路基路面工程课件——路基边坡稳定性设计
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路基边坡稳定性设计路基边坡滑坍是公路上常见的破坏现象之一。
例如,在岩质或土质山坡上开挖路堑,有可能因自然平衡条件被破坏或边坡过陡,使坡体沿某一滑动面产生滑动。
对河滩路堤、高路堤或软弱地基上的路堤,也可能因水流冲刷、边坡过陡或地基承载力过低而出现填方土体(或连同原地面土体)沿某一剪切面产生坍塌。
路基边坡的稳定性涉及岩土性质与结构、边坡高度与坡度、工程质量与经济等因素。
一般情况下,对边坡不高的路基,如不超过8 m的土质边坡、不超过12 m 的石质边坡,可按一般路基设计,采用规定的坡度值,不作稳定性分析计算。
对地质和水文条件复杂、高填深挖或有特殊使用要求的路基,应进行稳定性分析,保证路基设计既满足稳定性要求,又满足经济性要求。
4.1 边坡稳定性分析概述4.1.1 影响路基边坡稳定性的因素根据土力学原理,路基边坡滑坍是因边坡土体中的剪应力超过其抗剪强度所产生的剪切破坏。
因此,凡是使土体剪应力增加或抗剪强度降低的因素,都可能引起边坡滑坍。
这些因素可归纳为以下5点:①边坡土质。
土的抗剪强度取决于土的性质,土质不同则抗剪强度也不同。
对于路堑边坡而言,除与土或岩石的性质有关外,还与岩石的风化破碎程度和形状有关。
②水的活动。
水是影响边坡稳定性的主要因素,边坡的破坏总是或多或少地与水的活动有关。
土体的含水率增加,既降低了土体的抗剪强度,又增加了土内的剪应力。
在浸水情况下,还有浮力和动水压力的作用,使边坡处于最不利状态。
③边坡的几何形状。
边坡的高度、坡度等直接关系土的稳定条件,高大、陡直的边坡,因重心高,稳定条件差,易发生滑坍或其他形式的破坏。
④活荷载增加。
坡脚因水流冲刷或其他不适当的开挖而使边坡失去支承等,均可能增大边坡土体的剪应力。
⑤地震及其他震动荷载。
4.1.2 边坡稳定性分析方法路基边坡稳定性分析与验算的方法很多,归纳起来有力学分析法、图解法和工程地质法(比拟法)。
力学分析法又称极限平衡法,假定边坡沿某一形状滑动面破坏,按力学平衡原理进行计算。
第四章路基边坡稳定性设计§4-1 概述§4-2 直线滑动面的边坡稳定性分析§4-3 曲线滑动面的边坡稳定性分析§4-4 陡坡路堤稳定性分析§4-5 浸水路堤的稳定性分析§4-6 路基边坡抗震稳定性分析§4-1 概述边坡稳定性设计的对象:高填深挖路堤、陡坡路堤、浸水路堤、以及滑坡或软土等不利条件下的特殊路基坡脚圆中点圆坡外圆直线形(砂性土)1:m圆弧形(粘性土)破裂面的位置情况失稳岩土体的型态特征:一、边坡稳定的原理为能求解这些静不定问题,需要做些假定,使其成为静定问题:路基边坡稳定的力学计算基本方法是分析失稳滑动体沿着滑动面上的下滑力T与抗滑力R,按照平衡原理,取两者之比值为稳定系数K251201.~.≥=TR K二、边坡稳定性分析的计算参数(一)土的计算参数路基稳定性分析所需土的实验资料(一)土的计算参数(二)边坡稳定性分析边坡的取值(三)汽车荷载当量换算三、边坡稳定性分析方法力学分析法§4-2 直线滑动面的边坡稳定性计算砂类土边坡用试算法试算法基本步骤N WTBDA1:m Nt g φc LHα解析法cos sin f W cL K W αα⋅+=sin2sin 2sin sinsin HL W c K f ctg H γβαββαγβαα-=⋅=⋅+⋅-⋅()因则()0002()()cHK f ctg ctg αγαααβα==++-令0dK d α=由,得最危险破裂面倾角min 00022()csc K ctg m f ααααα=+++最小稳定系数为: ()对于沙性土的路堑边坡,如右图所示。
土楔ABD沿破裂面AD,其稳定系数为:HX iib RW Ih oN iτiφαil ih i§4-3 圆弧滑动面的边坡稳定性计算圆弧法假定滑动面为一圆弧。
适用于:边坡有不同的土层;均质的土边坡,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土性路基或路堑。