公路工程概論第5.7節(jié) 路基邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算ppt課件

1、 第七節(jié)第七節(jié) 路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計(jì)路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計(jì)一、概述一、概述路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計(jì)的對象：路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計(jì)的對象：高填方路堤、深挖方路塹、陡坡路堤、浸水路堤、滑高填方路堤、深挖方路塹、陡坡路堤、浸水路堤、滑坡體等不良工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件下的路基邊坡。坡體等不良工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件下的路基邊坡。路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計(jì)的義務(wù)：路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計(jì)的義務(wù)： 對路基邊坡穩(wěn)定性進(jìn)展分析、驗(yàn)算，判別其穩(wěn)定性并對路基邊坡穩(wěn)定性進(jìn)展分析、驗(yàn)算，判別其穩(wěn)定性并根據(jù)結(jié)果尋求平安可靠、經(jīng)濟(jì)合理的路基構(gòu)造方式根據(jù)結(jié)果尋求平安可靠、經(jīng)濟(jì)合理的路基構(gòu)造方式和穩(wěn)定的邊坡值，或采取相應(yīng)的加固措施。和穩(wěn)定的邊坡值，或采取相

2、應(yīng)的加固措施。 堆填路堤引起滑坡堆填路堤引起滑坡1 1、影響路基穩(wěn)定性的要素、影響路基穩(wěn)定性的要素1 1 土質(zhì)土質(zhì)2 2 水的影響水的影響 水經(jīng)過內(nèi)在和外在兩個方面對路基邊坡穩(wěn)水經(jīng)過內(nèi)在和外在兩個方面對路基邊坡穩(wěn)定性構(gòu)成影響。一方面，土體含水量添加時(shí)，定性構(gòu)成影響。一方面，土體含水量添加時(shí)，土的抗剪強(qiáng)度會下降而內(nèi)部剪應(yīng)力會添加，土的抗剪強(qiáng)度會下降而內(nèi)部剪應(yīng)力會添加，構(gòu)成邊坡穩(wěn)定性降低；另一方面，在浸水情構(gòu)成邊坡穩(wěn)定性降低；另一方面，在浸水情況下，水的浮力和水位升降產(chǎn)生的動水壓力況下，水的浮力和水位升降產(chǎn)生的動水壓力也會降低邊坡土體穩(wěn)定性。因此，水是影響也會降低邊坡土體穩(wěn)定性。因此，水是影響路基

3、邊坡穩(wěn)定性的重要要素。路基邊坡穩(wěn)定性的重要要素。3 3 邊坡的幾何外形邊坡的幾何外形 邊坡高度大小、坡度陡緩直接影響其穩(wěn)定邊坡高度大小、坡度陡緩直接影響其穩(wěn)定性。過高高度和過陡的邊坡將會添加土體下性。過高高度和過陡的邊坡將會添加土體下滑力，不利于邊坡穩(wěn)定?；Γ焕谶吰路€(wěn)定。4 4 活載添加活載添加 行車荷載添加、坡腳遭到?jīng)_刷或不正確的行車荷載添加、坡腳遭到?jīng)_刷或不正確的開挖方式將使邊坡失去平衡而導(dǎo)致失穩(wěn)。開挖方式將使邊坡失去平衡而導(dǎo)致失穩(wěn)。5 5 地震及其他動荷載影響地震及其他動荷載影響2 2、邊坡穩(wěn)定性設(shè)計(jì)方法、邊坡穩(wěn)定性設(shè)計(jì)方法 研討、分析路基邊坡穩(wěn)定性的方法很多，研討、分析路基邊坡穩(wěn)

4、定性的方法很多，分為力學(xué)驗(yàn)算法和工程地質(zhì)法兩大類。分為力學(xué)驗(yàn)算法和工程地質(zhì)法兩大類。 力學(xué)驗(yàn)算法又稱為極限平衡法，按力學(xué)平衡原力學(xué)驗(yàn)算法又稱為極限平衡法，按力學(xué)平衡原理判別穩(wěn)定性。理判別穩(wěn)定性。根據(jù)假定滑動面外形的不同，又將其分為直線根據(jù)假定滑動面外形的不同，又將其分為直線法、圓弧法和折線法三種。法、圓弧法和折線法三種。 假設(shè)：假設(shè)： 1 1破裂面上的滑動土體視為剛體沿破裂面破裂面上的滑動土體視為剛體沿破裂面作整體挪動，不思索其內(nèi)部應(yīng)力分布情況和作整體挪動，不思索其內(nèi)部應(yīng)力分布情況和部分挪動。部分挪動。 2 2土體極限平衡形狀只在滑動面上到達(dá)。土體極限平衡形狀只在滑動面上到達(dá)。 工程地質(zhì)法又稱

