第5章 路基邊坡穩(wěn)定性分析(路基路面工程)

1、2022-3-71第第5 5章章路基邊坡路基邊坡穩(wěn)定性分析穩(wěn)定性分析路基路面工程路基路面工程2022-3-72對于道路特殊路段，路基邊坡滑坍是常見破壞現(xiàn)象之一。本章首先介紹路基邊坡穩(wěn)定分析的原理和幾種常用穩(wěn)定分析方法，然后介紹如何具體應(yīng)用于浸水路堤和高路堤的穩(wěn)定性驗(yàn)算，并對路基失穩(wěn)的防治措施作簡要介紹。5.1邊坡穩(wěn)定性分析原理與方法邊坡穩(wěn)定性分析原理與方法5.2陡坡路堤穩(wěn)定性陡坡路堤穩(wěn)定性5.3浸水路堤穩(wěn)定性浸水路堤穩(wěn)定性5.4路基失穩(wěn)的防治措施路基失穩(wěn)的防治措施學(xué)習(xí)要求如下：了解路基穩(wěn)定分析的基本原理；了解路基穩(wěn)定分析的基本原理；掌握路基穩(wěn)定分析的常用方法；掌握路基穩(wěn)定分析的常用方法；掌握浸

2、水路堤和陡坡路堤的穩(wěn)定驗(yàn)算方法；掌握浸水路堤和陡坡路堤的穩(wěn)定驗(yàn)算方法；能正確選用路基失穩(wěn)的防治措施。能正確選用路基失穩(wěn)的防治措施。本章內(nèi)容本章內(nèi)容2022-3-73路基的崩塌、坍塌、滑坡、滑移或沉落等失穩(wěn)現(xiàn)象統(tǒng)稱為路基邊坡滑坍。通常表現(xiàn)：巖土體因失去側(cè)向和豎向支撐而傾倒，或者沿某一剪切破壞面（軟弱面）滑動及塑性流動。原因：路塹：自然平衡條件被破壞；路堤：水流沖刷/邊坡過陡/地基承載力過低。邊坡滑坍是公路工程中常見的一種破壞現(xiàn)象，它直接影響行車安全甚至阻塞交通。目前常用的路基邊坡穩(wěn)定性分析方法有兩種：力學(xué)驗(yàn)算法工程地質(zhì)法2022-3-74參考以前大量經(jīng)驗(yàn)與資料，采用工程地質(zhì)相近的已有邊坡的穩(wěn)定性

3、邊坡來分析經(jīng)驗(yàn)法，類比法工程相似性解析法：假定幾個不同的滑動面，根據(jù)力學(xué)平衡原理，對每個滑動面進(jìn)行穩(wěn)定性分析找出極限滑動面穩(wěn)定性分析（精確，計(jì)算復(fù)雜） 直線滑動面法圓弧法條分法圖/表解法：在數(shù)解法基礎(chǔ)上制成圖或表格，用查圖/表進(jìn)行分析簡單，不如數(shù)解法精確力學(xué)分析法工程地質(zhì)法常用方法：常用方法：2022-3-75 路基能否穩(wěn)定，不僅取決于路基的斷面形狀和尺寸（邊坡坡度和高度等），而且還受巖土性質(zhì)、荷載、排水條件、氣候、地震等諸多環(huán)境因素的影響。5.1.15.1.1 工程地質(zhì)法工程地質(zhì)法 工程地質(zhì)法工程地質(zhì)法，對照對照當(dāng)?shù)鼐哂蓄愃乒こ痰刭|(zhì)條件而處于極限穩(wěn)定狀態(tài)的自然山坡和穩(wěn)定的人工邊坡，以判別路基

