路基第四章 路基边坡稳定性设计.ppt

涉 及;≤8.0m土质边坡,≤12.0m石质边坡;工程地质法(比拟法)：实践经验 力学分析法：数解方法 ★ 图解法：图解简化;h0——行车荷载换算高度，m； L——前后轮最大轴距，标准车12.8m； Q——一辆重车的重力，标准车550KN； N——并列车辆数，双车道N=2，单车道N＝1； γ——路基填料的容重，KN/m3； B——荷载横向分布宽度。;b;砂类土边坡;由图，按静力平衡得：;ω;对砂类土路堤边坡：取c=0，则有;利用K=f(ω)的函数关系，进行求导，求得边坡稳定系数最小值的表达式，代替试算法，可大为简化计算工作。;;示例：某挖方边坡，已知：φ=25°，c=14.7KPa，γ=17.64KN/m3，H=6.0m。 1）边坡1:0.5，验算其稳定性； 2）若取Kmin=1.25，求允许最小边坡； 3）若取Kmin=1.25，求允许最大高度。 ;因为：Kmin＞1.25,该路基边坡稳定;解方程，α=730，cotα=0.3，所以边坡可以改陡，采用1：0.3;例4-3 例4-1数据不变，求允许的最大高度。;一般的土;(1).取单位长度，将滑动体划分若干条； (分条越多，计算结果越精确，但不宜过多，否则工作量较大) (2).分别计算各土条对于滑动圆心的滑动力矩Moi和抗滑力矩Myi； (3).取两力矩之比值为稳定系数K，据此判别边坡是否稳定。 (通过多道圆弧滑动面试算求解Kmin) 要求作图精确，减少量取尺寸误差。;圆心辅助线的确定方法： 4.5H法： 1.边坡计算高度H=h1+h0； 2.G点的确定：由A点作垂线，取深度为H 3.E点的确定：由G点作水平线，取距离为4.5H 4.F点的确定：由角度β1和β2的边线相交 β1与β2路基边坡率有关，可查表(4-1)确定。 β1——以AB′平均边坡线为准； β2——以B′点的水平线为准。;;当φ=0时，最危险滑动面的圆心就在F点上(纯粘性，滑动半径最小)。 当φ0时，圆心在辅助线上向左上方移动，φ值愈大，OF间距愈大(半径愈大)。;36°线法:以B点水平线为基准向外侧作36°角线，即得圆心辅助线。;Ni——各土条的法向应力，Ni=Qicosαi； Ti——各土条的切向应力，Ti=Qisinαi。∑Ti为代数和。 αi——各土条重心与圆心连接线对竖轴y的夹角，(土条底滑面与水平向的倾角)，由水平间距xi与半径R确定： y轴右侧取正值，左侧取负值。 L——滑动???圆弧全长AD，L= ∑Li=0.01745Rα0； α0——圆心角，;路基填土计算参数的确定：[φ，c，γ] 1.单一土质或土质接近的，一般取固定数值； 2.分层填筑,取其加权平均值: (hi为各层厚度);其中A、B为换算系数;推导过程：;;如果规定的稳定系数为1.25，则该边坡稳定。 表解法为近似解，K值要求高些，若要求Kmin≥1.5，则该边坡不稳定。故需利用表解法反求边坡m或坡高H.;推导：;应用：;例4-5 已知某土坡φ=20°，c=9.8kPa，γ=16.66kN/m3，H=10.0m，试求K=1.50时的值。;坡脚圆:高塑性土的路基，土体的内摩擦角很小，边坡稳定性计算时，取φ=0，假定坡顶为水平面，滑动面通过坡脚。;力臂(重心与竖轴的间距)：;力臂(重心与竖轴的间距)：;滑动力矩：;将以上各力矩代入式4-11即可得滑动力矩MO：;由图4-12得;极限平衡时：My=Mo;由上式可知，欲使K值最小，函数f(α0,α,ω)应最大，以α0与ω为自变量，f(α0,α,ω)的最大值求解如下:(分别对两个自变量求导=0);;为便于选定最危险滑动圆弧的圆心位置，将常用的坡角α及与之相应的α0、ω而列成表4-4，表中β1，β2供绘圆线辅助线用。;取K=1，可绘成图4-15的关系曲线图。 运用上述图表，计算工作可大为简化。;结论 该边坡稳定。;结论: 该路基最大容许高度为7.715m。;因为K值小于规定值，该边坡不稳定。需修改设计。 ;符合要求。;中心圆：软弱地基上的高塑性土路堤，如果边坡角小于某一限制，则最危险滑动面将移至坡脚以外，连同部分地基软弱土形成整体滑动，此类滑动面圆弧称为中心圆。;边坡面AB;图4-16中，滑动体的总滑动力矩Mo，由五个分力矩组成，即：;;滑动体的抗滑总力矩My，与坡脚圆相同。;代入;为便于工程上运用此法，需引进η和λ两个因数，采用ηH和λH两数，据以确定最危险滑动面的位置，如图4-16所示。;;按以上方法试算数值，可绘制α与η及λ的关系曲线，运用图解，计算工作大大简化。;1.λ=(H+ d)/H=12/8=1.5,由λ与α值从图4-17插入得η=0.62，λH=1.5×8=12.0m,ηH=0.62×8=4.96