邊坡穩(wěn)定性分析

1、第三章 邊坡穩(wěn)定性分析,路基的穩(wěn)定性，一般取決于邊坡的穩(wěn)定性和地基的穩(wěn)定性，路線在跨越深溝或高架橋的橋頭引道都要修筑高填土路堤，一般對此要進行個別設計，進行穩(wěn)定性驗算。 路基的穩(wěn)定性分析的目的，就是要確定一個合理的路基形式，選擇一個經(jīng)濟、穩(wěn)定的邊坡值，為是否進行路基防護、加固提供依據(jù),一、原理及方法,邊坡滑動面形狀 平面 直線 曲面 曲線 折線,影響因素： 1、土質(zhì)，強度、密實程度、施工過程； 2、水的影響； 3、邊坡的形狀和高度； 4、其它外荷載的作用,設計方法分類,力學驗算法（數(shù)解法、圖解法） 利用C、半理論計算方法 工程地質(zhì)法 比擬法：利用工程地質(zhì)相近性原則 分析法：路塹邊坡受巖層構造面

2、控制，產(chǎn)狀與路線走向的關系,要分析,1）地質(zhì)情況 工程特點、成因、成分、密實程度 2）自然條件 氣候、水文、溫度 3）其它 邊坡方位、高度、開挖方法、深孔爆破 4）配合土工實驗,設計方法的選擇: 應根據(jù)土石成分及其表現(xiàn)的性質(zhì)來確定，一般的的選擇方法是： 土質(zhì) 采用“力法” 巖質(zhì) 采用“工法”為主，“力法”為輔,邊坡穩(wěn)定性驗算的計算參數(shù),一、邊坡穩(wěn)定性驗算的數(shù)據(jù)的確定 一般物理性質(zhì)實驗 含水量、容重,標準擊實實驗,最佳含水量、最大密實度 剪切實驗 C、值,1、多層土體驗算數(shù)據(jù)的確定,h1,c1,h2 c2,h3 c3,C,C1h1+c2h2+c3h3,h,2、邊坡坡度的取值,平均坡度法 連線法,

3、3、荷載當量高度,按汽車荷載最不利情況來考慮，按車輛荷載的作用面積，把它的作用效果用相當?shù)耐馏w高度來替代，稱為均布等代土層，換算高度稱為當量高度,面積s,h0=NG/BL,h0,第二節(jié) 邊坡穩(wěn)定性力學驗算法,一、直線法 二、圓弧法,一、直線法,基本假定： 1、假定滑動土體是作整體滑動，滑動體是剛體； 2、極限平衡狀態(tài)只是在破裂面上達到； 3、不考慮內(nèi)應力作用,適用于松散土體（砂、礫、石等）填筑的路堤、多坡滑坍時的力學驗算，驗算的方法是假設滑動面通過坡腳或變坡點，計算填土沿滑動面下滑的穩(wěn)定系數(shù)K,下滑力 T=Qsin 抗滑力 R= Qcos tan +CL,K=R/T,K=（ Qcos tan

4、+CL ）/ Qsin K 1 穩(wěn)定 K = 1 極限狀態(tài) K 1 不穩(wěn)定 C=O 天然休止角,再假設滑動面，計算安全系數(shù)（穩(wěn)定系數(shù)），作K=f()關系曲線，確定最小的安全系數(shù)，判斷其是否穩(wěn)定,一般要求K 1.25， 否則需要重新計算,k,由于各種方法均有一些概況的假定，土工實驗數(shù)據(jù)也有一定的局限性，以及施工上，氣候條件等因素影響，所以K一般取用1.251.5,二、圓弧法,圓弧法又分為瑞典法及簡化法。最常見的是條分法。 這種方法適用于粘土填筑的路基邊坡，滑動時滑動面近似為曲面，為簡化計算，通常假定為一圓弧狀，滑動面一般通過坡腳，有時也可能通過變坡點,1、條分法,基本方法： 把土體劃分為若干小段