4、是否穩(wěn)定的一種類比經(jīng)驗(yàn)法。路基挖方邊坡的坡度常用該法確定；結(jié)構(gòu)面與邊坡面的關(guān)系是其中最重要的因素。 5.1 路基邊坡穩(wěn)定性分析原理與方法路基邊坡穩(wěn)定性分析原理與方法工程地質(zhì)法的關(guān)鍵認(rèn)真、詳細(xì)的調(diào)查和勘察認(rèn)真、詳細(xì)的調(diào)查和勘察如實(shí)反映路段土質(zhì)及水文狀況如實(shí)反映路段土質(zhì)及水文狀況根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行類比分析根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行類比分析2022-3-76A）滑動面形狀的討論：1）粘性土：粘聚力C大，內(nèi)磨擦角小抗力以粘聚力為主破裂面近似圓柱形或碗形圓弧形破裂面2）砂性土：粘聚力C小，內(nèi)磨擦角大抗力以內(nèi)磨擦力為主破裂面近似平面直線破裂面5.1.2 5.1.2 力學(xué)分析法力學(xué)分析法2022-3-77B）對滑動穩(wěn)定

5、問題，力學(xué)驗(yàn)算法目前大多根據(jù)極限平衡原理，通常采用條分法，利用安全系數(shù)來判斷穩(wěn)定性極限平衡法/安全系數(shù)法。極限平衡法：近似將巖土體看成剛塑性材料假定幾個可能的滑動面力學(xué)平衡每個滑動面邊坡穩(wěn)定性分析找出極限滑動面通過計(jì)算路基邊坡在極限滑動面上達(dá)到極限平衡時的安全系數(shù)判斷其穩(wěn)定性的一種方法（1.25，1.5）。C）其基本假定如下：平面問題假設(shè)平面問題假設(shè)滑動體為剛性楔體滑動體為剛性楔體滑動體內(nèi)部內(nèi)應(yīng)力不計(jì)滑動體內(nèi)部內(nèi)應(yīng)力不計(jì)極限平衡只在滑動面上達(dá)到極限平衡只在滑動面上達(dá)到極限滑動面極限滑動面注：注：極限滑動面要通過極限滑動面要通過試算試算來確定。來確定。2022-3-781.均質(zhì)的無粘性土或完全干

6、燥的砂性土邊坡無粘性土或完全干燥的砂性土土粒間只有摩擦力而無內(nèi)聚力，因此只要坡面上的土顆粒不滑動，土坡就能保持穩(wěn)定。如圖，分析土坡面上任意土顆粒M的受力，將抗滑力與滑動力的比值定義為穩(wěn)定安全系數(shù)，則：GTNTM5.1.2.1 直線滑動面法砂性土2022-3-79結(jié)論：=K=1 土坡處于極限平衡狀態(tài)無粘性土邊坡的穩(wěn)定極限坡角等于土的內(nèi)摩擦角稱為自然休止坡角，用 cr表示（cr=）。 特點(diǎn)：無粘性土坡的穩(wěn)定性與邊坡高度h無關(guān)，僅取決于坡角：坡角 土坡總是穩(wěn)定的；如果 即使坡高h(yuǎn) 很小，土坡也會失穩(wěn)。為保證土坡穩(wěn)定并具有足夠的安全儲備，可取K=1.251.5。tgtgGtgGTTKsincos（5-

7、1）2022-3-7102. 均質(zhì)砂性土路堤邊坡均質(zhì)砂性土內(nèi)聚力雖然較小但不為0 不可忽略。假設(shè)直線滑動面為AD，取1m堤長計(jì)，分析滑動楔體ABD的受力，計(jì)算抗滑動穩(wěn)定安全系數(shù)：最危險滑動面/極限滑動面未知的先假定34個可能的滑動面求出其相應(yīng)的K值繪出K 關(guān)系曲線作其水平切線以得到 Kmin和相應(yīng)的0 與之對應(yīng)的滑動面即為最危險滑動面/極限滑動面。sincosGcLtgGTFK（5-2）2022-3-711分析步驟：分析步驟：1 1）路堤斷面圖路堤斷面圖2 2）荷載換算）荷載換算3 3）假定可能滑動面）假定可能滑動面4 4）滑動體靜力分析）滑動體靜力分析5 5）繪制）繪制KK關(guān)系關(guān)系6 6）求

