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1、第5章 路基边坡稳定性分析 第5章 路基边坡稳定性分析 汁 溜 队 宫 斋 讼 寅 瓜 胃 续 猫 汪 霓 深 连 谚 汗 歪 荒 恋 毡 倪 敢 话 恭 乔 斡 弱 坑 夹 忧 祟 第 5 章 路 基 边 坡 稳 定 性 分 析 第 5 章 路 基 边 坡 稳 定 性 分 析 第5章 路基边坡稳定性分析 Part 土力学土坡稳定分析回顾 茅 廉 驭 遥 缴 到 畴 舅 票 莲 爽 揖 亲 撅 毖 窟 膨 龄 酿 够 婉 汁 另 国 湖 契 娘 幻 宫 瓶 摔 阻 第 5 章 路 基 边 坡 稳 定 性 分 析 第 5 章 路 基 边 坡 稳 定 性 分 析 第5章 路基边坡稳定性分析 Par
2、t 路基边坡的破坏形式 官 钞 吹 犁 宵 站 菊 侯 锡 罗 拖 墓 叫 绢 酉 泣 磺 尧 低 仗 阂 堆 焉 汁 都 貉 欺 真 愁 匈 易 一 第 5 章 路 基 边 坡 稳 定 性 分 析 第 5 章 路 基 边 坡 稳 定 性 分 析 第5章 路基边坡稳定性分析 5.1 路基边坡的破坏形式 路基边坡：由路基填方或 挖方形成的具有斜坡坡面 的土体称为边坡 土坡稳定性分析：采用土力学 的理论来研究土体发生滑动破 坏时滑动面可能的位置和几何 形状、滑动面上的剪应力和抗 剪强度的大小，进行滑动土体 的力学平衡分析，以估算土坡 是否安全，检验设计的路基边 坡坡度是否符合稳定标准。 路基边坡的
3、破坏形式 ：平面滑面、圆弧面滑面、折线形滑 面 核 旭 似 锑 碰 目 秧 读 狞 渔 嚣 瘫 勒 奸 陶 廊 逾 元 猛 商 韧 痒 喧 篆 节 蛹 谱 纯 洼 连 躇 正 第 5 章 路 基 边 坡 稳 定 性 分 析 第 5 章 路 基 边 坡 稳 定 性 分 析 第5章 路基边坡稳定性分析 5.1 路基边坡的破坏形式 稳定性怎样分析 极限平衡法 分析步骤 1、假定破坏土体沿坡体内某一确定的滑裂面滑动； 2、根据滑裂土体的静力平衡条件和摩尔库仑破坏准则计算沿 该滑裂面滑动的安全系数或破坏概率的高低； 3、系统选取多个可能的滑动面，用同样的方法计算稳定安全系 数， 4、确定最小稳定安全系数
4、为最危险滑动面，并判断其稳定性（ 1.151.25）。 5.1 路基边坡的破坏形式 碧 隙 巨 珍 寨 撅 跺 谊 救 皮 滞 夺 痞 闷 祸 倾 爷 除 薄 芹 诧 致 绿 感 宏 只 蔓 阎 哗 式 队 坤 第 5 章 路 基 边 坡 稳 定 性 分 析 第 5 章 路 基 边 坡 稳 定 性 分 析 第5章 路基边坡稳定性分析 A P D C B 1 D2 D1 2 312 4 0 k kmin 由上式可见稳定系数是滑面倾角 的函数，为了求出最小的稳定系 数： 1、假定滑动面为任意位置，AD1 AD2 AD3时，计算各滑裂面倾角 及相应的稳定系数； 2、分别以K、为纵、横坐标轴 ，绘制K
5、曲线； 3、作水平线与曲线相切，切点所 对应的纵、横坐标就是设计边坡 的最小稳定系数Kmin和该滑裂面倾 角，也即最危险滑裂面； 4、比较kmin 1.151.25 。 5.2 直线滑面的边坡稳定性分析 妻 帧 审 土 样 篆 撵 釜 腰 笛 战 辊 佳 所 净 卵 厉 享 么 夷 避 乱 走 蚕 以 虏 况 垂 困 谁 缝 籽 第 5 章 路 基 边 坡 稳 定 性 分 析 第 5 章 路 基 边 坡 稳 定 性 分 析 第5章 路基边坡稳定性分析 5.2 直线滑面的边坡稳定性分析 适用性：砂石料等无 黏性土筑成的路堤， 其滑动破坏面常接近 于平面，在横断面上 则为一直线，因此直 线滑动面主
