路基稳定性分析计算designofslopestabilization课件.ppt

1、 第四章第四章 路基稳定性分析计算路基稳定性分析计算design of slope stabilization 4-1 概述概述analysis rationale and methods of slope stabilization一一.边坡稳定原理边坡稳定原理 discipline of slope stabilization 滑动面形状滑动面形状:the type of sliding plane 直线（砂性土）直线（砂性土）straight line(sand soil)straight line(sand soil)曲线（粘性土）曲线（粘性土）Curve(clay soil)Curv

2、e(clay soil)折线（陡坡路堤）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。TRKK=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1.21.25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

3、路基岩土层厚度，计入滑动体的重力中去。BLNQho超静定问题超静定问题Redundancy problem静力平衡问题静力平衡问题Static balance problem1 1、假设条件假设条件 assumptive conditions1)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；面问题来处理；2 2）砂性土和砾石采用直线破裂面法）砂性土和砾石采用直线破裂面法;3 3）粘性土采用圆弧破裂面法）粘性土采用圆弧破裂面法;2.2.假设条件假设条件 assumptive conditions 1 1）不考虑滑动土体本

4、身内应力的分布；）不考虑滑动土体本身内应力的分布；2 2）认为平衡状态只在滑动面上达到，滑动土体整体下）认为平衡状态只在滑动面上达到，滑动土体整体下 3 3）极限滑动面位置通过试算确定）极限滑动面位置通过试算确定 二二.边坡稳定性分析的计算参数边坡稳定性分析的计算参数 calculating parameters of calculating parameters of slope stabilization slope stabilization analysisanalysis 1.1.土的计算参数土的计算参数 calculating parameters of soilcalculati

5、ng parameters of soil 1 1）路堑或天然边坡）路堑或天然边坡 cutting or natural slopecutting or natural slope 2 2）路堤边坡）路堤边坡 embankment slopeembankment slope2.2.边坡稳定性分析边坡的取值边坡稳定性分析边坡的取值slope stabilization analysis slope stabilization analysis and the value calculation and the value calculation of slopeof slope iiiiiiii

6、ihhhhcchh3.3.汽车荷载当量换算汽车荷载当量换算 equivalent conversion of automobile loadsequivalent conversion of automobile loads 当量土柱高当量土柱高 equivalent earth pillar height hequivalent earth pillar height h0 0 三三.边坡稳定性分析方法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力学分析法和工程地质法 Mechanics analysis meth

7、ods Engineering geology methods 1.1.力学分析法力学分析法 Mechanics analysis methods 1 1）数解法）数解法 mathematics analysis method 2 2）图解法）图解法 graphical analysis method 3)3)表解法表解法 table analysis method 2.2.工程地质法工程地质法 Engineering geology methods 1 1）直线法）直线法 straight line methodstraight line method使用范围使用范围 scopes of u

8、sing:砂类土砂类土 Sand Soil路堑路堑 cutting成层砂类土路基成层砂类土路基Stratified sandy soil subgrade一.试算法sintancosQcLQTcLfNTRK二.解析法csc)(2)2(minafactgfaK2 2）.圆弧法圆弧法 arc methodarc method使用范围使用范围 scopes of usingscopes of using 粘性土粘性土 Clay SoilClay Soil圆弧法（条分法）的基本原理与步骤圆弧法（条分法）的基本原理与步骤 the discipline and steps of arc methodthe

9、 discipline and steps of arc method1.1.原理原理 静力平衡法静力平衡法 同样假定土质均匀，不计滑动面以外的土同样假定土质均匀，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，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对于滑动圆心的滑动力矩MyMy和抗滑力矩和抗滑力矩MoMo，取两力矩之比值为稳定系数，根据稳定系数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。来判断边坡是否稳定。OyMMKb 确定圆心辅助线确定圆心辅助线 determinin

