【2017年整理】GB500102010溷凝土结构设计规范和原规范比较.ppt
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第 六 章
路基稳定性分析
Analyse the stablization of subgrade
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一、须做路基稳定性分析的路基类型：
1、高路堤（陡坡路堤）；2、深路堑；3、浸水路基；4、软基上路堤
二、方法：
1、工程地质类比法；
2、力学验算法：
1）极限平衡法（安全系数法）--条分法（简单条分法、毕肖普法、传递系数法）
2）数值分析法（FEM,BEM,……）
6.1 基本分析方法
一、工程地质类比法：
参照当地已有的类似工程地质条件而处于极限状态稳定的自然山坡和稳定的人工边坡来判定路基的设计断面是否稳定。如路基挖方边坡的坡度常用这种方法定。因为影响挖方边坡稳定的因素很多，难以进行理论分析。
在分析岩石挖方边坡的稳定性时，应注意岩体中结构面（地质界面）的情况与结构面的延展性、规模、形状和密集程度、充填与胶结情况、产状和组合等有关，最关键的还是结构面与边坡面的关系。当结构面的走向与路线夹角α40°时，且摩擦角φm α坡角，又有地下水浸湿时很易产生顺层滑坍，可通过调查分析进行力学验算来判定其稳定性。当结构面走向同路线的夹角较大或背离路线时，可按岩石的种类和风化程度查表5-6定边坡。
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二、力学验算法：—极限平衡法（常用方法）
1.将岩土看成本身无变形的塑性材料；
2.破坏面上的剪应力等于下滑力与岩土体所能提供的抗滑力之比：
安全系数：
抗剪强度：
根据条块侧面的边界条件简化，将条分法分为：
1.简单条分法：
2.毕肖普法（Bishop)：
3.传递系数法：
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6.2 条分法的解
路基是一线型结构物，常沿路纵向截取1m进行稳定性分析，且不考虑前后两竖直截面上的力（偏于安全），把路基作为平面问题来研究。
条分法是将滑动体用n-1个竖直面分为 n个条块。作用在任取条块上的力有：
1.已知的竖向力Wi（重力、车辆荷载）和水平力Qi（地震力）;
2.未知的条间力Fi（Ti、Ei）及滑动底面反力（Si、Ni）
假定各条块取同一安全系数Ks（即假设各条块一起滑动）。
由极限平衡条件：
Ci、f i为条块滑动底面处岩土的粘聚力和摩擦系数，f i = tgφi
l i 为条块滑动底面的长度。
每一条块有3个独立静力平衡条件共3n个，而未知量有一个安全系数K，n个底面法向力N i，（n-1）个条间切向力T i 和条间法向力E i及其作用位置，共（4n-2）个未知量。因此存在（n-2）次超静定。
所以，若不考虑岩土的应力—应变关系，则必须对条间力作些假设或另加条件，才能解答。
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一、简单条分法：Fellenius法（瑞典法）
考虑滑动面为一圆弧面，且不计条间力的作用。
由各条块同时达到极限平衡假设。
考虑ΣM。= 0 , ΣSiR=ΣWi Xi+ΣQi Zi
一般情况下，Qi与Wi相比很小，或Zi与Yi相差不大，则Qi ·Zi/R近似用Qicosαi代替。
此法因为未考虑条间力，故算出的Ks偏小。偏低可达10%~20%，过于保守，但计算简单，故广泛采用，不过仅适用于园弧滑动面情况。
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考虑条间力简化为一水平推力Ei，而忽略Ti影响，其误差仅为2~7%.此时：
因为坡体处于平衡状态，ΣΔEi =0，
二、毕肖普法（Bishop法）：
根据ΣY=0，
上式推导不受滑动面形状的限制
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