5、為類比法，根據(jù)大量已成工程工程地質(zhì)法又稱為類比法，根據(jù)大量已成工程閱歷數(shù)據(jù)擬定邊坡穩(wěn)定的參考坡值。閱歷數(shù)據(jù)擬定邊坡穩(wěn)定的參考坡值。3 3、路基邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算根本參數(shù)、路基邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算根本參數(shù) 粘聚力粘聚力c c、內(nèi)摩阻角、內(nèi)摩阻角及土的密度及土的密度是力學(xué)驗(yàn)算法是力學(xué)驗(yàn)算法的根本計(jì)算參數(shù)，這些參數(shù)應(yīng)在實(shí)踐工程處于最不的根本計(jì)算參數(shù)，這些參數(shù)應(yīng)在實(shí)踐工程處于最不利情況時(shí)現(xiàn)場取樣進(jìn)展實(shí)驗(yàn)確定。當(dāng)所分析邊坡為利情況時(shí)現(xiàn)場取樣進(jìn)展實(shí)驗(yàn)確定。當(dāng)所分析邊坡為多層不同性質(zhì)土類組成時(shí)，采用平均加權(quán)法確定上多層不同性質(zhì)土類組成時(shí)，采用平均加權(quán)法確定上述參數(shù)值。述參數(shù)值。nihnihnihnihnihnihci

6、iiiiiiiic1111tantan11.4 4、荷載當(dāng)量高度計(jì)算、荷載當(dāng)量高度計(jì)算 分析路堤邊坡穩(wěn)定性時(shí)，除思索其自重外，還要分析路堤邊坡穩(wěn)定性時(shí)，除思索其自重外，還要將車輛以對路基邊坡穩(wěn)定性最不利進(jìn)展陳列時(shí)的行將車輛以對路基邊坡穩(wěn)定性最不利進(jìn)展陳列時(shí)的行車荷載換算成當(dāng)量土柱高度，即以壓力相等的土層車荷載換算成當(dāng)量土柱高度，即以壓力相等的土層厚度替代行車荷載。厚度替代行車荷載。當(dāng)量土柱高度當(dāng)量土柱高度LBNQh 0二、直線法分析路基邊坡穩(wěn)定性二、直線法分析路基邊坡穩(wěn)定性1 1、適用條件、適用條件 砂類土砂土與砂性土，此類土質(zhì)邊坡砂類土砂土與砂性土，此類土質(zhì)邊坡在失穩(wěn)破壞時(shí)破裂面根本為平面，

7、故分析是在失穩(wěn)破壞時(shí)破裂面根本為平面，故分析是可采用直線法。可采用直線法。2 2、均質(zhì)砂類土路堤邊坡、均質(zhì)砂類土路堤邊坡 1. 1.分析原理分析原理 以穩(wěn)定系數(shù)以穩(wěn)定系數(shù)K K值來判別邊坡穩(wěn)定性。值來判別邊坡穩(wěn)定性。 當(dāng)K1時(shí)，土楔體穩(wěn)定； 當(dāng)K1時(shí)，土楔體到達(dá)極限平衡形狀； 當(dāng)K0En0，那么坡體不穩(wěn)定，應(yīng)采取，那么坡體不穩(wěn)定，應(yīng)采取穩(wěn)定或加固措施。穩(wěn)定或加固措施。 五、浸水路堤邊坡穩(wěn)定性分析五、浸水路堤邊坡穩(wěn)定性分析 定義：定義： 建筑在橋頭引道、河灘及河流沿岸，季節(jié)建筑在橋頭引道、河灘及河流沿岸，季節(jié)性地或長期浸水的路堤。性地或長期浸水的路堤。 一浸水路堤的特點(diǎn)一浸水路堤的特點(diǎn) 1. 邊

8、坡穩(wěn)定性受水位升降影響邊坡穩(wěn)定性受水位升降影響2. 2. 邊坡穩(wěn)定性與路堤填料透水性有關(guān)邊坡穩(wěn)定性與路堤填料透水性有關(guān)粘土路堤粘土路堤砂礫石路堤砂礫石路堤當(dāng)水位漲落時(shí)產(chǎn)生的動水壓力小，驗(yàn)算路基邊當(dāng)水位漲落時(shí)產(chǎn)生的動水壓力小，驗(yàn)算路基邊坡穩(wěn)定性是可不予思索。坡穩(wěn)定性是可不予思索。中等透水性的亞砂土、亞粘土路堤在水位漲落中等透水性的亞砂土、亞粘土路堤在水位漲落時(shí)會遭到動水壓力顯著作用，分析邊坡穩(wěn)時(shí)會遭到動水壓力顯著作用，分析邊坡穩(wěn)定性是應(yīng)予思索。定性是應(yīng)予思索。浸水路堤填料應(yīng)進(jìn)展正確選擇并采取合理的施浸水路堤填料應(yīng)進(jìn)展正確選擇并采取合理的施工工藝，盡量減小水位變化對路堤帶來的工工藝，盡量減小水位變化對路堤帶來的不利影響。不利影響。二浸水路堤的高度與斷面方式二浸水路堤的高度與斷面方式 1. 1.高度高度 普通浸水路堤的最低設(shè)計(jì)標(biāo)高應(yīng)取設(shè)計(jì)洪水位加平安普通浸水路堤的最低設(shè)計(jì)標(biāo)高應(yīng)取設(shè)計(jì)洪水位加平安高度高度0.5m0.5m。 路堤外水位能夠有壅水、波浪時(shí)，路堤高度設(shè)路堤外水位能夠有壅水、波浪時(shí)，路堤高