公路工程概论路基边坡稳定性验算.pptx

第七节第七节 路基边坡稳定性设计路基边坡稳定性设计一、概述一、概述路基边坡稳定性设计的对象：路基边坡稳定性设计的对象：高填方路堤、深挖方路堑、陡坡路堤、浸水路堤、滑高填方路堤、深挖方路堑、陡坡路堤、浸水路堤、滑坡体等不良工程地质和水文地质条件下的路基边坡。坡体等不良工程地质和水文地质条件下的路基边坡。路基边坡稳定性设计的任务：路基边坡稳定性设计的任务：对路基边坡稳定性进行分析、验算，判断其稳定性并对路基边坡稳定性进行分析、验算，判断其稳定性并根据结果寻求安全可靠、经济合理的路基结构形式根据结果寻求安全可靠、经济合理的路基结构形式和稳定的边坡值，或采取相应的加固措施。和稳定的边坡值，或采取相应的加固措施。堆填路堤引起滑坡堆填路堤引起滑坡1 1、影响路基稳定性的因素、影响路基稳定性的因素1)1)土质土质2)2)水的影响水的影响 水通过内在和外在两个方面对路基边坡稳水通过内在和外在两个方面对路基边坡稳定性造成影响。一方面，土体含水量增加时，定性造成影响。一方面，土体含水量增加时，土的抗剪强度会下降而内部剪应力会增加，土的抗剪强度会下降而内部剪应力会增加，造成边坡稳定性降低；另一方面，在浸水状造成边坡稳定性降低；另一方面，在浸水状况下，水的浮力和水位升降产生的动水压力况下，水的浮力和水位升降产生的动水压力也会降低边坡土体稳定性。因此，水是影响也会降低边坡土体稳定性。因此，水是影响路基边坡稳定性的重要因素。路基边坡稳定性的重要因素。3)3)边坡的几何形状边坡的几何形状 边坡高度大小、坡度陡缓直接影响其稳定边坡高度大小、坡度陡缓直接影响其稳定性。过高高度和过陡的边坡将会增加土体下性。过高高度和过陡的边坡将会增加土体下滑力，不利于边坡稳定。滑力，不利于边坡稳定。4)4)活载增加活载增加 行车荷载增加、坡脚受到冲刷或不正确的行车荷载增加、坡脚受到冲刷或不正确的开挖方式将使边坡失去平衡而导致失稳。开挖方式将使边坡失去平衡而导致失稳。5)5)地震及其他动荷载影响地震及其他动荷载影响2 2、边坡稳定性设计方法、边坡稳定性设计方法 研究、分析路基边坡稳定性的方法很多，研究、分析路基边坡稳定性的方法很多，分为分为力学验算法力学验算法和和工程地质法工程地质法两大类。两大类。力学验算法又称为极限平衡法力学验算法又称为极限平衡法，按力学平衡原，按力学平衡原理判断稳定性。理判断稳定性。根据假定滑动面形状的不同，又将其分根据假定滑动面形状的不同，又将其分为直线为直线法、圆弧法和折线法三种法、圆弧法和折线法三种。假设假设：1)1)破裂面上的滑动土体视为刚体沿破裂面破裂面上的滑动土体视为刚体沿破裂面作整体移动，不考虑其内部应力分布情况和作整体移动，不考虑其内部应力分布情况和局部移动。局部移动。2)2)土体极限平衡状态只在滑动面上达到。土体极限平衡状态只在滑动面上达到。工程地质法又称为类比法工程地质法又称为类比法，根据大量已成工程，根据大量已成工程经验数据拟定边坡稳定的参考坡值。经验数据拟定边坡稳定的参考坡值。3 3、路基边坡稳定性验算基本参数、路基边坡稳定性验算基本参数 粘聚力粘聚力c c、内摩阻角、内摩阻角及土的密度及土的密度是力学验算法是力学验算法的基本计算参数，这些参数应在实际工程处于最不的基本计算参数，这些参数应在实际工程处于最不利情况时现场取样进行实验确定。当所分析边坡为利情况时现场取样进行实验确定。当所分析边坡为多层不同性质土类组成时，采用平均加权法确定上多层不同性质土类组成时，采用平均加权法确定上述参数值。述参数值。4 4、荷载当量高度计算、荷载当量高度计算 分析路堤边坡稳定性时，除考虑其自重外，还要分析路堤边坡稳定性时，除考虑其自重外，还要将车辆以对路基边坡稳定性最不利进行排列时的行将车辆以对路基边坡稳定性最不利进行排列时的行车荷载换算成当量土柱高度，车荷载换算成当量土柱高度，即以压力相等的土层即以压力相等的土层厚度替代行车荷载厚度替代行车荷载。当量土柱高度当量土柱高度二、直线法分析路基边坡稳定性二、直线法分析路基边坡稳定性1 1、适用条件、适用条件 砂类土（砂土与砂性土），此类土质边坡砂类土（砂土与砂性土），此类土质边坡在失稳破坏时破裂面基本为平面，故分析是在失稳破坏时破裂面基本为平面，故分析是可采用直线法。可采用直线法。2 2、均质砂类土路堤边坡、均质砂类土路堤边坡 1.1.分析原理分析原理 以稳定系数以稳定系数K K值来判断边坡稳定性。值来判断边坡稳定性。当当K1K1时，土楔体稳定；时，土楔体稳定；当当K K1 1时，土楔体达到极限平衡状态；时，土楔体达到极限平衡状态；当当K1K00，则坡体不稳定，应采取稳定或加固，则坡体不稳定，应采取稳定或加固措施。措施。五、浸水路堤边坡稳定性分析五、浸水路堤边坡稳定性分析定义：定义：建筑在桥头引道、河滩及河流沿岸，季节性建筑在桥头引道、河滩及河流沿岸，季节性地或长期浸水的路堤。地或长期浸水的路堤。（一）浸水路堤的特点（一）浸水路堤的特点1.1.边坡稳定性受水位升降影响边坡稳定性受水位升降影响2.2.边坡稳定性与路堤填料透水性有关边坡稳定性与路堤填料透水性有关粘土路堤粘土路堤砂砾石路堤砂砾石路堤当水位涨落时产生的动水压力小，验算路基边当水位涨落时产生的动水压力小，验算路基边坡稳定性是可不予考虑。坡稳定性是可不予考虑。中等透水性的亚砂土、亚粘土中等透水性的亚砂土、亚粘土路堤在水位涨落路堤在水位涨落时会受到动水压力显著作用，分析边坡稳定时会受到动水压力显著作用，分析边坡稳定性是应予考虑。性是应予考虑。浸水路堤填料应进行正确选择并采取合理的施浸水路堤填料应进行正确选择并采取合理的施工工艺，尽量减小水位变化对路堤带来的不工工艺，尽量减小水位变化对路堤带来的不利影响。利影响。（二）浸水路堤的高度与断面形式（二）浸水路堤的高度与断面形式 1.1.高度高度 一般浸水路堤的最低设计标高应取设计洪水位加安全一般浸水路堤的最低设计标高应取设计洪水位加安全高度高度0.5m0.5m。路堤外水位可能有壅水、波浪时，路堤高度设路堤外水位可能有壅水、波浪时，路堤高度设计水位计水位+壅水高度壅水高度+波浪侵袭高度波浪侵袭高度+安全高度。安全高度。2.2.断面形式断面形式 为便于施工和修复，在普通路堤断面基础上需要为便于施工和修复，在普通路堤断面基础上需要加设台阶或护坡道，宽度加设台阶或护坡道，宽度1 12m2m。