù)規(guī)范技術(shù)規(guī)范School of Transportation Southeast University，China 東南大學(xué)道路與鐵道工程

24、國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科東南大學(xué)道路與鐵道工程國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科1、路基寬度、路基寬度3技術(shù)規(guī)范技術(shù)規(guī)范1、路基寬度、路基寬度路面構(gòu)造路面構(gòu)造面層面層基層基層底基層底基層上路床上路床下路床下路床上路堤上路堤下路堤下路堤ab討論：路基寬度？討論：路基寬度？ a？ b？ 哪一個(gè)是路基寬度？哪一個(gè)是路基寬度？1路基高度：是指路堤的填筑高度或路塹的開(kāi)挖深度，路基高度：是指路堤的填筑高度或路塹的開(kāi)挖深度，普通為路基設(shè)計(jì)標(biāo)高與原地面普通為路基設(shè)計(jì)標(biāo)高與原地面(中心線中心線)標(biāo)高之差；由于原地標(biāo)高之差；由于原地面不平整，因此還有邊坡高度。面不平整，因此還有邊坡高度。2路基高度確實(shí)定：路基高度確實(shí)定：路基高度結(jié)合公路道路縱斷面

25、、排水及防護(hù)措施確定，同時(shí)路基高度結(jié)合公路道路縱斷面、排水及防護(hù)措施確定，同時(shí)與路基臨界高度結(jié)合；應(yīng)使路肩邊緣高出地面積水，并思索與路基臨界高度結(jié)合；應(yīng)使路肩邊緣高出地面積水，并思索地面水、地下水、毛細(xì)水和冰凍作用對(duì)路基強(qiáng)度、耐久性和地面水、地下水、毛細(xì)水和冰凍作用對(duì)路基強(qiáng)度、耐久性和穩(wěn)定性的影響。穩(wěn)定性的影響。 高路堤及深路塹的判別規(guī)范以邊坡高度為根據(jù)；高路堤及深路塹的判別規(guī)范以邊坡高度為根據(jù)；沿河及受水浸淹路基的高度應(yīng)大于：設(shè)計(jì)洪水位沿河及受水浸淹路基的高度應(yīng)大于：設(shè)計(jì)洪水位+壅水高度壅水高度+波浪侵襲高度波浪侵襲高度+0.5m。當(dāng)路基高度不符合規(guī)定時(shí)，可采取降。當(dāng)路基高度不符合規(guī)定時(shí)，可

26、采取降低水位、設(shè)置毛細(xì)水隔斷層等措施。低水位、設(shè)置毛細(xì)水隔斷層等措施。 2、路基高度、路基高度School of Transportation Southeast University，China 東南大學(xué)道路與鐵道工程國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科東南大學(xué)道路與鐵道工程國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科2、路基高度、路基高度u3 3路基設(shè)計(jì)標(biāo)高路基設(shè)計(jì)標(biāo)高u 1 1新建公路的路基設(shè)計(jì)標(biāo)高：新建公路的路基設(shè)計(jì)標(biāo)高：u高速公路和一級(jí)公路采用中央分隔帶的外側(cè)邊高速公路和一級(jí)公路采用中央分隔帶的外側(cè)邊緣標(biāo)高；緣標(biāo)高；u二、三、四級(jí)公路宜采用路基邊緣標(biāo)高，在設(shè)二、三、四級(jí)公路宜采用路基邊緣標(biāo)高，在設(shè)置超高、加寬地段為設(shè)超高、加寬前該處邊緣置

27、超高、加寬地段為設(shè)超高、加寬前該處邊緣標(biāo)高。標(biāo)高。 u2 2改建公路的路基設(shè)計(jì)標(biāo)高：改建公路的路基設(shè)計(jì)標(biāo)高：u普通按新建公路的規(guī)定執(zhí)行，也可視詳細(xì)情況普通按新建公路的規(guī)定執(zhí)行，也可視詳細(xì)情況而采用中央分隔帶中線或行車道中線標(biāo)高。而采用中央分隔帶中線或行車道中線標(biāo)高。u3 3問(wèn)：應(yīng)該稱為路面標(biāo)高，為什么稱為路問(wèn)：應(yīng)該稱為路面標(biāo)高，為什么稱為路基設(shè)計(jì)標(biāo)高？基設(shè)計(jì)標(biāo)高？2、路基高度、路基高度u4沿河路基高度要求沿河路基高度要求u沿河及受水浸淹的路基，其高度應(yīng)根據(jù)技術(shù)規(guī)沿河及受水浸淹的路基，其高度應(yīng)根據(jù)技術(shù)規(guī)范所規(guī)定的設(shè)計(jì)洪水頻率，求得設(shè)計(jì)水位，再范所規(guī)定的設(shè)計(jì)洪水頻率，求得設(shè)計(jì)水位，再添加添加0.5

