路基边坡稳定性分析的教学要点

1、路基边坡稳定性分析路基边坡稳定性分析教学要点教学要点路基边坡稳定性分析路基边坡稳定性分析第4章 路基稳定性分析计算教学要点：教学要点：1）为什么进行边坡稳定性分析？为什么进行边坡稳定性分析？2）需要哪些参数？如何确定？需要哪些参数？如何确定？3）直线法、圆弧法、不平衡推力直线法、圆弧法、不平衡推力传递法的适用条件、分析步骤。传递法的适用条件、分析步骤。4）分析结果的判别与应用分析结果的判别与应用1 概述概述p边坡稳定性设计的条件边坡稳定性设计的条件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路基边坡稳定性设计路基边坡

2、稳定性设计的条件路基边坡稳定性设计的条件路基边坡稳定性设计p对边坡高度超过对边坡高度超过20m的路堤或地面斜坡坡率陡于的路堤或地面斜坡坡率陡于1：2.5的的路堤，以及不良地质、特殊地段的路堤，应进行个别勘察设计，路堤，以及不良地质、特殊地段的路堤，应进行个别勘察设计，对重要的路堤对重要的路堤 进行稳定性监控。进行稳定性监控。p对土质挖方边坡高度超过对土质挖方边坡高度超过20m，岩质挖方边坡高度超过，岩质挖方边坡高度超过30m以及不良地质、特殊岩土地段的挖方边坡，应进行个别以及不良地质、特殊岩土地段的挖方边坡，应进行个别勘察设计。勘察设计。公路路基设计规范（公路路基设计规范（JTG D30-20

3、04JTG D30-2004）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。路基边坡稳定性设计p工程地质法工程地质法思考：思考：两种方法的区别与联系？孰优孰劣两种方法的区别与联系？孰优孰劣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容重容重(kN/m3)p内摩擦角内摩擦角()p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

4、验数据。 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路基边坡稳定性设计路堤边坡：路堤边坡：路基边坡稳定性验算的参数路基边坡稳定性验算的参数路基边坡稳定性设计路堑边坡：路堑边坡：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路基边坡稳定性设计2 直线法直线法路堤路堤下滑力下滑力：抗滑力抗滑力： sin QTcLtgQRcossincosQcL

5、tgQTRK安全系数安全系数：适用于砂土和砂性土边坡。适用于砂土和砂性土边坡。 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。 路基边坡稳定性设计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路基边坡稳定性设计2 直线法直线法K1 土锲体稳定；K=1 极限平衡状态；K1 土锲体滑动。K1.251.5经济经济VS

6、安全安全砂土 c0tgtgQtgQTRKsincos天然休止角砂堆路基边坡稳定性设计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。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。路基边坡稳定性设计3 圆弧法圆弧法圆弧条分法（瑞典法）圆弧条分法（瑞典法）滑动面圆心辅助线滑动面圆心辅助线 4.5H法36法路基边坡稳定性设计思考：思考：如何验证此方法准确性如何验证此

7、方法准确性3 圆弧法圆弧法圆弧条分法（瑞典法）圆弧条分法（瑞典法）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)(iiRcLfNRMiiiisRQcLQfMMKsincos路基边坡稳定性设计3 圆弧法圆弧法圆弧条分法（瑞典法）圆弧条分法（瑞典法）最小安全系数最小安全系数Kmin最

8、危险滑动面最危险滑动面KminK1.251.5边坡稳定路基边坡稳定性设计改进改进的圆弧法的圆弧法毕肖普法毕肖普法0cossin1iiiiiiiNTXXQ)(1iiiiifiilctgNKlTiiiiiiiiiitgKKlcXXQNsin1cossin)(1iiiisRQcLNMMKsincosiiiiiiiiQlctgQmKisin)cos(1iiiitgKmsin1cos 路基边坡稳定性设计4 不平衡不平衡推力传递法推力传递法(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。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

9、的路堤；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；层状构造岩土层路基边坡；滑坡等。滑坡等。剩余下滑力剩余下滑力：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路基边坡稳定性设计4 不平衡不平衡推力传递法推力传递法(传递系数法、剩余推力法传递系数法、剩余推力法)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路基边坡稳定性设计4 不平衡不平衡推力传递法推力传递法(传递系数法、剩余推力法传递系数法、剩余推力法)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(1sin1111111111lcQKQKR

10、TE222211222112222tan)sin(cos1)cos(sin2lcEQKEQKRTE路基边坡稳定性设计4 不平衡不平衡推力传递法推力传递法(传递系数法、剩余推力法传递系数法、剩余推力法)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。路基边坡稳定性设计边坡稳定性判断边坡稳定性判断路基边坡稳定性设计路堤边坡：路堤边坡：边坡稳定性判断边坡稳定性判断路基边坡稳定性设计路堑边坡：路堑边坡：课程作业课程作业一. 已知：路基高度1

11、5m，顶宽10m，路基边坡为1：1.5，路基中心高度与边坡高度大致相同。路基填土为粉质中液限粘土，土的粘聚力c=9.0kpa，内摩擦角25，容重=17kN/m3。分别采用圆弧条分法（瑞典法）和毕肖普法分析其边坡稳定性。路基边坡稳定性设计二.某陡坡路堤，其横断面图如图3-17所示，土的粘聚力c=10kpa，内摩擦角20，容重=19kN/m3验算该路堤是否稳定。K1.25，其余参数如下：工程案例工程案例路基边坡稳定性设计600601:11:11:13752x37537530060100护坡道50碎落台3%1:1.51:1.75800水田公路界桩隔离栅2%4%100i1:5半填半挖路基横断面 3.

12、经过农田地段的路堤，填筑前须先开沟排水，清除淤泥和植物根茎后方能分层填筑。 4 .地表自然横坡1:5.0的斜坡（包括纵断面方向），在路堤填筑前原地表须开挖成向内 斜2%4%的反向台阶，宽12米.200601：11001:0.51:0.53%603%60排水沟500300600公路界桩隔离栅路缘带路缘带硬路肩行车道土路肩波形梁护栏3%设计标高位置2%2x375波形梁护栏道路中线175175设计标高位置7575中央分隔带350波形梁护栏2600土路肩硬路肩行车道2%3%波形梁护栏1:1截水沟土台2%公路用地范围 5。边沟，排水沟等排水工程采用浆砌片石，拱形护坡，护面墙等防护工程采用浆砌块石。 6。全线土路肩可采用砼预制块进行加固，加固厚度0.15米，预制块时应预留波形梁立柱 的安装位置。 7。中央分隔内填土绿化。注： 1。图中尺寸均以厘