第5章 路基边坡稳定性分析(路基路面工程)

公路路基边坡稳定性及治理措施分析摘要：随着当前我国西部开发工作的顺利开展，山区公路工程建设也得到了十分显著的发展，但是这也造成了当前山区公路工程修建环节中各种地质灾害问题频繁发生，对于公路建设和交通运输工作的安全性也产生了严重的威胁作用。

不仅在一定程度上威胁了当前环境建设工作的有效开展，同时还在很大程度上威胁着人们的生命健康。

因此，公路路基边坡稳定性问题及治理措施也逐渐成为了需要应对的问题之一。

关键词：公路；边坡；治理引言路基边坡的主要内容就是路基横断面的设计，它包括边坡形状设计和坡度的确定，坡度是保证路基稳定性的必要因素。

由于我国地形条件较为复杂，每个地区的地形条件、地质条件都有所不同，公路路基高边坡往往存在多样性与复杂性的病害，倘若不能较好地处理边坡稳定性问题，将会为我国的交通安全带来较大的隐患，因此，保证公路路基边坡的稳定性是必要的。

1公路路基边坡稳定性影响因素1.1自然因素（1）地形因素。

包括坡高、坡宽、坡向以及坡度，其中坡度对边坡的影响最直接，一般坡度越大，稳定性越低，坡度越大，植物越不容易生长，也因此土壤就越松，越容易失去平衡，这种土壤很容易被侵蚀。

（2）水文条件。

地下水、地表水、大气降水对边坡稳定都有较大影响，主要表现为：软化岩石，降低其强度，同时增加边坡岩体重度；静水压力的浮托作用降低了岩体的有效抗剪强度；地下水的渗透与流动，对边坡体产生不利的渗透压力。

（3）地质因素。

一是地质构造因素。

边坡的稳定性在一定程度上，也会因其地质结构而异。

假设岩体中出现断断续续的结构面，会生成不少小面积的碎块，使其强度得以进一步减小，如果不加以控制，岩体间最终会出现滑动问题，加剧边坡的失稳问题。

其中，风化也是边坡失稳的因素之一，它不仅会影响到作业质量，也是潜在的危险因素。

二是地质材料因素。

材料对边坡稳定性的影响作用较为明显。

成岩时间、胶结情况、组织以及类型会因地质材料而异，其风化能力以及力学强度也会有所不同，为此其稳定性会受到材料优劣的直接影响。

路基边坡稳定性分析研究摘要：边坡失稳破坏是岩土工程中常见问题之一。

造成的危害之大，治理费用之多，都决定了工程人员要客观地、正确的评估边坡稳定状况。

路基边坡坡度对路基的稳定十分重要，确定路基边坡坡度是路基设计的重要任务。

关键词：路基、边坡坡度、稳定分析正文：为保证路基稳定，在路基两侧做成的具有一定坡度的坡面叫边坡。

边坡是自然或人工形成的斜坡，是人类工程活动中最基本的地质环境之一，也是工程建设中最常见的工程形式。

边坡失稳破坏是岩土工程中常见问题之一，边坡失稳会给人民的生命和财产造成巨大的损失。

在路基设计过程中，路基边坡坡度对路基的稳定十分重要，确定路基边坡坡度是路基设计的重要任务，路基边坡坡度的大小，取决于边坡的土质，岩石的性质及水文地质条件等自然因素和边坡的高度。

在陡坡或填挖较大的路段，边坡的稳定不仅影响土石方工程量和施工的难易，而且是路基整体稳定性的关键。

因此，确定边坡坡度对于路基的稳定性和工程的经济合理性至关重要。

边坡发生破坏失稳是一种复杂的地质灾害过程，由于内部结构的复杂性和组成边坡岩石物质的不同，构造边坡破坏有不同的模式，典型的结构面破坏分为平面滑坡、楔体滑坡、倾倒滑坡。

需要用不同的方法进行分析，常用的稳定性分析方法有一下几种：工程地质分析法刚体极限平衡分析法、数值计算方法下面介绍一个用理正岩土计算软件进行路基边坡稳定分析的工程实例：G104改建工程（津霸公路—静霸公路段）改建工程一、项目背景G104是国家级干线公路之一，是北京连接天津、河北、江苏、安徽、浙江和福建省福州市的一条重要国道干线，总长约2420km。