28、m的余量。的余量。 路基設(shè)計(jì)洪水頻率路基設(shè)計(jì)洪水頻率2、路基高度、路基高度討論：路基高度？討論：路基高度？a? b? c?, 有路拱又怎樣辦？有路拱又怎樣辦？路面構(gòu)造路面構(gòu)造面層面層基層基層底基層底基層上路床上路床下路床下路床上路堤上路堤下路堤下路堤abc1路基邊坡概念：用邊坡高度與邊坡寬度之比路基邊坡概念：用邊坡高度與邊坡寬度之比H:b的方式的方式表示，并取表示，并取H=1計(jì)算為計(jì)算為1:m路堤或路堤或1:n路塹的方式表路塹的方式表示邊坡坡率。示邊坡坡率。邊坡坡度的大小，取決于邊坡的土質(zhì)、巖石的性質(zhì)及水文地邊坡坡度的大小，取決于邊坡的土質(zhì)、巖石的性質(zhì)及水文地質(zhì)條件等自然要素和邊坡的高度。質(zhì)條

29、件等自然要素和邊坡的高度。 2路基邊坡坡度的大小直接影響路基的整體穩(wěn)定性及土路基邊坡坡度的大小直接影響路基的整體穩(wěn)定性及土石方量和施工難易程度；石方量和施工難易程度；普通路基的邊坡坡度應(yīng)經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)驗(yàn)算確定，也可根據(jù)多年工普通路基的邊坡坡度應(yīng)經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)驗(yàn)算確定，也可根據(jù)多年工程實(shí)際閱歷和設(shè)計(jì)規(guī)范引薦的數(shù)值進(jìn)展采用；程實(shí)際閱歷和設(shè)計(jì)規(guī)范引薦的數(shù)值進(jìn)展采用；3、路基邊坡坡度率、路基邊坡坡度率路基邊坡坡度表示圖路基邊坡坡度表示圖a)路塹；路塹；b)路堤路堤 3常用的路堤邊坡坡度： 1普通路堤邊坡坡度：1 1：1.51.51 1：1.31.3巨粒土巨粒土1 1：1.751.751 1：1.51.5粗粒土粗粒

30、土1 1：1.751.751 1：1.51.5細(xì)粒土細(xì)粒土 下部下部H 12mH 12m上部上部H8mH8m邊坡坡率邊坡坡率填料類別填料類別路堤邊坡坡度表路堤邊坡坡度表路基邊坡坡度表示圖路基邊坡坡度表示圖3、路基邊坡坡度率、路基邊坡坡度率2高路堤及沿河浸水路堤：?jiǎn)为?dú)設(shè)計(jì)高路堤及沿河浸水路堤：?jiǎn)为?dú)設(shè)計(jì)3填石路堤：用大于填石路堤：用大于25cm不易風(fēng)化的石塊砌筑，不易風(fēng)化的石塊砌筑， 坡度可用坡度可用1:1；4陡坡填方可采用陡坡填方可采用砌石護(hù)墻：頂寬砌石護(hù)墻：頂寬0.8m，基底以基底以1:5向內(nèi)斜，向內(nèi)斜，H=215m；1 1：0.750.751 1：0.60.615153 31 1：0.670

31、.671 1：0.50.510102 21 1：0.50.51 1：0.30.3551 1外坡坡度外坡坡度內(nèi)坡坡度內(nèi)坡坡度高度高度m m序號(hào)序號(hào)砌石邊坡坡度表砌石邊坡坡度表5地震地域邊坡高度極限值地震地域邊坡高度極限值3m3m6m6m粗粒土細(xì)砂、極細(xì)砂除外粗粒土細(xì)砂、極細(xì)砂除外10m10m15m15m巖塊和細(xì)粒土粉性土和有機(jī)質(zhì)土除外巖塊和細(xì)粒土粉性土和有機(jī)質(zhì)土除外9 98 8根本烈度根本烈度填料填料路堤高坡高度限制路堤高坡高度限制m)m)3、路基邊坡坡度率、路基邊坡坡度率4常用的路塹邊坡坡度： 1路塹邊坡設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)思索地貌、地質(zhì)構(gòu)造上的整體穩(wěn)定性，不良情況時(shí)應(yīng)使道路避繞，穩(wěn)定的地質(zhì)也應(yīng)思索開(kāi)挖后

