第三章路基稳定性描述.ppt

第三章 路基稳定性分析 针对问题：1.边坡失稳 2.陡坡路堤的失稳 3.地基失稳 1.松散的砂性土和砾石内摩擦角较大，粘聚力较小，滑动面近似平面，平面力学模型采用直线。 2.粘性土粘聚力较大，内摩擦角较小，破裂时滑动面为圆柱形、碗形，近似于圆曲面，平面力学模型采用圆弧 （三）边坡的取值 2.纯砂土路基情况分析 ①土体均质，各向同性 ②各土条间传递水平推力，不传递竖向剪力 ③忽略水平推力作用点的位置 （三）不平衡推力法（传递系数法/推力传递法/剩余下滑力法） * * 第一节 边坡稳定性分析 1.对边坡稳定性进行力学分析时，为简化计算，都 按平面问题处理 2.不考虑滑动主体本身内应力的分布 3.认为平衡状态只在滑动面上达到，滑动土体整体下滑 4.极限滑动面位置通过试算来确定 （二）破裂面的假定 一、边坡稳定性分析原理——静力平衡 （一）静力平衡的基本假定 1.对于路堑天然边坡或地基部分，取原状土，测其容重γ，内摩擦角Φ，粘聚力c，根据实际情况采用原位剪切试验、直剪试验或三轴试验。 二、边坡稳定性分析的计算参数 （1）施工期稳定分析：采用cu、Φu（直剪快剪或三轴不排水剪） （2）运营期稳定分析：新建路堤采用ccu、Φcu（直剪固结快剪或三轴固结不排水剪）; 已建成路堤采用cu、Φu（直剪快剪或三轴不排水剪） （一）所需土的试验资料 2.对路堤边坡：取与现场压实度一致的压实土试验数据 ※路堤各层填料性质不同时，所采用验算数据可按加权平均法求得。 （二）路堤上汽车荷载的换算 B——横向分布车辆轮胎外缘之间总距，m b——每一辆车轮胎外缘之间的距离，m d——相邻两辆车轮胎之间的净距，m 公路—Ⅰ级和公路—Ⅱ级汽车荷载，L=12.8m 将车辆布置于路堤上，车辆的设计荷载换算成相当于土层厚度h0 ⑴可分布在行车道宽度范围内 ⑵考虑实际行车有可能偏移或车辆停放在路肩上，也可认为当量土层 分布于整个路基宽度上 1.当量土柱高度 2.荷载分布方式 1.数值分析法—假定几个滑动面，按照力学平衡原理分析验算，找出极限滑动面。 2.图解或表解法—在计算机或图解的基础上，制定图或表，用查图或查表来进行，简单不精确。 三、边坡稳定性分析方法 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，拟定边坡的稳定值参考数据，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。 ※力学分析法 ※工程地质类比法 （一）平面滑动面法 1.路堤情况的极限破裂面 3.直线破裂的路堑或已知破裂面需要反求边坡的情况分析 h Θ Φ A B C a——参数， f——土体内摩擦系数， 其他符号意义同前 （二）圆弧——条分法 计算精度与分段数有关越大越精确，一般为8～10段。结合横断面特性，划分在边坡或地面坡度变化处以简化计算。 1）将圆弧滑动面上土体划分为若干竖条 2）依次计算每一土条沿滑动面的下滑力和抗滑力 3）叠加计算整个土体的稳定性 粘性土滑坍时破裂面为曲面近似为圆弧滑动面 1.基本原理 1）简化条分法 ①简单条分法（Fellenius法/瑞典法） ②简化Bishop条分法 2）严格条分法 ③Janbu普遍条分法 ④Spencer法 2.条分法分类 3.简化Bishop条分法假定 4）以圆心o为转动圆心，半径R为力臂。计算滑动面上各点对o点的滑动力矩和抗滑力矩。 4.圆弧法基本步骤 2）计算每个土条重Gi（土重、荷载重）垂直滑动面法向分力 1）通过坡脚任意选定可能滑动面AB，半径为R，纵向单位长度，滑动土体分条（5~8） 3）计算每一段滑动面抵抗力NitgΦ（内摩擦力）和粘聚力cLi（Li为1小段弧长） 5）求稳定系数（简化Bishop法） 式中：Wi——第i土条重力； αi——第i土条底滑面的倾角； Qi———第i土条垂直方向外力； Ki———系数，由土条所在位置分别按照下式计算。 当土条滑弧位于路堤中时： 当土条滑弧位于地基中时： 式中凡是标注脚标t者，表示路堤部分的各项参数；凡是标注脚标d者,表示地基部分的各项参数。 式中：bi——各个土条的宽度 U——地基平均固结度（0～1.0） 可以用求驻点的办法求最危险破裂面吗？ 4.5h法 36o法 6）再假定几个可能的滑动面，计算相应k值，由辅助线求取Kmin 1.砂性土边坡：平面滑动面 法验算； 2.粘性土边坡或软