G104天津段是天津西部一条重要的南北向通道，该路于2006年西青、静海境内路段局部调线后，路线走向由河北省廊坊界经武清区东马圈、豆张庄，北辰区双口、青光、西青区杨柳青、辛口镇，在北岳家园以西过独流减河后进入静海县境内，经独流镇、静海县城、陈官屯、唐官屯、九宣闸进入河北省青县界内，天津段全长106.57公里,大部分路段现状公路技术等级为二级，路面宽度为10～14m，路肩宽度1.0～1.5m，双向二车道行驶。

路基边坡加固设计稳定性分析摘要：道路一直是人们离不开的交通基础，路基是道路的根本，它影响着道路整体的稳定性，提高路基稳定性可减少路基病害的发生，所以设计中的稳定性分析是其重要的一环，路基的稳定性不仅取决于路基的断面形状和尺寸，还受岩土性质、荷载、排水条件、气候等诸多环境因素的影响。

关键词：路基设计；稳定性分析；稳定性计算引言随着我国经济水平的不断提高，国家和政府部门对道路的修建和整改也越来越重视。

设计道路时考虑的因素包括很多方面，其中最重要的因素就是道路路基的稳定性。

在道路的建设上，保证道路有坚实而稳定的路基状态，是路基设计过程中最重要的任务，也是保证车辆行驶安全的一个重要条件，因此对于道路路基设计过程中的稳定性进行研究具有非常重要的现实意义。

一、路基边坡的稳定性原理路基是路面的基础，它和路面共同承担行车荷载的作用。

路基的稳定性，除了施工质量等因素外，—般取决于边坡和地基的稳定性。

1、路基的内在质量应具备三个要求：（1）具有足够的整体稳定性：路基的稳定是相对的，是由路基的整体决定的。

当路基在外界应力作用下，岩石间无位移或位移量能控制在某一个标准内，就可以认为路基是稳定的。

（2）具有足够的强度：路基的强度主要取决于岩石的强度，如果填料具有良好的级配，并碾压密实，尽可能使岩石破碎，就可以在一定程度上保证路基的强度。

（3）具有足够的水稳性：路基的稳定性会受自然因素的影响，特别是受雨水的影响较大。

因此，路基需要具有足够的水稳性来保持路面的安全。

简而言之，就是路基要达到“密实”、“均匀”和“稳定”的使用要求。

2、影响道路路基稳定性的因素（1）路基的病害影响道路路基的稳定性是综合性因素，不能孤立于一个方面，首先需要从路基的病害入手，探究影响路基稳定性因素，路基主要有以下病害：路基沉陷：其特征是路基表面产生较大的竖向位移。

路基边坡的塌方或滑动：塌方或滑坡是指路基边坡土体沿着滑动面整体向下滑动。

根据路基的病害进行分析，分析得出影响路基稳定的因素主要表现自然因素和人为因素两个方面。

路基边坡工程设计与稳定性分析一、边坡设计时要注意其特征1.设计时非标准对于类型不同的边坡而言，都具有自身不同的特征，即便是同一种类的边坡，也会因为成因机制、形成条件以及稳定状态的不同而具备自身的特点，在对边坡治理工程进行设计时，所使用的方案、措施、范围以及治理部位都是大不一样的。

由此可以明显看出，在对边坡进行工程设计时，属于非标准设计，而在设计过程中应该根据边坡的实际情况，进行有针对性的设计。

2.边坡设计中存在风险性在不良的复杂地质体中存在不稳定边坡；对于治理工程而言，会受到外界以及边坡体等各种荷载力，这就要求治理工程自身不但要具备抗破坏能力以及抗变形能力，同时还应当使地质体具备相当优良的性质；对于我国而言，在边坡工程治理技术上，还存在很多缺陷，可以说是一项尚不完善、不严谨的科学技术。

所以，在路基边坡工程治理中依然存在很多风险性。

3.路基边坡的应急设计路基边坡在形成时，通常都会耗费较长时间，是一个漫长的过程，可其中经常会出现很多突发性不确定因素。

为了可以有效降低或者减少边坡地质灾害带来的危害程度，一定要在边坡灾害发生之前做好防治工程设计，而在设计过程中都应当具有应急设计特点。

通常包括了边设计、边勘查、边监理以及边施工等等。

4.在边坡设计时要注意综合防治如果对路基边坡实行单一的治理工程，有些时候往往很难承受来自外界以及边坡自身的荷载力，从而使边坡失效。

所以，在对路基边坡进行设计过程中，要使用综合防治，根据不同边坡的自身特点，在边坡不同的部位使用不同的治理措施。

即便是路基边坡工程投资不能一次到位，也要注意在治理方案上合理设计，使用分步、分期的办法进行综合治理。

二、影响边坡稳定性的各种因素对于路基边坡而言，失稳情况通常可以分为两种，如下所述。

（1）在修建铁路、公路等工程时，施工人员对边坡进行切割，使边坡应力重分布的人为因素，当边坡的应力在调整过程中，由于某条滑移线上的应力达不到新的平衡，边坡岩土体会发生破坏或屈服，使路基边坡出现失稳情况；如果在调整过程中，应力可以达到新的平衡，路基边坡便可以处于稳定状态。

