路基路面工程第四章

1、HPU路路 基基 路路 面面 工工 程程Subgrade and pavement engineering 河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院道路與橋梁教研室河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院道路與橋梁教研室主講：主講： 徐徐 平平HPU4 4 路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算 河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院道路與橋梁教研室河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院道路與橋梁教研室1238邊坡穩(wěn)定性分析原理與方法直線滑動(dòng)面邊坡穩(wěn)定性分析曲線滑動(dòng)面邊坡穩(wěn)定性分析目目 錄（錄（contents）4浸水路堤穩(wěn)定性分析一、邊坡破壞的機(jī)理一、邊坡破壞的機(jī)理1、土體強(qiáng)度破壞、土體強(qiáng)度破壞2、受水侵蝕、受水侵蝕3、設(shè)計(jì)施工不當(dāng)、設(shè)計(jì)施工不

2、當(dāng)4、荷載過(guò)大、荷載過(guò)大5、地震或其它自然因素、地震或其它自然因素均由剪切破壞引起均由剪切破壞引起4.1 邊坡穩(wěn)定性分析原理與方法邊坡穩(wěn)定性分析原理與方法4 4 路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算 一、邊坡失穩(wěn)現(xiàn)象一、邊坡失穩(wěn)現(xiàn)象 路基邊坡滑坍是公路上常見(jiàn)的破壞現(xiàn)象之一。在巖路基邊坡滑坍是公路上常見(jiàn)的破壞現(xiàn)象之一。在巖質(zhì)或土質(zhì)山坡上開(kāi)挖路塹，有可能因自然平衡條件被破質(zhì)或土質(zhì)山坡上開(kāi)挖路塹，有可能因自然平衡條件被破壞或者因邊坡過(guò)陡，使坡體沿某一滑動(dòng)面產(chǎn)生滑坡。對(duì)壞或者因邊坡過(guò)陡，使坡體沿某一滑動(dòng)面產(chǎn)生滑坡。對(duì)河灘路堤、高路堤或軟弱地基上的路堤，因水流沖刷、河灘路堤、高路堤或軟弱地基上的

3、路堤，因水流沖刷、邊坡過(guò)陡或地基承載力過(guò)低而出現(xiàn)填方土體（或連同原邊坡過(guò)陡或地基承載力過(guò)低而出現(xiàn)填方土體（或連同原地面土體）沿某一剪切面產(chǎn)生坍塌。地面土體）沿某一剪切面產(chǎn)生坍塌。4.1 邊坡穩(wěn)定性分析原理與方法邊坡穩(wěn)定性分析原理與方法4 4 路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算 深圳汕頭高速公路深圳汕頭高速公路K102滑坡滑坡 抗滑樁與明洞處理花費(fèi)抗滑樁與明洞處理花費(fèi)8000余萬(wàn)元余萬(wàn)元4 4 路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算 同江三亞高速公路閩北八尺門互通區(qū)同江三亞高速公路閩北八尺門互通區(qū) 設(shè)在設(shè)在2個(gè)古滑坡上，治理費(fèi)個(gè)古滑坡上，治理費(fèi)5000余萬(wàn)元余萬(wàn)元4 4 路基邊坡

4、穩(wěn)定性分析計(jì)算路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算 云南元江磨黑高速公路三菁公隧道進(jìn)口云南元江磨黑高速公路三菁公隧道進(jìn)口 高邊坡發(fā)生滑坡，高高邊坡發(fā)生滑坡，高130m，推倒中隔墻，推倒中隔墻4 4 路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算 山西長(zhǎng)治晉城高速公路山西長(zhǎng)治晉城高速公路K31 砂泥巖順層滑坡，體積達(dá)砂泥巖順層滑坡，體積達(dá)25萬(wàn)萬(wàn)m34 4 路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算 北京珠海高速公路粵北段北京珠海高速公路粵北段K108高邊坡滑坡高邊坡滑坡 三次變更設(shè)計(jì)，治理費(fèi)用三次變更設(shè)計(jì)，治理費(fèi)用2000余萬(wàn)元余萬(wàn)元4 4 路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算 西安秦嶺某試驗(yàn)基地花