32、能否呵斥坡面減少支承而引起失穩(wěn)；2土質(zhì)路塹邊坡坡度：土質(zhì)路塹邊坡坡度：1 1：1 1中密中密1 1：0.750.75膠結(jié)和密實(shí)膠結(jié)和密實(shí)卵石土、碎石土、圓礫土、卵石土、碎石土、圓礫土、角礫土角礫土1 1：1.51.5中密以上的中砂、粗砂、礫砂中密以上的中砂、粗砂、礫砂1 1：1 1粘土、粉質(zhì)粘土、塑性指數(shù)大于粘土、粉質(zhì)粘土、塑性指數(shù)大于3 3的粉土的粉土邊坡坡率邊坡坡率土的類別土的類別土質(zhì)挖方邊坡坡度表土質(zhì)挖方邊坡坡度表細(xì)粒土密實(shí)度很高，粗顆粒之間呈弱膠結(jié)，試坑用鎬開(kāi)挖很困難，天然坡面可以陡立細(xì)粒土密實(shí)度很高，粗顆粒之間呈弱膠結(jié)，試坑用鎬開(kāi)挖很困難，天然坡面可以陡立膠結(jié)膠結(jié)試坑坑壁穩(wěn)定，開(kāi)挖困

33、難，土塊用手使力才干破碎，從坑壁取出大顆粒處能堅(jiān)持凹面外形試坑坑壁穩(wěn)定，開(kāi)挖困難，土塊用手使力才干破碎，從坑壁取出大顆粒處能堅(jiān)持凹面外形密實(shí)密實(shí)天然坡面不易陡立，試坑坑壁有掉塊景象，部分需用鎬開(kāi)挖天然坡面不易陡立，試坑坑壁有掉塊景象，部分需用鎬開(kāi)挖中密中密鐵锨很容易鏟入土中，試坑坑壁容易坍塌鐵锨很容易鏟入土中，試坑坑壁容易坍塌較松較松試坑開(kāi)挖情況試坑開(kāi)挖情況分級(jí)分級(jí)土的密實(shí)程度劃分表土的密實(shí)程度劃分表3、路基邊坡坡度率、路基邊坡坡度率3巖石路塹邊坡坡度巖石路塹邊坡坡度邊坡巖體類型邊坡巖體類型風(fēng)化程度風(fēng)化程度邊坡坡率邊坡坡率H15mH15m15mH30m15mH30m類類未風(fēng)化、微風(fēng)化未風(fēng)化、微

34、風(fēng)化1 1：0.10.11 1：0.30.31 1：0.10.11 1：0.30.3弱風(fēng)化弱風(fēng)化1 1：0.10.11 1：0.30.31 1：0.30.31 1：0.50.5類類未風(fēng)化、微風(fēng)化未風(fēng)化、微風(fēng)化1 1：0.10.11 1：0.30.31 1：0.30.31 1：0.50.5弱風(fēng)化弱風(fēng)化1 1：0.30.31 1：0.50.51 1：0.50.51 1：0.750.75類類未風(fēng)化、微風(fēng)化未風(fēng)化、微風(fēng)化1 1：0.30.31 1：0.50.5弱風(fēng)化弱風(fēng)化1 1：0.50.51 1：0.750.75類類弱風(fēng)化弱風(fēng)化1 1：0.50.51 1：1 1強(qiáng)風(fēng)化強(qiáng)風(fēng)化1 1：0.750.751

35、 1：1 1巖石挖方邊坡坡度表巖石挖方邊坡坡度表3、路基邊坡坡度率、路基邊坡坡度率4H10m時(shí)地震地域巖石路塹邊坡坡率時(shí)地震地域巖石路塹邊坡坡率巖石種類巖石種類根本烈度根本烈度89風(fēng)化巖石風(fēng)化巖石1:0.61:1.51:0.751:1.5普通巖石普通巖石1:0.11:0.51:0.21:0.6堅(jiān)堅(jiān) 石石1:0.1直立直立1:0.1直立直立3、路基邊坡坡度率、路基邊坡坡度率汶川地震汶川地震第四節(jié)第四節(jié) 路基邊坡穩(wěn)定性分析路基邊坡穩(wěn)定性分析u中心內(nèi)容u概述u直線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析u折線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析u曲線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析u軟土地基的路基穩(wěn)定性分析u浸水路堤的穩(wěn)定性分析u路基邊坡抗

