2 3 路基边坡稳定性设计

,路基工程,注册土木工程师（道路工程）执业资格考试培训,第一节路基工程概述第二节一般路基设计第三节路基边坡稳定性设计第四节路基排水设计第五节路基防护、加固与支挡结构设计第六节特殊路基工程,目录,第三节路基边坡稳定性设计,掌握边坡稳定性验算所需土性参数及确定原则了解边坡稳定性分析的三种工况及使用条件工程地质比拟法简化Bishop法与不平衡推力法的适用条件,大纲要求,第三节路基边坡稳定性设计,公路路基设计规范JTGD30-20153.6高路堤与陡坡路堤3.7深路堑公路土工试验规程2007土的直接剪切试验,相关规范,一、掌握稳定性验算土性参数及确定原则,边坡的岩土性质水的活动边坡的几何形状地震及其他震动荷载,影响路基边坡稳定性的因素,一、掌握稳定性验算土性参数及确定原则,高路堤与陡坡路堤,公路路基设计规范2015,一、掌握稳定性验算土性参数及确定原则,公路土工试验规程2017,一、掌握稳定性验算土性参数及确定原则,快剪试验是在试样上施加垂直压力后，立即施加水平剪切力进行剪切。快剪试验用于在土体上施加荷载和剪切过程中均不发生固结和排水作用的情况。一般比较干燥，施工期边坡不发生排水固结作用，可以采用快剪试验。本试验适用于渗透系数小于10（-6）cm/s的土类。快剪试验的剪切速率也规定为0.8mm/min，要求在35min内剪损。对于渗透系数大于10（-6）cm/s的土类，应在三轴仪中进行。,直剪快剪试验,一、掌握稳定性验算土性参数及确定原则,固结快剪试验是在试样上施加垂直压力，待排水稳定后施加水平剪切力进行剪切。切速率规定为8mm/min，要求在35min内剪损，为的是在剪切过程中尽量避免试样有排水现象。本试验规定对于渗透系数小于10（-6）cm/s的土类，才允许用直剪仪进行固结快剪试验。土体有一定湿度，施工中逐步压实固结，可以采用固结快剪试验。,直剪固结快剪试验,一、掌握稳定性验算土性参数及确定原则,斜坡地基的控制性层面,一、掌握稳定性验算土性参数及确定原则,高路堤与陡坡路堤,地震振动回稍微降低C，值，但与地震力来说，影响不大，所以不考虑振动影响。,一、掌握稳定性验算土性参数及确定原则,路堑,一、掌握稳定性验算土性参数及确定原则,路堑,一、掌握稳定性验算土性参数及确定原则,路堑,岩体、岩块的区别,一、掌握稳定性验算土性参数及确定原则,路堑,一、掌握稳定性验算土性参数及确定原则,水土分算是分别计算土压力和水压力，以两者之和为总的侧压力。水土分算适用于土孔隙中存在自由的重力水的情况或土的渗透性较好的情况，一般适用于碎石土和砂土。这些土无黏聚性或弱黏聚性，地下水在土颗粒间容易流动，重力水对土颗粒中产生孔隙水压力。,水土分算,一、掌握稳定性验算土性参数及确定原则,水土合算是将土和土孔隙中的水看做同一分析对象，适用于不透水和弱透水的黏土、粉质黏土和粉土。黏性土中实测的水压力往往达不到静水压力值，可认为土孔隙中的水主要是结合水，不是自由的重力水，因此它不易自由流动而不单独考虑静水压力。将土粒与孔隙水看作一个整体，直接用土的饱和重度和总应力抗剪强度指标计算侧压力。,水土合算,一、掌握稳定性验算土性参数及确定原则,路堤采用扰动土路堑采用原状土或原位试验固结与不固结路堑的结构面，岩体与岩块,确定原则,考点1:掌握稳定性验算土性参数及确定原则,下列选项中哪些是影响路堤稳定性的主要因素？