路基路面工程第4章課件

第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計1路基路面工程第4章課件2第4章－路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計4.1概述4.2直線法4.3圓弧法4.4不平衡推力傳遞法4.5浸水路堤邊坡穩(wěn)定性驗算4.6邊坡穩(wěn)定性設(shè)計示例第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計第4章－路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計4.1概述第4章路基邊坡穩(wěn)定34.1概述影響路基邊坡穩(wěn)定性的因素邊坡穩(wěn)定性設(shè)計方法路基邊坡穩(wěn)定性驗算的參數(shù)荷載當(dāng)量高度計算第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計4.1概述影響路基邊坡穩(wěn)定性的因素第4章路基邊坡穩(wěn)定性44.1.1影響路基邊坡穩(wěn)定性的因素邊坡土質(zhì)水邊坡幾何形狀荷載…第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計4.1.1影響路基邊坡穩(wěn)定性的因素邊坡土質(zhì)第4章路基5邊坡破壞面的形狀直線砂土或砂性土圓弧粘性土邊坡破壞面的形狀64.1.2路基邊坡穩(wěn)定性驗算的參數(shù)土的參數(shù)：容重γ(kN/m3)內(nèi)摩擦角φ(°)粘聚力c(kPa)1.路塹或天然邊坡：原狀土；2.路堤邊坡：與現(xiàn)場壓實度一致的壓實土的試驗數(shù)據(jù)。3.多層土體：1）加權(quán)平均法2）通過合理的分段，直接取用不同土層的參數(shù)值。

第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計4.1.2路基邊坡穩(wěn)定性驗算的參數(shù)土的參數(shù)：容重γ(kN74.1.3荷載當(dāng)量高度在邊坡穩(wěn)定性分析時，將車輛按最不利情況排列，將車輛的設(shè)計荷載換算成當(dāng)量土柱高(即以相等壓力的土層厚度來代替荷載)，以h0表示。第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計4.1.3荷載當(dāng)量高度在邊坡穩(wěn)定性分析時，將車輛按最不利84.2邊坡穩(wěn)定性設(shè)計方法4.2.1設(shè)計方法概述力學(xué)驗算法—直線法、圓弧法、不平衡推力傳遞法工程地質(zhì)法力學(xué)驗算法的基本假定：1.不考慮滑動土體本身內(nèi)應(yīng)力的分布；2.平衡狀態(tài)只在滑動面上達到，滑動土體成整體下滑；3.極限滑動面位置用試算來確定。第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計4.2邊坡穩(wěn)定性設(shè)計方法4.2.1設(shè)計方法概述力學(xué)驗94.2.2直線法－路堤下滑力：抗滑力：安全系數(shù)：適用于砂土和砂性土邊坡。第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計4.2.2直線法－路堤下滑力：安全系數(shù)：適用于砂土和砂性10通過坡腳A點，假定3~4個可能的破裂面，求出相應(yīng)的穩(wěn)定系數(shù)Ki值，得出Ki與ωi的關(guān)系曲線。在關(guān)系曲線上找到最小穩(wěn)定系數(shù)值Kmin，及對應(yīng)的極限破裂面傾斜角ω值。通過坡腳A點，假定3~4個可能的破裂面，求出相應(yīng)的114.2.2直線法－路塹令dK/dω＝0，可求K最小時破裂面傾斜角ω0值。第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計4.2.2直線法－路塹令dK/dω＝0，可求K最小時破裂124.2.2直線法第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計K>1土鍥體穩(wěn)定；K=1極限平衡狀態(tài)；K<1土鍥體滑動。[K]＝1.25～1.5經(jīng)濟VS安全砂土c＝0天然休止角砂堆4.2.2直線法第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計K>1土鍥134.2.3圓弧法－圓弧條分法（瑞典法）適用于粘性土邊坡。基本假定：1.滑動面為通過坡腳的圓柱面；2.不考慮土體的內(nèi)應(yīng)力分布及各土條之間相互作用力的影響；3.安全系數(shù)為抗滑力矩比滑動力矩。第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計需解決問題：1.滑動面位置；2.安全系數(shù)K；3.最小安全系數(shù)Kmin；4.判斷邊坡穩(wěn)定性。4.2.3圓弧法－圓弧條分法（瑞典法）適用于粘性土邊坡。144.2.3圓弧法－圓弧條分法（瑞典法）第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計滑動面圓心輔助線4.5H法36°法4.2.3圓弧法－圓弧條分法（瑞典法）第4章路基邊坡穩(wěn)154.2.3圓弧法－圓弧條分法（瑞典法）第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計基本步驟：（1）通過坡腳任意選定可能發(fā)生的圓弧滑動面AB，其半徑為R，沿路線縱向取單位長度1m。將滑動土體分成若干個一定寬度的垂直土條，其寬一般為2-4m，如圖所示：4.2.3圓弧法－圓弧條分法（瑞典法）第4章路基邊坡穩(wěn)164.2.3圓弧法－圓弧條分法（瑞典法）第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計（2）計算每個土條的土體重G(包括小段土重和其上部換算為土柱的荷載在內(nèi))；（3）計算每一小段滑動面上的反力(抵抗力)；（4）計算滑動力矩和抗滑力矩；（5）求穩(wěn)定系數(shù)值。4.2.3圓弧法－圓弧條分法（瑞典法）第4章路基邊坡穩(wěn)174.2.3圓弧法－圓弧條分法（瑞典法）第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計最小安全系數(shù)Kmin最危險滑動面Kmin≥[K]＝1.25～1.5→邊坡穩(wěn)定4.2.3圓弧法－圓弧條分法（瑞典法）第4章路基邊坡穩(wěn)18改進的圓弧法－畢肖普法第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計改進的圓弧法－畢肖普法第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計194.4陡坡路堤穩(wěn)定性驗算