36、震穩(wěn)定性分析u路基穩(wěn)定性分析方法選擇與參數(shù)確定1、邊坡種類：天然邊坡、人工邊坡。、邊坡種類：天然邊坡、人工邊坡。邊坡：具有傾斜坡面的巖土體。邊坡：具有傾斜坡面的巖土體。 土坡：具有傾斜坡面的土體。土坡：具有傾斜坡面的土體。概述概述天然邊坡：江、河、湖、海岸坡天然邊坡：江、河、湖、海岸坡 山、嶺、丘、崗、天然坡山、嶺、丘、崗、天然坡概述概述人工邊坡：挖方：溝、渠、坑、池人工邊坡：挖方：溝、渠、坑、池 填方：堤、壩、路基、堆料填方：堤、壩、路基、堆料概述概述小浪底土石壩小浪底土石壩2 2、什么是滑坡、什么是滑坡? ? 概述概述概述概述概述概述u-內(nèi)部緣由內(nèi)部緣由u1土質(zhì)：各種土質(zhì)的抗剪強(qiáng)度、抗水才

37、干是不一樣的，土質(zhì)：各種土質(zhì)的抗剪強(qiáng)度、抗水才干是不一樣的，如鈣質(zhì)或石膏質(zhì)膠結(jié)的土、濕陷性黃土等，遇水后軟化，如鈣質(zhì)或石膏質(zhì)膠結(jié)的土、濕陷性黃土等，遇水后軟化，使原來(lái)的強(qiáng)度降低很多。使原來(lái)的強(qiáng)度降低很多。u2土層構(gòu)造：如在斜坡上堆有較厚的土層，特別是當(dāng)下土層構(gòu)造：如在斜坡上堆有較厚的土層，特別是當(dāng)下伏土層伏土層(或巖層或巖層)不透水時(shí)，容易在交界上發(fā)生滑動(dòng)。不透水時(shí)，容易在交界上發(fā)生滑動(dòng)。u3邊坡外形：突肚形的斜坡由于重力作用，比上陡下緩邊坡外形：突肚形的斜坡由于重力作用，比上陡下緩的凹形坡易于下滑；由于粘性土有粘聚力，當(dāng)土坡不高時(shí)的凹形坡易于下滑；由于粘性土有粘聚力，當(dāng)土坡不高時(shí)髦可直立，但

38、隨時(shí)間和氣候的變化，也會(huì)逐漸塌落。髦可直立，但隨時(shí)間和氣候的變化，也會(huì)逐漸塌落。3 3、路基失穩(wěn)的緣由：、路基失穩(wěn)的緣由：概述概述u- -外部緣由外部緣由u1 1降水或地下水的作用：繼續(xù)的降雨或地下水滲入土層降水或地下水的作用：繼續(xù)的降雨或地下水滲入土層中，使土中含水量增高，土中易溶鹽溶解，土量變軟，強(qiáng)中，使土中含水量增高，土中易溶鹽溶解，土量變軟，強(qiáng)度降低；還可使土的重度添加，以及孔隙水壓力的產(chǎn)生，度降低；還可使土的重度添加，以及孔隙水壓力的產(chǎn)生，使土體作用有動(dòng)、靜水壓力，促使土體失穩(wěn)，故設(shè)計(jì)斜坡使土體作用有動(dòng)、靜水壓力，促使土體失穩(wěn)，故設(shè)計(jì)斜坡應(yīng)針對(duì)這些緣由，采用相應(yīng)的排水措施。應(yīng)針對(duì)這些

39、緣由，采用相應(yīng)的排水措施。u2 2振動(dòng)的作用：如地震的反復(fù)作用下，砂土極易發(fā)生液振動(dòng)的作用：如地震的反復(fù)作用下，砂土極易發(fā)生液化；粘性土，振動(dòng)時(shí)易使土的構(gòu)造破壞，從而降低土的抗化；粘性土，振動(dòng)時(shí)易使土的構(gòu)造破壞，從而降低土的抗剪強(qiáng)度；車輛運(yùn)動(dòng)、施工打樁或爆破，由于振動(dòng)也可使臨剪強(qiáng)度；車輛運(yùn)動(dòng)、施工打樁或爆破，由于振動(dòng)也可使臨近土坡變形或失穩(wěn)等。近土坡變形或失穩(wěn)等。u3 3人為影響：由于人類不合理地開(kāi)挖，特別是開(kāi)挖坡腳人為影響：由于人類不合理地開(kāi)挖，特別是開(kāi)挖坡腳；或開(kāi)挖基坑、溝渠、道路邊坡時(shí)將棄土堆在坡頂附近；或開(kāi)挖基坑、溝渠、道路邊坡時(shí)將棄土堆在坡頂附近；在斜坡上建房或堆放重物時(shí)，都可引起斜