8、）求K Kminmin及對應(yīng)極限及對應(yīng)極限破裂面。破裂面。GNBTcLNtgAD1D3D2DC1432AD412340K4K3KminK2K1Ka)b)c)均質(zhì)砂性土路堤邊坡的穩(wěn)定分析sincosGcLtgGTFK2022-3-7123. 均質(zhì)砂性土路塹邊坡GNTcLNtgDAB1 ：mh圖 5-3 均質(zhì)砂性土路塹邊坡的穩(wěn)定分析簡圖 如圖5-3 ，假設(shè)楔體ABD沿AD滑動面滑動，取1m長計(jì)，則抗滑動穩(wěn)定安全系數(shù)為：注：可化簡后用數(shù)學(xué)方法求極限滑動面穩(wěn)定性分析。cossinFGtgcLKTG取dK/d=0求得Kmin和相應(yīng)的2022-3-7134.成層的砂性土邊坡用豎直線將滑動楔體劃分為若干條塊

9、，使每一條塊的滑動面位于一種土層內(nèi)。取1m長計(jì)，土坡穩(wěn)定安全系數(shù):其它分析方法同均質(zhì)砂性土路堤邊坡。圖5-4 成層的砂性土坡的穩(wěn)定分析簡圖niininiiiiiniiniiGlctgNTFK11111sin繪制K曲線；求Kmin和相應(yīng)的2022-3-714基本原理：對粘性土坡的穩(wěn)定分析，假設(shè)某一滑動面，用若干個豎直面將滑動范圍的土體進(jìn)行豎向分條，對每個豎向土條進(jìn)行力學(xué)分析，從而分析坡體的穩(wěn)定性，這種方法稱為條分法；常用方法有：Fellenius 法Bishop法傳遞系數(shù)法 注：條分法計(jì)算精度與分段數(shù)有關(guān)，一般分810段5.1.2.2 條分法粘性土2022-3-715如圖5-5，設(shè)圓弧滑動面的圓

10、心為O點(diǎn)，半徑為R。取1m坡長計(jì)算，當(dāng)各土條同時達(dá)到極限平衡時，由整個滑動楔體繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動的力矩平衡穩(wěn)定性系數(shù)：ORWiNiSiQiyizixixyii計(jì)算時，應(yīng)繪出若干個滑動圓弧求出各個圓弧穩(wěn)定系數(shù)得最小的K min最危險的滑動圓弧。各滑弧的圓心位置，可用圓心輔助線的方法確定。不考慮條間力的作用iiiiiiiiiiiQWtgQWlcKcossinsincos1. Fellenius 法：瑞典工程師費(fèi)倫紐斯(W.Fellenius)首先提出的，又稱瑞典條分法/簡單條分法/分段法。2022-3-716主要分析步驟：主要分析步驟：1 1）路堤斷面圖路堤斷面圖2 2）荷載換算）荷載換算3 3）假定可能

11、滑動面圓弧面（）假定可能滑動面圓弧面（圓心輔助線圓心輔助線）4 4）劃分土條（）劃分土條（8 81010）5 5）各土條應(yīng)力分析，并疊加求綜合力矩）各土條應(yīng)力分析，并疊加求綜合力矩6 6）求）求7 7）試算，在圓心輔助線上求）試算，在圓心輔助線上求KK關(guān)系關(guān)系8 8）求）求K Kminmin（1.25，1.5）及對應(yīng)極限破裂面及對應(yīng)極限破裂面特點(diǎn)：特點(diǎn)：完全不考慮土條間力的作用，計(jì)算簡單，但所完全不考慮土條間力的作用，計(jì)算簡單，但所得的得的安全系數(shù)易偏低安全系數(shù)易偏低；該法的；該法的計(jì)算誤差較大，可達(dá)計(jì)算誤差較大，可達(dá)10%20%10%20%，且僅適用于，且僅適用于圓弧滑動面圓弧滑動面的情況。

