邊坡穩(wěn)定計算書

1、本文檔如對你有幫助，請幫忙下載支持!路基邊坡穩(wěn)定性分析本設(shè)計計算內(nèi)容為廣西梧州繞城高速公路東段k15+400k16+800路段中出現(xiàn)的最大填方路段。該路堤邊坡高 22m路基寬26m需要進行邊坡穩(wěn)定性驗算。1. 確定本設(shè)計計算的基本參數(shù)本段路段路堤邊坡的土為粘性土，根據(jù)公路路基設(shè)計規(guī)范，取土的容重Y =18.5kN/m3,粘聚力C=20kpq內(nèi)摩擦角C=24o,填土的內(nèi)摩擦系數(shù)？ =tan24o =0.445。2. 行車荷載當(dāng)量高度換算高度為 :h0一行車荷載換算圖度；L一前后輪最大軸距，按公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(JTG B01-2003)規(guī)定對于標(biāo)準(zhǔn)車輛荷載為12.8m；Q輛車的重力(標(biāo)準(zhǔn)車輛荷載為

2、 550kN);N一并列車輛數(shù)，雙車道N=2,單車道N=1;Y 一路基填料的重度(kN/m3);B 一荷載橫向分布寬度，表示如下：式中：b后輪輪距，取1.8m;m相鄰兩輛車后輪白中心間距，取1.3m;d一輪胎著地寬度，取 0.6m。3. Bishop 法求穩(wěn)定系數(shù)K3.1 計算步驟：(1)按4.5H法確定滑動圓心輔助線。由表查得B 1=26° ,0 2 =35°及荷載換算為土柱高度h0 =0.8446(m),得6點。a . 由坡腳 A 向下引豎線，在豎線上截取高度H=h+h0( h 為邊坡高度，h0 為換算土層高)b.自G點向右引水平線，在水平線上截取4.5H,得E點。根據(jù)

3、兩角分別自坡角和左點作直線相交于F 點， EF 的延長線即為滑動圓心輔助線。c.連接邊坡坡腳A和頂點B,求得AB的斜度i=1/1.5 ,據(jù)此查路基路面工程表4-1 得 B 1,0 2。圖1(4.5H法確定圓心)(2)在CADt繪出五條不同的位置的滑動曲線(3)將圓弧范圍土體分成若干段。(4)利用CADJ能讀取滑動曲線每一分段中點與圓心豎曲線之間的偏角ai (圓心豎曲線左側(cè)為負，右側(cè)為正)以及每分段的面積S和弧長Li；(5)計算穩(wěn)定系數(shù)：首先假定兩個條件：a,忽略土條間的豎向剪切力X及X+1作用；b,對滑動面 上的切向力T的大小做了規(guī)定。根據(jù)土條i的豎向平衡條件可得：即Ni cos i WiXi

4、Xi 1 Ti sin i(1)若土坡的穩(wěn)定安全系數(shù)為K,則土條i的滑動面上的抗剪強度P fi也只發(fā)揮了 一部分，畢肖普假設(shè)p fi與滑動面上的切向力T相平衡，即：（2）T i fi （N i tan i c>K將（1）代入式（2）得：WiXi Xi 1cil i sinKtan i sin cos i K又已知土坡的穩(wěn)定安全系數(shù)n(N i tan iCil i)i 1將式(3)nWi sini 1代入式(4)中得:n(4)Mr KMsn(Nitan i Cili)KWi sin ii 1(Wi Xi Xi 1)tan i Cili cos i tan isin i cos i KnWi

5、sinii 1(5)由于上式中X及X+1是未知的，故求解尚有困難。畢肖普假定土條間豎向剪切力均略去不計,則式（5）可簡化為:n Wi tan i Cili cos inWi sinii 1(6)式（6）tan isin iCOS i 就是簡化畢肖普法計算土坡穩(wěn)定安全系數(shù)的公式。由于式（7）也包含Kfi,因此式（6）須用迭代法求解，即先假定一個Kfi,按式（7）求得的值,代入式（6）中求出Kfi。若值與假定值不符，則用此K值重新計算求得新的Kfi,如此反復(fù)迭代，直至假定Kfi于求得的K值相近為止。3.2具體計算過程及圖表,R= 41.723 m。假設(shè)Ki =1.36,計算結(jié)果如表2-1所示:表2

6、-1計算土坡的穩(wěn)定安全系數(shù)計算可得nWi tan i CiliCos iM in=5084.20/3744.79=1.357Wi sin ii 1計算出的K與假設(shè)的K相差很小，即K1 =1.36,R= 46.968 m。本文檔如對你有幫助，請幫忙下載支持!假設(shè)&=1.32,計算結(jié)果如表2-2所示:表2-2計算土坡的穩(wěn)定安全系數(shù)土條編號*)A(附JT(fcV)儒血跖M及加小間c：/：cosa；(F匹 tin w 丁匚；£ cos b)JHaL0.9S3. R654.3945.17磯.0939. $60,卻限30£，叼3, 23151的125,網(wǎng)EL工網(wǎng)瑞QQ,兩L3Q

