路面工程第04章边坡稳定.pdf

第四章 路基边坡稳定性设计 路基边坡滑坍是公路上常见的破坏现象之一。例如，在岩质或土质山坡上开 挖路堑，有可能因自然平衡条件被破坏或者因边坡过陡，使坡体沿某一滑动面 产生滑坡。对河滩路堤、高路堤或软弱地基上的路堤，也可能因水流冲刷、边 坡过陡或地基承载力过低而出现填方土体(或连同原地面土体)沿某一剪切面产 生坍塌。为此，必须对可能出现失稳或已出现失稳的路基进行稳定性分析，保 证路基设计既满足稳定性要求，又满足经济性要求。 §4-1 边坡稳定性分析原理与方法 一、边坡稳定原理 根据对边坡发生滑坍现象的观察，边坡破坏时形成一滑动面。滑动面的形状 与土质有关。对于粘性土，滑动土体有时象圆柱形，有时象碗形。对于松散的 砂性土及砂土，滑动面类似于平面。 如果下滑面是单一平面，则根据静力平衡原理可以求解力未知量，这是一个 静力平衡问题( 图4-1a)　。 如果下滑面具有二个破坏面，稳定性分析时必须确定两个破坏面上的法向力 的大小和作用点，但只能建立三个平衡方程，因而这是一个超静定问题( 图4-1b) 。 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) 。 T W N T α N α W a 　直线破坏面 T2 T1 N2 N1 W b 　折线破坏面 1 T N W c 　曲线破坏面 图4-1 边坡的滑动面 为能求解这些静不定问题，通常需要作出某些假设，使之变为静定问题。 1．在用力学边坡稳定性分析法进行边坡稳定性分析时，为简化计算，通常 都按平面问题来处理。 2 ．松散的砂性土和砾(石)土具有较大的内摩擦角(ϕ)和较小的粘聚力(c)，边 坡滑坍时，破裂面近似平面，在边坡稳定性分析时可采用直线破裂面法。 3 ．粘性土具有较大的粘聚力(c)，而内摩擦角(ϕ)较小，破坏时滑动面有时象 圆柱形，有时象碗形，通常近似于圆曲面，故可采用圆弧破裂面法。 在进行边坡稳定性分析时，大多采用近似的方法，并假设： 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，滑动土体成整体下滑。 3 ．极限滑动面位置要通过试算来确定。 二、边坡稳定性分析的计算参数 （一）土的计算参数 路基处在复杂的自然环境中，其稳定性随环境条件(特别是土的含水量)和时 间的增长而变化。路堑是在天然土层中开挖而成，土石的性质、类别和分布是