10、g central auxiliary line 1）4.5H法一法一 2）4.5H法二法二 3）360法一法一 4）360法二法二二.表解法和图解法BHcAfK.42 陡坡路堤稳定性陡坡路堤稳定性 Stabilization of steep slope embankment一一.陡坡路堤陡坡路堤 Steep slope embankment1.1.陡坡路堤可能滑动面示意图陡坡路堤可能滑动面示意图 Schematic diagram of possible steep slope downslide 2.2.下滑的原因下滑的原因 Causes of downslide 二二.陡坡路堤边坡稳定

11、性分析方法陡坡路堤边坡稳定性分析方法 stabilization analysis methods of steep slope embankment1.1.直线法直线法 straight line method2.2.折线法折线法 broken line methodbroken line method4-34-3：浸水路堤稳定性：浸水路堤稳定性 Stability of inundate embankment一一.浸透动水压力的作用浸透动水压力的作用 Effect of soakage hydrodynamic pressure1.1.路堤内浸润曲线路堤内浸润曲线 Soakage curv

12、ed line in the embankment2.2.水位变化时的浸润曲线水位变化时的浸润曲线 Soakage curved line at the variation of water level二二.浸透动水压力的曲线浸透动水压力的曲线 Curved line of the soakage hydrodynamic pressure三三.浸水路堤边坡稳定性分析浸水路堤边坡稳定性分析 Stability analysis of inundate slope of embankment 四四.不同条件下的浸水路堤稳定性验算不同条件下的浸水路堤稳定性验算 Stability computat

13、ion of inundate embankment under various conditions 1 1、充分压实的粘性土浸水路堤充分压实的粘性土浸水路堤 2 2、透水性良好的浸水路堤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

14、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？第五章第五章 路基防护与加固路基防护与加固 protection and consolidation of subgrade5-1 5-1 概述概述 Introduction一、路基防护与加固的目的一、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二、路基防护与加固的类型 types of subgrade protection and consolidate 1 1、坡面防护坡面防护 Slope protection1 1）定义）

15、定义 definition2 2）类型）类型 type植物防护和工程防护植物防护和工程防护 protection with plants and projects2、冲刷防护、冲刷防护 protection against erosion1）定义）定义 definition2）类型）类型 type间接防护与直接防护间接防护与直接防护 indirect and direct protection1）定义）定义 definition2）类型）类型 type3、地基防护、地基防护 base protection换填土换填土earth replacement and filling碾压夯实碾压夯实ro

16、lling and ramming排水固结排水固结drainage consolidation振动紧密振动紧密vibration compactness化学加固化学加固chemical consolidation土工布土工布earth work cloth5-2：坡面防护 slope protection一、植物防护一、植物防护 protection with plants 1 定义定义 definition 2 类型类型 type 种草 planting grass 铺草皮laying lawn 植树 planting trees 种草种草:planting grass 适合坡面不陡于适合坡

17、面不陡于1 1：1 1，且坡面的径流较小时，或仅以防止坡面，且坡面的径流较小时，或仅以防止坡面侵蚀为目的。侵蚀为目的。铺草皮：铺草皮：laying lawn 适合于坡面较陡（可陡于适合于坡面较陡（可陡于1 1：1 1），且要短期内见效时采用。），且要短期内见效时采用。种树：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，形成成“林荫大道林荫大道”平铺法平铺法horizontal laying 叠铺法叠铺法Overlapping laying方格法方格法squared laying二、工程防护二、工程防

18、护 protection with projects1 定义定义 definition2 类型类型 type灰浆防护灰浆防护 dash protection砂浆抹面砂浆抹面 mortar top勾缝勾缝 pointing喷涂喷涂 spray coating砌体防护砌体防护 laying body protection砌石防护砌石防护 protection with laying blocks、护面墙护面墙 protection with face wall灰浆防护灰浆防护:dash protection采用水泥采用水泥、石灰类的粒料类混合料、石灰类的粒料类混合料,对边坡进行表面罩面或填缝对边坡

