第3章 路基稳定性设计.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第一节,边坡稳定性验算,第二节 路基边坡的防护和加固,第三节 挡土墙,第三章 路基稳定性设计,一、概述 第一节 边坡稳定性验算,必要性,：路基在常年大气雨雪的作用下，土的粘聚力和内摩擦角较小，边坡可能出现坍塌失稳。,对象,：因此，高填深挖路基、桥头引道和河滩路堤等都要作稳定性验算。,参数,：边坡稳定性验算前需充分收集或合理选定岩石计算参数，如,粘结力,c,、,内摩擦角,及,单位体积重力,；并寻找合理,边坡形式及取值,。,川藏公路滑坡前缘的新滑坡（修公路引起）,宝成铁路,K190,第三次滑坡后全貌,川藏公路,102,滑坡,二郎山隧道东口坍塌使路面悬空,二郎山隧道西引道滑坡张裂缝,云南元磨高速公路砂泥岩高边坡滑坡,云南元磨高速公路,K259,三箐公隧道进口滑坡,深圳高速公路,K101,西滑坡,一、概述 第一节 边坡稳定性验算,直线法,适用于砂性较大的松散土,圆弧法,适用于粘性土,验算方法：,砂性土,边坡滑塌时，破裂面近似,平面,，稳定性分析时采用,直线破裂面,法；,二、边坡稳定性验算 第一节 边坡稳定性验算,1.,直线滑动面法,路基边坡稳定的力学计算基本方法是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，取两者之比为,稳定系数,K,，即：,K=R/T,K=1,，表示下滑力与抗滑力相等，边坡处于极限平衡状态；,K1,，边坡稳定。,为安全可靠起见，工程上一般规定采用,K1.201.30,。,二、边坡稳定性验算 第一节 边坡稳定性验算,边坡稳定分析步骤,：,1,、,先假定路堤边坡值；,2,、,然后通过坡脚,A,点，假定,3,到,4,个可能的破裂面，求出相应的稳定系数,K,i,值，得到关系曲线；,3,、,在其上找到最小稳定系数及其对应的极限破裂角。,直线法计算图,二、边坡稳定性验算 第一节 边坡稳定性验算,粘性土,边坡滑塌时，破裂面近似,圆曲面,，稳定性分析时采用,圆弧滑动面法,；,二、边坡稳定性验算 第一节 边坡稳定性验算,2.,圆弧滑动面法,条分法,：,利用静态力矩平衡进行求解,滑动力矩,Mo,，,抗滑力矩,My,二、边坡稳定性验算 第一节 边坡稳定性验算,路堤修筑在陡坡上，且地面横坡大于,1:2,，或在不稳固山坡上时，路基不仅要作稳定性分析，还要分析路堤沿陡坡或不稳定山坡下滑的稳定性。,下滑的主要原因：,地面横坡较陡、基底土层较弱或强度不均匀。,三、陡坡地基路堤稳定性验算 第一节 边坡稳定性验算,1.,当基底是单一坡面，土体沿直线滑动面整体下滑时，可按,直线法,。,三、陡坡地基路堤稳定性验算 第一节 边坡稳定性验算,2.,当滑动面为多个坡度的折线时，可将滑动面上土体折线段划分为若干条块，采用,不平衡推力法,进行分析：,三、陡坡地基路堤稳定性验算 第一节 边坡稳定性验算,四、浸水路堤边坡稳定性验算 第一节 边坡稳定性验算,浸水路堤：,受到季节性或长期浸水的沿河路堤、河滩路堤等。,水通过内在和外在两个方面对路基边坡稳定性造成影响。,内在：,土体含水量增加时，土的抗剪强度会下降而内部剪应力会增加，造成边坡稳定性降低；,外在：,在浸水状况下，水的浮力和水位升降产生的动水压力也会降低边坡土体稳定性。,四、浸水路堤边坡稳定性验算 第一节 边坡稳定性验算,双侧浸水路堤水位变化示意图,单侧浸水路堤水位变化示意图,浸水路堤除承受自重和行车荷载作用外，还受到,水浮力,和,渗透动水压力,的作用。,水的浮力取决于浸水深度。,渗透动水压力取决于水的落差（坡降）。,透水性强的砂性土路堤，动水压力较小；,粘性土路堤经人工压实后，透水性差，动水压力亦不大；,粉质亚砂或粉质亚粘土等，浸水时边坡稳定性较差。,路堤浸水部分采用较缓边坡（,1:2,或更缓）。,四、浸水路堤边坡稳定性验算 第一节 边坡稳定性验算,作用,：保护路基边坡表面免受雨水冲刷,减缓温差及湿度变化影响,延缓软弱岩土表面风化、碎裂、剥蚀过程。,类型,：植物防护（土质边坡）和工程防护（石质路堑边坡）,一、边坡坡面防护 第二节 路基边坡的防护和加固,种草,铺草皮,植树,1.,植物防护,一、边坡坡面防护 第二节 路基边坡的防护和加固,植草或草皮护坡的特点：,1,、成本低、施工简单；,2,、与自然景观协调；,3,、防冲刷效果差。