1、1路基工程路基工程第七章第七章7-0 引言 7-1 7-1 基本分析方法基本分析方法 7-2 7-2 路基穩(wěn)定性驗算路基穩(wěn)定性驗算 7-3 7-3 整治措施整治措施 路基穩(wěn)定性分析路基穩(wěn)定性分析 27-0 引言 高路堤、深路塹、沿河路堤、軟土地基（不良地基）上的路堤路基失穩(wěn)的情況：深路塹因坡體失去支承或所采用的邊坡過陡高路堤、沿河路堤或軟弱地基上的路堤，因坡過陡，坡腳水流沖刷，地基承載力過低。陡山坡上填筑路堤，填方沿原山坡坡面下滑。分析方法：工程地質(zhì)類比法、力學(xué)驗算法（極限平衡法整體解、數(shù)值分析法精確解）極限平衡法假設(shè)：下滑的土體為無變形的剛體，求算下滑力同材料的抗剪強度達到平衡時的安全系數(shù)，

2、以最小的安全系數(shù)為準，安全系數(shù)=使材料的強度逐漸降低到開始失穩(wěn)為止，強度下降的倍數(shù)。缺陷：不能求算下滑體的內(nèi)力和反力，更不能求算應(yīng)力和應(yīng)變。37-1 路基穩(wěn)定性分析路基穩(wěn)定性分析1、極限塑性平衡：、極限塑性平衡：假定一滑動面（破壞面），土體為無變形的剛塑性體，當沿此破壞面上的剪應(yīng)力=抗剪強度，則處于極限平衡狀態(tài)。剛塑性體，F(xiàn)為巖土體所能提供的抗滑力與下滑力之比。 當下滑面為平面時，提供的抗剪力F為：可通過法向力、切向力、彎矩平衡法向力、切向力、彎矩平衡求解三個未知量 tgcSFSnFNtgCT4如圖7-2，二個破壞面，5個未知量：安全系數(shù)F，法向力N1的大小和作用點，法向力N2的大小和作用點，

3、三個平衡方程，超靜定。5當破壞面為折線、圓弧或非圓弧形時，為超靜定問題，用條分法，對n個土條可列出3n個平衡方程，未知量為安全系數(shù)F（1個）個），土條底面的法向力N（n個）個），土條側(cè)面的切向力V（n-1個）個），土條側(cè)面的法向力E（n-1個）個），作用點的豎向位置h（n-1個）個），總計4n-2個，有n-2次超靜定。 6為解決這些超靜定問題，對作用在土條界面上的力進行假設(shè)，將條塊側(cè)面的邊界條件簡化，常用方法：2、Fellenius法法假設(shè)：破壞面為圓弧，條塊豎向劃分，忽略側(cè)向作用力。 )77(sincos(67cos67sin(475711nii iniiiiiiiiniiiniiiiWtg

4、WlcFWNWtgNlcF）得代入法向力平衡）（）安全系數(shù)得代入7) 57(sin) 47(11iiiiiiiiiniiiiniiRXFtgNlcTTWXiWXWRT剪切強度對圓心的力臂自重，土條力矩平衡未考慮土條間的作用力，得到的安全系數(shù)偏小（保守），誤差1020%。3 3、簡化、簡化BishopBishop法法土條間的作用力簡化為水平推力Ei，忽略其作用點的位置和豎向剪力Vi的影響。P84圖7-5，豎向力平衡條件： 8)117(sincos67)107(/)sin(/)(sincos/)sin(570sincos11niiiniiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiWmtgWlcFm

5、FlcWFtgFlcWNWTN得代入代入得將得到的安全系數(shù)比Fellenius法的結(jié)果略大，誤差27%。疊代法。4 4、推力傳遞法、推力傳遞法假設(shè)：側(cè)面有豎向的剪應(yīng)力，不計Pi作用點的位置。9 “=”右側(cè)第1項為土條的下滑力，第2項為上側(cè)土條傳下來的剩余下滑力，第3項為該土條的抗滑力。實際工程中，給定F的條件下，求最后一個條塊的剩余下滑里PN，若PN0，則不穩(wěn)定，須設(shè)抗滑措施，此PN可作為一般支擋結(jié)構(gòu)的設(shè)計推力，若社加筋土擋墻，可作為設(shè)計抗拔力。 求F時用試算法：Pi=0，F(xiàn)正好；Pi0，F(xiàn)偏大，降低F。 驗算時：在給定F的條件下，最后一個條塊的剩余下滑力。 Fellenius法完全忽略了條間

