边坡稳定计算书.docx

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边坡稳定计算书

边坡稳定计算书（总9页）

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，需要进行边坡稳定性验算。

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=m3，粘聚力C=20kpa，内摩擦角C=24o，填土的内摩擦系数?

=tan24o=。

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；

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；

m—相邻两辆车后轮的中心间距，取；

d—轮胎着地宽度，取。

3.Bishop法求稳定系数K

计算步骤：

（1）按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=（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，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/，据此查《路基路面工程》表4-1得β1,β2。

图1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：

（4）

将式（3）代入式（4）中得：

（5）

由于上式中Xi及Xi+1是未知的，故求解尚有困难。

毕肖普假定土条间竖向剪切力均略去不计，则式（5）可简化为：

（6）

其中

（7）

式（6）就是简化毕肖普法计算土坡稳定安全系数的公式。

由于式（7）也包含K值，因此式（6）须用迭代法求解，即先假定一个K值，按式（7）求得的值，代入式（6）中求出K值。

若值与假定值不符，则用此K值重新计算求得新的K值，如此反复迭代，直至假定K值于求得的K值相近为止。

具体计算过程及图表

，Ｒ＝m。

假设K1=，计算结果如表2-1所示:

表2-1计算土坡的稳定安全系数

计算可得

==

计算出的K1与假设的K1相差很小，即K1=

，Ｒ＝m。

假设K2=，计算结果如表2-2所示:

表2-2计算土坡的稳定安全系数

计算可得

==

计算出的K2与假设的K2相差很小，即K2=

，Ｒ＝m。

假设K3=，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

==

计算出的K3与假设的K3相差很小，即K3=

，Ｒ＝。

假设K4=，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

==

计算出的K4与假设的K4相差很小，即K4=

，Ｒ＝。

假设K5=，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

==

计算出的K5与假设的K相差很小，即K5=

Kmin的确定

因为K1=，K2=，K3=，K4=，K5=，

所以Kmin=K4=＞，满足要求

挡土墙设计

1.设计资料

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。

墙身拟采用号浆砌片石结构，墙高10m，墙顶填土高a=宽b=（m），顶宽，面坡背坡倾斜坡度分别为1：

，1：

基底倾斜，倾斜角α0=11°为增加抗滑性能在墙底采用×（m）墙趾坡度与面坡一致。

（如下图）

挡土墙示意图（单位：

m）

1.2地质情况

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

墙底与地基摩擦力系数f=,地基承载应力标准值［б。

］=350Kpa。

墙身材料

墙体采用浆砌片石结构，号砂浆，25号片石，墙体容重

k=24KN/m3。

按规范：

容许压应力为[σa]=720Kpa,容许剪应力[τ]=147Kpa。

2车辆荷载

根据《路基设计规范》（JTG2004），车辆荷载为计算的方便，可简化换算为路基填土的均布土层，并采用全断面布载。

换算土层厚：

3土压力计算

对于墙前土的被动土压力，在挡墙基础一般埋深的情况，考虑各种自然力和人畜活动的影响，偏于安全。

一般不计被动土压力,只要考虑主动土压力，用库伦理论进行计算，

破裂面计算

假设破裂面交于荷载中部,则

A0=1/2（a+H+2ho）（a+H）

=1/2（+10+2×）×（+12）

=

B0=1/2ab+（b+d）ho-1/2H（H+2a+2h0）tanα

=1/2××+（+0）×2×10×（10+2×+2×）×

=

其中:

ψ=

+δ+α=°+°+11°=°

则θ=arctgθ＝°

破裂面验算

堤顶破裂面距墙踵距离（H+a）

=（10+）×=

荷载内边缘距墙踵距离b+d-H

=+0-10×=

荷载外边缘距墙踵b+d+l0-H

=+0+26-10×=

由以上数据可得：

＜＜，破裂面交于路基面外边坡，故假设与实际相符合。

计算主动土压力

=（m）

h3=H-h1-h2=（m）

=

主动土压力Ea的计算

=××102××=kN

=×cos（11°+°）=kN

=×sin（11°+°）=kN

土压力作用点位置

=

=其中：

B1=cos11°=

4设计验算

墙身面积：

S=（m2）

墙重：

G=

力臂ZG的计算：

ZG=（m）

墙身稳定性验算

抗滑稳定性验算在计算中我们不考虑墙前被动土压力的影响，所以

＝0

=＞0

抗滑稳定系数Kc

=＞

其中

满足抗滑稳定

抗倾覆稳定性验算

=＞0

抗倾覆稳定性系数K0

=＞

满足倾覆稳定

其中：

=（m）

＜B1/6=

基底应力：

满足基底应力要求

为保证墙身有足够的强度，对墙底截面进行验算

强度计算：

按每延米计算

A=B1×1=（m2）Ra=720（kpa）γk=

因为

所以挡土墙截面强度满足要求

结论

综上述分析该挡土墙的抗滑稳定性，抗倾覆稳定性，基底应力与合力偏心距，墙身截面稳定性验算均满足设计要求。