4.5H法驗算路基穩(wěn)定性

路基穩(wěn)定性驗算為了保證路基的穩(wěn)定性，對于地質與水文條件復雜、高填深挖、地面坡度陡于1：2.5的邊坡，需要進行邊坡穩(wěn)定驗算。在本路基設計中，出現(xiàn)了較高路堤和深路塹，因此需要進行邊坡穩(wěn)定性驗算，并結合實際情況，選定合理的工程技術措施提高路基穩(wěn)定性。高路堤邊坡穩(wěn)定性計算在本路線中，樁號K2+060處邊坡填土高度最大為8.46m，填土高度較大，需要進行路堤穩(wěn)定性驗算。驗算采用圓弧滑動面條分法進行計算?；举Y料：土質路堤邊坡高H=8.46m，設置邊坡坡率為：邊坡1：1.5；現(xiàn)擬定填土的粘聚力C=32kpa，內摩擦角φ=35°,容重γ=20kN/m3，地基土的粘聚力C=，內摩擦角φ=35°，容重γ=20kN/m3。計算荷載為公路一I級汽車荷載。計算過程如下：(1）行車荷載換算高度h按下式計算換算土柱高h為：h=NQ/BLγ式中：L—前后輪最大軸距，按《公路工程技術標準》（JTGB01-2014）規(guī)定對于標準車輛荷載為為12.8m；B—橫向分布寬度：B=Nb+(N-1)m+d=2×1.8+（2-1）×1.3+0.6=5.5m因此h=5.5×12.8×20/1000=0.78125m由于行車荷載對較高路堤邊坡穩(wěn)定性影響較小，為簡化計算，將換算高度分布于路基全寬上。(2）確定圓弧輔助線位置本例按4.5H法確定滑動圓心輔助線。根據規(guī)范，邊坡坡比為1：1.5時，β=33.69°，查規(guī)范得β1=26°，β2=35°。根據4.5H法確定圓心位置，如下圖。圖5-14.5H法確定圓心（3）計算位置選取通過路基中線；通過路基右邊緣；通過距路基右邊緣1/4路基寬度處。（待完善）經過路基中央分隔帶邊緣的滑動面如圖5-3所示。另外，圖5-4展示了滑動面經過距路基右邊緣1/4路基寬度處的情況。計算步驟如下：1.圓弧范圍內土體自每土基和填土交點處向兩側每5m分段。2.在CAD中量取分段中心距圓心豎線的水平距離xi，其中xi在圓心豎線左側為負，右側為正，sinαi=xi/R。3.計算每個土條的面積Ai。4.以路堤縱向長度1m計算出各個分段的重力Gi、Gj。5.將每一段的重力Gi、Gj化為兩個分力：滑動面在土基內時，法線方向分力Ni=Gicosαi，切線方向分力Ti=Gisinαi；滑動面在路堤內時，法線方向分力Nj=Gjcosαj，切線方向分力Tj=Gjsinαj，并分別計算出它們的和，∑Ni(j)和∑Ti(j)。6.計算出滑動曲線圓弧長Li、Lj。根據以上計算步驟得出各種情形的計算結果如下所示。情形1：滑動面經過距路基左邊緣1/4路基寬度處，計算如表5-1所示。表5-1滑動面經過距路基左邊緣1/4路基寬度處計算表序號xisinαicosαiAiWi(j)Ni(j)Ti(j)Li12.02920.0890.99601.8382m236.618KN3.270KN73.980KN36.764KN24.42150.1940.98104.5856m289.973KN17.774KN149.026KN91.712KN36.72150.2950.95566.7763m2135.526KN39.928KN160.325KN129.511KN49.02150.3950.91858.3520m2167.040KN66.052KN184.666KN153.426KN511.32150.4960.86829.2333m2184.666KN91.638KN185.770KN160.325KN613.62150.5970.80229.2885m2185.770KN110.914KN165.330KN165.330KN715.92150.6980.71628.2665m2165.330KN115.377KN118.415KN160.325KN818.22150.7990.60183.6990m273.980KN59.086KN44.519KN36.764KN定性要求。根據數據，土條序號1~5的滑動面在土基內，其余在路堤內。土條底部滑弧長分別為Li=21.3668m和Lj=10.6038m。計算穩(wěn)定系數K的公式為K=(fi∑Ni+ciLi)+(fj∑Nj+cjLj)，其中i和j分別表示土條序號，n為土條總數，Ni和Nj為土條序號i和j下方的有效應力，ci和cj為土條序號i和j下方的摩擦