——不平衡推力傳遞法(傳遞系數(shù)法、剩余推力法)適用條件：滑動面為折線或其它形狀的邊坡穩(wěn)定性驗算。原地面為折線形的陡坡上的路堤；層狀構(gòu)造巖土層路基邊坡；滑坡等。剩余下滑力：第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計滑動面已知滑動力抗滑力穩(wěn)定系數(shù)4.4陡坡路堤穩(wěn)定性驗算

——不平衡推力傳遞法204.4不平衡推力傳遞法(傳遞系數(shù)法、剩余推力法)第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計驗算方法：①按地面變坡點將滑動面上土體垂直劃分為若干條塊；變坡點變坡點4.4不平衡推力傳遞法(傳遞系數(shù)法、剩余推力法)第4章214.4不平衡推力傳遞法(傳遞系數(shù)法、剩余推力法)第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計驗算方法：②自上而下分別計算各土塊的剩余下滑力；4.4不平衡推力傳遞法(傳遞系數(shù)法、剩余推力法)第4章224.4不平衡推力傳遞法(傳遞系數(shù)法、剩余推力法)第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計驗算方法：第n塊土塊的剩余下滑力；③判斷穩(wěn)定性：En≤0，整個土坡穩(wěn)定；En＞0，應(yīng)采取穩(wěn)定或加固措施。4.4不平衡推力傳遞法(傳遞系數(shù)法、剩余推力法)第4章234.5浸水路堤邊坡穩(wěn)定性驗算第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計浸水路堤：受到季節(jié)性或長期浸水的沿河路堤、河灘路堤等均稱為浸水路堤。特點：1.穩(wěn)定性受水位降落的影響水位上升水位下降▲路堤兩側(cè)水位差▲2.穩(wěn)定性與路堤填料透水性有關(guān)粘土－透水弱砂礫石－透水強亞砂土、亞粘土－中等透水性▲4.5浸水路堤邊坡穩(wěn)定性驗算第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計浸244.5浸水路堤邊坡穩(wěn)定性驗算第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計最不利情況：最高水位驟然降落驗算方法：考慮浮力和動水壓力作用，其余同普通路堤。動水壓力：4.5浸水路堤邊坡穩(wěn)定性驗算第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計最254.5浸水路堤邊坡穩(wěn)定性驗算注意事項：1.驗算時應(yīng)考慮使路堤處于最不利情況下（如在最高洪水位驟然下降時）。2.當(dāng)條塊部分在浸潤線以上，部分在浸潤線以下時，條塊的自重應(yīng)為：當(dāng)條塊全部在浸潤線以上（以下）時，第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計4.5浸水路堤邊坡穩(wěn)定性驗算注意事項：第4章路基邊坡穩(wěn)264.5浸水路堤邊坡穩(wěn)定性驗算3.為簡化計算，認(rèn)為浸潤線坡降曲線為直線，故在計算Dn時，I取浸潤曲線的平均坡度，Dn的方向與I平行。4.對完全透水或完全不透水的路堤，不需要考慮動水壓力。第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計4.5浸水路堤邊坡穩(wěn)定性驗算3.為簡化計算，認(rèn)為27穩(wěn)定措施：1.合理選擇斷面形式2.正確選擇填料3.適當(dāng)選擇邊坡防護與加固措施4.必要時改善基底特別強調(diào)：

