路基边坡稳定性分析

第四章路基稳定性分析计算（路基工程）路基工程第四章路基稳定性分析计算4.1边坡稳定性分析原理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软土地基的路基稳定性分析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一、边坡稳定原理：力学计算基本方法是分析失稳滑动体沿滑动面上的下滑力T与抗滑力R，按静力平衡原理，取两者之比值为稳定系数K，即K=R T1、假设空间问题—>平面问题（1）通常按平面问题来处理（2）松散的砂性土和砾（石）土在边坡稳定分析时可采用直线破裂法。

（3）粘性土在边坡稳定分析时可采用圆弧破裂面法。

一、边坡稳定原理：一般情况下，对于边坡不高的路基（不超过8.0的土质边坡，不超过12.0m的石质边坡），可按一般路基设计，采用规定的边坡值，不做稳定性分析；地质与水文条件复杂，高填深挖或特殊需要的路基，应进行边坡稳定性分析计算，据此选定合理的边坡及相应的工程技术。

一、边坡稳定原理：边坡稳定分析时，大多采用近似的方法，并假设：（1）不考虑滑动土体本身内应力的分布。

（2）认为平衡状态只在滑动面上达到，滑动土体整体下滑。

（3）极限滑动面位置需要通过试算来确定。

二、边坡稳定性分析的计算参数：（一）土的计算参数：1、对于路堑或天然边坡取：原状土的容重γ，内摩擦角和粘聚力2、对于路堤边坡，应取与现场压实度一致的压实土的试验数据3、边坡由多层土体所构成时（取平均值）c = i=1n c i ?ii=1n ?itanφ= i=1n ?i tgφii=1n ?iγ= i=1n γi ?ii=1n ?i第一节边坡稳定性分析原理二、边坡稳定性分析的计算参数：（二）边坡稳定性分析边坡的取值：对于折线形、阶梯形边坡：取平均值。

（三）汽车荷载当量换算：边坡稳定分析时，需要将车辆按最不利情况排列，并将车辆的设计荷载换算成当量土柱高，以?0表示：0=NQγBL式中：N—横向分布的车辆数（为车道数）；Q—每辆重车的重力，kN （标准车辆荷载为550kN）；L—汽车前后轴的总距；B—横向分布车辆轮胎最外缘之间的距离；B=Nb+（N-1）m+d式中：b—后轮轮距，取1.8m；m—相邻两辆车后轮的中心间距，取1.3m；d—轮胎着地宽度，取0.6m；三、边坡稳定性分析方法：一般情况，土质边坡的设计，先按力学分析法进行验算，再以工程地质法予以校核，岩石或碎石土类边坡则主要采用工程地质法，有条件时可以力学分析进行校核。

第二节边坡稳定性分析方法力学验算法和工程地质法是路基边坡稳定性分析和验算方法常用的两种方法。

1．力学验算法(1)数解法假定几个不同的滑动面，按力学平衡原理对每个滑动面进行验算，从中找出最危险滑动面，按此最危险滑动面的稳定程度来判断边坡的稳定性。

此方法计算较精确，但计算繁琐。

(2)图解或表解法在图解和计算的基础上，经过分析研究，制定图表，供边坡稳定性验算时采用。

以简化计算工作。

2．工程地质法根据稳定的自然山坡或已有的人工边坡进行土类及其状态的分析研究，通过工程地质条件相对比，拟定出与路基边坡条件相类似的稳定值的参考数据，作为确定路基边坡值的依据。

一般土质边坡的设计常用力学验算法进行验算，用工程地质法进行校核；岩石或碎石土类边坡则主要采用工程地质法进行设计。

3．力学验算法的基本假定滑动土楔体是均质各向同性、滑动面通过坡脚、不考虑滑动土体内部的应力分布及各土条(指条分法)之间相互作用力的影响。

一、直线滑动面法松散的砂类土路基边坡，渗水性强，粘性差，边坡稳定主要靠其内摩擦力。

失稳土体的滑动面近似直线状态，故直线滑动面法适用于砂类土：如图2-2-4所示，验算时，先通过坡脚或变坡点假设一直线滑动面，将路提斜上方分割出下滑土楔体ABD，沿假设的滑动面AD滑动，其稳定系数K按下式计算(按边坡纵向单位长度计)：验算的边坡是否稳定，取决于最小稳定系数Kmin的值。

当Kmin＝1.0时，边坡处于极限平衡状态。

由于计算的假定，计算参数(r，Ψ，c)的取值都与实际情况存在一定的差异，为了保证边坡有足够的稳定性，通常以最小稳定系数Kmin≥1.25来判别边坡的稳定性。

但Kmin过大，则设计偏于保守，在工程上不经济。

当路堤填料为纯净的粗砂、中砂、砾石、碎石时，其粘聚力很小，可忽略不计，则式（2-2-3）变为：式(2-2-3)也适用于均质砂类土路堑边坡的稳定性验算。

二、圆弧滑动面法用粘性土填筑的路堤，边坡滑坍时的破裂面形状为一曲面，为简化计算，通常近似地假设为一圆弧状滑动面。

公路路基边坡稳定性的分析与防护措施本文在主要分析公路边坡稳定性破坏形式及原因以及介绍了边坡稳定性分析原理与方法，提出相对合理的公路路基边坡稳定性的防护措施。

标签：公路路基边坡；稳定性；破坏形式及原因；原理；防护措施1 公路路基边坡破坏形式及原因公路路基边坡受岩性、构造等地质条件和风化、水的渗入和冲刷等自然地质作用以及人工开挖等工程活动的影响，常出现坡面变形和整体失稳破坏两类工程灾害。

