路基边坡稳定性验算
边坡稳定性计算书
路基边坡稳定性分析本设计任务路段中所出现的最大填方路段，在桩号K8+480 处。
该路堤边坡高31.64m，路基宽26m，需要进行边坡稳定性验算。
1.确定计算参数对本段路堤边坡的土为粘性土，根据《公路路基设计规》(JTG D30—2004)，取土的容重γ=18kN/m³，粘聚力C=20kpa。
摩擦角=23º由上可知：填土的摩擦系数ƒ=tan23º=0.4361。
2.荷载当量高度计算行车荷载换算高度为:h0—行车荷载换算高度；L—前后轮最大轴距，按《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）规定对于标准车辆荷载为12.8m；Q—一辆车的重力（标准车辆荷载为550kN）；N—并列车辆数，双车道N=2，单车道N=1；γ—路基填料的重度（kN/m3）；B—荷载横向分布宽度，表示如下：式中：b—后轮轮距，取1.8m；m—相邻两辆车后轮的中心间距，取1.3m；d—轮胎着地宽度，取0.6m。
3. BISHOP法求稳定系数Fs基本思路：首先用软件找出稳定系数Fs 逐渐变化的情况，找到一个圆心，经过这个滑动面的稳定系数Fs 是所选滑动面中最小的，而它左右两边所取圆心滑动面的Fs 值都是增加，根据Fs 值大小可以绘制Fs 值曲线。
从而确定最小Fs 值。
而用ecxel 表格计算稳定系数Fs 时，选择的3个圆心分别是软件计算Fs 值中最小的那个圆心和它左右两边逐渐增大的圆心。
3.1 最危险圆弧圆心位置的确定（1）按4.5H 法确定滑动圆心辅助线。
由表查得β1=26°，β2 =35°及荷载换算为土柱高度h0，得G点。
a .由坡脚A 向下引竖线，在竖线上截取高度H=h+h0（h 为边坡高度，h0 为换算土层高）b.自G 点向右引水平线，在水平线上截取4.5H，得E 点。
根据两角分别自坡角和左点作直线相交于F 点，EF 的延长线即为滑动圆心辅助线。
c.连接边坡坡脚A 和顶点B，求得AB 的斜度i=1/m，据此查《路基路面工程》表4-1得β1,β2。
第四章路基稳定性分析计算（路基工程）
第四章路基稳定性分析计算（路基工程）路基工程第四章路基稳定性分析计算4.1边坡稳定性分析原理4.2直线滑动面的边坡稳定性分析4.3曲线滑动面的边坡稳定性分析4.4软土地基的路基稳定性分析4.5浸水路堤的稳定性分析4.6路基边坡抗震稳定性分析一、边坡稳定原理：力学计算基本方法是分析失稳滑动体沿滑动面上的下滑力T与抗滑力R，按静力平衡原理，取两者之比值为稳定系数K，即K=R T1、假设空间问题—>平面问题（1）通常按平面问题来处理（2）松散的砂性土和砾（石）土在边坡稳定分析时可采用直线破裂法。
（3）粘性土在边坡稳定分析时可采用圆弧破裂面法。
一、边坡稳定原理：一般情况下，对于边坡不高的路基（不超过8.0的土质边坡，不超过12.0m的石质边坡），可按一般路基设计，采用规定的边坡值，不做稳定性分析；地质与水文条件复杂，高填深挖或特殊需要的路基，应进行边坡稳定性分析计算，据此选定合理的边坡及相应的工程技术。
一、边坡稳定原理：边坡稳定分析时，大多采用近似的方法，并假设：（1）不考虑滑动土体本身内应力的分布。
（2）认为平衡状态只在滑动面上达到，滑动土体整体下滑。
（3）极限滑动面位置需要通过试算来确定。
二、边坡稳定性分析的计算参数：（一）土的计算参数：1、对于路堑或天然边坡取：原状土的容重γ，内摩擦角和粘聚力2、对于路堤边坡，应取与现场压实度一致的压实土的试验数据3、边坡由多层土体所构成时（取平均值）c = i=1n c i ?ii=1n ?itanφ= i=1n ?i tgφii=1n ?iγ= i=1n γi ?ii=1n ?i第一节边坡稳定性分析原理二、边坡稳定性分析的计算参数：（二）边坡稳定性分析边坡的取值：对于折线形、阶梯形边坡：取平均值。
（三）汽车荷载当量换算：边坡稳定分析时，需要将车辆按最不利情况排列，并将车辆的设计荷载换算成当量土柱高，以?0表示：0=NQγBL式中：N—横向分布的车辆数（为车道数）；Q—每辆重车的重力，kN （标准车辆荷载为550kN）；L—汽车前后轴的总距；B—横向分布车辆轮胎最外缘之间的距离；B=Nb+（N-1）m+d式中：b—后轮轮距，取1.8m；m—相邻两辆车后轮的中心间距，取1.3m；d—轮胎着地宽度，取0.6m；三、边坡稳定性分析方法：一般情况，土质边坡的设计，先按力学分析法进行验算，再以工程地质法予以校核，岩石或碎石土类边坡则主要采用工程地质法，有条件时可以力学分析进行校核。
路基路基边坡稳定性设计.pptx
圆心辅助线的确定方法：
4.5H法：
2
1.边坡计算高度H=h1+h0；
h0
2.G点的确定：由A点作垂线，取深度为H
3.E点的确定：由G1点作水平线，取h距1 离H 为4.5H
4.F点的确定：由角度β1和β2的边线相交
β1与β2路基边坡率有关，可查表(4-1)确定。
β1——以AB′平均边H坡线为准；
β2——以B′点的水平线为准。
1.25 2a 0.4663 0.5 2 a0.4663 a 1.118
Φ=250， c=14.7kpa, γ=17.64
2c Hmin a 8.33m
得：a=0.20,
所以允许路基最大高度为 8.33m.