7、. 7130,的2. 9823年訪186. 31296.0137.51n. S3LM.VBQ0. B42.S23 B. 42234.7732L77丁0. 32130* 43&0.772, &307. 66214.1?298.323工況0.第LB3L66&0. 722. 53319L13210.43279. 8938. M0. 37LBO.回70. 632. 44321 49204. 04262,4037.950.為134. 27S0. 612. 361SE.5722 1 403S.591.01130l 5390.553. 29次工U91褐，35197. (173y. 0

8、51. 03in. 2310。52. 2333 B, 33133, T439. 141.04LWL62110.筠2.1S342型148. 95165.4139. 261, 0&133.0312U. 42.14325. 38135. 33136. 7239. 021.06LE 210. M2.11301 6310(1.25106. 3439 781 oe16i 4914。32 06274.1701.0234.0133.79LD5152. 421S0. 2&2. 口6244.02t0. 37U 3139.921. 05111.131&0.22. C4214.4242.604

9、14639. 99L05129l 32170.1.52. 02202. 3S30. 2430.5939.951.04125.111S0,113. 01183.1520.112D. 2339,961.03LIT, SI19，叮2133.甌我咫9.313亂9U1. J2g 032D0. 022世45L股1 8739.991.0131. N21-Q, 022. 69川G1也M19453.790. 9975."合計2336.1830794 18n Wi tan i CiliCOS i=3079.18/2336.18=1.318M i nWi sini 1計算出的K 2與假設(shè)的K2相差很小,即

10、K =1.32,R= 52.645 m。假設(shè)K3= 1.44 ,計算結(jié)果如表2-3所示：表2-3計算土坡的穩(wěn)定安全系數(shù)計算可得n Wi tan iCili COS i=2124.65/1473.09=1.442Wi sini 1計算出的K與假設(shè)的K相差很小,即K =1.44 ,R= 45.935m。假設(shè)K4=1.31,計算結(jié)果如表2-4所示:土條編號him)陰比V)IT虹生|初If In a (t/)eicosylfTlixiiFT Ean口于工應(yīng) J13. &6S6. 6147.64織二E39.550. S3r 78.3?20.963,北161.51132. 30230.6931T.

11、y0. S5128. 6830,913. 022E1.60198. 64323. EE3L07O. S3168. 9S40.862, 32moi250. 403郃,仲36,80a202. M50.32,370 66270. 20387.825Tf20o.佻21T. SO60.5工55澗X 54266. 20363.823y 2o.鍬213.151 feS2. A6395. 27249.17320.(1533. ID口216. 3580.632. 36396.27233. 46280.9338. L41401212. 74y0.572. 29Q ?2210. 85250.4438.561.032

12、0 L ZLL00. 512. 23330. 5E18S.77212.8638.92L04200. 53二0. 462. _S37 艮 141&7. XT137,35妁.UF1.051眼06120.42,14394,98153. ei166.9939.421.05204. 29a 352. LI次工33131. 51140.52沔79L05運3DL40.32. OS340 51102.010T.L939J41.Q6183. 70150. 252. 05316l1778. 2280.7332 731.051T1. 35160l22. 03231. 7655. 985741135.791.

13、0515T. 57r0.152. 02241 3136. BE3T.0739.95LM143. 441 0L OOil2. 01220.9922. 0522.1640.001.03134.41L9a. os22OS. S710. 4410.4539.951.02130, S4300.0121彌171.G31,6340.001,0。112.2321-o. m2JJ.Z85Y. 51-4.5239.970. 99幻.5022-0. 083,：267.53T.405,41弭加0.9795J4J合計2795.30366女 29計算可得n Wi tan i CiliCOS iWi sin=3669.29

14、/2795.30=1.312i 1計算出的K與假設(shè)的K相差很小,即K =1.31 ,R= 43.022m。假設(shè)&=1.40,計算結(jié)果如表2-5所示表2-5計算土坡的穩(wěn)定安全系數(shù).上爭編號圓(0)人)麗優(yōu)V)傳血帆珈工園處世0mai咽田二 11.053.比63LS54.72109. 933g. 310.77E7.1420.013.4b17SL J41,78二 73E.QO1.00147.0033.13275t 1 (j233. 773S4. 6936. 410, £4i 忘 q, os45912. 85358； 35282. 91460. 963E. r0.86225, 445

15、0.342 7113fl 37320, 84430. 6936門80.9。252, 0T60.78工ST472. 8G332. 55467. 7836.540.33264.237042£46我£0318.26423. 3336. 99Q.9E261.88E0.62. 37433.仃256. 38375. 1737. 450. 5S256.4490.6工駕473. 41卻0/3327. 3037. SO1.00249. 490.53立23第金d E23& 512T4. 243E.4S1.02241.10110,羽£18053,07205.19230,1436

