1、第二節邊坡穩定性分析方法力學驗算法和工程地質法是路基邊坡穩定性分析和驗算方法常用的兩種方法。1. 力學驗算法（1）數解法 假定幾個不同的滑動面，按力學平衡原理對每個滑動面進行驗算，從中找岀最危險滑動面，按此最危險滑動面的穩定程度來判斷邊坡的穩定性。此方法計算較精確，但計算繁瑣。（2）圖解或表解法 在圖解和計算的基礎上，經過分析研究，制定圖表，供邊坡穩定性驗算時采用。以簡化計算工作。2. 工程地質法根據穩定的自然山坡或已有的人工邊坡進行土類及其狀態的分析研究，通過工程地質條件相對 比，擬定岀與路基邊坡條件相類似的穩定值的參考數據，作為確定路基邊坡值的依據。一般土質邊坡的設計常用力學驗算法進行驗算

2、，用工程地質法進行校核；巖石或碎石土類邊坡則主要采用工程地質法進行設計。3力學驗算法的基本假定（指條滑動土楔體是均質各向同性、滑動面通過坡腳、不考慮滑動土體內部的應力分布及各土條 分法）之間相互作用力的影響。一、直線滑動面法 松散的砂類土路基邊坡，滲水性強，粘性差，邊坡穩定主要靠其內摩擦力。失穩土體的滑動面近 似直線狀態，故直線滑動面法適用于砂類土：如圖2-2-4所示，驗算時，先通過坡腳或變坡點假設一直線滑動面，將路提斜上方分割岀下滑土楔體ABD沿假設的滑動面 AD滑動，其穩定系數 K按下式計算（按邊坡縱向單位長度計 ）：式中：F沿稱動囲的抗滑力上W r-J沼滑動面的下滑力卅匸橫體重力和路搖頂

3、ifii軍輛換算土層樹&之札kN； 滑動面對4平廊的除料角,0）； 卩一路堤填料的內摩»角 芒一路提填料的枯結力 A猜動面.仞的匿度，哄b>通過坡御沖點假設幾卜個）不同的滯動廊按式求出棚應的穩定系數心專饑、井繪出AJyYG曲線,用以定出議小穂«故K呎及時應最危険肯動面的傾驗算的邊坡是否穩定，取決于最小穩定系數Kmin的值。當Kmin = 1.0時，邊坡處于極限平衡狀態。由于計算的假定，計算參數（r，¥，C）的取值都與實際情況存在一定的差異，為了保證邊坡有足夠的穩定性，通常以最小穩定系數Kmin> 1.25來判別邊坡的穩定性。但Kmin過大，則設

4、計偏于保守，在工程上不經濟。當路堤填料為純凈的粗砂、 變為：中砂、礫石、碎石時，其粘聚力很小，可忽略不計，則式（2-2-3 )tanrr(2-2U)式（2-2-3）也適用于二、圓弧滑動面法 用粘性土填筑的路堤，均質砂類土路塹邊坡的穩定性驗算邊坡滑坍時的破裂面形狀為一曲面，為簡化計算，通常近似地假設為一圓但工程上普遍采用條分法弧狀滑動面。分析邊坡穩定性時，按其各種不同的假設，有多種方法， （又稱瑞典法）及具簡化計算的表解法和圖解法。1.條分法條分法是圓弧滑動面穩定性計算方法中一種具有代表性的方法。該法力的概念明確，使用范圍較廣，基本原理是靜力平衡，計算時取邊坡的單位長度。分條的目的，在于使計算結

5、果較為精確。穩定系數最小值Kmin，通過多道圓弧試算而得，計算工作量較大，分條不宜過多。條分法要求作圖準確，盡量減少量取尺寸的誤差。（1）計算公式及其步驟1）如圖2-2-5所示，通過坡腳任意選定一個可能的圓弧滑動面AB,其半徑為R。將滑動土體分成若干個垂直土條，其寬度一般為24m通常分810個土條，分條時，可結合橫斷面特征，如分在邊坡或地面變化點處，以便簡化計算。2什鼻禪1七條的±體« 0”引至S動面上井分解為:切囪分力T壬"i冋達佝分力N S式中：ai為第i條土體弧段中心點的半徑線與通過圓心的垂線之間的夾角。3）以圓心0點為轉動圓心，半徑 R為力臂，計算滑動面上