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§4-3 曲线滑动面的边坡稳定性分析
一般的土
粘结力 滑动面呈曲面
路基边坡稳定性分析计算方法：
✓工程地质法(比拟法)：实践经验 近
似
✓力学分析法：数解方法 ★
解
✓基图本解方法法：：图解简化 抗滑力
稳定系数 K= R T
<1:边坡不稳定
K =1:极限平衡状态 ＞1:边坡稳定,工程上一般规定K≥1.20~1.25
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行车荷载是边坡稳定的主要作用力,换算方法：
则： K=f A+ c B H
其中A、B为换算系数
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推 导 过 程 ：
K=
f
Ni c Ti
L
f
(ab cosi ) c (ab sini )
L
f
(XYH 2 cosi ) c (XYH 2 sini )
ZH
f (XYcosi ) c
Z
4.5H法验算路基稳定性
注：本文档为手算计算书文档，包含公式、计算过程在内，可供老师教学，可供学生学习。
下载本文档后请在作者个人中心中下载对应Excel计算过程。
（若还需要相关cad 图纸或者有相关意见及建议，请私信作者！）团队成果，侵权必究！路基稳定性验算对于地质与水文条件复杂、高填深挖、地面坡度陡于1：2.5的边坡，应进行边坡稳定验算。
本路基设计中出现了较高路堤和深路堑，需要进行边坡稳定性验算；同时结合实际情况，选定合理的工程技术措施提高路基稳定性。
高路堤边坡稳定性计算本路线中桩号K2+060处边坡填土高度最大为8.46m，填土高度较大，须进行路堤稳定性验算，验算采用圆弧滑动面条分法进行计算。
基本资料：土质路堤边坡高H=8.46m，设置边坡坡率为：边坡1：1.5；现拟定填土的粘聚力C=32kpa，内摩擦角φ=35°,容重γ=20kN/m³，地基土的粘聚力C=0，内摩擦角φ=35°，容重γ=20kN/m³。
计算荷载为公路一I级汽车荷载。
计算过程如下：(1）行车荷载换算高度h0按下式计算换算土柱高h0为：0NQhBLγ=式中：L—前后轮最大轴距，按《公路工程技术标准》（JTG B01-2014）规定对于标准车辆荷载为为12.8m；B—横向分布宽度：=(1)B Nb N m d+-+=2×1.8+（2-1）×1.3+0.6=5.5m因此ℎ0=NQBLγ=4×5505.5×12.8×20=0.78125m由于行车荷载对较高路堤边坡稳定性影响较小，为简化计算，将换算高度分布于路基全宽上。
(2）确定圆弧辅助线位置本例按4.5H法确定滑动圆心辅助线。
由上图可知，边坡坡比为1：1.5时，β=33.69°，查规范得1β=26°，2β=35°。
根据4.5H 法确定圆心位置，如下图。
图5-1 4.5H 法确定圆心（3）计算位置选取：①通过路基中线；②通过路基右边缘；③通过距路基右边缘1/4路基宽度处。
路基边坡稳定性验算
路基边坡稳定性验算计算书
一、计算说明
本设计路线中，以K0+080断面路堑边坡高度（H=30m）最高，故本计算算例取K0+080断面边坡进行计算。
具体边坡稳定性分析参数：路基填土为低液限粘土，粘聚力c=10Kpa,内摩擦角27度。
容重r=17KN/m3，荷载为公路Ⅰ级。
计算方法采用4.5H法确定圆心辅助线。
此边坡坡率不一致，故采用平均坡度进行计算，经计算可知此边坡的平均坡度为1:1.如下图示：
二、计算过程分析
计算原理采用瑞典条分法，将圆弧滑动面上的土体按照6m的宽度进行划分。
下图所示为o1圆弧滑动面的计算实例
采用计算表格可得计算结果：
L=
=R θπ
180
88.02m 则边坡稳定系数为： =
+=
∑∑i
hi b i
hi b cL Ks θγθϕγsin cos tan =⨯⨯⨯⨯⨯+⨯505
.9661701
.23927tan 61702.8810 1.35>1.25
按照上述方法一一计算出o2、o3、o4、o5处的稳定系数分别为1.32、1.29、1.33、1.37.故取Ks=1.29为最小的稳定系数，此时由于Ks>1.25,所以边坡稳定性满足要求。
边坡稳定性分析方法
第二节边坡稳定性分析方法力学验算法和工程地质法是路基边坡稳定性分析和验算方法常用的两种方法。
1．力学验算法(1)数解法假定几个不同的滑动面，按力学平衡原理对每个滑动面进行验算，从中找出最危险滑动面，按此最危险滑动面的稳定程度来判断边坡的稳定性。
此方法计算较精确，但计算繁琐。
(2)图解或表解法在图解和计算的基础上，经过分析研究，制定图表，供边坡稳定性验算时采用。
以简化计算工作。
2．工程地质法根据稳定的自然山坡或已有的人工边坡进行土类及其状态的分析研究，通过工程地质条件相对比，拟定出与路基边坡条件相类似的稳定值的参考数据，作为确定路基边坡值的依据。