40、坡變形破壞。在斜坡上建房或堆放重物時(shí)，都可引起斜坡變形破壞。 3 3、路基失穩(wěn)的緣由：、路基失穩(wěn)的緣由：根本緣由根本緣由: 邊坡中土體內(nèi)部某個(gè)面上的剪應(yīng)力到達(dá)了它的抗剪強(qiáng)度。邊坡中土體內(nèi)部某個(gè)面上的剪應(yīng)力到達(dá)了它的抗剪強(qiáng)度。詳細(xì)緣由：詳細(xì)緣由： 1滑面上的剪應(yīng)力添加；滑面上的剪應(yīng)力添加； 2滑面上的抗剪強(qiáng)度減小?；嫔系目辜魪?qiáng)度減小。3 3、路基失穩(wěn)的緣由：、路基失穩(wěn)的緣由：概述概述概述概述u1穩(wěn)定系數(shù)穩(wěn)定系數(shù)Ku穩(wěn)定系數(shù)穩(wěn)定系數(shù)是抗滑力是抗滑力R除以下滑力除以下滑力T：u2穩(wěn)定系數(shù)穩(wěn)定系數(shù)K的要求的要求u=1時(shí)，表示下滑力與抗滑力相等，邊坡處于時(shí)，表示下滑力與抗滑力相等，邊坡處于極限平衡形狀

41、；極限平衡形狀；u1時(shí)，邊坡穩(wěn)定。時(shí)，邊坡穩(wěn)定。u工程上普通規(guī)定采用工程上普通規(guī)定采用1.201.45，作為路基，作為路基邊坡穩(wěn)定性分析的界限值。邊坡穩(wěn)定性分析的界限值。 概述概述實(shí)例分析：水泥穩(wěn)定粒料外表出現(xiàn)縱向開(kāi)裂，開(kāi)挖后發(fā)現(xiàn)路基沒(méi)有開(kāi)裂實(shí)例分析：水泥穩(wěn)定粒料外表出現(xiàn)縱向開(kāi)裂，開(kāi)挖后發(fā)現(xiàn)路基沒(méi)有開(kāi)裂汽車荷載的當(dāng)量換算汽車荷載的當(dāng)量換算3 3邊坡穩(wěn)定性分析的計(jì)算參數(shù)邊坡穩(wěn)定性分析的計(jì)算參數(shù)概述概述直線直線曲線曲線折線折線工程地質(zhì)法比較法工程地質(zhì)法比較法力學(xué)分析法力學(xué)分析法圖解法圖解法4 4土坡穩(wěn)定性分析方法土坡穩(wěn)定性分析方法1按失穩(wěn)土體的滑動(dòng)面特征劃分：按失穩(wěn)土體的滑動(dòng)面特征劃分：2穩(wěn)定性分

42、析計(jì)算方法：穩(wěn)定性分析計(jì)算方法：概述概述概述概述u5參數(shù)選用參數(shù)選用 直線法適用于砂土和砂性土兩者合稱砂類土，土的抗力以內(nèi)摩擦力為主，粘聚力甚小。邊坡破壞時(shí)，破裂面近似平面。直線滑動(dòng)面表示圖直線滑動(dòng)面表示圖a)a)高路堤高路堤 b) b)深路堤深路堤 c) c)陡坡路堤陡坡路堤BDA1:ma)1:nABDb)ADc)1 1、適用范圍、適用范圍一、直線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析一、直線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析一、直線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析一、直線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析2 2、試算法、試算法costansinRN fcLQcLKTTQ式中：式中：滑動(dòng)面的傾角；滑動(dòng)面的傾角； f摩擦系數(shù)，摩擦系數(shù)，f=t

43、an； L滑動(dòng)面的長(zhǎng)度；滑動(dòng)面的長(zhǎng)度； N滑動(dòng)面的法向分力；滑動(dòng)面的法向分力； T滑動(dòng)面的切向分力；滑動(dòng)面的切向分力； c滑動(dòng)面上的粘結(jié)力；滑動(dòng)面上的粘結(jié)力； Q滑動(dòng)體的重力。滑動(dòng)體的重力。方法：假定方法：假定，計(jì)算，計(jì)算K K與與的關(guān)系。的關(guān)系。tantan 0Kc，當(dāng)1:1:ssFF3 3、解析法、解析法v邊坡穩(wěn)定系數(shù)最小值：邊坡穩(wěn)定系數(shù)最小值：min(2) cot2() cscKafa faBDATNQH式中：式中：一、直線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析一、直線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析tan ,2fHca53. 12778. 02,4663. 025tan,1181. 1csc,26.63, 5