（）(A)路堤高度(B)路堤宽度(C)路堤两侧坡度(D)填土压实度,例题1,考点1:掌握稳定性验算土性参数及确定原则,高路堤稳定性验算时，路基填土的强度参数，可采用（）获得。(A)直剪快剪(B)三轴排水剪切试验(C)固结试验(D)三轴不排水剪切试验,例题2,考点1:掌握稳定性验算土性参数及确定原则,公路路基设计中，确定岩土体抗剪强度时，下列哪些选项的取值方法是正确的？（）(A)路堤填土的c、,宜用直剪快剪或三轴不排水剪切试验获得(B)岩体结构面的C、取值时，宜考虑岩体结构面的类型和结合程度(C)土质边坡按水土分算原则计算时，地下水位以下土的C、,宜采用三轴自重固结不排水剪切强度指标(D)边坡岩体内摩擦角应按岩体裂隙发育程度进行折减,例题3,考点1:掌握稳定性验算土性参数及确定原则,从下列关于土坡稳定性的论述中指出哪些观点是正确的？（）(A)砂土土坡(c=0时)的稳定性与坡高无关(B)黏性土土坡的稳定同坡高有关(C)所有土坡都可适用按圆弧滑动的整体稳定性分折方法(D)简单条分法假定不考虑土条间的作用力,例题4,二、了解边坡稳定性分析三种工况及适用条件,高路堤指路基填土边坡高度大于20m的路堤。陡坡路堤指地面斜坡陡于1：2.5的路堤。高路堤与陡坡路堤设计时应进行路基稳定性设计。,1、高路堤与陡坡路堤,二、了解边坡稳定性分析三种工况及适用条件,稳定性分析工况1正常工况：路基投入运营后经常发生或持续时间长的工况2非正當工况I：路基处于暴雨或连续降雨状态下的工况3非正常工况II：路基遭遇地震等荷载作用的工况,1、高路堤与陡坡路堤,二、了解边坡稳定性分析三种工况及适用条件,高路堤与陡坡路堤稳定安全系数,1、高路堤与陡坡路堤,二、了解边坡稳定性分析三种工况及适用条件,土质挖方边坡高度大于20m岩石挖方边坡高度大于30m,2、深路堑,二、了解边坡稳定性分析三种工况及适用条件,稳定性分析工况，季节冻土边坡，尚应考虑冻融的影响。1、正常工况：边坡处于天然状态的工况2、非正常工况I：边坡处于暴雨或连续降雨状态下的工况3、非正常工况II：边坡处于地震等荷载作用状态下的工况,2、深路堑,二、了解边坡稳定性分析三种工况及适用条件,各等级公路路堑边坡稳定系数不得小于表列稳定安全系数值路堑边坡稳定安全系数,2、深路堑,考点2:了解边坡稳定性分析三种工况及适用条件,散粒填土路堤边坡坡高H=4m,土堤填料重度r=20kN/m3,内摩擦角=35,黏聚力忽略不计(c=0),试问土堤边坡坡脚必须接近下列哪一个角度时,边坡稳定性系数k才能接近于1.25?（）(A)2545，(B)2915(C)3230，(D)3342,例题1,考点2:了解边坡稳定性分析三种工况及适用条件,陡坡路堤稳定性计算时,应考虑的工况为（）(A)路基投入运营后经常发生或持续时间长的工况(B)路基处于暴雨或连续降雨状态下的工况(C)路基遭遇地震等荷载作用的工况(D)路基土饱和状态的工况,例题2,考点2：了解边坡稳定性分析三种工况及适用条件,下列哪些选项是直接剪切实验的特点？（）(A)剪切面上的应力分布简单(B)固定型切面(C)剪切过程中剪切面积有变化(D)易于控制排水,例题3,三、了解边坡稳定性分析方法的适用条件,指把所要研究的边坡与已取得勘察资料、建筑经验、地质条件类似的边坡进行对照，并作出工程地质评价的方法，又称工程地质类比法。