5、崗巖高邊坡滑坡西安秦嶺某試驗(yàn)基地花崗巖高邊坡滑坡4 4 路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算 花崗巖中長(zhǎng)花崗巖中長(zhǎng)100多多m、寬、寬80cm的張裂縫的張裂縫4 4 路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算 因此，必須對(duì)可能出現(xiàn)失穩(wěn)或已出現(xiàn)失穩(wěn)的路基進(jìn)行穩(wěn)因此，必須對(duì)可能出現(xiàn)失穩(wěn)或已出現(xiàn)失穩(wěn)的路基進(jìn)行穩(wěn)定性分析，保證路基設(shè)計(jì)既滿足穩(wěn)定性要求，又滿足經(jīng)濟(jì)定性分析，保證路基設(shè)計(jì)既滿足穩(wěn)定性要求，又滿足經(jīng)濟(jì)性要求。性要求。 邊坡失穩(wěn)時(shí)滑動(dòng)體的形狀邊坡失穩(wěn)時(shí)滑動(dòng)體的形狀 1. 平面形平面形：松散的砂性土及砂土：松散的砂性土及砂土 2. 圓柱形圓柱形：粘土：粘土 3. 碗碗 形形：粘土：粘土

6、4 4 路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算 第一節(jié)第一節(jié) 邊坡穩(wěn)定性分析原理與方法邊坡穩(wěn)定性分析原理與方法 TWN NTWa)直線破壞面直線破壞面 T1N1WT2N2b)折線破壞面折線破壞面 TNWC)曲線破壞面曲線破壞面 圖圖4-1 邊坡的滑動(dòng)面邊坡的滑動(dòng)面 二、邊坡穩(wěn)定性分析原理二、邊坡穩(wěn)定性分析原理1滑動(dòng)面形狀滑動(dòng)面形狀與土質(zhì)有關(guān)與土質(zhì)有關(guān) 粘性土粘性土圓柱形、碗形圓柱形、碗形 砂性土及砂土砂性土及砂土平面平面2力學(xué)求解問(wèn)題力學(xué)求解問(wèn)題單一平面問(wèn)題單一平面問(wèn)題靜力平衡問(wèn)題，靜力平衡問(wèn)題，如圖如圖4-1a）兩個(gè)破壞面問(wèn)題兩個(gè)破壞面問(wèn)題超靜定問(wèn)題，超靜定問(wèn)題，如圖如圖4-1b）多個(gè)

7、破壞面問(wèn)題多個(gè)破壞面問(wèn)題多次超靜定問(wèn)多次超靜定問(wèn)題，如圖題，如圖4-1c）4 4 路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算 二、邊坡穩(wěn)定性分析原理二、邊坡穩(wěn)定性分析原理3.3.假設(shè)假設(shè)使求解靜不定問(wèn)題變?yōu)殪o定問(wèn)題使求解靜不定問(wèn)題變?yōu)殪o定問(wèn)題 滑動(dòng)土體沿滑動(dòng)面整體滑動(dòng)（剛塑體）滑動(dòng)土體沿滑動(dòng)面整體滑動(dòng)（剛塑體）, ,不考慮土體的相對(duì)不考慮土體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)（不考慮內(nèi)應(yīng)力）；運(yùn)動(dòng)（不考慮內(nèi)應(yīng)力）； 土體在滑動(dòng)面上達(dá)到極限平衡，滑動(dòng)面唯一；土體在滑動(dòng)面上達(dá)到極限平衡，滑動(dòng)面唯一； 最不利滑動(dòng)面，位置通過(guò)計(jì)算確定；最不利滑動(dòng)面，位置通過(guò)計(jì)算確定； 滑動(dòng)面通過(guò)坡腳?；瑒?dòng)面通過(guò)坡腳。 第一節(jié)第一節(jié) 邊坡穩(wěn)