44、. 0cot6,/64.17 ,7 .1425min3KHcafmHmkNkPac，如cotcot GsincL+ cosaaftgGTRK二、折線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析二、折線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析u折線滑動(dòng)面-不平衡推力法0)sin(cos00)cos(sin01111iiiiiQiiiiiiQiiNEWYREWEX二、折線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析二、折線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析u不平衡推力法u不平衡推力法假定各土條間推力Pi即程度力Ei和豎向力Vi的合力的作用方向平行于上側(cè)土條滑動(dòng)面的傾角。u由土條滑動(dòng)面上切向力平衡條件得到X=0Ei=Wisini+Ei-1cos( i-1- i)-Ti因

45、代入得：Ei=Wisin i+Ei-1cos( i-1- i)-u再由土條滑動(dòng)面上法向力平衡條件得到Y(jié)=0 Ni=Wisin i+Ei-1sin( i-1- i)u代入得：siiiiFNlcTtan1siiiiFNlcTtan1二、折線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析二、折線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析不平衡推力法不平衡推力法:School of Transportation Southeast University，China 東南大學(xué)道路與鐵道工程國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科東南大學(xué)道路與鐵道工程國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科三、曲線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析三、曲線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析u1 1、概述、概述u1 1簡(jiǎn)化假定簡(jiǎn)化假定u圓弧滑動(dòng)

46、面假定及其圓心的輔助線法圓弧滑動(dòng)面假定及其圓心的輔助線法；u條分法簡(jiǎn)化；條分法簡(jiǎn)化；u剛體假定；剛體假定；u確定性分析方法。確定性分析方法。School of Transportation Southeast University，China 東南大學(xué)道路與鐵道工程國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科東南大學(xué)道路與鐵道工程國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科三、曲線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析三、曲線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析u1 1、概述、概述u2 2根本假定根本假定u不思索滑動(dòng)土體本身內(nèi)應(yīng)力分布；不思索滑動(dòng)土體本身內(nèi)應(yīng)力分布；u以為平衡形狀只在滑動(dòng)面上到達(dá)，滑以為平衡形狀只在滑動(dòng)面上到達(dá)，滑動(dòng)時(shí)成整體下滑；動(dòng)時(shí)成整體下滑；u最危險(xiǎn)的破裂面位置經(jīng)過(guò)

47、試算確定。最危險(xiǎn)的破裂面位置經(jīng)過(guò)試算確定。School of Transportation Southeast University，China 東南大學(xué)道路與鐵道工程國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科東南大學(xué)道路與鐵道工程國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科均質(zhì)粘性土：光滑曲面均質(zhì)粘性土：光滑曲面 圓柱面圓柱面/圓弧圓弧 非均質(zhì)的多層土或含脆弱夾層的土坡: 復(fù)合滑動(dòng)面u1 1、概述、概述u3 3滑動(dòng)面的外形滑動(dòng)面的外形 Rupture plane Slope in cohesionless soil 三、曲線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析三、曲線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析土的粘力使邊坡滑動(dòng)面多呈現(xiàn)曲面，通常假定為土的粘力使邊坡滑動(dòng)面多呈現(xiàn)曲面，通常

48、假定為圓弧滑動(dòng)面。圓弧滑動(dòng)面。圓弧法適用于粘土，圓弧法適用于粘土，土的抗力以粘聚力為土的抗力以粘聚力為主，內(nèi)摩擦力力較小。主，內(nèi)摩擦力力較小。邊坡破壞時(shí)，破裂面邊坡破壞時(shí)，破裂面近似圓柱形。近似圓柱形。三、曲線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析三、曲線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析1 1、概述、概述 4 4適用范圍適用范圍School of Transportation Southeast University，China 東南大學(xué)道路與鐵道工程國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科東南大學(xué)道路與鐵道工程國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科1 4.5H法法計(jì)算之前需求先用圓心輔助線法確定滑動(dòng)圓弧的圓計(jì)算之前需求先用圓心輔助線法確定滑動(dòng)圓弧的圓心位置。心位置。-4

49、.5H法法2 2、瑞典圓弧滑動(dòng)條分法圓心確定、瑞典圓弧滑動(dòng)條分法圓心確定三、曲線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析三、曲線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析a4.5H法法表示圖表示圖School of Transportation Southeast University，China 東南大學(xué)道路與鐵道工程國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科東南大學(xué)道路與鐵道工程國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科三、曲線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析三、曲線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析u2、瑞典圓弧滑動(dòng)條分法圓心確定、瑞典圓弧滑動(dòng)條分法圓心確定u21和和2 確實(shí)定確實(shí)定School of Transportation Southeast University，China 東南大學(xué)道路與鐵道工

