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路基稳定性分析

况,增加滑动面的摩擦力或减小滑动力 清除松软土层,夯实基底,使路堤位于坚实的硬层上 开挖台阶,放稳坡度,减小滑动力 路堤上方排水,阻止地面水浸湿基底 ⑵改变填料及断面形式: 采用大颗粒填料,嵌入地面 放缓坡脚处边坡,以增加抗滑力 ⑶在坡脚处设支挡结构物 石砌护脚、干砌或浆砌挡土墙
㈠所需土的试验资料:
1、对于路堑或天然边坡取:原状土的容重r,内摩擦角Φ, 粘聚力c
2、对路堤边坡:取与现场压实度一致的压实土试验数据。 r 、 Φ、 c 同上
※路堤各层填料性质不同时,所采用验算数据可按 加权平均法求得。
㈢汽车荷载当量换算 路基承受自重作用、车辆荷载(按车辆最不利情况排列, 将车辆的设计荷载换算成相当于土层厚度H0 ) H0称为车辆荷载的当量高度或换算高度。
直线法—适用于砂土和砂性土(两者合称砂性土) 破裂面近似为平面。
圆弧法—适用于粘性土,破裂面近似为圆弧形
1、直线法:
2、圆弧法 粘性土滑坍时破裂面为曲面近似为圆弧滑动面 ※条分法:①将圆弧滑动面上土体划分为若干竖条
②依次计算每一土条沿滑动面的下滑力和抗滑 力
③叠加计算整个土体的稳定性 计算精度与分段数有关越大越精确,一般为8~10段。 结合横断面特性,划分在边坡或地面坡度变化处以简 化计算。 假定:1土体均质,各向同性;2滑动面通过坡脚
计算滑动面上各点对o点的滑动力矩和抗滑力矩。 ⑤求稳定系数k
⑥再假定几个可能的滑动面,计算相应k值 在圆心辅助线MI上绘出,稳定系数k1,k2……kn对应 于O1,O2……On的关系曲线K=f(O)与曲线f(O)相切 即为极限滑动面kmin在1.25~1. 5之间
⑦稳定系数k取值 [k]=1.25~1.50当计算k小于容许值[k]应放缓边坡, 从新拟订横断面,在按下述方法进行边坡稳定性分析 ⑵4.5H法 步骤: ①由坡脚A向下引垂线量取路堤高H c ②由c沿水平线量取4.5H设D
确定依据:岩性、地质构造、岩石边的坡高风度 化破
碎岩石程种类 度、边坡高风化度程度、地下水及20 地面水。 20~30
轻度
1∶0.1~1∶0.2
1∶0.1~1∶0.2
取值:见下表 1.各种岩浆岩
2.厚层灰岩、硅钙质砂砾岩
中等
1∶0.1~1∶0.3
1∶0.2~1∶0.4
3.片麻、石英、大理石
严重
1∶0.2~1∶0.4
③在A点作与边坡夹角β1,B点作与水平线夹 角β2的两直线AO、BO交与O点 ④连接DO并向外延伸 4.5H法精确用于分析重要建筑物的稳定性
⑶36º法
方法:坡顶B处作与坡顶水平线成36º的直线 BE
㈡工程地质法
适用:当路线穿越砾石类、岩石类地区时, 路堑边坡主要运用工程地质法确定。
边坡形式:直线岩形石、路堑折边线坡坡形率、台阶形
2、折线滑动面稳定性验算 步骤: ①将折线划分为几个直线段路堤按各直线划分为若干 块土体 ②从上侧山坡到下侧山坡,逐块计算每块沿滑动面的 下滑力 ③最后一块土体下滑力大于零不稳定,小于或等于零 稳
※若算得第n块土体下滑力En为负值,则可不列入下一块土体 的计算(保守算法) En平行于各相应土块的滑动面,最后一块土体En为正值时土体 不稳定 剩余下滑力:En≤0稳定
3不计各土条间侧向力的作用 ※(1)条分法基本步骤: ①通过坡脚任意选定可能滑动面AB,半径为R,纵向 单位长度,滑动土体分条(8~10) ②计算每个土条重Gi垂直滑动面法向分力
③计算每一段滑动面抵抗力NitgΦ(内摩擦力)和粘 聚力cLi(Li为I小段弧长) ④以圆心o为转动圆心,半径R为力臂。
1∶0.3~1∶0.5
极重
1∶0.3~1∶0.75
1∶0.5~1∶1.0
1.中薄层砂砾岩 2.中薄层灰岩 3.较硬的板岩、千枚岩
轻度 中等 严重 极重
1∶0.1~1∶0.2 1∶0.1~1∶0.3 1∶0.2~1∶0.4 1∶0.3~1∶0.75
1∶0.1~1∶0.2 1∶0.2~1∶0.4 1∶0.3~1∶0.5 1∶0.5~1∶1.0
荷载分布宽度: ⑴可分布在行车道宽度范围内 ⑵考虑实际行车有可能偏移或车辆停放在路肩上,也可 认为H1厚当量土层分布于整个路基宽度上。
第二节、边坡稳定性分析方法: ※力学分析法:
1、数解法—假定几个滑动面力学平衡原理计算,找 出极限滑动面。
2、图解或表解法—在计算机或图解的基础上,制定 图或表,用查图或查表来进行,简单不精确。 ※工程地质法:通过地质条件对比拟定边坡坡率 ㈠力学分析法:
(二)在进行边坡稳定性分析时,近似方法并假定 1、不考虑滑动主体本身内应力的分布 2、认为平衡状态只在滑动面上达到,滑动主体整体下滑 3、极限滑动面位置通过试算来确定 二、边坡稳定性分析的计算参数 路堑:天然土层中开挖,土类别、性质天然生成的 路堤:人工填筑物、填料性质和类别多为人为因素控制, 对于土的物理力学数据的选用以及可能出现的最不利情况, 力求能与路基将来实际情况一致。
第三章 路基稳定性分析
一般路基——套用典型横断面图(无需论证和验算) 高路基、深路堑、浸水沿河路堤、特殊地质地段的路 基个别设计,稳定性验算用以确定合理的路基横断面 形式
第一节 边坡稳定性分析原理与方法 一、边坡稳定原理 ㈠破裂面 1、用力学方法进行边坡稳定性分析时,为简化计算, 都按平面问题处理 2、松散的砂性土和砾石内摩擦角较大,粘聚力较小, 破裂面近似直线破裂面法。 3、粘性土粘聚力较大,内摩擦角较小,破裂时滑动面 为圆柱形、碗形,近似于圆曲面,采用圆弧破裂面法
轻度
1∶0.1~1∶0.2
1∶0.1~1∶0.2
1.薄层砂页岩互层 2.千枚岩、云母、绿泥石片岩
中等 严重
1∶0.1~1∶0.3 1∶0.2~1∶0.4
1∶0.2~1∶0.4 1∶0.3~1∶0.5
极重
1∶0.3~1∶0.75
1∶0.5~1∶1.0
第三节 陡坡路堤稳定性验算 地面横坡陡于1:2.5,需验算路堤边坡的稳定性 以预防路堤沿地面陡坡下滑。
滑动面可分为:路堤沿基底接触面滑动 路堤连同基底下的山坡覆盖层沿基岩面下滑
验算中:①应采用滑动面附近较为软弱的土的有关数 据
②假定滑动面上土体沿滑动面整体滑动 1、滑动面为单一坡度 倾斜面时(直线滑动 面稳定性验算)整个 路堤沿直线斜坡面 滑动的下滑力E为
※当验算设得下滑力E为零或负值时,此路堤可认为是稳定的即: E≤0路堤稳定
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