Transcript 第四章路基边坡稳定性分析

第四章 路基稳定性分析计算
design of slope stabilization
§4-1 概述
analysis rationale and methods of slope stabilization
一.边坡稳定原理
discipline of slope stabilization
滑动面形状: the type of sliding plane
直线（砂性土） straight line (sand soil)
曲线（粘性土） Curve (clay soil)
折线（陡坡路堤）meander line (steep embankment)
计算路基边坡稳定性的方法：
工程地质法 engineering geology method
力学分析法 mechanics analysis method
图解法
diagram method
计算路基边坡稳定性的基本方法：
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，取两者的比值为稳定系数K。
R
K 
T
K=1，边坡处于极限平衡状态
K小于1，边坡不稳定
K大于1，边坡稳定
K在1.2~1.25做为路基边坡稳定的界限值。
行车荷载是边坡稳定的主要作用力之一，计算时采用换
算成相当于路基岩土层厚度，计入滑动体的重力中去。
NQ
ho 
BL
静力平衡问题
Static balance problem
超静定问题
Redundancy problem
1、假设条件 assumptive conditions
1) 在用力学边坡稳定性分析法进行边坡稳定性分析时，都按平
面问题来处理；
2）砂性土和砾石采用直线破裂面法;
3）粘性土采用圆弧破裂面法;
2.假设条件 assumptive conditions
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
3）极限滑动面位置通过试算确定
二.边坡稳定性分析的计算参数
calculating parameters of
slope stabilization
analysis
1.土的计算参数
calculating parameters of soil
1）路堑或天然边坡
cutting or natural slope
2）路堤边坡
embankment slope
2.边坡稳定性分析边坡的取值
slope stabilization analysis
and the value calculation
of slope
h


h
ch

c
h
h

 
h
i
i
i
i
i
i
i
i
i
3.汽车荷载当量换算
equivalent conversion of automobile loads
当量土柱高
equivalent earth pillar height h 0
三.边坡稳定性分析方法
Analysis methods of slope stabilization
力学分析法和工程地质法
Mechanics analysis methods
Engineering geology methods
1.力学分析法
Mechanics analysis methods
1）数解法 mathematics analysis method
2）图解法 graphical analysis method
3) 表解法 table analysis method
2.工程地质法
Engineering geology methods
1）直线法 straight line method
使用范围 scopes of using : 砂类土 Sand Soil
路堑
cutting
成层砂类土路基
Stratified sandy
soil subgrade
一.试算法
R N  f  cL Q cos tan  cL
K 