6、各力對0點的滑動力矩，但應注意在OY軸右側的Ti為正，是促使土楔體滑動的力；而在OY軸左側的Ti '方向相反，其值為負，是抵抗土楔體滑動的力，其產生的力矩應在滑動力矩中扣除。因此，滑動力矩為M滑=(ETiXTi ' )R。計算土條重時，行車荷載換算的土柱應計算在相應的土條重Qi中。4) 以0點為圓心，計算滑動面上各力對0點的抗滑力矩，M抗滑=(XNif+ XcLi)R。5) 求穩定系數K:=亦"Y F, - 工 r;)=式中江動圓孤Afl的*氏度，“C填料的粘結力劃勺；/ 填料的摩擦系數丿二詢呷0嚴y髯虬丄耳; 其中汀填料的容血上前詔；h； 各土殺S® &q

7、uot;；hi 餐上條高度*nt；當路堤由不同填料分層填筑而成時，式(2-2-6)中的各土條重應為該土條所包含的各土層中重力之和，而各土條 c、9值，應取該土條的底部弧段所處土層的數據。在圓心輔助線上繪岀穩定Kmin ,與Kmin對應的滑動6)再假定幾個可能的滑動圓弧， 按上述步驟分別計算相應的穩定系數， 系數對應于圓心的關系曲線 K=f(o)，在該曲線上找岀最小的穩定系數 面就是最危險的滑動面。當Kmin> (1.251.5)認為邊坡是穩定的。對Kmin的具體要求可根據土的特性、抗剪強度指標的可靠程度、公路等級與路段的重要性和地區經驗綜合考慮確定；當尺Kmin< 1.25時,則應

8、放緩邊坡，再按上述方法進行穩定性驗算。各圓弧的圓心位置，可采用輔助線的方法確定。確定圓心輔助線根據經驗，最危險滑動面的圓心在一條直線上，該直線稱為圓心輔助線。確定圓心輔助線的方法有4.5H法和36°法。1)4.5H法(如圖2-2-6所示)謝24巧A宦糯助£4.5H法的步驟如下： 由坡腳E向下引垂線并截取邊坡高度H得F點。 自F點向右引水平線并量取4.5H得M點。 連接坡腳 E和坡頂S,求ES的斜度iO = 1/m，根據iO由表2-2-2查得3 1、3 2的角值。 自E點引與ES成3 1角的直線，又由 S點引與水平線成3 2角的直線，兩直線交于丨點。連接M與I，并向左上方延長

9、，即得輔助線。如土僅有粘結力，而 9 =0，則最危險滑動圓弧的圓心就是I點；如土除粘結力外還有摩擦力,則最危險滑動面的圓心將隨9值的增加，而在輔助線上向外移動。無 I'llIt助舞ft ft «T as料用論A屈(|,e3"»-r甘rt4<r1 -1 1145”17*:1_J卯r26眇1:2 IJ1謝翱L1 3.0kijrs'1-1 0a”36*4.5H法較精確，求岀的穩定系數值較小，此法適用于驗算重要建筑物的穩定性。2）36 ° 法36°角的射線EF,即為輔助線，此法是一種簡化的方法。曲丄帝慮行車荷ft時叢點遇莊昴的頂謝

10、（如國7a）.不計訂車荷軟時* E點選在路朕邊緣（如圏 弟怯較簡便證】«碗廈較4.5M法為塑，兩種方 議對于淆動面通過城W的悄配均適用都可以不計 車輛荷載換算加上皚斥度計出人不大。按秦分袪進行路堆辺坡懐是性臉»時計算工作 ft較光對干肖痰直線形邊坡路堤，fl動面通過坡 腳，坡廈為水平井班伸到無限遠時.可用喪解肚進行如圖所閑土體劃分成齊條塊*其邂為&, 謀為6猶領全栓£縛此二總即用邊堆奇度來喪達：223 A 帯法«定ft 時如圖2-2-7所示.由E點作與水平線成英擺向列切向分力為穩定系»為:取i為等寬，井令則:=iiffa = ijfiL

