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1、一、原理及方法边坡滑动面形状 平面 直线 曲面 曲线 折线第1页/共43页影响因素：1、土质，强度、密实程度、施工过程；2、水的影响；3、边坡的形状和高度；4、其它外荷载的作用。第2页/共43页设计方法分类：力学验算法（数解法、图解法）利用C、半理论计算方法工程地质法比拟法：利用工程地质相近性原则分析法：路堑边坡受岩层构造面控制，产状与路线走向的关系第3页/共43页要分析：1）地质情况 工程特点、成因、成分、密实程度2）自然条件 气候、水文、温度3）其它 边坡方位、高度、开挖方法、深孔爆破4）配合土工实验第4页/共43页设计方法的选择:应根据土石成分及其表现的性质来确定，一般的的选择方法是：土
2、质 采用“力法”岩质 采用“工法”为主，“力法”为辅第5页/共43页边坡稳定性验算的计算参数 一、边坡稳定性验算的数据的确定 一般物理性质实验 含水量、容重第6页/共43页标准击实实验最佳含水量、最大密实度剪切实验 C、值第7页/共43页1、多层土体验算数据的确定h1c1h2 c2h3 c3C=C1h1+c2h2+c3h3+hh第8页/共43页2、边坡坡度的取值平均坡度法连线法第9页/共43页3、荷载当量高度 按汽车荷载最不利情况来考虑，按车辆荷载的作用面积，把它的作用效果用相当的土体高度来替代，称为均布等代土层，换算高度称为当量高度。第10页/共43页面积s第11页/共43页h0=NG/BL
3、h0 0第12页/共43页第二节 边坡稳定性力学验算法一、直线法二、圆弧法第13页/共43页一、直线法基本假定：1、假定滑动土体是作整体滑动，滑动体是刚体；2、极限平衡状态只是在破裂面上达到；3、不考虑内应力作用。第14页/共43页 适用于松散土体（砂、砾、石等）填筑的路堤、多坡滑坍时的力学验算，验算的方法是假设滑动面通过坡脚或变坡点，计算填土沿滑动面下滑的稳定系数K。第15页/共43页 第16页/共43页下滑力 T=Qsin抗滑力 R=Qcos tan+CL第17页/共43页K=R/TK=（Qcos tan+CL）/Qsin K 1 稳定 K=1 极限状态 K 1 不稳定 C=O 天然休止角
4、第18页/共43页再假设滑动面，计算安全系数（稳定系数），作K=f()关系曲线，确定最小的安全系数，判断其是否稳定。第19页/共43页一般要求K 1.25，否则需要重新计算。k k 由于各种方法均有一些概况的假定，土工实验数据也有一定的局限性，以及施工上，气候条件等因素影响，所以K一般取用1.251.5 第20页/共43页二、圆弧法圆弧法又分为瑞典法及简化法。最常见的是条分法。这种方法适用于粘土填筑的路基边坡，滑动时滑动面近似为曲面，为简化计算，通常假定为一圆弧状，滑动面一般通过坡脚，有时也可能通过变坡点。第21页/共43页1、条分法基本方法：把土体划分为若干小段，每一小段的重量Q包括小段土体
5、重和上部作用荷载。0 0 x xy y第22页/共43页把小段的重量Q分解为垂直于小段滑动面的垂直方向N（N=QCOS）和切于该滑段的切向方向T（T=QSIN）Q第23页/共43页滑动面上的可能反力有摩擦力Nf和粘聚力CL，假定土条间无侧向力作用，或若有但于滑弧的切向方向。第24页/共43页2、圆心辅助线的确定 4.5H法36角法第25页/共43页4.5H法h hh h0 0H HH HA AB B4.5H4.5Hc ci i查表得查表得 1 1、2 2 1 1d d第26页/共43页36角法36(0.25+0.4)H(0.25+0.4)H0.3H0.3H0.3H0.3H五个点五个点第27页/