8、定性分析原理與方法邊坡穩(wěn)定性分析原理與方法 原理原理：采用極限平衡原理：采用極限平衡原理缺點(diǎn)缺點(diǎn)：不能分析下滑體的中的真實(shí)內(nèi)力和反力，不能得到其中不能分析下滑體的中的真實(shí)內(nèi)力和反力，不能得到其中的應(yīng)力和變形，只有一個(gè)安全系數(shù)。的應(yīng)力和變形，只有一個(gè)安全系數(shù)。4 4 路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算 4 4邊坡穩(wěn)定性計(jì)算方法邊坡穩(wěn)定性計(jì)算方法 直線法直線法 砂土、砂性土砂土、砂性土土質(zhì)：圓弧法土質(zhì)：圓弧法 條分法條分法 粘性土粘性土 極限平衡法（考慮了安全系極限平衡法（考慮了安全系數(shù)）數(shù)） 表解法表解法石質(zhì)：工程地質(zhì)比擬法石質(zhì)：工程地質(zhì)比擬法5 5評(píng)定指標(biāo)評(píng)定指標(biāo)穩(wěn)定系數(shù)：穩(wěn)定系數(shù)：

9、工程中，工程中，k k1.251.251.51.5111k ，穩(wěn)定抗滑力（矩） ，臨界下滑力（矩），不穩(wěn)定二、邊坡穩(wěn)定性分析原理二、邊坡穩(wěn)定性分析原理第一節(jié)第一節(jié) 邊坡穩(wěn)定性分析原理與方法邊坡穩(wěn)定性分析原理與方法 4 4 路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算 第一節(jié)第一節(jié) 邊坡穩(wěn)定性分析原理與方法邊坡穩(wěn)定性分析原理與方法 三、邊坡穩(wěn)定性分析的計(jì)算參數(shù)三、邊坡穩(wěn)定性分析的計(jì)算參數(shù) 1.1.土的計(jì)算參數(shù)土的計(jì)算參數(shù) ， ：填土路堤一致，天然路塹：填土路堤一致，天然路塹 多層土體：利用加權(quán)平均法多層土體：利用加權(quán)平均法 2 2邊坡的取值邊坡的取值對(duì)于折線形或階梯形邊坡，一般取平均值，或坡腳點(diǎn)

10、和坡頂點(diǎn)的連線。對(duì)于折線形或階梯形邊坡，一般取平均值，或坡腳點(diǎn)和坡頂點(diǎn)的連線。3 3荷載當(dāng)量高度荷載當(dāng)量高度h h0 0汽車荷載汽車荷載 以相等壓力的土層厚度來(lái)代替荷載以相等壓力的土層厚度來(lái)代替荷載 當(dāng)量土柱當(dāng)量土柱高高11niiicc hH11niiitgh tgH11niiihHc、 、4 4 路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算 汽車菏載當(dāng)量換算汽車菏載當(dāng)量換算 對(duì)于作用在路基上的行車荷載，按最不利情況排列，將車對(duì)于作用在路基上的行車荷載，按最不利情況排列，將車輛的設(shè)計(jì)荷載換算成當(dāng)量土柱高。輛的設(shè)計(jì)荷載換算成當(dāng)量土柱高。h0的計(jì)算式為：的計(jì)算式為： BLNQh0其中：其中：B為橫

11、向分布車輛輪胎最外緣為橫向分布車輛輪胎最外緣之間總距（之間總距（m）：）：dNNbB) 1(4 4 路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算 四、邊坡穩(wěn)定分析時(shí)的簡(jiǎn)化1形狀簡(jiǎn)化形狀簡(jiǎn)化 平面狀平面狀直線直線 園柱狀（碗狀）園柱狀（碗狀）圓曲面（投影）圓曲面（投影）圓弧圓弧4 4 路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算 2力的簡(jiǎn)化：超靜定力的簡(jiǎn)化：超靜定靜定靜定4 4 路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算 土體劃分為土體劃分為n個(gè)土條，一個(gè)土條可列出三個(gè)平衡方程，總個(gè)土條，一個(gè)土條可列出三個(gè)平衡方程，總計(jì)計(jì)3n個(gè)平衡方程。個(gè)平衡方程。條分法條分法4 4 路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算路