一般土质边坡的设计常用力学验算法进行验算，用工程地质法进行校核；岩石或碎石土类边坡则主要采用工程地质法进行设计。
3．力学验算法的基本假定滑动土楔体是均质各向同性、滑动面通过坡脚、不考虑滑动土体内部的应力分布及各土条(指条分法)之间相互作用力的影响。
一、直线滑动面法松散的砂类土路基边坡，渗水性强，粘性差，边坡稳定主要靠其内摩擦力。
失稳土体的滑动面近似直线状态，故直线滑动面法适用于砂类土：如图2-2-4所示，验算时，先通过坡脚或变坡点假设一直线滑动面，将路提斜上方分割出下滑土楔体ABD，沿假设的滑动面AD滑动，其稳定系数K按下式计算(按边坡纵向单位长度计)：验算的边坡是否稳定，取决于最小稳定系数Kmin的值。
当Kmin＝1.0时，边坡处于极限平衡状态。
由于计算的假定，计算参数(r，Ψ，c)的取值都与实际情况存在一定的差异，为了保证边坡有足够的稳定性，通常以最小稳定系数Kmin≥1.25来判别边坡的稳定性。
但Kmin过大，则设计偏于保守，在工程上不经济。
当路堤填料为纯净的粗砂、中砂、砾石、碎石时，其粘聚力很小，可忽略不计，则式（2-2-3）变为：式(2-2-3)也适用于均质砂类土路堑边坡的稳定性验算。
二、圆弧滑动面法用粘性土填筑的路堤，边坡滑坍时的破裂面形状为一曲面，为简化计算，通常近似地假设为一圆弧状滑动面。
邓学钧《路面路基工程》(第3版)(考研真题与典型题详解 路基稳定性分析计算)
4.2 考研真题与典型题详解一、填空题1．路基边坡稳定性验算时，对于砂类土用____法验算，粘性土用____法验算。
[河北工业大学2012年B卷]【答案】直线法；圆弧滑动法【解析】砂类土路基边坡渗水性强、黏性差，边坡稳定主要靠其内摩擦力支承，失稳土体的滑动面近似直线状态，因此采用直线法。
由于粘性土具有一定的黏结力，因此边坡滑动面多数呈曲面，通常假定为圆弧滑动面，因此采用圆弧滑动法。
二、单选题1．砂性土路堤的稳定性验算通常采用（）。
[河北工业大学2012年A卷]A．圆弧法B．直线法C．换算法D．递推法【答案】B【解析】由于砂性土路基边坡渗水性强、黏性差。
边坡稳定主要靠其内摩擦力支承，失稳土体的滑动面近似直线形态，因此采用直线法进行路堤稳定性验算。
2．边坡稳定性验算时，（）方法适用于砂类土。
[河北工业大学2010年A卷] A．圆弧法B．直线法C．条分法D．图解法【答案】B【解析】由于砂性土路基边坡渗水性强、黏性差。
边坡稳定主要靠其内摩擦力支承，失稳土体的滑动面近似直线形态，因此采用直线法进行路堤稳定性验算。
3．软土地基的临界高度是指天然地基破坏状态下，（），所容许的路基最大填土高度。
[河北工业大学2010年A卷]A．采取加固措施后B．不采取任何加固措施C．对路基经行排水处理后D．增加支架结构后【答案】B【解析】软土地基的临界高度是指天然地基状态下，不采取任何加固措施，所容许的路基最大填土高度。
4．对浸水路堤进行边坡稳定性验算时，下面哪种填料填筑的路堤在洪水位骤降时，需要考虑动水压力（）。
[河北工业大学2012年A、B卷]A．不易风化的岩块B．渗水性好的砂、砾石土C．中等渗水土，如亚砂土、亚粘土D．压实良好的纯粘土【答案】C【解析】水位变化对路堤的影响较大。
其中对路基边坡不利的为水流向外，如果落水迅猛，渗透流速高，坡降大，则易带出路堤内的细土粒，动水压力使边坡失稳。
亚砂土路堤及亚粘土路堤，浸水时的边坡稳定性较差。
边坡稳定性分析例题
曲线滑动面得路基边坡稳定分析题目:某路堤高Ｈ=15m,路基宽b=１2m,填土为粘性土,内摩擦角,粘聚力,填土容重,荷载分布全路基(双车道）,试验算路堤边坡稳定性。
―――――――――――――――――――――――――――――1、边坡稳定性分析原理1、1等代荷载土层厚度计算=４、09(Ｎ=2,Q=55０KＮ，B=12M,L=12、8M,r=１7、5KN/M3）1、2圆心辅助线得确定（4、５Ｈ法)１）4、5H得E点2)由得F点－--－-查表得β1=２6度,β２=35度.α1、3假设滑动圆弧位置，求圆心位置一般假设圆弧一端经过坡脚点,另一端经过得位置为：路基顶面左边缘、左1/4、中1／２、右１/4、右边缘等处,圆心分别对应Ｏ１,O２,O3,O4，O５，分别计算这五种滑动面得稳定安全系数,从中找出最小值。
1、4对滑动土体进行条分-－－---从滑动面顶端(路基上)向左每５m划分一个土条。
1、5在AＵTＯＣＡD图中量取各计算数据量取半径各土条得面积各土条横距图－--－－---圆心在O1图---－---圆心在O2图-----－-圆心在O3图------圆心在O４图－--－--圆心在O５1、６数据填入EXCEL表格并计算五种滑动面得计算数据汇总3、计算结果分析与结论3、１计算结果分析稳定系数Ｋ与滑动面位置变化示意图。
重点说明:稳定系数在滑动面在路基最左端时最大,然后逐渐减小,当滑动面在路基中间时达到最小,为1、51,然后当滑动面在路基上得点继续向右移动时,稳定系数又逐渐增大,到达最右端时为1、６4。
