[PPT]道路工程路基稳定性设计讲义_secret

1、第七章 路基稳定性设计,第七章 路基稳定性设计,第一节 路基边坡稳定性分析原理与方法 第二节 条分法 第三节 地基稳定性分析,第一节 路基边坡稳定性分析原理与方法,一、边坡稳定性分析原理 粘性土滑动面象圆柱形，砂性土及砂土滑动面类似于平面 。见下图： 用力学边坡稳定性分析按平面问题来处理 砂性土和砾(石)土用直线破裂面法 粘性土用圆弧破裂面法,边坡的滑动面如图： a直线破裂面；b折线破裂面；c曲线破裂面,二、边坡稳定性分析的计算参数,1、土的计算参数 ：土的容重 ( )、内摩擦角 ()和粘聚力 ( ) 。 2、边坡稳定性分析边坡的取值 ：折线形或阶梯形边坡取平均值 。如图： a取AB线；b取坡

2、脚点和坡顶点的连线,3、汽车荷载当量换算 ：换算成当量土柱高(即以相等压力的土层厚度来代替荷载) ，以 表示。,三、边坡稳定性分析方法,路基边坡稳定性分析方法可分为两类，即工程地质法和力学分析法 工程地质法是对照当地具有类似工程地质条件而处于极限稳定状态的天然山坡和人工边坡的情况，据以推断路基的设计断面是否稳定。 力学验算法分直线法和圆弧法。直线法适用于砂土和砂性土（两者合称砂类土），圆弧法适用于粘性土,直线法计算图示：,第二节 条分法,条分法是将滑动坡体用n-1个竖直面划分为n个条块。 作用在任一第i条块上的力：已知的竖直力 (条块自重和车辆荷载)，水平力 (如水平地震惯性力)；未知的条间力

3、(水平推力 和竖向剪力 )及条块底面反力(分为法向反力 和抗滑反力 ),一、简化条分法 1、确定圆心辅助线 2、稳定系数的取值 二、毕肖普法 条间力简化为水平推力 ，忽略 作用点位置和竖直剪力 的影响，如图： 三、传递系数法 同毕肖普法相比，考虑的条间力为 ，而不仅是,四、边坡稳定性验算方法的应用 1、破坏面形状和位置的选择 2、总应力和有效应力分析 稳定性分析时，可采用总应力或有效应力两种方法。 两种方法的选择，可参见下表;,3、陡坡路堤稳定性 陡坡路堤产生下滑的主要原因是地面横坡较陡、基底土层软弱或强度不均匀,陡坡路堤可能的滑动面如图：,4、浸水路堤的稳定性 (1)渗透动水压力的作用 受到

4、季节性或长期浸水的沿河路堤、河滩路堤等均称浸水路堤。河滩路堤除承受普通路堤所承受的外力及自重力外，还要承受浮力及渗透动水压力的作用。当堤外水位升高时，堤内水位的比降曲线(浸润线)成凹形；当堤外水位下降时，堤内水位比降曲线成凸形 ,如图;,当水位骤然下降时(图a)，土体内部的水流出边坡需要较长的时间，由于水位的差异，其渗透动水压力的方向指向土体外面，这就剧烈破坏路堤边坡的稳定性，并可能产生边坡凸起和滑坡现象。此外，渗透水流还能带走路堤细小的土粒而引起路堤的变形。 在高水位时，如路堤两侧边坡上的水位不一致，就会产生横穿路堤的渗透，即使水位相差较小，也需予以考虑(如图b所示)。,(2)渗透动水压力的

5、计算 可按下式计算： 示意图如图： 5、地震力,第三节 地基稳定性分析,一、地基沉降分析与计算 软土地基可分为施工期间沉降和施工后沉降两部分 软土的沉降是由处于不排水状态的塑性流动所产生。利用孔隙水压力观测结果，可以按下图所示确定划分初期和后期阶段的填土压力或填土高度。,1、施工期间沉降计算 ： 沉降量由初期阶段的再固结沉降 和后期阶段的不排水剪切沉降 组成,2、施工后沉降计算 总的竖向压力基本保持不变，而有效竖压力增加。 施工后主固结沉降总量：,3、侧向位移计算 施工期间的最大侧向位移量 施工期末侧向位移随深度的分布，取决于软土层内的有效应力状态。最大侧向位移出现在层厚的1/3处。路堤坡脚下软土层内侧向位移随深度的分布如图：a) 路堤附加应力随深度的分布情况；b）侧向位移量随深度的分布情况；c）分布曲线,4、沉降速率 主固结沉降量并不是在瞬间发生，而是随时间逐步完成的。其过程受两方面规律所控制：联系有效应力和空隙比的压缩定律及控制孔隙水在土中流动速率的达西定律。 下图中显示了三种超孔隙水压力分布情况下的固结度时间因素曲线。依据固结系数值、排水路径和固结时间，可算出时间因素；按超孔隙水压力分布情况查下图中相应曲线。,二、路堤极限高度,通常可按公路工程技术标准规定，使用常规的边坡高度值，作为划分高矮或深浅的