12、基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算 直直 線線 法法 一、適用條件一、適用條件1. 砂類土的路堤和路塹；砂類土的路堤和路塹； 2. 有近似直線的軟弱夾層的路塹；有近似直線的軟弱夾層的路塹； 3. 單坡的陡坡路堤。單坡的陡坡路堤。 4 4 路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算 二、數(shù)學(xué)表達(dá)式二、數(shù)學(xué)表達(dá)式sincosGCLtgGTCLtgNK下滑力抗滑力由于砂類土的粘結(jié)力由于砂類土的粘結(jié)力C很小，若取很小，若取C=0，則上式為：，則上式為： tgtgK 4 4 路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算 三、穩(wěn)定性分析步驟三、穩(wěn)定性分析步驟1. 均質(zhì)砂類土路堤邊坡（試算法）均質(zhì)砂類土路堤邊坡（試算法

13、） 先假設(shè)幾個(gè)破裂面，按上式計(jì)算對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定系數(shù)先假設(shè)幾個(gè)破裂面，按上式計(jì)算對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定系數(shù)Ki； 4 4 路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算 繪制繪制i-Ki曲線圖曲線圖 在圖中確定最小在圖中確定最小Kmin以及相應(yīng)的極限破裂角以及相應(yīng)的極限破裂角0 穩(wěn)定性判斷：穩(wěn)定性判斷：KminK=1.251.5 4 4 路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算 2. 均質(zhì)砂類土路塹邊坡（解析法）均質(zhì)砂類土路塹邊坡（解析法） )()(sincos00ctgactgafGCLtgGK)sin(sinh21LGhc20tanf其中：其中：4 4 路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算 按微分

14、方法，當(dāng)按微分方法，當(dāng)dK/d=0可求穩(wěn)定系數(shù)可求穩(wěn)定系數(shù)K最小時(shí)破裂面最小時(shí)破裂面傾斜角傾斜角0值值 。 0)(sin1sin1)(/d2020fdKcsccotcot000f可得：可得：csc)(2cot)2(000minffK可得：可得：最后進(jìn)行判斷？最后進(jìn)行判斷？4 4 路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算 4-3 4-3 圓圓 弧弧 法法 一、適用條件一、適用條件 圓弧法適用于粘性土，土的抗力以粘聚力為主，內(nèi)圓弧法適用于粘性土，土的抗力以粘聚力為主，內(nèi)摩擦力較小。邊坡破壞時(shí)，破裂面近似圓柱形。摩擦力較小。邊坡破壞時(shí)，破裂面近似圓柱形。適用于適用于邊坡有不同的土層的均質(zhì)粘性土邊

15、坡，部分被淹沒(méi)的均邊坡有不同的土層的均質(zhì)粘性土邊坡，部分被淹沒(méi)的均質(zhì)粘性土壩，局部發(fā)生滲漏、邊坡為折線或臺(tái)階形的粘質(zhì)粘性土壩，局部發(fā)生滲漏、邊坡為折線或臺(tái)階形的粘性土路堤與路塹。性土路堤與路塹。 4 4 路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算 二、圓弧法原理二、圓弧法原理 1.原理原理:將圓弧滑動(dòng)面上的土體劃分為若干豎向土條，依次計(jì)算將圓弧滑動(dòng)面上的土體劃分為若干豎向土條，依次計(jì)算每一土條沿滑動(dòng)面的下滑力和抗滑力，然后疊加計(jì)算出整個(gè)滑每一土條沿滑動(dòng)面的下滑力和抗滑力，然后疊加計(jì)算出整個(gè)滑動(dòng)土體的穩(wěn)定性。動(dòng)土體的穩(wěn)定性。圓弧法的計(jì)算精度主要與分段數(shù)有關(guān)。分段愈多圓弧法的計(jì)算精度主要與分段數(shù)

