第3章路基边坡稳定性设计

1、第3章路基边坡稳定性设计第第3章路基边坡稳定性设计章路基边坡稳定性设计3.1 概述概述3.2 直线法直线法3.3 圆弧法圆弧法3.4 不平衡推力传递法不平衡推力传递法3.5 浸水路堤边坡稳定性验算浸水路堤边坡稳定性验算3.6 边坡稳定性设计示例边坡稳定性设计示例第3章 路基边坡稳定性设计3.1 概述概述p影响路基边坡稳定性的因素影响路基边坡稳定性的因素p边坡稳定性设计方法边坡稳定性设计方法p路基边坡稳定性验算的参数路基边坡稳定性验算的参数p荷载当量高度计算荷载当量高度计算第3章 路基边坡稳定性设计影响路基边坡稳定性的因素影响路基边坡稳定性的因素p边坡土质边坡土质p水水p边坡几何形状边坡几何形状

2、p荷载荷载p第3章 路基边坡稳定性设计边坡稳定性设计方法边坡稳定性设计方法p力学验算法力学验算法直线法、圆弧法、不平衡推力传递法直线法、圆弧法、不平衡推力传递法p工程地质法工程地质法力学验算法的基本假定：力学验算法的基本假定：1.不考虑滑动土体本身内应力的分布；2.平衡状态只在滑动面上达到，滑动土体成整体下滑。第3章 路基边坡稳定性设计路基边坡稳定性验算的参数路基边坡稳定性验算的参数容重容重(kN/m3)内摩擦角内摩擦角()粘聚力粘聚力c(kPa) 路堑或天然边坡路堑或天然边坡：原状土；路堤边坡路堤边坡：与现场压实度一致的压实土的试验数据。 多层土体：多层土体：1.加权平均法2.通过合理的分段

3、，直接取用不同土层的参数值。 第3章 路基边坡稳定性设计荷载当量高度荷载当量高度在边坡稳定性分析时，将车辆按最不利情况排列，将车辆在边坡稳定性分析时，将车辆按最不利情况排列，将车辆的设计荷载换算成当量土柱高的设计荷载换算成当量土柱高(即以相等压力的土层厚度即以相等压力的土层厚度来代替荷载来代替荷载)，以，以h0表示。表示。BLNQh0第3章 路基边坡稳定性设计第第3章路基边坡稳定性设计章路基边坡稳定性设计第3章 路基边坡稳定性设计3.2 直线法直线法路堤路堤下滑力下滑力：抗滑力抗滑力： sin QTcLtgQRcossincosQcLtgQTRK安全系数安全系数：适用于砂土和砂性土边坡。适用于

4、砂土和砂性土边坡。 通过坡脚A点，假定34个可能的破裂面，求出相应的稳定系数Ki值，得出Ki与i的关系曲线。在关系曲线上找到最小稳定系数值Kmin，及对应的极限破裂面倾斜角值。 第3章 路基边坡稳定性设计3.2 直线法直线法路堑路堑)()(sincos00ctgactgafQcLtgQTRKtgf hca20令dK/d0，可求K最小时破裂面倾斜角0值。csc000afactgctgcsc(2)2()000minafactgfaK第3章 路基边坡稳定性设计3.2 直线法直线法第3章 路基边坡稳定性设计K1 土锲体稳定；K=1 极限平衡状态；K1 土锲体滑动。K经济经济VS安全安全砂土 c0tgt

5、gQtgQTRKsincos天然休止角砂堆3.3 圆弧法圆弧法圆弧条分法（瑞典法）圆弧条分法（瑞典法）适用于粘性土边坡。适用于粘性土边坡。 基本假定基本假定：1.滑动面为通过坡脚的圆柱面；2.不考虑土体的内应力分布及各土条之间相互作用力的影响；3.安全系数为抗滑力矩比滑动力矩。第3章 路基边坡稳定性设计需解决问题需解决问题：1.滑动面位置；2.安全系数K；3.最小安全系数Kmin；4.判断边坡稳定性。3.3 圆弧法圆弧法圆弧条分法（瑞典法）圆弧条分法（瑞典法）第3章 路基边坡稳定性设计滑动面圆心辅助线滑动面圆心辅助线 H法36法3.3 圆弧法圆弧法圆弧条分法（瑞典法）圆弧条分法（瑞典法）第3章

