路基工程-第三章（边坡稳定性分析）.ppt

例题计算 例题： 已知：路基高度13m,顶宽10m，其横截面初步拟定如图所示。路基填土为粉质中液限亚粘土，土的粘聚力c=10kpa,内摩擦角为240，容重为γ＝17KN/m3,荷载为挂车-80（一辆车重力800KN)。试分析其边坡稳定性。 例题计算 解： （1）用方格纸以1：50比例绘出路堤横断面； （2）换算土层厚度数h0=2.0m； （3）确定圆心辅助线； （4）绘出滑动曲线； （5）确定圆弧中心； （6）分块，8段，每5m一段； （7）计算偏角； （8）计算面积； （9）计算重力； （10)计算法线、切线方向分力； （11）计算圆弧长； （12）计算稳定系数。 例题计算 解：(1)用方格纸以1：50比例绘出路堤横断面。 (2)将挂车—80换算成土柱高(当量高度)。设其中一辆挂车停歇在路肩上．另一辆以最小间距d＝0.4m与它并排, 换算土柱高为 圆弧滑动面的解析法 M(ABDF)=M(AGD)-M(AGB)+M(ADF) 稳定性计算： 软弱地基的高塑性土路堤，坡顶为水平，而原地面成水平或向下倾斜。此时，如果边坡角小于某一限制，则最危险的滑动面指坡脚外，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点圆。圆心在位于边坡的正中点。 中点圆法： 一、临界高度的计算 软土：天然含水量大、压缩性高、承载能力低的淤泥沉积物及少量腐殖质所组成的土。抗剪强度低，填土后受压产生侧向滑动或较大的沉降，导致地基破坏。薄层软土需要替换，后层软土应采取加固措施。 软土地基的临界高度是指天然地基下，不采取任何加固措施，所容许的地基最大填土高度。 §3.5 软土地基稳定性分析 Hc-容许填土的临界高度（m） C-软土的快剪粘结力 γ-填土的重度 Nw-稳定因数与λ和H有关 二、软土路基稳定性计算方法 （1）总应力法 K= (∑Si+ ∑Si+Pj)/PT PT-各土条在滑弧切线方向的下滑力的总和 PT=∑（Wisinαi）+ ∑(Wjsinαj)+ M/R Si-地基内（AB弧）抗剪力，Si=τiLi=Wicosαitanψi+CqiLi Sj-地基内（BC弧）抗剪力，Sj=τjLj=Wicosαjtanψj+CqjLj M-某些外力（如水平向地震力产生的对滑裂面圆心的滑动力矩 （2）有效固结应力法 有效应力法可以求固结过程中任意时刻已知固结度的安全系数，把固结度作为已知条件。在路堤载荷作用下，达到某一固结度时，滑裂面上某一土条底面所处的土层的软土抗剪强度由两部分组成，其一为未加载荷前土层天然强度Si，其二为路堤填筑后，固结过程所增加的强度△Si K= (∑(Si+△Si）+∑（Si+Pj)/PT △Si=WliUicosαitanψgj Si=τiLi=Wicosαitanψi+CqiLi Ui-地基的固结度 浸水路堤的特点 ⑴ 除承受普通路堤一样的外力和自重外,还受水的浮力和渗透动水压力作用的影响。 ⑵ 稳定性与路堤填料透水性有关，压实良好的土或渗性水强的材料填筑的路基，边坡稳定性受水位涨落的影响不大。 §3.4 浸水路堤的稳定性验算 验算应针对路堤处于最不利的情况, 即洪水位骤然降落的时侯。验算方法同普通路堤边坡的稳定性验算，须考虑浮力和渗透动水压力作用。 边坡稳定性验算方法 ⑴ 用粘土填筑的路堤，可认为不产生动水压力，其分析方 法与一般路堤稳定性分析方法相同。 （2）用透水性较强的土填筑，作用力较小，可不计算渗透动 水压力。 （3）用不透水材料填筑，可不计算渗透动水压力。 判断 √ √ √ 计算方法 一.假想摩擦角法 浸水前 浸水后 计算方法 二.悬浮法 浸水后的附加作用力 基本原理:假想用水的浮力作用间接抵消动水压力对边坡的影响，即在计算抗滑力矩中用降低后的内摩擦角反映浮力（抗滑力矩减小），而在计算滑动力矩中不考虑浮力的作用，滑动力矩没有减小，用以抵偿水压力的不利影响 抗滑力矩 滑动力矩：附加浮力作用与动水压力相互抵消 三.条分法 基本原理:土条分成浸水与干燥两部分，直接计入浸水后的浮力和动水压力作用。 方法： 重力： 法向力:Ni=Qicosαi 摩擦力:Nifx 黏结力：CxLi 切向力:Ti=Qisinαi 动水压力:D=F2γ0I 稳定性计算： 所谓剩余下滑力 E 是指土坡滑动力T与计入稳定系数K 值后的抗滑力R 之差值。 即 剩余下滑力法(又称传递系数法): 该方法是以最后一块（坡脚处）的 En值的正负 值确定其整体稳性。若En≤0, 则稳定；否则判断失稳。 * * 第三章 路基边坡稳定性设计 §