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瑞典圆弧法研究坡体稳定性在鹰厦线应用 　　摘要: 本文利用瑞典圆弧法基本理论，分析鹰厦线K290+795～+905坡体的稳定性，为坡体的防治设计提供理论依据。 　　关键词:鹰厦线 瑞典圆弧法 边坡 应用 　　 　　1 线路概况 　　 鹰厦线K290+795～+905穿行于崇山峻岭之中，地形起伏连绵，山势陡峻，地面坡度多在30°～40°之间，植被以杂草灌木为主。铁路线路沿山区青州支流左岸，自铁路路基下部通过，线路走向与滑坡主轴线几乎垂直。 　　2 水文、地质条件 　　 地处福建省南平市，为全省降水中心之一，年平均降水量1602.2～1889.6毫米。日降雨量最大的247（武夷山市发生在1968年7月11日）和268（光泽发生在1967年6月22日）。 　　 该段地表覆盖层为砂粘土夹碎石，层厚1.0～6.0米，覆盖层以下为石炭系下统强风化至中风化变质砂岩、泥岩。其中近邻线路路堑由于开挖清晰可见中风化――强风化的变质砂泥岩，呈块石――碎石状。地层从上而下以此为： 　　 (l) 砂粘土夹碎石，红褐色―灰褐色，呈土状，厚0～5.0米。属I类松土。 　　 (2) 强风化砂岩、泥岩，呈砂粘土夹碎块石，硬塑-半干硬、中密状，厚7～10.0米。其中泥岩软弱层易于风化、泥化而形成潜在滑动带。属Ⅱ类普通土。 　　 (3) 中风化砂岩、泥岩互层，紫红、灰褐色，岩体节理裂隙发育，可见4组节理，层状构造，岩层产状：90-95°∠20-25°，属Ⅳ类软石。 　　3 瑞典圆弧法计算原理 　　 该法假定土坡稳定分析是一个平面应变问题，滑面成圆弧型。 　　 下图为圆弧形滑面滑坡的事宜图，其中ABCD为滑动土体，弧CD为圆弧形滑面。滑坡发生时，滑动土体ABCD同时整体地沿弧CD向下滑动。对圆心O来说相当于整个滑动土体沿弧CD饶圆心O转动。 　　 　　 　　 　　 图1：圆弧形滑面 　　 　　 　　 在具体计算中，将滑动土体ABCD分成n个土条，土条的宽度一般取2-4m。 　　 土条的自重Wｉ这个力作用在土条的重垂线上，它与滑面交点P上的两个分力为： 　　 Nｉ= Wｉ*cosαｉ 　　Tｉ= Wｉ* sinαｉ 　　 式中αｉ――该P点处的重垂线与滑面半径OP的夹角（或P点处圆弧的切线与水平线的夹角）； 　　 Nｉ――Wｉ在滑面P点处的法向分量，它通??滑面的圆心O，这个力对土坡不起滑动作用，但却是决定滑面摩擦力大小的重要因素； 　　 Tｉ――Wｉ在滑面P点处的切向分量，它是滑动土体的下滑力。 　　 (1) 滑面上的抗滑力Tｉ/ 　　 这个力作用于滑面P点处并与滑面相切，其方向与滑动的方向相反。按库仑黏性土的抗剪强度公式，其值为 　　Tｉ/= Nｉ* tanΦ+c*lｉ 　　 式中lｉ――第ｉ个土条的弧长。 　　 (2) 条间的作用力Xｉ，Yｉ，Xｉ+1和Yｉ+1 　　 瑞典圆弧法假定：Eｉ和Eｉ+1大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，因而在土条的稳定分析中不予考虑。 　　 如将上述各力对滑面的圆心O取矩，可得滑动力矩Ms和抗滑力矩Mr为 　　 Ms=R*ΣTｉ 　　 Mr=R*Σ（c*lｉ+ Wｉ* cosαｉ* tanΦ） 　　故稳定系数K为 　　 K=Mr/Ms=Σ（c*lｉ+ Wｉ* cosαｉ* tanΦ）/ΣTｉ 　　当Φ=0时 　　K=Σc*lｉ/ΣTｉ 　　K值应大于1，铁路路基规范规定K值取1.05-1.25 　　 如何确定最危险的滑面 　　 用上述公式可以算出某一个试算滑面的稳定系数K。稳定分析中必须确定K值最小的滑面即最危险滑面，因此在分析过程中要假设一系列的滑面进行试算。工程中把最危险的滑面称之为临界圆弧，其相应的圆心为临界圆心。 　　 确定临界圆弧的计算工作量比较大，一般宜编制程序，进行机助分析。费兰纽斯通过大量的试算工作总结出下面两条经验： 　　 （1）Φ=0的均质黏土，直线边坡的临界圆弧一般通过坡脚。 　　 （2）Φ≠0时，随着Φ角的增大，其圆心位置将从Φ=0的圆心O沿OE线的上方移动，OE线可用来表示圆心的轨迹线。 　　 具体试算时，可在OE线上O点以为选择适当的点O1，O2……Oｉ，作为可能的滑面圆心，从这些圆心作通过坡脚A的圆弧C1，C2……Cｉ，然后计算相应于各圆弧滑面的稳定系数K1，K2……Kｉ值，并在它们的圆心处垂直于OE线按比例画出各Kｉ值的长度，然后将他们连接成一条光滑的曲线即K的轨迹线，其中最小K所对应的圆心Oc可以当作临界圆心。 　　4 瑞典圆弧法计算原理应用 　　4.1 考虑已知滑带分析坡体稳定性 　　 把已知的滑带考虑进来，假设的滑带体分为两部分：已知的滑带体和假设的滑带体，他们的内摩擦角度不同，分别计算得