6、 路基边坡稳定性设计基本步骤：基本步骤： （1）通过坡脚任意选定可能发生的圆弧滑动面AB，其半径为R，沿路线纵向取单位长度1m。将滑动土体分成若干个一定宽度的垂直土条，其宽一般为2-4m，如图所示；（2）计算每个土条的土体重G(包括小段土重和其上部换算为土柱的荷载在内)；（3）计算每一小段滑动面上的反力(抵抗力)；（4）计算滑动力矩和抗滑力矩；（5）求稳定系数值。)(iisTTRM)(iiRcLfNRMiiiisRQcLQfMMKsincos3.3 圆弧法圆弧法圆弧条分法（瑞典法）圆弧条分法（瑞典法）第3章 路基边坡稳定性设计最小安全系数最小安全系数Kmin最危险滑动面最危险滑动面KminK1

7、.5边坡稳定改进的圆弧法改进的圆弧法毕肖普法毕肖普法第3章 路基边坡稳定性设计0cossin1iiiiiiiNTXXQ)(1iiiiifiilctgNKlTiiiiiiiiiitgKKlcXXQNsin1cossin)(1iiiisRQcLQfMMKsincosiiiiiiiiQlctgQmKisin)cos(1iiiitgKmsin1cos 3.4 不平衡推力传递法不平衡推力传递法(传递系数法、剩余推力法传递系数法、剩余推力法)适用条件适用条件：滑动面为折线或其它形状的边坡稳定性验算。原地面为折线形的陡坡上的路堤；层状构造岩土层路基边坡；滑坡等。剩余下滑力剩余下滑力：第3章 路基边坡稳定性设

8、计KRTE滑动面已知滑动面已知滑动力滑动力抗滑力抗滑力稳定系数稳定系数3.4 不平衡推力传递法不平衡推力传递法(传递系数法、剩余推力法传递系数法、剩余推力法)第3章 路基边坡稳定性设计验算方法：验算方法：按地面变坡点将滑动面上土体垂直划分为若干条块；变坡点变坡点变坡点变坡点3.4 不平衡推力传递法不平衡推力传递法(传递系数法、剩余推力法传递系数法、剩余推力法)第3章 路基边坡稳定性设计验算方法：验算方法：自上而下分别计算各土块的剩余下滑力；)tancos(1sin1111111111lcQKQKRTE222211222112222tan)sin(cos1)cos(sin2lcEQKEQKRTE

9、3.4 不平衡推力传递法不平衡推力传递法(传递系数法、剩余推力法传递系数法、剩余推力法)第3章 路基边坡稳定性设计验算方法：验算方法：第n块土块的剩余下滑力；nnnnnnnnnnnnnnnlcEQKEQKRTEntan)sin(cos1)cos(sin1111判断稳定性：En0，整个土坡稳定； En0，应采取稳定或加固措施。3.5 浸水路堤边坡稳定性验算浸水路堤边坡稳定性验算第3章 路基边坡稳定性设计浸水路堤浸水路堤：受到季节性或长期浸水的沿河路堤、河滩路堤等均称为浸水路堤。特点：特点：1.稳定性受水位降落的影响稳定性受水位降落的影响水位上升水位下降路堤两侧水位差2.稳定性与路堤填料透水性有关

10、稳定性与路堤填料透水性有关粘土透水弱砂砾石透水强亚砂土、亚粘土中等透水性3.5 浸水路堤边坡稳定性验算浸水路堤边坡稳定性验算第3章 路基边坡稳定性设计最不利情况最不利情况：最高水位骤然降落 验算方法验算方法：考虑浮力和动水压力作用，其余同普通路堤。 0BID动水压力：动水压力：复习题复习题1.简述影响路基边坡稳定性的因素。2.何为力学验算法？何为工程地质法？3. 路基边坡稳定性分析中，有关的计算参数如何确定？4.简述荷载当量高度的计算方法。5.简述直线法、圆弧法和不平衡推力传递法的使用条件和计算方法。 6.在路基边坡稳定性验算中，已求得某个滑动面上的稳定系数K1.5，试问该路基边坡是否稳定？为什么？7.在路基边坡稳定性验算中，浸水路堤与普通路堤有何区别？第3章 路基边坡稳定性设计思考题？思考题？1.1.路基稳定性分析所采用的工程地质法与力学验算路基稳定性分析所采用的工程地质法与力学验算法各有何优缺点？二者之间有何联系法各有何优缺点？二者之间有何联系? ?2. 2. 你认为圆弧法中滑动面圆心辅助线确定方法你认为圆弧法中滑动面圆心辅助线确定方法H H法和法和