16、有關(guān)。分段愈多則計(jì)算結(jié)果愈精確，一般分則計(jì)算結(jié)果愈精確，一般分810段。小段的劃分，還可結(jié)合橫斷段。小段的劃分，還可結(jié)合橫斷面特性，如劃分在邊坡或地面坡度變化之處，以便簡(jiǎn)化計(jì)算。面特性，如劃分在邊坡或地面坡度變化之處，以便簡(jiǎn)化計(jì)算。2.假設(shè)假設(shè): 土體為均質(zhì)和各向同性；土體為均質(zhì)和各向同性； 滑動(dòng)面通過(guò)坡腳；滑動(dòng)面通過(guò)坡腳； 不考慮土體的內(nèi)應(yīng)力分布及各土條之間相互作用力的不考慮土體的內(nèi)應(yīng)力分布及各土條之間相互作用力的影響，土條不受側(cè)向力作用，或雖有側(cè)向力，但與滑動(dòng)圓弧的影響，土條不受側(cè)向力作用，或雖有側(cè)向力，但與滑動(dòng)圓弧的切線方向平行切線方向平行 4 4 路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算路基邊坡穩(wěn)定性分

17、析計(jì)算 四、四、邊坡穩(wěn)定性分析方法邊坡穩(wěn)定性分析方法力學(xué)分析法力學(xué)分析法 （3 3）步驟）步驟 （1 1）通過(guò)坡腳任意選定可能發(fā)生的圓弧滑動(dòng)面）通過(guò)坡腳任意選定可能發(fā)生的圓弧滑動(dòng)面ABAB，其半徑為，其半徑為R R，沿路線縱，沿路線縱向取單位長(zhǎng)度向取單位長(zhǎng)度1m1m。將滑動(dòng)土體分成若干個(gè)一定寬度的垂直土條，其寬一般為。將滑動(dòng)土體分成若干個(gè)一定寬度的垂直土條，其寬一般為2 24m4m。 （2 2）計(jì)算每個(gè)土條的土體重）計(jì)算每個(gè)土條的土體重G Gi i( (包括小段土重和其上部換算為土柱的荷載包括小段土重和其上部換算為土柱的荷載在內(nèi)在內(nèi)) )。G Gi i可分解為垂直于小段滑動(dòng)面的法向分力可分解為

18、垂直于小段滑動(dòng)面的法向分力N Ni i=G=Gi icoscosi i和平行于該面的和平行于該面的切向分力切向分力T Ti ii isinsini i，其中，其中i i為該弧中心點(diǎn)的半徑線與通過(guò)圓心的豎線之為該弧中心點(diǎn)的半徑線與通過(guò)圓心的豎線之間的夾角，間的夾角， i i( (其中其中x xi i為圓弧中心點(diǎn)距圓心豎線的水平距離，為圓弧中心點(diǎn)距圓心豎線的水平距離，R R為圓弧半徑為圓弧半徑) ) （3 3）計(jì)算每一小段滑動(dòng)面上的反力）計(jì)算每一小段滑動(dòng)面上的反力( (抵抗力抵抗力) )，即內(nèi)摩擦力，即內(nèi)摩擦力N Ni if f( (其中其中f=tgf=tg i i ) )和粘聚力和粘聚力cLcL