5、，每一小段的重量Q包括小段土體重和上部作用荷載,0,x,y,把小段的重量Q分解為垂直于小段滑動面的垂直方向N（N=QCOS）和切于該滑段的切向方向T（T= QSIN,Q,滑動面上的可能反力有摩擦力Nf和粘聚力CL，假定土條間無側向力作用，或若有但于滑弧的切向方向,2、圓心輔助線的確定,4.5H法 36角法,4.5H法,h,h0,H,H,A,B,4.5H,c,i,查表得1、 2,1,d,36角法,36,0.25+0.4)H,0.3H,0.3H,五個點,二、浸水路堤邊坡穩(wěn)定性驗算,一）、滲透動水壓力的作用 1、定義： 受到季節(jié)性或長期浸水的沿河路堤，河灘路堤及橋頭引道等均為浸水路堤。 2、特點：

6、浸水路堤除承受普通路堤外力和自重外，還要受到水的浮力和滲透動水壓力的作用；及兩側的靜水壓力的作用。水位上漲，水從邊坡的一側或兩側滲入路堤內(nèi)；而當水位降落時，水又從堤內(nèi)向外滲出。滲透速度隨土的性質(zhì)而異,3、填料的影響,以粘性土填筑的路堤達到最佳密實度后透水性很弱，以砂礫石填筑的路堤，由于孔隙大，透水性強。這兩種土對于邊坡穩(wěn)定性影響都不大。 屬于中等透水性的土如亞粘土、亞砂土等作路堤填料，在水位降落時，對邊坡穩(wěn)定性影響較大，需考慮動水壓力,浸水路堤填料最好用滲水性強的材料，如石質(zhì)堅硬不易風化的塊石、片石、碎礫石、砂礫等。若附近無此類填料或從遠運不經(jīng)濟時，可采用粘性土，但必須夯實。對浸水易崩解、溶解

7、或風化的巖石應禁止使用,二、滲透動水壓力的計算,大?。?D=I 方向： 滲透水壓力D作用與浸溶線以下土體的重心平行與水力坡降I?？砂聪率胶喕嬎恪?作用點： 重心,三、浸水路堤邊坡穩(wěn)定性驗算,最不利情況一般發(fā)生在最高洪水位驟然降落的時候,K=M抗/M滑=R（f,要區(qū)別對待浸水和未浸水土條的單位體積重量,陡坡路堤穩(wěn)定性驗算,在坡度較大的山坡上修筑路堤，因下滑力較大，填土有時會產(chǎn)生沿山坡下滑的現(xiàn)象，嚴重威脅道路暢通和行車安全。再設計這類路基時，需驗算路堤的滑動穩(wěn)定性。當不能保證路基穩(wěn)定時應采取一定的穩(wěn)定或加固措施,可能的滑動形式,1、基底為基巖或為穩(wěn)定山坡，地面橫坡較大，可能沿基底接觸面產(chǎn)生滑動。

8、 2、基底為不穩(wěn)定的山坡覆層，下臥層巖層又為陡坡，路堤可能隨同基地覆蓋層沿傾斜基巖滑動。 3、當基底為較厚的軟弱土層時，路堤連同其下的軟弱土層沿軟弱層中某一最弱的滑動面滑動,填料和基底都是不宜風化的基巖，坡度陡于1：2.0。一般坡度陡于1：2.5時即需采用穩(wěn)定性措施,4、當陡坡路堤基底的沿層與山坡一致時，會沿某一最若的層面滑動。 5、陡坡路堤可能的滑動通常按上述的橫斷面方向考慮，但實際上也會出現(xiàn)縱向滑動的情況，設計時必須慎重考慮路線位置與地形地質(zhì)構造的關系,驗算數(shù)據(jù)的選擇,驗算時所采用的數(shù)據(jù)，最好都有試驗依據(jù)。不可能時應按P24頁表格選用數(shù)據(jù)。 在參數(shù)的選擇中C， 較難確定，在基底開挖臺階時，可在填土與基底的C， 值中取兩者中較小的。再不設臺階的山坡上，考慮到水沿滑動面的滲流影響，C值一般較小可以忽略不計。f值一般在0.250.60之間。 按滑動面的形式，可分為單坡滑動面和多坡滑動面,直線滑動面驗算法,E