T
T
Q sin 
二.解析法
Kmin  (2a  f )ctg  2 a( f  a) csc
2）.圆弧法 arc method
使用范围 scopes of using
粘性土 Clay Soil
圆弧法（条分法）的基本原理与步骤
the discipline and steps of arc method
1.原理
静力平衡法
同样假定土质均匀，不计滑动面以外的土
体位移所产生的作用力，计算时取单位长度，
将滑动体划分为若干土条，分别计算各土条
对于滑动圆心的滑动力矩My和抗滑力矩Mo，
取两力矩之比值为稳定系数，根据稳定系数
来判断边坡是否稳定。
K 
M
M
y
O
b 确定圆心辅助线 determining central auxiliary line
1）4.5H法一
2）4.5H法二
3）360法一
4）360法二
二.表解法和图解法
c
K  f .A 
.B
H
§4－2 陡坡路堤稳定性
Stabilization of steep slope embankment
一.陡坡路堤
Steep slope embankment
1.陡坡路堤可能滑动面示意图
Schematic diagram of possible steep slope
downslide
2.下滑的原因
Causes of downslide
二.陡坡路堤边坡稳定性分析方法
stabilization analysis methods of steep slope embankment
1.直线法 straight line method
2.折线法 broken line method
§4-3：浸水路堤稳定性
Stability of inundate embankment
一.浸透动水压力的作用
Effect of soakage hydrodynamic pressure
1.路堤内浸润曲线
Soakage curved line in the embankment
2.水位变化时的浸润曲线
Soakage curved line at the variation of water level
二.浸透动水压力的曲线
Curved line of the soakage hydrodynamic pressure
三.浸水路堤边坡稳定性分析
Stability analysis of inundate slope of embankment
四.不同条件下的浸水路堤稳定性验算
Stability computation of inundate embankment
under various conditions
1、充分压实的粘性土浸水路堤
2、透水性良好的浸水路堤
作业:
1.何谓滑坡，路基边坡滑坍的原因是什么？
2.路基边坡稳定性设计的目的和分析问题的核心是什么？
3.路基边坡稳定性验算有哪几种方法？对于高路堤、岩石类路
堑、土路堑各以哪些方法为主进行边坡验算？
4.试述直线法稳定验算方法、原理与适用范围场合。
5.试述圆弧法稳定验算方法、原理与适用场合。
6.表解法和图解法各适用何种条件？多层土体边坡稳定验算处
理方法？
7.什么情况下需进行浸水路堤边坡稳定性验算，与不浸水边坡
验算有何不同。若验算结果为不稳定，应采取什么措施？
第五章 路基防护与加固
protection and consolidation of subgrade
§5-1 概述 Introduction
一、路基防护与加固的目的
Purposes of subgrade protection and consolidation
二、路基防护与加固的类型
types of subgrade protection and consolidate
1、坡面防护 Slope protection
1）定义 definition
2）类型 type
植物防护和工程防护
protection with plants and projects
2、冲刷防护 protection against erosion
1）定义 definition
2）类型 type
间接防护与直接防护 indirect and direct protection
1）定义 definition
2）类型 type
3、地基防护 base protection
换填土earth replacement and filling
碾压夯实rolling and ramming
排水固结drainage consolidation
振动紧密vibration compactness
化学加固chemical consolidation
土工布earth work cloth
§5-2：坡面防护 slope protection
一、植物防护 protection with plants
1 定义 definition
2 类型 type
种草 planting grass 铺草皮laying lawn 植树 planting trees
种草: planting grass
适合坡面不陡于1：1，且坡面的径流较小时，或仅以防止坡面
侵蚀为目的。
铺草皮：laying lawn
适合于坡面较陡（可陡于1：1），且要短期内见效时采用。
种树： planting trees
适合于坡度不陡的各种土质边坡，或风化严重的岩石边坡，形
成“林荫大道”
平铺法
horizontal laying
叠铺法
Overlapping laying
方格法
squared laying
二、工程防护 protection with projects
1 定义 definition
2 类型 type
灰浆防护 dash protection
砂浆抹面 mortar top
勾缝 pointing
喷涂 spray coating
砌体防护 laying body protection
砌石防护 protection with laying blocks、
护面墙 protection with face wall
灰浆防护: dash protection
采用水泥、石灰类的粒料类混合料,对边坡进行表面罩面或填缝,
以防止坡面进一步风化、剥落合雨水浸入,保证边坡的稳定性.
砌体防护: laying body protection
采用干砌或浆砌片石、混凝土预制块、护面墙等坡面进行防护,
其适合于边坡严重剥落的边坡,在浸水路堤的路段,防止水对路基
边坡的冲刷和渗入,增强路基的强度和稳定性.
§5-3：冲刷防护 protection against erosion
一、直接措施 direct measures
1 定义 definition
2 类型 type
植物防护、砌石防护、抛石防护、石笼防护
vegetable protection
stone wall protection
riprap protection
gabion protection
目的：防止水对路基的冲蚀和加固边坡的双重攻效.
Objections:
preventing water erosion to subgrade
and consolidation slope
植物防护
vegetable protection
砌石防护：stone wall protection
干砌允许流速 2～4m/s;
浆砌允许流速 4～6m/s.
抛石防护 riprap protection:
在坡脚处抛粒径较大的石料，在坡脚处形成护脚。
允许流速allowable velocity of flow 3～5m/s
石笼防护 gabion protection:
用铁丝或竹木笼中，装入石料，然后抛在坡脚，在坡脚处形成
一定体积的护脚，以防止冲刷基础。
允许流速 allowable velocity of flow5～6m/s.
二、间接措施 indirect measures
1.定义 definition
2.种类 types
设置导治结构物 making structures
(丁坝 spur dike、顺坝longitudinal dike 、)
目的：改变水流方向，避免或减缓水流对路基的直接破坏作用。
Objection:
Changing direction of river flow,
avoiding or reducing the direct damage
to subgrade
§5-4：地基加固 base consolidation
一.换填土层法 replacing soil method
1、定义 definition
2、换填材料 replacing materials
换填方法：挖填、抛石挤淤、爆破挤淤等
Replacing method :
cutting and filling
throwing stones to packing sedimentation
Blasting to packing sedimentation
二.碾压夯实法 rolling and ramming method
1.定义 definition
2.步骤 steps
碾压夯实方法：碾压夯实、重锤夯实、强夯法
Rolling and compaction method
Rolling and compaction
heavy tamping method
三.排水固结法 drainage consolidation
1、定义 definition
排水固结方法drainage consolidation method
超载预压 surcharge preloading
塑料排水板法 plastic sheet drainage
砂井堆载预压法
sand well stacking preloading method
四、挤密法 vibration compactness
1.定义 definition
2 .种类 types
砂桩sand pile、石灰桩 lime pile
五、化学加固法 chemical consolidation
1.定义 definition
2.种类types
水玻璃 soluble glass
水泥浆液 cement paste
纸浆 paper pulp
3、施工工艺 construction process
注浆法、旋喷法、深层搅拌法
Grouting method
Turning spraying method
Mixing deeply method
六、复合地基法 composite base method
复合地基方法 composite base method
深层搅拌石灰桩 mixing lime pile deeply
深层水泥粉喷搅拌桩
cement spraying mix pile deeply
高压喷浆法 high-pressure spraying mud method
灌浆法 grouting method