19、i i（i i為為i i小段弧長(zhǎng)小段弧長(zhǎng)) )。 （4 4）以圓心）以圓心O O為轉(zhuǎn)動(dòng)圓心，半徑為轉(zhuǎn)動(dòng)圓心，半徑R R為力臂，計(jì)算滑動(dòng)面上各力對(duì)為力臂，計(jì)算滑動(dòng)面上各力對(duì)O O點(diǎn)的滑動(dòng)點(diǎn)的滑動(dòng)力矩和抗滑力矩力矩和抗滑力矩 （5 5）求穩(wěn)定系數(shù)）求穩(wěn)定系數(shù)K K值值 4 4 路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算 4.數(shù)學(xué)表達(dá)式數(shù)學(xué)表達(dá)式 miiniiniiiniiiTTtgNlcMMK1111滑動(dòng)力矩抗滑力矩滑動(dòng)抗滑4 4 路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算 三、穩(wěn)定性分析步驟三、穩(wěn)定性分析步驟 1. 按比例繪制路基橫斷面圖按比例繪制路基橫斷面圖 2. 確定圓心的大致位置和圓弧

20、的形狀確定圓心的大致位置和圓弧的形狀 3. 根據(jù)情況分段根據(jù)情況分段 4. 計(jì)算分段的計(jì)算分段的Gi、i、Ni、Ti，進(jìn)而計(jì)算出，進(jìn)而計(jì)算出K1 5. 重復(fù)重復(fù)14，得出，得出K2Kn，作圖求出最小的，作圖求出最小的Kmin 6. 穩(wěn)定性判斷：穩(wěn)定性判斷：KminK=1.251.5 iiiGNcosiiiGTsinRxii1sin4 4 路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算 四、圓弧圓心確定四、圓弧圓心確定 為了較快地找到極限滑動(dòng)面，減少試算工作量，根為了較快地找到極限滑動(dòng)面，減少試算工作量，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，極限滑動(dòng)圓心在一條線上，該線即是圓心輔助據(jù)經(jīng)驗(yàn)，極限滑動(dòng)圓心在一條線上，該線即是圓心

21、輔助線。確定圓心輔助線可以采用線。確定圓心輔助線可以采用4.5 H法或法或36線法。線法。 4 4 路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算 4.5 H法法 4 4 路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算 36線法線法 由荷載換算土柱高頂點(diǎn)作與水平線成由荷載換算土柱高頂點(diǎn)作與水平線成36角的線角的線EF，即得圓心輔助線。即得圓心輔助線。 由坡頂處作與水平線成由坡頂處作與水平線成36角的線角的線EF，即為圓心輔助，即為圓心輔助線。線。 4 4 路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算 陡坡路堤穩(wěn)定性陡坡路堤穩(wěn)定性 一、陡坡路堤滑動(dòng)的成因及滑動(dòng)形式一、陡坡路堤滑動(dòng)的成因及滑動(dòng)形式 1

22、. 1. 陡坡路堤：陡坡路堤：原地面橫坡大于原地面橫坡大于1:2.51:2.5的路堤。陡坡路堤應(yīng)同的路堤。陡坡路堤應(yīng)同時(shí)滿足路堤邊坡穩(wěn)定性和沿著原地面滑動(dòng)的穩(wěn)定性。時(shí)滿足路堤邊坡穩(wěn)定性和沿著原地面滑動(dòng)的穩(wěn)定性。 4 4 路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算 2 2 可能滑動(dòng)的陡坡路堤形式可能滑動(dòng)的陡坡路堤形式 原 因：基底接觸面較陡或強(qiáng)度較弱表現(xiàn)形式：路堤整體沿基底接觸面滑動(dòng) 原 因：基底修筑在軟弱土層上 表現(xiàn)形式：路堤連同其下的軟弱土層沿某一滑 動(dòng)面滑動(dòng)原 因：基底下巖層強(qiáng)度不均勻，如泥質(zhì)頁(yè)巖表現(xiàn)形式：路堤沿某一最弱的層面滑動(dòng)4 4 路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算 二、