公路路基施工中的边坡稳定性分析与治理技术研究现代交通发展的重点之一是公路建设，而公路路基的稳定性是公路施工中一个重要的问题。

在公路施工过程中，公路边坡的稳定性问题往往会引发各种不良地质灾害，如边坡塌方、滑坡等，对道路的使用安全和正常运营造成严重影响。

因此，对公路路基施工中的边坡稳定性进行分析与治理技术的研究具有重要的意义。

一、公路边坡稳定性分析技术公路边坡稳定性分析是指通过对边坡的各种因素进行综合分析，预测边坡的稳定性，并确定边坡在设计寿命内的可靠性。

在进行边坡稳定性分析时，需要考虑如下因素：1. 地质与水文因素：地质条件、地层构造、坡体松散性、岩石变形等对边坡稳定性影响较大。

水文因素包括降雨、地下水位等，对边坡稳定性也有重要影响。

2. 地震因素：地震是影响边坡稳定性的重要因素之一，强烈地震可能引发边坡滑坡和塌方等地质灾害。

3. 工程因素：边坡的设计和施工工艺、边坡高度和坡度、坡脚处理等工程因素对边坡稳定性有重要影响。

为确保公路路基施工中边坡稳定性的分析准确可靠，需要采用多种分析方法，如现场勘察与监测、地质力学模型试验、数值模拟等。

其中，地质力学模型试验是一种常用方法，通过模拟边坡的实际状态，模拟边坡长期稳定和工程施工条件，用来分析边坡的变形和破坏机制。

二、公路边坡稳定性治理技术公路边坡稳定性治理是指对存在稳定性问题的边坡进行处理，以提高边坡的稳定性和安全性。

公路边坡稳定性治理技术主要包括以下方面：1. 土工措施：通过采取土工材料加固边坡，如土壤灌浆、土工格栅加固等，改善边坡的抗滑性和抗倾覆性。

2. 结构措施：通过设置支挡结构，如挡土墙、护坡墙等，来增加边坡的稳定性。

3. 排水措施：边坡的稳定性与水分的分布和运动状态密切相关，因此采取合理的排水措施，如排水沟、排水孔等，能够有效改善边坡的稳定性。

4. 植被措施：通过植被覆盖来加固边坡，可以增加边坡表土的抗冲刷性和抗滑性，提高边坡的稳定性。

同时，还需要对修建后的公路边坡进行定期的巡查和监测，及时发现和处理问题，确保公路边坡的长期稳定性。

摘要公路路基边坡作为公路的一个重要组成部分，它的稳定性和耐久性直接影响着道路的使用性能。

公路路基边坡的失稳造成了行车事故与经济损失，对公路交通基础设施造成极大损失。

本文采用FLAC对土质高路基边坡建立模型，经对其位移、应力和变形进行分析知边坡的横、竖向位移分别达到125mm和175mm，处于欠稳定状态。

随后，将此路基边坡的坡形由直线型改为折线式并设置台阶，并且减缓了坡率，再次对其进行稳定性分析，发现，稳定系数由原来的1.01提高到1.58，由欠稳定边坡变为稳定边坡；横、竖向位移分别达到7.5 mm 和60mm，比原始路基边坡的位移值分别减少了94%和65.7%，取得了良好效果。