12、的情況。2022-3-717方法1 由坡腳由坡腳E E向下引高度為向下引高度為HH（H=H=填土高填土高+ +換算土柱高）換算土柱高）的豎線，得出的豎線，得出F F點(diǎn)；點(diǎn)；由由F F點(diǎn)向右引水平線，在水平線上截取點(diǎn)向右引水平線，在水平線上截取4.54.5HH，得得MM點(diǎn)；點(diǎn)；連接坡腳連接坡腳E E與頂點(diǎn)與頂點(diǎn)S S，并求出并求出SESE的坡率的坡率1 1：mm；根據(jù)根據(jù)1 1：mm的值查表得出的值查表得出11和和22；由由E E點(diǎn)引與點(diǎn)引與SESE成成11角的直線，又由頂點(diǎn)角的直線，又由頂點(diǎn)S S引與水平引與水平面成面成22角的直線，兩直線交于角的直線，兩直線交于I I點(diǎn)；點(diǎn)；接連接連MIMI

13、，該直線即為滑動圓弧圓心輔助線。該直線即為滑動圓弧圓心輔助線。1.1.如果路堤填料僅具有粘聚力，則圓心即為如果路堤填料僅具有粘聚力，則圓心即為I I點(diǎn)，如果點(diǎn)，如果路堤填料除粘聚力外尚具有摩擦力，則滑動圓弧的路堤填料除粘聚力外尚具有摩擦力，則滑動圓弧的圓心將隨內(nèi)摩擦角的增大而向外移（離開路堤）。圓心將隨內(nèi)摩擦角的增大而向外移（離開路堤）。確定滑動圓弧圓心輔助線方法確定滑動圓弧圓心輔助線方法2022-3-718方法2 與方法1相似，不同之處僅在于H的高度不包括換算土柱，SE的坡率1：m直接由坡頂與坡腳的連線求得。方法3 滑動圓弧圓心輔助線為與換算土柱高頂點(diǎn)E處水平線成36角的EF線。方法4 滑動

14、圓弧圓心輔助線為與坡頂E點(diǎn)處水平線成36角的EF線。2022-3-719通過坡腳最危險滑動圓弧的各有關(guān)角值（=0 粘土邊坡）邊坡坡率 1：m邊坡傾斜角121:0.51:0.751:11:1.251:1.51:1.751:21:2.251:2.51:31:41:563265318450038403341294526342358214818261403111929302928272626252525252525403937353035353535353535352022-3-7202. Bishop法iWiNiEiEi-1QiSiliBishop法分析圖 將土條間的力簡化為水平推力Ei，而忽略Ei

15、作用點(diǎn)的位置和豎直剪力Ti的影響，從而使問題簡化為靜定問題。2022-3-721任取第i個土條分析其受力，由底部滑動面上切線方向的力的平衡條件，考慮到坡體處于平衡狀態(tài)，可得到穩(wěn)定安全系數(shù)： iiiiiiiiQWNlcKtansectaniiiiiii iiiQWmWlcKtansectansec或特點(diǎn)：Bishop法適用于圓弧滑動面，也適用于其它任意形狀的滑動面。其所得穩(wěn)定安全系數(shù)比Fellenius法的結(jié)果略大，其誤差一般約為2%7%。2022-3-7223.傳遞系數(shù)法傳遞系數(shù)法iWiNiFiFi-1QiSilii-1又稱推力傳遞法，假設(shè)各土條間推力Fi的作用方向平行于上側(cè)土條的底部滑動面的