23、陡坡路堤穩(wěn)定性驗(yàn)算二、陡坡路堤穩(wěn)定性驗(yàn)算 1. 滑動(dòng)面強(qiáng)度指標(biāo)的確定滑動(dòng)面強(qiáng)度指標(biāo)的確定 基底開(kāi)挖臺(tái)階時(shí)：基底開(kāi)挖臺(tái)階時(shí)：c和和應(yīng)選擇填土和基底土中較小應(yīng)選擇填土和基底土中較小的一組，并按滑動(dòng)面受水浸濕程度予以降低的一組，并按滑動(dòng)面受水浸濕程度予以降低 基底不設(shè)臺(tái)階時(shí)：考慮到水的滲流影響，基底不設(shè)臺(tái)階時(shí)：考慮到水的滲流影響，c可忽略不可忽略不計(jì)，基底摩擦系數(shù)計(jì)，基底摩擦系數(shù)f =tg，一般在，一般在0.250.60之間。之間。 4 4 路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算 2. 穩(wěn)定性驗(yàn)算方法穩(wěn)定性驗(yàn)算方法 直線法：直線法：當(dāng)基底為單一坡面，土體沿直線滑動(dòng)面整體下當(dāng)基底為單一坡面，土體

24、沿直線滑動(dòng)面整體下滑時(shí)，可用直線滑動(dòng)面法進(jìn)行分析。穩(wěn)定系數(shù)按下式計(jì)算：滑時(shí)，可用直線滑動(dòng)面法進(jìn)行分析。穩(wěn)定系數(shù)按下式計(jì)算： sin)(cos)(PQcLtgPQK4 4 路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算 折線法：折線法：當(dāng)滑動(dòng)面為多個(gè)坡度的折線傾斜面時(shí)，可將滑當(dāng)滑動(dòng)面為多個(gè)坡度的折線傾斜面時(shí)，可將滑動(dòng)面上土體按折線段劃分為著干條塊，自上而下分別計(jì)算動(dòng)面上土體按折線段劃分為著干條塊，自上而下分別計(jì)算各土體的剩余下滑力，根據(jù)最后一塊的剩余下滑力的數(shù)值各土體的剩余下滑力，根據(jù)最后一塊的剩余下滑力的數(shù)值判斷路堤的整體穩(wěn)定性。穩(wěn)定分析過(guò)程如下：判斷路堤的整體穩(wěn)定性。穩(wěn)定分析過(guò)程如下： 4 4

25、 路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算 11111111cos1sinLctgWKWEnnnnnnnnnnnnnnLctgEWKEWE)sin(cos(1)cos(sin1111注意：注意：若第若第n塊土體塊土體En0，則，則En不列入下一土塊的計(jì)算，不列入下一土塊的計(jì)算，即令即令En=0 u最后一塊土體的下滑力大于零時(shí)，則認(rèn)為路堤不穩(wěn)定；最后一塊土體的下滑力大于零時(shí)，則認(rèn)為路堤不穩(wěn)定；否則，認(rèn)為路堤是穩(wěn)定的。否則，認(rèn)為路堤是穩(wěn)定的。 4 4 路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算 三、增加陡坡路堤穩(wěn)定性的措施三、增加陡坡路堤穩(wěn)定性的措施 1. 改善基底狀況，增加摩擦力或減少滑動(dòng)

26、力。改善基底狀況，增加摩擦力或減少滑動(dòng)力。 F 清除松軟的表層覆蓋土，夯實(shí)基底；清除松軟的表層覆蓋土，夯實(shí)基底； F 開(kāi)挖臺(tái)階，增加摩擦力；開(kāi)挖臺(tái)階，增加摩擦力； F 在路堤上側(cè)設(shè)置截水溝或邊溝，以阻止地面水浸濕基底；在路堤上側(cè)設(shè)置截水溝或邊溝，以阻止地面水浸濕基底； F 受地下水影響時(shí)，設(shè)置盲溝疏干基底土層。受地下水影響時(shí)，設(shè)置盲溝疏干基底土層。2. 改變填料及斷面形式改變填料及斷面形式 采用大顆粒填料嵌入地面；采用大顆粒填料嵌入地面； 放緩坡腳處的邊坡，以增加放緩坡腳處的邊坡，以增加抗滑力?？够Α?3. 在坡腳處設(shè)置支擋結(jié)構(gòu)物在坡腳處設(shè)置支擋結(jié)構(gòu)物 設(shè)置右石料砌筑的護(hù)腳設(shè)置右石料砌筑的護(hù)

