4.3 路基稳定性分析

路堤稳定的判别式： E≤0 即，如果下滑力为零或负值，此路堤就是稳定的。
折线滑动面稳定性验算
当滑动面为折线时，可将折线划分为几个直线段，路堤 也按各直线段划分成若干块土体(图4-13)，从上到下逐块 计算每块土体沿直线滑动面的下滑力。
第一块土体的下滑力可按下式计算： 1
E 1 T1 1 W 1 S in 1 K
(极限破裂面)
要求：Kmin 1.35
由于砂类土粘结力很小(令C=0),则:
K F T tg tg
与高度无关
圆弧滑动面法(粘性土)--Bishop 法
稳定系数K=抗滑力矩Mr/滑动力矩Ms
《公路路基设计规范》(TJG D30-2004)第3.6.7条 路堤稳 定性分析包括： 路堤堤身的稳定性 采用简化Bishop 法 路堤和地基的整体稳定性 路堤沿斜坡地基或软弱层带滑动的稳定性(不平衡推力 法)
式中：角标(n-1)表示上一块土体。
若En为负值，则不列入下一块土体的计算。
路堤稳定判别：E≤0 即，如果下滑力为零或负值，此路堤就是稳定的否 则，需采取相应的稳定措施。
稳定处理措施
改善基底状况，增加滑动面的摩擦力或减少滑动 力 如，清除松软的表层覆盖土，夯实基底，使 路堤置于坚实的硬层上；开挖台阶，放缓横坡， 以减少滑动力；加铺土工格栅，使下滑力沿格栅 分解；在路堤上侧开挖截水沟或边沟，以阻止地 面水浸湿基底；受地下水影响时，则设置盲沟以 疏干基底土层。 改变填料及断面形式 如，采用大颗粒填料，嵌 入地面；或放缓坡脚处的边坡，以增加抗滑力。 在坡脚处设置支挡构筑物 如，设置石砌护脚， 也可设置干砌或浆砌挡土墙，按下滑力或主动土 压力确定其截面尺寸。


i 1 n
n
h i i
tg
h tg
i i 1
n
i
ch
i
n
i

hi
h
i 1
n
c
i 1 n
i
h
i 1
i
i 1
3、 边坡值 折线形—取平均值
台阶形—坡脚、坡顶连线
4、 汽车荷载当量换算 汽车荷载 当量土柱高
当量土柱高 h 0
NQ
BL
式中：N—并列车辆数； Q—一辆车重； B—荷载横向分布宽度； L—前后轮最大轴距。
简化Bishop 法计算图示(适用路堤堤身的稳定性分析，
路堤和地基的整体稳定性分析)
稳定系数计算公式，参见《公路路基设计规范》(TJG D30-2004)
不平衡推力法
--用于路堤沿斜坡地基或软弱层带滑动的
稳定性分析
直线滑动面稳定性验算
当基底为一单坡面，土体沿直线滑动面整体 下滑时，可用直线滑动面法进行稳定性分析。
整个路堤(包括车辆荷载)沿滑动面的下滑力E为： E = T－τ = T K ( N tan cL ) W sin K (W co s tan cL )
1 1
(4-18)
式中：W—路堤重及车辆荷载重，kN； T，N—W沿滑动面的切向及法向分力，kN； c, —路堤基底接触面间的单位粘聚力，kPa，及内摩擦角(°)； L—滑动面长度，m； K—稳定系数，一般取1.30； —地面斜坡的倾角(°)。
4.3.5 深路堑边坡稳定性分析
《公路路基设计规范》(TJG D30-2004)第3.7.4条 路堑稳定 性分析包括： 规模较大的碎裂结构岩质边坡和土质边坡宜采用简化 Bishop 法； 对可能产生直线形破坏的边坡宜采用平面滑动面法 对可能产生折线形破坏的边坡宜采用不平衡推力法 当边坡破坏机理复杂时，宜结合数值分析法，作专题研究
(W 1 C o s 1 tan cl1 )
E1平行于第一段滑动面
随后各块土体的下滑力相应为：
E n W n S in n E n 1C o s ( n 1 n ) 1 K
W
n
C o n n tan n E n 1 S in ( n 1 n ) tan n cl n
上述稳定分析方法原理同前
4.3.2 高路堤边坡稳定性分析
直线滑动面法(砂、砾土)
稳定系数K=抗滑力F/下滑力T
B T A
D
K
N
F T

(W C o s ) tg cL W S in

WБайду номын сангаас
(4-16)
可能的破裂面
D4 D2 D0 D3
D4

K
K f ( )
4 3 0 21

K m in 0
4.3 路基稳定性分析
4.1.1 概述
1、边坡稳定性原理—简化成平面问题
渗水性材料(如砂、 砾石、卵石、碎石、 片石等)，边坡滑坍 时，破裂面近似平面， 故采用直线滑动面法 进行验算；
粘性土破坏时，破裂 面近似圆曲面，故采用 圆弧滑动面法。
2、滑动面计算参数： 容重γ、单位粘聚力c、内摩擦角ф (1)路堑、天然边坡---原状土试验数据( ，c， ) (2)路堤 ---现场一致的压实土试验数据( ，c， ) (3)综合土体(多层土体)---加权平均法
4.3.4 陡坡路堤稳定性验算
陡坡路堤概念 指在原地面横坡陡于1:2.5的山坡上或在不稳定的 山坡上修筑的路堤。
陡坡路堤容易出现整体沿基底接触面的滑移破坏，
也可能连同其下的软弱层面一起滑动。
稳定性验算 首先应验算路堤边坡的稳定性(简化Bishop 法)， 然后进行滑动面稳定性验算。抗滑稳定安全系 数不得小于1.30。 滑动面稳定性分析，采用路堤整体沿滑动面 下滑的假定，按滑动面形状的不同，有直线和 折线两种验算图示--不平衡推力法。