,一、边坡坡面防护 第二节 路基边坡的防护和加固,一、边坡坡面防护 第二节 路基边坡的防护和加固,一、边坡坡面防护 第二节 路基边坡的防护和加固,植树防护,2026/1/27 周二,模拟自然群落恢复植被,砂浆抹面防护,喷浆防护,干砌片石护面,浆砌片石护面（护面墙）,抛石防护,2.,工程防护,一、边坡坡面防护 第二节 路基边坡的防护和加固,一、边坡坡面防护 第二节 路基边坡的防护和加固,喷浆防护,干砌片石护面,一、边坡坡面防护 第二节 路基边坡的防护和加固,一、边坡坡面防护 第二节 路基边坡的防护和加固,浆砌片石护面,砌石护坡的特点：,1,、结构稳定；,2,、防冲刷效果较好；,3,、多用于桥头、高填方等路段；,4,、施工速度慢,。,一、边坡坡面防护 第二节 路基边坡的防护和加固,抛石防护,一、边坡坡面防护 第二节 路基边坡的防护和加固,一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙,1.,挡土墙的含义,用来支挡天然边坡或人工填土边坡以保持土体稳定的建筑物。,为防止土体滑塌而修筑的，主要承受侧向土压力的墙式建筑物。,2.,挡土墙的作用,1,）,防止路基边坡或基底滑动；,2,）,收缩坡脚，减少占地面积，保护重要建筑物；,3,）,防止水流冲刷和浸蚀，防止压缩河床等作用；,4,）,支挡滑坍，缩短涵洞长度，保护桥台及连接路堤等作用。,应用：支撑路堤、路堑、隧道洞口、桥梁两端及河岸等。,一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙,3.,挡土墙按位置分类,1),路堑挡墙,用于陡峭山坡的路堑底部，降低边坡高度、减少开挖，防止地质不良地段的滑坡。,一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙,2),路堤挡墙,收缩坡脚，减少填方量；防止边坡或基底,(,对于陡坡路堤,),滑动，保证沿河路堤不受水流冲刷。,一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙,3),路肩挡墙,用于支挡陡坡路堤下滑；抬高公路路基高程；收缩坡脚，减少占地，减少填方量。,一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙,路肩挡墙,一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙,支挡山坡覆盖层或滑坡下滑。,4),山坡挡墙,一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙,1),重力式挡土墙,形式：衡重式、普通式,主要依靠自身的重量来维持边坡稳定,主要材料：石料,特点：能就地取材，地基强度要求较高,一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙,4.,挡土墙按结构形式分类,重力式挡土墙,一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙,衡重式挡土墙,一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙,2),锚定式挡土墙,形式：锚杆式、锚定板式。,特点：构件断面小，工程量省，不受地基承载力的限制，构件可预制，有利于实现结构轻型化和施工机械化。,适用：墙高较大、石料缺乏或挖基困难。,一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙,锚杆式和锚定板式挡土墙,一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙,3),薄壁式挡墙,形式：悬壁式、扶壁式。,特点：构件断面小，结构的稳定性主要依靠踵板上的填土重量来保证。自重轻，圬工省。,适用：墙高较大。,一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙,钢筋混凝土结构，通常有薄壁式和扶壁式挡土墙。,一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙,悬壁式,适用于缺乏石料地区及挡土墙高度不大于,7m,的情况,。,一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙,扶壁式,宜在石料缺乏、地基承载力较低的填方路段采用。墙高不宜超过,15m,。