16、.那1,042電2412。聞2,14455. 6 &181.633 9& 0439. 251.04231.se130.362.145S.5816% 34171. E6至31,05231.4114。,32. 07431.4212". 49133. 453S. 5S1.05220.巡150.242. 05iOO. 1695.12"9239. E21.05208. 1315Q.192. 03364. S268. 9070.1639 . 8 71.041. 0G170.132. 01326.1642.2342. M3g. S61.03179.13130. 0

17、3;2. rn233.7422. 6STL. 7540. 071.02t62. T4r 190,032260,11二 30J S139.兜1.01154.3320-0.02223 區(qū) Cl-4. 71-4. 7139.99以99145. T521-0.07213(X37-13.丸-13. 353a 90業(yè)981況督22-0.12N 01129. 32-1S, 18-16. 59溝的0.9&102.0723-0.16a. 2T的6E-12. 85-13. 02阿560.94107.26合計3203. 544472.19計算可得n Wi tan i CiliCOS i=4472.19/32

18、03.54=1.396Wi sin ii 1計算出的K5與假設(shè)的Kf差很小，即K5 =1.403.3.2 Kmin的確定因為 Ki =1.36, K2 =1.32, K3 =1.44 , K =1.31 , K =1.40 ,所以Kmin = K 4 =1.31 >1.30,滿足要求擋土墻設(shè)計1 .設(shè)計資料1.1 墻身構(gòu)造本設(shè)計路段在K15+400K15+560左側(cè)地面橫坡較長。為了收縮邊坡，減少 填方工程量，保證邊坡的穩(wěn)定性，避免因過高而造成邊坡的可能滑動。特設(shè)置路堤府斜式擋土墻120m沿墻長每10做置伸縮縫，縫寬2c限縫內(nèi)沿墻內(nèi)、外、頂 三邊添塞瀝青板。采用最不利荷載，即擋墻最高的斷

19、面進行設(shè)計計算驗算，取K15+5401斷面左側(cè)擋土墻進行分析。墻身擬采用7.5號漿砌片石結(jié)構(gòu)，墻高10m墻頂填土高a=12.62m寬b=20.94 (nm ,頂寬1.3m,面坡背坡傾斜坡度分別為1: 0.25, 1: 0.2，基底傾斜，傾斜角a 0=11°為增加抗滑性能在墻底采用0.7 X 0.7 (nm墻趾坡度與面坡一致。(如下圖)t±l J Q 夢，Ifr !JI,L擋土墻示意圖(單位：m)1.2 地質(zhì)情況填方部分，假設(shè)都為粘土，內(nèi)摩擦角 =24° , 土的容重丫 =18.5KN/M3粘聚 力C=20Kpa等效內(nèi)摩擦角=27.96° ,墻背與填土間的

20、摩擦角6二11.31 ° ,。墻底 與地基摩擦力系數(shù)f=3.5,地基承載應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值6。 =350Kpa 1.3墻身材料墻體采用漿砌片石結(jié)構(gòu)，7.5號砂漿，25號片石，墻體容重 k=24KN/m3。按 規(guī)范：容許壓應(yīng)力為6a=720Kpa,容許剪應(yīng)力r=147Kpa0 2車輛荷載(JTG 2004 ),車輛荷載為計算的萬便，可簡化換并采用全斷面布載。NQ 2 5500.8446(m)BL 5.5 12.8 18.5根據(jù)路基設(shè)計規(guī)范 算為路基填土的均布土層，換算土層厚：h03 土壓力計算對于墻前土的被動土壓力，在擋墻基礎(chǔ)一般埋深的情況，考慮各種自然力和 人畜活動的影響，偏于安全。一般不計

21、被動土壓力 ，只要考慮主動土壓力，用庫 倫理論進行計算， 3.1破裂面計算 假設(shè)破裂面交于荷載中部，則 A0=1/2(a+H+2 ho)(a+H)=1/2 ( 12.62+10+2 X 0.84 ) X ( 12.62+12)=598.27B0=1/2ab+(b+d) ho-1/2H(H+2a+2h o)tan a=1/2 X 12.62 X 20.94+ (20.94+0) X 0.84- 1/2 X10X (10+2X 12.62+2X0.84)X0.19=115.235其中：巾=+ 5 + a =27.96 ° + 11.31 0 +11 0 =50.27 °貝 0

22、=arctg 0 = 44.94 03.2 破裂面驗算堤頂破裂面距墻踵距離(H+a) tg = ( 10+12.62 ) X0.96=21.27m荷載內(nèi)邊緣距墻 踵距離 b+d-H tg =20.94+0-10 X0.20=19.64m荷載外邊緣距墻踵 b+d+l 0- H tg =20.94+0+26-10 X 0.20=44.94m由以上數(shù)據(jù)可得：19.64 <21.27 <44.94,破裂面交于路基面外邊坡，故假 設(shè)與實際相符合。3.3 計算主動土壓力=8.41 ( m)h3=H-h 1-h 2=10-0.59-8.41=1(m)=2.603.3.3 主動土壓力EOl勺計算E - H 2kk 1=0.5X 18.5X 102X0.35X2.60=841.75kN2Ex E cos( )=841.75xcos (110 +11.31 0 ) =778.74 kNEy E