11、 - AH-OcOSiCf = JjSW'COiSO=sino - 9Aj3f/ain<ifNcL神，沖 + M工丁" 工網沁亦7(2-2-7)式中：H邊M高Jim;A出取稅于幾何尺寸的系數査我2-2-3;C土的點結力tkPa;/一土的內摩擦系數-曲呼。他檢*功的4EE ? ? 9號動SA過址M時*解法的0ft制表時略去行車荷戴用3卡法礎宦E心輔 助線.假定滑動面通過煖腳如圖229所示燔備r 個滑動圓弧的圓心自路早邊緣S點開始，取 S0 = (0-25 + 0.4m) X乩其中m為邊坡率./工 為邊坡高度。自S起每隔0*3"宦一點分別 為 ggO.、 促時其.

12、R值見表2-2-3.邊城料廈帚M n鼻的ff心O'li515%fAftXBr，itAHABt:12.345 79UV7l-iT* 571.47.51,24H »1.J 251:1.32.W6.051 166,J5I.S27.036&M gZ一莎J 4M6U? M& S2 J57 IS1.90K S5 !'i.n10.101:1.75J 446 HS：S76.JK2 57.221 18.#5E10,41h23.M6.56.73,8丁加2 45Z j1.21lOJDA 2-2-3三、工程地質法在地形復雜地區修筑路基，重要是正確合理地確定路塹橫斷面的邊坡形狀

13、和坡度。路塹 邊坡，主要與當地的工程地質、水文地質、地面排水條件及邊坡高度、施工方法等因素有關，應 綜合分析論證確定。當路線穿越礫石類、 巖石類地區時，路塹邊坡破率主要運用工程地質法確定。ith>fH2 2 10府蚤詢#股式十直線形當工禪地質棊件ftb水文地 就縈件較好，土均勻*且邊坡舟度不大時 呵采用"即一坡別頂的直線形.2 折線彌當邊城較髙戒由多層土組 嵐而上黑土層較下牖土層的密實程度大i 時采用上楚下緩形，若卜部拘W蓋層艮 其程定性較下雜莖時,宜釆用上無卜砒麻的I 折線枚折線形邊坡在變坡點處容易出現披血的沖刷破壞加降水«大的）區、應采用適川砂幣皿上蝦卅啦盼1上増

14、下M；忻黑儀MKr榕 晉的Ki護禮施壺君改用H線形吹臺階形邊就，3.臺階形 當邊坡由多層土組成且高度較大（超過1520m）時，可供邊坡中部或土層變化分界處，設置寬度不小于1.0m的平臺，使邊坡成為臺階形，設置平臺可以增加邊坡的穩定性, 減少坡面沖刷。表2-2-4為礫石類土路塹邊坡資料。可供設計時參考選用。農 2 2-(wr丄內to-39., 11 ,31-3010.3-II n 3- hD.5htJ.Si1；0.51 ：0.51 0 7510 75 - I I1 0.75- l；j1 )1 = 1.25- 1, 1,51- «=* 1=rT' - r1 1* 1 (.511.

15、5,1 I.Je 1.1.75，«.B 1槍ftJri 51 1 S- M 75巖石路塹邊坡坡度，應根據巖性、地質構造、巖石的風化破碎程度、邊坡高度、地下水及地面水 等因素綜合分析確定。在一般情況下，邊坡坡度可參照表2-2-5確定。巖石路塹邊坡高度超過30m時，其邊坡坡度應根據現場情況，調查附近工程的人工邊坡及天然山坡情況參照表2-2-5對比確定。A1-2-5|fO1r 1 0 2liO.I UO40.1- J：Q.3iO ir 1 0.4桿1M A hD 43 o j - ro.sncI 0 >- 1 0.751 ：0.S * |T| .01l：u.| -1:0.21 0 M L：0 111屮杲麻呀巖屮好1g- 10 )1 i 1 -On JJ中轉層菽；3尸«(.0' 2 L U.41 0 Fr l-Q.J玉flf理的板我幕11roj* ho