16、傾角。取第i個土條進(jìn)行分析，由土條滑動面上切向力的平衡條件和土條滑動面上法向力的平衡條件可得到剩余下滑力：11tansincos1cossiniiiiiiiiiiiiiiFQWlcKQWF土條的下滑力土條的抗滑力上側(cè)土條的剩余下滑力2022-3-723說明：說明：上式中等號右邊第一項(xiàng)為土條的下滑力，上式中等號右邊第一項(xiàng)為土條的下滑力， 第二項(xiàng)為土條的第二項(xiàng)為土條的抗滑力，第三項(xiàng)為上側(cè)土條傳下來的剩余下滑力?？够Γ谌?xiàng)為上側(cè)土條傳下來的剩余下滑力。式中包含兩個未知量，故分析時只能式中包含兩個未知量，故分析時只能采用試算法采用試算法。先假定一。先假定一個個K K值，利用該式自上而下逐條計(jì)算各土

17、條的剩余下滑力。值，利用該式自上而下逐條計(jì)算各土條的剩余下滑力。1.1.若算得某一土條的剩余下滑力為負(fù)值時，則可不列入下一土若算得某一土條的剩余下滑力為負(fù)值時，則可不列入下一土條的計(jì)算。如果求得最后一個土條的剩余下滑力條的計(jì)算。如果求得最后一個土條的剩余下滑力Fn0Fn0，則則需重新假設(shè)需重新假設(shè)K K值值(Fn(Fn0 0時減小時減小K K，F(xiàn)nFn0 0時增加時增加K)K)，再行計(jì)算。再行計(jì)算。直到直到Fn=0Fn=0時為止，此時的時為止，此時的K K值即為所求的安全系數(shù)。值即為所求的安全系數(shù)。1111cos()sin()taniiiiiiaaaaK2022-3-724特點(diǎn)：特點(diǎn)：傳遞系數(shù)

18、法適用于任意形狀的滑動面，如陡坡路堤或順傳遞系數(shù)法適用于任意形狀的滑動面，如陡坡路堤或順層滑坡等，尤其適用于折線滑動面的情況。層滑坡等，尤其適用于折線滑動面的情況。驗(yàn)算時不必求出安全系數(shù)值，只需按所規(guī)定的容許安全驗(yàn)算時不必求出安全系數(shù)值，只需按所規(guī)定的容許安全系數(shù)值算出系數(shù)值算出FnFn值，據(jù)此判斷坡體的穩(wěn)定性。當(dāng)值，據(jù)此判斷坡體的穩(wěn)定性。當(dāng)Fn0Fn0時，時，坡體穩(wěn)定；當(dāng)坡體穩(wěn)定；當(dāng)FnFn0 0時，坡體不穩(wěn)定。時，坡體不穩(wěn)定。1.1.若坡體不穩(wěn)定，可采取支擋措施，此時若坡體不穩(wěn)定，可采取支擋措施，此時FnFn值則作為支擋值則作為支擋結(jié)構(gòu)所受的推力結(jié)構(gòu)所受的推力。2022-3-725用圓弧法

19、進(jìn)行路基邊坡穩(wěn)定性分析，計(jì)算工作量較大對于均質(zhì)、直線形邊坡路堤，可按表解法進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析。）基本原理：應(yīng)用圖解和分析計(jì)算的結(jié)果制成的一系列計(jì)算參數(shù)表，以查表方式來進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析的方法。 5.1.2.3 表解法：2022-3-726將土體劃分各小塊，其寬為b、高為a、滑弧全長L三者換算成邊坡高度的表達(dá)式：b=H；a=H；LH每1m坡長的土塊總量：G=ab1=H2其法向和切向分力： N=GcosH2cosT=GsinH2sin ）原理推導(dǎo)：2022-3-727則穩(wěn)定系數(shù)為：令：得： 式中：H邊坡高度，m；f土的內(nèi)摩擦系數(shù)，f=tg，A，B取決于幾何形狀的系數(shù)，查表求得。）原理推導(dǎo)：sin