,工程地质比拟法,三、了解边坡稳定性分析方法的适用条件,以定性分析为基础、定量计算为手段,边坡稳定性评价原则：,三、了解边坡稳定性分析方法的适用条件,1规模较大的破碎结构岩质边坡和土质边坡宜采用简化Bishop法计算2对可能产生直线形破坏的边坡宜采用平面滑动面解析法进行计算3对可能产生折线形破坏的边坡宜采用不平衡推力法计算4对结构复杂的岩质边坡，可配合采用赤平投影法和实体比例投影法分析及楔形滑动面法进行计算5当边坡破坏机制复杂时，宜结合数值分析法进行分析,边坡稳定性计算方法,三、了解边坡稳定性分析方法的适用条件,边坡稳定性计算方法,三、了解边坡稳定性分析方法的适用条件,毕肖普（Bishop）法是改进的圆弧条分法，适用于一般黏性土组成的路堤堤身稳定性、路堤和地基的整体稳定性或路堑边坡的稳定性验算。,简化Bishop法,三、了解边坡稳定性分析方法的适用条件,简化Bishop法,三、了解边坡稳定性分析方法的适用条件,适用于滑动面为折线或其他形状的边坡稳定性验算,不平衡推力法,三、了解边坡稳定性分析方法的适用条件,不平衡推力法,三、了解边坡稳定性分析方法的适用条件,适用于砂土和土质砂（两者合称砂类土）,土的抗力以摩擦力为主，粘聚力甚小,边坡破坏时，滑动破裂面近似平面。,直线法,考点3:了解边坡稳定性分析方法的适用条件,有一砂土坡，其砂土的内摩擦角=35度,坡度为1:1.5,当采用直线滑裂面进行稳定分折时，下面哪一个滑裂面所对应的安全系数最小？(a滑裂面与水平地面间夹角)（）(A)a=25(B)a=29(C)a=31(D)a=33,例题1,考点3:了解边坡稳定性分析方法的适用条件,简化Bishop法是改进的圆弧条分法，其分析边坡稳定性的特点是（）(A)不断减低岩土体的抗剪强度指标(B)不断增加荷载直至边坡达到破坏(C)稳定系数定义为抗滑力与滑动力之比(D)考虑了土条条间力的作用,例题2,考点3:了解边坡稳定性分析方法的适用条件,滑坡稳定性计算常用的方法有瑞典圆弧法、瑞典条分法、毕肖普法及简布迭,下列关于这些方法中的论述中哪些选项是正确的？（）(A)瑞典圆弧法仅适用于=0的均质黏性土坡(B)简布法仅适用于圆弧滑动面的稳定性计算(C)毕肖普法和简布法计算的稳定系数比较接近(D)瑞典条分法不仅满足滑动土体整体力矩平衝条件，也满足条块间的静力平衡,例题3,考点3:了解边坡稳定性分析方法的适用条件,关于计算滑坡推力的传递系数法，下列哪些叙述是不正确的？（）(A)依据每个条块静力平衡关至建立公式，但没有考虑力矩平衡(B)相邻条块滑面之间的夹角大小对滑坡推力计算结果影响不大(C)划分条块时需要考虑地面线的几何形状特征(D)所得到的滑坡推力方向是水平的,例题4,考点3:了解边坡稳定性分析方法的适用条件,一用砂性土填筑的路堤,高3m，顶宽26m，边坡坡率1:1.5,现采用直线滑动面法验算其边坡稳定性。已知填土的内摩擦角=30度,黏聚力c=0.1kPa,如假设滑动面的倾角a=25,已算得作用在滑动面上的土体重W=52.2kN/m,滑动面的长度L=7.1m,此时，稳定系K最接近下列数值中的哪一个？（）(A)1.17；(B)1.27(C)1.37；(D)1.47,例题5,考点3:了解边坡稳定性分析方法的适用条件,有一高填方路基，路基顶宽10m,路基边坡高度15m,边坡坡度1:1.5,路基橫断面图如图3-4-1所示。已知路基填料为砂类土，土的黏聚力c=0.98kPa,内摩擦角=35,容重K=18.62kN/m3,边坡土楔体ABC沿破裂面AB滑动。试问按直线法分析该路堤边坡稳定系数最接近下列哪个选项？（）(A)1.25m；