路基稳定性验算教学要求1、描述需要进行路基边坡稳定性分析与验算得情况,说明边坡稳定性分析常用得两种验算方法;2、通过试验确定边坡稳定性验算中所需得土得参数资料;3、描述力学验算法、工程地质法得概念及直线滑动面法、圆弧滑动面法得验算思路,步骤及适用性;4、描述圆心辅助线得两种确定方法;5、描述陡坡路堤稳定性验算得思路、步骤及适用性,会选择路基稳定性得加固措施。主要内容第一节概述路基边坡稳定性分析验算,就是路基设计得主要内容。有几种情况须进行设计与验算:1)边坡高度超过20m得路堤2)土质挖方边坡高度超过20m路堑3)岩石挖方边坡高度超过30m路堑4)陡斜坡路堤5)浸水得沿河路堤6)特殊地段得路基一、边坡滑动面分析二、汽车荷载当量高度计算三、边坡稳定性验算得计算参数图解或表解法中多层土得参数得确定:第二节高路堤与深路堑得边坡稳定性验算1、力学验算法包括:直线法、圆弧法与不平衡推力法三种。2、工程地质类比法根据稳定得自然山坡或已有得人工边坡进行土类及其状态得分析研究,通过工程地质条件相对比,拟定出与路基边坡条件相类似得稳定值得参考数据,作为确定路基边坡值得依据。一般情况下:土质边坡——力学验算法(设计),工程地质类比法(校核)。岩石或碎石土类边坡——工程地质类比法。一、直线滑动面法如图2-1-4-4a,通过坡脚A点,继续假设几个(3～4个)不同得滑动面,按上式求出相应得稳定系数K1,K2,K3…等值,并绘出K＝f(α)曲线(图2-1-4-4b),在此关系曲线上找到最小稳定系数Kmin及对应最危险滑动面时得倾斜角α0。为保证边坡稳定性必须有足够得安全储备,稳定系数Kmin≥1、25,但K值也不宜太大,以免造成工程不经济。二、圆弧滑动面法1、条分法1)计算公式及步骤(1)如图2-1-4-5所示,通过坡脚任意选定一个可能得圆弧滑动面AB,其半径为R。将滑动土体分成若干个垂直土条,其宽度一般为2～4m,通常分8～10个土条,为了计算方便,分条时,垂直分条线分别与圆心垂直轴重合,与不同土层与边坡交接点及圆弧滑动面交接点重合。(2)根据每个土条得面积,纵向以单位长度计,计算出每个土条得土体重Q,引至滑动圆弧面上并分解为:切向分力法向分力式中:为第i条土体弧段中心点得径向线与该点垂线之间得夹角,。(3)以圆心O点,半径R,计算滑动面上各力对O点得滑动力矩。滑动力矩Ｍ滑动＝(∑Ｔi－∑Ｔi′)Ｒ抗滑力矩Ｍ抗滑＝(∑Ｎiｆ＋∑ｃＬi)Ｒ(4)求稳定系数K:2)危险圆心辅助线确定为了较快地找到最危险滑动圆心,减少试算得工作量,根据经验,危险滑动面得圆心在一条直线上,该直线称为圆心辅助线。确定圆心辅助线得方法有4、5H法与36°法。(1)4、5H法(如图2-1-4-6所示)4、5H法得步骤如下:①由坡脚E向下引垂线并取边坡高度H得F点。②自F点向右引水平线并量取4、5H得M点。③连接坡脚E与坡顶S,求ES得斜度,根据i由表2-1-4-1查得β1、β2得角值。④自E点引与ES成β1角得直线,又由S点引与水平线成β2角得直线,两直线交于I点。⑤连接M与I,并向左上方延长,即得圆心辅助线。⑥如土仅有粘结力,而＝0,则最危险滑动圆弧得圆心就就是I点;如土除了粘结力之外还有摩擦力,则最危险滑动面得圆心将随φ值得增加,而在辅助线上向外移动。边坡斜度(2)36°法此法就是一种简化得方法,如图2-1-4-7所示,由E点作与水平线成36°角得射线EF,即为圆心辅助线。36°法较简便,但精确度不如4、5H法,若不计汽车荷载当量高度,计算结果也出入不大。2、表解法按条分法进行路基边坡稳定性验算时计算工作量较大,所以对均质、直线形边坡路堤,滑动面通过坡脚,坡顶为水平并延伸到无限时,可用表解法进行验算。如图2-1-4-8所示,稳定系数为:制表时略去行车荷载,用36°法确定圆心辅助线,假定滑动面通过坡脚,如图2-1-4-9所示。各个滑动圆弧得圆心自路基边缘S点开始,取SO1＝(0、25+0、4m)H,其中m为边坡率,H为边坡高度。自O1起,每隔0、3H定一点,分别为O2、O3、O4、O5。此时其A、B值见表2-1-4-2。陡坡路堤当路基修筑在陡坡上,且地面横破大于1:2、0或在不稳固得山坡上,路基不仅要分析路堤边坡稳定性,还要分析路堤沿陡坡或不稳定山坡下滑得稳定性。陡坡路堤边坡稳定性分析假定路堤整体沿滑动面下滑,边坡稳定性分析方法可按滑动面形状得不同分为直线与折线两种方法。一、陡坡路堤边坡稳定性分析方法1、直线法基底为单一坡面,土体沿直线滑动面整体下滑时,可用直线滑动面法。Ｋ＝(Ｑ＋Ｐ)cosαtgφ+cL/(Ｑ＋Ｐ)sinα2、折线滑动面法二、稳定加固措施本章小结