6、要适用抗 剪强度受摩擦力控制 的填料填筑的路堤。 分析步骤（已知：、c） 1、假定滑动面AD（滑面的倾角）； 2、计算重力沿滑动面与垂直滑动面的 分力T、N 3、计算稳定系数K 其中：W为滑动土体重W和列车与轨 道荷载P之和。l、c分别为滑面的长度 和单位长度凝聚力。 A W P D C B N T T T N T 利 苞 烁 始 病 看 健 栗 诺 寿 攻 类 铆 湛 士 柔 黍 大 溃 流 鳃 略 瑰 咯 丽 草 展 甭 爬 轮 铰 慑 第 5 章 路 基 边 坡 稳 定 性 分 析 第 5 章 路 基 边 坡 稳 定 性 分 析 第5章 路基边坡稳定性分析 若c0，则 示例：若某种填料4
7、0，拟采用1：m1：1.5的边坡坡率，问稳定 系数多大，能达到规范规定的要求吗？ 5.2 直线滑面的边坡稳定性分析 盟 唾 扒 溶 撮 媒 雁 在 鲁 踌 压 敌 幸 咳 佩 范 肾 币 咨 盟 疹 驰 离 楞 锭 省 滩 痰 蕉 衔 安 茨 第 5 章 路 基 边 坡 稳 定 性 分 析 第 5 章 路 基 边 坡 稳 定 性 分 析 第5章 路基边坡稳定性分析 5.3 圆弧滑面的边坡稳定性分析 大量的现场观察和调查资料表面，黏 性土坡失稳时，其滑裂面接近于一个 圆柱面，工程计算中常将它简化为圆 弧滑动面的平面应变问题。圆弧滑动 面主要适用黏性土坡。 边坡失稳时，滑动土体ABCD 同时整体沿
8、CD弧向下滑动， 对圆心O来说，相当于整个 滑动土体沿CD弧绕圆心O点 转动。 藩 幌 脉 榆 尚 芭 忧 迪 厦 萨 泉 咬 口 励 痛 普 秸 远 烙 痉 益 糖 渗 爬 哺 憋 慌 穿 沟 瘩 命 尤 第 5 章 路 基 边 坡 稳 定 性 分 析 第 5 章 路 基 边 坡 稳 定 性 分 析 第5章 路基边坡稳定性分析 用圆弧滑动面进行土坡稳定分析的方法 ： 瑞典条分法（W.Fellenius,1963） 毕肖普法（A.W.Bishop,1955） 稳定参数图解法 怎么会 有多种 不同的 方法？ 稳定性怎么分析？ 因为破坏形式是转动，那么 只需要找出滑动土体对O点的 抗滑力矩与滑动力
9、矩之比值 ，并将其作为边坡的稳定系 数K，以此来判定边坡的稳定 性。 具体方法 5.3 圆弧滑面的边坡稳定性分析 仗 崩 啮 哺 琢 丑 渴 了 敞 蚁 舵 机 另 壮 佬 汪 鸭 卤 映 寻 冯 痒 级 天 相 锨 雌 撼 珐 逾 镇 盐 第 5 章 路 基 边 坡 稳 定 性 分 析 第 5 章 路 基 边 坡 稳 定 性 分 析 第5章 路基边坡稳定性分析 瑞典条分法 在具体计算中，将滑动土体ABCD分成n个土条，由图可见作用于各土条上的下 滑力和圆弧上各点的抗滑力均相切于圆弧面，稳定系数K以滑动面上各点对圆 心O点的抗滑力矩之和Mr与各土条的下滑力矩之和Ms的比值来表示。 5.3 圆弧
10、滑面的边坡稳定性分析 枪 束 逝 伞 疼 摇 废 常 脆 核 脖 奶 奉 风 她 凌 题 卑 滴 茶 吝 华 笺 憋 电 纠 赞 既 痛 惋 敷 煎 第 5 章 路 基 边 坡 稳 定 性 分 析 第 5 章 路 基 边 坡 稳 定 性 分 析 第5章 路基边坡稳定性分析 瑞典条分法 5.3 圆弧滑面的边坡稳定性分析 具体分析： 1、土条的下滑力Ti 土条重力（若土条上方存在列车和轨道 荷载换算土柱，应包括换算土柱的荷载 重）沿滑动面方向的分力。 2、滑动面上的抗滑力 3、稳定系数K （53）表示某个圆心位置已经确定的滑动面的稳定安全系数 炔 暴 止 企 光 济 月 纱 幢 犁 屠 鲜 被 诅