50、程國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科東南大學(xué)道路與鐵道工程國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科三、曲線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析三、曲線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析u2、 瑞典圓弧滑動(dòng)條分法圓心確定瑞典圓弧滑動(dòng)條分法圓心確定u3其他輔助方法和其他輔助方法和36線法線法School of Transportation Southeast University，China 東南大學(xué)道路與鐵道工程國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科東南大學(xué)道路與鐵道工程國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科三、曲線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析三、曲線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析u3、基于條分的極限平衡法原理、基于條分的極限平衡法原理u極限平衡法是巖土力學(xué)中，根據(jù)一定的屈服規(guī)極限平衡法是巖土力學(xué)中，根據(jù)一定的屈服規(guī)范如：剪切破壞實(shí)際

51、和關(guān)聯(lián)流動(dòng)法那么范如：剪切破壞實(shí)際和關(guān)聯(lián)流動(dòng)法那么塑性變形，分析巖土資料的穩(wěn)定性極限形狀塑性變形，分析巖土資料的穩(wěn)定性極限形狀的一類分析方法的一類分析方法 u圓弧滑動(dòng)極限平衡法指在給定圓弧滑動(dòng)面后，圓弧滑動(dòng)極限平衡法指在給定圓弧滑動(dòng)面后，以條分滑動(dòng)土體為根底，經(jīng)過(guò)分析滑動(dòng)土體的以條分滑動(dòng)土體為根底，經(jīng)過(guò)分析滑動(dòng)土體的剛膂力與力矩平衡，以庫(kù)倫強(qiáng)度實(shí)際為根底，剛膂力與力矩平衡，以庫(kù)倫強(qiáng)度實(shí)際為根底，檢驗(yàn)滑動(dòng)面上抗滑力矩與滑動(dòng)力矩間檢驗(yàn)滑動(dòng)面上抗滑力矩與滑動(dòng)力矩間關(guān)系的分析方法。關(guān)系的分析方法。 School of Transportation Southeast University，China

52、東南大學(xué)道路與鐵道工程國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科東南大學(xué)道路與鐵道工程國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科三、曲線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析三、曲線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析u3、基于條分的極限平衡法原理、基于條分的極限平衡法原理u1條分后土條條分后土條i上的作用力上的作用力 School of Transportation Southeast University，China 東南大學(xué)道路與鐵道工程國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科東南大學(xué)道路與鐵道工程國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科三、曲線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析三、曲線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析u3、基于條分的極限平衡法原理、基于條分的極限平衡法原理u1條分后土條條分后土條i上的作用力上的作用力u1土體本身重力土體本身重力Wi與

53、荷載相關(guān)的力，程度與荷載相關(guān)的力，程度作用力作用力Qi u2相鄰?fù)翖l及滑動(dòng)面上的作用力相鄰?fù)翖l及滑動(dòng)面上的作用力程度方向兩側(cè)土條作用力程度方向兩側(cè)土條作用力Ei和和Ei+1，豎直方向，豎直方向作用力作用力Xi和和Xi+1；滑動(dòng)面支持力；滑動(dòng)面支持力Ni垂直于垂直于i土土條底部滑動(dòng)面中點(diǎn)的切線和與條底部滑動(dòng)面中點(diǎn)的切線和與Ni大小有關(guān)的抗大小有關(guān)的抗滑力滑力Ti=Nitan，為滑動(dòng)面土條的內(nèi)摩擦角為滑動(dòng)面土條的內(nèi)摩擦角 u3與孔隙水壓力有關(guān)的力與孔隙水壓力有關(guān)的力土條兩側(cè)的孔隙水壓力土條兩側(cè)的孔隙水壓力Ui及及Ui+1，土條底部的，土條底部的孔隙水壓孔隙水壓Udi School of Trans

54、portation Southeast University，China 東南大學(xué)道路與鐵道工程國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科東南大學(xué)道路與鐵道工程國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科三、曲線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析三、曲線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析u3、基于條分的極限平衡法原理、基于條分的極限平衡法原理u2條分法的種類條分法的種類u1瑞典法：不思索條間力的相互作用，土瑞典法：不思索條間力的相互作用，土條間的合力條間的合力Si和和Si+1平行于滑動(dòng)面，并且相等平行于滑動(dòng)面，并且相等 ；u2畢肖普法畢肖普法Bishop：假定：假定n-1個(gè)個(gè)Xi值值，簡(jiǎn)化畢肖普法那么更簡(jiǎn)單地假定一切，簡(jiǎn)化畢肖普法那么更簡(jiǎn)單地假定一切Xi=0；u3假定假定Xi與