3、2结论1)由于Ｋmin=1、51,大于规范规定得１、２0～1、25，故边坡稳定。
2)不满足要求,如何处理:1、减小边坡坡度2、换添路基土,选择粘性系数较大得土3、加固边坡。
路基边坡稳定性设计
滑动面 T N θ α A G
G
2 H
sin( ) 2 sin sin
当土体处于极限平衡状态 时,挖方边坡的允许最大高 度可按下式计算:
式中,γ----土的容重(kN/m3) θ----边坡的坡度角(°) Φ----土的内摩擦角(°) 不考虑稳定系数K。 即K=1.0 c----土的粘聚(kN/m2) 由上式，如知土的γ、φ、c值，假定开挖边坡的坡度 角θ值，即可得挖方边坡的允许最大高度H值。 由上式还可知以下情况： 1、当θ=φ时，H=∞，即边坡的极限高度不受限制，土坡 处于平衡状态，此时土的粘聚力未被利用。
挖方安全边坡的计算
土方开挖，一般应根据土的类别按施工及验收规范规定放坡， 以保证边坡稳定和施工安全。以下简介通过计算确定边坡的方 法，只要知道土的容重、内摩擦角和粘聚力值（无地质资料时， 可查有关手册），便可由计算确定安全边坡。
如图，假定边坡滑动面通过 坡脚一平面，滑动面上部土 体为ABC，其重力为：
由于砂类土粘聚力很小，一般可忽略不计，即取，则可表达为
K R tan T tan
当K=1时， tan tan ，抗滑力等于下滑力，滑动面土体处于极 限平衡状态，此时路堤的极限坡度等于砂类土的内摩擦角，该角相当 于自然休止角。当K＞1时，路堤边坡处于稳定状态，且与边坡高度无 关；当K＜1时，则不论边坡高度多少，都不能保持稳定。
参数A、B查P79表4-2。
软土地基的路基稳定性分析
软土——是有由天然含水量大、压缩性高、承载能力低的淤泥沉积物 及少量腐殖质所组成的土。
主要有：淤泥、淤泥质土、泥炭。
处理方法：（1）薄层淤泥（d≤3m）：清除换好土。
边坡稳定性计算
边坡稳定性计算边坡稳定性验算(注意本文的错别字:正玄应该是正弦)2.1基本资料路线经过区域路基填土为粘土，道路沿线最大路基边坡高度为14.084m，因此，拟验算路基高度为14m，边坡为梯形边坡。
土力学指标:天然容塑限液限含水量粘聚力内摩擦重(KN/m3) (%) (%) (%) (kPa) 角(。
)19 14 27 19 19 272.2路基稳定性验算公路按一级公路标准，双向四车道，设计车速为80km/h，路基宽度为24.5m，荷载为车辆重力标准值550KN，中间带取3m，车道宽度3.75m，硬路肩2.5m，土路肩0.75m，进行最不利布载时对左右各布3辆车。
路堤横断面图如下:将标准车重转换成土柱高度，按下列公式计算:公式中:L---纵向分布长度(等于汽车后轴轮胎的总距)，即L=3+1.4+7.0+1.4+0.2=13mB---横向分布车辆轮胎最外缘间总距，即B=Nb+(N-1)m+其中:N为车辆数，取6m为相邻两车的轮距，取1.3mΔ为轮胎着地宽度，取0.6m即因此按4.5H法确定滑动圆心辅助线，上部坡度为1:1.5,下部坡度为1:1.75,台阶宽为3m，因此，查规范得，。
绘制不同位置的滑动曲线:a 、滑动曲线过路基中线，将圆弧范围土体分成10块，如下:(从右往左分为9，10块)分段正玄角度余玄面积 Gi Ni Ti L 1 0.857412 1.03022 0.5146313.925 264.575 136.1583 226.8498 2 0.708957 0.788018 0.705252 35.9841 683.6979 482.1793 484.7122 3 0.560501 0.594991 0.828154 49.5648 941.7312779.8981 527.8415 4 0.412046 0.424698 0.911163 53.9562 1025.168 934.0952 422.416 5 0.26359 0.266742 0.964635 49.1356 933.5764 900.5602 246.0816 6 0.115135 0.115391 0.99335 41.5919 790.2461 784.9909 90.98472 7 -0.03332 -0.03333 0.999445 36.1144 686.1736 685.7926 -22.8639 45.4687 8 -0.18178 -0.18279 0.98334 28.2179 536.1401 527.208 -97.4576 9 -0.33023 -0.336550.9439 14.7831 280.8789 265.1216 -92.7552 10 -0.43693 -0.45219 0.8994931.6194 30.7686 27.67615 -13.4439K= 2.08 b、滑动曲线过路基左边缘1/4处，将圆弧范围土体分成8块，如下: (从右往左分为7，8块)分段正玄角度余玄面积 Gi Ni Ti L 1 0.801321 0.9295 0.59823510.9259 207.5921 124.1888 166.3479 2 0.663357 0.725296 0.748303 27.8226 528.6294 395.5752 350.6698 3 0.525392 0.553176 0.85086 30.7743 584.7117 497.5078 307.203 4 0.387428 0.39784 0.9219 28.4433 540.4227 498.2157 209.3749 5 0.249464 0.252126 0.968384 24.3881 463.3739 448.7239 115.595 6 0.111499 0.111732 0.993765 24.4117 463.8223 460.9301 51.71587 7 -0.02647 -0.02647 0.99965 15.3938 292.4822 292.3798 -7.74054 37.0566 8 -0.15796 -0.15863 0.987445 4.8077 91.3463 90.19946 -14.4293K= 1.81 c、滑动曲线过路基左边缘处，将圆弧范围土体分成7块，如下:(从右往左分为6，7块)分段正玄角度余玄面积 Gi Ni Ti L 1 0.746944 0.843455 0.6648863.7323 70.9137 47.14956 52.9686 2 0.63156 0.683564 0.775327 8.6782164.8858 127.8404 104.1353 3 0.516175 0.54238 0.856483 9.3948 178.5012 152.8832 92.13794 4 0.400791 0.41238 0.91617 12.1201 230.2819 210.9773 92.2949 5 0.285406 0.28943 0.958407 11.4438 217.4322 208.3884 62.05655 6 0.170022 0.170852 0.98544 6.0707 115.3433 113.6639 19.61089 7 0.090695 0.09082 0.995879 0.5404 10.2676 10.22528 0.931221 30.0196K= 2.39 d、滑动曲线过路基左边缘1/8处，将圆弧范围土体分成8块，如下: (从右往左分为7，8块)分段正玄角度余玄面积 Gi Ni Ti L 1 0.772359 0.882546 0.6351879.5619 181.6761 115.3982 140.3191 2 0.644114 0.699864 0.76493 18.6539 354.4241 271.1095 228.2894 3 0.515869 0.542021 0.856668 19.6007 372.4133 319.0344 192.1164 4 0.387624 0.398052 0.921818 17.4366 331.2954 305.394 128.418 5 0.259379 0.262379 0.965776 18.765 356.535 344.3328 92.47759 6 0.131134 0.131512 0.991365 14.0517 266.9823 264.6768 35.01038 7 0.0028890.002889 0.999996 6.012 114.228 114.2275 0.329973 33.3793 8 -0.07025 -0.07031 0.997529 0.1015 1.9285 1.923735 -0.13548K= 1.86 e、滑动曲线过路基左边缘3/8处，将圆弧范围土体分成9块，如下: (从右往左分为8，9块)分段正玄角度余玄面积 Gi Ni Ti L 1 0.830504 0.980012 0.55701312.2804 233.3276 129.9664 193.7795 2 0.685874 0.755803 0.727721 32.1727 611.2813 444.8421 419.2617 3 0.541243 0.571915 0.840866 42.3245 804.1655 676.1955 435.2491 4 0.396613 0.407824 0.917986 40.7737 774.7003 711.164 307.256 5 0.251982 0.254728 0.967732 35.6655 677.6445 655.7782 170.75446 0.107352 0.107559 0.994221 30.591 581.229 577.8701 62.396057 -0.03728 -0.03729 0.999305 26.535 504.165 503.8146 -18.7945 41.0797 8 -0.18191 -0.18293 0.983315 15.6189 296.7591 291.8078 -53.9831 9 -0.30282 -0.30765 0.953049 3.2127 61.0413 58.17535 -18.4843K= 1.90 f、滑动曲线过路基左边缘3/16处，将圆弧范围土体分成8块，如下: (从右往左分为7，8块)分段正玄角度余玄面积 Gi Ni Ti L 1 0.786623 0.90532 0.61743410.3553 196.7507 121.4806 154.7685 2 0.653128 0.711708 0.757247 23.7905 452.0195 342.2906 295.2266 3 0.519634 0.546422 0.854389 25.0749 476.4231 407.0507 247.5655 4 0.386139 0.396443 0.92244 22.6535 430.4165 397.0336 166.2007 5 0.252645 0.255413 0.967559 21.2606 403.9514 390.8468 102.0562 6 0.11915 0.119434 0.992876 18.7468 356.1892 353.6518 42.4401 7 -0.01434 -0.01434 0.999897 10.4511 198.5709 198.5505 -2.8483 35.1763 8 -0.11603 -0.11629 0.993246 1.5087 28.6653 28.47169 -3.32604K= 1.80 由此得出6个滑动面的K值，作图如下:其中:,,,,,,可见第三条曲线为极限的滑动面，，因此本设计采用的边坡稳定性偏安全，符合要求。
浸水和地震条件下路基边坡稳定性分析方法
浸水和地震条件下路基边坡稳定性分析方法一、浸水路堤的边坡稳定性检算浸水路堤：指修建在河滩上、跨越水库支沟或库湾地段的路堤。
浸水路堤工作特点：除了具有与旁边路堤相同的各种自然条件外，还要受到水的浸泡、流水的冲刷；在河面较宽处，将受到波浪的侵袭和冲击，当水位陡涨陡落时，路堤内水向外渗流产生渗透力，影响了边坡稳定性。
设计与施工措施：路基标高应满足《设计规范》要求，应根据具体情况加强坡面、坡脚防护如护坡、导流丁坝、顺坝等以保证边坡的稳固性。
施工时应对路堤填土注意压实并选用有一定级配的渗水性土为填料，有利于路堤的稳固。
如用非渗水土，更应严格控制填土的压实密度。
为了防止管涌和流土现象，在路堤坡脚处可设置较厚的反滤层及基底的护底铺盖。
浸水路堤边坡的稳定性检算方法：浸水路堤稳定性检算与一般路堤相比需考虑浸水、渗流两方面的影响。
（一）只有浸水条件下路堤边坡的受力条件及稳定性检算方法图1 部分浸水路堤图1表示一常年浸水边坡。
图中AC 为可能的滑动面，DE 为浸水高度线，因不考虑渗流，DE 线为水平线。
按透水土分析，滑动体ABC 的受力，浸水线以下AD 坡面及AE 滑弧面上的静水压力（分布为P 2、P 1）对滑体ABC 作用之合力等于滑体浸在水中部分AED 受到的浮力，其大小与滑体AED 同体积的水重相等。
滑体AECBD 被DE 线分为二部分，BDEC 为不浸水的天然状态，其重量由天然容重与断面积的乘积表示。
DE 线以下即AED 部分为饱和状态，其重量由饱和容重与断面积的乘积表示。
当边坡破坏时，沿AE 弧将产生饱和土的抗剪强度。
要点：只考虑浸水路堤边坡稳定性分析采用圆弧条分法进行检算时，与一般非浸水路堤不同的是在安全系数F s 的计算式中，各分条的重量被浸润线分成上、下两部分，浸润线以上采用天然容重，浸润线以下采用浮容重。
沿滑动面的抗剪强度指标，也同样根据是否浸水采用天然状态指标和饱和状态的强度指标。
计算式如下：（1）—浮容重；天然容重；—式中下上下上ECii i AEi i i iAEECi i i i i i i i i i i i is w w wL C tg w L C tg w wF '11'' (3.7)sin sin )()cos (]cos )[(γγαγαγγϕαγϕαγγ∑∑∑∑++++++=（二）考虑渗流作用边坡稳定分析当浸水路堤坡外水位有陡涨、陡落现象时，路堤内将有渗流作用，在边坡稳定分析中，还需计入由渗流产生的渗透力的作用，并将渗透力作为滑动力来考虑。
4.5H法验算路基稳定性
浅蓝色单元格路堤填土高h1：13.31车道数：双向两车道路堤边坡坡率m：1：1.5粘聚力C(KPa):30内摩擦角φ:35°土的容重(KN/m 3)γ:20路基填料的重度(KN/m3)γ:25计算过程如下：2=5.5m因此,=0.625m基本参数填入格 路基稳定性式中：N—并列车辆数，双车道N=2；b —后轮轮距，取1.8m；m —相邻两辆车后轮的中心间距，取1.3m；d —轮胎着地宽度，取0.6m；由于行车荷载对较高路堤边坡稳定性影响较小，为简化计算，将换算高度分布于路基全宽上(2）确定圆弧辅助线位置本例按4.5H法确定滑动圆心辅助线。