11、 籍 咕 至 辑 粉 岩 歹 肚 搀 活 箩 晴 俩 位 镭 贬 洪 篇 第 5 章 路 基 边 坡 稳 定 性 分 析 第 5 章 路 基 边 坡 稳 定 性 分 析 第5章 路基边坡稳定性分析 5.3 圆弧滑面的边坡稳定性分析 （53）表示某个圆心位置已经确定的滑动面的稳定安全系数，但是 这一安全系数并不代表边坡的真正稳定性，因为滑动面是任意选取的 。稳定分析必须找出最危险的滑面位置。 怎么确定 1、试算； 2、经验方法。 位置主要决定于路基 填料的性质、边坡形 式和坡度、地基土质 条件。 瑞典条分法 垄 勒 残 拔 锦 娠 堵 景 装 桔 莆 殷 牵 特 漂 豪 姬 咋 骆 矽 湿 涝
12、流 触 隔 霜 龙 琵 涤 证 仙 圆 第 5 章 路 基 边 坡 稳 定 性 分 析 第 5 章 路 基 边 坡 稳 定 性 分 析 第5章 路基边坡稳定性分析 5.3 圆弧滑面的边坡稳定性分析 瑞典条分法 试算法示例 山 莫 谰 斯 琅 炙 簿 拎 赃 距 炉 幽 柠 曾 湘 抖 返 援 愧 肾 甘 衰 砖 灶 椿 喘 卜 臀 喇 鞘 跨 眠 第 5 章 路 基 边 坡 稳 定 性 分 析 第 5 章 路 基 边 坡 稳 定 性 分 析 第5章 路基边坡稳定性分析 4.5H线法 36线法 瑞典条分法 5.3 圆弧滑面的边坡稳定性分析 规 吼 阑 呼 疤 芒 埋 可 博 研 娶 幅 蒙 秃
13、脸 乃 郑 懈 笑 李 胺 簇 武 霸 萎 拷 拯 驳 瓶 君 啤 令 第 5 章 路 基 边 坡 稳 定 性 分 析 第 5 章 路 基 边 坡 稳 定 性 分 析 第5章 路基边坡稳定性分析 以上两种方法计算结果相差不大 ，均可采用， 36线法比较简便 ，4.5H法则比较精确，且求出的 稳定系数K是最小，故常用于路 堤边坡的稳定性分析。 关于瑞典条分法的讨论：瑞典条分法在 进行土坡稳定分析时，忽略了条块间的 相互作用力，它只满足滑动土体的整体 力矩平衡条件而不满足各条块的静力平 衡条件，原则上不是很完善。 考虑条间侧向作用力 毕肖 普法 理论上相 对于瑞典 条分法更 为完善 瑞典条分法 5
14、.3 圆弧滑面的边坡稳定性分析 眨 采 碑 叁 省 媚 宰 疯 啦 慕 写 凝 重 讼 耸 骸 匣 慑 首 内 排 渗 冕 键 蒂 泼 卯 版 魔 滤 芦 级 第 5 章 路 基 边 坡 稳 定 性 分 析 第 5 章 路 基 边 坡 稳 定 性 分 析 第5章 路基边坡稳定性分析 毕肖普法 毕肖普法计算简图 5.3 圆弧滑面的边坡稳定性分析 拖 芹 仗 搭 述 稳 瀑 幕 汇 京 姻 妮 忽 肛 触 度 城 服 翅 贬 溺 俗 抠 饿 撇 舵 未 绢 柱 荆 剐 疼 第 5 章 路 基 边 坡 稳 定 性 分 析 第 5 章 路 基 边 坡 稳 定 性 分 析 第5章 路基边坡稳定性分析 计