,一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙,扶壁式挡墙,一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙,4),加筋挡土墙,结构：填土、拉筋条、墙面板。,特点：通过填土与拉筋间的摩擦作用，把土的侧压力传给拉筋。结构简单，圬工量少，对地基变形适应性大。,适用：建筑高度大的填土路基。,一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙,一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙,加筋挡土墙,一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙,一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙,云南楚雄,大理高速公路特高（,H,43.75,）双面加筋土挡墙,一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙,加筋土挡墙面板预制,一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙,筋带铺设,一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙,一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙,填土碾压,一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙,泄水孔,反滤层,隔水层,5cm10cm,10cm10cm,15cm20cm,5,10cm,2,3m,一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙,泄水孔,泄水孔,一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙,一、挡土墙的种类与构造 第三节 挡土墙,沉降缝及伸缩缝,二、挡土墙土压力计算 第三节 挡土墙,1.,主要力系,1,）挡土墙自重及位于墙上的衡载,2,）墙后土体的主动土压力,3,）基底的法向反力及摩擦力,4,）墙前土体的被动土压力,附加力系：,季节性作用于挡土墙的各种力。,特殊力系,：,偶然出现的力。,一般地区，挡土墙设计仅考虑主要力系，在浸水地区应考虑附加力，地震地区还应考虑地震对挡土墙的影响，按最不利的组合进行设计。,二、挡土墙土压力计算 第三节 挡土墙,2.,一般条件下,Coulomb,主动土压力计算土压力的类型：主动土压力、被动土压力、静止土压力,主动土压力与被动土压力的区分：,假定挡土墙处于极限移动状态，土体有沿墙及假想破裂面移动的趋势，则土推墙即为主动土压力，墙推土即为被动土压力。,二、挡土墙土压力计算 第三节 挡土墙,路基挡土墙的土压力考虑：,路基挡土墙一般都有可能有向外的位移或倾覆，因此，在设计中按墙背土体达到主动极限平衡状态考虑，且取一定的安全系数以保证墙背土体的稳定。墙趾前土体的被动土压力一般不计。,二、挡土墙土压力计算 第三节 挡土墙,路堤墙为例（,5,种计算图式）：破裂面交于内边坡、破裂面交于路基内侧、中部和外侧、破裂面交于外边坡,二、挡土墙土压力计算 第三节 挡土墙,计算主动土压力的步骤：,计算挡土墙的土压力，首先确定产生最大土压力的破裂面，求出破裂角。（试算法）,先假定破裂面位置是否通过荷载中心，按此图式及相应的公式求出破裂角，与原假定的破裂面位置相对比，看是否相符；如与假定不符，重新计算假定破裂面，直至相符为止；,根据破裂角计算最大主动土压力。,增加挡土墙稳定性的措施 第三节 挡土墙,1.,增加抗滑稳定性的方法,1,）设置倾斜基底,2,）采用凸榫基础,3,）采用人工基础,增加挡土墙稳定性的措施 第三节 挡土墙,2.,增加抗倾覆稳定性的方法,1,）展宽墙趾,2,）改变墙面及墙背坡度,3,）改变墙身断面类型,3.,提高地基承载力或减小基地应力的方法,1,）采用人工基础,2,）采用扩大基础,阶梯式挡墙，防护绿化坡面,花池式挡墙，防护绿化边坡,深路堑低挡墙，减少生硬高大的挡防结构,挡土墙顶面进行“渐变”处理，增强动感,挡土墙端部进行“隐入”处理，自然和谐,配合环境色彩的饰面,形态多变的镶面,