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1、第一节 路基边坡稳定性分析原理与方法,工程地质法力学验算法,路基边坡稳定性验算的参数,容重(kN/m3)内摩擦角()粘聚力c(kPa),路堑或天然边坡：原状土；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：1.加权平均法2.通过合理的分段，直接取用不同土层的参数值。,路堤各层填料性质不同时，所采用验算数据可按加权平均法求得。,一、力学验算法,破裂面 1、用力学方法进行边坡稳定性分析时，为简化计算，都按平面问题处理. 2、松散的砂性土和砾石内摩擦角较大，粘聚力较小，破裂面近似直线破裂面法。 3、粘性土粘聚力较大，内摩擦角较小，破裂时滑动面为圆柱形、碗形，近似于圆曲面，采用圆弧破裂面法
2、,一、力学验算法,基本假定滑动体为刚体不考虑滑动主体本身内应力的分布认为平衡状态只在滑动面上达到，滑动主体整体下滑,一、力学验算法,基本假定滑动体为刚体不考虑滑动主体本身内应力的分布认为平衡状态只在滑动面上达到，滑动主体整体下滑,1 直线法路堤,下滑力：抗滑力：,安全系数：,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。,直线法路堑,令dK/d0，可求K最小时破裂面倾斜角0值。,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.
3、5,经济VS安全,砂土 c0,天然休止角,2 条分法圆弧条分法（瑞典法）,适用于粘性土边坡。,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：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。,圆弧法圆弧条分法（瑞典法）,滑动面圆心辅助线,4.5H法,36法,条分法1)瑞典工程师（W. Follenius）提出（瑞典条分法）。假定滑动面为一圆弧，不考虑条件力，即：Ti=0、Ei=0对0点取矩i块受力： n块受力：,2 )毕肖普法（W.Bishop）条件力为水平推力Ei，作
4、用点任意，Ti=0，求Ks为静定。i块滑动面上平衡条件：各块相加，土体处于平衡状态： 垂直面上投影得：,3) 传递系数法（推力传递法）假设条件：推力(Ei、Ti) 合力Fi作用方向，不考虑Fi作用位置。推力方向取 上侧条块滑动面方向，即Ti/Ei=tgi 滑动面方向推力法。将i块上力投影于li面上（滑动面）：Ni方向投影： 传递系数 滑动面为直线滑动面时，即：i=i-1 ，i-1=1,3 稳定性验算 路基稳定性计算程序 1）确定滑动面及计算方法2）滑动面上土体条块划分3）荷载组合，与荷载计算，计算条块重4）选择土工参数（c、），求安全系数Ks5）判断最小安全系数KsKs,荷载组合 1）主要荷载
5、 经常作用于坡体各种力： 滑坡体自重，汽车荷载，浸水路基常水位浮力2）附加组合 将主要荷载组合中汽车荷载用履带或平板车代替，考虑洪水季节水位变化引起渗流力作用3）地震组合 包括坡体自重，地震力，浸水路基计算常水位浮力，不计车辆荷载,滑动面形状和位置 1）透水性土构成坡体，破坏时滑动面近乎平面，采用直线滑动面验算。2）粘性土坡体，软土路基滑动面为圆弧，采用4.5H法 或36法 确定。采用简单条分法或毕肖普法计算。3）含有结构面，可能滑动面为结构面，采用直线滑动面法，推力传递法,条块划分、自重计算直线形，折线形滑动面，条块界限选在土质变化和滑动面变化处。圆弧滑动面条块宽26 m，10块左右。条块重
6、=土容重面积，分层计算车辆荷载换算车辆荷载按最不利情况排列，将车重换成车辆荷载同面积土柱高度：式中 n横向分布车数，取车道数； G车辆重力； 填料容重； L车辆纵向分布长度（前后轮外侧）； B车辆分布宽度。,土工参数选用 稳定性验算需要土体参数、c、 1）挖方路基和天然坡体，取原样土试验参数2）填方路基，取压实土样试验数据3）陡坡路基，基底挖方成台阶，选填土和地基土，值较低者容许安全系数,第二节 浸水路基堤稳定性验算,动水压力的作用和计算浸水路堤边坡稳定性分析,一、动水压力的作用和计算,浸水路堤的特点 建筑在桥头引道，河滩及河流沿岸，受到季节性或长期浸水的路堤，称为浸水路堤。 （1）稳定性受水