B—荷载横向分布宽度：(1）行车荷载换算高度h0按下式计算换算土柱高h0为：式中：L—前后轮最大轴距，按《公路工程技术标准》（JTG B01-2014）规定对于标准车辆荷载为Q—1辆重车的重力（标准车辆荷载为550KN）；γ—路基填料的重度；0NQ h BL γ==(1)B Nb N m d+-+=(1)B Nb N m d +-+0NQ h BL γ=β1=26°β2=35°（4）计算步骤根据4.5H法确定圆心位置，如下图:（3）计算位置选取：①滑动面位于路基左边缘处；②滑动面经过路基中央分隔带边缘；③滑动面位于路基左边缘处:滑动面经过路基中央① 圆弧范围内土体自每土基和填土交点处向二侧每5m一段。
② 在CAD中量取分段中心距圆心竖线的水平距离 ，其中在圆心竖线左侧为负，右侧为正，sin ii x Rα=滑动面在土基内时，法线方向分力：③ 计算每个土条的面积。
④ 以路堤纵向长度1m计算出各个分段的重力G i ，G j 。
⑤ 将每一段的重力G i 、G j 化为二个分力：切线方向分力：根据以上计算步骤得出各种情形的计算结果如下所示。
情形1：滑动面经过距路基左边缘1/4路基宽度处，计算如下表：情形2：滑动面经过距路基中线，计算如下表：cos i i iN G α=sin i i iT G α=L i =44.83mL j =18.62mL i =25.43mL j =38.85m（6）稳定系数计算稳定系数K计算公式为：其中，f=0.700f=tan(φ)情形3：滑动面经过距路基最危险处计算如下表：土条序号1~4滑动面在土基内，其余在路堤内。
5章 路基边坡稳定性分析
5.1 边坡的剪切破坏
路基边坡滑坍是公路上常见的一种破坏现象，铁路、 港口、水坝、河堤等构筑物也时常发生边坡滑坍（崩塌、坍 塌、滑坡、滑移或沉落等失稳现象统称为滑坍）。
因此，对于较高的路堑和路堤（尤以浸水情况下的桥 头引道或沙滩路堤）要作稳定性验算。
根据土力学原理，路基边坡滑坍是由于边坡土体的剪 应力超过其抗剪强度所产生的剪切破坏。因此，凡是 使土体剪应力增加或抗剪强度降低的因素都可引起边 坡滑坍。
通过坡脚点A，可有任意个滑动面，滑动面的位置 不同，k值亦不同，边坡稳定与否的判断依据，应 是稳定系数的最小值kmin,相应的最危险滑动面的 倾角为ω0。（b图）
（2）影响压实的因素
上式表明： k 值是 ω值的函数，为此可选择 3~5 个滑动面， 计算并绘制 k 与 ω的关系曲线，如 c 图，即可确定 kmin 及 其相应ω0，不言而喻，当kmin值符合规定，路基边坡为 稳定，否则，路基断面另行设计与验算，直到符合要求
1）破裂面以上的不稳定土体是沿破裂面作整体滑 动，不考虑其内部的应力不均匀分布和局部移动；
2）土的极限平衡状态在破裂面上达到；
3）最危险滑动面位置通过试算来确定。
2、土体计算参数的确定和车辆荷载的换算
1）土体计算参数的确定 对 于 路 堑 或 天然土坡稳定分析需 c 要 —— 原状土的容重γ(kN/m 3) 、内摩擦 角φ和粘聚力c (kPa)；
5.3 浸水路堤稳定性验算
1、浸水路堤水位降落的影响 浸水路堤定义：建筑在桥头引道，河滩及河流 沿岸，受到季节性或长期浸水的路堤，称为 浸水路堤。 浸水路堤受力：除承受着普通路堤所承受的外 力和自重外，还要承受水的浮力和渗透动水 压力的作用，当河中水位上升时，水从边坡 的一侧或两侧渗入路堤内，如下图所示。
路基稳定性验算
利用简单条分法进行路基稳定性计算一． 绘出最高填方路基横断面图（见CAD 图）二． 将汽车-20级荷载换算成土柱高，设两辆重车并列，则横向分布宽度可由公式换算得到B 。
在进行路堤稳定性验算时，将车辆荷载按最不利情况排列，并换算成相当的土层厚度。
公路二级汽车荷载换算成土柱高： 由《路基路面工程》有BlnGh γ=0 ；式中：n —并列车辆数 l —标准车辆轴距G—一辆重车的重力γ—路基填料的重度为20KN/m 3； B —荷载横向分布宽度本设计公路为二车道，设计荷载采用：汽车-20，挂车-100，则2n =,KNG 300=,m l 6.5=,6.03.118.12)1(+⨯+⨯=+-+=e d n nb B =m5.5则m h 97.06.55.52030020=⨯⨯⨯=。
三． 路基整体稳定性分析选择最大填土高度为7.12m 的横断面进行稳定性分析。
由资料可知:该路堤填土为低液限粘土，土的重度3m 20KN =γ土的内摩擦角 24=ϕ，黏聚力10=c Kpa 。
为简化计算，可假设破坏面为一圆弧滑动面，采用简单条分法进行计算。