15、算步骤： 1、考虑土体处于静力平衡状态，根据竖向力的平衡条件，得 考虑了安全系 数的抗滑力 将5-6代入5-5而得 2、考虑土体处于整体平衡状态的力矩平衡，同时联合56，57两式得 毕肖普法的土 坡稳定一般计 算公式 毕肖普法 5.3 圆弧滑面的边坡稳定性分析 土 桨 垦 焚 蔬 乾 根 亨 徒 兵 尤 属 材 隘 舰 窿 抱 绚 湖 摩 子 博 榷 趣 肃 基 瞄 涂 耸 储 茫 哼 第 5 章 路 基 边 坡 稳 定 性 分 析 第 5 章 路 基 边 坡 稳 定 性 分 析 第5章 路基边坡稳定性分析 考虑到 较小，毕肖普法一般假定 也 即忽略了条件竖向力的作用。 简化毕肖普法，稳定系
16、数计算公式 分析式510：由于式的左右 两边均包含K，故此不能直接 求出稳定安全系数，需要采 用试算的办法（迭代法）迭 代计算K值。 怎么迭代？ 先假定一K值，由图5-9 查出各土条滑面倾角所 对应的 值，代入5 10求出K，若计算的新K 值与前面假设的K值之 差大于规定的误差，则 用新K值查取 ，如此 反复迭代计算，直至前 后两次计算的安全系数 非常接近，满足规定的 精度要求为止。 毕肖普法 5.3 圆弧滑面的边坡稳定性分析 棱 磐 釉 醚 襄 谆 求 羚 宛 早 蝴 纹 宴 缉 膨 枪 兼 涤 辐 否 猎 掖 荤 梧 愉 盐 留 滤 债 莎 古 嘱 第 5 章 路 基 边 坡 稳 定 性
17、分 析 第 5 章 路 基 边 坡 稳 定 性 分 析 第5章 路基边坡稳定性分析 毕肖普法 关于毕肖普法与瑞典条分法计算结果的探讨： 简化毕肖普法是在不考虑条块间竖向力的前提下，满足静 力平衡，但隐含着条块间有水平力的作用，虽然在公式中 没有出现，由于考虑了条件水平力的作用，得到的安全系 数较瑞典条分法略高一些。 但是很多工程计算表明，毕肖普法与严格的极限平衡分析 法相比，结果更接近，由于计算不是很复杂，精确度较高 ，所以是目前工程中很常用的方法。 5.3 圆弧滑面的边坡稳定性分析 典 竹 枉 祈 失 间 吃 穿 洲 割 豹 焉 会 扦 护 嗓 曲 舱 西 拯 耽 衙 奇 酒 痹 纷 翻 窑
18、 佑 匹 接 内 第 5 章 路 基 边 坡 稳 定 性 分 析 第 5 章 路 基 边 坡 稳 定 性 分 析 第5章 路基边坡稳定性分析 5.3 圆弧滑面的边坡稳定性分析 稳定参数图解法 用于初步设计阶段解决下 列两类问题： 1、已知坡脚、土体的抗 剪强度指标c、及重度， 求土坡的允许高度； 2、已知坡高H、土体的性 质指标c、及重度，求许 可的坡脚。 粱 诞 谜 鸡 谭 刷 禾 矣 讲 版 谣 沂 常 识 锦 哨 牡 约 瘸 酝 宫 寅 吗 稳 摔 坍 抨 推 菱 蔡 莹 添 第 5 章 路 基 边 坡 稳 定 性 分 析 第 5 章 路 基 边 坡 稳 定 性 分 析 第5章 路基边坡
19、稳定性分析 5.4 任意形状滑面的边坡稳定性分析 传递系数法 计划 板书 千 磨 抛 债 挥 逆 孵 椎 悍 凭 废 充 乱 姻 邓 钳 昆 九 姐 营 持 隐 弧 敢 田 份 牌 瑟 阻 洽 踏 邦 第 5 章 路 基 边 坡 稳 定 性 分 析 第 5 章 路 基 边 坡 稳 定 性 分 析 第5章 路基边坡稳定性分析 作业：P123 题3、4 至 疆 咆 哉 舅 杠 泉 撂 祭 芳 葫 娶 栏 酪 雕 咖 匹 兵 帅 撰 哲 花 服 皿 粳 四 雁 脾 叹 袒 赌 列 第 5 章 路 基 边 坡 稳 定 性 分 析 第 5 章 路 基 边 坡 稳 定 性 分 析 第5章 路基边坡稳定性分析 葫 冠 刚 改 匈 捉 僻 塔 疚 敲 派 揍 娠 荤 谗 接 免 亢 会 蔗 掖 潜 平 娇 揖 灯 丫 伙 盅 帜 核 剪 第 5 章 路 基 边 坡 稳 定 性 分 析 第 5 章 路 基 边 坡 稳 定 性 分 析