19、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,保证边坡的稳定性保证边坡的稳定性.砌体防护砌体防护: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其适合于边坡严重剥落的边坡,在浸水路堤的路段在浸水路堤的路段,防止水对路基防止水对路基边坡的冲刷和渗入边坡的冲刷和渗入,增强路基的强度和稳定性增强路基的强度和稳定性.5-35-3：冲刷防护：冲刷防护 protection against erosion一、直接措施一、直接措

20、施 direct measures 1 1 定义定义 definition 2 2 类型类型 type 植物防护、砌石防护、抛石防护、石笼防护植物防护、砌石防护、抛石防护、石笼防护 vegetable protection stone wall protectionriprap protectiongabion protection目的：防止水对路基的冲蚀和加固边坡的双重攻效目的：防止水对路基的冲蚀和加固边坡的双重攻效.Objections:Objections:preventing water erosion to subgradepreventing water erosion to su

21、bgradeand consolidation slopeand consolidation slope 植物防护植物防护 vegetable protectionvegetable protection砌石防护：砌石防护：stone wall protection干砌允许流速干砌允许流速 24m/s;浆砌允许流速浆砌允许流速 46m/s.抛石防护抛石防护 riprap protection:在坡脚处抛粒径较大的石料，在坡脚处形成护脚。在坡脚处抛粒径较大的石料，在坡脚处形成护脚。允许流速允许流速allowable velocity of flow 35m/s石笼防护石笼防护 gabion pr

22、otection:用铁丝或竹木笼中，装入石料，然后抛在坡脚，在坡脚处形成用铁丝或竹木笼中，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。一定体积的护脚，以防止冲刷基础。允许流速允许流速 allowable velocity of flow56m/s.二、间接措施二、间接措施 indirect measures1.定义定义 definition 2.种类种类 types设置导治结构物设置导治结构物 making structures(丁坝丁坝 spur dike、顺坝、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目的：改变

23、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 subgrade5-4：地基加固：地基加固 base consolidation一一.换填土层法换填土层法 replacing soil method1、定义、定义 definition2、换填材料、换填材料 replacing materials换填方法：挖填、抛石挤淤、爆破挤淤等换填方法：挖填、抛石挤淤、爆破挤淤等Replacing method:cutting and fil

24、lingthrowing stones to packing sedimentation Blasting to packing sedimentation二二.碾压夯实法碾压夯实法 rolling and ramming method1.定义定义 definition 2.步骤步骤 steps碾压夯实方法：碾压夯实、重锤夯实、强夯法碾压夯实方法：碾压夯实、重锤夯实、强夯法Rolling and compaction methodRolling and compactionheavy tamping method 三三.排水固结法排水固结法 drainage consolidation 1、定

25、义、定义 definition排水固结方法排水固结方法drainage consolidation method超载预压超载预压 surcharge preloading塑料排水板法塑料排水板法 plastic sheet drainage砂井堆载预压法砂井堆载预压法sand well stacking preloading method四、挤密法四、挤密法 vibration compactness1.定义定义 definition 2.种类种类 types 砂桩砂桩sand pile、石灰桩石灰桩 lime pile五、化学加固法五、化学加固法 chemical consolidation

26、1.定义定义 definition2.种类种类types水玻璃水玻璃 soluble glass水泥浆液水泥浆液 cement paste纸浆纸浆 paper pulp3、施工工艺、施工工艺 construction process 注浆法、旋喷法、深层搅拌法注浆法、旋喷法、深层搅拌法 Grouting methodTurning spraying method Mixing deeply method 六、复合地基法六、复合地基法 composite base method复合地基方法复合地基方法 composite base method深层搅拌石灰桩深层搅拌石灰桩 mixing lime pile deeply深层水泥粉喷搅拌桩深层水泥粉喷搅拌桩 cement spraying mix pile deeply高压喷浆法高压喷浆法 high-pressure spraying mud method灌浆法灌浆法 grouting method