四． 确定圆形辅助线先由4.5H 法确定圆心辅助线位置：10h h H +=，1h 为路基高度，0h 为汽车荷载换算高度。
计算知：H=4.99+0.97=5.96m 加上汽车荷载换算高度后，换算后的边坡坡度为8.09:13.33=1:1.5,查表知352,251==ββ，作图如下，得到0点。
五． 条分法验算路基稳定性土条编号)(b m i )(m x i )( i α)(m l i)(2m A i )(i kN W )(cos kN W i i α (sin kNW i i α1 2.5 12.97 59.98 4.996979 6.12 122.4 63.07255 104.8981 2 2 10.72 45.1 2.833377 11.15 223 157.4096 157.9596 3 2 8.72 35.18 2.446944 14.6 292 238.657 168.2463 4 2 6.72 26.36 2.232088 15.25 305 273.2831 135.4302 5 2 4.72 18.17 2.104963 13.66 273.2 259.5731 85.20576 6 2 2.72 10.35 2.033081 12.06 241.2 237.2724 43.35034 7 2 0.72 2.73 2.002272 9.86 197.2 196.9767 9.381789 8 2 -1.28 -4.85 2.007187 7.16 143.2 142.6869 -12.1115 9 2 -3.28 -12.52 2.048718 5.41 108.2 105.6282 -23.4502 101.95 -5.25 -20.32.079137 2.0140.237.70365-13.9454∑=102i i l24.78474627∑92icos iWα1712.2632i iWαsin ∑654.964989六．。
第四章 路基边坡稳定性设计
§4.1概述 一、边坡稳定系数 边坡高度：土质边坡高度超过18m，石质边坡高度超过20m，一般要 进行稳定性验算。 边坡稳定系数： K 式中：R—抗滑力； T—下滑力。 K=1，边坡处于平衡状态。 K＞1，边坡稳定。 K＜1，边坡不稳定。 一般要求：K≥1.20—1.25 直线滑动面：适用砂类土（砂土、砂性土）、碎（砾）石土等 圆弧滑动面：适用具有一定粘结力的粘性土、粉性土等
其稳定系数按下式计算（按纵向1m计，下同）为
R Nf cL Q cos tan cL K T T Q sin
式中：R——沿破裂面的抗滑力； T ——沿破裂面的下滑力； Q——土楔重量及路基顶面换算土柱的荷载之和； ω ——滑动面的倾角； φ——路堤土体的内摩擦角； c——路堤土体的单位黏聚力； L——破裂面的长度。 在关系曲线上找到最小稳定系数值Kmin及对应的极限破裂面倾斜角。 （P74 图4-4）
Φ=20 °,土的粘聚c=10kN/m2 求（1）当开挖坡度角θ=60°，土坡稳定时的 允许最大高度 （2）挖土高度为6.5m时的稳定坡度θ。
喷锚支护
喷锚支护
组合式支护结
组合式支护结构
边坡稳定系数:
K
M y M S
圆弧法的基本步骤如下：
①通过坡脚任意选定可能发生的圆弧滑动面AB，其半径为R，沿路线 纵向取单位长度1m。将滑动土体分成若干个一定宽度的垂直土条，
0.53
0.77 0.88 0.96 0.99 0.99 0.97 0.93
29.9
57.5 56 51 49.7 38.5 24 4.8
508
971 951 866 845 654 408 82
①4.5H法（图4-6）
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路基边坡稳定性验算计算书
一、计算说明
本设计路线中，以K0+080断面路堑边坡高度（H=30m）最高，故本计算算例取K0+080断面边坡进行计算。
具体边坡稳定性分析参数：路基填土为低液限粘土，粘聚力c=10Kpa,内摩擦角27度。
容重r=17KN/m3，荷载为公路Ⅰ级。
计算方法采用4.5H法确定圆心辅助线。
此边坡坡率不一致，故采用平均坡度进行计算，经计算可知此边坡的平均坡度为1:1.如下图示：
二、计算过程分析
计算原理采用瑞典条分法，将圆弧滑动面上的土体按照6m的宽度进行划分。
下图所示为o1圆弧滑动面的计算实例
采用计算表格可得计算结果：
L=
=R θπ
180
88.02m 则边坡稳定系数为： =
+=
∑∑i
hi b i
hi b cL Ks θγθϕγsin cos tan =⨯⨯⨯⨯⨯+⨯505
.9661701
.23927tan 61702.8810 1.35>1.25
按照上述方法一一计算出o2、o3、o4、o5处的稳定系数分别为1.32、1.29、1.33、1.37.故取Ks=1.29为最小的稳定系数，此时由于Ks>1.25,所以边坡稳定性满足要求。