第四章路基边坡稳定性设计ppt课件.ppt

第四章 路基边坡稳定性设计,路基路面工程课程,第四章 路基边坡稳定性设计,第一节 边坡稳定性分析原理与方法 第二节 直线滑动面的边坡稳定性分析,路基路面工程课程,第一节 边坡稳定性分析原理与方法,路基路面工程课程,一、边坡破坏的机理1、土体强度破坏；2、受水侵蚀；3、设计施工不当；4、荷载过大；5、地震或其它自然因素；均由剪切破坏引起,一般情况下：不超过8.0mm土质边坡；不超过12m的石质边坡、采用规定的坡度值，不做稳定性分析。,1.土坡稳定分析的方法直线法；曲线法；折线法；2.岩石路堑边坡的分析方法定性分析 确定失稳的范围和滑动面 定量力学计算,3.边坡稳定性分析方法1）力学分析法 数解法：假定几个不同的滑动面，按力学平衡原理对每个滑动面进行边坡稳定性分析，从中找出极限滑动面，按此极限滑动面的稳定程度来判断边坡的稳定性。此法较精确，但计算较繁琐。 直线法：直线法适用于砂土和砂性土 土的抗力以内摩擦力为主，粘聚力甚小。边坡破坏时，破裂面近似平面。,圆弧法：圆弧法适用于粘性土，土的抗力以粘聚力为主，内摩擦力较小。边坡破坏时，破裂面近似圆柱形。 图解或表解法：在计算机和图表分析的基础上，制定成图或表，用查图或查表法进行边坡稳定性分析。此法简单，但不够精确。,2）工程地质法 根据不同土类及其所处的状态，经过长期的生产实践和大量的资料调查，拟定边坡稳定值参考数据，在设计时，将影响边坡稳定的因素作比拟，采用类似条件下的稳定边坡值。,4.边坡稳定性分析的计算参数1）土的计算参数 对路堑或天然边坡：原状土的容重、内摩擦角、粘聚力 对路堤边坡：压实后土的容重、内摩擦角、粘聚力,路基边坡的力学计算（稳定系数）,为了安全k一般取1.21.25,第二节 直线滑动面边坡稳定性分析,1直线法适用范围：直线法适用于砂土和砂性土(两者合称砂类土)，土的抗力以内摩擦力为主，粘聚力甚小。边坡破坏时，破裂面近似平面。,一、试算法,先假定路堤边坡值，然后通过坡脚A点假定34个可能的破裂面i，如图4-3b，求出相应的稳定系数Ki值得出Ki与i的关系曲线，如图4-3c在K=f()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。,砂性土：c=0若取k=1.25，则其边坡角的正切值不宜大于填料摩擦系数的0.8倍。当填料 时，如果边坡采用1：1.5，边坡角由于 边坡稳定,二、解析法,现以路堑为例，不计行车荷载，计算图示如图：,第三节 曲线滑动面边坡稳定性分析,一、条分法,2圆弧法 （1）适用范围l 圆弧法适用于粘性土，土的抗力以粘聚力为主，内摩擦力较小。边坡破坏时，破裂面近似圆柱形。 适用于边坡有不同的土层、均质土边坡，部分被淹没、均质土坝，局部发生渗漏、边坡为折线或台阶形的粘性土的路堤与路堑。,（2）假定假定土为均质和各向同性；滑动面通过坡脚；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，土条不受侧向力作用，或虽有侧向力，但与滑动圆弧的切线方向平行,（3）基本原理将圆弧滑动面上的土体划分为若干竖向土条，依次计算每一土条沿滑动面的下滑力和抗滑力，然后叠加计算出整个滑动土体的稳定性。圆弧法的计算精度主要与分段数有关。分段愈多则计算结果愈精确，一般分810段。小段的划分，还可结合横断面特性，如划分在边坡或地面坡度变化之处，以便简化计算。,（4）步骤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24m，如图4-6所示。计算每个土条的土体重Gi(包括小段土重和其上部换算为土柱的荷载在内)。Gi可分解为垂直于小段滑动面的法向分力Ni=Gicosi和平行于该面的切向分力Tiisini，其中i为该弧中心点的半径线与通过圆心的竖线之间的夹角，i(其中xi为圆弧中心点距圆心竖线的水平距离，R为圆弧半径) 计算每一小段滑动面上的反力(抵抗力)，即内摩擦力Nif(其中f=tgi )和粘聚力cLi（i为i小段弧长)。 以圆心O为转动圆心，半径R为力臂，计算滑动面上各力对O点的滑动力矩和抗滑力矩 求稳定系数K值,h1,O4,O3,G,H,H,h0,O2,O1,F,E,4.5H,圆心辅助线36法,A,o1,0.3H,K,0.25H+0.4m,36,H,B,二条分法的表解和图解,此方法不计行车荷载,圆心位置用36 法确定,稳定系数适当增大。1.表解法,2.图解法,