55、與Ei的交角或土條間力合力的方的交角或土條間力合力的方向，有向，有斯賓塞斯賓塞Spencer法；摩根斯坦法；摩根斯坦普賴斯法普賴斯法 (MorgenstemPrice；沙爾瑪法；沙爾瑪法Sarma；u4假定條間力合力的作用點(diǎn)位置，簡(jiǎn)布假定條間力合力的作用點(diǎn)位置，簡(jiǎn)布(Janbu提出普遍條分法。提出普遍條分法。假設(shè)圓弧滑動(dòng)面確定圓心和半徑假設(shè)圓弧滑動(dòng)面確定圓心和半徑把滑動(dòng)土體分成假設(shè)干條條分法把滑動(dòng)土體分成假設(shè)干條條分法建立土條的靜力平衡方程求解建立土條的靜力平衡方程求解( (取單位厚度計(jì)算取單位厚度計(jì)算OrWiiiilTiiilNHiViHi+1Vi+1i三、曲線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析三、曲線

56、滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析4 4、瑞典圓弧滑動(dòng)法假設(shè)、瑞典圓弧滑動(dòng)法假設(shè)Wolmar FelleniusWolmar Fellenius法法假設(shè)靜定條件各土條間的合力假設(shè)靜定條件各土條間的合力SiSi，Si+1Si+1平行于滑動(dòng)面，并且平行于滑動(dòng)面，并且相等相等Si=Si+1)Si=Si+1)。11coscosiiiiiiHSSH11sinsiniiiiiiVSSVWiiiilTiiilNHiViHi+1Vi+1iSiSi+1i建立土條垂直于滑動(dòng)面的靜力平衡方程建立土條垂直于滑動(dòng)面的靜力平衡方程得得cosiiiNW三、曲線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析三、曲線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析5 5、瑞典圓弧滑動(dòng)法平

57、衡公式、瑞典圓弧滑動(dòng)法平衡公式11()sin()cos0iiiiiiiiNHHWVV滑動(dòng)力矩滑動(dòng)力矩 11sinnniiiiiiMW dW R 抗滑力矩抗滑力矩 1niiMT R 1scostanni iiiiic lWMRK 1s1costansinni iiiiiniiic lWKW MM cosiiiNW stani iiiic lNTK 三、曲線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析三、曲線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析u6 6、條分法根本步驟、條分法根本步驟6條分法計(jì)算步驟圓心O，半徑R分條編號(hào)列表計(jì)算 Wi bi i變化圓心O和半徑RsiF計(jì)算Fs最小ENDNiiWTiAORCaibBn i 321三、曲

58、線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析三、曲線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析7 7、存在問(wèn)題、存在問(wèn)題1 1簡(jiǎn)便法在力學(xué)上的矛盾計(jì)算假定引起簡(jiǎn)便法在力學(xué)上的矛盾計(jì)算假定引起i1i1iisi-1sisisi+12相臨土條的相臨土條的si不相等不相等三、曲線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析三、曲線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析8 8、簡(jiǎn)化的、簡(jiǎn)化的BishopBishop法法19551955建立土條側(cè)面力平衡方程，土條建立土條側(cè)面力平衡方程，土條 i i： cossin0iiiiiiWHNT HiHi1Hi stani iiiic lNTK s1(sin)i iiiiiic lNWHmK ssintancosiiiimK 因因三、曲線滑

59、動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析三、曲線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析假定：忽略成對(duì)條間力假定：忽略成對(duì)條間力Pi和和Hi產(chǎn)生的力矩產(chǎn)生的力矩 按滑動(dòng)體整膂力矩平衡：按滑動(dòng)體整膂力矩平衡： 110nniiiiiW dT R 1s11cos()tansinni iiiiiiiniiic lWHmKW stani iiiic lNTK s1(sin)i iiiiiic lNWHmK 1s11costansinni iiiiiiniiic lWmKW Bishop法的普通式法的普通式三、曲線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析三、曲線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析那么那么Hi0 得到得到Bishop法簡(jiǎn)化式法簡(jiǎn)化式1HHii再假定：因因H1

60、=0), 3 , 2(0Hnii通常迭代通常迭代34次就可滿足精度要求次就可滿足精度要求 迭代法求迭代法求KsKs假定假定Ks1.0計(jì)算計(jì)算miKssssKKK Ks是是否否Ks= Ks三、曲線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析三、曲線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析三、曲線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析三、曲線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析u幾種穩(wěn)定性驗(yàn)算方法的比較幾種穩(wěn)定性驗(yàn)算方法的比較三、曲線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析三、曲線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析u9、公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范驗(yàn)算方法、公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范驗(yàn)算方法三、曲線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析三、曲線滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性分析u9、公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范驗(yàn)算方法、公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范驗(yàn)算方法三、曲線滑動(dòng)