20、cos 2211HHcHfTcLNfKniiniiA cossinsin BBcfAH 2022-3-728）路基穩(wěn)定驗(yàn)算程序與步驟）路基穩(wěn)定驗(yàn)算程序與步驟 o根據(jù)路基土質(zhì)和可能出現(xiàn)的滑動面形狀，選擇分析根據(jù)路基土質(zhì)和可能出現(xiàn)的滑動面形狀，選擇分析計(jì)算方法；計(jì)算方法；o考慮坡體的工作條件，選取滑動面上的抗剪強(qiáng)度指考慮坡體的工作條件，選取滑動面上的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，求算安全系數(shù)；標(biāo)，求算安全系數(shù)；1.1.將每種荷載組合下求得的最危險滑動面的安全系數(shù)將每種荷載組合下求得的最危險滑動面的安全系數(shù)與規(guī)定的容許值比較，以判斷路基是否穩(wěn)定。與規(guī)定的容許值比較，以判斷路基是否穩(wěn)定。設(shè)計(jì)中的幾個問題：2022-3

21、-729）荷載組合）荷載組合 通常考慮主要組合、附加組合和地震組合三種:主要組合主要組合: :滑動坡體的重力、汽車荷載、常水位時的浮滑動坡體的重力、汽車荷載、常水位時的浮力（對浸水路基而言）。力（對浸水路基而言）。附加組合附加組合: :將主要組合中的汽車荷載改用平板掛車或履將主要組合中的汽車荷載改用平板掛車或履帶車，或者考慮在最不利時的浮力和滲流力。帶車，或者考慮在最不利時的浮力和滲流力。地震組合地震組合: :滑動坡體的重力、地震力及常水位條件下的滑動坡體的重力、地震力及常水位條件下的浮力。浮力。 對各種荷載組合，應(yīng)根據(jù)路基工作條件依次進(jìn)行驗(yàn)對各種荷載組合，應(yīng)根據(jù)路基工作條件依次進(jìn)行驗(yàn)算，各種

22、組合下均滿足要求時才可認(rèn)為路基是穩(wěn)定的。算，各種組合下均滿足要求時才可認(rèn)為路基是穩(wěn)定的。2022-3-730）豎向土條劃分）豎向土條劃分o應(yīng)選擇滑動面的形狀和土質(zhì)變化處作為土條劃分應(yīng)選擇滑動面的形狀和土質(zhì)變化處作為土條劃分的界限，以便分析計(jì)算。的界限，以便分析計(jì)算。o對于圓弧滑動面，土條寬度一般取對于圓弧滑動面，土條寬度一般取2 26 6m m，土條數(shù)土條數(shù)取取8 81010左右，過少則精度差。各土條的自重按其左右，過少則精度差。各土條的自重按其面積乘以土的重度求得。面積乘以土的重度求得。o對由多層土組成的土條，應(yīng)分層計(jì)算其重力，然對由多層土組成的土條，應(yīng)分層計(jì)算其重力，然后相加得土條的總重。

23、后相加得土條的總重。1.1.計(jì)算路堤邊坡的穩(wěn)定系數(shù)時，如有換算土柱荷載，計(jì)算路堤邊坡的穩(wěn)定系數(shù)時，如有換算土柱荷載，則則G Gi i中應(yīng)包括換算土柱。中應(yīng)包括換算土柱。 2022-3-731）車輛荷載的換算）車輛荷載的換算o路基穩(wěn)定驗(yàn)算時，須將車輛荷載按最不利情況排列，并應(yīng)換算成當(dāng)量土柱高，再計(jì)入土條面積內(nèi)一起進(jìn)行重力計(jì)算。o換算土柱高可按寬度布置在行車部分范圍內(nèi)；或者考慮到路肩上有可能駛?cè)牖蛲Ｐ囕v，而分布在整個路基寬度上。1.車輛荷載換算公式：BlnGh0lbbde/2Be/2圖5-8 汽車荷載的最不利布置2022-3-732）土工參數(shù)的選?。┩凉?shù)的選取必需的土工參數(shù)：滑動體的重度、滑