由于FLAC采用有限差分法，所占内存小，计算过程简洁，充分显示出数值模拟方法在解决路基边坡稳定性问题的重要理论价值和实用价值。

关键词：土质路基边坡，稳定性分析，FLAC，数值模拟AbstractRoadbed slope is an important component of the highway. The stability of highway roadbed slope directly affects the stability and durability of the road performance. Roadbed slope instability caused traffic accidents and economic loss, especially great losses for road transport infrastructure. In this paper, the FLAC model will be established on the high roadbed soil slope, and analyze the displacement, stress and deformation. It turns out that the lateral displacement and the vertical displacement of the roadbed slope respectively reach 125mm and 175mm and it’s less stable. Subsequently, this slope shape will be replaced from a line to a broken line and two steps will be set on the slope. Besides, the slope ratio is reduced. Then FLAC analyzes its stability again, and the result is that the stability factor of the roadbed slope increases from 1.01 to 1.58, the slope becomes stable slope from the less stable, the lateral displacement and the vertical displacement of the roadbed slope respectively are 7.5mm and 60mm,reduced by 94% and 65.7%, which proves good results.Since FLAC takes finite difference method, accounts for a small memory and simple calculation process, numerical simulation shows fully important theoretical and practical value in solving the stability of the soil roadbed slope.Key words：soil roadbed slope, stability analysis, FLAC, numerical simulation目录1 引言 (5)2 国内外研究现状 (6)2.1 极限平衡法 (6)2.2 数值分析法 (8)2.3 现代的综合评价方法 (10)3 FLAC程序简介 (13)3.1 有限差分法概述 (13)3.1.1 有限差分基本方程 (13)3.1.2 有限差分数值原理 (15)3.2 FLAC基本原理 (16)3.3 计算流程 (18)4公路路基边坡稳定性分析 (20)4.1FLAC模型建立 (20)4.1.1 公路路基边坡稳定性影响因素 (20)4.1.2 边界条件和范围的选取 (21)4.1.3 建立几何模型 (21)4.1.4 选取计算参数 (22)4.1.5 施加约束 (23)4.1.6 稳定系数评价 (23)4.2数值计算方案...... (24)4.2.1 原始路基边坡的稳定性计算 (24)4.2.2 重新设计的路基边坡稳定性的计算 (25)4.3运行结果及分析...... .. (26)4.3.1 稳定系数 (26)4.3.2 边坡位移 (27)4.3.3 应力分析 (28)4.3.4 变形分析 (29)5 结论 (30)参考文献 (31)致谢 (34)1 引言随着我国交通基础设施建设力度的加大，特别是随着西部大开发战略的实施，山区高等级公路的建设已经成为我国近期高速公路建设的重要内容。

公路路基边坡稳定性分析公路路基边坡稳定性分析⽬录1 概况 (3)1.1 边坡⼯程发展研究的背景 (3)1.2 边坡稳定分析与防护的研究进展 (3)1．2．1 确定性分析⽅法的发展 (4)1.2.2 传统分析⽅法的不断发展与完善 (4)1.2.3 边坡变形破坏地质⼒学模型的不断补充和完善.. 41.3 本论⽂的研究内容 (4)2 边坡稳定性分析⽅法 (5)3 影响边坡失稳的因素与病害的分析 (5)3.1 影响边坡的稳定性的因素 (5)3.2 边坡滑动破坏的主要原因分析 (6)3.2.1 地质构造 (6)3.2.2 稳定性 (6)3.2.3 ⽔⽂条件 (6)3.3 边坡病害及其防治措施 (7)3.3.1 崩塌 (7)3.3．2 滑坡 (7)3.3.3 坡⾯冲刷 (8)3.3.4 泥⽯流 (8)3.3.5 排⽔措施 (8)4 路基边坡的综合防护 (8)4.1 公路路基边坡防护的要求 (8)4.2 公路路基边坡防护形式及其特点 (9)4.3 我国边坡综合设计的原则 (9)1 概况1.1 边坡⼯程发展研究的背景路基边坡包括填⽅路堤边坡和挖⽅路堑边坡，是公路的重要组成部分。

路基边坡，由于长期以来是公路修筑中⼀个常见但研究程度低的课程。

80年代中期以前，我国主要以低等级公路建设为主，深挖⾼填较少，公路建设投资不⼤，因⽽路基边坡稳定问题较少，坡⾯⼯程不作为道路建设的主体⼯程，公路⼯程建设中对边坡的研究也因此不受重视。

进⼊90年代初期，边坡⼯程主要沿⽤低等级公路的边坡⼯程技术或借鉴有关部门的经验来实施建设，由于边坡处治时缺乏综合考虑，为⼯程埋下隐患。

例如，早期建成通车的沈⼤⾼速公路，通车后，由于路基边坡发⽣滑塌造成了较⼤的经济损失和不良的社会影响。

90年代后期，中国公路建设进⼊了前所未有的⾼速发展阶段，吸取前期公路建设的经验教训，⾼等级公路路基边坡的研究和对病害的综合治理受到重视。

各地⼜结合当地⼯程实践开展了⼀系列公路路基边坡病害治理和研究技术，路基边坡⼯程理论与实践取得了很⼤的进展。