T道路工程路基穩(wěn)定性設計講義

第七章路基穩(wěn)定性設計第七章路基穩(wěn)定性設計第一節(jié)路基邊坡穩(wěn)定性分析原理與方法第二節(jié)條分法第三節(jié)地基穩(wěn)定性分析第一節(jié)路基邊坡穩(wěn)定性分析原理與方法一、邊坡穩(wěn)定性分析原理粘性土滑動面象圓柱形，砂性土及砂土滑動面類似于平面。見下圖：用力學邊坡穩(wěn)定性分析按平面問題來處理砂性土和礫(石)土用直線破裂面法粘性土用圓弧破裂面法

邊坡的滑動面如圖：a直線破裂面；b折線破裂面；c曲線破裂面二、邊坡穩(wěn)定性分析的計算參數(shù)1、土的計算參數(shù)：土的容重()、內(nèi)摩擦角(o)和粘聚力()。2、邊坡穩(wěn)定性分析邊坡的取值：折線形或階梯形邊坡取平均值。如圖：a取AB線；b取坡腳點和坡頂點的連線3、汽車荷載當量換算：換算成當量土柱高(即以相等壓力的土層厚度來代替荷載)，以表示。

三、邊坡穩(wěn)定性分析方法

路基邊坡穩(wěn)定性分析方法可分為兩類，即工程地質法和力學分析法

工程地質法是對照當?shù)鼐哂蓄愃乒こ痰刭|條件而處于極限穩(wěn)定狀態(tài)的天然山坡和人工邊坡的情況，據(jù)以推斷路基的設計斷面是否穩(wěn)定。力學驗算法分直線法和圓弧法。直線法適用于砂土和砂性土（兩者合稱砂類土），圓弧法適用于粘性土直線法計算圖示：第二節(jié)條分法條分法是將滑動坡體用n-1個豎直面劃分為n個條塊。作用在任一第i條塊上的力：已知的豎直力(條塊自重和車輛荷載)，水平力(如水平地震慣性力)；未知的條間力(水平推力和豎向剪力)及條塊底面反力(分為法向反力和抗滑反力)

一、簡化條分法1、確定圓心輔助線2、穩(wěn)定系數(shù)的取值

二、畢肖普法條間力簡化為水平推力，忽略作用點位置和豎直剪力的影響，如圖：三、傳遞系數(shù)法同畢肖普法相比，考慮的條間力為，而不僅是四、邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性驗算算方法的應應用1、破壞面形形狀和位置置的選擇2、總應力和和有效應力力分析穩(wěn)定性分析析時，可采采用總應力力或有效應應力兩種方方法。兩種方法的的選擇，可可參見下表表;情況建議方法1-飽和土,施工期末(施工期比固結時間短);2-長期穩(wěn)定性;3-部分飽和土,施工期末(施工期比固結時間短)4-中期穩(wěn)定性3、陡坡路堤堤穩(wěn)定性陡坡路堤產(chǎn)產(chǎn)生下滑的的主要原因因是地面橫橫坡較陡、、基底土層層軟弱或強強度不均勻勻,陡坡路堤可可能的滑動動面如圖：：4、浸水路堤堤的穩(wěn)定性性(1)．滲透動水水壓力的作作用受到季節(jié)性性或長期浸浸水的沿河河路堤、河河灘路堤等等均稱浸水水路堤。河河灘路堤除除承受普通通路堤所承承受的外力力及自重力力外，還要要承受浮力力及滲透動動水壓力的的作用。當當?shù)掏馑晃簧邥r，，堤內(nèi)水位位的比降曲曲線(浸潤線)成凹凹形形；；當當?shù)痰掏馔馑晃幌孪陆到禃r時，，堤堤內(nèi)內(nèi)水水位位比比降降曲曲線線成成凸凸形形,如圖圖;當水水位位驟驟然然下下降降時時(圖a)，土土體體內(nèi)內(nèi)部部的的水水流流出出邊邊坡坡需需要要較較長長的的時時間間，，由由于于水水位位的的差差異異，，其其滲滲透透動動水水壓壓力力的的方方向向指指向向土土體體外外面面，，這這就就劇劇烈烈破破壞壞路路堤堤邊邊坡坡的的穩(wěn)穩(wěn)定定性性，，并并可可能能產(chǎn)產(chǎn)生生邊邊坡坡凸凸起起和和滑滑坡坡現(xiàn)現(xiàn)象象。。此此外外，，滲滲透透水水流流還還能能帶帶走走路路堤堤細細小小的的土土粒粒而而引引起起路路堤堤的的變變形形。。在高水位位時，如如路堤兩兩側邊坡坡上的水水位不一一致，就就會產(chǎn)生生橫穿路路堤的滲滲透，即即使水位位相差較較小，也也需予以以考慮(如圖b所示)。(2)滲透動水水壓力的的計算可按下式式計算：：示意圖如如圖：5、地震力力第三節(jié)地地基穩(wěn)穩(wěn)定性分分析一、地基基沉降分分析與計計算軟土地基基可分為為施工期間間沉降和施工后沉沉降兩部分軟土的沉沉降是由由處于不不排水狀狀態(tài)的塑塑性流動動所產(chǎn)生生。利用用孔隙水水壓力觀觀測結果果，可以以按下圖圖所示確確定劃分分初期和和后期階階段的填填土壓力力或填土土高度。。1、施工期期間沉降降計算：：沉降量由由初期階階段的再再固結沉沉降和和后期期階段的的不排水水剪切沉沉降組組成成2、施工后沉沉降計算算總的豎向向壓力基基本保持持不變，，而有效效豎壓力力增加。。施工后主主固結沉沉降總量量：3、側向位位移計算算施工期間間的最大大側向位位移量施工期末末側向位位移隨深深度的分分布，取取決于軟軟土層內(nèi)內(nèi)的有效效應力狀狀態(tài)。最最大側向向位移出出現(xiàn)在層層厚的1/3處。路堤坡腳腳下軟土土層內(nèi)側側向位移移隨深度度的分布布如圖：：a)路堤附加加應力隨隨深度的的分布情情況；b）側向位位移量隨隨深度的的分布情情況；c）分布曲曲線4、沉降速率率主固結沉降降量并不是是在瞬間發(fā)發(fā)生，而是是隨時間逐逐步完成的的。其過程程受兩方面面規(guī)律所控控制：聯(lián)系系有效應力力和空隙比比的壓縮定定律及控制制孔隙水在在土中流動動速率的達達西定律。。下圖中顯示示了三種超超孔隙水壓壓力分布情情況下的固固結度時間間因素曲線線。依據(jù)固固結系數(shù)值值、排水路路徑和固結結時間，可可算出時間間因素；按按超孔隙水水壓力分布布情況查下下圖中相應應曲線。二、路堤極極限高度通?？砂础豆饭こ碳技夹g標準》規(guī)定，使用用常規(guī)的邊邊坡高度值值，作為劃劃分高矮