路基稳定性计算讲述.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 3、条分法的计算图示 首先确定圆心O和半径OA 一般，圆心的位置在圆心辅助线EF的延长线上移动。 E点和F点可由4.5H法确定： E点：由A点，向下取H深度，再作水平线4.5H，得E点； F点：由角度β1和β2的边线相交而定。 β1、β2由教材P77 表4-1 当φ＝0时，F点即为 最危险滑动面； 当φ0时，F点沿辅 助线向左上方移动 通常取4～5点为圆心， 分别求K值 圆心辅助线也可用 36度线法绘制。 见教材P77图4-7 4、条分法的计算式 计算稳定系数K值的基本公式 式中： Ni——各土条的法向应力； Ti——各土条的切向应力，有正负之分； ?i——各土条重心与圆心连接线对竖轴y的夹角； Y轴右侧取正值，左侧取负值； L ——滑动面圆弧全长； ?0——圆心角。 计算参数内摩擦角φ，粘聚力c及重度γ，一般取固定数值 当路基分层填筑时，参数相差较大，可取加权平均值 5、条分法的表解和图解 1）表解法 主要是对条分法进行简化后的粗略估算使用 2）图解法 将土条的高度a，宽度b和弧长L，统一换算成边坡高度H的函数：a=YH; b=XH; L=ZH 其中，A，B值与X，Y，Z相关，见表4-2 取极限条件 K＝1.0，并令 则上式为： 对不同土层和边坡的路基作大量运算，并绘成图，以供查询。见图4-11 学习教材P79和P80的例题 6、圆弧滑动面的解析法 针对高塑性土：内摩擦角很小，取φ＝0； 分为坡脚圆法和中点圆法 坡顶为水平面，圆弧滑动面通过坡脚，称之为坡脚圆； 其中， 见教材P82公式（4-13） 软弱地基上的高塑性土路堤，坡顶为水平，而原地面成水平或者向下倾斜。破坏时，最危险滑动面在坡脚以外，连同部分软土地基软弱土形成整体滑动，此类滑动面称为中点圆，且最危险滑动面圆心，必须位于通过边坡正中点的竖向轴线上。 见教材P80图4-12 见教材P84图4-16 注意这里的 与坡脚圆法不一样 α53°时为坡脚圆；α53 °时为中点圆； α60 °时为坡面圆 学习教材P83和P85的例题 7、简化的Bishop法（1955） ①建立土条侧面力平衡方程，土条 i： △Hi＝Hi＋1－Hi 忽略成对条间力产生的力矩 ②按滑动体整体力矩平衡： 则△Hi＝0 一般式 简化式 由于 因V1=0 通常迭代3～4次就可满足精度要求 ③迭代法求Ks 假定Ks＝1.0 计算mθi Ks′ Ks′ 是 否 Ks′= Ks 7、公路路基设计规范验算方法 简化的Bishop法 不平衡推力法 不平衡推力法假定各土条间推力Pi （即水平力Ei和竖向力Vi的合力）的作 用方向平行于上侧土条滑动面的倾角。 8、公路路基设计规范要求 特点 第四节 软土地基的路基稳定性分析 公路工程线长面广，沿线地质、水文条件复杂多变，受多种因素制约，线路不可避免要穿越软土区； 软土特点是细粒土组成的空隙比大（e?1）、天然含水量高（wwL ,大于30～50%）、压缩性高（a1-20.5Mpa-1）、强度低（Cu30Kpa）和具有灵敏结构性的土层。 软土分布： 沿海地区、内陆湖泊和河流谷地分布着大量淤泥、淤泥质粘土等软土。 软土分类： 河海沉积 湖泊沉积 江滩沉积 沼泽沉积 软土地段高填方路基 主要病害 路基不稳定 沉降过大 及不均匀沉降等问题 工程性质恶劣，尤其 在振动荷载的作用下，易产生侧向滑移及蠕变，对路基、构筑物的影响较大。 主要措施: 薄层软土—原则上清除换土 厚层软土---- 稳定分析,达到要求; 加固措施; 采用其他结构物-修筑桥梁 临界高度的定义 指天然路基状态下，不采取任何加固措施，所容许的路基最大填土高度。 计算公式 1、临界高度的计算 1）均质薄层软土地基 2）均质厚层软土路基 式中：Hc —— 容许填土的临界高度； c —— 软土的快剪粘结力； γ—— 填土的容重； Nw —— 稳定因数，其值与路堤坡角及深度因素λ=（d+H）/H有关，见P86