①對于路堤內(nèi)完全不透水的填土來說，不會產(chǎn)生動水壓力。（因為路堤內(nèi)無水位升降）。②對于路堤內(nèi)完全透水的填料來說，也不會產(chǎn)生動水壓力。（如大塊石塊）→（因為水位同時升降）4.5浸水路堤邊坡穩(wěn)定性驗算第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計穩(wěn)定措施：4.5浸水路堤邊坡穩(wěn)定性驗算第4章路基邊坡穩(wěn)28第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計29路基路面工程第4章課件30第4章－路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計4.1概述4.2直線法4.3圓弧法4.4不平衡推力傳遞法4.5浸水路堤邊坡穩(wěn)定性驗算4.6邊坡穩(wěn)定性設(shè)計示例第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計第4章－路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計4.1概述第4章路基邊坡穩(wěn)定314.1概述影響路基邊坡穩(wěn)定性的因素邊坡穩(wěn)定性設(shè)計方法路基邊坡穩(wěn)定性驗算的參數(shù)荷載當(dāng)量高度計算第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計4.1概述影響路基邊坡穩(wěn)定性的因素第4章路基邊坡穩(wěn)定性324.1.1影響路基邊坡穩(wěn)定性的因素邊坡土質(zhì)水邊坡幾何形狀荷載…第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計4.1.1影響路基邊坡穩(wěn)定性的因素邊坡土質(zhì)第4章路基33邊坡破壞面的形狀直線砂土或砂性土圓弧粘性土邊坡破壞面的形狀344.1.2路基邊坡穩(wěn)定性驗算的參數(shù)土的參數(shù)：容重γ(kN/m3)內(nèi)摩擦角φ(°)粘聚力c(kPa)1.路塹或天然邊坡：原狀土；2.路堤邊坡：與現(xiàn)場壓實度一致的壓實土的試驗數(shù)據(jù)。3.多層土體：1）加權(quán)平均法2）通過合理的分段，直接取用不同土層的參數(shù)值。

