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路基边坡稳定性分析

本设计计算内容为广西梧州绕城高速公路东段k15+400～k16+800路段中出现的最大填方路段。该路堤边坡高22m，路基宽26m

1.确定本设计计算的基本参数

本段路段路堤边坡的土为粘性土，根据《公路路基设计规范》，取土的容重γ=18.5kN/m3，粘聚力C=20kpa，内摩擦角C=24o，填土的内摩擦系数?=tan24o=0.445。

2.行车荷载当量高度换算

高度为:

h0—行车荷载换算高度；

L—前后轮最大轴距，按《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）规定对于标准车辆荷载为12.8m；

Q—一辆车的重力（标准车辆荷载为550kN）；

N—并列车辆数，双车道N=2，单车道N=1；

γ—路基填料的重度（kN/m3）；

B—荷载横向分布宽度，表示如下：

式中：b—后轮轮距，取1.8m；

m—相邻两辆车后轮的中心间距，取1.3m；

d—轮胎着地宽度，取0.6m。

3.Bishop法求稳定系数K

3.1计算步骤：

（1）按4.5H法确定滑动圆心辅助线。由表查得β1=26°，β2=35°及荷载换算为土柱高度h0=0.8446(m),得G点。

a.由坡脚A向下引竖线，在竖线上截取高度H=h+h0（h为边坡高度，h0为换算土层高）

b.自G点向右引水平线，在水平线上截取4.5H，得E点。根据两角分别自坡角和左点作直线相交于F点，EF的延长线即为滑动圆心辅助线。

c.连接边坡坡脚A和顶点B，求得AB的斜度i=1/1.5，据此查《路基路面工程》表4-1得β1,β2。

图1(4.5H法确定圆心)

（2）在CAD上绘出五条不同的位置的滑动曲线

（3）将圆弧范围土体分成若干段。

（4）利用CAD功能读取滑动曲线每一分段中点与圆心竖曲线之间的偏角αi(圆心竖曲线左侧为负，右侧为正)以及每分段的面积Si和弧长Li；

（5）计算稳定系数：

首先假定两个条件：a,忽略土条间的竖向剪切力Xi及Xi+1作用；b,对滑动面上的切向力Ti的大小做了规定。

根据土条i的竖向平衡条件可得：

即

（1）

若土坡的稳定安全系数为K，则土条i的滑动面上的抗剪强度τfi也只发挥了一部分，毕肖普假设τfi与滑动面上的切向力Ti相平衡，即：

（2）

将（1）代入式（2）得：

(3)

又已知土坡的稳定安全系数K为：

表2-2计算土坡的稳定安全系数

计算可得

=3079.18/2336.18=1.318

计算出的K2与假设的K2相差很小，即K2=1.32

3.2.3以Ｏ为圆心过坡脚做一滑动面，Ｒ＝

假设K3=1.44，计算结果如表2-3所示:

表2-3计算土坡的稳定安全系数

计算可得

=2124.65/1473.09=1.442

计算出的K3与假设的K3相差很小，即K3=1.44

3.2.4以Ｏ为圆心过坡脚做一滑动面，Ｒ＝

假设K4=1.31，计算结果如表2-4所示:

表2-4计算土坡的稳定安全系数

计算可得

=3669.29/2795.30=1.312

计算出的K4与假设的K4相差很小，即K4=1.31

3.2.5以Ｏ为圆心过坡脚做一滑动面，Ｒ＝43.022

假设K5=1.40，计算结果如表2-5所示

表2-5计算土坡的稳定安全系数

计算可得

=4472.19/3203.54=1.396

计算出的K5与假设的K相差很小，即K5=1.40

3.3.2Kmin的确定

因为K1=1.36，K2=1.32，K3=1.44，K4=1.31，K5=1.40，

所以Kmin=K4=1.31＞1.30，满足要求

挡土墙设计

设计资料

1.1墙身构造

本设计路段在K15+400~K15+560段左侧地面横坡较长。为了收缩边坡，减少填方工程量，保证边坡的稳定性，避免因过高而造成边坡的可能滑动。特设置路堤府斜式挡土墙120m，沿墙长每10m设置伸缩缝，缝宽2cm，缝内沿墙内、外、顶三边添塞沥青板。采用最不利荷载，即挡墙最高的断面进行设计计算验算,取K15+540横断面左侧挡土墙进行分析。

墙身拟采用7.5号浆砌片石结构，墙高10m，墙顶填土高a=12.62m宽b=20.94（m），顶宽1.3m，面坡背坡倾斜坡度分别为1：0.25，1：0.2,基底倾斜，倾斜角α0=11°为增加抗滑性能在墙底采用0.7×0.7（m）墙趾坡度与面坡一致。（如下图）

挡土墙示意图（单位：m）

地质情况

填方部分，假设都为粘土，内摩擦角=24°，土的容重γ=18.5KN/M3，粘聚力C=20Kpa，等效内摩擦角=27.96°，墙背与填土间的摩擦角δ=11.31°，。墙底与地基