24、動面上的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c和等。取樣、試驗(yàn)條件和方法應(yīng)盡量同路基的實(shí)際工作情況一致：路塹邊坡：原狀土的、c、路基邊坡：壓實(shí)土的、c、討論：多層土多層土的豎向分條法粗略分析時取加權(quán)平均值參數(shù)niiniiinnnhhchhhhchchcc11212211tgh tgh tgh tghhhh tghnnniiiniin11221211niiniiinnnhhhhhhhh112122112022-3-733土工參數(shù)選取方法：挖方路基和天然坡體，應(yīng)考慮最不利的濕度狀態(tài)和受力狀態(tài)等因素取原狀土樣的試驗(yàn)數(shù)據(jù)；填方路基，則宜取壓實(shí)土樣的試驗(yàn)數(shù)據(jù)；土的重度可通過試驗(yàn)或憑經(jīng)驗(yàn)確定，其取值變化范圍較小，對坡體穩(wěn)定性分析

25、的結(jié)果影響不大；路堤穩(wěn)定分析，宜采用快剪指標(biāo)；挖方邊坡和天然坡體的穩(wěn)定分析，則可采用固結(jié)快剪或快剪指標(biāo)；抗剪強(qiáng)度指標(biāo)應(yīng)根據(jù)適當(dāng)?shù)脑囼?yàn)及經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并考慮實(shí)際可能發(fā)生的最不利條件，進(jìn)行綜合分析后確定。2022-3-734）邊坡取值：）邊坡取值：邊坡穩(wěn)定性分析時，對于折線形或階梯形邊坡，一般可取平均值：CDEBA1:n1:n1:nh1h2h3h2022-3-735）地震力的計(jì)算）地震力的計(jì)算地震震動可分為豎向和水平兩種，一般情況下豎向震動對路基的危害比水平震動要小得多，可略去不計(jì)，只考慮垂直路線走向的水平地震力；分析時將路基在地震作用下的動力反映采用等效靜力來替代；作用于路基計(jì)算體重心處的水平地震力

26、Q按下式求得： Kh水平地震力系數(shù)，Cz綜合影響系數(shù)，對一般路基取0.25，Ci重要性修正系數(shù)。WKCCQhzi2022-3-736當(dāng)路堤修筑在陡坡上（地面橫坡度大于12或在不穩(wěn)固的山坡上時）路堤邊坡穩(wěn)定性與路堤沿陡坡或不穩(wěn)定山坡下滑的穩(wěn)定性需要進(jìn)行驗(yàn)算。分析時可不考慮土體內(nèi)部產(chǎn)生的局部應(yīng)力，常采用傳遞系數(shù)法，計(jì)算滑動土體的最終下滑力，以最終下滑力的值確定路堤的穩(wěn)定性。最終下滑力最終下滑力FnFn0 不穩(wěn)定不穩(wěn)定最終下滑力最終下滑力FnFn 0 極限平衡狀態(tài)極限平衡狀態(tài)最終下滑力最終下滑力FnFn 0 穩(wěn)定。穩(wěn)定。5.5.2 2陡坡路堤穩(wěn)定性驗(yàn)算陡坡路堤穩(wěn)定性驗(yàn)算2022-3-737陡坡路堤可