7、位降落的影响 当水位上涨时，土体除承受向上的浮力外，土粒还受到指向土体内部的动水压力作用，增加了路堤的稳定性。 当水位下降时，其动水压力方向指向土体外面，剧烈地破坏边坡的稳定性，并可能产生边坡凸起或滑坡现象。,一、动水压力的作用和计算,1 浸水路堤的特点 建筑在桥头引道，河滩及河流沿岸，受到季节性或长期浸水的路堤，称为浸水路堤。 （1）稳定性受水位降落的影响 当水位上涨时，土体除承受向上的浮力外，土粒还受到指向土体内部的动水压力作用，增加了路堤的稳定性。 当水位下降时，其动水压力方向指向土体外面，剧烈地破坏边坡的稳定性，并可能产生边坡凸起或滑坡现象。,一、动水压力的作用和计算,浸水路堤的特点（
8、2）稳定性与路堤填料透水性有关 以粘性土填筑的路堤达到最佳密实度后，透水性很弱；以砂砾石填筑的路堤，由于空隙大，透水性强。因此水位涨落对这两种土的边坡稳定性影响一般不大。,一、动水压力的作用和计算,动水压力计算凡用粘性土填筑的锦水路堤（不包括透水性极小的纯粘土），必须进行渗透动水压力计算： I渗透水力坡降浸润线与滑动面之间的面积 , m2 ；水的比重（10），kN/m3。,二、 浸水路堤边坡稳定性验算 为简化计算，分母第三项可用 代替，即,第三节 陡坡路堤稳定性验算 地面横坡陡于1：2.5（土质路堤）或陡于1：2（不易风化的岩石基底）或不稳固山坡上的路堤，需验算路堤边坡的稳定性以预防路堤沿地面
9、陡坡下滑。滑动面可分为：路堤沿基底接触面滑动 路堤连同基底下的山坡覆盖层沿基岩面下滑验算中：应采用滑动面附近较为软弱的土的有关数据 假定滑动面上土体沿滑动面整体滑动,1、滑动面为单一坡度倾斜面时（直线滑动面稳定性验算）整个路堤沿直线斜坡面滑动的下滑力E为,剩余下滑力E指滑动面上的土体下滑力T与抗滑力R之差值，并考虑安全系数K（规范规定K大于等于1.3）,1、直线滑动面陡坡路堤稳定性验算 滑动面为单一坡度的倾斜面。,当验算设得下滑力E为零或负值时，此路堤可认为是稳定的即： E0路堤稳定,2、折线滑动面稳定性验算步骤： 将折线划分为几个直线段路堤按各直线划分为若干块土体 从上侧山坡到下侧山坡，逐块
10、计算每块沿滑动面的下滑力 最后一块土体下滑力大于零不稳定，小于或等于零稳,若算得第n块土体下滑力En为负值，则可不列入下一块土体的计算（保守算法）En平行于各相应土块的滑动面，最后一块土体En为正值时土体不稳定剩余下滑力：En0稳定 En0不稳定, 折线法陡坡路堤稳定性分析示例,请用剩余下滑力方法分析下图所示的折线坡上路堤的抗滑稳定性。已知： 1) 路堤的几何参数如图所示，其中： 2) 土的参数为： ， ， ； 3) 作用在路堤上的超载 ； 4) 抗滑安全系数 。,计算： 1) 首先求土块的剩余下滑力； 的面积：S11/2(4+6)2+1/266=28 m2 的重量：G1=2818=504 k
11、N/m 的抗滑力：R1=1/K(G1+qb1)cos1tgcL1 1/1.255440.7070.268106.0/0.707 150.36kN/m 的下滑力：T1=（G1+qb1）sin15440.707 384.608 kN/m 所以，的剩余下滑力为：F1T1R1234.25 kN/m,2) F1当作外力，求土块的剩余下滑力； 的面积：S248=32 m2 的重量：G2=3218=576 kN/m 的抗滑力：R2=1/K(G2+qb2F10.707)tgcL2 1/1.25781.610.268104.0 199.58 kN/m 的下滑力：T2=F10.707234.250.707 165
12、.61kN/m 的剩余下滑力为：F2T2R2-33.97 kN/m0， 也即和可以自平衡，所以令F2为0，不带入下块计算。,3) 求土块的剩余下滑力； 的面积：S31/288=32 m2 的重量：G3=3218=576 kN/m 的抗滑力：R3=1/KG3cos2tgcL3 1/1.255760.970.268108.0/0.97 185.8 kN/m 的下滑力：T3= G3sin25760.242 139.4 kN/m 的剩余下滑力为：F3T3R3-46.4 kN/m0 4) 因为的剩余下滑力小于0，折线路堤满足抗滑要求。,第四节 路基失稳防治 主要措施：1）清方、减重、反压2）排水、防护3）支挡、加固,刷方减重,