1.1 公路路基的坡面变形坡面变形是指路堑（或路堤）边坡坡面的局部破坏，包括风化剥落和碎落、冲刷以及表面滑塌等类型。

剥落是指路基边坡的表层岩体、土体在长期遭受风化、雨水冲刷以及自身重力作用下，部分岩块、土屑逐渐沿着边坡下跌、滚落，并最终沉积在坡底的现象。

坡面冲刷是雨水顺坡面流动时将松散的颗粒带走，而在坡面上冲刷出一条带状小纹沟。

一条条顺坡面排列的细长的沟槽，将坡面分割得支离破碎。

这些变形进一步发展，可以导致路堑或路堤更大规模的破坏。

表层滑塌是由于边坡上有地下水出露，形成点状或者带状湿地，产生的坡面表层滑塌的现象。

此类破坏由雨水浸湿、冲刷也能产生。

它往往还是路基边坡更大规模变形破坏的前奏。

1.2 公路路基的整体失稳公路路基的整体失稳是指边坡的整体溜方和滑坡。

溜方是由于少量土体沿土质边坡向下移动所形成，即边坡上薄的表层土下溜，通常是由于降水、降雨等流动水冲刷边坡或施工不当而引起的。

滑坡是指大量土体和岩体在重力作用下沿边坡的某一滑动面滑动，主要是因土体的稳定性不足引起的。

路堤边坡发生滑坡的主要原因是边坡坡度过陡或坡脚被挖空，或填土层次安排不合适等；路堑边坡发生滑坡的主要原因是边坡高度和坡度与天然岩土层次的性质不相适应。

2 路基稳定性的分析方法和边坡稳定性破坏机理2.1路基边坡稳定性分析方法可分为两类，即力学分析法和工程地质法。

2.1.1 力学分析法路基边坡稳定性力学分析方法主要有两种数解法和图解或表解法。

数解法是指假定几个不同的滑动面，按力学平衡原理对每个滑动面进行边坡稳定性分析，从中找出极限滑动面，按此极限滑动面的稳定程度来判断边坡的稳定性。

路基边坡稳定性的评价分析摘要：路基是路面结构的支撑体，在实践中常常出现的路面损坏现象大部分都是由于路基强度不足，稳定性变差，在外荷载作用下产生过量变形所致。

路基的施工质量是获得坚实而又稳定的路基和保证路基路面整体具有良好使用性能的关键。

如何快速可靠地进行路基施工质量的评价、有效地进行路基施工过程的质量控制和及时消除路基施工的质量隐患，是确保高等级公路路基路面质量和使用寿命的关键技术之一。

本文结合实例，对杭徽高速公路临安汪家埠至昌化段的路基基础进行评价。

关键字：路基基础评价稳定性一、工程概况杭徽高速公路临安汪家埠至昌化段，全长67.992km，路线起于汪家埠，经青山、青山水库、牧家桥、锦城、玲珑、徐家坞、化龙、章东、横塘岭、藻溪、上肇、下肇、松溪、大吉岭、赤兰畈、於潜、太阳、下玉山、界头、芦岭，终于昌化。

其中汪家埠-徐家坞段（k21+100～k44+712）为新建路段，徐家坞-昌化段（k44+712～k89+092）为利用现02省道一级公路改高速公路段。

路基宽度：新建段33.5m，改建段22.5m，桥涵与路基同宽。

二、路基基础评价1、填方路基主要分布于山间河谷冲积平原，山间河谷及两侧坡麓地带。

路基土主要有第四系冲洪积亚粘土、含角砾（碎石）亚粘土、含亚粘土角砾（碎石）和第四系残坡积含角砾（碎石）亚粘土、含亚粘土角砾（碎石）及风化基岩。

地表农田区分布有薄层软塑状耕植土和池塘底部薄层流塑状的淤泥，另在汪家埠、柯家村、杨岱村分布有少量软塑状亚粘土，其埋深>5m，层厚2.0m～8.0m，除此之外未发现其它软弱层。

区段内，路基土工程地质条件较好，土层压缩性低，强度较高，地基土承载力在180～400kpa之间。

大部分需清除表层浮土和塘泥，经压实后直接作为路基持力层。

路基处理措施：⑴清除表层浮土压实后再堆填。

⑵基底坡度大于1：5的山坡地带，宜挖台阶，台阶宽2m，阶面内倾2%-4%。

台阶面岩为松散岩类，应压实后再堆填。