6、共43页第28页/共43页二、浸水路堤边坡稳定性验算一）、渗透动水压力的作用1、定义：受到季节性或长期浸水的沿河路堤，河滩路堤及桥头引道等均为浸水路堤。2、特点：浸水路堤除承受普通路堤外力和自重外，还要受到水的浮力和渗透动水压力的作用；及两侧的静水压力的作用。水位上涨，水从边坡的一侧或两侧渗入路堤内；而当水位降落时，水又从堤内向外渗出。渗透速度随土的性质而异。第29页/共43页3、填料的影响 以粘性土填筑的路堤达到最佳密实度后透水性很弱，以砂砾石填筑的路堤，由于孔隙大，透水性强。这两种土对于边坡稳定性影响都不大。属于中等透水性的土如亚粘土、亚砂土等作路堤填料，在水位降落时，对边坡稳定性影响较大
7、，需考虑动水压力。第30页/共43页浸水路堤填料最好用渗水性强的材料，如石质坚硬不易风化的块石、片石、碎砾石、砂砾等。若附近无此类填料或从远运不经济时，可采用粘性土，但必须夯实。对浸水易崩解、溶解或风化的岩石应禁止使用。第31页/共43页二、渗透动水压力的计算 大小：D=I 方向：渗透水压力D作用与浸溶线以下土体的重心平行与水力坡降I。可按下式简化计算。作用点：重心第32页/共43页三、浸水路堤边坡稳定性验算第33页/共43页最不利情况一般发生在最高洪水位骤然降落的时候。第34页/共43页K=M抗/M滑=R（f要区别对待浸水和未浸水土条的单位体积重量。要区别对待浸水和未浸水土条的单位体积重量。
8、第35页/共43页陡坡路堤稳定性验算 在坡度较大的山坡上修筑路堤，因下滑力较大，填土有时会产生沿山坡下滑的现象，严重威胁道路畅通和行车安全。再设计这类路基时，需验算路堤的滑动稳定性。当不能保证路基稳定时应采取一定的稳定或加固措施。第36页/共43页可能的滑动形式 1、基底为基岩或为稳定山坡，地面横坡较大，可能沿基底接触面产生滑动。2、基底为不稳定的山坡覆层，下卧层岩层又为陡坡，路堤可能随同基地覆盖层沿倾斜基岩滑动。3、当基底为较厚的软弱土层时，路堤连同其下的软弱土层沿软弱层中某一最弱的滑动面滑动。第37页/共43页填料和基底都是不宜风化的基岩，坡度陡于1：2.0。一般坡度陡于1：2.5时即需采
9、用稳定性措施。第38页/共43页4、当陡坡路堤基底的沿层与山坡一致时，会沿某一最若的层面滑动。5、陡坡路堤可能的滑动通常按上述的横断面方向考虑，但实际上也会出现纵向滑动的情况，设计时必须慎重考虑路线位置与地形地质构造的关系。第39页/共43页验算数据的选择验算时所采用的数据，最好都有试验依据。不可能时应按P24页表格选用数据。在参数的选择中C，较难确定，在基底开挖台阶时，可在填土与基底的C，值中取两者中较小的。再不设台阶的山坡上，考虑到水沿滑动面的渗流影响，C值一般较小可以忽略不计。f值一般在0.250.60之间。按滑动面的形式，可分为单坡滑动面和多坡滑动面。第40页/共43页直线滑动面验算法 E=Ti当验所得之下滑力E为0或负值时，此路堤即可认为是稳定的。第41页/共43页折线滑动面法稳定验算法 当滑动面为折线时，可将折线划分为n个直线段，路堤也按各直线段划分为若干块土体从上而下逐块计算每块土体沿直线滑动面的下滑力。按最后一块土体的剩余下滑力的正负值，来判定路堤的稳定性。第42页/共43页谢谢您的观看！第43页/共43页