27、腳 ；設(shè)置擋土墻；設(shè)置擋土墻 4 4 路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算 浸水路堤穩(wěn)定性浸水路堤穩(wěn)定性 一、浸水路堤及其作用力系一、浸水路堤及其作用力系概念：受到季節(jié)性或長(zhǎng)期浸水的沿河路堤、河灘路堤等均概念：受到季節(jié)性或長(zhǎng)期浸水的沿河路堤、河灘路堤等均稱浸水路堤。稱浸水路堤。力系：除承受普通路堤所承受的外力及自重力外還承受浮力系：除承受普通路堤所承受的外力及自重力外還承受浮力及滲透動(dòng)水壓力的作用力及滲透動(dòng)水壓力的作用 4 4 路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算 u當(dāng)水位上升：水從邊坡一側(cè)或兩側(cè)滲入路堤，路堤內(nèi)水位當(dāng)水位上升：水從邊坡一側(cè)或兩側(cè)滲入路堤，路堤內(nèi)水位的浸潤(rùn)線成凹

28、形。的浸潤(rùn)線成凹形。 u當(dāng)水位下降：水從堤身向外滲出，路堤內(nèi)水位的浸潤(rùn)線成當(dāng)水位下降：水從堤身向外滲出，路堤內(nèi)水位的浸潤(rùn)線成凸形。凸形。滲透水流還能帶走路堤細(xì)小的土粒而引起路堤的變形；滲透水流還能帶走路堤細(xì)小的土粒而引起路堤的變形； u路堤兩側(cè)水位不一致，產(chǎn)生橫穿路堤的滲透。路堤兩側(cè)水位不一致，產(chǎn)生橫穿路堤的滲透。 圖圖4-15 4-15 路堤內(nèi)浸潤(rùn)曲線路堤內(nèi)浸潤(rùn)曲線 二、滲透動(dòng)水壓力的作用二、滲透動(dòng)水壓力的作用4 4 路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算 三三 浸水路堤邊坡穩(wěn)定性分析浸水路堤邊坡穩(wěn)定性分析 1動(dòng)水壓力的考慮動(dòng)水壓力的考慮浸水路堤的穩(wěn)定性按最不利的情況分析：最高洪水位驟

29、然降落時(shí)；浸水路堤的穩(wěn)定性按最不利的情況分析：最高洪水位驟然降落時(shí)；幾乎不透水的粘土路堤，水位漲落對(duì)土體內(nèi)部影響較小，可不考慮動(dòng)水壓幾乎不透水的粘土路堤，水位漲落對(duì)土體內(nèi)部影響較小，可不考慮動(dòng)水壓力；力；透水性較強(qiáng)的土填筑，雖可發(fā)生橫穿路堤的滲透，但其作用力一般較小；透水性較強(qiáng)的土填筑，雖可發(fā)生橫穿路堤的滲透，但其作用力一般較??；若路堤采用不透水材料填筑，則不會(huì)發(fā)生橫穿滲透現(xiàn)象，故也可不計(jì)算；若路堤采用不透水材料填筑，則不會(huì)發(fā)生橫穿滲透現(xiàn)象，故也可不計(jì)算；當(dāng)路堤用普通土填筑，浸水后土體內(nèi)產(chǎn)生動(dòng)水壓力。當(dāng)路堤用普通土填筑，浸水后土體內(nèi)產(chǎn)生動(dòng)水壓力。2穩(wěn)定性分析穩(wěn)定性分析 =/ccBBccBBcBnccBBccBBcBnfNfNC LC LRMKMTTRD SfNfNc Lc LTTD S R抵 抗滑 動(dòng)ccBBccBBcBfNfNc Lc LKTTD4 4 路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算路基邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算 3. 浸水路堤邊坡穩(wěn)定性分析應(yīng)考慮的因素浸水路堤邊坡穩(wěn)定性分