27、能的滑動形式與原因陡坡路堤可能的滑動形式與原因基底為巖層或穩(wěn)定山坡，基底為巖層或穩(wěn)定山坡，因地面橫坡大，因地面橫坡大，路堤整體沿基底表面滑動。路堤整體沿基底表面滑動。路堤連同基底覆蓋層路堤連同基底覆蓋層沿傾斜基巖表面滑動。沿傾斜基巖表面滑動。路基連同軟弱下臥層路基連同軟弱下臥層沿某一圓弧滑動面滑動。沿某一圓弧滑動面滑動。路基連同其下的基巖沿路基連同其下的基巖沿某一最弱的層面滑動。某一最弱的層面滑動。2022-3-738剩余下滑力：由計(jì)算結(jié)果對路堤穩(wěn)定性進(jìn)行判斷：E E0 0，路堤不穩(wěn)定路堤不穩(wěn)定E E0 0，路堤穩(wěn)定路堤穩(wěn)定E=0E=0，極限平衡狀態(tài)極限平衡狀態(tài)5.5.2 2.1 .1 直線滑

28、動面直線滑動面GNTcLCABHhh0LcLNKTEtan1直線滑動面陡坡路堤穩(wěn)定計(jì)算2022-3-7395.5.2.22.2折線滑動面折線滑動面114322nn-1NnEnTnPn+QnEn-1nLn圖5-12折線滑動面陡坡路堤穩(wěn)定計(jì)算nnnnnnnnnnnnLcENKETEtansin1cos11112022-3-740路堤修筑在有多個坡度的地面上時，沿基底的滑動面為折線形。驗(yàn)算時，可按天然地面的曲折情況將路堤垂直劃分成若干土條，自上而下逐步累積，分別計(jì)算各土條的剩余下滑力。各土條的剩余下滑力按上式計(jì)算并根據(jù)最后一個土條的剩余下滑力的值確定路堤的穩(wěn)定性。E E0 0，路堤不穩(wěn)定；路堤不穩(wěn)定

29、；E E0 0，路堤穩(wěn)定；路堤穩(wěn)定；E=0E=0，極限平衡狀態(tài)。極限平衡狀態(tài)。2022-3-741季節(jié)性或長期浸水的河灘路堤、沿河路堤和橋頭引道等，其下部遭受短期或長期的水淹沒，稱為浸水路堤。特點(diǎn)：車輛荷載、自重，水的浮力、滲透動水壓力(浸潤線以下的土體)，抗剪強(qiáng)度下降。5.3.1 動水壓力的作用和計(jì)算 對浸水路基，計(jì)算土的自重時，在靜水位以下浸水部分應(yīng)采用浮重度，同時還要考慮動水壓力。浮重度，浸水土體單位體積中土顆粒的重量扣除水浸水土體單位體積中土顆粒的重量扣除水的浮力以后的有效重量。的浮力以后的有效重量。動水壓力，滲流過程中水對單位體積土體中土顆粒滲流過程中水對單位體積土體中土顆粒的壓力。

30、的壓力。5.3 浸水路堤穩(wěn)定性驗(yàn)算2022-3-742水位變化曲線浮力影響路堤穩(wěn)定性滲透壓力影響路堤穩(wěn)定性2022-3-743水位上升時，水從路堤邊坡的兩側(cè)或一側(cè)滲入路堤內(nèi)，水位下降時，水從堤身內(nèi)向外滲出。由于水在堤內(nèi)土體中的升降速度較慢，其浸潤曲線的形狀將隨水位的升降而有所不同。水位上升，土體內(nèi)的浸潤曲線比邊坡外水位低，經(jīng)一段時間后，才與邊坡外水位相同。此時土體除承受豎直向上的浮力的作用外，還受到滲透動水壓力的作用，其作用力方向指向土體內(nèi)部，有利于路堤的穩(wěn)定。當(dāng)?shù)掏馑幌陆禃r，土體內(nèi)部的水分流出邊坡外需要較長時間，由于水位的差異，其滲透動水壓力的方向指向土體外部，將破壞路堤邊坡的穩(wěn)定性，產(chǎn)生邊坡凸起或滑坡現(xiàn)象。滲透水流還能帶走路堤中的細(xì)小土粒而引起路堤的變形。路堤兩側(cè)水位不同時，將產(chǎn)生橫穿路堤的滲透，即使是水位相差很小，也應(yīng)考慮。2022-3-7