路基边坡加固设计稳定性分析.docVIP

路基设计稳定性 摘　要：道路一直是人们离不开的交通基础，路基是道路的根本，它影响着道路整体的稳定性，提高路基稳定性可减少路基病害的发生，所以设计中的稳定性分析是其重要的一环，路基的稳定性不仅取决于路基的断面形状和尺寸，还受岩土性质、荷载、排水条件、气候等诸多环境因素的影响。 关键词：路基设计；稳定性分析；稳定性计算 引言　　随着我国经济水平的不断提高，国家和政府部门对道路的修建和整改也越来越重视。设计道路时考虑的因素包括很多方面，其中最重要的因素就是道路路基的稳定性。在道路的建设上，保证道路有坚实而稳定的路基状态，是路基设计过程中最重要的任务，也是保证车辆行驶安全的一个重要条件，因此对于道路路基设计过程中的稳定性进行研究具有非常重要的现实意义。 一、路基边坡的稳定性原理　　路基是路面的基础，它和路面共同承担行车荷载的作用。路基的稳定性，除了施工质量等因素外，—般取决于边坡和地基的稳定性。 1、路基的内在质量应具备三个要求：　　（1）具有足够的整体稳定性：路基的稳定是相对的，是由路基的整体决定的。当路基在外界应力作用下，岩石间无位移或位移量能控制在某一个标准内，就可以认为路基是稳定的。　　（2）具有足够的强度：路基的强度主要取决于岩石的强度，如果填料具有良好的级配，并碾压密实，尽可能使岩石破碎，就可以在一定程度上保证路基的强度。　　（3）具有足够的水稳性：路基的稳定性会受自然因素的影响，特别是受雨水的影响较大。因此，路基需要具有足够的水稳性来保持路面的安全。　　简而言之，就是路基要达到“密实”、“均匀”和“稳定”的使用要求。2、影响道路路基稳定性的因素 （1）路基的病害　　影响道路路基的稳定性是综合性因素，不能孤立于一个方面，首先需要从路基的病害入手，探究影响路基稳定性因素，路基主要有以下病害：　　路基沉陷：其特征是路基表面产生较大的竖向位移。　　路基边坡的塌方或滑动：塌方或滑坡是指路基边坡土体沿着滑动面整体向下滑动。　　根据路基的病害进行分析，分析得出影响路基稳定的因素主要表现自然因素和人为因素两个方面。 （2）影响公路路基路面稳定性的自然因素　　1）地形，平原地区地势平均，很容易保证路基的稳定性；但山岭丘陵地区的路基强度与稳定性不易保证。　　2）地质，各种土质的抗碱强度、抗水能力是不一样的，沿线岩土的种类、成因、岩层的走向、风化程度等都会影响路基的稳定性。　　3）气候，公路沿线地区的气温、降雨量、降雪量、冰冻深度、日照、年蒸发量、风力、风向等，影响路基路面的水温状况。　　4）水文与水文地质，地面径流、河道的洪水位、河岸的冲刷、地下水位、地下水移动都会影响路基路面的稳定性，如处理不当，往往会导致路基路面产生各种病害。 （3）人为因素　　行车荷载的作用、路基路面设计、施工及养护是否正确等都会影响路基的稳定性。另外，由于人类不合理地开挖，或在斜坡上建房，都有会引起斜坡变形破坏。 二、路基边坡的稳定性分析 1、稳定性分析 路基边坡破坏时形成一滑动面，其形状与土质有关。粘性土边坡的滑动面为碗形或圆柱形；松散的砂性土及砂土边坡的滑动面类似于一平面。 如果下滑面是单一平面，则根据静力平衡原理可以求解力末知量，这是一个静力平衡问题；如果下滑面具有二个破坏面，稳定性分析必须确定两个破坏面上的法向力大小和作用点，但只能建立三个平衡方程，因此是一个超静定问题。 a直线破坏面 b折线破坏面 图4-1 路基边坡的滑动面 如果下滑面具有多个破坏面，稳定性分析时必须确定每个破坏面法向力的大小和作用点，同样只能建立三个平衡方程，因而这是一个多次超静定问题(图4-1c)。 c曲线破坏面 图4-1 路基边坡的滑动面 要解决这个问题，必须作一些假设，使之变成静定问题。 （1）力学分析时按平面问题处理； （2）松散的砂性土和砾石土采用直线破裂面法； （3）粘性土采用圆弧破裂面法 基本假定： 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，滑动时成整体下滑。 3）最危险滑动面位置，通过试算来确定。 2、所需参数取值 1）对于路堑或天然土坡为： ① 原状土容重 ② 内摩擦角φ（°） ③ 粘聚力C (kPa) 2）对于路堤填普通土者为： ①?压实后的容重 ② 内摩擦角φ（°） ③ 粘聚力C (kPa) 3、荷载当量高度： 以相等压力的土层厚度来代替荷载。 当量高度 的计算公式： =NQ/(LBγ)　 式中：B—横向分布车