6、力，得到的安全系數(shù)最小，簡化的Bishop法考慮了土條間的水平推力，得到的安全系數(shù)較大，傳遞系數(shù)法計及了土條間的豎向力，安全系數(shù)相對最大。 10117-2 路基穩(wěn)定性驗算路基穩(wěn)定性驗算 通過對可能的破壞面確定其安全系數(shù)，來判斷路基坡體是否穩(wěn)定和是否要采取相應(yīng)的措施。步驟：選擇潛在破裂面的形狀和位置（多個）選擇驗算方法土條劃分確定滑移面上的C、計算土條中的作用力求F1 第一個滑移面中安全系數(shù)求F2Fn 第二個至第n個滑移面中安全系數(shù)求F最小值，并與允許的安全系數(shù)比較。 121、破壞面形狀和位置的選擇破壞面形狀和位置的選擇：透水性材料（砂、礫、碎石）直線破壞面直線破壞面，并通過路堤坡腳的面。由均質(zhì)

7、的粘土組成圓弧形滑動面，“4.5H法”，也經(jīng)過路堤坡腳。13軟土地基上的路堤接近圓弧，當hH，滑移面的深度在11.5H，也在G點附近。斜坡上的路堤：a沿坡面滑移 b沿坡面下軟弱面滑移 2 2、條塊劃分與自重計算：、條塊劃分與自重計算：劃分原則: 土層條件有變化時 填料有分層時， 滑移面坡度有變化時，目的是保證其C、值在同一個條塊上是定值。1415車輛荷載橫向分布長度輪胎的著地寬度，車輛荷載縱向分布長度車重填土容重車道數(shù)，BednnbBelGnBlGnh103、車輛荷載換算：、車輛荷載換算：原則：換算成與填料容重相同的當量土柱高度。16車型 汽10汽15 汽20 汽超20 履帶-50 掛80，1

8、00，120 車重KN 150 200 300 550 500 l（m） 4.2 4.2 5.6 13 4.5 6.6 b（m） 1.8 1.8 1.8 1.8 2.5 2.7 Dmin(m) 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 e（m） 0.5 0.6 0.6 0.6 0.7 0.5 174 4、總應(yīng)力與有效應(yīng)力分析、總應(yīng)力與有效應(yīng)力分析孔隙水壓力特征：總應(yīng)力不排水 方法選取見P90表7-5。水飽和的填方路堤，初期穩(wěn)定性較差，隨時間其穩(wěn)定性上升，用總應(yīng)力法；水飽和的挖方路塹，較危險的是長期穩(wěn)定性，隨時間其穩(wěn)定性下降，用有效應(yīng)力法。5、浸水路堤、浸水路堤當水位線或滲流面以下的土體受

9、到水的浮力（孔隙水壓力），該處土的抗剪強度 法，長期穩(wěn)定性分析法，有效應(yīng)力分析排水剪切有效應(yīng)力穩(wěn)定性分析不排水剪切強度，短期、不排水總應(yīng)力),(ccCSuuu)147(、法向應(yīng)力有效粘結(jié)力、內(nèi)摩阻角、有效法向力nniiwwiiictgcSlhNNN18niiiniiiwwiiiiiwiiiwwiiniiiniiiiiWtglhWlcFhbhNNWtgNlcF1111sincossecsin土條浸水高度（有效法向力）穩(wěn)定性驗算公式為：196、地震力、地震力地震烈度7度，方考慮地震力影響。將豎向力忽略，水平動力等效成靜力作用。7、抗剪強度參數(shù)、抗剪強度參數(shù)C、根據(jù)現(xiàn)場的排水條件測定C、 ，野外測定

10、方法：標準貫入試驗(SPT)（注意地下水位以下以浮容重計）室內(nèi)試驗：直剪試驗、三軸壓縮試驗或無側(cè)限壓縮試驗直剪試驗：有效應(yīng)力（排水試驗）三軸壓縮試驗：總的剪切強度參數(shù)（飽和、非飽和），也可測有效剪切強度。 土條到圓心的力臂重要性修正系數(shù)綜合影響系數(shù)水平地震系數(shù)土體重量iniiiiiniiiiiiRQWtgQNlcFcccWWcccQ11321321/sinsin208、要求安全系數(shù)、要求安全系數(shù)原因：計算方法，結(jié)構(gòu)重要性、參數(shù)取用不合理，一般F為1.251.50，若已計入地震力，F(xiàn)取1.01.20。73 73 整治措施整治措施 1、造成原因：、造成原因：勘察不充分設(shè)計不合理施工不規(guī)范偶然性（環(huán)境因素、養(yǎng)護因素、荷載因素）2、前提措施：、前提措施：1）攔截并排除所有進入失穩(wěn)區(qū)的地面徑流。2）填封并夯實滑動區(qū)內(nèi)所