第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計4.1.2路基邊坡穩(wěn)定性驗算的參數(shù)土的參數(shù)：容重γ(kN354.1.3荷載當(dāng)量高度在邊坡穩(wěn)定性分析時，將車輛按最不利情況排列，將車輛的設(shè)計荷載換算成當(dāng)量土柱高(即以相等壓力的土層厚度來代替荷載)，以h0表示。第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計4.1.3荷載當(dāng)量高度在邊坡穩(wěn)定性分析時，將車輛按最不利364.2邊坡穩(wěn)定性設(shè)計方法4.2.1設(shè)計方法概述力學(xué)驗算法—直線法、圓弧法、不平衡推力傳遞法工程地質(zhì)法力學(xué)驗算法的基本假定：1.不考慮滑動土體本身內(nèi)應(yīng)力的分布；2.平衡狀態(tài)只在滑動面上達到，滑動土體成整體下滑；3.極限滑動面位置用試算來確定。第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計4.2邊坡穩(wěn)定性設(shè)計方法4.2.1設(shè)計方法概述力學(xué)驗374.2.2直線法－路堤下滑力：抗滑力：安全系數(shù)：適用于砂土和砂性土邊坡。第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計4.2.2直線法－路堤下滑力：安全系數(shù)：適用于砂土和砂性38通過坡腳A點，假定3~4個可能的破裂面，求出相應(yīng)的穩(wěn)定系數(shù)Ki值，得出Ki與ωi的關(guān)系曲線。在關(guān)系曲線上找到最小穩(wěn)定系數(shù)值Kmin，及對應(yīng)的極限破裂面傾斜角ω值。通過坡腳A點，假定3~4個可能的破裂面，求出相應(yīng)的394.2.2直線法－路塹令dK/dω＝0，可求K最小時破裂面傾斜角ω0值。第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計4.2.2直線法－路塹令dK/dω＝0，可求K最小時破裂404.2.2直線法第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計K>1土鍥體穩(wěn)定；K=1極限平衡狀態(tài)；K<1土鍥體滑動。[K]＝1.25～1.5經(jīng)濟VS安全砂土c＝0天然休止角砂堆4.2.2直線法第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計K>1土鍥414.2.3圓弧法－圓弧條分法（瑞典法）適用于粘性土邊坡?；炯俣ǎ?.滑動面為通過坡腳的圓柱面；2.不考慮土體的內(nèi)應(yīng)力分布及各土條之間相互作用力的影響；3.安全系數(shù)為抗滑力矩比滑動力矩。第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計需解決問題：1.滑動面位置；2.安全系數(shù)K；3.最小安全系數(shù)Kmin；4.判斷邊坡穩(wěn)定性。4.2.3圓弧法－圓弧條分法（瑞典法）適用于粘性土邊坡。424.2.3圓弧法－圓弧條分法（瑞典法）第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計滑動面圓心輔助線4.5H法36°法4.2.3圓弧法－圓弧條分法（瑞典法）第4章路基邊坡穩(wěn)434.2.3圓弧法－圓弧條分法（瑞典法）第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計基本步驟：（1）通過坡腳任意選定可能發(fā)生的圓弧滑動面AB，其半徑為R，沿路線縱向取單位長度1m。將滑動土體分成若干個一定寬度的垂直土條，其寬一般為2-4m，如圖所示：4.2.3圓弧法－圓弧條分法（瑞典法）第4章路基邊坡穩(wěn)444.2.3圓弧法－圓弧條分法（瑞典法）第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計（2）計算每個土條的土體重G(包括小段土重和其上部換算為土柱的荷載在內(nèi))；（3）計算每一小段滑動面上的反力(抵抗力)；（4）計算滑動力矩和抗滑力矩；（5）求穩(wěn)定系數(shù)值。4.2.3圓弧法－圓弧條分法（瑞典法）第4章路基邊坡穩(wěn)454.2.3圓弧法－圓弧條分法（瑞典法）第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計最小安全系數(shù)Kmin最危險滑動面Kmin≥[K]＝1.25～1.5→邊坡穩(wěn)定4.2.3圓弧法－圓弧條分法（瑞典法）第4章路基邊坡穩(wěn)46改進的圓弧法－畢肖普法第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計改進的圓弧法－畢肖普法第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計474.4陡坡路堤穩(wěn)定性驗算

——不平衡推力傳遞法(傳遞系數(shù)法、剩余推力法)適用條件：滑動面為折線或其它形狀的邊坡穩(wěn)定性驗算。原地面為折線形的陡坡上的路堤；層狀構(gòu)造巖土層路基邊坡；滑坡等。剩余下滑力：第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計滑動面已知滑動力抗滑力穩(wěn)定系數(shù)4.4陡坡路堤穩(wěn)定性驗算

——不平衡推力傳遞法484.4不平衡推力傳遞法(傳遞系數(shù)法、剩余推力法)第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計驗算方法：①按地面變坡點將滑動面上土體垂直劃分為若干條塊；變坡點變坡點4.4不平衡推力傳遞法(傳遞系數(shù)法、剩余推力法)第4章494.4不平衡推力傳遞法(傳遞系數(shù)法、剩余推力法)第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計驗算方法：②自上而下分別計算各土塊的剩余下滑力；4.4不平衡推力傳遞法(傳遞系數(shù)法、剩余推力法)第4章504.4不平衡推力傳遞法(傳遞系數(shù)法、剩余推力法)第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計驗算方法：第n塊土塊的剩余下滑力；③判斷穩(wěn)定性：En≤0，整個土坡穩(wěn)定；En＞0，應(yīng)采取穩(wěn)定或加固措施。4.4不平衡推力傳遞法(傳遞系數(shù)法、剩余推力法)第4章514.5浸水路堤邊坡穩(wěn)定性驗算第4章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計浸水路堤：受到季節(jié)性或長期浸水的沿河路堤、河灘路堤等均稱為浸水路堤。特點：1.穩(wěn)定性受水位降落的影響水位上升水位下降▲路堤兩側(cè)水位差▲2.穩(wěn)定性與路堤填料透水性有關(guān)粘土－透水弱砂礫石－透水強亞砂土、亞粘土－中等透水性▲4.5浸水路堤邊坡穩(wěn)定性驗算第4章